湄公河水电开发与渔业发展——从哥伦比亚河获得的经验启示

［美国］ J.W.弗格森

江河生态系统为人类提供各种服务功能，如生物产品、商贸航运、城市及工业用水等等，其中水产品供给和水力发电是两个非常重要的功能。然而，由于水资源开发利用会对河流生态系统的结构和功能产生显著影响，从而导致水电开发与渔业生产之间的矛盾凸显。事实上，近年来越来越多的研究关注于20世纪人类发展对河流生态环境的影响以及随之出现的河流属性变化对社会产生的效应。

湄公河多变的自然生境、独特的热带气候以及高生产力孕育了丰富多样的鱼类群落，拥有的物种多样性仅次于亚马逊河居世界第二。最新资料表明，包括近海和海洋物种在内，大约有1100种鱼类栖息于湄公河流域，其中135种鱼类具有大规模繁殖洄游或完成生命周期所需求的迁徙行为。如体长超过3 m、体重可达0.3 t的湄公河巨鲇，在生殖季节需要经历长距离洄游，到达位于泰国北部和老挝的产卵场进行繁殖。

湄公河的生产力维持着世界上最大的内陆渔业资源，年均捕捞量260万t、天然和养殖渔业总产值3.6～6.5亿美元。湄公河的渔业价值还体现在:为下游6000万居民提供食物保障，维持数以万计的渔民的生计，并作为动物蛋白等营养物质的主要来源。

湄公河流域位于水文变动非常活跃的区域，流域快速发展改变着区域经济、自然景观以及河流水系。区域发展促进了电力需求的激增，湄公河及其支流已建、在建或规划中的水电大坝已达200座。在湄公河下游，拟建的干流大坝有11座，坝高6～40 m。

湄公河水力资源开发已是不争的事实，必将对湄公河鱼类及渔业产生重要的影响。拦河大坝成为那些需要迁徙完成生命周期的鱼类物种无可逾越的障碍，其结果将导致短距离和长距离洄游鱼类种群数量下降、种类多样性以及单位捕渔量减少。

2008年，湄公河流域委员会(MRC)召开专题研讨会，讨论为减轻湄公河下游流域水电开发不利影响的鱼道发展计划。参会人员包括欧洲、北美、南美、亚洲、东南亚、澳洲等不同地区和国家的渔业科学专家、鱼道设计工程师等。会议指出了未来协调、可持续水电开发所面临的挑战。概况为，河流的开发有赖于其生物多样性的维持，以及食物产出与水电生产之间的平衡，然而有关鱼类种群丰度、洄游时间和行为、生命周期类型等基础资料的缺乏，以及鱼道系统设计及有效性评估等研究工作的空白，成为阻碍湄公河可持续发展的主要制约因素。

江河渔业是国民经济和农业生产的主要支柱，吸取其他大型江河水系的成功案例，有利于探索出一条发展的路子。对此作者结合自己过去30 a的工作经历，综述了美国哥伦比亚河鱼道研究的重要经验。

1 哥伦比亚河鱼种保护经验

哥伦比亚河跨越美国西部7个洲和加拿大1个省，全长2000 km、流域面积56.7万km2，流量居美国第4位。鱼类群落由7种太平洋大马哈鱼和鲑鳟鱼类组成，其中5种仅生活于海洋中，包括红大马哈鱼(Oncorhynchus nerka)、驼背大马哈鱼(Oncorhynchus gorbuscha)、大马哈鱼(Oncorhynchus keta)、银大马哈鱼(Oncorhynchus kisutch)和大鳞大马哈鱼(Oncorhynchus tshawytscha);2种主产于淡水休闲渔业，包括虹鳟(Oncorhynchus mykiss)和山鳟(Oncorhynchus clarkii)。其他关键物种，如太平洋七鳃鳗(Lampetra tridentata)、太平洋鲟(Acipenser medirostris)、太平洋细齿鲑(Thaleichthys pacificus)和美洲西鲱(Alosa sapidissima)等，为栖息于河流的非土著种。这些种类都属于溯河产卵类型，即成鱼在海洋中达到性成熟，洄游到淡水中产卵，孵出的幼鱼在淡水中肥育，直至生长为成鱼时再进入海洋。

据史料记载，每年大约有750～1000万尾性成熟的鲑鱼返回到其出生的河流中。1886年首座鲑鱼食品加工厂诞生，此后欧美在哥伦比亚河干流兴起大规模捕捞业，由于过度捕捞、支流栖息地退化、建坝阻隔洄游路线和过坝死亡等因素，鲑鱼产量在20世纪早期开始下降，后来通过在坝址处增设过鱼设施、实施栖息地恢复、改善海洋渔业生产力和孵化场建设等手段，近年鲑鱼资源量得到一定程度增加。

建于1930年的岩岛(Rock Island)坝，是哥伦比亚河干流的第1座拦河大坝，工程设计的必要组成部分就有辅助鲑鱼洄游的鱼梯。其他典型工程还包括建于1938年的邦纳维尔(Bonneville)坝和建于1941年的大古力(Grand Coulee)坝。目前，大古力工程下游干流有10座大坝，另有4座位于斯内克(Snake)河下游，整个流域有超过130座大坝用于发电、防洪、航运以及灌溉。

斯内克河和哥伦比亚河干流，共有13座大坝阻隔了鲑鱼迁徙通往产卵场的路径。这些大坝高约30 m，装机容量为693～2480 MW。而基于20世纪60年代的研究成果，每一座大坝都建有运行良好的集鱼和鱼梯系统。

相比之下，有关诱导幼鱼避开水轮机下行的问题则研究甚少。多级大坝对幼鱼下行的影响显而易见，例如，有研究结果表明，在1973～1977年的极端低水位时期，幼鱼通过水电站的成活率估计不足3%。

鲑幼鱼低成活率使人们认识到，如果不解决幼鱼通过大坝的存活问题，哥伦比亚河地区的鲑鱼种群数量终将难以维持。因此，1977年开始采取了一系列的措施，主要包括:

(1)1980年开始收集大坝上游的幼鱼个体，用卡车或驳船运输并放流到邦纳维尔坝下游水域。

(2)1980年，爱达荷州、蒙大拿州、俄勒冈州、华盛顿等地区组成委员会，联合通过“太平洋西北电力计划和保护行动”，旨在保障地区电力供应充足有效、经济可靠的前提下，尽量减轻水电大坝建设和运行对哥伦比亚河鱼类和野生动物的影响。

(3)1982年，确定增加河流流量的防洪水库蓄水容量，促进鲑鱼洄游活动的发生。

(4)1982年，确保适合鱼类下行通过非水轮机路径的泄水流量(数量值可变，但需达60%的工程流量。

(5)1975年，安装用于引导幼鱼避开水轮机和大坝的专门装置。

(6)1996年，维持压力前池的过饱和气体水平在115%以下，尾水的过饱和气体水平在120%以下。

(7)20世纪90年代，开发幼鱼在坝址处表层通过的鱼道。

(8)20世纪90年代，研发设计减少幼鱼损伤的新型水轮机。

通过实施这些方法，明显改善了鲑幼鱼通过大坝的成活状况，如最近的试验得出，通过8座大坝的个体存活率已接近于通过4座大坝的历史水平，而在2001年极端干旱季节，其存活状况较1977年中等流量情况下要好。

如今通过管理计划来指导水资源利用制度，干流大坝已实现春季和夏季鲑幼鱼的存活率达到96%和93%。此外，只有在需要满足生态系统稳定和公共安全的情况下，电力生产才能取代鱼类保护，但对鲑鱼的影响会采取额外的补偿措施。尽管做了一些工作，过去仍有约30%鲑鱼种群在哥伦比亚河遭受灭绝，剩余群体的丰度自70年代以后也大幅减少。许多种类被列为国家近危或濒危物种，成为重要的保护对象。

近年来，邦纳维尔大坝附近的成年鲑鱼数量有上升趋势，这有赖于流域内涉及351个鲑鱼和虹鳟种群的178个苗种生产项目，以保证渔业可持续发展和种群维持水平。

通过人工孵化和苗种培育补充天然渔业产量，最初是源于高死亡率作为鲑鱼种群资源量限制因子的假设，而在人工控制的环境中鲑鱼的孵化成活率将呈比例提高。人们现已认识到这种对鲑鱼生态学的理解是片面和不正确的。已有研究表明，人工孵化个体对自然环境的适应性较差，野生个体通过人工繁殖产生的后代对自然繁殖适应性较低，人工孵化群体还通过竞争对野生种群产生影响。

2 对湄公河的启示

哥伦比亚河水资源利用所关注的问题对于湄公河的开发具有一定启示。

(1)水电开发对渔业的总体影响将十分显著。大坝通过多种效应影响鲑鱼的生产量，体现在阻隔产卵群体的上溯通道、繁殖后的亲鱼下行死亡、幼鱼下行过坝造成大量死亡，以及在大坝下游或水电系统出现死亡等几个方面。

在幼鱼缓慢迁徙和周期性进入河口的过程中，连续坝体对通过的幼鱼产生致命影响，并改变蓄水后库区幼鱼原有的生长模式。以往的评估也认为，建坝对湄公河渔业的影响十分巨大。此外，大坝蓄水还造成淹没地带营养物质的输入，改变了水体的生产力类型。因此，为了评估河流开发对鱼类的影响，尤其是需将水电开发对鱼类的影响与气候变化或渔业压力等其他影响加以区别。开展湄公河流域基础研究和常规监测是一项非常必要的工作。

(2)干流和支流开发对洄游鱼类的影响有所差异。干流建坝对鱼类的影响一般比支流更大，因为大型江河更趋多样的生境能够为不同洄游性鱼类提供合适的栖息场所。因此，对于物种极为丰富却没有一座有效鱼道的湄公河来说，是一个必须关注的问题。

湄公河委员会通过实施一项考虑经济、环境和社会的综合性、战略性环境影响评估，指出了湄公河干流上的可行性坝址。这类评估应该考虑将部分支流纳入鱼类多样性保护区禁止开发，保留河流关键部位的连通性，保障一些重要洄游性鱼类能够繁殖和补充。然而，在不同种类如何利用湄公河生态系统，及其对建坝、流量控制和过饱和气体等不良影响的敏感程度等方面需要掌握更多的信息。

(3)采用多种适应性措施减缓对洄游鱼类资源的影响。依靠各种工程措施减缓干流大坝对哥伦比亚河鱼类的不利影响已有40 a的发展历史，在一开始就得到基建部门、投资者和政府的支持。鲑鳟鱼类鱼道系统的设计不是简单地生搬硬套，还需要在不同的环境条件下运行。每个部位的设计必须符合具体的位置和水力学条件，适合于特定的目标物种及其生命周期阶段。进行的一项鲑鱼梯的过鱼试验得出，太平洋七鳃鳗的通过率仅为50%，而鲑鱼的通过率大于90%。说明即便安装了过鱼设施，也无法保证所有的鱼类都能顺利通过。这些装置必须首先进行评估，以确保符合运行标准，建成后再结合实际情况进行修正和调试，并要确保维护得当。

湄公河物种数量是北美河流的30倍，河流生物量为北美的100倍，使得该流域的鱼道系统建设将面临各种挑战。首先，鱼道设计的原则因物种而异，对于具有高生物多样性的河流，不同的装置就需要运行在同一鱼道系统中。鱼道还应考虑容纳湄公河鱼类洄游的种群规模，有专家指出，以十余种鱼类同时迁徙估算，其数量远远超过100万尾/d。

(4)鲑鱼对上行过鱼设施的适应能力优于热带鱼类。鱼类游泳能力的强弱与鱼类的体型、大小和肌肉结构有关。对于同一物种而言，其游泳能力也随着生命周期不同阶段(幼鱼或成鱼)以及所处的水温、溶氧等环境条件而改变。有专家指出成年鲑鱼具有很强的游泳能力，能够跳跃落差和鱼梁，其突发速度可达8 m/s。

在迁徙过程中遇到障碍物时，鲑鱼会重复地寻找越过障碍物的通道入口，通过鲑鱼的这一行为，哥伦比亚河设计出鱼梯，随之进行了一些完善。这种梯子能够辅助亲鱼过坝完成产卵洄游，从而维持了种群补充，同时在解决幼鱼下行的问题上也得到发展。如果大坝没有安装成鱼的通道设施亦或是鱼道的运行效果不理想，种群数量将急剧减少，其他鱼类种群也将随之消失。例如，南美巴拉那河鱼类通过鱼道的成功率非常低(所有种类都低于2%)，以至于无法维持种群数量。

(5)开展人工增殖项目尚存在诸多难题。苗种生产是哥伦比亚河及其海洋渔业维持鲑鱼资源量的重要手段。幼鱼人工驯养技术的应用可追溯到1938年干流第一座国有水电站投入使用开始，至今已有60 a的发展历史。对于湄公河多种鱼类人工培育技术的攻破，尚需要数十年的努力。除了技术因素外，发展中国家必须考虑是否有长期的财力投入和政府支持，以便能够开发一些养殖项目来补偿野生渔业资源的潜在损失。

(6)区域之间通力合作，促进河流服务功能协调。湄公河委员会召开过若干次专题研讨会，深化了对渔业与区域水电开发制约关系、水电发展面临的困难等问题的认识。与哥伦比亚河流域相似，湄公河委员会致力于发展环境友好的可持续水力资源，扮演着区域领导者的作用。而包括水电支持者、利益相关者、科学家以及工程设计师等在内的区域主体，共同努力为减缓工程的不利影响出谋划策。

(7)哥伦比亚河与其他河流水系的比较。讨论哥伦比亚河的经验教训，对于湄公河规划者吸取南美经验有很好的示范作用。南美的资源管理者和科学家正着力进行针对新热带区大型河流水电开发中维持鱼类种群的研究。他们面临的困难和挑战表明，在生物多样性丰富的河流水系能否设计高水平鱼道，或者进行大坝翻新等问题都需要开展可行性评估。南美流域的经验在探讨湄公河发展的问题上具有积极意义。

(8)气候变化的潜在影响值得关注。哥伦比亚河流域的科学家试图将全球气候变化效应缩小到区域尺度，以评估鲑鱼栖息地遭受的潜在影响。相关研究在湄公河流域已经初步展开，但在建坝和水文变更的协同效应对鱼类的影响方面，尚需要获得更多的认识。研究表明，巴西一个水系鱼类物种衰退与栖息地连通性下降、洪水持续时间减少均有关系。而气候变化可能打乱湄公河流域水文特征，从而改变某些渔业生产方式，如柬埔寨洞里萨湖张网捕捞要依靠特定的水文情势。必须加强湄公河鱼类资源监测，获得详细的基础资料，才能采取有效的应对措施。

3 几点思考

湄公河流域水资源开发管理的基础是对渔业敏感度的掌握，即在这样庞大而重要的河流生态系统中，其生物多样性的关键影响因素及其相互作用，如气候变化、土地利用、河流改造(建坝、堤和渠)等。结合哥伦比亚河以及南美大型河流实行水资源开发的经验教训，同时关注水文情势和景观的潜在变化，是实施湄公河水资源发展规划的关键所在。