航道整治工程对长江江豚影响及缓解措施分析

王克雄，王丁

(中国科学院水生生物研究所， 中国科学院水生生物多样性与资源保护重点实验室， 武汉 430072)

航道整治工程对长江江豚影响及缓解措施分析

王克雄，王丁

(中国科学院水生生物研究所， 中国科学院水生生物多样性与资源保护重点实验室， 武汉 430072)

长江江豚仅生活于长江中下游干流及洞庭湖、鄱阳湖，现存量不足1 000头，营群居生活，以鱼为食，依赖水下声探测和声通讯进行生存、繁衍，对水体空间、水文条件、鱼类资源、水下声环境等有特殊要求。长江中下游频繁实施的航道整治工程，在一定程度上改变了某些江段局部水文条件，对鱼类资源及分布造成不利影响；航行船舶数量和密度增加，改变了水下声环境，对江豚觅食、集群等造成不利影响；部分支汊水深变浅、面积减小，甚至季节性断流，导致长江江豚庇护所消失。采取综合性的措施恢复长江鱼类资源；推进以长江江豚为主体的综合环境保护措施；重建长江江豚自然栖息地和易地新建长江江豚自然种群等，可在一定程度上缓解航道整治工程对长江江豚的不利影响。

长江江豚；航道整治；栖息地保护；易地保护；自然保护

长江江豚(Neophocaenaasiaeorientalisasiaeorientalis)仅分布于长江中下游干流及洞庭湖、鄱阳湖。2012年调查结果显示，长江江豚种群数量为1 040头，其中干流500头，相比2006年调查结果，长江干流江豚种群在2006—2012年间，年下降速率达13.7%，而2006年之前的年下降速率约为6.4%[1- 2]。基于种群动态模型的预测结果表明，如果长江生态环境条件持续恶化，且长江江豚保护效果在近年内难以凸显，长江江豚种群在未来10余年内灭绝风险极高[3]。

长江作为众多水生动物的重要栖息地，尤其是作为长江江豚等大型水生动物的最重要、甚至是唯一的栖息地，其河道形态、水文条件、水下环境等不仅是这些水生动物栖息地独特性的重要构成元素，也是其生命活动的直接承载体。但是，随着工业化进程的加快，以及社会经济持续高速发展，过度渔业捕捞和高速发展的航运、水利设施建设、污染物排放等，已在一定程度上改变了长江生态环境，并且对长江江豚等水生动物的栖息地及饵料资源造成较严重的不利影响[4]。尽管初步研究表明，鱼类资源减少是长江江豚种群数量下降的重要原因之一，但是栖息地片段化、栖息地质量下降等也是不可忽视的重要原因[1- 2]。从总体上看，鱼类资源减少以及栖息地变化等无一不与长江河道形态及水文条件变化密切相关。

50多年来，长江中下游河道演变受自然因素和人为因素双重影响，但是人为因素的影响日益增强。20世纪90年代以来，交通部门陆续实施的长江中下游航道整治是河道非自然演变的重要内容之一[5]。简单而言，航道整治就是通过人工措施对河道形态及水文条件进行调整和调节，以维持一定的河道宽度及水深，保障通航能力并确保船舶安全。受河道演变的影响以及航运业快速发展的需要，长江中下游航道整治近年来异常频繁，并且有较多的工程项目是在长江江豚重要栖息地甚至是自然保护区内实施。鉴于长江江豚的极度濒危现状，需要深入分析航道整治工程对长江江豚种群及栖息地的影响，探讨和提出减缓不利影响的措施，以缓解整治工程与长江江豚保护的尖锐矛盾。本文从饵料资源减少、水下噪声增强，以及庇护所消失等方面，分析航道整治工程实施对长江江豚的不利影响，并探讨了减缓不利影响的相应措施，以期作为航道整治工程设计的技术参考，为工程实施提供长江江豚保护技术方案。

1 航道整治工程对长江江豚影响分析

航道整治工程对长江江豚影响是多方面的，主要是河道形态及水文条件改变导致饵料资源下降、水下声环境质量下降以及部分庇护所消失等。

1.1 小型鱼类资源减少影响江豚分布

江豚以鱼为食，小型鱼类的分布及资源量是江豚自然分布的重要驱动因子。基于鄱阳湖湖口及相连的长江干流部分江段的调查结果表明，在鱼探仪监测到鱼类分布的水域，发现江豚的概率大于40%，而在鱼探仪未监测到鱼类分布的水域，发现江豚的概率低于20%[6]。最近一项研究也表明，鱼类分布对江豚分布和移动至关重要。长江中下游港口区是船舶进出繁忙的水域，但长江江豚为获得足够的食物，却频繁地在港口区活动和觅食，尤其是在黄昏和夜间[7- 8]。港口区有较多的水下构筑物，着生藻类及其他周丛生物相对较丰富，加之港口区生活人员食物残渣直接排入水中，吸引了较多小型鱼类在港口区聚集和觅食，在此区域活动的江豚可能相对较容易捕食到足够的鱼类，而在港口区之外的其他水域，鱼类密度相对较低，江豚难以有效获得足够食物。这种现象在长江中下游鄂州、九江等多个港口区均可观察到。

航道整治工程在实施过程中通常会通过建设护底、护滩、护坡、护岸等工程，避免或减弱水流对河床及边滩、岸滩的冲刷，以达到维持航道相对稳定的目的。这些防护工程的建设一方面改变了原有水下泥质或沙质环境，对底栖生物的栖息条件造成不利影响，在一定程度上破坏了底栖生物群落和种群，影响一部分以底栖生物为食的鱼类的栖息；另一方面破坏近岸带的水生植物群落，导致部分产粘性卵的小型鱼类的产卵场消失，影响近岸带小型鱼类的聚集。因此，航道整治中建设的这些防护工程极易导致一部分小型鱼类栖息地消失或者位置发生较大改变，继而影响长江江豚的栖息。此外，与航道建设密切相关的河道整治工程，如堤防修建与加固、护岸工程和河势控制工程等，同样会影响小型鱼类资源的分布和数量，导致长江江豚离开难以获得足够食物的江段。

2012年的考察表明，长江中游武汉以上江段存在多个江豚分布的空白区[2]，虽然尚不能认为这些长度均约100 km的空白区是航道及河道整治工程所致，但至少可以推测，江豚离开这些区域的重要原因之一是这些空白区江段鱼类资源量不能满足江豚生存和繁衍之需。随着航道整治工程在中下游全面铺开，尤其是在实施长距离、大面积的防护工程后，可以预见，某些江段可能会因为小型鱼类资源量急剧减少而成为新的江豚分布空白区。

1.2 水下噪声增强影响江豚抚幼

长江江豚完全依赖声探测和声通讯生存。目前普遍认为，出生后100 d内是幼年长江江豚回声定位能力及其行为发展的关键时期，也是其生命脆弱期[9]。行为观察也发现，幼豚出生后的最初3个月有75%的行为型式已出现，并且在3个月左右开始出现吞食小鱼的行为，这与声信号研究结果一致[10]。

>>航道整治工程对长江江豚的影响是多方面的，主要是河道形态及水文条件改变导致饵料资源下降、水下声环境质量下降以及部分庇护所消失等。摄影/王克雄

长江中下游干流水下噪声的主要来源是航行船舶的噪声。航道整治工程期间，各类施工船舶和施工机械参与施工，施工现场水下噪声会不同程度增强。此外，部分航道整治工程的目标之一是提高航道等级以适应日益增长的水上运输需求，本质上仍是增加船舶通行量。船舶通行量的增加，会增加水下噪声强度。已有研究表明，长江江豚对船舶噪声有躲避行为，比如，船舶出现与江豚出现存在负相关关系；在船舶航行轨迹的0～50 m垂直距离范围内，通常难以观察到江豚，而在50～100 m范围内却能观察到江豚[8,11]。

尽管长江江豚能主动避船，但在某些特殊情形下，仍容易被航行船舶伤害，比如在捕食时，江豚容易不理会船舶靠近[6]；在相对狭窄的水道内，高速船舶突然接近时，江豚无处躲避或难以在短时间内逃离到听觉安全距离之外[7- 8]。对幼龄江豚而言，船舶噪声的不利影响会更加严重。大型载重船舶噪声的峰频通常低于10 kHz，这正是幼豚、母豚之间通讯信号的频率范围，高强度的船舶低频噪声干扰母幼间声通讯，影响母豚抚幼，甚至导致幼豚失散，而失散的幼豚不具备独立生存能力，极易饿死或溺亡。

1.3 支汊庇护所消失导致小群体江豚消失

河道形态的多样性，尤其是支汊、弯道、洲滩的存在，是形成复杂水文条件的基础，也是长江水生生物多样性形成的基础。目前，长江江豚种群变化的主要趋势之一是大群体分散成小群体，小群体单独活动和栖息。由于主河道内鱼类资源减少和水下噪声等干扰相对较严重，部分江豚进入了鱼类资源和水下环境相对稳定的支汊内长期栖息。2012年考察期间，发现较稳定的小群体江豚栖息于宜昌、鄂州等江段支汊内[2]。这些小群体江豚由于长期与其他群体隔离，难以进行个体交换和繁殖，群体生命力相对脆弱，而该处支汊则成为其重要庇护所。此外，在实施航道整治工程江段的横向一定范围内通常含有支汊，不但为鱼类及江豚提供了多样化的生存环境，也为工程实施期间或航道运行期间受扰动江豚提供栖息庇护所。

在有两条或多条支汊存在的江段实施航道整治工程，通常会优先考虑保证其中一条支汊的水深和流量，而对其他支汊采取工程措施限制水深和流量，甚至采取堵汊措施予以断流。例如20世纪70—90年代，在长江下游太子矶河段、官洲河段、南京河段、铜陵河段先后实施了多处分汊河段的堵汊工程[5]。堵汊是一种特例，在目前的航道整治工程中较少采用，但限制其他支汊的水深和流量的措施却被广泛采用。限深限流措施实施后，通航支汊内的水深及流量可能得以保证，但其余支汊可能因为水深变浅和流量减小而逐渐淤积甚至断流，丧失江豚庇护所功能。

如果在已实施过一期限深限流措施的河段实施航道整治二期工程，情况将变得更为复杂。一期工程已严重减弱非通航支汊作为江豚庇护所的功能，导致江豚难以长期栖息于此；二期工程将会进一步限制非通航支汊的水深和流量，极可能导致江豚离开该江段。此外，如果二期工程施工安排在冬季低枯水位期，则此时江豚不但面临工程施工压力，还面临难以在附近寻找到合适庇护所的压力。

2 减缓航道整治工程不利影响的对策建议

航道整治工程实施是影响长江江豚栖息地质量和种群数量的重要原因之一，但是减缓航道整治工程的不利影响，不能简单地只基于调整工程位置、施工时间及工程类型等，应从恢复饵料资源、改善栖息地质量，甚至易地建立繁殖种群等综合考量。

2.1 采取综合措施恢复长江鱼类资源

长江航运业及与之相关的航道建设、码头港口建设等从根本上讲属于经济活动，是基于开发利用长江河道资源、水资源而发展的商业活动。在资源开发和利用过程中所产生的经济效益，应遵循生态补偿的原则，将其中的一部分用于长江生态环境补偿。尽管生态补偿的内容和形式多样，但是基于长江江豚保护需要而言，目前最迫切的需要是恢复长江鱼类资源，为江豚提供丰富的饵料。在恢复鱼类资源方面，目前主要实施的措施是增殖放流，实际上最根本的措施应该是减少捕捞，恢复栖息地，促进鱼类自然繁殖和增殖。

长江中下游目前尚有大量从事天然捕捞的渔民，尽管捕捞方式不断更新，但渔获量却逐年减少，既不利于鱼类资源保护，也不利于渔民生活改善和渔业经济发展。因此，应自上而下逐步推进渔民转产转业，逐渐让天然捕捞退出长江，减少渔业活动对长江鱼类资源的影响和伤害。航道整治工程项目应承担一部分责任，至少应承担工程项目实施水域内从事天然捕捞渔民转产转业的责任。这样既可以在一定程度上弱化整治工程实施对鱼类资源及栖息地的不利影响，又可推进全长江全年禁渔的落实。此外，在非航道开展鱼类栖息地修复、有计划地开展增殖放流等亦有助于恢复长江鱼类资源，推进长江江豚保护。

2.2 以江豚为指示物种提出综合减缓影响措施

目前基础研究的主体是长江江豚，针对该物种开展了多方面研究，包括数量、分布、行为、声学、保护等，但是针对河道形态、水文条件、船舶航行对长江江豚的直接和间接影响，包括空间占用、噪声干扰等，却少有完整研究。因此，目前评价航道整治工程及船舶航行对长江江豚的影响，从根本上讲尚缺少足够的定量数据和应用研究支持。鉴于此，除了加强相关基础研究外，应将长江江豚作为长江生态环境健康的指示物种予以关注和评价。长江江豚位居食物链顶层，其分布和数量变化不仅与鱼类数量和分布相关，而且与河道形态、水文条件、水下环境变化等密切相关。

航道整治对环境及水生生物的影响是多方面的，有些影响是长期的，有些影响是短期的，如何合理评价这些影响目前尚未有相关标准，同时也未有较全面的减缓影响措施。为降低评价工作的复杂性，同时也为使减缓不利影响的措施更具针对性，建议航道整治工程环境影响评价中将长江江豚作为受影响主体予以考虑，并依次关联到鱼类及水生生物的种群和分布，以及水环境稳定性等。同样地，所提出的减缓不利影响的措施，也从保护和恢复长江江豚栖息地的完整性、连续性、多样性，以及饵料的可获得性，关联到保持河道形态、水文条件、水下环境的多样性和完整性等。

由于长江江豚是极其脆弱的物种，基于其种群及栖息地保护提出的环境保护措施，在空间上可以覆盖更多的水域空间和水生动物栖息地，在时间上既考虑了江豚保护的急迫性，又从长远考虑恢复更多水生物种种群。从总体上讲，有利于减缓航道整治工程对长江水生态环境及水生生物的不利影响。

2.3 主动保护措施与易地新建种群相结合

首先，应考虑采取主动措施保护、重建长江江豚自然栖息地。通过在江豚重要栖息地的上游和下游水域调整水体流速、流量、流向，以达到某些河段的航道整治目标，避免在江豚栖息地水域实施工程；在部分环境条件较好的支流、支汊，通过实施水文改造工程，重建江豚栖息地和庇护所，确保江豚在航道异常繁忙的情况下，或在航道整治工程实施期间，能找到足够的庇护所供其躲避和栖息。

其次，应考虑在条件具备时易地新建长江江豚自然种群。将干流中一些长期被隔离的江豚小群体整体迁出，并移入自然条件合适的长江故道，建设易地江豚保护区和新建长江江豚自然繁殖种群。目前，应考虑迁出群体的包括宜昌烟收坝及枝江水域支汊的江豚小群体，而迁出江豚的释放水域可以考虑湖北石首天鹅洲故道保护区和湘鄂两省共管的上车湾故道保护区。

此外，在航道整治工程中应尽量避免裁弯、堵汊和渠化河道。因为这些工程会严重改变河道形态，降低河道形态多样性，同时会改变水流和河道互动态势，不利于保持水生动物栖息地多样性，会严重降低水生动物多样性和丰度。同时，为减少船舶航行对江豚的不利影响，应考虑改进船舶设计，降低航行船舶水下噪声强度，减少航行船舶对江豚的声干扰，避免航行船舶造成江豚意外伤亡。

3 结语

航道整治工程与长江江豚等水生动物保护的矛盾将长期存在，除通过优化工程设计和改进施工方式以减小工程对环境及水生动物的负影响外，在国家和地方政策方面也应充分考虑将长江作为国家资源，将长江江豚等物种作为战略资源予以保护。长江中大型水生物种相继走向濒危甚至灭绝，并非某一项涉江工程建设使然，而是环境负影响积累效应和连锁效应的集中凸显。长江水生物种趋于小型化和水生群落组成单一化，极可能是河道形态及水文条件多样性程度严重降低的表现，值得高度关注。

[1] Zhao Xiujiang, Barlow J, Taylor B,etal. Abundance and conservation status of the Yangtze finless porpoise in the Yangtze River, China[J]. Biological Conservation, 2008, 141(12): 3 006- 3 018.

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[3] Mei Zhigang, Huang SL, Hao Yujiang,etal. Accelerating population decline of Yangtze finless porpoise (Neophocaenaasiaeorientalisasiaeorientalis)[J]. Biological Conservation, 2012, 153(5): 192- 200.

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[5] 潘庆燊, 胡向阳. 长江中下游河道整治研究[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2011: 27- 41.

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[7] Wang Zhitao, Akamatsu T, Wang Kexiong,etal. The diel rhythms of biosonar behavior in the Yangtze finless porpoise (Neophocaenaasiaeorientalisasiaeorientalis) in the port of the Yangtze River: the correlation between prey availability and boat traffic[J]. PLoS ONE, 2014, 9(5): e97907.

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Analysis of Impact of Waterway Adjustment Activities on Yangtze Finless Porpoise and Mitigation Measures

WANG Ke-xiong, WANG Ding

(The Key Laboratory of Aquatic Biodiversity and Resources Conservation of Chinese Academy of Sciences,Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China)

The Yangtze finless porpoises (Neophocaenaasiaeorientalisasiaeorientalis), with a population of less than 1000 individuals, live only in the middle and lower reaches of the Yangtze River, and its adjacent Dongting and Poyang Lakes. As the porpoises live in groups, feed on fishes, and depend on underwater acoustical detection and communication for survival and reproduction, they have particular needs in water dimensional, hydrologic conditions, fish resources, and underwater acoustic environment. To a certain degree, the frequently conducted waterway adjustment activities in the middle and lower reaches of the river caused changes of local hydrologic conditions in certain river sections which resulted in negative effects on fish resources and distribution of fish resources there. The increasing density and quantity of ships in the river, caused changes of underwater acoustic environment, resulting in negative effects on grouping and foraging behaviors of the porpoises. The decrease in water depth and width of some side branches and even seasonal occurrence of drying up led to the vanishing of porpoises’ refuges. In order to mitigate the impact of waterway adjustment activities on the population and habitats of the porpoise, some measures are proposed: recovering the fish resources in Yangtze River by taking comprehensive measures; enforcing integrated environmental protection measures targeted at porpoise protection; rebuilding natural habitats in Yangtze River for the porpoise, and establishing newex-situnatural populations.

Yangtze finless porpoise; waterway adjustment activities; habitat protection;ex-situconservation; natural conservation

2015-02-24

国家自然科学基金(31170501)

王克雄(1963—)，男，湖北黄梅人，研究员，博士，主要研究方向为鲸类行为生态学，E-mail：wangk@ihb.ac.cn

王丁(1958—)，男，湖北崇阳人，研究员，博士，主要研究方向为鲸类保护生物学，E-mail：wangd@ihb.ac.cn

10.14068/j.ceia.2015.03.004

X820.3

A

2095-6444(2015)03-0013-05