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江河魚類產卵場功能研究 版權信息
- ISBN：9787030679765
- 條形碼：9787030679765 ; 978-7-03-067976-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
江河魚類產卵場功能研究 內容簡介
水是生命的搖籃，維持水生生態(tài)系統(tǒng)服務功能需要生物鏈。魚類生物量保障需要通過產卵場的功能保障來實現。魚類產卵場管理將成為河流生態(tài)系統(tǒng)管理的重要手段。本書通過觀測魚類早期資源發(fā)生過程與徑流量關系，產卵場水文水動力模型分析，解剖分析了與魚類早期資源發(fā)生相關聯的產卵場功能單體、功能流量、水文水動力作用機制，建立了確定魚類產卵場功能位點、量化評估產卵場功能受損的方法，介紹了產卵場功能修復的基本思路和方法體系。
江河魚類產卵場功能研究 目錄
目錄
叢書序
前言
第1章 產卵場生態(tài)學基礎 1
1.1 河流的一般概念 1
1.2 魚類基礎生物學 6
1.2.1 魚類形態(tài)特征 6
1.2.2 魚類結構 7
1.2.3 魚類生活習性 9
1.2.4 魚類繁殖 10
1.3 魚類資源調查方法 15
1.3.1 魚卵、仔魚調查 15
1.3.2 產卵群體調查 22
1.3.3 水聲學探測調查 27
1.4 魚類區(qū)域性分布 28
第2章 魚類產卵場 33
2.1 產卵場基本環(huán)境條件 34
2.1.1 中華鱘產卵場 34
2.1.2 四大家魚產卵場 37
2.1.3 其他魚類的產卵場 41
2.2 產卵場水文水動力 47
2.2.1 長江中華鱘產卵場 47
2.2.2 四大家魚產卵場 48
2.2.3 黃石爬 產卵場 50
2.2.4 斑重唇魚和新疆裸重唇魚產卵場 51
2.2.5 鯉產卵場 51
2.2.6 瀾滄江特有魚類產卵場 51
2.2.7 大麻哈魚產卵場 51
2.3 珠江魚類早期資源與徑流量 51
第3章 產卵場功能 55
3.1 產卵場功能屬性 56
3.1.1 產卵場功能指標 56
3.1.2 產卵場功能概念 56
3.1.3 產卵場功能時空差異 57
3.1.4 產卵場功能周期性 60
3.2 廣東魴產卵場功能研究 61
3.2.1 廣東魴 61
3.2.2 產卵江段地形地貌 63
3.2.3 產卵場江段水文環(huán)境 66
3.2.4 水文水動力模型 68
3.2.5 水文水動力因子分析 86
3.3 仔魚出現與未知功能位點的水文水動力關系 107
3.3.1 獲得仔魚監(jiān)測數據 107
3.3.2 各位點水文水動力方程建立 109
3.3.3 仔魚多度與各位點水文水動力關系分析 111
3.4 產卵場功能位點確定 112
3.4.1 方法建立 112
3.4.2 產卵場功能位點相關關系賦值判斷方法 113
3.4.3 廣東魴產卵場功能位點判定示例 113
第4章 產卵場功能受損評價 117
4.1 產卵場功能定性評價 118
4.1.1 魚類物種水平評價 118
4.1.2 魚類資源量水平評價 118
4.1.3 江河物理形態(tài)變化評價 119
4.1.4 水文情勢變化評價 120
4.1.5 水文水動力因子水平評價 121
4.2 產卵場功能受損定量評價 147
4.2.1 功能流量受損定量評價 148
4.2.2 水文水動力因子受損定量評價 154
4.2.3 早期資源量損失定量評價 156
4.3 功能流量-水動力-仔魚量關系 160
4.3.1 流量因子與水動力因子關系 161
4.3.2 流量因子與仔魚量因子關系 162
4.3.3 水動力因子與仔魚量因子關系 164
4.3.4 流量與水動力、仔魚量兩自變量關系 166
4.3.5 水動力與流量、仔魚量兩自變量關系 166
4.3.6 仔魚量與流量、水動力兩自變量關系 167
4.3.7 三種評估方法討論 167
4.3.8 產卵場受損形式 170
4.4 基于魚類早期資源量的產卵場功能評價體系 171
4.4.1 珠江中下游魚類產卵場功能評價 172
4.4.2 基于魚類早期資源量的產卵場功能評價體系的建立 174
4.4.3 基于魚類早期資源量的產卵場功能評價體系應用示例 177
第5章 產卵場功能修復 179
5.1 草型產卵場 180
5.1.1 人工魚巢概念 180
5.1.2 人工魚巢材料 180
5.1.3 時間與位置選擇 181
5.1.4 建造方法 181
5.1.5 管理與維護 182
5.1.6 效果評估 183
5.2 水動力型產卵場 184
5.2.1 功能物理環(huán)境修復 185
5.2.2 功能流量修復 190
5.2.3 水文水動力修復 194
5.2.4 廣東魴產卵場修復示例 194
5.3 產卵場管理 213
5.3.1 河流魚類需求 214
5.3.2 產卵場功能管理 214
參考文獻 216
叢書序
前言
第1章 產卵場生態(tài)學基礎 1
1.1 河流的一般概念 1
1.2 魚類基礎生物學 6
1.2.1 魚類形態(tài)特征 6
1.2.2 魚類結構 7
1.2.3 魚類生活習性 9
1.2.4 魚類繁殖 10
1.3 魚類資源調查方法 15
1.3.1 魚卵、仔魚調查 15
1.3.2 產卵群體調查 22
1.3.3 水聲學探測調查 27
1.4 魚類區(qū)域性分布 28
第2章 魚類產卵場 33
2.1 產卵場基本環(huán)境條件 34
2.1.1 中華鱘產卵場 34
2.1.2 四大家魚產卵場 37
2.1.3 其他魚類的產卵場 41
2.2 產卵場水文水動力 47
2.2.1 長江中華鱘產卵場 47
2.2.2 四大家魚產卵場 48
2.2.3 黃石爬 產卵場 50
2.2.4 斑重唇魚和新疆裸重唇魚產卵場 51
2.2.5 鯉產卵場 51
2.2.6 瀾滄江特有魚類產卵場 51
2.2.7 大麻哈魚產卵場 51
2.3 珠江魚類早期資源與徑流量 51
第3章 產卵場功能 55
3.1 產卵場功能屬性 56
3.1.1 產卵場功能指標 56
3.1.2 產卵場功能概念 56
3.1.3 產卵場功能時空差異 57
3.1.4 產卵場功能周期性 60
3.2 廣東魴產卵場功能研究 61
3.2.1 廣東魴 61
3.2.2 產卵江段地形地貌 63
3.2.3 產卵場江段水文環(huán)境 66
3.2.4 水文水動力模型 68
3.2.5 水文水動力因子分析 86
3.3 仔魚出現與未知功能位點的水文水動力關系 107
3.3.1 獲得仔魚監(jiān)測數據 107
3.3.2 各位點水文水動力方程建立 109
3.3.3 仔魚多度與各位點水文水動力關系分析 111
3.4 產卵場功能位點確定 112
3.4.1 方法建立 112
3.4.2 產卵場功能位點相關關系賦值判斷方法 113
3.4.3 廣東魴產卵場功能位點判定示例 113
第4章 產卵場功能受損評價 117
4.1 產卵場功能定性評價 118
4.1.1 魚類物種水平評價 118
4.1.2 魚類資源量水平評價 118
4.1.3 江河物理形態(tài)變化評價 119
4.1.4 水文情勢變化評價 120
4.1.5 水文水動力因子水平評價 121
4.2 產卵場功能受損定量評價 147
4.2.1 功能流量受損定量評價 148
4.2.2 水文水動力因子受損定量評價 154
4.2.3 早期資源量損失定量評價 156
4.3 功能流量-水動力-仔魚量關系 160
4.3.1 流量因子與水動力因子關系 161
4.3.2 流量因子與仔魚量因子關系 162
4.3.3 水動力因子與仔魚量因子關系 164
4.3.4 流量與水動力、仔魚量兩自變量關系 166
4.3.5 水動力與流量、仔魚量兩自變量關系 166
4.3.6 仔魚量與流量、水動力兩自變量關系 167
4.3.7 三種評估方法討論 167
4.3.8 產卵場受損形式 170
4.4 基于魚類早期資源量的產卵場功能評價體系 171
4.4.1 珠江中下游魚類產卵場功能評價 172
4.4.2 基于魚類早期資源量的產卵場功能評價體系的建立 174
4.4.3 基于魚類早期資源量的產卵場功能評價體系應用示例 177
第5章 產卵場功能修復 179
5.1 草型產卵場 180
5.1.1 人工魚巢概念 180
5.1.2 人工魚巢材料 180
5.1.3 時間與位置選擇 181
5.1.4 建造方法 181
5.1.5 管理與維護 182
5.1.6 效果評估 183
5.2 水動力型產卵場 184
5.2.1 功能物理環(huán)境修復 185
5.2.2 功能流量修復 190
5.2.3 水文水動力修復 194
5.2.4 廣東魴產卵場修復示例 194
5.3 產卵場管理 213
5.3.1 河流魚類需求 214
5.3.2 產卵場功能管理 214
參考文獻 216
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江河魚類產卵場功能研究 節(jié)選
第1章 產卵場生態(tài)學基礎 地球在大約30億～40億年前出現水，河流是水與陸地表面相互作用的復合體，在地勢和水源供給作用下，形成河床和水流。河床包括河底與河岸兩部分。河底是指河床的底部，河岸是指河床的兩邊。河底與河岸以枯水位為界劃分，枯水位以上為河岸，以下為河底。天然河流的河床，其組成與抗沖擊性差別很大。山區(qū)河床多為石質邊界，抗沖擊性很強，不易發(fā)生變化，這類河床近于剛性邊界。沖積平原河床是沖積河床，一般為沙質組成，在水流作用下易發(fā)生變化，屬可動河床。河流源頭一般在地勢高的地方，然后沿地勢向下流至類似湖泊或海洋的終點。河流是地球上水循環(huán)的重要途徑，是泥沙和化學物質等進入湖泊、海洋的通道。水為生命的誕生提供了條件，水是生命體的結構成分，也是機體生命過程化學反應的基礎物質和介質。水維系著地球生物圈的物種多樣性和食物鏈系統(tǒng)。河流在地球水、生命、生態(tài)平衡中起著重要作用，為魚類等水生生物提供了賴以生存的棲息地，構成了支持河流生命體的基礎系統(tǒng)，是河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。河流生境組成不僅包括河床的礁石形態(tài)、底質構成、河床附著生物、水體與水體物質，也包括河流中濕地、沼澤、深槽、淺灘、急流、緩流、回流等物理環(huán)境。魚類大致出現在4.05億年前，在與地球環(huán)境相互作用的演化過程中，河流成為魚類在淡水與海洋之間洄游的通道，河流中形成了魚類的產卵場、索餌場和越冬場等。了解河流和魚類相關的知識，有助于對產卵場的認識。 1.1 河流的一般概念 1. 水 水以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種形態(tài)存在于自然界，其中固態(tài)包括冰、雪、霜、冰雹；液態(tài)包括云、雨、霧、露；氣態(tài)主要是水蒸氣。水在水圈、大氣圈、巖石圈、生物圈四大圈層中通過各個環(huán)節(jié)循環(huán)運動。地球上的總水量為13.86億km3，分為淡水和海水（咸水）兩大類。其中96.5%為海洋，陸地水約占3.5%，大氣水占很少量。淡水存在于冰川、地表河湖、地下含水層中。人類可利用的淡水資源主要是河流水、淡水湖泊水以及淺層地下水，這些淡水只占總淡水量的0.3%。水是河流的關鍵要素。 2. 徑流 徑流是指降雨過程中，雨水滿足蓄滲后形成的流動水。流域各處的蓄滲量及蓄滲過程的發(fā)展是不均勻的，因此，地面徑流產生的時間、地方有先有后，滿足蓄滲以后才形成徑流。 降雨初期，除一小部分（一般不超過5%）降落在河槽水面上的雨水直接形成徑流外，其余雨水均降落在地表。地表徑流的形成與植被類型和郁閉程度有關。茂密的森林，全年*大截留量可達年降雨量的20%～30%，而被截留的雨水*終消耗于蒸發(fā)。下滲發(fā)生在降雨期間及雨停后地面尚有積水的地方，下滲強度的時空變化很大。在降雨過程中，當降雨強度小于下滲強度時，雨水將全部滲入土壤中。滲入土中的水，首先滿足土壤吸收的需要，一部分滯蓄于土壤中，在雨停后消耗于蒸發(fā)，超出土壤持水力的水將繼續(xù)向下滲透；當降雨強度大于下滲強度時，超出下滲強度的降雨（也稱為超滲雨），形成地面積水，蓄積于地面洼地，稱為填洼。地面洼地通常都有一定的面積和蓄水容量，填洼的雨水在雨停后也消耗于蒸發(fā)和下滲。在平原和坡地流域的地面洼地較多，填洼水量可高達100 mm，一般流域的填洼水量約10 mm。隨著降雨繼續(xù)進行，滿足填洼后的水開始產生地面徑流。 流域內不斷降雨，滲水使土壤含水量不斷增加，當土壤層含水量達到飽和后，在一定條件下，部分水沿坡地上層側向流動，形成壤中徑流，也稱表層徑流。下滲水流達到地下水面后，以地下水的形式沿坡地上層匯入河槽，形成地下徑流。因此，流域內的降雨，經過蓄滲過程產生了地面徑流、壤中徑流和地下徑流三種。 在流域蓄滲過程中，無論是植被截留、下滲、填洼、蒸發(fā)還是土壤水的運動，均受制于垂向運行機制，水的垂向運行使降雨在流域空間上再分配，從而形成了流域的不同產流機制，形成不同主流成分的產流過程。 3. 水系 水流依據地勢從高向低沿狹長凹地水道匯合成連通網絡結構，依據不同的地勢高度形成眾多的河源區(qū)，地勢低處是河口，通常河口水出口為一個或數個。河流水系通常具有各種形狀，表現出復雜的幾何特征。*終流入海洋的水流稱作外流水系，如太平洋水系、北冰洋水系；*終流入內陸湖泊或消失于荒漠之中的水流，稱作內流水系。給一條河流水系提供水源的區(qū)域稱為流域。流域內所有河流、湖泊等各種水體組成水網系統(tǒng)。流域范圍以一條河流水系涉及的地形分水線所包圍的面積確定。 4. 干流 兩條以上大小不等的河流以不同形式匯合，構成一個河道體系。河流一般可分為河源、上游、中游、下游和河口五段。 河源是河流的發(fā)源地，干流從河口一直向上延伸到河源。一般按“河源唯長”的原則來確定干流，即在全流域中將*長、四季有水的源頭確定為干流河源，它可能是溪澗、泉水、冰川、湖泊或沼澤地等。對于大江大河，支流眾多，河源的認定往往較為困難。 上游是緊接河源的河流上段，多位于深山峽谷，河槽窄深，流量小，落差大，水位漲落幅度大，河谷下切強烈，多急流險灘和瀑布。 中游是河流的中段，兩岸多丘陵崗地，或部分處平原地帶，河谷較開闊，兩岸見灘，河床縱比降較平緩，流量較大，水位漲落幅度較小，河床易沖易淤。 下游是河流的下段，位于沖積平原，河槽寬淺，流量大，比降小，水位漲落幅度小，洲灘眾多，河床易沖易淤，河勢易發(fā)生變化。 河口是河流的終點，終點或是海洋、湖泊、水庫或其他河流的地方。入海河流的河口，又稱感潮河口，受徑流、潮流和鹽度三重影響。一般將潮汐影響所及之地作為河口區(qū)。河口區(qū)可分為河流近口段、河口段和口外海濱三段。 5. 支流 流域內的水系匯入主流的各級水流，通常把直接匯入干流的支流，叫一級支流，匯入一級支流的支流叫二級支流，以此類推到各級支流。還有一種是分級法，從源頭*小支流開始，稱為一級河流，二條一級河流匯合后的河段稱為二級河流，以此類推到更高級別的河流，這種分級法確定的各級河流有相近的客觀特征。大江大河在入海處都會分多條入海，形成河口三角洲河網。 6. 河道 河道通常是指河流的某一段，有上迄、下止的具體位置屬性。河谷是指河流在長期的流水作用下，所形成的狹長形凹地。天然河道的河床稱為河槽，是河谷中過水的部分。水面與河床邊界的區(qū)域稱為過水斷面，相應的面積為過水斷面積，它隨水位的漲落而變化。 7. 河網匯流構成 各種徑流成分經過坡地匯流注入河網，稱為河網匯流過程。這一過程自坡地匯流注入河網開始，直至將*后匯入河網的降水輸送到出口斷面為止。坡地匯流注入河網后，使河網水量增加、水位上漲、流量增大，成為流量過程線的漲洪段。此時，由于河網水位上升速度大于其兩岸地下水位的上升速度，當河水與兩岸地下水之間有水力聯系時，一部分河水補給地下水，增加兩岸的地下蓄水量，稱為河岸容蓄；同時，漲洪階段，出口斷面以上坡地匯入河網的總水量必然大于出口斷面的水量，這是因為，河網本身可以滯蓄一部分水量，稱為河網容蓄。當降水和坡地匯流停止時，河岸和河網容蓄的水量達*大值，而河網匯流過程仍在繼續(xù)進行。當上游補給量小于出口排泄量時，就進入一次洪水過程的退水段。此時，河網蓄水開始消退，流量逐漸減小，水位相應降低，漲洪時容蓄于兩岸土層的水量又補充回河網，直到降水*后排到出口斷面為止。此時，河槽泄水量與地下水補給量相等，河槽水流趨向穩(wěn)定，上述河岸調節(jié)及河槽調節(jié)現象，統(tǒng)稱為河網調節(jié)作用。河網調蓄是對凈雨量在時程上的再分配，故出口斷面的流量過程線比降雨過程線平緩得多。 河網匯流的水運行過程，是河槽中不穩(wěn)定水流運動過程，是河道洪水波的形成和運動過程，而河流斷面上的水位、流量的變化過程是洪水波通過該斷面的直接反映，當洪水波全部通過出口斷面時，河槽水位及流量恢復到原有的穩(wěn)定狀態(tài)，一次降雨的徑流形成過程即告結束。 在徑流形成中，通常將流域蓄滲過程、地面匯流及早期的表層流形成過程，稱為產流過程，坡地匯流與河網匯流合稱為匯流過程。徑流形成過程實質上是水在流域的再分配與運行過程。產流過程中水以垂向運行為主，降雨使流域空間上水再分配，是構成不同產流機制和形成不同徑流成分的基本過程。匯流過程中水以水平側向運動為主，是流域匯流過程的基本機制，構成降雨在流域上再分配過程。 平原河流流域下墊面地勢開闊平坦，河道水流比較舒緩，流速一般在3 m/s以下，容易產生泥沙淤積，形成大面積沖積區(qū)，平原河流形態(tài)變化多樣，如邊灘、淺灘、沙床、江心灘等，厚度可以達到數十米以上。 8. 河流的落差與比降 河流落差指河流上游、下游兩地的高程差，即河流的總落差。某一河段兩端的高程差稱為河段落差。河流比降有水面比降與河床比降之分，兩者不盡相同，但因河床地形起伏變化較大，通常以水面比降代表河流比降。 水面比降又有縱比降與橫比降之分。縱比降是指沿水流方向，任一河段上游、下游兩斷面水位差與其水平距離之比，即單位河長的落差，也稱坡度。橫比降是指河流橫斷面上，左岸、右岸的水位高差與河寬比。合計水面縱比降和橫比降，反映的是河流沿程能量損耗率，因此也可稱能量坡降，能量坡降可按如式（1-1）計算： （1-1） 式中， 為水位；x為沿水流方向的距離；y為沿河道橫斷面方向的距離。 9. 河流長度、寬度與深度 河流長度是指從河源至河口的河道中軸線長度。任意兩斷面間的軸線長度，稱為河段長度。 河流寬度是指河槽兩岸間的距離，它隨水位變化而變化。水位常有洪水、中水、枯水之分，因而河流寬度相應有洪水河寬、中水河寬和枯水河寬。通常意義下的河寬多指中水河寬，即河道兩側河漫灘灘唇間的距離。 河流的深度在河道中不同地點不同，也隨水位變化而變化。通常說的水深，一般是指中水河槽以下的平均深度。 10. 河流深泓線、主流線與中軸線 深泓線是指沿程各斷面河床*深點（hmax）的平面順連線。 主流線又稱水動力軸線，即沿程各斷面*大垂線平均流速（umax）處的平面順連線。主流線兩側一定寬度內的帶狀水域，稱為主流帶。在某些河流上，主流帶在洪水期往往呈現浪花翻滾、水流湍急的現象，肉眼可以看得很清楚。主流線具有“大水趨直，小水走彎”的傾向。 主流線與深泓線兩者在河段中的位置通常相近，但不重合，有的河段有時也可能相差較遠。 中軸線是指河道在平面上沿河各斷面中點的平順邊線，一般依中水河槽的中心為據定線，它是量定河流長度的依據。 11. 河流縱剖面與橫斷面 河流縱剖面有河床縱剖面和水流縱剖面之分。河床縱剖面是沿河床深泓線切取高程數據繪制的河床剖面，反映的是河床高程的沿程變化；水流縱剖面代表水面高程的沿程變化。兩者的沿程趨向相同，但并非平行。河流縱剖面的形態(tài)體現河流比降的變化。河流縱比降越大，流速越大，說明河流的動力作用越顯著。 12. 河勢與河型 河勢是指河道演變過程中，水流與河床的相對態(tài)勢，通常用主流線與河岸線、洲灘分布的相對位置來表示。在河道演變分析及治河工程規(guī)劃中，常常在實測河道地形圖上勾繪河流岸線、洲灘、深槽和深泓線位置等，從而可清晰地看出河岸、灘槽的相對位置，以及河道、主流的基本趨向，這種圖稱為河勢圖。 河型是指河流在一定來水來沙和河床邊界條件下，通過長期的自動調整而形成的河道形態(tài)。天然河道是地質構造作用、水流侵蝕作用與泥沙堆積作用的產物，由水流與河床構成，水流作用于河床，河床反作用于水流，兩者通過沖刷和泥沙遷移而形成河床形態(tài)。 1.2 魚類基礎生物學 魚類屬于脊索動物門中的脊椎動物亞門，是魚類、兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類五大類脊椎動物之一。世界上魚類總共有3萬余種，占脊椎動物總數的一半以上，是脊椎動物亞門中*原始*豐富的類群（Nelson et al.，2016）。我國江河湖泊有淡水魚1300多種（Xing et al.，2016），魚類在脊索動物門下，分為亞門、總綱、綱、亞綱、總目、目、亞
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