湖北宜昌江段出现了大量野生鱼,震撼的一幕被网友记录下:在波涛汹涌的水面,成群大鱼隐约浮现,密密麻麻连成一片,整个江面几乎都被鱼身的颜色染黑,壮观的场景令人激动万分。

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长江宜昌出现大量野生鱼群

从视频中可以看出,鱼群基本是以大鱼为主,其中的鲢鱼、鳙鱼比较容易分辨。鱼群中还有一种头部较尖、体型为梭形、臀鳍呈黄色的大鱼,这是长江“水老虎”鳡鱼的典型特征,目测体长在80cm乃至100cm以上。很多网友看到这一幕后表示:长江禁渔的效果越来越明显,大鱼的数量越来越多!

长江鱼群现身宜昌江段:鳡鱼、鲢鳙为何会集体聚群?

长江是中国的第一大河,全长6363km,干流与岷江、嘉陵江、汉江、雅砻江等大型支流相连,这四大支流的流域面积均超过10万平方公里。而整个长江水系则覆盖了180万平方公里的土地,相当于中国土地面积的1/5。

长江流域示意图

庞大的水体、优良的气候环境使得长江成为了淡水鱼的天堂,历史鱼种多达424种,江中还记录有两种高级的淡水鲸,分别是白鱀豚和长江江豚。长江中的野生鱼数量繁多,最高渔获年产42.7万吨,堪称“淡水鱼宝库”。

但作为长江中的“水霸王”,鱤鱼有特殊的生活习性,一般情况下不会出现聚集的行为。

鳡鱼又叫黄尖、竿鱼、横杆子,是一种凶猛的食肉鱼,成年个体一般单独捕猎。鳡鱼的游泳速度极快,性猛贪婪,在小鱼阶段就是“水中杀手”。根据《水生生物学集刊》在1959年的报道,当鳡鱼的体长达到14mm时(鱼苗期)就开始捕食其他鱼苗,随后整个生命周期都以鱼类为食,捕食对象包括白条、刀鱼、鲢鳙、鲤鱼、鲫鱼,还包括凶猛的黑鱼、鲈鱼以及翘嘴红鲌,在野外水域几乎没有天敌。

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鱼群中的鱤鱼普遍很大

据鱼类学家观察,幼年的鳡鱼经常在岸边的浅水区觅食,生长速度快,一般在3冬龄就能达到70~80cm。成年的鳡鱼则喜欢在宽阔的湖泊、水库等水域觅食,体长可达100cm以上,体重可达110斤。一条鳡鱼足以制霸一方水域,但在河湖畅通的长江流域,野生鳡鱼也存在季节性集群现象。


鱤鱼捕食导致鱼群炸水

每年4~7月,江水温度提高到18℃以上,长江汛期到来,干流水位上涨,此时分散在各支流、湖泊中的鳡鱼便集群向上游产卵场洄游,并且水流速度越快,上游产卵的鱼就越多。在白天,鳡鱼群活跃在急流中,晚间则在岸边缓水带栖息,产卵时雌雄鱼相互追逐,产出的卵子随江水漂流孵化。

在宜昌江段出现的鳡鱼,很有可能是为产卵而来,同一水域集群的鲢鱼、鳙鱼也是如此。

鲢鱼俗称白鲢,性情活泼,喜欢跳跃;鳙鱼俗称花鲢、胖头鱼,性情温顺,行动迟缓。这两种鱼都是半洄游性鱼类,产出的卵子也是漂浮性卵,繁殖要求也是水温达到18℃,江水上涨。因此,鲢鳙和鳡鱼都是需要经过洄游才能繁殖的鱼类,繁殖的水温、水流,卵子的类型(漂流性卵)、孵化条件基本相同,聚集在一起属于正常现象。

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有网友可能会问了:既然鳡鱼以鲢鳙为食,为何在现场画面中却没有表现出捕食行为呢?其实,体型大小就能说明情况,聚群的鲢鳙以成鱼为主,基本都在50cm以上,身躯肥壮,规格偏大。鳡鱼虽说性情凶猛、消化排泄迅速,但也只会捕食与自身体型相适应的鱼类。比如:一条40~70cm长的活鱤,一般能吞食15~30cm的鲢、鳙鱼,当面对与自身体重相当的个体时,鳡鱼也有自知之明,不会盲目捕食。

鱼群聚集反映出长江禁渔见效,但繁殖问题该如何解决?

鱼群出现的地点是在葛洲坝下,鱼的数量变多当然是一件好事,说明长江禁渔起到了“肉眼可见”的成效。但另一方面,鱼群聚集的原因是被葛洲坝拦截了去路,亲鱼无法继续向上游回溯,这就产生了两个关键问题,一是鲢鳙和鳡鱼无法抵达上游的产卵场,二是亲鱼的性腺成熟度会受到影响。

这是因为鲢鳙、鳡鱼的性腺是在洄游的过程中完成发育,洄游一旦终止,性腺发育速度就会减缓,卵子无法发育到最佳的成熟度,自然也就无法完成排卵。以鲢鳙为例,产卵的生理过程是这样的:当长江的水流达到触发流量后,鲢鳙在环境刺激下开始回溯,途中通过侧线感知水流、水温的变化,刺激信号作用于下丘脑-垂体系,使血液中促性腺激素(GtH)的含量从10纳克/毫升左右上升到300纳克/毫升的水平,性腺(精巢/卵巢)迅速发育,雌鱼的卵子适时发育到适合排卵的第V时相。

鲢鱼的鱼卵胚胎

因此,洄游路径阻断意味着洄游性鱼类的生理发育受阻,会直接影响繁殖效果。在上世纪70年代,人们就经常利用这种方式清除鳡鱼,渔民的做法是根据其溯水产卵的习性,用3×4~3×12的锦纶或乙纶线装成拦网、横栏网,拦截鳡鱼的洄游通道,导致其无法自然产卵,从而控制鳡鱼的数量。如今,葛洲坝替代了拦网,情况也变得更加复杂。

三峡大坝与葛洲坝的位置

不过有一个方法可以补救,那就是调控流量,人为促进产卵。鲢鳙、鳡鱼需要的是持续水流的刺激,为此,可通过三峡大坝和葛洲坝的联合调度,适当向下游提供流程平稳、时间较长的泄流过程,加快下游的江水流速,营造出江水上涨的生态过程,同样能起到促进排卵的效果。

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三峡大坝

在实践中,三峡大坝在2011年就开始了生态调度试验,此后连续10多年为鲢鳙等创造水流条件,产卵量已经有所改观。我国学者还发现,在长江宜昌江段以下,各个产卵场都有能监测到鲢鳙的产卵现象。当涨水幅度为1.5~3.5m,起涨后0.5~2天内鲢鳙便开始产卵,涨幅越大,产卵规模也就越大。

升鱼机和鱼道:打破洄游壁垒?

大坝拦江蓄水,鱼群直接洄游肯定无望,那有没有方法能帮助鱼儿跨越障碍、完成洄游过程呢?目前,最有效的方式是建设鱼道和升鱼机等设施,为鱼群打通“绿色通道”。

鱼道一般由多级的连续水池组成,水道蜿蜒曲折,内部设有挡板,可起到消能减速的作用。鱼道根据结构可以分为隔板式、仿生态式、槽式等,常见的还有丹尼尔式、溢流堰式、竖缝式三种。为获取最佳的过鱼效果,需要根据过鱼的对象、附近的地形条件等选择合适的鱼道结构。

举个例子,我国在老丰满水电站大坝下游120m处建成了新丰满电站,配套的鱼道成为研究重点和设计难点。考虑到新电站的最大水位差20m,上下游的最大水位差达75m,水流过于湍急,这种情况下,高水头、长距离的竖缝式鱼道能起到最好的消能效果。在多种鱼道构型中,工程人员最终选择了竖缝式鱼道,终结了自1937年以来无鱼过坝洄游的历史。

升鱼机则是类似于电梯的过鱼设施,先诱使亲鱼进入槽内,再通过竖井将亲鱼集体转移到上游的出口处,过坝的速度更快,对鱼群的伤害更小。但缺点是下游的鱼群很难自主找到鱼槽入口,导致过鱼效率较低,造价和运行费用昂贵,管理也比较复杂。

在1980年代初,我国专家就注意到了大坝的过鱼问题,具体到三峡大坝和葛洲坝,工程人员也都曾考虑过建设鱼道和升鱼机的问题,但设计难度却让专家深受困扰。

从高差上看,葛洲坝库区的水位约为66m,下游水位约40m,落差在20m左右。三峡大坝上游的蓄水水位达175m,减去葛洲坝库区的水位,落差约为110m。在悬殊的水位高差下连修两座鱼道,在国际上没有先例可供借鉴,鱼道的科学性和过鱼的效果也很难得到保证。

在最终的工程方案中,三峡大坝和葛洲坝均未设计配套的鱼道,而是采取了增殖放流、生态调度等措施改善繁殖条件。在葛洲坝建成后,专家团队还开展过水轮机过鱼试验,得出了“50cm以下的鱼儿可以过坝”的结论,但这一试验仅解决了上游的鱼群返回下游的问题,并未解决下游的鱼儿往上游回溯产卵的问题。

随着科技的发展,我国新建的水利工程具备了鱼道应用条件,各型水坝因地制宜建成了过鱼设施,例如:枕头坝一级鱼道、金沙水电站鱼道、沙坪二级水电站鱼道、黑水河松新鱼道、西藏湘水河大坝过鱼设施等等。

沙坪二级水电站

在鱼道的设计水准上,我国不断取得新的突破,比较典型的是新丰满大坝的综合鱼道:采用了鱼道集鱼系统+升鱼机+放流系统,被誉为当代最先进、最智能的过坝鱼道工程。在2021年8月的近20天内,该设施成功实现了七鳃鳗、鳜鱼、长春鳊等鱼类垂直翻越80m和水平运送30km的过坝目标,平均一次运鱼4000尾,过鱼效果高于预期。

总结

长江宜昌江段出现的大量鱼群,实则是被阻隔在坝下的繁殖群体。为提高繁殖效果,一个有效的解决办法是科学调整水库的下泄流量,营造出适宜的繁殖条件,引导鱼群在坝下产卵。

在我国内新建的大坝工程中,也普遍重视生态鱼道的设计与应用,有望从根本上解决洄游性鱼类的繁殖问题,期待能收获更好的效果。