南水北調(diào)中線干線魚類資源調(diào)查研究

周 夢，唐 濤，楊明哲，尚宇鳴

（南水北調(diào)中線干線工程建設(shè)管理局，100038，北京）

南水北調(diào)中線干線工程是關(guān)系我國華北眾多城市供水安全的超級(jí)工程，從生態(tài)學(xué)角度看，其不僅是一個(gè)由水源水庫、總干渠及囤蓄水庫組成的自然—人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，也是一個(gè)由水庫靜水生境及渠道流水生境組成的復(fù)合水生態(tài)系統(tǒng)。其中總干渠中的魚類是該生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，因此開展相關(guān)魚類資源的調(diào)查對(duì)中線生態(tài)系統(tǒng)研究至關(guān)重要。

一、中線概況及運(yùn)行情況

1.工程概況

南水北調(diào)中線輸水工程由水源工程、總干渠工程組成，二者和漢江中下游治理工程共同組成南水北調(diào)中線一期工程。

水源工程包括丹江口水庫大壩加高工程和陶岔渠首工程兩部分。其中陶岔渠首工程由上游引渠、副壩和電站組成。上游引渠全長約4.4 km，渠底板高程140 m，渠底寬度30~35 m，渠道開口寬度150~430 m。在上游引渠樁號(hào)0~140處，安裝有由主網(wǎng)衣、蓋網(wǎng)和敷網(wǎng)三部分組成的攔魚網(wǎng)，其主網(wǎng)衣網(wǎng)目23 mm×23 mm，面積約為9 300 m2，總跨度315 m。

南水北調(diào)中線總干渠工程總長1 432 km，其中，陶岔渠首至北京團(tuán)城湖總干渠全長1 276.414 km，天津干渠全長155.531 km。輸水干線以明渠輸水方式為主，局部采用管涵過水，渠道采用梯形過水?dāng)嗝?，并?duì)全斷面進(jìn)行襯砌、防滲減糙；北京段長80.052 km，采用PCCP管和暗涵相結(jié)合的輸水型式；天津輸水干線采用全箱涵無壓接有壓全自流輸水。

總干渠主要控制段規(guī)模為：渠首段設(shè)計(jì)流量350m3/s，加大流量420m3/s；穿黃河段設(shè)計(jì)流量265 m3/s，加大流量320m3/s；進(jìn)河北設(shè)計(jì)流量定為235m3/s，加大流量定為265 m3/s；北京段、天津段相同，首段設(shè)計(jì)流量均為50 m3/s，加大流量均為60 m3/s。天津干渠約130 km的渠段位于河北省境內(nèi)，為節(jié)約工程投資，經(jīng)協(xié)商，天津干渠為河北省沿天津干渠線地區(qū)供水約1.2億m3（口門水量），最大流量約5 m3/s。

2.運(yùn)行情況

南水北調(diào)中線主要供水目標(biāo)是京津及華北地區(qū)，主要供水對(duì)象是輸水總干渠沿線城市生活和工業(yè)用水，兼顧生態(tài)環(huán)境與其他用水，供水范圍分屬河南、河北、天津、北京。其一期工程設(shè)計(jì)多年平均輸水量95億m3，其中河南37.69億 m3，河北 34.70億 m3、北京 12.38億 m3，天津 10.15億 m3。

南水北調(diào)中線一期工程于2003年12月正式開工，歷經(jīng)11年建設(shè)，于2014年12月12日通水，如期實(shí)現(xiàn)了黨中央、國務(wù)院確定的建設(shè)目標(biāo)。

截至2018年12月31日，中線工程已不間斷安全供水1 480天，累計(jì)向京津冀豫四省 （直轄市）調(diào)水181.08億m3，其中河南省累計(jì)分水量65.15億m3；河北省累計(jì)分水量38.77億m3；天津累計(jì)分水量34.91億m3；北京累計(jì)分水量42.25億m3。

二、中線干線魚類調(diào)查結(jié)果

中線干渠通水后，南水北調(diào)中線建管局采用Didson魚探儀和捕撈網(wǎng),在2015年、2018年對(duì)中線干渠內(nèi)魚類進(jìn)行了兩次調(diào)查。

1.魚類群落結(jié)構(gòu)

2015年共調(diào)查到19種魚類 （另有錦鯉與金魚2個(gè)亞種），隸屬于7科17屬。鯉科魚類占優(yōu)勢，共有11屬12種，占魚類種數(shù)的63.2%；其次是鰕虎魚科，有2種魚類（10.5%）；其他科的種類合占26.3%，包括鰍科、塘鱧科、鱧科、鲿科和鯰科各1種。在所調(diào)查到的19種魚類中，小型魚類（初次性成熟年齡小于2齡，最大體長小于240 mm的魚類）有12種，在總種類中占60%以上。雖然浮游生物食性魚類（麥穗魚、粲魚、貝氏粲魚）在種數(shù)上不占優(yōu)勢，但在數(shù)量上占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢，其數(shù)量比例達(dá)76.2%。

2018年調(diào)查共發(fā)現(xiàn)魚類23種（另有錦鯉與金魚2個(gè)亞種），隸屬于8科21屬，其中鯉科魚類15種，鰕虎魚科2種，鰍科、塘鱧科、鱧科、鱵科、鲿科和鲇科各1種。

魯山至寶豐試驗(yàn)渠段共采集到魚類15種 （另有錦鯉與金魚兩個(gè)亞種），魚探儀探測結(jié)果顯示該渠段的魚類平均密度為 0.045ind/m3（尾/m3），魚類總量約有20余萬尾，其平均體長約為100 mm，大部分分布在5m以下的水層。

從所捕獲魚類的全長分布頻數(shù)圖（圖1）可看出，所捕魚類的規(guī)格大小在12～586 mm之間，全長53～135 mm魚類占大多數(shù)。優(yōu)勢種為馬口魚與粲魚，這兩種魚類無論是在數(shù)量還是出現(xiàn)頻率上都處于絕對(duì)優(yōu)勢地位。

從魚類食性來分析，所調(diào)查到的15種魚類可分為雜食性魚類、肉食性魚類和浮游生物食性魚類。其中雜食性魚類種類最多，共6種，占總種數(shù)的40.0%、總樣本數(shù)量的23.4%；其次是肉食性魚類條數(shù)最多，共5種，占總種數(shù)的33.3%、總樣本數(shù)的47.9%，主要為小型的馬口魚和子陵吻鰕虎魚；剩余的4種為浮游生物食性魚類，占總種數(shù)的26.7%、總樣本數(shù)的28.7%。

根據(jù)魚探儀探測出的結(jié)果，魯山至寶豐20余km試驗(yàn)渠段的魚類平均密度為 0.045 ind/m3（尾/m3），按 500萬m3的水量來計(jì)算，該試驗(yàn)區(qū)域水體約有魚類數(shù)量20余萬尾，其平均體長約為10 cm，大部分分布在5 m以下的水層。

穿黃前后渠段采集到魚類9種（另有錦鯉與金魚2個(gè)亞種），含鯉科6屬7種，占魚類種數(shù)的77.8%，鰍科和鰕虎魚科各1種，合占22.2%。魚探儀探測結(jié)果顯示穿黃倒虹吸前渠段魚類總體密度為 0.026 ind/m3（尾/m3），平均體長為9.07 cm，大部分魚類分布于水面下4.23 m的水層。

從所捕獲魚類全長分布頻數(shù)（圖2）可看出，所捕魚類的規(guī)格在55～692 mm之間，全長104～202 mm的魚類占絕大多數(shù)。優(yōu)勢種為粲魚，其捕撈數(shù)量與出現(xiàn)頻率在調(diào)查過程中最高。

從魚類食性看，穿黃前后渠段所調(diào)查到的9種魚類中雜食性魚類、肉食性魚類和浮游生物食性魚類均為3種，各占總種數(shù)的33.3%。其中浮游生物食性魚類數(shù)量最多，占總樣本數(shù)量的84.5%，粲魚占其中絕大部分；其次是雜食性魚類，總樣本數(shù)的11.8%；肉食性魚類數(shù)量最少，僅占總樣本數(shù)的3.7%。

從采樣斷面來說，鄧州刁河渡槽斷面所調(diào)查到的魚類種數(shù)最多，共14種。往后依次為，元氏縣槐河倒虹吸入口有11種，魯山縣澎河渡槽有9種，惠南莊北拒馬河倒虹吸出口有7種，邢臺(tái)白馬河倒虹吸入口有6種，安陽漳河倒虹吸出口有5種。鄭州浮橋斷面調(diào)查到的魚類種數(shù)最少，為3種。

2.魚類生態(tài)類群組成

圖1 魯山至寶豐渠段漁獲物全長頻數(shù)圖

圖2 穿黃前后渠段漁獲物全長頻數(shù)圖

圖3 丹江口水庫及干渠魚類的食性類群組成

圖4 丹江口水庫及干渠魚類的棲息水層類群組成

圖5 丹江口水庫及干渠魚類的喜流性類群組成

根據(jù)魚類的食性、棲息水層、喜流性進(jìn)行分類，其中食性分為濾食性（F）、肉食性（C）、植食性（H）、雜食性（O）4 類，棲息水層分為上層（U）、中上層（MU）、中下層（MD）、底棲（BE）4類，喜流性分為喜流水（LO），喜靜水（LE），靜水生活、流水繁殖（EO）3 類。

依據(jù)上述分類對(duì)南水北調(diào)中線干渠內(nèi)魚類的生態(tài)類群組成進(jìn)行分析，并與丹江口水庫魚類進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見圖3~圖5。

由圖3可見，南水北調(diào)中線干渠內(nèi)魚類以肉食性、雜食性魚類為主，植食性魚類次之，濾食性魚類無。與丹江口水庫魚類組成相比，各類群魚類均有顯著減少。2015年與2018年調(diào)查結(jié)果相比，2015年雜食性魚類與肉食性魚類均為9種，2018年雜食性魚類仍為9種，但肉食性魚類減少至6種；2015年無濾食性魚類，尚有1種植食性魚類，2018年則植食性魚類和濾食性魚類均無。

由圖4可見，南水北調(diào)干渠魚類的棲息水層類群總體上以底棲（BE）魚類最多，中上層 （MU）與中下層（MD）魚類基本相同，上層（U）魚類最少。與丹江口水庫魚類相比，各類群魚類均有顯著減少。2015與2018年調(diào)查結(jié)果相比，棲息水層類群組成基本相似，僅底棲（BE）魚類2018年較2015年減少1種。

由圖5可見，南水北調(diào)中線干渠內(nèi)魚類喜流性類群分布總體上也以喜靜水（LE）魚類為主，喜流水（LO）魚類與靜水生活、流水繁殖（EO）魚類次之，且二者種數(shù)基本相同。與丹江口水庫內(nèi)魚類相比，3種類群魚類均有顯著減少，但喜流水性魚類減少率更大。

對(duì)南水北調(diào)干渠內(nèi)不同渠段內(nèi)魚類物種組成及數(shù)量組成進(jìn)行分析，結(jié)果見圖6～圖8。

由圖6可見，2015年5月中線干渠沿程各斷面魚類物種數(shù)及食性類群數(shù)總體呈先降低后升高的分布特征。其中，從斷面魚類物種數(shù)來看，鄧州斷面最高，為14種，鄭州斷面最低，為3種，隨后沿程升高，元氏斷面升至11種，惠南莊斷面又降至7種；而從食性組成類群數(shù)來看，鄧州斷面也是5類食性魚類均有分布的斷面，而鄭州斷面只有肉食性和雜食性2類食性魚類分布，元氏斷面則升至5類群全有分布，惠南莊則又降至3種類群。從各類食性類群的物種數(shù)量分布看，鄧州斷面肉食性、雜食性魚類物種數(shù)分別為5種、4種，元氏斷面肉食性、雜食性魚類物種數(shù)分別為3種、4種，鄭州至邢臺(tái)斷面則僅有1種肉食性魚類，無雜食性魚類。另外，在各斷面均有分布的為浮游生物習(xí)性類群，除惠南莊有3種外，其余各斷面均有2種。

由圖7和圖8可見，2018年4月處于上游側(cè)的魯山—保豐渠段肉食性、雜食性魚類數(shù)量百分比均高于穿黃前后渠段，且肉食性魚類數(shù)量百分比也是魯山寶豐渠段各食性類群中比例最高的，魚類密度也高于穿黃前后渠段，魚類平均體長則和穿黃前后渠段基本一致。

三、結(jié) 論

南水北調(diào)中線干渠通水以來，共調(diào)查到魚類23種，2015年、2018年分別調(diào)查到19種、15種。2015年優(yōu)勢種為麥穗魚與粲魚，這2種魚類無論是在數(shù)量還是出現(xiàn)頻率上都處于絕對(duì)優(yōu)勢地位，其數(shù)量比例達(dá)76.2%。2018年優(yōu)勢種為馬口魚與粲魚，這2種魚類無論是在數(shù)量還是出現(xiàn)頻率上都處于絕對(duì)優(yōu)勢地位。

干渠內(nèi)魚類以肉食性、雜食性魚類為主，植食性魚類次之，濾食性魚類無。與丹江口水庫魚類組成相比，各類群魚類均有顯著減少。2015年與2018年調(diào)查結(jié)果相比，2015年雜食性魚類與肉食性魚類均為9種，2018年雜食性魚類仍為9種，但肉食性魚類減少至6種；2015年無濾食性魚類，尚有1種植食性魚類，2018年則植食性魚類和濾食性魚類均無。

圖6 2015年5月中線干渠沿線斷面魚類物種數(shù)及食性組成對(duì)比圖

圖7 2018年4月魯山—寶豐渠段與穿黃前后渠段魚類物種數(shù)及數(shù)量組成對(duì)比分析

南水北調(diào)干渠魚類棲息水層類群總體上以底棲（BE）魚類最多，中上層（MU）與中下層（MD）魚類基本相同，上層（U）魚類最少。與丹江口水庫魚類相比，各類群魚類均有顯著減少。2015與2018年調(diào)查結(jié)果相比，棲息水層類群組成基本相似，僅底棲（BE）魚類 2018年較 2015年減少1種。

南水北調(diào)中線干渠內(nèi)魚類的喜流性類群分布總體上以喜靜水（LE）魚類為主，喜流水（LO）魚類與靜水生活、流水繁殖（EO）魚類次之，且二者種數(shù)基本相同。與丹江口水庫內(nèi)魚類相比，3種類群魚類均有顯著減少，但喜流水性魚類減少率更大。

2015年5月中線干渠沿程各斷面魚類物種數(shù)及食性類群數(shù)總體呈先降低后升高的分布特征，2018年5月處于上游側(cè)魯山寶豐渠段內(nèi)魚類肉食性、雜食性魚類數(shù)量百分比均高于穿黃前后渠段，且肉食性魚類數(shù)量百分比也是魯山寶豐渠段各食性類群中比例最高的，魚類密度也高于穿黃前后渠段，魚類平均體長則和穿黃前后渠段基本一致。

中線通水以來雖然已取得上述初步成果，但對(duì)南水北調(diào)中線干渠內(nèi)浮游動(dòng)物及魚類群落結(jié)構(gòu)的監(jiān)測力度還是不足，未來需要繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)中線干渠魚類以及流量、流速、光環(huán)境、水溫等影響水生態(tài)系統(tǒng)的其他因素的同步觀測，為中線水質(zhì)保護(hù)和水生態(tài)系統(tǒng)研究奠定重要基礎(chǔ)。

圖8 2018年4月魯山—寶豐渠段與穿黃前后渠段魚類密度及平均體長對(duì)比分析