黄河源干流梯级水电开发对河流形态及鱼类多样性的可能影响
作者单位：云南大学
学位级别：硕士
导师姓名：胡金明
授予年度：2016年
学科分类：081504[工学-水利水电工程] 07[理学] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 0713[理学-生态学]
摘 要：龙羊峡以上的黄河源区作为黄河上游青藏高原鱼类的主要分布地,是黄河水生态保护的重点区域,同时该区域存在独特多样的地貌环境与河流形态。然而,随着黄河上游水电开发重心逐渐转移至龙羊峡以上河段,该区域的河流生态系统正面临威胁。研究目前近自然条件下黄河源河流形态、鱼类多样性的本底特征及其关联,预测水电开发的影响以对该区域水电开发下的水生态保护提出建议,具有重要意义。本文基于河流空间、河流内部和外部边界特征,构建黄河源干流河流形态特征指标体系,利用遥感影像、地形数据等,采用地理信息系统技术,详细分析了各河段河流形态特征,并采用因子分析法对河流形态多样性进行了综合评价。通过文献资料搜集整理,研究了黄河源鱼类物种多样性及其分布格局,并探讨了鱼类物种分布格局与河流形态之间的关系。利用水电规划数据,模拟各规划电站淹没区,分析了水电开发下河流形态的改变,并设置不同水电开发情景,研究了河流连通性变化规律,最后结合鱼类特征,预测了水电开发对鱼类多样性的可能影响。主要结论如下：1.河流形态特征根据单河道与多河道的不同,龙羊峡水电站库尾至黄河源水电站之间的干流河段可自然划分成14段。(1)就空间纵向特征而言,黄河源干流除少数河段外,大多呈蜿蜒型;纵剖面变化幅度较大的河段有龙羊峡库尾-泽曲汇入口和阿万仓乡-优尔曲汇入口,其余河段变化幅度较缓,并且多河道段河道比降均小于下游紧连的单河道段。就空间横向特征而言,全河段平均河宽为428m,单河道、多河道的平均河宽大致呈先增加后减小的趋势,在黄河第一弯处达到最大,且各河段内河宽差异较大;干流河段横断面形态多样。(2)从河间地特征来看,单河道段河间地的面积比、单位河长面积、河间地总面积都远小于多河道段,位于黄河第一弯、岗纳格玛错与玛多县附近的多河道段河间地密度较大,单位河长面积指标反映了多河道段内的河型分布,网状河型、辫状河型、分汉河型河段的单位河长面积依次减小。(3)从边界特征来看,多河道段的边界总体较单河段平缓,所有多河道段边界坡度90%以上都分布在0-25。内,单河道段中位于龙羊峡库尾-卡尔格和阿万仓黄河桥-隆卡的两段边界较陡峭。(4)从河流形态多样性来看,黄河源干流河段从下游至上,河流形态多样性呈现较低(龙羊峡库尾-卡尔格段)-中等(卡尔格-白河汇入口段)-高(白河汇入口-沙科曲汇入口段)-较高(阿万仓黄河桥-优云乡段)-高(优云乡-黄河源水电站段)的趋势,并在岗纳格玛错附近河段达到最大。2.鱼类物种多样性及其分布(1)黄河源(龙羊峡以上)共有鱼类32种,土著鱼类24种,外来鱼类8种。绝大部分土著鱼类属中亚高原山区复合体,濒危特有鱼类物种所占比例达到41.7%。黄河源干支流中主要鱼类10种,繁殖期在4-8月,均产沉粘性卵,繁殖力低,生长缓慢,栖息于水体的中下层,肉食性鱼类较少。(2)分布特征：就主要鱼类在黄河源内的分布而言,花斑裸鲤、极边扁咽齿鱼、厚唇裸重唇鱼、黄河裸裂尻鱼、拟鲶高原鳅、黄河高原鳅6种鱼类在研究区内几乎均有分布;硬刺高原鳅分布于扎陵湖、星星海和玛曲黑河及以下的干支流,骨唇黄河鱼分布于扎陵湖和玛曲黑河及以下的干支流,拟硬刺高原鳅分布于玛曲黑河及以下的干支流;刺鮈的分布较为局限和集中,仅分布于军功以下干流河段。就区域而言,黄河源干流特合土-龙羊峡段,从上游至下呈现鱼类物种多样性升高的趋势,并在军功-羊曲河段达到最高。3.鱼类物种分布格局与河流形态间的关系黄河源干流鱼类采样点所在河段的大部分河流形态指标值的范围与全部河段相似;黄河源干流河段鱼类物种多样性的空间分布格局与河流形态多样性格局不一致。结果反映出在流域尺度,黄河源干流的河流形态并不是影响鱼类物种多样性空间分布格局的最重要因子。4.梯级水电开发的影响(1)河流形态的改变：规划电站全部建成后,研究河段的回水区、多河道和单河道的河段长度比例将由目前的1：6：8变为9：5：1,其中单河道河段长度所占百分比将由目前的57%降至7%(减少87%),多河道河段将由41%降至33%(减少20%),而回水区段将由目前的6%升至60%。全部淹没河段的蜿蜒度均会减小,淹没的河间地面积将超过5000公顷。(2)河流连通性变化规律：随着黄河源干流水电站建成数量的增加,河流连续性会逐渐下降,但下降幅度越来越小。在目前基础(羊曲、玛尔挡建成)上若再建一座电站,再建电站所处位置的不同对干流鱼类单向连通性的影响程度为：位于沙曲入河口以上河段(河段内变化不大)玛曲-军功河段(越靠近上游越大)军功以下河段(河段内变化不大)。对比各种水电开发情景发现,一旦涉及到沙曲入河口以上河段电站的建设,干流鱼类单向连通性均会大幅降低。(3)基于鱼类物种的“分布特征、“对水电开发的敏感性、“增殖放流情况,得到黄河源10种主要鱼类受水电开发的影响程度为：刺鮈骨唇黄河鱼、拟鲶高原鳅极边扁
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