蓮花洲港航道工程的生態(tài)修復(fù)效果初步研究

葉麗娟　王珂　劉紹平　段辛斌　于琪　賈春艷　陳大慶　鄭永華

摘要：為了解蓮花洲港生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的修復(fù)效果，2021年1月、4月、10月在武漢至安慶段的東流水道蓮花洲港設(shè)置21個(gè)采樣點(diǎn)，對(duì)底棲動(dòng)物群落和魚類分布狀況進(jìn)行調(diào)查，分析工程區(qū)不同區(qū)域及非工程區(qū)底棲動(dòng)物和魚類群落結(jié)構(gòu)差異。結(jié)果顯示，不同區(qū)域底棲動(dòng)物的種類數(shù)不同，透水框架區(qū)獲取底棲動(dòng)物6種，魚巢排區(qū)17種，工程其他區(qū)域25種，非工程區(qū)8種。單因素方差分析表明，不同區(qū)域的底棲動(dòng)物密度差異顯著（P<0.05），透水框架區(qū)最高，為191.1個(gè)/m2，其次為魚巢排區(qū)60.44個(gè)/m2，其他工程區(qū)44.44個(gè)/m2，非工程區(qū)較少，僅28.39個(gè)/m2。各區(qū)域Pielou 均勻度指數(shù)（J）差異性不顯著（P>0.05），Margalef豐富度指數(shù)（D）和Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)（H′）差異性顯著（P<0.05）。CCA分析表明，影響底棲動(dòng)物的環(huán)境因子為流速、水深、溫度、溶解氧、硝態(tài)氮、氨氮。水聲學(xué)調(diào)查顯示，魚類密度以透水框架區(qū)最高，為25 581.21尾/hm2，魚巢排區(qū)次之，為3 239.00尾/hm2，工程其他區(qū)域?yàn)?08.73尾/hm2，非工程區(qū)最低，僅6.82尾/hm2。研究表明，透水框架和魚巢排營(yíng)造了適宜底棲動(dòng)物和魚類棲息的水流條件，有利于底棲動(dòng)物生存和魚類聚集，且透水框架的生態(tài)涵養(yǎng)效果優(yōu)于魚巢排。

關(guān)鍵詞：航道工程；生態(tài)修復(fù)；底棲動(dòng)物；透水框架；人工魚巢；蓮花洲港

中圖分類號(hào)：X171.4? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-3075（2023）05-0025-08

長(zhǎng)江干線武漢至安慶段6 m水深航道整治工程的實(shí)施，充分發(fā)揮了長(zhǎng)江黃金水道的功能，提高了長(zhǎng)江航運(yùn)整體通過能力，但不可避免地對(duì)附近河道水生生境造成了一定影響。楊雪（2016）研究表明，航道工程的實(shí)施造成了底棲動(dòng)物和浮游生物的下降。為了平衡開發(fā)與保護(hù)的關(guān)系，武漢至安慶段航道整治工程圍繞生態(tài)優(yōu)先的原則，以生境修復(fù)和生態(tài)涵養(yǎng)為目的，設(shè)計(jì)實(shí)施了一系列生態(tài)建設(shè)工程；其中，在東流水道蓮花洲港建設(shè)了生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)，鋪設(shè)透水框架和人工魚巢，以營(yíng)造水生生物庇護(hù)場(chǎng)所，改善其棲息環(huán)境。

涵養(yǎng)工程的實(shí)施，促進(jìn)了底沙沉積（潘美元等，2018a；2018b）和有機(jī)質(zhì)富集（郭杰等，2020）。由于食物鏈效應(yīng)的影響，進(jìn)而促進(jìn)了水生植物、底棲動(dòng)物等的恢復(fù)。各類底棲動(dòng)物對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)性以及對(duì)污染程度的耐受力和敏感程度不同，底棲動(dòng)物的種群結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢(shì)種類、數(shù)量等參數(shù)可反映水環(huán)境質(zhì)量狀況（潘保柱等，2011）；另一方面，魚類處于河流生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的頂端，是水生生物中較敏感的生物，在生態(tài)環(huán)境改變的情況下，魚類的種類、數(shù)量和分布容易發(fā)生改變，能較好地反映河流綜合生態(tài)狀況（王兆印等，2007）。

目前，對(duì)于航道整治中有關(guān)生態(tài)工程的研究大多集中于水力學(xué)特性等方面（李洪，2003；夏煒，2019；劉建華等，2020）和結(jié)構(gòu)（黃云龍，2021；耿海彬等，2021；楊燕華等，2021）；對(duì)于透水框架、人工魚巢等生態(tài)友好型結(jié)構(gòu)的生態(tài)效應(yīng)驗(yàn)證卻很少。有鑒于此，本文以底棲動(dòng)物和魚類為研究對(duì)象，選擇蓮花洲港生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)及其上下游水域，對(duì)比分析涵養(yǎng)區(qū)與非工程區(qū)底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)以及魚類分布狀況的差異，探究涵養(yǎng)水域的生態(tài)修復(fù)效果，以期為生態(tài)友好航道建設(shè)及優(yōu)化提供科技支撐。

1? ?材料與方法

1.1? ?研究區(qū)域

蓮花洲港生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)位于武漢至安慶段的東流水道，下距安慶市41 km，是武漢至安慶段6 m水深整治工程重點(diǎn)區(qū)域之一；該區(qū)域整體禁航，并設(shè)置了2處生境改良區(qū)（圖1）。其中，第一處生境改良區(qū)為人工魚巢區(qū)（簡(jiǎn)稱改良區(qū)S1），放置長(zhǎng)×寬×厚=2 m×2 m×0.5 m的田字形鋼混透空格柵，橫向放置80件，縱向放置25件，各構(gòu)件相互間隔1 m，形成陣列；第二處生境改良區(qū)為透水框架區(qū)（簡(jiǎn)稱改良區(qū)S2），該區(qū)域放置與水流方向成30°夾角的“W型”的透水框架帶，長(zhǎng)×寬=240 m×10 m，每1 m2放置3層6架。

1.2? ?采樣位點(diǎn)布設(shè)

1.2.1? ?底棲動(dòng)物采集? ?在生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)和上下游水域（非涵養(yǎng)區(qū)）共布設(shè)7個(gè)采樣斷面，采集底棲動(dòng)物樣品。其中，為了揭示不同生態(tài)結(jié)構(gòu)涵養(yǎng)效果差異，在生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)設(shè)置5個(gè)斷面，分別位于洲頭、洲中、洲尾、透水框架區(qū)和魚巢排區(qū)，在涵養(yǎng)區(qū)上游和下游即非工程區(qū)各設(shè)置1個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。每個(gè)斷面設(shè)左、中、右3個(gè)采樣點(diǎn)，共21個(gè)采樣點(diǎn)（表1、圖1）。調(diào)查時(shí)間為2021年1月、4月和10月。

1.2.2? ?水聲學(xué)監(jiān)測(cè)? ?2021年10月在蓮花洲港生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)及上下游各10 km范圍進(jìn)行水聲學(xué)監(jiān)測(cè)，范圍覆蓋生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)和生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)上、游水域。

1.3? ?調(diào)查方法

1.3.1? ?環(huán)境因子測(cè)定? ?水溫（WT）、溶解氧（DO）、pH采用YSI水質(zhì)分析儀（YSI Pro 2000，美國(guó)）測(cè)定，流速（FV）、透明度（SD）、水深（WD）分別使用旋杯式流速儀、薩氏盤、水聲學(xué)儀器測(cè)定（李劍輝和金福一，2010）?？偟═N）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）、硝態(tài)氮（NO3-N）和化學(xué)需氧量（CODCr）等環(huán)境因子現(xiàn)場(chǎng)采集水樣后帶回實(shí)驗(yàn)室，通過Hach DR1900 可見分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2? ?底棲動(dòng)物采集? ?使用1/16 m2的彼德生采集器進(jìn)行底棲動(dòng)物采集，每個(gè)樣點(diǎn)采2～3次。采集的底泥用40目銅篩進(jìn)行篩洗，將底泥與底棲動(dòng)物混合物裝入標(biāo)記后的樣品瓶，帶回實(shí)驗(yàn)室分揀，底棲動(dòng)物用75%的酒精固定。使用OLYMPUS SZ61解剖鏡和OLYPUS BX51 顯微鏡進(jìn)行底棲動(dòng)物鑒定，參考文獻(xiàn)將底棲動(dòng)物鑒定至盡可能低的分類單元（劉月英等，1979；王俊才和王新華，2011），最后計(jì)數(shù)、稱重。計(jì)數(shù)時(shí)，若樣本損壞，只需記錄頭部；稱量濕重時(shí)，先用濾紙吸干樣本表面水分。

1.3.3? ?魚類數(shù)據(jù)獲取? ?使用魚探儀（Simard EY60）和GPS（Garmin60 CSx）“之”字型進(jìn)行魚類調(diào)查。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)時(shí)，船只航速保持在6～10 km/h，同時(shí)采用GPS進(jìn)行導(dǎo)航并同步存貯導(dǎo)航信息和調(diào)查航線。

1.4? ?數(shù)據(jù)處理與分析

1.4.1? ?底棲動(dòng)物? ?底棲動(dòng)物群落特征采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H'）、Margalef豐富度指數(shù)（D）、Pielou均勻度指數(shù)（J）和優(yōu)勢(shì)度（Y）評(píng)價(jià)，計(jì)算公式如下：

式中：S為物種數(shù)目，N為總個(gè)數(shù)；Pi=ni/N，Pi為第i種的個(gè)數(shù)百分比，ni為第i種的個(gè)體數(shù)；fi為第i種在采樣點(diǎn)的出現(xiàn)頻率；若Y≥0.02，表明該底棲動(dòng)物為優(yōu)勢(shì)種（Lampitt et al，1993）。

利用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，篩選符合計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的底棲動(dòng)物種類，按物種在樣點(diǎn)的出現(xiàn)頻度不小于12.5%，且至少在1個(gè)樣點(diǎn)的相對(duì)密度不小于1%進(jìn)行篩選（Lopes et al，2005）；之后對(duì)篩選后的底棲動(dòng)物密度和環(huán)境參數(shù)（除pH外）進(jìn)行l(wèi)g（x+1）轉(zhuǎn)換；最后對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行499次蒙特卡羅置換檢驗(yàn)（Monte Carlo Test，P<0.05） ，以判定顯著影響底棲攝食功能群的環(huán)境因子。單因素方差分析和雙因素方差分析在SPSS中進(jìn)行，檢驗(yàn)不同區(qū)域環(huán)境參數(shù)以及生物各指標(biāo)之間的差異性，顯著性水平設(shè)置為0.05。

1.4.2? ?水聲學(xué)數(shù)據(jù)? ?采用回聲計(jì)數(shù)方法進(jìn)行魚類密度估算，計(jì)算方法如下：

式中：V為每個(gè)聲納脈沖（ping）探測(cè)的水體體積，θ和σ分別為換能器橫向和縱向方向的有效檢測(cè)角度，R2為探測(cè)水深，R1為換能器1 m以下的水深，ρ為單位水體的魚類數(shù)量即魚類體積密度，N為探測(cè)到的魚類總數(shù)量，P為分析數(shù)據(jù)的ping數(shù)量。

采用Foote（1987）提出的公式進(jìn)行目標(biāo)強(qiáng)度和體長(zhǎng)轉(zhuǎn)換：

TS = 20lgL-71.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ⑦

式中：TS為目標(biāo)強(qiáng)度（dB），L為標(biāo)準(zhǔn)體長(zhǎng)（cm）。

使用Sonar X對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換，表層線設(shè)置為探頭下0.8 m，消除0.75 m的探測(cè)盲區(qū)。參數(shù)設(shè)置包括前景濾波器（1，3）、背景濾波器（55，1）、目標(biāo)平滑濾波（1，3）、信號(hào)長(zhǎng)度（3，50），最大增益補(bǔ)償6 dB，最小目標(biāo)強(qiáng)度2 pings，最大脈沖缺失2 pings，門閘過濾范圍0.3 m。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?環(huán)境因子

對(duì)不同時(shí)期（表2）和不同區(qū)域環(huán)境參數(shù)（表3）進(jìn)行單因素方差分析。結(jié)果顯示，不同時(shí)間溫度、透明度、水深、氨氮、總磷、硝酸鹽、化學(xué)需氧量差異性顯著（P<0.05），流速、總氮差異性不顯著（P>0.05）。不同區(qū)域之間溶解氧差異性顯著（P<0.05），其他環(huán)境因子差異不顯著（P>0.05）。

2.2? ?底棲動(dòng)物

2.2.1? ?種類組成? ?本次調(diào)查共采集到底棲動(dòng)物31種，隸屬于3門（環(huán)節(jié)動(dòng)物門、節(jié)肢動(dòng)物門、軟體動(dòng)物門）6綱（昆蟲綱、甲殼綱、雙殼綱、腹足綱、寡毛綱、多毛綱）。其中，改良區(qū)S1、S2甲殼綱占比最多，分別為79.03%、55.17%；其他工程區(qū)昆蟲綱（28.92%）、甲殼綱（27.84%）、寡毛綱（35.95%）占比相近；非工程區(qū)寡毛綱占比最多，為79.21%。不同區(qū)域底棲動(dòng)物種類分布情況見表4。底棲動(dòng)物密度、生物量均選取3種優(yōu)勢(shì)類群列舉，并以密度或生物量高低排列。

2.2.2? ?優(yōu)勢(shì)種? ?本次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)種類5種（表5），包括馬速達(dá)多足搖蚊（Polypedilum masudai）、日本大螯蜚（Grandidierella japonica）、圍沙蠶（Perinereis sp.）、霍甫水絲蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）、顫蚓屬一種（Tubifex sp.）；其中，日本大螯蜚在整個(gè)調(diào)查期間占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，并在改良區(qū)S2優(yōu)勢(shì)度值達(dá)到最大，為0.460。

2.2.3? ?密度和生物量? ?監(jiān)測(cè)區(qū)域底棲動(dòng)物密度為0.00～800.00 個(gè)/m2，平均密度為65.28 個(gè)/m2；生物量為0.00～42.18 g/m2，平均生物量為1.11 g/m2。

不同區(qū)域底棲動(dòng)物密度及生物量見圖2。改良區(qū)S2密度明顯大于其他區(qū)域，總體表現(xiàn)為改良區(qū)S2（191.11 個(gè)/m2）>改良區(qū)S1（60.44 個(gè)/m2）>其他工程區(qū)（44.44 個(gè)/m2）>非工程區(qū)（28.39 個(gè)/m2）；生物量總體表現(xiàn)為其他區(qū)域（1.96 g/m2）>改良區(qū)S2（0.39 g/m2）=非工程區(qū)（0.39 g/m2）>改良區(qū)S1（0.09 g/m2）。

2.2.4? ?生物多樣性指數(shù)? ?對(duì)改良區(qū)S1、改良區(qū)S2、其他工程區(qū)、非工程區(qū)的單因素方差分析（圖3）表明，4個(gè)區(qū)域的豐富度（D）和多樣性指數(shù)（H′）呈顯著差異（P<0.05），均勻度（J）差異性不顯著（P>0.05）。

Margalef豐富度指數(shù)（D）為0～1.86，整個(gè)調(diào)查區(qū)域均值為0.66，最高值出現(xiàn)在（4月）站點(diǎn)6，總體表現(xiàn)為改良區(qū)S2>其他工程區(qū)>改良區(qū)S1>非工程區(qū)；Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（H′）為0～1.88，整個(gè)調(diào)查區(qū)域均值為0.52，最大值出現(xiàn)在（1月）站點(diǎn)6，總體表現(xiàn)為改良區(qū)S2>其他工程區(qū)>非工程區(qū)>改良區(qū)S1；Pielou 均勻度指數(shù)（J）為0～1.50，整個(gè)調(diào)查區(qū)域均值為0.47，最高值出現(xiàn)在（1月）站點(diǎn)3，總體表現(xiàn)為非工程區(qū)>改良區(qū)S2>其他工程區(qū)>改良區(qū)S1。

2.3? ?水聲學(xué)調(diào)查

2.3.1? ?魚類密度? ?Simard EY60不同區(qū)域監(jiān)測(cè)結(jié)果見圖4。不同斷面魚類密度為0.66～30 897.00 尾/hm2，最小值出現(xiàn)在非工程區(qū)（涵養(yǎng)區(qū)上游）的B斷面，最大值出現(xiàn)在S2斷面。改良區(qū)S1魚類密度為2 386.00～4 538.00 尾/hm2 ，均值為3 239.00尾/hm2，改良區(qū)S2密度為19 886.00～30 897.00 尾/hm2，均值為25 581.21 尾/hm2，其他工程區(qū)魚類密度為317.16～1 416.70 尾/hm2，均值為808.73 尾/hm2，非工程區(qū)魚類密度為0.66～12.98 尾/hm2，均值為6.82尾/hm2。

魚類密度總體表現(xiàn)為改良區(qū)S2（25 581.21 尾/hm2）>改良區(qū)S1（3 239.00 尾/hm2）>其他工程區(qū)（808.73 尾/hm2）>非工程區(qū)（6.82 尾/hm2），各區(qū)域之間魚類密度均有顯著性差異? （P<0.05）。

2.3.2? ?魚類目標(biāo)強(qiáng)度分布? ?調(diào)查水域魚類目標(biāo)強(qiáng)度在-62.18～-45.21 dB，均值為-53.89 dB（表6）。其中，改良區(qū)S1目標(biāo)強(qiáng)度為-60.51～-46.27 dB，均值為-56.57 dB，改良區(qū)S2目標(biāo)強(qiáng)度為-61.78～-52.12 dB，均值為-58.33 dB，其他工程區(qū)目標(biāo)強(qiáng)度為-62.18～-45.21 dB，均值為-54.29 dB，非工程區(qū)目標(biāo)強(qiáng)度為-54.23～-45.23 dB，均值為-49.73 dB。目標(biāo)強(qiáng)度分布在-60～-55 dB最多，達(dá)到93.21%，其次為-65～-60 dB、-50～-45 dB，占總調(diào)查量的百分比分別為4.53%、2.21%；目標(biāo)強(qiáng)度-45～-40 dB無分布。

2.3.3? ?魚類體長(zhǎng)分布? ?調(diào)查結(jié)果顯示，蓮花洲港魚類體長(zhǎng)分布為9.46～52.24 cm，均值為26.30 cm（圖5）。不同區(qū)域間魚類體長(zhǎng)分布均表現(xiàn)為顯著性差異（P<0.05），改良區(qū)S1、改良區(qū)S2魚類體長(zhǎng)在10～20 cm，非工程區(qū)在50～60 cm，其他工程區(qū)在0～10 cm、10～20 cm、50～60 cm。其中，魚類體長(zhǎng)分布在10～20 cm的最多，占總調(diào)查量的93.21%；其次為0～10 cm，占4.53%；體長(zhǎng)20～50 cm的分布最少，僅占約0.01%。

2.4? ?生物類群與環(huán)境因子的關(guān)系

CCA分析結(jié)果表明，底棲動(dòng)物密度與環(huán)境因子表現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)性（圖6）。其中，流速、水深、溫度、溶解氧、硝態(tài)氮、氨氮對(duì)底棲動(dòng)物的影響較大，且不同環(huán)境因子與不同物種的相關(guān)性有較大差異。

3? ?討論

3.1? ?不同區(qū)域的水生生物分布差異

改良區(qū)S1、S2甲殼綱底棲動(dòng)物密度較高，章飛軍（2007）也認(rèn)為底棲動(dòng)物在群落恢復(fù)開始階段，甲殼類豐度增加較多。蓮花洲港航道整治工程于2019年6月完工，底棲動(dòng)物群落還處于恢復(fù)階段。甲殼綱等生長(zhǎng)較快的機(jī)會(huì)種，其豐富度能夠?yàn)楦郀I(yíng)養(yǎng)級(jí)物種的出現(xiàn)提供充足的食物來源，從而進(jìn)一步促進(jìn)群落恢復(fù)。調(diào)查結(jié)果顯示，其他工程區(qū)的生物量最高，與Odum （1969）的假設(shè)相反，這是由于生物量的增長(zhǎng)主要受初級(jí)生產(chǎn)增長(zhǎng)的影響，在群落恢復(fù)初期，底棲動(dòng)物生物量恢復(fù)的速度低于底棲動(dòng)物密度。

改良區(qū)S1和S2魚類體長(zhǎng)多分布在10～20 cm和50～60 cm；而體長(zhǎng)較大的魚類多分布于其他工程區(qū)以及非工程區(qū)，這可是因?yàn)槠渚哂休^強(qiáng)的選擇適合流速區(qū)域的能力（杜浩等，2010；郭杰，2016；王珂等，2017）。體長(zhǎng)較小的魚類只能被動(dòng)適應(yīng)環(huán)境，而體長(zhǎng)較大的魚可以自主選擇生境較好的索餌區(qū)域。劉明典等（2017）研究表明，安慶段魚類以鲇 、鯽和貝氏? 為優(yōu)勢(shì)種。鲇、鯽均為底棲魚類，由于食物鏈關(guān)系，改良區(qū)魚類密度較高可能與所處區(qū)域底棲動(dòng)物密度較高有關(guān)。

3.2? ?水生生物分布與環(huán)境因子的關(guān)系

環(huán)境因子能夠解釋大部分底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的空間分異狀況（陳小華等，2013；卓異，2014；李艷利等，2015；Norris & Hawkins，2000）。單因素方差（流速）分析顯示，其他工程區(qū)>非工程區(qū)>改良區(qū)S1>改良區(qū)S2，且改良區(qū)S2流速明顯低于其他區(qū)域，說明透水框架、魚巢排等生態(tài)友好型結(jié)構(gòu)具有降低流速的作用，與Gunaydma & Kabdas（2003）的研究結(jié)果一致。改良區(qū)流速變緩，底質(zhì)粒徑變小，更利于寡毛類、腹足綱和搖蚊幼蟲等種類的生存（汪興中，2009；王強(qiáng)，2011）。

魚類主要受水溫（龍華，2005）、光照（白艷勤等，2013）、人類活動(dòng)（Urban et al，2006）等因素影響。本次研究顯示，非工程區(qū)水深高于其他區(qū)域，與Kendall & Haedrich（2006）的研究結(jié)果一致；隨水深增加，初級(jí)生產(chǎn)力降低，魚類物種將減少。Maes等（2007）認(rèn)為，魚類傾向于溶解氧含量高的水域，非工程區(qū)溶解氧低于生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)，水較深、溶氧較低可能是非工程區(qū)魚類密度低于涵養(yǎng)區(qū)的原因之一。

3.3? ?不同區(qū)域的生態(tài)效果差異

生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)底棲動(dòng)物密度、Margalef豐富度指數(shù)、魚類密度均大于非涵養(yǎng)區(qū)，說明生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)有利于某些底棲動(dòng)物、魚類生存及資源恢復(fù)。

不同區(qū)域底棲動(dòng)物密度對(duì)比結(jié)果顯示，改良區(qū)S2、S1明顯大于其他工程區(qū)，這與長(zhǎng)江中游透水框架護(hù)岸工程對(duì)底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響（李莎，2015）和長(zhǎng)江下游蓮花洲港大型底棲動(dòng)物攝食功能群時(shí)空分布及其影響因子（于琪等，2021）的研究結(jié)果吻合。改良區(qū)S2底棲動(dòng)物密度、Margalef豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)均大于改良區(qū)S1及其他區(qū)域，改良區(qū)S2底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，說明透水框架、魚巢排等生態(tài)構(gòu)筑物在一定程度上有利于某些底棲動(dòng)物生存和資源恢復(fù)，且透水框架的生態(tài)效應(yīng)優(yōu)于魚巢排區(qū)。

不同區(qū)域魚類密度對(duì)比結(jié)果顯示，改良區(qū)S1、S2魚類密度遠(yuǎn)高于其他工程區(qū)，這與郭杰（2016）對(duì)航道整治建筑物透水框架生態(tài)效應(yīng)初步研究結(jié)果吻合；說明透水框架、魚巢排生境改良結(jié)構(gòu)對(duì)魚類具有誘集作用。S2的魚類密度大于S1，說明透水框架營(yíng)造的水體環(huán)境相對(duì)于魚巢排更有益于某些魚類的生存。

參考文獻(xiàn)

白艷勤，陳求穩(wěn)，許勇，等，2013. 光驅(qū)誘技術(shù)在魚類保護(hù)中的應(yīng)用[J]. 水生態(tài)學(xué)雜志， 34（4）：85-88.

陳小華，康麗娟，孫從軍，等，2013. 典型平原河網(wǎng)地區(qū)底棲動(dòng)物生物指數(shù)篩選及評(píng)價(jià)基準(zhǔn)研究[J]. 水生生物學(xué)報(bào)， 37（2）：191-198．

杜浩，班璇，張輝，等，2010. 天然河道中魚類對(duì)水深、流速選擇特性的初步觀測(cè)——以長(zhǎng)江江口至涴市段為例[J]. 長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)， 27（10）：70-74.

耿海彬，廖一鳴，馮蒙，等，2021. 透水框架自密實(shí)鋼纖維混凝土制備試驗(yàn)研究[J]. 人民長(zhǎng)江， 52（9）：198-202.

郭杰，2016. 航道整治建筑物透水框架生態(tài)效應(yīng)初步研究[D]. 南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué).

郭杰，王珂，段辛斌，等，2020. 長(zhǎng)江中游航道整治工程區(qū)沉積物及有機(jī)質(zhì)變化[J]. 水生態(tài)學(xué)雜志， 41（1）：53-59.

黃云龍，2021. 航道整治工程順?biāo)僚攀┕栴}探討[J]. 珠江水運(yùn)， （17）：73-74.

李洪，2003. 丁壩水力學(xué)特性研究[D]. 成都：四川大學(xué).

李劍輝，金福一，2010. 旋杯式低流速儀應(yīng)用與維護(hù)保養(yǎng)[J]. 水利水文自動(dòng)化， （1）：63-64.

李莎，2015. 長(zhǎng)江中游透水框架護(hù)岸工程對(duì)底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 水生態(tài)學(xué)雜志， 36（6）：72-79.

李艷利，李艷粉，徐宗學(xué)，2015. 影響渾太河流域大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的環(huán)境因子分析[J]. 環(huán)境科學(xué)， 36（1）：94-106.

劉建華，楊中華，李達(dá)，等，2020. 考慮底部過流的透水框架群阻力系數(shù)研究[J]. 水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào)， （2）：73-78.

劉明典，李鵬飛，黃翠，等，2017. 長(zhǎng)江安慶段春季魚類群落結(jié)構(gòu)特征及多樣性研究[J]. 水生態(tài)學(xué)雜志， 38（6）：64-71.

劉月英，張文珍，王耀先，1979. 中國(guó)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物志：淡水軟體動(dòng)物[M]. 北京：科學(xué)出版社.

龍華，2005. 溫度對(duì)魚類生存的影響[J]. 中山大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， （S1）：254-257．

潘保柱，王兆印，何雪寶，2011. 西江大型底棲動(dòng)物群落特征研究[J]. 水生生物學(xué)報(bào)， 35（5）：851-856.

潘美元，王曉燕，王欣霖，2018a. 透水框架群促淤護(hù)灘效果Ⅰ：平面布置形式[J]. 水運(yùn)工程， （11）：5-10，24.

潘美元，王曉燕，王欣霖，2018b. 透水框架群促淤護(hù)灘效果研究Ⅱ：分層分時(shí)施工[J]. 水運(yùn)工程， （12）：12-15.

汪興中，蔡慶華，李鳳清，等，2009. 南水北調(diào)中線水源區(qū)溪流大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的時(shí)空動(dòng)態(tài)[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)， 15（6）：803-807.

王俊才，王新華，2011. 中國(guó)北方搖蚊幼蟲[M]. 北京：中國(guó)言實(shí)出版社.

王珂，郭杰，段辛斌，等，2017. 荊江航道整治工程中透水框架集魚效果初步評(píng)估[J]. 淡水漁業(yè)， 47（4）：97-104.

王強(qiáng)，2011. 山地河流生境對(duì)河流生物多樣性的影響研究[D]. 重慶：重慶大學(xué).

王兆印，程?hào)|升，段學(xué)花，等，2007．東江河流生態(tài)評(píng)價(jià)及其修復(fù)方略[J]. 水利學(xué)報(bào)， 38（10）：1228-1235.

夏煒，2019. 航道整治工程軟體排壓載體的水力特性[J]. 水運(yùn)工程， （10）：98-105.

楊雪，2016. 長(zhǎng)江中段荊江航道整治工程對(duì)浮游生物和底棲動(dòng)物群落的影響研究[D]. 武漢：華中師范大學(xué).

楊燕華，王鑫，許海勇，等，2021. 長(zhǎng)江中游航道整治建筑物類型選取方法研究[J]. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào)， 29（6）：1347-1358.

于琪，王珂，郭杰，等，2021. 長(zhǎng)江下游蓮花洲港大型底棲動(dòng)物攝食功能群時(shí)空分布及其影響因子[J]. 淡水漁業(yè)， 51（2）：47-54.

章飛軍，童春富，謝志發(fā)，等，2007. 長(zhǎng)江口潮間帶大型底棲動(dòng)物群落演替[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)， （12）：4944-4952.

卓異，2014. 泉州灣潮間帶不同生境小型底棲動(dòng)物群落的多樣性研究[D]. 廈門：廈門大學(xué).

Foote K G， 1987. Fish target t stre engths for use in echo integrator surveys[J]. The Journal of the Acousstical Society of America， 82（3）：981-987.

Gunaydma K， Kabdas M S， 2003. Static stability of submerged partial revetment structures under regular and irregular waves[J]. Ocean Engineering， 30：761-777.

Kendall V J， Haedrich R L， 2006. Species richness in Atlantic deep-sea fishes assessed in terms of the mid-domain effect and Rapoport's rule[J]. Deep Sea Research Part I： Oceanographic Research Papers， 53：506-515．

Lampitt R S， Wishner K F，Turley C M， et al， 1993. Marine snow studies in the Northeast Atlantic Ocean： Distribution， composition and marine food sources of plankton[J]. MarBiol， 116（4）：689-702.

Lopes M R M， Bicudo CEd M， Ferragut M C， 2005. Short term spatial and temporal variation of phytoplankton in a shallow tropical oligotrophic reservoir， southeast brazil[J]. Hydrobiologia， 542：235-247.

Maes J， Stevens M， Breine J， 2007. Modelling the migration opportunities of diadromous fish species along a gradient of dissolved oxygen concentration in a European tidal watershed[J]. Estuarine Coastal and Shelf Science， 75：151-162.

Norris R H， Hawkins C P， 2000. Monitoring river heaith[J]. Hydrobiologia， 435：5-17.

Odum E P， 1969. The strategy of ecosystem development[J]. Science， 164：267-270.

Urban M C， Skelly D K， Burchsted D， et al， 2006. Stream communities across a rural-urban landscape gradient[J]. Diversityand Distributions， 12：337-350.

（責(zé)任編輯? ?萬月華）

Effect of Ecological Restoration on the Lianhuazhou Port Channel

YE Li‐juan1，2， WANG Ke2， LIU Shao‐ping2， DUAN Xin‐bin2， YU Qi2，

JIA Chun‐yan2，3， CHEN Da‐qing2， ZHENG Yong‐hua1

（1. College of Fisheries， Southwest University， Chongqing? ?400715， P.R. China;

2. The Yangtze River Fisheries Research Institute of the Chinese Academy of Fishery Sciences，

the Experimental Station for Fishery Resources and Environmental Science Observation

in the Middle and Upper Reaches of the Yangtze River of the Ministry

of Agriculture and Rural Affairs， Wuhan? ?430223， P.R. China;

3. Shanghai Ocean University Aquatic Science National Experimental Teaching

Demonstration Center， Shanghai? ?201306， P.R. China）

Abstract：To understand the effect of ecological restoration Lianhuazhou Port， we analyzed and compared zoobenthos community structure and fish distribution in the ecological conservation area， including upstream and downstream from the area. In January， April， and October of 2021， zoobenthos surveys and acoustic monitoring of the fish community were carried out at 21 representative sites of the engineered and nonengineered areas. A total of 31 zoobenthos species from 6 classes and 3 phyla were identified during the investigation. Zoobenthos diversity varied spatially， with 6 species observed in the permeable framework area， 17 species in the fish nest area， 25 species in the remaining engineered area and 8 species in the nonengineered area. The density and biomass of zoobenthos was in the range of 0.00-800.00 organisms/m2 and 0.00-42.18 g/m2， with average values of 65.28 organisms/m2 and 1.11 g/m2. Single factor analysis of variance showed significant differences in zoobenthos density among regions （P<0.05）， with the highest density （191.1 organisms/m2） in the permeable framework area， followed by the fish nest area （60.44 organisms/m2）， the remaining engineered area （44.44 organisms/m2）， and the nonengineered area （28.39 organisms/m2）. There were no significant differences in the Pielou evenness index （J） among areas （P>0.05）， but the Margalef richness index （D） and Shannon Wiener diversity index （H'） did differ significantly （P<0.05） among areas. CCA analysis showed that flow velocity， water depth， temperature， dissolved oxygen， nitrate nitrogen， and ammonia nitrogen were the environmental factors most affecting the zoobenthos. Underwater acoustic surveys of fish community showed that fish density in the permeable frame area was the highest （25 581.21 fish/hm2）， followed by the fish nest area （3 239.00 fish/hm2）， the remaining engineered area （808.73 fish/hm2）， and the nonengineered area （6.82 fish/hm2）. In conclusion， the permeable frame and fish nest both created water flow conditions conducive to zoobenthos survival and fish aggregation， but the effect of permeable frames was better than that of fish nests.

Key words：waterway engineering; ecological restoration; zoobenthos; permeable frame; artificial fish nests; Lianhuazhou Port

收稿日期：2022-01-11? ? ? 修回日期：2023-04-19

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃-2018YFD0900901；長(zhǎng)江干線武漢至安慶段6 m水深航道整治工程 探索生態(tài)涵養(yǎng)試驗(yàn)區(qū)建設(shè)理念及設(shè)計(jì)方法研究；中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（ 2020TD09）；中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司項(xiàng)目“長(zhǎng)江水生生物完整性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究”（202003229）。

作者簡(jiǎn)介：葉麗娟，1997年生，女，碩士研究生，研究方向?yàn)闈O業(yè)發(fā)展。E-mail：1926383320@qq.com

通信作者：鄭永華，1963年生，男，副教授，主要從事水產(chǎn)養(yǎng)殖、漁業(yè)資源環(huán)境與生態(tài)方面的教研工作。E-mail：zhyh3000@163.com