一種基于地形地貌條件的魚類棲息地劃分方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于地形地貌條件的魚類棲息地劃分方法，主要包括如下步驟：(1)確定魚類棲息地劃分邊界范圍；(2)確定特征魚類及地形地貌特征因子；(3)對魚類棲息地予以分區；(4)對魚類棲息地予以分級；(5)對魚類棲息地保護措施予以分類；(6)對魚類棲息地保護予以量化評價。本發明在基于河道縱向形態、河道橫向形態、河道局部形態等地形地貌特征因子條件要求下，按照魚類棲息地保護范圍分區、保護程度分級、保護內容分類的劃分原則，從源頭規劃與部署了河流魚類棲息地的保護、修復、補償及科研工作要求，填補和完善了我國河流魚類棲息地保護理論與技術研究體系，實現了社會效益、經濟效益和環境效益的共贏。
【專利說明】
一種基于地形地貌條件的魚類棲息地劃分方法
技術領域
[0001]本發明屬于魚類管理技術領域，具體是涉及一種基于地形地貌條件的魚類棲息地劃分方法。
【背景技術】
[0002]棲息地通常是指某種生物或某個生態群體生存繁衍的地域或環境類型，廣義上，棲息地概念中不但包含了生物的生存空間，同時也包含了生存空間中的全部環境因子。對于魚類而言，其棲息地是指維持其正常生活、生長、覓食、繁殖以及其他生命循環周期的場所，包括魚類完成全部生活史過程所必需的水域范圍，如產卵場、索餌場、越冬場以及連接不同生活史階段水域的洄游通道等，魚類棲息地不僅提供魚類的生存空間，同時還提供滿足魚類生存、生長、繁殖的全部環境因子，如地形地貌(河道縱向形態、河道橫向形態、河道局部形態等)、水動力(水力類條件、流態類條件等)、水文情勢(流量及過程、水深、水位變幅及持續時間、泥沙含量等)、水環境質量(水溫、溶解氧、化學需氧量等)等，地形地貌因子側重于魚類棲息地的物理形態條件，水動力、水文情勢因子則側重于魚類棲息地的水動力特征、水文過程，水環境質量因子則側重于魚類棲息地的水質條件。
[0003]隨著水利水電工程等涉水建筑物的不斷發展，尤其是攔河大壩的建設與運行改變了所在河流的地形地貌、水動力、水文情勢、水環境質量等環境因子條件，對涉及河流的魚類資源及其多樣性產生了深遠影響。中國作為全世界擁有大壩數量最多的國家，并且大壩數量仍在不斷上升，隨著近年國家水利水電基礎設施建設投資力度持續加大，其數量上升趨勢更加明顯，水利水電工程等涉水建筑物帶來的魚類棲息地保護問題也日趨突出，迫切需要規劃與部署科學、合理、操作性強的魚類棲息地保護措施。目前，我國河流魚類棲息地保護、修復、補償及科研工作大都處于研究、設想、設計階段，已見報道的相關研究主要集中在魚類棲息地評估方法等理論研究方面，針對河流魚類棲息地保護的研究理論與技術體系仍未成系統，適合我國河流實際及國情的技術成熟、保護效果較好且便于操作、實施的實例更是缺乏，對工程實際指導有限，與國外較為完善的理念和技術方法相比還存在差距，難以實現環境效益、經濟效益、社會效益的有效統一與平衡。
[0004]因此，如何開展適合我國河流環境因子實際的魚類棲息地系統劃分及保護工作，填補和完善我國河流魚類棲息地保護理論與技術研究體系，并為規劃技術成熟、保護效果較好且便于操作、實施的魚類棲息地保護實例鋪墊理論與技術基礎，是十分必要的。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明提供了一種基于地形地貌條件的魚類棲息地劃分方法。該方法在基于河道縱向形態、河道橫向形態、河道局部形態等地形地貌特征因子條件要求下，對河流魚類棲息地予以分區、分級、分類，并根據魚類棲息地的保護、修復、補償及科研工作要求，規劃、部署和完善科學、合理、操作性強的魚類棲息地保護措施體系，以實現環境效益、經濟效益、社會效益的有效統一與平衡。
[0006]本發明是通過如下技術方案予以實現的。
[0007]一種基于地形地貌條件的魚類棲息地劃分方法，包括如下步驟:
[0008](I)確定魚類棲息地劃分邊界范圍:根據河流流域整體性或河段局部性不同的魚類棲息地保護要求，確定流域或河段魚類棲息地劃分涉及河流干支流的邊界范圍；
[0009](2)確定特征魚類及地形地貌特征因子:調查邊界范圍內的魚類資源、地形地貌情況，并根據調查成果確定邊界范圍內特征魚類，以及與其密切相關的地形地貌特征因子；
[0010](3)對魚類棲息地予以分區:根據邊界范圍內的特征魚類空間分布情況，結合與特征魚類所在水域密切相關的地形地貌特征因子，從空間布局角度對邊界范圍進行魚類棲息地的分區；其中，由地形地貌條件劃分的魚類棲息地分區類型為:根據河道縱向地形地貌條件劃分的急流區、緩流區、蜿蜒區和順直區；根據河道橫向地形地貌條件劃分的斷面復雜區、斷面簡單區、深水區、淺水區、底質豐富區、底質簡單區、糙率大區和糙率小區；根據河道局部地形地貌條件劃分的涉水建筑物上下游的天然河段區、減水河段區、漲水河段區、深潭密集區、深潭稀疏區、淺灘密集區、淺灘稀疏區、江心洲密集區、江心洲稀疏區、支流入匯密集區、支流入匯稀疏區、主流分叉區和支流匯流區；
[0011](4)對魚類棲息地予以分級:根據河流生態功能定位與保護規劃對邊界范圍內特征魚類的保護要求，對邊界范圍內各分區類型的魚類棲息地按照保護程度級別要求予以分級；
[0012](5)對魚類棲息地保護措施予以分類:根據邊界范圍內魚類棲息地分區、分級情況，并結合與特征魚類所在水域密切相關的地形地貌特征因子實際，在邊界范圍內各分區類型的魚類棲息地保護范圍內，按照相應保護級別要求，規劃、部署和完善科學、合理、操作性強的各類型魚類棲息地保護措施體系，其中，魚類棲息地保護措施類型為:保護類措施、修復類措施、補償類措施、科研類措施；
[0013](6)對魚類棲息地保護予以量化評價:根據邊界范圍內各區、各級、各類魚類棲息地保護措施體系的規劃與部署情況，對流域或河段魚類棲息地保護工作成果的量化特征指標予以評價；
[0014]所述步驟(I)魚類棲息地保護要求根據河流生態功能定位與保護規劃對涉及流域或河段涉水建筑物工程建設綜合開發利用需配套的魚類資源保護要求予以確定;所述邊界范圍應根據河流干支流的水生生態系統完整性及其水力聯系實際予以確定。
[0015]所述步驟(2)中所述魚類資源情況包括魚類區系組成、資源豐度、保護要求、生態習性，以及魚類產卵場、索餌場、越冬場等重要生境分布位置及規模情況;所述地形地貌情況包括河道縱向形態、河道橫向形態、河道局部形態情況;所述特征魚類是指與魚類棲息地劃分密切相關的、受保護的珍稀、瀕危及特有魚類;所述地形地貌特征因子為與特征魚類生活習性、攝食習性、繁殖習性密切相關的地形地貌因子。
[0016]所述步驟(3)中減水河段區是指水利水電工程、取調水構筑物工程涉水建筑物下游的減水河段，包括水電工程的水庫大壩至發電廠房區間河段、水利工程水庫大壩至下游較大支流匯入區間河段;所述漲水河段區是指水利水電工程大壩上游的水庫庫區河段，包括水庫庫尾水位消落產生的變動回水河段;所述主流分叉區是指河流主流在平面上分成若干汊道的區域，較小的比降、含沙量、洪峰變差系數和流量變幅是主流分叉區形成的有利條件;所述支流匯流區是指河流主流分成若干汊道流經一定距離后，并在河流下游處予以匯流的區域。
[0017]所述步驟(5)中保護類措施是指天然河流保留、魚類保護區劃定、魚類替代生境、漁政管理措施;所述修復類措施是指河道內棲息地修復、洪泛區連通性修復、河岸帶生態修復措施;所述的補償類措施是指過魚導魚、人工增殖放流、人工魚巢、生態流量調度、水溫變化影響減緩措施;所述科研類措施是指魚類棲息地影響機理研究、魚類資源監測與調查、保護措施效果評估措施。
[0018]所述步驟(6)中對流域或河段魚類棲息地保護工作成果的量化特征指標為:天然河段保留率、魚類保護區占比、替代與再造棲息地占比、河流系統連通性、棲息地類型多樣性及保護措施覆蓋率;其中，天然河段保留率是指邊界范圍內保留的天然河段長度占邊界范圍干支流河段總長度的比例;魚類保護區占比是指邊界范圍內劃定的珍稀特有魚類自然保護區、水產種質資源保護區河段長度占邊界范圍干支流河段總長度的比例；替代與再造棲息地占比是指邊界范圍內魚類替代生境與再造生境河段長度占邊界范圍干支流河段總長度的比例;河流系統連通性是指邊界范圍內河流的干支流、上下游水流的連續性和水系的連通狀況;棲息地類型多樣性是指邊界范圍內深潭、淺灘、江心洲各類魚類棲息地的類型豐富程度情況;保護措施覆蓋率是指邊界范圍內各類型的魚類棲息地保護措施實施涉及河段占邊界范圍干支流河段總長度的比例。
[0019]本發明的有益效果是:
[0020]本發明在基于河道縱向形態、河道橫向形態、河道局部形態等地形地貌特征因子條件要求下，按照魚類棲息地保護范圍分區、保護程度分級、保護內容分類的劃分原則，從源頭規劃與部署了河流魚類棲息地的保護、修復、補償及科研工作要求，填補和完善了我國河流魚類棲息地保護理論與技術研究體系，并為規劃技術成熟、保護效果較好且便于操作、實施的魚類棲息地保護實例鋪墊了理論與技術基礎，實現了社會效益、經濟效益和環境效益的共贏。
【附圖說明】
[0021 ]圖1本發明所述所述方法流程框圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖進一步描述本發明的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。
[0023]如圖1所示，本發明所述的一種基于地形地貌條件的魚類棲息地劃分方法，包含以下步驟:
[0024](I)確定魚類棲息地劃分邊界范圍:根據河流流域整體性或河段局部性不同的魚類棲息地保護要求，確定流域或河段魚類棲息地劃分涉及河流干支流的邊界范圍，魚類棲息地保護要求應根據河流生態功能定位與保護規劃對涉及流域或河段涉水建筑物工程建設等綜合開發利用需配套的魚類資源保護要求予以確定;邊界范圍應根據河流干支流的水生生態系統完整性及其水力聯系實際予以確定。
[0025](2)確定特征魚類及地形地貌特征因子:調查邊界范圍內的魚類資源、地形地貌情況，并根據調查成果確定邊界范圍內特征魚類，以及與其密切相關的地形地貌特征因子;魚類資源情況調查應包括魚類區系組成、資源豐度、保護要求、生態習性(生活習性、攝食習性、繁殖習性等)，以及魚類產卵場、索餌場、越冬場等重要生境分布位置及規模等情況;地形地貌情況調查應包括河道縱向形態(河道底部比降一兩個斷面間單位河長河底高程的落差，蜿蜒度一河段兩端點之間沿河道中心軸線的長度與兩端點之間直線長度的比值)、河道橫向形態(斷面復雜系數一斷面濕周與河寬之比，寬深比一河道滿槽狀態下水面寬度與深度之比，底質一巨石、鵝卵石、卵石、礫石、沙子及淤泥和粘土六類，糙率一反映河道橫向斷面河床組成的粗糙程度對水流阻力影響的一個綜合性無量綱系數)、河道局部形態(水利水電工程、橋渡工程、港埠工程、取調水構筑物工程等涉水建筑物布局，深潭個數、密度、水深、坡度、面積，淺灘個數、密度、水深、面積，江心洲個數、密度、面積，支流匯入，主流分叉、支流匯流)等情況;特征魚類指與魚類棲息地劃分密切相關的、受保護的珍稀、瀕危及特有魚類；地形地貌特征因子為與特征魚類生活習性、攝食習性、繁殖習性等密切相關的地形地貌因子。
[0026](3)對魚類棲息地予以分區:應根據邊界范圍內的特征魚類空間分布情況，結合與特征魚類所在水域密切相關的地形地貌特征因子，從空間布局角度對邊界范圍進行魚類棲息地的分區，由地形地貌條件劃分的魚類棲息地分區類型一般包括:
[0027]A、根據河道縱向地形地貌條件劃分的急流區、緩流區、蜿蜒區和順直區；
[0028]B、根據河道橫向地形地貌條件劃分的斷面復雜區、斷面簡單區、深水區、淺水區、底質豐富區、底質簡單區、糙率大區和糙率小區；
[0029]C、根據河道局部地形地貌條件劃分的涉水建筑物上下游的天然河段區、減水河段區、漲水河段區、深潭密集區、深潭稀疏區，淺灘密集區、淺灘稀疏區、江心洲密集區、江心洲稀疏區、支流入匯密集區、支流入匯稀疏區、主流分叉區和支流匯流區。
[0030]所述減水河段區主要是指水利水電工程、取調水構筑物工程等涉水建筑物下游的減水河段，包括水電工程的水庫大壩至發電廠房區間河段、水利工程水庫大壩至下游較大支流匯入區間河段等;漲水河段區主要是指水利水電工程大壩上游的水庫庫區河段，包括水庫庫尾水位消落產生的變動回水河段;主流分叉區主要是指河流主流在平面上分成若干汊道的區域，較小的比降、含沙量、洪峰變差系數和流量變幅是主流分叉區形成的有利條件;支流匯流區主要是指河流主流分成若干汊道流經一定距離后，并在河流下游處予以匯流的區域。
[0031](4)對魚類棲息地予以分級:根據河流生態功能定位與保護規劃對邊界范圍內特征魚類的保護要求，對邊界范圍內各分區類型的魚類棲息地按照保護程度級別要求予以分級;魚類棲息地保護分級類型一般為:特別嚴格級別、嚴格級別、一般級別。特別嚴格級別是指國家級、省級、市級等縣級及以上的珍稀特有魚類自然保護區、水產種質資源保護區，其魚類棲息地保護相關工作要求應按照《中華人民共和國自然保護區條例》對自然保護區的核心區、緩沖區、實驗區對應要求，以及《水產種質資源保護區管理暫行辦法》對水產種質資源保護區的核心區、實驗區對應要求予以嚴格執行;嚴格級別是指根據省級、市級、縣級魚類資源保護相關法律法規，對涉及流域或河段邊界范圍內各分區類型魚類棲息地保護相關工作予以配套的要求;一般級別是指根據河流干支流、上下游生態環境整體健康可持續發展需要，對涉及流域或河段邊界范圍內各分區類型魚類棲息地保護相關工作予以配套的要求。
[0032](5)對魚類棲息地保護措施予以分類:根據邊界范圍內魚類棲息地分區、分級情況，并結合與特征魚類所在水域密切相關的地形地貌特征因子實際，在邊界范圍內各分區類型的魚類棲息地保護范圍內，按照相應保護級別要求，規劃、部署和完善科學、合理、操作性強的各類型魚類棲息地保護措施體系，魚類棲息地保護措施類型一般為:保護類措施、修復類措施、補償類措施、科研類措施。保護類措施主要是指天然河流保留、魚類保護區(自然保護區、水產種質資源保護區等)劃定、魚類替代生境、漁政管理等措施;修復類措施主要是指河道內棲息地修復(已有設施拆除、生境再造、產卵場再造等)、洪泛區連通性修復、河岸帶生態修復等措施;補償類措施主要是指過魚導魚、人工增殖放流、人工魚巢、生態流量調度、水溫變化影響減緩等措施;科研類措施主要是指魚類棲息地影響機理研究、魚類資源監測與調查、保護措施效果評估等措施。
[0033](6)對魚類棲息地保護予以量化評價:應根據邊界范圍內各區、各級、各類魚類棲息地保護措施體系的規劃與部署情況，對流域或河段魚類棲息地保護工作成果的量化特征指標予以評價，以作為河流干支流、上下游生態環境整體健康可持續發展評估的科學依據，基于地形地貌條件的流域或河段魚類棲息地保護工作成果量化特征指標一般為:天然河段保留率、魚類保護區占比、替代與再造棲息地占比、河流系統連通性、棲息地類型多樣性、保護措施覆蓋率等。天然河段保留率是指邊界范圍內保留的天然河段長度占邊界范圍干支流河段總長度的比例;魚類保護區占比是指邊界范圍內劃定的珍稀特有魚類自然保護區、水產種質資源保護區河段長度占邊界范圍干支流河段總長度的比例；替代與再造棲息地占比是指邊界范圍內魚類替代生境與再造生境河段長度占邊界范圍干支流河段總長度的比例；河流系統連通性是指邊界范圍內河流的干支流、上下游水流的連續性和水系的連通狀況；棲息地類型多樣性是指邊界范圍內深潭、淺灘、江心洲等各類魚類棲息地的類型豐富程度情況;保護措施覆蓋率是指邊界范圍內各類型的魚類棲息地保護措施實施涉及河段占邊界范圍干支流河段總長度的比例。
【主權項】
1.一種基于地形地貌條件的魚類棲息地劃分方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)確定魚類棲息地劃分邊界范圍:根據河流流域整體性或河段局部性不同的魚類棲息地保護要求，確定流域或河段魚類棲息地劃分涉及河流干支流的邊界范圍； (2)確定特征魚類及地形地貌特征因子:調查邊界范圍內的魚類資源、地形地貌情況，并根據調查成果確定邊界范圍內特征魚類，以及與其密切相關的地形地貌特征因子； (3)對魚類棲息地予以分區:根據邊界范圍內的特征魚類空間分布情況，結合與特征魚類所在水域密切相關的地形地貌特征因子，從空間布局角度對邊界范圍進行魚類棲息地的分區；其中，由地形地貌條件劃分的魚類棲息地分區類型為:根據河道縱向地形地貌條件劃分的急流區、緩流區、蜿蜒區和順直區；根據河道橫向地形地貌條件劃分的斷面復雜區、斷面簡單區、深水區、淺水區、底質豐富區、底質簡單區、糙率大區和糙率小區；根據河道局部地形地貌條件劃分的涉水建筑物上下游的天然河段區、減水河段區、漲水河段區、深潭密集區、深潭稀疏區、淺灘密集區、淺灘稀疏區、江心洲密集區、江心洲稀疏區、支流入匯密集區、支流入匯稀疏區、主流分叉區和支流匯流區； (4)對魚類棲息地予以分級:根據河流生態功能定位與保護規劃對邊界范圍內特征魚類的保護要求，對邊界范圍內各分區類型的魚類棲息地按照保護程度級別要求予以分級； (5)對魚類棲息地保護措施予以分類:根據邊界范圍內魚類棲息地分區、分級情況，并結合與特征魚類所在水域密切相關的地形地貌特征因子實際，在邊界范圍內各分區類型的魚類棲息地保護范圍內，按照相應保護級別要求，規劃、部署和完善科學、合理、操作性強的各類型魚類棲息地保護措施體系，其中，魚類棲息地保護措施類型為:保護類措施、修復類措施、補償類措施、科研類措施； (6)對魚類棲息地保護予以量化評價:根據邊界范圍內各區、各級、各類魚類棲息地保護措施體系的規劃與部署情況，對流域或河段魚類棲息地保護工作成果的量化特征指標予以評價。2.根據權利要求1所述的一種基于地形地貌條件的魚類棲息地劃分方法，其特征在于:所述步驟(I)魚類棲息地保護要求根據河流生態功能定位與保護規劃對涉及流域或河段涉水建筑物工程建設綜合開發利用需配套的魚類資源保護要求予以確定;所述邊界范圍應根據河流干支流的水生生態系統完整性及其水力聯系實際予以確定。3.根據權利要求1所述的一種基于地形地貌條件的魚類棲息地劃分方法，其特征在于:所述步驟(2)中所述魚類資源情況包括魚類區系組成、資源豐度、保護要求、生態習性，以及魚類產卵場、索餌場、越冬場等重要生境分布位置及規模情況;所述地形地貌情況包括河道縱向形態、河道橫向形態、河道局部形態情況;所述特征魚類是指與魚類棲息地劃分密切相關的、受保護的珍稀、瀕危及特有魚類;所述地形地貌特征因子為與特征魚類生活習性、攝食習性、繁殖習性密切相關的地形地貌因子。4.根據權利要求1所述的一種基于地形地貌條件的魚類棲息地劃分方法，其特征在于:所述步驟(3)中減水河段區是指水利水電工程、取調水構筑物工程涉水建筑物下游的減水河段，包括水電工程的水庫大壩至發電廠房區間河段、水利工程水庫大壩至下游較大支流匯入區間河段;所述漲水河段區是指水利水電工程大壩上游的水庫庫區河段，包括水庫庫尾水位消落產生的變動回水河段;所述主流分叉區是指河流主流在平面上分成若干汊道的區域，較小的比降、含沙量、洪峰變差系數和流量變幅是主流分叉區形成的有利條件;所述支流匯流區是指河流主流分成若干汊道流經一定距離后，并在河流下游處予以匯流的區域。5.根據權利要求1所述的一種基于地形地貌條件的魚類棲息地劃分方法，其特征在于:所述步驟(5)中保護類措施是指天然河流保留、魚類保護區劃定、魚類替代生境、漁政管理措施;所述修復類措施是指河道內棲息地修復、洪泛區連通性修復、河岸帶生態修復措施；所述的補償類措施是指過魚導魚、人工增殖放流、人工魚巢、生態流量調度、水溫變化影響減緩措施;所述科研類措施是指魚類棲息地影響機理研究、魚類資源監測與調查、保護措施效果評估措施。6.根據權利要求1所述的一種基于地形地貌條件的魚類棲息地劃分方法，其特征在于:所述步驟(6)中對流域或河段魚類棲息地保護工作成果的量化特征指標為:天然河段保留率、魚類保護區占比、替代與再造棲息地占比、河流系統連通性、棲息地類型多樣性及保護措施覆蓋率;其中，天然河段保留率是指邊界范圍內保留的天然河段長度占邊界范圍干支流河段總長度的比例;魚類保護區占比是指邊界范圍內劃定的珍稀特有魚類自然保護區、水產種質資源保護區河段長度占邊界范圍干支流河段總長度的比例;替代與再造棲息地占比是指邊界范圍內魚類替代生境與再造生境河段長度占邊界范圍干支流河段總長度的比例;河流系統連通性是指邊界范圍內河流的干支流、上下游水流的連續性和水系的連通狀況;棲息地類型多樣性是指邊界范圍內深潭、淺灘、江心洲各類魚類棲息地的類型豐富程度情況;保護措施覆蓋率是指邊界范圍內各類型的魚類棲息地保護措施實施涉及河段占邊界范圍干支流河段總長度的比例。
【文檔編號】E02B1/00GK106012947SQ201610412188
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】常理, 魏浪, 陳國柱, 陳凡, 縱霄, 趙再興, 趙誼, 孫顯春, 王志光, 夏豪, 唐忠波
【申請人】中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司