基于栖息地适宜度指数模型的刺参环境适宜性初步研究

为了评价刺参Apostichopus japonicus生存环境的适宜度,基于动物栖息地适宜度指数(Habitat suitability index,HSI)模型,对刺参的环境适宜性进行了研究。选取温度、盐度、溶解氧、底质环境类型和底质砂砾含量作为影响刺参适应性的环境因子,根据经验赋值法和数理统计方法,绘制了大长山海域刺参各影响因子的适宜性指数(Suitability index,SI)曲线图,并利用几何平均法综合估算HSI值。结果表明:2013—2014年7个航次调查的HSI平均值分别为0.66、0.59、0.67、0.46、0.66、0.65、0.65,冬季的适宜度(HSI=0.46)明显低于其他季节,而春季(HSI=0.66)及秋季(HSI=0.67,HSI=0.65)的适宜度相对较高;同一航次中(以2014年11月为例),7个站位的HSI值分别为0.66、0.67、0.65、0.62、0.63、0.62、0.67,其中DCS01、DCS02和DCS07站位的适宜度较高。研究表明,春季及秋季在DCS01、DCS02和DCS07站位进行刺参苗种底播,刺参的成活率和生长情况可能更好。

太子河洛氏鱥幼鱼栖息地适宜度评估

基于对太子河流域鱼类及栖息地的调查研究,选择该流域的优势种洛氏鱥(Phoxinus lagowskii)作为指示生物,建立洛氏鱥幼鱼对水深、流速、溶解氧、总溶解颗粒物和河岸带植被指数的栖息地适宜度曲线,并借鉴河道内流量增量法计算各采样点河段的洛氏鱥幼鱼栖息地适宜度指数。结果表明:洛氏鱥幼鱼栖息地适宜度指数在太子河上游较高(>0.5),中游次之(0.2-0.5),下游较低(<0.2)。洛氏鱥幼鱼栖息地适宜度指数与10项栖息地调查指标和土地利用类型的相关性分析表明:太子河流域内限制洛氏鱥幼鱼生存的因素不是水文条件,而是河流水质及河岸带等环境因素;洛氏鱥幼鱼栖息地适宜度指数受人类活动影响较大,随着太子河中下游人类开发强度加大,洛氏鱥栖息地质量呈下降趋势。

乌鲁木齐河新疆裸重唇鱼栖息地适宜度初步评价

基于对乌鲁木齐河河源区的鱼类及栖息地的调查研究,选择该水域的优势种新疆裸重唇鱼作为指示物种,建立新疆裸重唇鱼对水深、水温、流速、溶解氧、pH和总碱度的栖息地适宜度曲线,并借鉴河道内流量增量法(IFIM)计算各采样点位的新疆裸重唇鱼栖息地适宜度指数HSI。结果表明:6个评价指标在栖息地适宜度指数的权重大小依次为水温、总碱度、溶解氧、水深、流速和pH。栖息地适宜度指数在空间上,具有中上游较高,下游较低的特征,主要由于下游水域人为干扰因素较多(引水调水、工业污染);在时间上,栖息地适宜度指数表现为夏季较高,冬季较低的特征,与乌鲁木齐河典型的冰川冻雪水源有较大关联。

澜沧江中游河段中国结鱼栖息地模拟

为了定量化评估和预测不同水库流量下泄情况对生物栖息地变化的影响,选取澜沧江特有的经济鱼类——中国结鱼作为指示物种,构建栖息地模型模拟其适宜的生境范围。根据成鱼生活习性和产卵行为等关键因子建立栖息地适宜度评价指标(HSI),通过耦合一维水动力模型和HSI建立中国结鱼栖息地模型。基于模型模拟结果,得到成鱼加权可用面积(WUA_d)和产卵加权可用面积(WUA_s),并运用Mann-Kendall测试分析漫湾大坝建设前后WUA_s和WUA_d的变化趋势。结果表明:漫湾大坝建设期和运行期WUA_s和WUA_d分别发生突变。对中国结鱼的产卵场(WUA_s)而言,大坝对最低和中等级别的栖息地有显著影响,对最优级别的栖息地影响较小;对中国结鱼的成鱼(WUA_d)而言,大坝降低了中等和最优的WUA_d。产卵所需的最佳流量(2 200~3 200 m^3/s)大于成鱼生存所要求的最佳流量(510~760 m^3/s),因此为了给不同时期的鱼类提供适宜的生境,应尽量保持流量的多样性。

中华鲟产卵栖息地的生态需水量

分析了葛洲坝坝下中华鲟产卵场近20年的水文资料和实测的产卵场地形和水力数据,通过Tennant法计算得到了不同栖息地状况下的生态需水量范围,其最佳范围为7800～13000m3/s。随后采用IFIM法,同时考虑中华鲟对栖息地流速、水深、底质的喜好性,并利用地理信息系统技术结合中华鲟产卵场水动力模拟结果计算了不同流量边界条件下的适宜栖息地面积,从而得到中华鲟产卵时生态需水量范围为5000～15000m3/s,随后利用各年实测的中华鲟产卵日的流量数据验证了该结果。计算结果还表明,当水流只通过葛洲坝大江电厂和二江电厂时,产卵场适宜栖息地面积比其它几种工况大;且同流量下基于1999年地形得出的适宜栖息地面积远大于基于2003年地形得出的适宜栖息地面积。

基于鱼类栖息地需求的雅鲁藏布江中游环境流量计算

针对水利工程影响下,河道下游天然水文情势改变造成鱼类产卵场面积减小和质量降低等潜在生态问题,通过数值模拟与统计建立拉萨裸裂尻鱼产卵期栖息地适宜度模型,采用栖息地模拟法计算了雅鲁藏布江中游藏木水电站坝下米林—尼洋河汇口处38.9 km河段的环境流量。结果表明:拉萨裸裂尻鱼产卵期适宜水深为0.7~1.0 m,适宜流速为0.4~0.6 m/s;研究河段内拉萨裸裂尻鱼产卵期环境流量为432 m^3/s。

基于黄河鲤栖息地水文-生态响应关系的黄河下游生态流量研究

本研究采用野外生物监测、栖息地同步观测和实验室控制实验等技术手段,应用生物学、鱼类生态学、生态水力学、水文学等多学科理论,基于河流栖息地模拟法,研究了黄河下游指示物种黄河鲤生态学特性及其栖息生境与流速、水深、水温等水文水环境因子之间的关系,将径流条件与目标物种不同生长阶段生物学信息相结合,建立了代表物种繁殖期、越冬期栖息地适宜度指数,构建了黄河下游重点河段河流栖息地模型,建立了指示物种栖息地状况与河川径流条件定量响应关系,提出黄河下游花园口和利津断面繁殖期最小生态流量为300 m^3/s和100 m^3/s、适宜生态流量为600~700 m^3/s和190~250 m^3/s。该研究在水生生物习性及其与河川径流响应关系方面实现突破,解决了黄河生态需水研究中关键技术问题。

长江中游典型河段底栖动物的物理栖息地模型构建与应用

考虑水生生物生境需求的物理栖息地模型被认为是评估河流流量变化对水生态系统影响的最可信的方法之一。本研究选取长江干流含有河漫滩的监利江段为实例,建立底栖动物各类群的物理栖息地模型,计算变化流量下栖息地适宜面积的时间序列,并据此进行生态流量决策。结果显示长江中游底栖动物最敏感的环境参数是流速,适宜范围为0~0.2 m/s;其次是水深,适宜范围为0~6 m。在考虑敏感环境参数的前提下,得出监利江段底栖动物的最佳生态流量为20000 m^3/s。三峡大坝蓄水后枯水期和平水期底栖动物适宜面积的低值部分减小,丰水期适宜面积增加。为了保护底栖动物栖息地,建议三峡大坝在防洪蓄水的同时能兼顾底栖动物的生态流量需求,调节枯水期和平水期的流量,让监利江段接近4000 m^3/s,丰水期接近20000 m^3/s。在枯水年增大枯水期和平水期的流量,平水年增大枯水期的流量,丰水年减少丰水期的流量。本研究方法可以供长江其他河段目标物种的生态流量决策和生态修复方案设计参考。

长江下游狼山沙和新开沙中华绒螯蟹幼蟹栖息地评估

为探究中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)幼蟹栖息地适宜度状况,于2016年6月至2017年5月在长江下游狼山沙和新开沙放置定制网具,获取中华绒螯蟹幼蟹丰度分布特征及6个水环境因子,通过单因素方差分析、相关性分析和典范对应分析筛选出水深、透明度和无齿螳臂相手蟹(Chiromantes dehaani)丰度3个指示因子,建立栖息地适宜度曲线,计算栖息地适宜度指数(habitat suitability index,HSI)。结果表明:有水生植物站点的中华绒螯蟹幼蟹丰度较高;不同站点浊度、透明度和水深存在显著差异;中华绒螯蟹幼蟹丰度与无齿螳臂相手蟹丰度、水深极显著相关,与透明度显著相关;两沙洲有水生植物站点HSI值较高,均高于0.5,而其他站点普遍低于0.4,同时发现,中华绒螯蟹幼蟹偏好水深较浅、透明度10~20 cm、有水生植物覆盖的水域。研究表明,两沙洲适宜中华绒螯蟹幼蟹生长发育,应加大保护力度。

“候鸟”的理想之城

2021年11月25日,上海交通大学行业研究院发布《2021中国候鸟式养老冬季栖息地适宜度指数》。结果显示,海南省的海口、琼海、三亚包揽了前3名,4-10名的分别是广州、柳州、桂林、儋州、昆明、三明、南宁。