戴凌全,張培培,常曼琪,陳 磊,李 翀,戴會(huì)超,毛勁喬

(1.中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)境工程研究中心,北京 100038;2.三峽工程魚(yú)類(lèi)資源保護(hù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 宜昌 443100;3.河海大學(xué)水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210098)

洞庭湖是我國(guó)第二大淡水湖,是長(zhǎng)江流域重要的魚(yú)類(lèi)棲息地和資源庫(kù),在長(zhǎng)江漁業(yè)中占有重要地位,其漁業(yè)資源備受關(guān)注[1-2]。魚(yú)類(lèi)按生活習(xí)性可分為四類(lèi):海河洄游型、江湖洄游型、溪流定居型和湖泊定居型[3-5]。在洞庭湖,海河洄游型、江湖洄游型魚(yú)類(lèi)占比逐漸減小,以鯉魚(yú)、鯽魚(yú)等為主的湖泊定居型魚(yú)類(lèi)的占比呈不斷增加趨勢(shì)。20世紀(jì)末洞庭湖湖泊定居型魚(yú)類(lèi)所占比例已超過(guò)86%,2001年之后湖泊定居性魚(yú)類(lèi)占比達(dá)到90%以上,已成為洞庭湖魚(yú)類(lèi)資源最主要的組成成分,而四大家魚(yú)等半洄游型魚(yú)類(lèi)的資源量則降至8%以下[6-7]。定居性魚(yú)類(lèi)的產(chǎn)卵量將對(duì)湖區(qū)魚(yú)類(lèi)資源總量產(chǎn)生直接影響,因此促進(jìn)洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵是洞庭湖魚(yú)類(lèi)資源保護(hù)工作的重點(diǎn)。湖泊水動(dòng)力條件改變會(huì)對(duì)湖區(qū)魚(yú)類(lèi)生境產(chǎn)生影響,也會(huì)對(duì)魚(yú)類(lèi)資源和生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響[8-10]。三峽水庫(kù)作為長(zhǎng)江干流控制性骨干水利工程,消落期(3—5月)增加出庫(kù)流量為洞庭湖生態(tài)補(bǔ)水提供了有利條件[11-12],然而不同出庫(kù)流量對(duì)洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的影響有待進(jìn)一步明確。

目前關(guān)于魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的研究多集中在河道洄游型魚(yú)類(lèi),包括四大家魚(yú)、中華鱘、圓口銅魚(yú)等。如戴凌全等[13]采用物理?xiàng)⒌啬Ｐ兔鞔_了金沙江下游宜賓江段四大家魚(yú)產(chǎn)卵繁殖所需要的適宜生態(tài)流量,為水庫(kù)生態(tài)調(diào)度提供了具體目標(biāo);班璇等[14]結(jié)合中華鱘產(chǎn)卵場(chǎng)水文情勢(shì)在時(shí)間上的變化特征和空間上的分布特征,分析了不同水文情勢(shì)下中華鱘產(chǎn)卵水深、流速和渦流等因子的響應(yīng)特征,并進(jìn)一步明確了中華鱘產(chǎn)卵所需的生態(tài)流量過(guò)程,為上游水庫(kù)生態(tài)調(diào)度提供了理論基礎(chǔ);楊德國(guó)等[15]通過(guò)對(duì)葛洲壩下游中華鱘產(chǎn)卵場(chǎng)的流量、流速、水溫和含沙量等水文因素展開(kāi)研究,得到影響中華鱘產(chǎn)卵的主要因子,認(rèn)為流量過(guò)程對(duì)中華鱘產(chǎn)卵具有重要的促進(jìn)作用;王煜等[16]基于棲息地適合度評(píng)價(jià)模型計(jì)算了葛洲壩不同出庫(kù)流量下中華鱘產(chǎn)卵生境面積大小及其空間分布特征,分析了葛洲壩運(yùn)行對(duì)下游中華鱘產(chǎn)卵生境造成的影響;楊志等[17]為實(shí)現(xiàn)金沙江下游圓口銅魚(yú)的恢復(fù),提出了圓口銅魚(yú)不同生活史階段關(guān)鍵生境因子的適宜度曲線(xiàn);侯俊等[18]采用棲息地模擬法計(jì)算了雅魯藏布江中游拉薩裸裂尻魚(yú)適宜的水深流速及流量;彭依云等[19]以中國(guó)結(jié)魚(yú)作為目標(biāo)魚(yú)類(lèi),基于IFIM和EFDC二維水動(dòng)力模型建立了瀾滄江最大支流羅梭江魚(yú)類(lèi)棲息地適宜性曲線(xiàn),評(píng)價(jià)了不同水情下替代生境對(duì)目標(biāo)魚(yú)類(lèi)的適宜度。

綜上,三峽水庫(kù)枯水期不同出庫(kù)流量對(duì)洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的影響方面的研究成果還較少,本文從定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵所需的水動(dòng)力需求出發(fā),構(gòu)建魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的物理?xiàng)⒌啬Ｐ?模擬三峽水庫(kù)不同出庫(kù)流量下洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境適宜度的空間分布格局,分析洞庭湖魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的加權(quán)可利用面積(weighted usable area, WUA)對(duì)三峽水庫(kù)不同出庫(kù)流量的響應(yīng)特征,以期為通過(guò)水庫(kù)生態(tài)調(diào)度改善湖區(qū)定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵場(chǎng)水動(dòng)力條件提供科學(xué)基礎(chǔ),為洞庭湖魚(yú)類(lèi)資源和湖泊生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)工作提供新的思路。

1 研究區(qū)域概況

洞庭湖地處長(zhǎng)江中游荊江南岸,長(zhǎng)江干流通過(guò)三口(松滋、太平、藕池)流入洞庭湖,并與湖南四水(湘江、資水、沅江、澧水)匯合,經(jīng)湖泊調(diào)蓄后在東洞庭湖流入長(zhǎng)江[20](圖1)。洞庭湖作為長(zhǎng)江出三峽后的第一個(gè)大型通江湖泊,在防洪、維持生態(tài)平衡、保護(hù)濕地環(huán)境等方面具有重大意義,同時(shí)在魚(yú)類(lèi)洄游與產(chǎn)卵繁殖上發(fā)揮著重要作用[21-22]。

圖1 洞庭湖地理位置示意圖Fig.1 Geographic map of Dongting Lake

2 研究方法

2.1 物理?xiàng)⒌啬M法

物理?xiàng)⒌啬Ｐ?physical habitat simulation model, PHABSIM)能夠定量反映不同水動(dòng)力條件下洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的變化特征[23-26],由水動(dòng)力模型(hydrodynamic model)和棲息地模型(habitat model)兩部分組成。水動(dòng)力模型計(jì)算三峽水庫(kù)不同流量下洞庭湖的水動(dòng)力分布特征,棲息地模型通過(guò)建立魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境關(guān)鍵影響因子的適宜度曲線(xiàn),依據(jù)不同流量下的水動(dòng)力分布特征找出對(duì)應(yīng)的適宜度,賦予各自權(quán)重之后計(jì)算棲息地WUA[25]。具體步驟:①收集定居性魚(yú)類(lèi)的產(chǎn)卵地點(diǎn)、時(shí)間、數(shù)量以及關(guān)鍵影響因子;②將棲息地適宜性指標(biāo)與定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的關(guān)鍵影響因子(水深、流速)關(guān)聯(lián),繪制關(guān)鍵影響因子的適宜度曲線(xiàn);③建立洞庭湖水動(dòng)力模型,模擬不同流量下洞庭湖水動(dòng)力分布特征;④將關(guān)鍵影響因子的適宜度曲線(xiàn)輸入棲息地模型,結(jié)合水動(dòng)力模型模擬的水深、流速計(jì)算不同流量下洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的WUA。模型構(gòu)建流程如圖2所示。

圖2 基于物理?xiàng)⒌啬Ｐ偷倪m宜生態(tài)流量求解流程Fig.2 Flow chart for solving suitable ecological flow based on PHABSIM

2.2 生境適宜度曲線(xiàn)的構(gòu)建

目前棲息地適宜度評(píng)價(jià)方法中使用最廣泛、最經(jīng)典的是適宜度曲線(xiàn)法[27]。適宜度曲線(xiàn)的建立以棲息地適宜度指數(shù)(habitat suitability index, HSI)為基礎(chǔ),以生境影響因子為橫坐標(biāo),以目標(biāo)生物對(duì)生境影響因子的偏好為縱坐標(biāo),建立目標(biāo)生物偏好與生境因子之間關(guān)系的連續(xù)曲線(xiàn),從而定量描述目標(biāo)物種對(duì)棲息地各個(gè)生境影響因子變化的響應(yīng)程度。目標(biāo)物種對(duì)生境影響因子的偏好介于0～1之間,0表示完全不適宜,1表示最適宜。

影響因子的選取是物理?xiàng)⒌啬Ｐ湍M效果準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵。流速、水深等因子常被作為魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境模擬的影響因子[28-30]。每年3—5月,洞庭湖鯉、鯽開(kāi)始產(chǎn)卵,主要的產(chǎn)卵場(chǎng)所是靜水或緩流淺灘區(qū)的水草。為了保證卵的正常發(fā)育,水中流速不宜過(guò)大,因此選取流速、水深作為洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的關(guān)鍵影響因子。參考已有研究成果[31-32],確定鯉、鯽魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的適宜流速范圍為0～0.6m/s,最適宜流速范圍為0.1～0.5m/s,適宜水深范圍為0.2～2.0m,最適宜水深范圍為0.5～1.5m,定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境影響因子的適宜度曲線(xiàn)如圖3所示。

圖3 洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境影響因子適宜度曲線(xiàn)Fig.3 Suitability curves of influencing factors for sedentary fish spawning habitat in Dongting Lake

2.3 水動(dòng)力模型的建立和驗(yàn)證

水動(dòng)力模型采用一二維耦合模型,涵蓋范圍包括長(zhǎng)江干流三峽壩址至螺山段、三口河系、洞庭湖及其四水尾閭河段。河道采用一維模型,湖區(qū)及江湖交匯區(qū)采用二維模型,二維模型采用非結(jié)構(gòu)不規(guī)則的三角形網(wǎng)格,網(wǎng)格大小根據(jù)地形的空間分布等確定,地形采用長(zhǎng)江干流、三口、四水尾閭河道地形和洞庭湖實(shí)測(cè)水下地形。

流量邊界包括三峽水庫(kù)出庫(kù)流量、清江流量、四水入湖控制站流量,采用2019年各水文站點(diǎn)3—5月的日平均流量過(guò)程(圖4(a)),下游水位邊界條件采用2010—2020年螺山站水位-流量關(guān)系曲線(xiàn)(圖4(b))。

為驗(yàn)證水動(dòng)力模型的模擬效果,選取城陵磯、鹿角、楊柳潭和南咀站為洞庭湖代表性站點(diǎn),各站點(diǎn)水位實(shí)測(cè)值與模擬值對(duì)比如圖5所示。城陵磯、鹿角、楊柳潭、南咀站水位實(shí)測(cè)值和模擬值的均方根誤差(root mean square error,RMSE)分別為0.1898、0.2210、0.1468、0.1187m,方差分別為0.9875、0.9801、0.9697、0.9867m2,平均絕對(duì)誤差(mean absolute error,MAE)分別為0.16、0.19、0.15、0.10m。城陵磯站和鹿角站模擬效果較好,而楊柳潭站和南咀站模擬效果相對(duì)較差,因城陵磯站和鹿角站位于東洞庭湖,與長(zhǎng)江干流聯(lián)系緊密,受干流水位影響明顯,而楊柳潭和南咀站距離干流較遠(yuǎn),同時(shí)還受三口及四水的影響,水位變化情況更為復(fù)雜,因此模擬效果相對(duì)較差,但誤差均在可接受范圍內(nèi)。總體來(lái)看,水動(dòng)力模型的整體模擬精度較高,滿(mǎn)足模型需求。

圖5 洞庭湖各站實(shí)測(cè)水位與模擬水位對(duì)比Fig.5 Comparison of observed and simulated water level in each station of Dongting Lake

3 結(jié)果與分析

3.1 工況設(shè)置

為量化三峽水庫(kù)消落期不同出庫(kù)流量對(duì)洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的影響,根據(jù)2017—2022年三峽水庫(kù)、清江及四水3—5月的實(shí)測(cè)流量數(shù)據(jù)進(jìn)行流量劃分。根據(jù)《三峽(正常運(yùn)行期)—葛洲壩水利樞紐梯級(jí)調(diào)度規(guī)程(2019年修訂版)》的批復(fù):1—5月三峽水庫(kù)水位在綜合考慮航運(yùn)、發(fā)電、水資源、水生態(tài)需求的條件下逐步消落,因此水庫(kù)出庫(kù)流量劃分如下:1—2月水庫(kù)出庫(kù)流量按不小于6000m3/s控制,3—5月的最小出庫(kù)流量應(yīng)滿(mǎn)足葛洲壩下游廟嘴水位不低于39.0m。一般情況下,4月末庫(kù)水位不低于枯水期消落低水位155.0m,5月25日不高于155.0m。同時(shí)調(diào)度規(guī)程也明確魚(yú)類(lèi)集中產(chǎn)卵期(5—6月)或有其他生態(tài)調(diào)度需求時(shí),在防洪形勢(shì)和水文條件許可的情況下,應(yīng)有針對(duì)性地實(shí)施有利于魚(yú)類(lèi)繁殖或改善水生態(tài)環(huán)境的生態(tài)調(diào)度試驗(yàn)。

本文的方案制定中考慮了調(diào)度規(guī)程,結(jié)合三峽水庫(kù)運(yùn)行后2017—2022年3—5月實(shí)際出庫(kù)流量制定了工況。2017—2022年三峽水庫(kù)實(shí)際出庫(kù)流量如圖6所示。由圖6可知,3—5月三峽水庫(kù)最小出庫(kù)流量為6625m3/s,最大出庫(kù)流量為24375m3/s,平均出庫(kù)流量為10994m3/s,因此可認(rèn)為三峽水庫(kù)3—5月出庫(kù)流量范圍為6500～24500m3/s,并以2000m3/s為間隔進(jìn)行工況劃分。根據(jù)2017—2022年清江及四水3—5月實(shí)測(cè)流量數(shù)據(jù),設(shè)置清江流量為530.23m3/s,湘江湘潭站流量為2877.54m3/s,資水桃江站流量為902.02m3/s,沅江桃源站流量為2376.27m3/s,澧水津市站流量為501.12m3/s。

圖6 三峽水庫(kù)2017—2022年3—5月出庫(kù)流量Fig.6 Outflow from Three Gorges Reservoir from March to May in 2017-2022

3.2 不同出庫(kù)流量下洞庭湖水動(dòng)力空間變化特征

三峽水庫(kù)不同出庫(kù)流量下洞庭湖水位變化如圖7(a)所示。三峽水庫(kù)對(duì)洞庭湖水位的影響體現(xiàn)在2個(gè)方面:長(zhǎng)江水流過(guò)枝城站后一方面通過(guò)三口分流流量對(duì)洞庭湖直接補(bǔ)水,另一方面洞庭湖出口城陵磯水位增加對(duì)湖泊水位形成頂托。當(dāng)出庫(kù)流量為6500m3/s時(shí),通過(guò)松滋口分流量為135m3/s,太平口、藕池口分流量均為0,城陵磯、鹿角、楊柳潭、南咀站的水位分別為21.25、25.83、27.24、30.20m,此時(shí)4站水位最低。當(dāng)出庫(kù)流量為18500m3/s時(shí),通過(guò)松滋口分流量為1398m3/s、太平口分流量為210m3/s、藕池口分流量為315m3/s,城陵磯、鹿角、楊柳潭、南咀站的水位分別為23.11、27.37、27.99、31.15m,與出庫(kù)流量6500m3/s相比,城陵磯站和鹿角站水位上升最大,分別上升了1.86、1.54m,增幅分別為8.75%和5.96%。當(dāng)出庫(kù)流量為24500m3/s時(shí),通過(guò)松滋口分流量為3667m3/s,太平口分流量為874m3/s、藕池口分流量均為1449.8m3/s,城陵磯、鹿角、楊柳潭、南咀站水位達(dá)到最大值,分別為24.07、28.24、28.60、31.98m,與出庫(kù)流量6500m3/s相比,水位分別上升了2.81、2.41、1.36、1.78m,相應(yīng)增幅分別為13.27%、9.33%、4.99%、5.89%。從水位變化和水位增幅的空間分布來(lái)看,受洞庭湖西高東低地形的影響,西洞庭湖南咀站水位最高,其次為南洞庭湖楊柳潭站,東洞庭湖城陵磯和鹿角站水位最低。隨著三峽水庫(kù)出庫(kù)流量的增加,城陵磯、鹿角、楊柳潭、南咀站的水位皆有所上升,說(shuō)明三峽水庫(kù)增加出庫(kù)流量對(duì)洞庭湖水位有一定的提升作用,但不同湖區(qū)水位的響應(yīng)情況存在明顯的空間差異。東洞庭湖城陵磯站水位上升明顯,其次為東洞庭湖鹿角站,而南洞庭湖楊柳潭站和西洞庭湖南咀站則影響較小,因此可認(rèn)為三峽水庫(kù)消落期調(diào)度對(duì)于東洞庭湖水位提升作用明顯,但對(duì)南洞庭湖和西洞庭湖影響較小。

圖7 三峽水庫(kù)不同出庫(kù)流量下洞庭湖水動(dòng)力變化過(guò)程Fig.7 Hydrodynamic variation process in Dongting Lake under different outflow from TGR

三峽水庫(kù)不同出庫(kù)流量下洞庭湖平均流速變化如圖7(b)所示。當(dāng)出庫(kù)流量為6500m3/s時(shí),湖區(qū)平均流速為0.18m/s,東、南、西洞庭湖平均流速分別為0.20、0.19、0.11m/s。當(dāng)出庫(kù)流量為10500m3/s時(shí),湖區(qū)平均流速為0.20m/s,東、南、西洞庭湖平均流速分別為0.23、0.20、0.12m/s。當(dāng)出庫(kù)流量為12500m3/s時(shí),湖區(qū)平均流速為0.22m/s,東、南、西洞庭湖平均流速分別為0.24、0.22、0.13m/s。當(dāng)出庫(kù)流量為14500m3/s時(shí),湖區(qū)平均流速為0.24m/s,東、南、西洞庭湖平均流速分別為0.26、0.24、0.15m/s。

從流速變化情況來(lái)看,洞庭湖流速較低且變化范圍不大,湖區(qū)流速位于0.11～0.36m/s之間。三峽水庫(kù)增加出庫(kù)流量對(duì)洞庭湖流速有一定的提升作用,整體湖區(qū)平均流速提高0.15m/s,其中東、南、西洞庭湖平均流速分別提高0.16、0.13、0.14m/s,由此可知三峽水庫(kù)增加出庫(kù)流量對(duì)于東洞庭湖流速的影響相對(duì)明顯,但對(duì)南洞庭湖和西洞庭湖則影響相對(duì)較小。

3.3 出庫(kù)流量對(duì)洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵適宜度的影響

三峽水庫(kù)不同出庫(kù)流量下洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境組合適宜度空間分布如圖8所示。當(dāng)三峽水庫(kù)出庫(kù)流量為6500m3/s,湖區(qū)的平均水深為2.20m,平均流速為0.18m/s,平均組合適宜度為0.093,組合適宜度較大的區(qū)域主要分布在南洞庭湖和西洞庭湖;當(dāng)三峽水庫(kù)出庫(kù)流量為16500m3/s時(shí),湖區(qū)平均水深為2.84m,平均流速為0.26m/s,平均組合適宜度為0.106,其中東洞庭湖組合適宜度分布區(qū)域大幅增加,主要集中于東洞庭湖西北部,說(shuō)明隨著出庫(kù)流量的增加,東洞庭湖的定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵適宜生境擴(kuò)大,南洞庭湖組合適宜度下降至0.250,隨后逐漸減小,當(dāng)流量超過(guò)16500m3/s時(shí),南洞庭湖的定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵適宜生境值分布面積縮小;當(dāng)三峽水庫(kù)出庫(kù)流量為22500m3/s,湖區(qū)水深為3.40m,平均流速為0.32m/s,平均組合適宜度最大為0.120,東洞庭湖的適宜度分布區(qū)域進(jìn)一步增加,覆蓋東洞庭湖大部分,其中組合適宜度較大的區(qū)域主要集中于東洞庭湖東部,西洞庭湖組合適宜度降低至0.146,且組合適宜度分布區(qū)域明顯減少;當(dāng)三峽水庫(kù)出庫(kù)流量為24500m3/s時(shí),棲息地平均水深為3.60m,平均流速為0.33m/s,組合適宜度略有下降,平均組合適宜度為0.110,各湖區(qū)組合適宜度均有減小。

圖8 三峽水庫(kù)不同出庫(kù)流量下組合適宜度空間分布Fig.8 Spatial distribution of combined suitability factor of TGR under different discharge flow

3.4 出庫(kù)流量對(duì)魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境WUA的影響

三峽水庫(kù)不同出庫(kù)流量下洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的WUA如圖9所示,在三峽水庫(kù)出庫(kù)流量逐漸增大的過(guò)程中,魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的WUA呈現(xiàn)出先緩慢增大再逐漸減小的趨勢(shì)。當(dāng)出庫(kù)流量為6500m3/s時(shí),WUA最小為282.59km2;當(dāng)出庫(kù)流量增加至18500m3/s時(shí),WUA呈現(xiàn)緩慢平穩(wěn)的上升趨勢(shì);當(dāng)出庫(kù)流量為20500m3/s時(shí),WUA為360.51km2,此時(shí)相對(duì)于最小出庫(kù)流量對(duì)應(yīng)的WUA增加77.92km2,增幅為27.58%;當(dāng)出庫(kù)流量為22500m3/s時(shí),WUA達(dá)到最大值為376.16km2;當(dāng)出庫(kù)流量為24500m3/s時(shí),WUA下降至361.45km2。由此可知,三峽水庫(kù)增加出庫(kù)流量能夠增加洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的WUA,最大可增加93.57km2,但當(dāng)出庫(kù)流量超過(guò)22500m3/s,魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的WUA反而減小,因此可認(rèn)為洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的適宜生態(tài)流量范圍為18500～24500m3/s,最適宜生態(tài)流量為22500m3/s。

圖9 三峽水庫(kù)出庫(kù)流量與產(chǎn)卵生境WUA的關(guān)系曲線(xiàn)Fig.9 Relationship curve of WUA and outflow from the TGR

三峽水庫(kù)不同出庫(kù)流量下洞庭湖不同湖區(qū)定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的WUA變化如圖10所示,不同湖區(qū)的WUA變化趨勢(shì)及對(duì)三峽水庫(kù)出庫(kù)流量的響應(yīng)具有顯著差異。東洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的WUA隨著三峽水庫(kù)出庫(kù)流量的增大呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì),當(dāng)出庫(kù)流量為20500m3/s時(shí),WUA為154.96km2,此時(shí)WUA增加值為32.56km2,相應(yīng)的增幅為26.60%;當(dāng)三峽水庫(kù)出庫(kù)流量為24500m3/s時(shí),WUA增加至最大值為178.68km2。南洞庭湖WUA在50.39～52.75km2之間,總體增長(zhǎng)幅度不大,保持相對(duì)穩(wěn)定,呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)且,其面積變化曲線(xiàn)存在2個(gè)峰值;當(dāng)三峽水庫(kù)出庫(kù)流量為12500m3/s時(shí),WUA達(dá)到最大為52.75km2。南洞庭湖東部地形呈深槽形,長(zhǎng)江干流對(duì)洞庭湖的頂托作用可影響到南洞庭湖,最初隨著出庫(kù)流量的增加,南洞庭湖的水深和組合適宜度逐漸增大;當(dāng)出庫(kù)流量大于12500m3/s時(shí),組合適宜度和WUA逐漸減小;當(dāng)出庫(kù)流量為18500m3/s時(shí),WUA最小為50.39km2。南洞庭湖WUA最大值與最小值相差1.58km2,總體保持穩(wěn)定,說(shuō)明三峽水庫(kù)增加出庫(kù)流量對(duì)南洞庭湖的影響較小。西洞庭湖WUA呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),當(dāng)出庫(kù)流量為16500m3/s時(shí),WUA最大為163.04km2。西洞庭湖承接三口,三峽水庫(kù)增泄的流量通過(guò)三口流入西洞庭湖,隨著出庫(kù)流量的增加,西洞庭湖的組合適宜度和WUA逐漸增大,當(dāng)出庫(kù)流量超過(guò)16500m3/s后,WUA逐漸下降。

圖10 洞庭湖不同湖區(qū)定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境WUA變化Fig.10 Variation of WUA in different lake areas of Dongting Lake

4 結(jié) 論

a.三峽水庫(kù)增加出庫(kù)流量對(duì)洞庭湖湖區(qū)的水位及流速有一定的提升作用,對(duì)于東洞庭湖的影響尤為明顯,對(duì)南洞庭湖和西洞庭湖則影響較小。東洞庭湖(鹿角)、南洞庭湖(楊枊潭)、西洞庭湖(南咀)水位最大提升2.41、1.36、1.78m,平均流速分別提高0.16、0.13、0.14m/s。

b.隨著三峽消落期出庫(kù)流量的增加,洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的WUA呈現(xiàn)出先增大再減小的趨勢(shì),不同湖區(qū)的WUA變化特征各不相同,東洞庭湖WUA呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì),南洞庭湖WUA總體增長(zhǎng)幅度不大,西洞庭湖WUA呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。

c.洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境的適宜生態(tài)流量范圍為18500～24500m3/s,最適宜生態(tài)流量為22500m3/s。

d.研究成果明確了洞庭湖定居性魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵生境所需的適宜生態(tài)流量,可為通過(guò)三峽水庫(kù)補(bǔ)水調(diào)度保護(hù)湖區(qū)魚(yú)類(lèi)資源提供參考依據(jù),但由于魚(yú)類(lèi)的生命階段包括產(chǎn)卵、胚胎發(fā)育、幼魚(yú)、成魚(yú)等,各階段對(duì)棲息地生境的需求也會(huì)有所不同,因此在后續(xù)的研究中,可考慮魚(yú)類(lèi)其他關(guān)鍵生活史對(duì)環(huán)境適宜性的需求,包括水動(dòng)力需求、索餌需求等,使得洞庭湖湖區(qū)漁業(yè)保護(hù)措施更系統(tǒng)和完善。