水流變化對河流大型底棲動物的生態影響研究

《水流變化對河流大型底棲動物的生態影響研究》是依託清華大學，由陳永燦擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：水流變化對河流大型底棲動物的生態影響研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：陳永燦
• 項目類別：面上項目

項目摘要

中國水電資源豐富，水力發電在能源供給、電網調峰等方面發揮著日益重要的作用。相比於河道天然徑流，水電站的調峰調度引起的水流變化是顯著的。水流條件是河流大型底棲動物關鍵的棲息地環境因子，底棲動物的生長、繁殖需要適宜的水流條件與之相匹配。本項目擬結合統計分析、野外調查採樣、水流模擬、野外水流控制試驗和生態模型等多種研究手段，研究水流條件變化對河流底棲動物的生態影響，揭示水電站調峰運行、引水式電站減水效應等特殊水流變化下底棲動物群落沿程變化規律，探究流量波動和低流量狀態下底棲動物的漂移特性，在此基礎上建立目標流域關鍵物種棲息地適宜度模型，評價和預測水利工程導致的水流變化對河流底棲動物的影響。項目的研究對於生態水力學的發展具有重要的學術價值，對於河流生態系統的保護和恢復具有重要的參考價值和指導意義。

結題摘要

水電站的運行改變了河道天然徑流的水動力條件，進而影響底棲動物的生命活動和群落分布。課題以底棲動物為主要研究對象，調查了牡丹江中游的底棲動物，分別分析了徑流式電站調峰水流、引水式電站、梯級電站群對底棲動物群落結構的影響。研究成果對於河流生態系統的保護和恢復具有重要的參考價值和指導意義。野外調查顯示，調峰水流對底棲動物主要有兩方面影響：（1）調峰水流引起的水流波動對底棲動物的群落結構有一定的負面影響，底棲動物的群落多樣性、豐富度以及生物密度隨著流量、濕周等水力參數的變動幅度和速率的增大而降低；（2）流量的快速變化使岸邊棲息地乾濕交替加劇，增加岸邊棲息地隔離的風險，導致魚類的擱淺以及底棲動物群落組成的變化。另外，課題組結合野外試驗，以鉤蝦為研究對象，進一步探究了水流條件變動對底棲動物的影響。流量擾動下鉤蝦屬漂移明顯增強，漂移密度顯著性提升，漂移對流量擾動的回響程度與生境有關。從水動力學的角度分析，較高的漂移密度通常發生在流速和水流剪下力較大的地方。引水式電站對河流棲息地的影響主要體現在三個方面：通過引流和匯流，在壩下形成減水河段，改變天然徑流過程；造成減水河段岸邊底質裸露，植被貧瘠，河床不穩定；影響部分水質參數。引水式電站所造成的不同河段具有不同的棲息地環境特徵，造成生物多樣性的變化。減水段內流量銳減，導致棲息地質量退化，生物多樣性較差；下游段隨著發電尾水匯入河道補充流量，棲息地質量有所恢復，物種豐度和生物密度均逐漸增加，生物多樣性恢復，但依然劣於未受工程擾動的上游段。梯級電站的建設對對多種生境因子造成了影響（如COD、流速等），從而改變了江段內底棲動物的群落組成。在各電站擋水建築物的上下游採樣點的底棲動物群落結構存在明顯區別，其中敏感物種所占比例顯著不同。