0 引 言
长江江豚(
Neophocaena asiaeorientalis asiaeorientalis)分布于长江中下游干流及洞庭湖、鄱阳湖
[1],2017全长江淡水豚科学考察结果表明,长江江豚种群数量为1 012头左右,其中长江干流约445头,主要栖息地位于监利至城陵矶、湖口至彭泽、马鞍山至南京江段
[2]。在不同的江段,长江江豚呈斑块状分布,群体间种群交流频率相对较低,形成岛屿种群的可能性较大
[3]。过度的渔业捕捞、航运、航道整治、采砂、水污染等是长江江豚面临的主要威胁
[4,5],这些人类活动不但直接导致长江江豚种群数量减少,而且还会破坏长江江豚的自然栖息地,导致长江江豚的某些分布区消失或破碎化。
航道整治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,是保障航行安全的重要技术措施,但是会对水生生物带来不利影响。相关的研究表明,航道治理工程对长江江豚会产生不同程度的影响,如:界牌河段河道整治工程施工结束后,长江中游江豚分布的江段出现断裂
[6]。有学者发现在长江东流河道整治施工结束后,长江江豚在洲头分流区的活动消失,在边滩分离区集群规模较小,而在不同流态间交流增多
[7]。这些影响,一方面可能是施工结束后,鱼类的栖息地发生了改变,导致鱼类减少;另一方面可能是施工中和工程结束后,水下声环境发生了较大改变。但是,不管发生哪种影响,其结果都是江豚离开原有的栖息水域。目前的相关研究更多关注的是航道整治施工结束后长江江豚的分布和变化情况,但少有对施工中长江江豚的分布及变化情况以及施工结束后长江江豚是否会重返某些区域进行观察和研究的报道。
当地生态知识(local ecological knowledge, LEK)是指当地人群在长期的生活体验和生产实践中,获得的有关周边环境、生物资源及其相互关系的经验和知识。渔民常年在水上作业,对鱼类和江豚的分布及活动有直接的经验和深刻的体会,通过对渔民进行系统的问卷调查不失为一种经济有效的了解某些水域鱼类和江豚状况的手段。有研究者通过对渔民的问卷调查,发现白鲟和白鱀豚的目击频率在1980年至2008年间呈逐年下降的趋势,并建议将这种调查模式应用于淡水鲸豚的种群动态调查上
[8]。在长江中下游流域通过与渔民当面交流收集当地生态知识,可以了解长江江豚数量、死亡率和种群变化的时空模式
[9]。通过渔民调查,研究了厦门至珠江口之间沿海历史上和当今中华白海豚的分布情况
[10]。开展渔民问卷调查还可以了解渔获物的情况,特别是一些采用破坏性手段获得渔获物的情况,如采用滚钩、定置网、电捕鱼,在禁渔期偷捕等
[11]。
长江南京以下12.5 m深水航道整治二期工程于2015年6月29日开工实施,整治于2017年5月完工,2018年5月进入正式试运行阶段,并于2019年5月20日通过竣工验收。主要工程点位于长江干线南京市至张家港市间的仪征、和畅洲、口岸直和福姜沙四个水道。为了研究施工期之前、施工期间、停工期间和工程结束后这些水道长江江豚的分布及其变化,本研究采用问卷调查的方式,先后于2018年8月和12月,在四个水道周边的渔民社区访问了当地渔民,获得了有关渔业活动及长江江豚分布的数据,分析了这些江段长江江豚的分布情况,探讨了航道整治工程对长江江豚分布的影响。本研究的结果可以为长江中下游航道整治工程的设计和施工提供参考资料,以降低和减少航道整治对长江江豚分布的不利影响。
1 材料与方法
1.1 问卷设计
问卷内容包括: ①渔民生活问题;②渔获物情况;③目击江豚的情况;④对长江10年禁渔政策的态度。问卷共设计32个问题,每份问卷的采访时间需要10~15 min。
1.2 问卷调查方法
为了让渔民在调查过程中能够准确地划定目击江豚事件发生的水域范围,并且能够准确辨认出长江江豚,作者制备了四个水道的平面图供渔民圈选出日常捕鱼下网活动范围和长江江豚出现的水域范围,并设计了一组不同种鲸豚的图像供渔民对长江江豚进行辨识。因长江江豚是保护动物,为避免渔民产生心理顾虑,调查人员事先说明来意,问卷调查亦采取不记名方式进行。
执行问卷调查的地点为仪征水道、和畅洲水道、口岸直水道、落成洲水道附近沿岸渔民社区或渔业队,受访渔民绝大多数是从小就跟着父辈们捕鱼的专业渔民。采取一问一答的形式填写问卷,为了确保数据的独立性,每个渔民家庭只采访了一名家庭成员。调查人员于2018年8月20日至26日、12月12日至14日共计发放问卷247份;其中,核心数据缺失的问卷有7份,共完成了240份有效的问卷调查。
1.3 数据处理
将问卷所得渔民基本信息录入统计软件Excel 2010进行分析。长江江豚目击结果在ArcGIS10.0的ArcMap组件中进行分析处理。具体操作步骤如下:①将发现江豚的水域航标作为参照物;②将航标的经纬度坐标转换成.shp格式;③获取长江中下游边界和沙洲边界信息;④将数据导入ArcMap进行分析处理;⑤导出江豚目击范围的图像。
2 结果与分析
2.1 渔民和渔业活动
问卷调查地点共涉及到22个沿岸渔民社区或渔业队(
图1)。包括仪征水道的马渡港(10份)、世业镇(7份)、高资镇(23份)、瓜洲镇(34份);和畅洲水道附近:象山镇(7份)、江心镇(7份)、谏壁镇(11份)、京口区(8份)、沿江村(10);口岸直水道附近:三江营村(24份)、姚家圩(5份)、新坝镇(11份)、何家埭(9份)、高港(7份)、东新港(6份)、龙窝渔港(8);福姜沙水道附近:陆家港(7份)、罗家港桥(14份)、新港(5份)、太字圩港(9份)、三圩⁃六安二圩(7份)、义兴村(11份)。80%以上的渔民是以家庭为单位从事渔业生产,每年在长江中的作业时间长达8个月。受访渔民主要使用流丝网和虾、蟹笼等渔具,主要渔获物是刀鲚(
Coilia nasus)、短颌鲚(
Coilia brachygnathus)、青鱼(
Mylopharyngodon piceus)、草鱼(
Ctenopharyngodon idella)、鲢(
Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(
Aristichthys nobilis)、鳊(
Parabramis pekinensis)、长吻鮠(
Leiocassis longirostris)、日本沼虾(
Macrobranchium nipponense)和中华绒螯蟹(
Eriocheir sinensis)等。在长江江苏段“十年禁渔”期(2021年1月1日起)开始之前,每年的3月5日~31日和4月16日~5月10日为开捕期,4月1日~15日和5月11日~6月30日为禁捕期,禁捕期间渔民不能在水上进行捕捞作业。对十年禁渔政策持支持态度的渔民占48.75%,持反对态度的占31.7%,不置可否或保持中立的占19.58%,反对的理由主要是退捕转产后难以从事其他行业,政府发放的生活补助较低。
受访渔民的年龄组成及从业年限情况见
图2。年龄小于40岁的较年轻渔民仅占总人数的2.1%,年龄大于70岁的老年渔民仅占总人数13.8%。72.9%的渔民年纪在50~69岁,而渔民们的子女们则普遍进入了其他行业工作,当地渔民群体的老龄化较为严重。从业年限上看,92.5%的渔民都有超过20年的从业经历。
2.2 长江江豚的目击与分布
在问卷调查中,渔民们回忆在2015年至2018年间目击江豚的事件。从对长江江豚的辨认结果来看,97.5%的渔民认识江豚并多次目击过江豚。在问卷调查时,渔民在地图上标出确定目击江豚的区域,同时渔民亦能告知调查人员目击江豚的大致时间。这些信息直接标示在地图上,以方便分析江豚的分布区域和江豚出现的时间与施工进度和施工状况的关系。航道整治工程施工时间段见
表1。以下按施工进程叙述施工区域江豚的分布情况。
2.2.1 施工之前
施工之前长江江豚分布的水域范围见
图3。仪征水道仅南汊通航,北汊仅限上行,长江江豚分布范围主要位于世业洲头、尾水域和南汊主航道一侧,江豚多以2~5头集群。
和畅洲水道南汊通航、北汊不通航,在北汊建立了镇江豚类省级自然保护区核心区,长江江豚广泛分布于北汊(保护区核心区),洲头、洲尾水域。在施工之前,保护区核心区是长江江豚的重要栖息地。
口岸直水道分为鳗鱼沙、落成洲两个河段。其中,鳗鱼沙两侧均通航,落成洲仅北汊通航、南汊不通航。长江江豚广泛地分布于整个口岸直水道,但在落成洲南汊仅收集到2次江豚目击报告,江豚集群(约5~10头)常年生活在三江营口水域。
福姜沙河段河床及岸滩均为松散沉积物,福姜沙北汊为主航道,南汊为副航道,双涧沙和民主沙相连,其两侧均通航。长江江豚的分布水域范围从福姜沙水道入口端一直自北汊延伸洲尾,而南汊张家港水域鲜有江豚出现。
2.2.2 施工期(包括停工期)
为稳定仪征水道汊道分流格局并护滩,在世业洲洲头建设了一条1 130 m的潜堤,潜堤南北两侧各建了两条丁坝,在洲头潜堤右侧丁坝轴线上布设了3条潜丁坝
[12]。长江江豚分布范围明显缩小,在整个南汊,江豚仅在世业洲洲头及右缘水域分布。
为减小和畅洲水道左汊分流比,改善右汊航道水深条件。在和畅洲左汊中段新建两道变坡潜坝,坝长分别为1 817 m和1 919 m;右汊进口右岸切滩工程,面积约78 090 m
2,右汊航宽狭窄处实施疏浚
[13]。长江江豚分布范围收缩,洲头水域目击到江豚的频次较多。在北汊水域,江豚的栖息范围收缩到潜坝下游,在和畅洲洲尾附近仍有江豚活动。
为护滩并减弱滩槽水沙交换,鳗鱼沙心滩沙脊线附近修筑潜堤,潜堤左侧、右侧各建11道丁坝,鳗鱼沙左汊、右汊辅以局部疏浚;为守护洲头、增强左汊分流比,落成洲头部建设了长1 700 m的潜堤,在左汊建5道短丁坝,右汊2道长丁坝
[14]。施工期间长江江豚主要分布在落成洲北汊,值得注意的是,落成洲南汊成为新的江豚分布区;在鳗鱼沙两侧均通航,受到整治施工和航运交通的影响尤甚,鳗鱼沙下游不再目击到江豚活动。
在福姜沙水道,为护滩、稳槽、束窄干流宽度,调整流量分配,在双涧沙头部沙脊线附近建设一道潜堤;头部潜堤北侧建设4道丁坝,头部潜堤南侧建设3道丁坝;双涧沙南堤南侧建设5道丁坝;福姜沙左缘建设4道丁坝
[15]。长江江豚主要分布在福姜沙北汊长江干流和洲头上游,福姜沙北岸丁坝建设期间,长江江豚活动范围被压缩。施工期(包括停工期)长江江豚分布的水域范围见
图4。
2.2.3 施工结束后
在仪征水道,长江江豚在世业洲右汊的分布水域变得分散,在世业洲洲头分布区受到压缩,右缘潜丁坝水域不再有江豚活动。
在和畅洲水道的北汊镇江豚类省级自然保护区的核心区水域,长江江豚的活动范围进一步扩大,但江豚在和畅洲洲头水域分布范围减小。
在口岸直水道,落成洲洲头水域不再有江豚出现,落成洲南汊仍有江豚分布;鳗鱼沙水道江豚的分布区域向下游延伸,但在潜坝中部下游江豚目击报告仅有3起。
在福姜沙水道,长江江豚的分布范围向上游偏移,渔民目击报告多出现在福姜沙洲头潜坝上游4 km水域范围。同时,在民主沙北汊夹江内及右汊主航道近岸水域存在一定数量的江豚的活动迹象。在施工结束后长江江豚分布的水域范围见
图5。
2.2.4 长江江豚分布变化
四个水道渔民目击到的长江江豚分布区面积都经历了先下降,再较小幅度回升或基本持平的趋势,见
图6。其中,对比施工前和施工中,仪征水道长江江豚分布区面积降幅最高(53.9%);口岸直水道降幅最低(30.9%)。对比施工中和施工后,仪征水道长江江豚分布区面积涨幅最高(55.4%);福姜沙水道涨幅最低(3.71%)。
结合四个水道航道整治工程具体实施项目,对长江江豚分布变化的原因进行了进一步分析。仪征水道内,随着潜堤和丁坝修筑完成,世业洲洲头右汊水流速放缓,吸引游泳能力较弱的小型鱼类聚集,长江江豚索饵场得以保留。同时,由于航道的拓宽和加深,江豚在右汊主航道一侧的生存压力增加,因此分布较施工前更加分散。
在和畅洲水道内,随着两道变坡潜坝和切滩的完成。长江江豚的分布区域发生了改变,施工结束后仅在江心洲西南侧局部水域有江豚分布。和畅洲北汊江豚的活动范围较施工期有所扩大,施工结束后一年内江豚重现于两道潜坝之间的水域。
口岸直水道内,随着鳗鱼沙段潜堤和丁坝修筑完成,水流速减缓,吸引小型鱼聚集,施工期间江豚主要在洲头附近水域活动,在施工结束后江豚的分布范围得到恢复性扩大。在施工期和施工结束后,落成洲南汊成为江豚新的栖息地,但施工结束后,落成洲洲头江豚分布区域缩小。
福姜沙水道,随着潜堤和丁坝修筑完成,江豚的分布范围整体向福姜沙上游移动,在福姜沙北汊有数个小型的分布区,民主沙南北两汊出现新的分布区。
长江江豚在四个水道活动情况的整体趋势是:施工期间,涉水施工区域环境扰动剧烈,江豚原有的分布区域被压缩或消失,同时整片分布区也出现了分段化;施工结束后,江豚分布区出现恢复性增长,但呈现出小型化和分散化,向沙洲副航道和支汊水域扩散。
3 讨 论
3.1 采用问卷调查方法获取资料的有效性
基于渔民问卷调查所获得的长江江豚活动范围的变化情况,与基于船舶的长江淡水豚科学考察中收集的数据呈现出了较为一致的空间分布模式。施工之前的问卷调查结果与2012年(施工期之前31个月)科考数据吻合度较高
[16],见
图7。但2017年(施工结束后8个月)长江淡水豚考察数据显示
[2],长江江豚几乎不在四个施工江段出现,却大规模聚集在口岸直水道进口段上游水域,见
图8。上述内容反映出长江江豚在施工前期的分布模式是较稳定且均衡的,而在施工结束后短期内可能会聚集在一起,寻觅新的适宜栖息环境,此后逐渐分散在不同的江段,慢慢适应经过整治后剧变的水域环境。
综上,以问卷的方式获取LEK是一种能够快速组织、成本低廉、周期较短而覆盖面较广的调查方法,与野外科学考察取得的数据可以相互补充、相互支撑,是了解目标动物种群分布特征和历史变动趋势的重要手段之一,该方法可行,结果可信。
3.2 长江江豚偏好水域与季节性分布模式
已有的研究表明长江江豚的空间分布具有季节性差异。采用声学方法在鄱阳湖湖口水域的移动监测中发现,在5月至8月(丰水期),江豚主要聚集在湖口,鄱阳湖的江豚数量较少,在11月至2月(枯水期)在湖中数量较多
[17]。干流中的江豚分布也会受到季节的影响,采用声学方法在南京下游的定点监测中发现,在5月至7月,栖息在其他江段的江豚会汇聚到落成洲(雷公岛)水域,在8月至10月又从落成洲一带迁出。在2月至4月(枯水期)镇江大沙水域江豚的声呐活动最频繁,而其他水期却降到最低
[18]。本研究表明,在3月至5月,收集到的渔民目击报告占整个水道的比例较高的有仪征水道瓜洲水域(63.6%)、口岸直水道落成洲头至三江营水域(29.4%)、口岸直水道高港水域(23.5%),江豚在春季偏好于栖息在这些水域。
3.3 航道整治施工对长江江豚分布模式的影响
二期工程涉及的航道整治施工工艺主要有水下疏浚、切滩、筑坝、护岸、护底带、护滩,航道整治工程对长江江豚可能造成的影响有:①河道形态及水文条件改变导致饵料资源下降;②施工造成水下声环境质量下降;③部分优质栖息地和庇护所的消失
[19]。以上三点很可能是造成长江江豚分布模式发生改变的最根本的原因。
航道建设所在河道形态和水文条件发生局部改变,河岸、泥沙运动的变化影响水生生态系统。研究表明,恒河豚(
Platanista gangetica)利用河流交汇处、弯道内和逆流漩涡中较低的流速来节约能量
[20,21]。长江江豚也有类似的行为,洲头分流区,洲尾汇流区和边滩洄水区是其偏爱的水域。而各类筑坝工程会扰乱河流的局部水文态势,造成乱流。有学者发现在疏浚和船只经过的过程中,恒河豚浮出水面(每分钟呼吸次数)的频率仅有正常频率的三分之一,逃避行为显著增加
[22]。疏浚、筑坝、护底带和护滩工程破坏了河床和边滩底质和水生植物群落,粘性鱼卵无法附着,产卵场和鱼类资源减少,进而影响江豚的饵料供应。有研究表明,小型鱼类分布是江豚分布的重要驱动因子,在小型鱼类聚集的水域发现江豚的概率大于70%
[17]。江豚会跟踪鱼类种群,即使面对强烈的人为水下噪声和栖息地形态的剧烈变化,江豚也会因觅食需要,“冒险”回到整治水域。
抛投施工产生的水下噪音干扰江豚的声呐探测功能,对幼豚声呐造成掩蔽。通过对和畅洲抛石施工状态以及施工点附近江豚活动情况的目视观察,发现长江江豚存在主动避让抛石施工的行为
[23]。在和畅洲北汊进行的实地测试结果表明,抛石噪声在低于15 kHz的频段声压级均大于 80 dB,而在1~3 kHz的频段,抛石噪声均大于90 dB,有的甚至大于100 dB
[24]。成年长江江豚对45~54 kHz、90~108 kHz两个频段噪音较为敏感,对抛石低频噪声(10 kHz以下)相对不敏感
[25],而新生幼豚只能发出低频声信号,容易被噪声掩蔽,导致母子豚失联。而当江豚暴露在强度高、持续时间长的噪声环境下,容易引发听力阈移和听觉损伤。有研究表明,在对长江镇江段水下噪声的分析中发现,长江江豚的捕食“嗡叫声”多发生在夜间,相比于繁忙且嘈杂的主航道,江豚更频繁地出现在安静且未通航的支汊水域
[26]。
工程整体占用一定水域,压缩了长江江豚的生境空间。疏浚和切滩工程加深和拓宽航道,使长江江豚偏好的浅滩缓坡水域减少,通航量的逐渐提高更进一步压缩江豚的活动空间。在施工之前,长江江豚的分布模式是较为稳定和均衡的,而在施工期间,江豚不仅逃避施工区域,还主动向未施工的副航道和支汊水域迁移,寻找新的庇护所。本研究发现,施工结束后,长江江豚短期内没有回到原有栖息地,而是滞留了一段时间,在一年半的时间内逐渐回归保护区水域。
综上所述,长江江豚在航道整治施工产生的多种环境压力的胁迫下会选择迁入人类干扰较轻的新栖息地。但新环境会逐渐暴露出饵料鱼资源紧张,环境承载力不足、环境容纳量不够等一系列问题。江豚被迫做出的栖息地改变是具有风险的,在一段时间后,可能会逐渐返回到整治后的栖息地。
3.4 航道整治施工中的优化和改进建议
鉴于长江江豚在航道整治过程中分布模式发生了较大的变动,之后又能逐渐返回整治江段。保护工作的目标应放在施工期间临时性庇护所的维护和施工结束后整治江段的生态修复上。应考虑保存小型沙洲和滩涂等江豚可能的栖息地,在碍航江段主沙洲上游和下游一定范围的水域调整分流比和分沙比,既能实现航道整治的效果,也能够避免在优质栖息水域进行施工;在整治前期和整治工程中,维护部分浅滩缓坡水域的原始水环境和自然岸带,如河口、支汊,河漫滩,建立江豚临时庇护所,吸引江豚在航道整治工程实施期间能成功找到和进入新的宜居环境。
长江南京以下12.5m深水航道二期工程河道环境保护与生态修复技术研究课题(Y649051101)