航道整治工程江豚临时庇护所建设效果分析

王云飞，郑俊杰，李世健，连玉喜

(1.中交第二航务工程勘察设计院有限公司，武汉 430071；2.安庆师范大学，安庆 246011)

长江江豚(Neophocaena asiaeorientalis)主要分布于长江中下游干流及洞庭湖、鄱阳湖水域[1]。目前，长江江豚种群极度濒危，生存形势严峻。20世纪90年代长江江豚的数量大概约2 700头，而到2012年仅有1 040头左右[2]，在2006年—2012年间，长江干流江豚种群的年平均下降速率达到13.73%[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、水下环境等是这些水生动物栖息地独特性的重要构成元素[4]。然而，随着城镇化进程的加快以及社会经济的快速发展，酷捕滥捞、非法渔业活动、航运、水利工程建设等，已在一定程度上改变了长江生态环境，并对长江江豚的栖息地和饵料生物资源产生了严重的不利影响[5]。

20世纪90年代以来，长江中下游各种航道整治工程对长江河道的演变产生极大影响[6]，同时也对长江江豚的部分栖息地产生了一定的破坏。由于航道工程的需求，很多自然河岸被块石或混凝土固化，近岸水生植被与底栖生物的毁坏，导致渔业环境退化，由此给江豚分布和栖息活动造成极大的影响[7]。Braulik等[8]通过模拟恒河豚栖息地破碎化与灭绝概率，发现破碎的栖息地面积越小，分布在此处的豚类越容易灭绝，而在长江干流中类似武安航道整治工程会对江豚栖息地产生一定的破坏，栖息地破碎化越来越严重。

长江干线武汉至安庆段6 m水深航道整治工程上起天兴洲长江大桥、下迄安庆皖河口，全长约386.5 km，该工程的实施可能会对武安段江豚栖息地造成一定的破坏。为减缓工程的不利影响，建设单位于2019年、2020年在骨牌洲水域采取了相应的江豚庇护所建立措施(增殖放流、限制通航船只、人工鱼巢、水草种植等)。本文从庇护所建立后张家洲水域江豚种群动态变化、渔业资源变化等方面，分析和评价张家洲水域江豚栖息地修复的效果，以期为长江航道工程江豚保护提供一定的技术参考。

1 材料与方法

1.1 研究区域

调查地点为骨牌洲水域(图1)，骨牌洲位于长江马当河道上段，将河道分为南北两汊，北汊为马当圆水道，南汊为主通航汊道，该水域是长江江豚的重要栖息地之一，全年有江豚在此活动。

1.2 调查方法

2019年12月、2020年5月、8月、11月及2021年2月，本研究采用小型渔船进行江豚种群动态调查。渔船大小为长约10 m、宽约3 m、功率12马力(约9 kW)的小型渔船。采用与岸线平行且距沿岸边200～300 m(根据江面实际宽度略有调整)的路线考察，全程航速均控制在8～12 km/h。具体考察范围和路线如图1所示，考查路线被分为15个单元(A～O)。考虑到与传统的直接计数法相比，截线抽样法(line transect sampling)能提供更加可靠的种群数量估计[9]，因此，本研究采用截线抽样法对长江骨牌洲水域江豚种群数量进行调查。

2019年12月、2020年5月、8月、11月及2021年2月采用水声学评估的方法对骨牌洲鱼类资源进行了调查。采用水声学探测设备为BioSonics DT-X EXTREME型分裂波束回声探测仪，换能器中心频率为120 kHz，-3 dB波束宽为7.4°。换能器通过不锈钢制换能器支臂固定在探测船只右舷，入水深度0.5 m，以避开船体气泡层，波束垂直向下发射，回声探测仪与笔记本电脑相连，实时显示和存储数据。

1.3 数据处理及分析

用Echoview(10.1)软件处理Visual acquation程序采集的水声学原始数据时，表层设定一条深度为1 m的线排除来自表层的噪音，底线通过Echoview软件的最优候选算法自动绘出，并根据需要进行人工修正，表层线以上和底线以下的区域被排除分析，清理除噪后的回声映像通过回声积分法分析。以100 m为一个积分单元，为150～250 pings，为了计算鱼类密度，首先创建一个新的单体回波的回声映像，用以产生计算平均目标强度(TS)所需的单体回波。用来判定单体回波检测(SED)的参数如下：TS阈值=-66 dB；脉冲宽度决定水平=6 dB；最小标准脉宽=0.4；最大标准脉宽=1.5；最大波束补偿(2 ways)=6 dB；短轴角度最大标准偏差=0.6；长轴角度最大标准偏差=0.6。根据各断面的长度，运用加权平均法计算鱼类的平均密度。

因目前尚无相关研究针对探测水域建立鱼类体长-目标强度回归公式，而探测水域鱼类群落中以鲤形总目鱼类占绝对优势，大多数鱼类体态呈纺锤形，鱼鳔类型为管鳔，具有相似的声学反射特性，故鱼类TS值和鱼体全长(Total Length, TL)的换算公式采用Foote等[10]建立的有鳔鱼类TS-TL换算公式

TS=20lgTL-71.9

(1)

式中：TS代表鱼类目标信号强度，dB；TL代表目标鱼类体长，cm。

采用回声积分法估算各探测单元的鱼体密度，取各探测单元中心的GPS位点信息，基于Kriging插值法运用ARCGIS绘制鱼类水平分布图。

2 江豚庇护所建设内容

本研究采取了增殖放流、引导牌设置等庇护所建立措施，通过降低人为不利干扰和补充饵料鱼资源，提升临时庇护所作为江豚栖息地的适宜度。

2.1 增殖放流

在前期通过水声学对庇护所水域鱼类资源及水体地形进行充分评估的基础上，通过向安庆市渔业局报备增殖放流方案，获得批准后于2019年、2020年上半年在骨牌洲光明渡口和王营小学附近水域开展了增殖放流活动。2019年累计放流鲢107 821尾、鳙81 926尾、青鱼10 680尾、草鱼42 282尾、团头鲂21 178尾、鳊21 320尾。2020年累计放流草鱼43 126尾、鲢101 265尾、鳙81 627尾、青鱼10 176尾、鳊鱼22 232尾、团头鲂221 044尾、河蚬4 170斤、梨形环棱螺4 054斤。

2.2 船舶引导牌设置

主要方法是在庇护所上游航道设立船舶引导牌1座，尺寸6 m×3 m(长×高)，立柱高6 m，引导船舶从马当南水道和马阻水道通过。并与江豚保护区主管部门(安庆市农业农村局渔政管理办公室)协作，加强巡查，严格限制庇护所所在支汊船舶流量。船舶引导牌设置工作于2019年12月完成。

2.3 设置人工鱼巢与植被种植

根据文献与历史监测结果，确定骨牌洲水域江豚主要在洲头与洲尾活动，为丰富两个区域的饵料鱼类数量，2019年在骨牌洲洲头与洲尾水域抛投了透空格栅鱼巢排，数量约2 000件。为营造水生生物良好的栖息环境，选择在骨牌洲沿岸水草稀疏区域种植了芦苇、香蒲、茭白等水生植物。

3 监测结果与分析

3.1 江豚种群规模

庇护所建立前2019年12月，考察船上下行行驶距离分别为41 km和40.8 km。上行共观察到江豚1头次，1头/群(表1)。遇见率和平均群体大小分比分别为0.024 sightings/km和1.0头/群，目击率为0.024头/km。目视观测率约为0.62，上行估算庇护所水域目前约有江豚2头左右，江豚密度约为0.039头/km2；下行共观察到江豚1头次，1头/群。遇见率和平均群体大小分比分别为0.024 sightings/km和1头/群，目击率为0.024头/km。目视观测率约为0.30，下行估算庇护所水域目前约有江豚3头左右，江豚密度约为0.08头/km2。由此估算2019年12月份庇护所水域内有江豚2～3头。

表1 2020年—2021年骨牌洲水域江豚考察信息

庇护所建立后2020年5月至2021年2月骨牌洲长江江豚的分布如图2所示，调查信息见表1。2020年5月，考察船上下行行驶距离分别为41 km和40.5 km，均未观察到长江江豚。8月，考察船在庇护所内上行共行驶41.5 km，共观察到江豚2头/群1次。遇见率和平均群体大小分比分别为0.024 sightings/km和2.0头/群，目击率为0.048头/km。目视观测率约为0.62，上行估算庇护所水域目前约有江豚3头左右，江豚密度约为0.72头/km2。下行共行驶40.9 km，没有观察到江豚。由此估算8月份庇护所水域内约有江豚3头。11月，考察船在庇护所内上行共行驶40.7 km，共观察到江豚6头次，4群次，其中1头/群2次，2头/群2次。遇见率和平均群体大小分比分别为0.098 sightings/km和1.5头/群，目击率为0.14头/km。目视观测率约为0.62，上行估算庇护所水域目前约有江豚10头左右，江豚密度约为0.24头/km2。下行共行驶41.4 km，共观察到江豚3头次，2群次，其中1头/群1次，2头/群1次。遇见率和平均群体大小分比分别为0.048 sightings/km和1.5头/群，目击率为0.072头/km。目视观测率约为0.30，下行估算庇护所水域目前约有江豚10头，江豚密度约为0.24头/km2。由此估算11月份庇护所水域内约有江豚10头。

图2 庇护所水域不同季节鱼类资源及分布

2021年2月，考察船在庇护所内上行共行驶41.2 km，共观察到江豚4头次，3群次，其中1头/群2次，2头/群1次。遇见率和平均群体大小分比分别为0.073 sightings/km和1.33头/群，目击率为0.097头/km。目视观测率约为0.62，上行估算庇护所水域目前约有江豚6头左右，江豚密度约为0.15头/km2。下行共行驶40.6 km，共观察到江豚2头次，2群次，1头/群2次。遇见率和平均群体大小分比分别为0.049 sightings/km和1.0头/群，目击率为0.049头/km。目视观测率约为0.30，下行估算庇护所水域目前约有江豚7头，江豚密度约为0.17头/km2。由此估算2021年2月份庇护所水域内约有江豚7头。

3.2 江豚空间分布

调查结果显示骨牌洲水域长江江豚主要分布于沙洲水域，洲头、洲侧和洲尾的分布比例分别为16.7%、25%、58.33%，在汇流区的分布比例为16.7%。鉴于部分生境类型有高度重合的情况，如八里江口的洲尾、汇流区、泥质河岸三种类型高度重合，鄱阳湖口的汇流区和泥质河岸两种生境类型也有部分重合的情况。严格来说，在本次调查中长江江豚在洲尾和泥质河岸也有一定比例的分布。

骨牌洲水域长江江豚主要分布在0～10 m的水域，比例高达88.24%。在小于5 m的水域分布比例为41.18%，在5～10 m水深的水域分布比例为47.06%，在10～15 m和15～20 m水深的水域分布比例均为5.88%(图3)

图3 江豚在不同水深的分布比例

栖息地类型。庇护所水域长江江豚的栖息地大致可以分为4个类型，即洲头分流区、洲尾汇流区、沙洲浅滩和河道中央。5次调查累计结果显示庇护所水域长江江豚主要分布于洲尾汇流区，累计达到9头次，比例达到56.3%；其次为洲头分流区，累计3头次，分布比例为18.7%；沙洲浅滩和河道中央最少，累计皆为2头次，分布比例为12.5%(图4)。

3.3 渔业资源

2019年庇护所水域鱼类平均密度参考安庆师范大学《2019年长江骨牌洲鱼类资源声学评估报告》，2019年该水域鱼类平均密度为32.0±22.6 ind./area。2020年5月至2021年2月庇护所水域鱼类资源及分布情况如图5所示。2020年5月，庇护所水域鱼类平均密度为34.0±31.7 ind./area(-66 dB

图5 临时庇护所船舶经过情况

本次调查鱼类密度呈现出较高的水平，一方面是由于春夏季鱼类的繁殖，其次是7月份在该水域的增殖放流，补充了大量鱼类资源。2020年11月，庇护所水域鱼类平均密度为34.0±34.7 ind./area。密度较低的水域位于B、G和K水域，密度低于16.7 ind./area；C-D、H-J和M水域密度较高，为59～218.4 ind./area。2021年2月，庇护所水域鱼类平均密度为16.8±37.7 ind./area，鱼类密度低且分布较为均匀。

3.4 通航船只数量

庇护所建立后(2020年5月—2021年4月)采用定位相机延时摄影的方式监测庇护所所在北汊水道的通航情况。相机镜头向上游倾斜架设，其沿河道方向最远可辨距离约为1 500 m。经现场实测，骨牌洲北汊水道船只航行速度为8～10 km/h，因此，船只在监测相机中的时间为357～535 s，因此将相机拍摄间隔设置为6 min，即可保证白昼期间所有过往船只都被监测到。监测时段为6:00—18:00，每月中旬连续监测5 d。通航船舶只统计大型船舶(长度超过20 m)，庇护所设立后每日通过船舶数量如图5所示。

根据统计，庇护所设立后大型船只通行率为0.7±0.67艘/d，丰水期通航船只略高于枯水期。加上长江全面禁渔，渔船被全部取缔，小型船只也大量减少，基本只剩下江心洲居民的自用船只，但这种自用船只体积小，使用率也极低。因此，庇护所所在骨牌洲北汊水道船舶通行对江豚的影响几乎可忽略。

4 结果分析

(1)庇护所设立后，根据5次调查的结果推算，庇护所水域长江江豚数量在0～10头，除2020年5月外，调查到江豚的数量均要高于2019年12月的调查结果。庇护所内江豚种群数量呈现出季节性变动，主要在于骨牌洲水域的江豚种群存在季节性的迁入和迁出。鱼类资源监测表明，庇护所水域夏季(2020年8月)和秋季(2020年11月)鱼类资源较为丰富，尤其是秋季，当长江主航道鱼类资源较为贫乏时，庇护所内丰富的鱼类就成为长江江豚重要的食物来源，因而可吸引更多江豚到该水域。

(2)从庇护所长江江豚的分布情况来看，其主要集中在洲头和洲尾水域，而较少深入骨牌洲北汊。分析主要有以下两方面原因：首先骨牌洲北汊内部大部分水域鱼类资源丰富度并不高于洲头及洲尾水域；其次骨牌洲北汊进口处水位较浅，尤其是枯水期，此处对长江江豚来说属于迁移瓶颈，而骨牌洲北汊出口(华阳码头)则水深较大，水面宽阔，因此此处有更多江豚活动。因此，要更好发挥庇护所作用，继续在骨牌洲北汊采用增殖放流的方式补充鱼类资源，以增加对长江江豚的吸引力。

(3)庇护所建设1 a的监测结果表明，相较于庇护所建立前探测的骨牌洲水域鱼类资源(32.0+2.6 ind./area)，庇护所设立后鱼类资源有所增加。庇护所建立前的2019年，骨牌洲附近禁渔行动已经开始，因此鱼类资源的增加反映了庇护所建立采取的水草种植、鱼巢放置、增殖放流等措施和10 a禁渔令的实施在骨牌洲水域起到了一定效果，使得水域鱼类资源得到发展。

(4)通过庇护所建立后区域内江豚动态监测、渔业资源监测以及通航船只数量监测可知，长江干线武汉至安庆段6 m水深航道整治工程通过水草种植改善区域生态环境、增殖放流和鱼巢投放增加饵料鱼数量、设立引导牌减少船只通行与鸣笛干扰等措施，在骨牌洲水域建立起江豚的临时庇护所，起到江豚庇护作用，为航道整治工程施工期长江江豚提供了临时的栖息庇护场所，改善了江豚栖息地的生态环境，对长江航道工程江豚保护工作具有重要借鉴意义和参考价值。