鄱阳湖区生态水位控制的需求分析

鄱阳湖上承五河（修水、赣江、抚河、信河、饶河）之水，下接长江，同时受到五河来水与长江顶托作用的影响，形成了“丰水一片，枯水一线”的独特自然景观。鄱阳湖属中亚热带温润季风气候区，气候温和，雨量充沛，光照充足，丰富的水、热、光条件适宜多种生物生长，栖息着众多珍稀濒危鸟类（如白鹤）和珍贵的鱼类（如海豚）。在国际鸟类保护组织“鸟类生命国际”（Bird lifeInternational）1998年公布的《全球受威胁的鸟类名单》中，鄱阳湖有湿地鸟类23种，其中白枕鹤在名单中估计全球数量500046000只，而鄱阳湖越冬种群稳定在2500只左右，约占全球数量的50%；东方白鹳在该名单中估计全球数量2500只，鄱阳湖1998年冬季调查发现有2017只左右（约占全球数量的80%），其中鄱阳湖国家级自然保护区就有1755只。由此可见，鄱阳湖湿地在保护湿地水禽的重要地位和作用。

三峡水库建成运行后，每年10月份为水库蓄水期，三峡下泄水量的减少，导致长江对鄱阳湖顶托作用减弱，鄱阳湖出流加快，水位比建库前同期有不同程度的下降。水位的下降将会促使不同高程的洲滩提前出露，导致水禽栖息洼地水面面积减少，单位面积水禽可食用饵料减少，人类对候鸟栖息地的干扰可能加剧，觅食场地变换，活动分散，影响水禽的正常越冬生活。

鉴于此，根据历年监测数据，在分析水鸟群落动态变化的基础上，选择极具保护和科学研究价值的珍稀濒危物种——白鹤为研究对象，通过查阅文献资料及野外实地调研，分析适宜于白鹤栖息的生境条件，基于生境保护的水文生境经验模型，分析适宜于白鹤种群生存的最佳水域面积，结合鄱阳湖实测地形资料，将适宜水域面积转化为鄱阳湖适宜生态水位。

1.水鸟群落动态变化特征分析

鄱阳湖自然保护区及周边大面积的湖洲草滩、水面、岗丘、沙山、森林以及农田，构成了湖区独特而复杂的生态系统。加上湖区独特的渔业生产方式，吸引着众多的鸟类来此栖息。鄱阳湖区现在已记录的鸟类有17目55科310种（见附录鸟类名录）。其中水禽（包括鹈形目、鹳形目、雁形目、鹤形目、鹆形目和鸥形目的鸟类）为124种，占鸟类总种数的40%。根据水鸟的觅食特性，选取12个不同的物种代表5个觅食集团，分别为：食块茎集团（白鹤、白枕鹤、白头鹤、小天鹅、鸿雁）；食草集团（白额雁、小白额雁）；食鱼集团（普通鸬鹚、东方白鹳）；食种子集团（绿翅鸭）；食脊椎动物集团（黑腹滨鹬、鹤鹬、白琵鹭）。2003—2010年2月份监测结果显示（见图11-7），水鸟总数呈增加趋势，这可能与长江中下游其他湿地水鸟减少有关。但各类觅食集团的比例变化不是很明显（见图11-8），仍食块茎集团为主，且历年食块茎集团的数量呈显著增长（见图11-9），但单个物种的变化并不显著。

图11-7　鄱阳湖历年水鸟总数变化

图11-8　鄱阳湖历年不同种类水鸟觅食集团组成比例变化

图11-9　鄱阳湖食块茎集团水鸟总数变化

2.越冬水禽（白鹤）适宜生境分析

白鹤（Grus leucogeranus）又称为亚洲鹤、西伯利亚鹤、黑袖鹤、修女鹤，俗称白灵鸡，是国家一级保护动物，1980年被列为IUCN国际濒危物种《红皮书》中，具有极高的保护等级，已经成为鄱阳湖国家级自然保护区的象征。因此，本次研究以白鹤为鄱阳湖湿地生态保护物种，分析适宜于白鹤越冬的生境条件。

白鹤每年10月份中下旬迁徙到鄱阳湖越冬，随着湖区水位的降低，草洲滩地相机扩大，数量渐增。至次年3月份飞到西伯利亚繁殖和度夏，最迟4月上旬迁离。在鄱阳湖越冬时间约150天。根据已有文献及野外实地调研，白鹤适宜生境条件为：

（1）食物因素。白鹤喜欢在开阔湖面的浅水地带或泥泞地带觅食。白鹤在鄱阳湖国家自然保护区的主要食物是苦草的块茎，还会取食少量的马来眼子菜、苦草、小叶眼子菜、昆虫、螺、蚌、鱼、虾等。因此，苦草的密度与分布对白鹤分布及数量影响较大。苦草（Vallisneria spiralis ）为沉水植物，其生长及分布受到水位、水深、水化学、水体透明度、水温等的影响。

（2）水文因素。白鹤群一般在干扰少的20cm左右的浅水或泥滩区觅食，逐渐移向40cm以上深水区夜宿。

（3）干扰因素。白鹤生活在开阔的水域，对环境干扰十分敏感。因此，水深越深，越向湖中心移动，人类活动强度越稀疏，越有利于白鹤栖息和觅食。综上所述，白鹤适宜生境为水深较浅、人类活动干扰较少、苦草分布丰富的开阔水域。参考相关文献研究成果，确定0～50cm水深的水域为白鹤最适宜栖息区域。

3.水位变动对白鹤栖息生境的影响

白鹤在鄱阳湖自然保护区内越冬的时间为每年的10月至翌年3月，各月白鹤平均数量分布见图11-10。其中，10月份是白鹤先头部队到达的时间，数量较少；11、12月份是白鹤保护区内越冬白鹤最为集中的时间。在1988.10—1999.1的10年中，白鹤最高统计数量有9年出现在11月份，1年出现在12月份；1月份为白鹤的相对稳定期；2月份为分散期；3月份为白鹤的北迁时期。因此，以白鹤历年统计最高值与11月份0～50cm水深的分布面积进行曲线拟合，拟合结果见图11-11，拟合公式见式11.1。

图11-10　鄱阳湖自然保护区白鹤月平均数量分布图

图11-11白鹤数量与适宜栖息的水域面积拟合曲线

R2 = 0.532

由式11.1可知，拟合方程的相关系数仅为0.532，说明保护内鸟类数量与白鹤适宜栖息的水域面积的关系并不密切。但这并不意味白鹤与水文条件变化无关，主要原因可能是：

（1）本次研究以吴城站水位代表整个鄱阳湖自然保护区的水位，吴城站的水位受到修水上游来水影响较大，而白鹤越冬栖息的鄱阳湖国家自然保护区的9个湖在枯水期已与修水分离。因此，以吴城站水位表征国家自然保护区的水位对曲线拟合结果会有影响。

（2）参与建模的白鹤数量是每年进行的一次瞬时统计，而水文数据是月平均值；生态数据与水文数据时间尺度的不一致可能会对结果产生影响。但是，鄱阳湖自然保护区内水文条件肯定对白鹤栖息产生影响，湖区水位过低或者过高，都不利于白鹤栖息。从表11-3可知，在1992年、1995年冬，由于湖区水位过低，国家自然保护区的白鹤数量很少；而在1998年冬，受到长江流域特大洪水的影响，湖区水位偏高，自然保护区内白鹤数量也很少。

表11-3　鄱阳湖自然保护区越冬白鹤月度统计表（只）

因此，鄱阳湖区水文条件的变化将影响白鹤正常的越冬生活。由图11-11曲线拟合结果显示，适宜水深0～50cm分布面积过大过小都不利于白鹤栖息。据公式11.1得到适宜于白鹤栖息水深0～50cm的水域面积为16.2 km2～42.4 km2。

4.适宜于白鹤栖息的鄱阳湖（10月份）生态水位

鄱阳湖地形条件决定了湖区白鹤适宜栖息水深0～50cm水域面积的分布状况。由图11-12可知，当鄱阳湖自然保护区水位（吴城站）在14.5m以下时，适宜水深0～50cm的水域面积分布较广，在14.5m以上时，几乎没有0～50cm水深的分布。而当吴城站水位介于11.5～13.5m时，水深0～50cm水域面积的分布，比较适宜于白鹤越冬栖息。(www.xing528.com)

图11-12　白鹤适宜栖息的水域面积与吴城站水位的关系

12月—次年2月份属于枯水期，自然保护区内的9个湖泊几乎得不到修水的径流补给。如果11月份水位过低，如11.5m，虽然适宜水深0～50cm水域分布适合白鹤栖息，受蒸发作用的影响，水位持续降低、水域面积不断缩小会影响白鹤在后续时间12月—次年2月份的正常生活，故11月份的水位不宜太低。鄱阳湖区11月—次年2月多年平均蒸发量约为150mm，因此，初步确定吴城站11月份适宜于白鹤栖息的生态水位为13.50m。1980—2002年吴城站11月份多年平均水位为13.48m，间接说明13.50m生态水位的合理性。生态系统对外界干扰有一定的承受能力，本次研究按20%的变动幅度计，得到吴城站11月份适宜于白鹤栖息的生态水位区间为13.23～13.77m。

受到地形的影响，鄱阳湖国家自然保护区内的水位与鄱阳湖主体湖区的水位不完全一致，两者的相对关系见图11-13，即在高水位时，两者连成一体，水位涨落变化同步，而在低水位时，国家自然保护区水位与主体湖区不连通，水位涨落变化不同步。

图11-13　湖口水位和大湖池水位的关系

由图11-13可知，当湖口水位大于14m时，大湖池（自然保护区内）水位的水位与湖口水位成线性关系，水位涨落呈现同步变化；当湖口水位低于14m时，大湖池水位几乎不受鄱阳湖主体湖口水位的影响，此时主要与降水和蒸发有关。

1980—2006年吴城站逐月平均水位值见图11-14显示，11月份至次年3月份的月均水位低于14m，这也就是说从11月份至次年3月份，自然保护区的水位几乎不受鄱阳湖主体湖区水位变动的影响。因此，要在11月份以前，也就是在9、10月份，通过调控长江三峡水库的调度运行方式，利用长江干流对鄱阳湖出流顶托作用，减缓鄱阳湖湖区的出流速度和湖区水位的下降速度，推迟自然保护区14m高程滩洲的出露时间。

图11-14　1980—2006年吴城站逐月平均水位值

鄱阳湖国家自然保护区地处赣江西支、修河尾闾入湖州前缘，其水文特征同时受到赣江、修水的影响。鄱阳湖五河（赣江、抚河、信江、饶河、修河）径流年内分布极不匀均见图11-15，4—9月径流量占全年的81%，10月—次年2月的径流量不足19%。枯水期的水位变动主要受到蒸发的影响。对1980—2006年10月、11月平均水位进行线性拟合，拟合结果见图11-16，拟合公式如式11.2。

图11-15　五河入湖水量各月分配情况

图11-16　吴城站10月份与11月份月均水位关系

R2=0.458

根据式11.2，将11月生态水位换算到10月份，得到适宜于白鹤栖息的吴城站10月份的生态水位区间为[15.06m，15.53m]。