航道整治工程江豚臨時(shí)庇護(hù)所建設(shè)效果分析

王云飛，鄭俊杰，李世健，連玉喜

(1.中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，武漢 430071；2.安慶師范大學(xué)，安慶 246011)

長(zhǎng)江江豚(Neophocaena asiaeorientalis)主要分布于長(zhǎng)江中下游干流及洞庭湖、鄱陽(yáng)湖水域[1]。目前，長(zhǎng)江江豚種群極度瀕危，生存形勢(shì)嚴(yán)峻。20世紀(jì)90年代長(zhǎng)江江豚的數(shù)量大概約2 700頭，而到2012年僅有1 040頭左右[2]，在2006年—2012年間，長(zhǎng)江干流江豚種群的年平均下降速率達(dá)到13.73%[3]。長(zhǎng)江作為眾多水生動(dòng)物的重要棲息地，尤其是作為長(zhǎng)江江豚等大型水生動(dòng)物的最重要、甚至是唯一的棲息地，其河道形態(tài)、水文條件、水下環(huán)境等是這些水生動(dòng)物棲息地獨(dú)特性的重要構(gòu)成元素[4]。然而，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，酷捕濫撈、非法漁業(yè)活動(dòng)、航運(yùn)、水利工程建設(shè)等，已在一定程度上改變了長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)境，并對(duì)長(zhǎng)江江豚的棲息地和餌料生物資源產(chǎn)生了嚴(yán)重的不利影響[5]。

20世紀(jì)90年代以來，長(zhǎng)江中下游各種航道整治工程對(duì)長(zhǎng)江河道的演變產(chǎn)生極大影響[6]，同時(shí)也對(duì)長(zhǎng)江江豚的部分棲息地產(chǎn)生了一定的破壞。由于航道工程的需求，很多自然河岸被塊石或混凝土固化，近岸水生植被與底棲生物的毀壞，導(dǎo)致漁業(yè)環(huán)境退化，由此給江豚分布和棲息活動(dòng)造成極大的影響[7]。Braulik等[8]通過模擬恒河豚棲息地破碎化與滅絕概率，發(fā)現(xiàn)破碎的棲息地面積越小，分布在此處的豚類越容易滅絕，而在長(zhǎng)江干流中類似武安航道整治工程會(huì)對(duì)江豚棲息地產(chǎn)生一定的破壞，棲息地破碎化越來越嚴(yán)重。

長(zhǎng)江干線武漢至安慶段6 m水深航道整治工程上起天興洲長(zhǎng)江大橋、下迄安慶皖河口，全長(zhǎng)約386.5 km，該工程的實(shí)施可能會(huì)對(duì)武安段江豚棲息地造成一定的破壞。為減緩工程的不利影響，建設(shè)單位于2019年、2020年在骨牌洲水域采取了相應(yīng)的江豚庇護(hù)所建立措施(增殖放流、限制通航船只、人工魚巢、水草種植等)。本文從庇護(hù)所建立后張家洲水域江豚種群動(dòng)態(tài)變化、漁業(yè)資源變化等方面，分析和評(píng)價(jià)張家洲水域江豚棲息地修復(fù)的效果，以期為長(zhǎng)江航道工程江豚保護(hù)提供一定的技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域

調(diào)查地點(diǎn)為骨牌洲水域(圖1)，骨牌洲位于長(zhǎng)江馬當(dāng)河道上段，將河道分為南北兩汊，北汊為馬當(dāng)圓水道，南汊為主通航汊道，該水域是長(zhǎng)江江豚的重要棲息地之一，全年有江豚在此活動(dòng)。

1.2 調(diào)查方法

2019年12月、2020年5月、8月、11月及2021年2月，本研究采用小型漁船進(jìn)行江豚種群動(dòng)態(tài)調(diào)查。漁船大小為長(zhǎng)約10 m、寬約3 m、功率12馬力(約9 kW)的小型漁船。采用與岸線平行且距沿岸邊200～300 m(根據(jù)江面實(shí)際寬度略有調(diào)整)的路線考察，全程航速均控制在8～12 km/h。具體考察范圍和路線如圖1所示，考查路線被分為15個(gè)單元(A～O)。考慮到與傳統(tǒng)的直接計(jì)數(shù)法相比，截線抽樣法(line transect sampling)能提供更加可靠的種群數(shù)量估計(jì)[9]，因此，本研究采用截線抽樣法對(duì)長(zhǎng)江骨牌洲水域江豚種群數(shù)量進(jìn)行調(diào)查。

2019年12月、2020年5月、8月、11月及2021年2月采用水聲學(xué)評(píng)估的方法對(duì)骨牌洲魚類資源進(jìn)行了調(diào)查。采用水聲學(xué)探測(cè)設(shè)備為BioSonics DT-X EXTREME型分裂波束回聲探測(cè)儀，換能器中心頻率為120 kHz，-3 dB波束寬為7.4°。換能器通過不銹鋼制換能器支臂固定在探測(cè)船只右舷，入水深度0.5 m，以避開船體氣泡層，波束垂直向下發(fā)射，回聲探測(cè)儀與筆記本電腦相連，實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理及分析

用Echoview(10.1)軟件處理Visual acquation程序采集的水聲學(xué)原始數(shù)據(jù)時(shí)，表層設(shè)定一條深度為1 m的線排除來自表層的噪音，底線通過Echoview軟件的最優(yōu)候選算法自動(dòng)繪出，并根據(jù)需要進(jìn)行人工修正，表層線以上和底線以下的區(qū)域被排除分析，清理除噪后的回聲映像通過回聲積分法分析。以100 m為一個(gè)積分單元，為150～250 pings，為了計(jì)算魚類密度，首先創(chuàng)建一個(gè)新的單體回波的回聲映像，用以產(chǎn)生計(jì)算平均目標(biāo)強(qiáng)度(TS)所需的單體回波。用來判定單體回波檢測(cè)(SED)的參數(shù)如下：TS閾值=-66 dB；脈沖寬度決定水平=6 dB；最小標(biāo)準(zhǔn)脈寬=0.4；最大標(biāo)準(zhǔn)脈寬=1.5；最大波束補(bǔ)償(2 ways)=6 dB；短軸角度最大標(biāo)準(zhǔn)偏差=0.6；長(zhǎng)軸角度最大標(biāo)準(zhǔn)偏差=0.6。根據(jù)各斷面的長(zhǎng)度，運(yùn)用加權(quán)平均法計(jì)算魚類的平均密度。

因目前尚無相關(guān)研究針對(duì)探測(cè)水域建立魚類體長(zhǎng)-目標(biāo)強(qiáng)度回歸公式，而探測(cè)水域魚類群落中以鯉形總目魚類占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，大多數(shù)魚類體態(tài)呈紡錘形，魚鰾類型為管鰾，具有相似的聲學(xué)反射特性，故魚類TS值和魚體全長(zhǎng)(Total Length, TL)的換算公式采用Foote等[10]建立的有鰾魚類TS-TL換算公式

TS=20lgTL-71.9

(1)

式中：TS代表魚類目標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度，dB；TL代表目標(biāo)魚類體長(zhǎng)，cm。

采用回聲積分法估算各探測(cè)單元的魚體密度，取各探測(cè)單元中心的GPS位點(diǎn)信息，基于Kriging插值法運(yùn)用ARCGIS繪制魚類水平分布圖。

2 江豚庇護(hù)所建設(shè)內(nèi)容

本研究采取了增殖放流、引導(dǎo)牌設(shè)置等庇護(hù)所建立措施，通過降低人為不利干擾和補(bǔ)充餌料魚資源，提升臨時(shí)庇護(hù)所作為江豚棲息地的適宜度。

2.1 增殖放流

在前期通過水聲學(xué)對(duì)庇護(hù)所水域魚類資源及水體地形進(jìn)行充分評(píng)估的基礎(chǔ)上，通過向安慶市漁業(yè)局報(bào)備增殖放流方案，獲得批準(zhǔn)后于2019年、2020年上半年在骨牌洲光明渡口和王營(yíng)小學(xué)附近水域開展了增殖放流活動(dòng)。2019年累計(jì)放流鰱107 821尾、鳙81 926尾、青魚10 680尾、草魚42 282尾、團(tuán)頭魴21 178尾、鳊21 320尾。2020年累計(jì)放流草魚43 126尾、鰱101 265尾、鳙81 627尾、青魚10 176尾、鳊魚22 232尾、團(tuán)頭魴221 044尾、河蜆4 170斤、梨形環(huán)棱螺4 054斤。

2.2 船舶引導(dǎo)牌設(shè)置

主要方法是在庇護(hù)所上游航道設(shè)立船舶引導(dǎo)牌1座，尺寸6 m×3 m(長(zhǎng)×高)，立柱高6 m，引導(dǎo)船舶從馬當(dāng)南水道和馬阻水道通過。并與江豚保護(hù)區(qū)主管部門(安慶市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局漁政管理辦公室)協(xié)作，加強(qiáng)巡查，嚴(yán)格限制庇護(hù)所所在支汊船舶流量。船舶引導(dǎo)牌設(shè)置工作于2019年12月完成。

2.3 設(shè)置人工魚巢與植被種植

根據(jù)文獻(xiàn)與歷史監(jiān)測(cè)結(jié)果，確定骨牌洲水域江豚主要在洲頭與洲尾活動(dòng)，為豐富兩個(gè)區(qū)域的餌料魚類數(shù)量，2019年在骨牌洲洲頭與洲尾水域拋投了透空格柵魚巢排，數(shù)量約2 000件。為營(yíng)造水生生物良好的棲息環(huán)境，選擇在骨牌洲沿岸水草稀疏區(qū)域種植了蘆葦、香蒲、茭白等水生植物。

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果與分析

3.1 江豚種群規(guī)模

庇護(hù)所建立前2019年12月，考察船上下行行駛距離分別為41 km和40.8 km。上行共觀察到江豚1頭次，1頭/群(表1)。遇見率和平均群體大小分比分別為0.024 sightings/km和1.0頭/群，目擊率為0.024頭/km。目視觀測(cè)率約為0.62，上行估算庇護(hù)所水域目前約有江豚2頭左右，江豚密度約為0.039頭/km2；下行共觀察到江豚1頭次，1頭/群。遇見率和平均群體大小分比分別為0.024 sightings/km和1頭/群，目擊率為0.024頭/km。目視觀測(cè)率約為0.30，下行估算庇護(hù)所水域目前約有江豚3頭左右，江豚密度約為0.08頭/km2。由此估算2019年12月份庇護(hù)所水域內(nèi)有江豚2～3頭。

表1 2020年—2021年骨牌洲水域江豚考察信息

庇護(hù)所建立后2020年5月至2021年2月骨牌洲長(zhǎng)江江豚的分布如圖2所示，調(diào)查信息見表1。2020年5月，考察船上下行行駛距離分別為41 km和40.5 km，均未觀察到長(zhǎng)江江豚。8月，考察船在庇護(hù)所內(nèi)上行共行駛41.5 km，共觀察到江豚2頭/群1次。遇見率和平均群體大小分比分別為0.024 sightings/km和2.0頭/群，目擊率為0.048頭/km。目視觀測(cè)率約為0.62，上行估算庇護(hù)所水域目前約有江豚3頭左右，江豚密度約為0.72頭/km2。下行共行駛40.9 km，沒有觀察到江豚。由此估算8月份庇護(hù)所水域內(nèi)約有江豚3頭。11月，考察船在庇護(hù)所內(nèi)上行共行駛40.7 km，共觀察到江豚6頭次，4群次，其中1頭/群2次，2頭/群2次。遇見率和平均群體大小分比分別為0.098 sightings/km和1.5頭/群，目擊率為0.14頭/km。目視觀測(cè)率約為0.62，上行估算庇護(hù)所水域目前約有江豚10頭左右，江豚密度約為0.24頭/km2。下行共行駛41.4 km，共觀察到江豚3頭次，2群次，其中1頭/群1次，2頭/群1次。遇見率和平均群體大小分比分別為0.048 sightings/km和1.5頭/群，目擊率為0.072頭/km。目視觀測(cè)率約為0.30，下行估算庇護(hù)所水域目前約有江豚10頭，江豚密度約為0.24頭/km2。由此估算11月份庇護(hù)所水域內(nèi)約有江豚10頭。

圖2 庇護(hù)所水域不同季節(jié)魚類資源及分布

2021年2月，考察船在庇護(hù)所內(nèi)上行共行駛41.2 km，共觀察到江豚4頭次，3群次，其中1頭/群2次，2頭/群1次。遇見率和平均群體大小分比分別為0.073 sightings/km和1.33頭/群，目擊率為0.097頭/km。目視觀測(cè)率約為0.62，上行估算庇護(hù)所水域目前約有江豚6頭左右，江豚密度約為0.15頭/km2。下行共行駛40.6 km，共觀察到江豚2頭次，2群次，1頭/群2次。遇見率和平均群體大小分比分別為0.049 sightings/km和1.0頭/群，目擊率為0.049頭/km。目視觀測(cè)率約為0.30，下行估算庇護(hù)所水域目前約有江豚7頭，江豚密度約為0.17頭/km2。由此估算2021年2月份庇護(hù)所水域內(nèi)約有江豚7頭。

3.2 江豚空間分布

調(diào)查結(jié)果顯示骨牌洲水域長(zhǎng)江江豚主要分布于沙洲水域，洲頭、洲側(cè)和洲尾的分布比例分別為16.7%、25%、58.33%，在匯流區(qū)的分布比例為16.7%。鑒于部分生境類型有高度重合的情況，如八里江口的洲尾、匯流區(qū)、泥質(zhì)河岸三種類型高度重合，鄱陽(yáng)湖口的匯流區(qū)和泥質(zhì)河岸兩種生境類型也有部分重合的情況。嚴(yán)格來說，在本次調(diào)查中長(zhǎng)江江豚在洲尾和泥質(zhì)河岸也有一定比例的分布。

骨牌洲水域長(zhǎng)江江豚主要分布在0～10 m的水域，比例高達(dá)88.24%。在小于5 m的水域分布比例為41.18%，在5～10 m水深的水域分布比例為47.06%，在10～15 m和15～20 m水深的水域分布比例均為5.88%(圖3)

圖3 江豚在不同水深的分布比例

棲息地類型。庇護(hù)所水域長(zhǎng)江江豚的棲息地大致可以分為4個(gè)類型，即洲頭分流區(qū)、洲尾匯流區(qū)、沙洲淺灘和河道中央。5次調(diào)查累計(jì)結(jié)果顯示庇護(hù)所水域長(zhǎng)江江豚主要分布于洲尾匯流區(qū)，累計(jì)達(dá)到9頭次，比例達(dá)到56.3%；其次為洲頭分流區(qū)，累計(jì)3頭次，分布比例為18.7%；沙洲淺灘和河道中央最少，累計(jì)皆為2頭次，分布比例為12.5%(圖4)。

3.3 漁業(yè)資源

2019年庇護(hù)所水域魚類平均密度參考安慶師范大學(xué)《2019年長(zhǎng)江骨牌洲魚類資源聲學(xué)評(píng)估報(bào)告》，2019年該水域魚類平均密度為32.0±22.6 ind./area。2020年5月至2021年2月庇護(hù)所水域魚類資源及分布情況如圖5所示。2020年5月，庇護(hù)所水域魚類平均密度為34.0±31.7 ind./area(-66 dB

圖5 臨時(shí)庇護(hù)所船舶經(jīng)過情況

本次調(diào)查魚類密度呈現(xiàn)出較高的水平，一方面是由于春夏季魚類的繁殖，其次是7月份在該水域的增殖放流，補(bǔ)充了大量魚類資源。2020年11月，庇護(hù)所水域魚類平均密度為34.0±34.7 ind./area。密度較低的水域位于B、G和K水域，密度低于16.7 ind./area；C-D、H-J和M水域密度較高，為59～218.4 ind./area。2021年2月，庇護(hù)所水域魚類平均密度為16.8±37.7 ind./area，魚類密度低且分布較為均勻。

3.4 通航船只數(shù)量

庇護(hù)所建立后(2020年5月—2021年4月)采用定位相機(jī)延時(shí)攝影的方式監(jiān)測(cè)庇護(hù)所所在北汊水道的通航情況。相機(jī)鏡頭向上游傾斜架設(shè)，其沿河道方向最遠(yuǎn)可辨距離約為1 500 m。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，骨牌洲北汊水道船只航行速度為8～10 km/h，因此，船只在監(jiān)測(cè)相機(jī)中的時(shí)間為357～535 s，因此將相機(jī)拍攝間隔設(shè)置為6 min，即可保證白晝期間所有過往船只都被監(jiān)測(cè)到。監(jiān)測(cè)時(shí)段為6:00—18:00，每月中旬連續(xù)監(jiān)測(cè)5 d。通航船舶只統(tǒng)計(jì)大型船舶(長(zhǎng)度超過20 m)，庇護(hù)所設(shè)立后每日通過船舶數(shù)量如圖5所示。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，庇護(hù)所設(shè)立后大型船只通行率為0.7±0.67艘/d，豐水期通航船只略高于枯水期。加上長(zhǎng)江全面禁漁，漁船被全部取締，小型船只也大量減少，基本只剩下江心洲居民的自用船只，但這種自用船只體積小，使用率也極低。因此，庇護(hù)所所在骨牌洲北汊水道船舶通行對(duì)江豚的影響幾乎可忽略。

4 結(jié)果分析

(1)庇護(hù)所設(shè)立后，根據(jù)5次調(diào)查的結(jié)果推算，庇護(hù)所水域長(zhǎng)江江豚數(shù)量在0～10頭，除2020年5月外，調(diào)查到江豚的數(shù)量均要高于2019年12月的調(diào)查結(jié)果。庇護(hù)所內(nèi)江豚種群數(shù)量呈現(xiàn)出季節(jié)性變動(dòng)，主要在于骨牌洲水域的江豚種群存在季節(jié)性的遷入和遷出。魚類資源監(jiān)測(cè)表明，庇護(hù)所水域夏季(2020年8月)和秋季(2020年11月)魚類資源較為豐富，尤其是秋季，當(dāng)長(zhǎng)江主航道魚類資源較為貧乏時(shí)，庇護(hù)所內(nèi)豐富的魚類就成為長(zhǎng)江江豚重要的食物來源，因而可吸引更多江豚到該水域。

(2)從庇護(hù)所長(zhǎng)江江豚的分布情況來看，其主要集中在洲頭和洲尾水域，而較少深入骨牌洲北汊。分析主要有以下兩方面原因：首先骨牌洲北汊內(nèi)部大部分水域魚類資源豐富度并不高于洲頭及洲尾水域；其次骨牌洲北汊進(jìn)口處水位較淺，尤其是枯水期，此處對(duì)長(zhǎng)江江豚來說屬于遷移瓶頸，而骨牌洲北汊出口(華陽(yáng)碼頭)則水深較大，水面寬闊，因此此處有更多江豚活動(dòng)。因此，要更好發(fā)揮庇護(hù)所作用，繼續(xù)在骨牌洲北汊采用增殖放流的方式補(bǔ)充魚類資源，以增加對(duì)長(zhǎng)江江豚的吸引力。

(3)庇護(hù)所建設(shè)1 a的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，相較于庇護(hù)所建立前探測(cè)的骨牌洲水域魚類資源(32.0+2.6 ind./area)，庇護(hù)所設(shè)立后魚類資源有所增加。庇護(hù)所建立前的2019年，骨牌洲附近禁漁行動(dòng)已經(jīng)開始，因此魚類資源的增加反映了庇護(hù)所建立采取的水草種植、魚巢放置、增殖放流等措施和10 a禁漁令的實(shí)施在骨牌洲水域起到了一定效果，使得水域魚類資源得到發(fā)展。

(4)通過庇護(hù)所建立后區(qū)域內(nèi)江豚動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、漁業(yè)資源監(jiān)測(cè)以及通航船只數(shù)量監(jiān)測(cè)可知，長(zhǎng)江干線武漢至安慶段6 m水深航道整治工程通過水草種植改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境、增殖放流和魚巢投放增加餌料魚數(shù)量、設(shè)立引導(dǎo)牌減少船只通行與鳴笛干擾等措施，在骨牌洲水域建立起江豚的臨時(shí)庇護(hù)所，起到江豚庇護(hù)作用，為航道整治工程施工期長(zhǎng)江江豚提供了臨時(shí)的棲息庇護(hù)場(chǎng)所，改善了江豚棲息地的生態(tài)環(huán)境，對(duì)長(zhǎng)江航道工程江豚保護(hù)工作具有重要借鑒意義和參考價(jià)值。