江-湖连通与阻隔:两个不同的水生态世界

长江中下游水系复杂,湖泊众多,是我国淡水湖泊分布最为集中的区域之一,约占全国湖泊面积的五分之一。这些浅水湖泊沿江分布,面积从不到一平方公里到上千平方公里。在历史上,它们与长江干流相通,形成了独具特色的河流-泛滥平原生态系统,也称之为江湖复合生态系统。这一复杂的系统孕育了独特而丰富的水生生物多样性,是世界上罕有的物种资源库,被世界自然基金会(WWF)列为全球233个优先保护的生态区之一。据统计,该区域分布的湿生植物约400种、软体动物约170种、鱼类约200种、鸟类约400种,包括长江江豚、中华鲟等珍稀濒危物种。同时,江湖复合生态系统还具有供水、调蓄、航运、食物生产、气候调节、运动休闲、文化景观等多种生态服务功能,是我国的重要生态宝库。

 

河流-泛滥平原生态系统被认为是世界上最为濒危的景观之一。长江的江-湖复合生态系统亦遭受了严重的人为干扰,最突出的是江-湖阻隔。20世纪50-70年代,出于防洪、渔业生产等目的,沿江大部分湖泊修建了闸坝,致使这些湖泊失去了与长江干流的自然水文连通。目前,仅有鄱阳湖、洞庭湖和石臼湖等极少数通江湖泊。健康、自然的河流生态系统存在四种连通维度:纵向(上下游连通)、侧向(干流与泛滥平原连通)、垂直(地表水与地下水连通)和时间维度。这四种连通维度是维持河流生态系统健康的前提和基础,缺一不可。侧向连通度的丧失被认为是河流-泛滥平原生态系统最大的威胁,而江-湖阻隔是典型的侧向连通度丧失。

 

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通江湖泊周年变化示意图

 

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导致江湖阻隔的闸坝

 

江湖阻隔导致江-湖复合生态系统发生严重的破碎化,在通江湖泊和阻隔湖泊中形成了两个完全不同的水生态世界。中科院水生所王洪铸研究员团队对江-湖阻隔的生态学效应开展了系统的研究,让我们对这两个水生态世界的差异有了较为清晰的认识:


01  水文方面


通江湖泊水位变化与长江干流紧密相关,形成并保持了“洪水一片,枯水一线”的自然景观,而阻隔湖泊的水位因人为调控趋于稳定,有的甚至以水库模式调控为主,在冬春季保持高水位。 


02  水质方面


通江湖泊显示出强大的自净能力,尽管接纳了大量的氮磷输入却几乎没有大规模的蓝藻水华爆发,而阻隔湖泊输入过量的氮磷往往导致富营养化,甚至形成大规模蓝藻水华,如太湖、巢湖等。

 

03  鱼类资源方面


通江湖泊鱼类多样性很高,包含洄游性鱼类等多个生态类群,阻隔湖泊除了人工放养的四大家鱼外,几乎没有洄游性鱼类。研究表明,江-湖阻隔导致湖泊中鱼类多样性下降25-88%。江-湖阻隔也阻碍了鱼类的基因交流,导致群体遗传多样性水平降低。然而,从渔业产量和产值方面看,阻隔湖泊远远超过通江湖泊。

 

04  其它水生生物方面


各生物类群对江-湖阻隔的响应存在一定的差异。对于浮游植物,通江湖泊种类数比阻隔湖泊高25%,但总体密度比阻隔湖泊低40%,前者优势类群为隐藻,后者为蓝藻。对于浮游动物,通江湖泊的密度明显小于阻隔湖泊。对于水生植物,湿生植物在通江湖泊生长更为良好,分布面积更大,而沉水植物在早期的阻隔湖泊中发育较好,覆盖度较大。通江湖泊中的底栖动物生物量约是阻隔湖泊的8倍。

 

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通江湖泊和阻隔湖泊中总磷-叶绿素关系


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江湖水文连通度与长江泛滥平原湖泊生物多样性及生物量的关系

 

沿湖居民对江-湖阻隔后湖泊生态系统的变化感受最深。我们每到一个湖泊调查,都会听到他们的感叹和惋惜之声。武汉东湖周边的人常说起50年代的东湖。那时的东湖是通江的,清澈见底,水草多,鱼儿也多,可以直接跳进去游泳;而现在的东湖,虽经治理仍旧处于富营养化状态,透明度低,水草分布面积占比很小。显而易见,江-湖阻隔导致湖泊生态系统发生了巨大的变化。

 

第一,江-湖阻隔导致江湖之间的水、沙、生物交流丧失。最直观的后果是导致洄游性鱼类不能进入阻隔湖泊而在其中消失,即使偶然进入也不能繁殖建群。

 

第二,江-湖阻隔导致湖泊水位波动节律发生改变。在长期的进化过程中,水生生物逐步适应了自然的水位波动节律,它们的生存与发展依赖于特定的水位条件。这些条件一旦发生改变,将产生较大影响。一些阻隔湖泊在冬春季维持高水位,底部光照减弱,阻碍了湿生植物的萌发与生长,导致分布区域缩小。水位趋于稳定也导致陆生植物侵占湿生植物的生存空间,湖滨带面积缩小,作为水陆交错带的生态屏障功能大大减弱。

 

第三,与通江湖泊相比,阻隔湖泊中流水生境丧失,栖息地异质性大大降低,一些喜流水生境的水生生物如蚌类逐渐消失。


第四,阻隔湖泊中的渔业活动也加剧了湖泊环境的恶化。

 

当然,除了江-湖阻隔因素外,湖泊生态系统的退化还与栖息地丧失、水污染、全球气候变化、外来种入侵等都有密切关系。

 

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湖泊围网养殖

 

面对江-湖阻隔带来的生物多样性下降和生态系统退化问题,我们应该采取什么措施来保护和修复呢?


建议


要对长江中下游数以千计的湖泊进行功能定位和分类管理。很显然,多数湖泊兼具多种功能与价值,需要对这些价值或者是期望的价值进行排序。例如,可以考虑将城市或市郊湖泊定位为景观湖泊,兼具调蓄、水质净化功能;将农村湖泊定位为渔业湖泊,以渔业生产为主,兼具调蓄、水质净化功能。清晰的功能定位有助于湖泊管理和生态修复工程的开展。


对于一些阻隔湖泊,尝试恢复其江-湖通道。例如,2005年,由武汉市新洲区人民政府与世界自然基金会合作开展了湖北省涨渡湖“灌江纳苗”工作,在鱼类繁殖季节打开闸门,让长江干流的野生鱼苗进入湖泊,不仅补充了渔业资源,也改善了湖泊的水环境。然而,大规模的再连通仍旧面临许多难题,并且与防洪调蓄、渔业生产及寄生虫防控存在冲突。因此,可以先在一些小型湖泊进行连通试验,再逐步扩大范围与规模。


对阻隔湖泊开展生态水位修复。目前湖泊水位调控以防洪调蓄和渔业生产为主,较少考虑水生生物和生态系统的需求,因而在一些湖泊中出现了反季节调控。湖泊生态水位调控应尽量恢复自然的水位波动节律。


推行以生态渔业为主的渔业模式。渔业生产必须摒弃掠夺式经营模式,尊重自然规律,科学搭配养殖品种,合理控制养殖密度,走生态渔业之路。




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