基于栖息地法的水库变动回水区鱼类产卵场生态流量及调控策略研究

摘要：揭示水库变动回水区鱼类产卵场栖息地适宜性变化的规律，确定水库变动回水区鱼类产卵场栖息地生态流量阈值及保护调控的方法，为鱼类产卵场栖息地保护提供参考与借鉴。以三峡变动回水区的广阳-石沱江段为研究区域，选取四大家鱼、铜鱼、长鳍吻鮈、圆筒吻鮈和中华金沙鳅等8种产漂流性卵鱼类为研究对象，通过鱼类产卵场栖息地模拟，在耦合8种鱼类生态需求的基础上计算生态流量阈值，并制定相应的调控策略。结果表明，三峡水库在145、150、155、160、165 m和天然情形下变动回水区最小生态流量分别为：6 543、7 130、9 943、13 713、17 603、6 106 m3/s；最大生态流量分别为：17 028、17 526、23 110、28 291、29 858、15 753 m3/s；最适生态流量分别为10 002、10 916、14 479、18 810、23 226、9 365 m3/s，上、下阈值分别为13 515、14 221、18 794、23 550、26 542、12 559 m3/s；8 272、9 023、12 211、16 262、20 414、7 736 m3/s。流量较小时，一定流量范围内，降低水位有利于增加加权可利用面积（AWU）；流量较大时，流量增加到一定值后，增加水位有利于增加AWU；而流量在两者之间时，可参考研究结果中的水位及生态流量阈值进行调控决策。

关键词：栖息地法；三峡水库变动回水区；生态流量；调控策略；广阳-石沱江段

中图分类号：TV213.4；X143" " " " 文献标志码：A" " " " 文章编号：1674-3075（2024）05-0085-12

生态流量研究是实现水资源优化配置、合理开发、高效利用和可持续发展的基础性工作，也是维持生态平衡、优化群落结构、增加生物多样性、改善生态系统、扩大生物生存空间、实现水资源合理利用的保障。现有的生态流量求解方法主要有4种，即水文学法、水力学法、栖息地法和整体法（Baruah et al，2023；Luo et al，2023）。传统的水文学法求解生态流量缺乏生态学意义，水力学法只能求解最小生态基流，整体法则存在过于复杂和适用性差的问题（赵越等，2013；易燃等，2023）。因此，生态意义明确的栖息地法逐渐成为生态流量研究的热点。栖息地法耦合水动力和栖息地模型进行生态流量求解（白凤朋等，2024），在全球得到了广泛应用，如Johnson等（2017）在印度戈达瓦里河的研究，Seung和Sung（2019）在韩国内城川河的研究，Duffin等（2023）在美国莱姆哈伊河的研究，费启航等（2023）在汉江下游的研究，张辉等（2022）在汉江中下游的研究，蒋任飞等（2018）在西南某流域的研究，张蕾等（2023）在北京清河的研究。但这些都是针对天然河道、单鱼种生态流量的研究，而针对多鱼种的水库变动回水区生态流量的研究却未见报道。水库的建设和运行往往会对河流生态系统产生显著影响，特别是变动回水区，水库变动回水区指水库最高水位回水末端和最低水位回水末端之间的河段，这一区域的生态环境和鱼类产卵场受到水库调度运行的直接影响（杨志等，2023），因此，研究该区域的生态流量及调控策略对于维护河流生态系统的健康和稳定具有重要意义。

三峡库区涪陵以上变动回水区江段产漂流性卵鱼类自然繁殖的实现与该区域适宜的产卵场栖息地及其形成密切相关，但在长江上游梯级水电站建设运行背景下，上游来水情况会发生一定程度的改变，而这种改变与三峡水库的运行形成复杂的综合效应，从而对产漂流性卵鱼类在库区涪陵以上江段内的产卵场栖息地造成明显影响（Xiao et al，2022）。这些鱼类性腺发育的成熟、产卵活动的发生以及鱼卵的漂流孵化通常需要适宜的栖息地环境，而这些栖息地环境容易受上下游水库调度运行的影响（杨志等，2023）。如何通过生态调度调控策略恢复或增加产漂流性卵鱼类在变动回水区适宜产卵场栖息地面积，进而缓解金沙江下游梯级水库以及三峡水库运行对三峡水库变动回水区产漂流性卵鱼类自然繁殖的影响是目前亟需解决的问题。

针对上述问题，本研究以三峡水库变动回水区重庆南岸区广阳镇-涪陵区石沱镇江段为研究区，通过典型产漂流性卵鱼类产卵场栖息地模拟计算，在耦合8种产漂流性卵鱼类生态需求的基础上进行生态流量阈值计算，并制定相应调控策略。主要采用模糊逻辑法进行不同上游流量和下游水库水位状况下产卵场栖息地模拟；通过栖息地法求解单鱼种生态流量，结合优势度模型和熵权法求解多鱼种最适生态流量，在此基础上进行生态流量阈值求解；在不同上游流量和下游水库水位状况下，进行水库变动回水区产卵场栖息地保护调控策略制定。拟为水库变动回水区产卵场栖息地保护及水库群联合生态调度提供参考与借鉴。

1" "材料与方法

1.1" "研究区域概况

研究区域为三峡变动回水区的广阳-石沱江段，该河段长50 km左右（图1）。根据寸滩水文站1950-2022年监测资料，研究区域4-7月的多年平均流量为12 425 m3/s，最小日平均流量为2 380 m3/s，最大日平均流量为84 300 m3/s。另据水利部中国科学院水工程生态研究所的资料，广阳-石沱江段是长江四大家鱼、铜鱼、圆筒吻鮈等产漂流性卵鱼类的典型产卵江段，也是三峡大坝调度运行影响较大的江段。由于大坝的建设运行使得原先在近坝江段产卵的鱼类，在回水区容易形成新的产卵场，每年都能采集到来自广阳-石沱江段产漂流性卵鱼类的卵和苗。该段同时受向家坝泄水和三峡水位调控的影响，能够较灵敏准确地反映上下游梯级不同调度策略对回水区鱼类、尤其是产漂流性卵鱼类的影响。

1.2" "产卵场栖息地模拟及生态流量求解

1.2.1" "目标物种选择" "结合三峡建库前后变动回水区江段历史鱼类早期资源和鱼类资源监测数据，选取青鱼（Mylopharyngodon piceus）、草鱼（Ctenopharyngodon idella）、鲢（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙（Aristichthys nobilis）、铜鱼（Coreius heterodon）、长鳍吻鮈（Rhinogobio ventralis）、圆筒吻鮈（Rhinogobio cylindricu ）和中华金沙鳅（Jinshaia sinensis）进行研究。这些都是产漂流性卵鱼类，成熟亲鱼的排卵受精活动，需要合适的环境条件及其变化所刺激，鱼卵孵化与发育也需要一定流速和水深的水体环境，其自然繁殖需要特定的产卵场栖息地条件（易燃1.2.2" "水动力学模拟" "模拟计算江段为广阳-石沱江段，在Navier-Stokes方程的基础上，通过交替隐式法ADI对设定坐标系下的控制方程组进行离散求解，在忽略垂向加速度影响的前提下，推导出静水压强假定下的水流方程（乔飞等，2017）。初始条件包括各计算节点的地形高程、坐标、河道粗糙度及计算河段的设定等，边界条件包括入流初始水位、入流流量及水深、出流边界水位等。采用贴体网格生成技术对模拟江段进行网格划分，划分后，模拟江段的网格总量为950×30，其中沿河流流动方向的纵向网格有950个，沿河流宽度方向的横向网格有30个。考虑到研究区域鱼类产卵繁殖期的4-7月三峡水库实际运行水位基本上在145～165 m，所以，基于三峡水库145、150、155、160和165 m水位和天然（建坝前）情况，分别计算不同流量条件下广阳-石沱江段二维水动力过程。水文数据来源于水文年鉴。

1.2.3" "物理栖息地模拟" "采用模糊逻辑方法计算产卵场栖息地适宜度，并与水力学模型耦合进行物理栖息地模拟，分析上游不同流量和下游不同水位工况下、不同鱼类在产卵期的三峡变动回水区栖息地适宜性变化状况。基于专家分析、现场试验及文献分析建立模糊隶属函数及规则。隶属度采用0和1之间的实数反映元素从属于模糊集合的程度，隶属函数采用三角函数和梯形函数，模糊逻辑推理采用最大-最小值推理法（赵越等，2013），并采用重心法进行去模糊化。水深的语言变量采用浅（L）、中（M）和深（H）；流速的语言变量有慢（L）、中（M）、快（H）和很快（VH）；适宜度的设置依次由0（不适应）到1（很适应），其语言变量值为差（L）、中（M）、好（H）、很好（VH）（易燃等，2024）。由于四大家鱼、铜鱼、长鳍吻鮈和圆筒吻鮈繁殖期对流速较敏感，因此将流速设置了4个语言变量值，将中华金沙鳅的流速设置了3个语言变量值（赵越等，2013；Lv et al，2023；易燃等，2024），各语言变量值的隶属函数和模糊推理规则如图2、表1和表2所示。各语言变量值的隶属函数以及模糊推理规则确定后，即可进行模糊化、模糊逻辑推理和去模糊化，来计算栖息地各单元的适宜度（易燃等，2024），进而分析研究区域适宜性的变化情况。

根据水力学模型计算不同流量条件下研究河段的流速和水深分布，由模糊逻辑方法计算出各点流速和水深对应的栖息地适应度指数，最后计算出整个栖息地的加权可利用面积AWU（m2），计算公式为（易燃等，2024）：

AWU = [F[Vi，Di，Ci]] [×] [Ai] ①

式中：[F[]]为第i分区的组合适宜度因子（combined suitability factor，CSF）；[Ai]为研究河段第i分区（第i个网格）的水域面积（m2）；[Vi]、[Di]、[Ci]分别为第i分区的流速（m/s）、水深（m）和河床底质指标，[F[]]由流速和水深的模糊逻辑规则算得，其中流速和水深指标值指研究河段划分的第i个网格中心点的模拟值（李建和夏自强，2011）。研究区域的底质和水质状况良好，只考虑水深和流速的影响（李建和夏自强，2011；Yang et al，2021；李福霜等，2023）。

由公式①计算得到不同流量和三峡水位下各鱼种产卵场栖息地的加权可利用面积AWU，从而绘制流量（Q）与AWU的关系曲线图，并以曲线最高点对应的流量，为各鱼种产卵最适生态流量（易燃等，2024）。

1.3" "基于改进优势度模型的生态流量计算及生态流量阈值

本研究在Zhao等（2014）提出的优势度模型的基础上，加入了出现频率因子，并采用改进的优势度模型耦合多鱼种流量需求。本研究改进的优势度模型综合考虑了水生生物的数量、生物量和出现频率对群落结构的影响，用这3个因素衡量了一个物种对于生态系统的重要程度，模型（张远等，2017；易燃等，2024）为：

ωi = Im = [∂]1Pa + [∂]2Pb + [∂]3Pf" ②

式中：ωi为第i种鱼类在研究区域内权重，本文采用优势度指数Im作为ωi的值，该指数越大，指示物种对群落的贡献越大（张远等，2017）；Pa、Pb和Pf分别为代表物种数量、生物量占群落总体的比例和鱼种出现频率；[∂]1、[∂]2和[∂]3分别为数量、生物量和出现频率的权重系数，本研究采用熵权法求解（张远等，2017）。

根据木洞1997-2002年4-6月鱼类产卵期渔获物采样数据，利用改进的优势度模型计算得到研究区域内鱼种优势度，利用该优势度作为物种对鱼类群落结构稳定贡献的权重，多鱼种生态流量（易燃等，2024）计算式为：

Q = [ωiQi] （i = 1，2......，n）" ③

式中：Q为多鱼种耦合后的最适生态流量，Qi为第i种鱼类的最适生态流量，单位为m3/s。

对于常见生态流量阈值，则以多个产漂流性卵鱼种最适生态流量解集中的最大值作为最大生态流量，以最小值作为最小生态流量，用最小生态流量和最适生态流量的均值为最适生态流量下阈值，用最大生态流量和最适生态流量的均值为最适生态流量上阈值（易燃等，2024）。

2" "结果与分析

2.1" "水深、流速与目标鱼类适宜度关系

分别以流速和水深为X轴和Y轴，以计算得到的不同鱼类的适宜度为Z轴绘制三维曲面图，如图3所示。从图中可以看出，各鱼种流速和水深过大或过小时，栖息地适宜度较差。对于四大家鱼，当流速为0.5～2.0 m/s，水深为2.0～17 m时适宜度较高；当流速为0.8～1.3 m/s，水深为6～15 m时适宜度最高。铜鱼在流速为0.8～2.4 m/s，水深为1.2～16 m时适宜度较高；当流速为1.2～2.2 m/s，水深为5.5～14 m时适宜度最高。长鳍吻鮈在流速为0.6～1.6 m/s，水深为0.8～11.7 m时适宜度较高；当流速为0.9～1.2 m/s，水深为4.5～8 m时适宜度最高。圆筒吻鮈在流速为0.5～1.5 m/s，水深为1.2～16 m时适宜度较高；当流速为0.8～1.3 m/s，水深为5.5～14 m时适宜度最高。中华金沙鳅在流速为0.7～2.0 m/s，水深为3～17 m时适宜度较高；当流速为1.1～1.7 m/s，水深为6～14 m时适宜度最高。

2.2" "单鱼种生态流量

因寸滩水文站1950-2022年4-7月的月均流量为4 771～23 875 m3/s，故以2 630～53 600 m3/s（涵盖历年实际月均流量范围）的不同流量输入模型进行水动力、栖息地模拟计算，得到不同流量和三峡水位下各鱼种产卵场栖息地的加权可利用面积（AWU），并绘制流量（Q）与AWU的关系图，从而得到各鱼种产卵最适生态流量。单鱼种最适生态流量的求解作为多鱼种生态流量阈值求解的基础，如图4（以铜鱼各工况下典型流量为例）、图5及表3所示。在145 m水位时，四大家鱼、铜鱼、长鳍吻鮈、圆筒吻鮈和中华金沙鳅产卵场最适生态流量分别为：6 596、17 028、6 639、6 543、8 173 m3/s；150 m水位时，上述鱼类产卵场最适生态流量分别为：7 130、17 526、7 616、7 445、10 241 m3/s；155 m水位时，产卵场最适生态流量分别为：9 997、23 110、11 046、9 943、11 937 m3/s；160 m水位时，产卵场最适生态流量分别为：13 713、28 291、14 660、13 848、16 685 m3/s；165 m水位时，产卵场最适生态流量分别为：25 943、29 858、19 008、17 603、19 675 m3/s；三峡天然水位时，产卵场最适生态流量分别为：6 180、15 753、6 217、6 106和8 056 m3/s。

2.3" "耦合多鱼种生态流量

由改进的优势度模型方法，结合熵权法计算得到四大家鱼、铜鱼、长鳍吻鮈、圆筒吻鮈和中华金沙鳅的优势度分别为0.1557、0.3036、0.2062、0.1827和0.1518，结合各鱼种在三峡不同运行水位的最适生态流量，由公式③求得三峡水库在145、150、155、160、165 m和天然情形下变动回水区最适生态流量分别为10 002、10 916、14 479、18 810、23 226、9 365 m3/s。各工况最小生态流量分别为：6 543、7 130、9 943、13 713、17 603、6 106 m3/s，最大生态流量分别为：17 028、17 526、23 110、28 291、29 858、15 753 m3/s；各工况最适生态流量上、下阈值分别为13 515、14 221、18 794、23 550、26 542、12 559 m3/s；8 272、9 023、12 211、16 262、20 414、7 736 m3/s（表4）。

2.4" "水库变动回水区调控策略

流量较小时，一定流量范围内降低水位有利于增加AWU；流量较大时，流量增加到一定值后，增加水位有利于增加AWU；而流量在两者之间时，可参考本研究的水位及生态流量阈值进行调控决策。例如，4月份，三峡水位一般在160～165 m，变动回水区流量一般低于本研究流量阈值区间，可降低水位在160 m左右运行；5月份，三峡水位一般在150～160 m，可控制上游梯级下泄流量，保证变动回水区流量在9 023～23 550 m3/s，如流量较小或较大，则可控制变动回水区流量在7 130～28 291 m3/s，同时控制水位到对应阈值区间；如流量更小或更大，则控制流量向生态流量阈值区间靠拢，同时可降低水位在150 m或升高水位在160 m左右。6月份三峡水位一般在145～150 m，可控制上游梯级下泄流量，保证变动回水区流量在8 272～14 221 m3/s，如流量较小或较大，则可控制变动回水区流量在6 543～17 526 m3/s，同时控制水位到对应阈值区间；如流量更小或更大，则控制流量向生态流量阈值区间靠拢，同时可降低水位在145 m或升高水位在150 m左右。7月份三峡水位一般在145～160 m，可控制上游梯级下泄流量，保证变动回水区流量在8 272～23 550 m3/s，如流量较小或较大，则可控制变动回水区流量在6 543～28 291 m3/s，同时控制水位到对应阈值区间；如流量更小或更大，则控制流量向生态流量阈值区间靠拢，同时可降低水位在145 m或升高水位在160 m左右。6、7 月份三峡水库在145 m水位运行时，可控制上游梯级下泄流量，保证变动回水区流量在8 272～13 515 m3/s；如流量较小或较大，则可控制变动回水区流量在6 543～17 028 m3/s；如流量更小或更大，则控制流量向生态流量阈值区间靠拢。

3" "讨论

3.1" "三峡水库变动回水区产卵场栖息地适宜性变化规律

三峡水库变动回水区是长薄鳅、长鳍吻鮈等国家重点保护鱼类，圆筒吻鮈、中华金沙鳅等长江上游特有鱼类以及四大家鱼、铜鱼等重要种质资源鱼类的产卵场栖息地。在不同上游来水条件下，三峡水库调度运行会对变动回水区的水文水动力学条件产生显著影响，典型产漂流性卵鱼类原有产卵场栖息地被损坏，同时形成了新的产卵场栖息地，进而影响典型产漂流性卵鱼类在该区域的产卵场栖息地适宜性。在三峡水库变动回水区，水深与流速是影响鱼类栖息地选择的关键生境因子（Keller et al，2019；Parsapour-Moghaddam et al，2019；徐观兵，2022），也是影响三峡水库变动回水区鱼类群落的主要因素（Kennard et al，2007；Yang et al，2021），故采用流速和水深这2个指标进行典型产漂流性卵鱼类产卵场栖息地适宜性研究。流速增加水体溶解氧、刺激鱼类产卵与孵化、并能促进胚胎发育（柴凯，2023），水深为鱼类繁殖提供适宜的空间（陈明千等，2013），鱼种的繁殖、鱼卵的孵化都需要特定的水深（俞立雄，2018；邬鑫，2023）。通过适宜性空间分布云图及流量与AWU曲线图（图5）可知，库尾变动回水区同样具备适宜产漂流性卵鱼类产卵的水文、水动力条件。该区流速、水深受入库流量和水库水位调度的双重影响，分析不同来流量与水库水位状况组合可评估典型产漂流性卵鱼类产卵场栖息地适宜性，并制定栖息地重塑和修复的调控策略（李福霜等，2023）。

在三峡水位相同时，流量的增大使得流速、水深更加适宜典型产漂流性卵鱼类产卵，因此AWU随流量增大而增大；而流量升至最适生态流量后，过大的流量导致流速水深已经超过了典型产漂流性卵鱼类适宜产卵阈值区间，故AWU随流量增大而减小。流量较小时，在一定流量范围内，相同流量条件下，三峡水位越低AWU值越高，此时，水库回水末端相对靠近上游且回水对产卵场栖息地的影响相对较大，水库水位越低，淹没的变动回水区域越少，从而使得类似天然河道的变动回水区更加适宜典型产漂流性卵鱼类产卵。流量较大时，当超过一定流量后，相同流量条件下，三峡水位越高AWU值越高。AWU的最大值对应的流量即最适生态流量则随水位的增加而增大，而本研究生态流量阈值也随水位的增加而增大。原因在于当流量足够大时，流速是限制鱼类产卵繁殖适宜性的限制因子，而水位越高流速相对更小，于是鱼类产卵场栖息地适宜度值相对较大，故而AWU值越高。

3.2" "水库变动回水区生态流量与调控策略

对于上游没有水库的变动回水区，其流量为天然河道入流，鱼类产卵场栖息地适宜性的调控，只需根据来流情况，调控下游水库水位到适宜的阈值范围内即可。流量较小时，一定流量范围内，可以适当降低水库水位来增大AWU值；当流量足够大时，可以适当升高水库水位来增大AWU值；而流量在两者之间时，则参考生态流量阈值区间调控相应的水位在对应的阈值区间。在上游有水库存在的情形下，水库变动回水区产卵场栖息地既受上游水库来流影响，又受下游库区水位的顶托作用。当下游水库水位具备调度空间时，流量较小时，一定流量范围内，可以适当降低水库水位来增大AWU值；当流量足够大时，可以适当升高水库水位来增大AWU值；而流量在两者之间时，可参考本研究的水位及生态流量阈值进行调控决策。当下游水库根据调度规程需要控制到一定范围水库水位时，可对照不同水位范围下生态流量需求，优先将产卵场栖息地流量控制在求得的最适生态流量阈值范围内；如流量较小或较大可将产卵场栖息地流量控制在求得的最大最小生态流量阈值范围内；如流量更小或更大，则控制流量向生态流量阈值区间靠拢，同时降低或升高水位在对应阈值附近。因此，针对变动回水区的鱼类产卵场栖息地适宜性调控，分析流量-水位-AWU-生态流量阈值的关系，制定不同流量水位情形的调控策略，结果可准确反映产卵场栖息地适宜性对水库调度的响应，也能为水库生态调度提供必要参考。

现有的栖息地法求解变动回水区生态流量阈值仅仅基于单鱼种的求解，如李福霜等（2023）、Xiao等（2022）的研究，本研究则采用改进栖息地法基于多鱼种进行，求解的生态流量阈值对生态系统需求的反映更加客观，具备较强的生态意义。本文研究成果可以用于其他河道型水库中，特别是在有鱼类产卵场分布的变动回水区，这些水库通常都表现出栖息地适宜性对来流和水库水位变化响应显著的特性，这种特性使得这些水库在生态调度方面具有更大的复杂度和灵活性，同时也蕴含较大的调度空间和潜力。通过合理的生态调度措施，可以更有效地塑造和恢复产卵场栖息地条件。因此，对于在变动回水区有产卵场分布的水库，想要通过优化调控策略实现重塑和修复产卵场的目的，可以借鉴本研究提出的产卵场栖息地重塑目标生态流量和水位阈值区间，并明确相应的生态调度措施，包括调整水库的蓄泄水计划、调度运行方案以及可能的泄洪计划，以营造适宜的水流条件，从而创造适合鱼类产卵的栖息地环境。然而，需要指出的是，本研究确定的产卵场栖息地适宜区间主要考虑了水动力条件中的流速和水深2个因素，在实际调控策略制定中，水温、水质、涨水过程及涨水频率等其他指标也是影响鱼类产卵的重要因素，它们在水库调度运行中的影响同样需要充分考虑。因此，后续研究可以将这些指标纳入进行深入分析，以更全面地评估和优化生态调度措施，而除产漂流性卵鱼类自然繁殖阶段外，鱼类其他关键生活史阶段的栖息地适宜性也需进行重塑与修复（Liu et al，2021；鲁芸等，2023；Lv et al，2023）。此外，不同水库的地理位置、气候条件、水库规模、鱼类种类和生态调度需求都存在差异，因此在制定具体的生态调度方案时，需要充分考虑这些差异，并结合实际情况进行调整和优化（戴凌全，2021；李福霜等，2023）。同时，还需要加强生态调度效果监测评估工作，以及时调整生态调度方案使其适应变化的环境条件。当然，也需考虑水库防洪、发电、航运等效益以充分发挥水库群的综合效益。

4" "结论

（1）基于栖息地法研究结果，三峡水库在145、150、155、160、165 m和天然情形下变动回水区最适生态流量分别为10 002、10 916、14 479、18 810、23 226、9 365 m3/s；最小生态流量分别为：6 543、7 130、9 943、13 713、17 603、6 106 m3/s；最大生态流量分别为：17 028、17 526、23 110、28 291、29 858、15 753 m3/s；最适生态流量上、下阈值分别为13 515、14 221、18 794、23 550、26 542、12 559 m3/s；8 272、9 023、12 211、16 262、20 414、7 736 m3/s。

（2）对三峡水库变动回水区鱼类产卵场栖息地，相同水位情况下，AWU随流量变化先增大后减小；流量较小时，在一定流量范围内，相同流量条件下，三峡水位越低AWU值越高；流量较大时，当超过一定流量后，三峡水位越高AWU值越高；AWU最大值对应的流量即最适生态流量，随三峡水位的升高而增大，而本研究生态流量阈值也随三峡水位的增加而增大。流量较小时，一定流量范围内降低下游水库水位有利于增加AWU；流量较大时，流量增加到一定值后，增加下游水库水位有利于增加AWU；而流量在两者之间时，可参考本研究的水位及生态流量阈值进行调控决策。

（3）水库变动回水区鱼类产卵场栖息地保护调控可参照本文分不同上游流量、下游水库水位工况进行水动力和栖息地模拟，并改进优势度模型求解不同工况下的生态流量阈值，在此基础上制定变动回水区产卵场栖息地调控决策方案。本文研究具有较好的调度灵活性及适用性，可为河道型水库变动回水区产卵场栖息地保护提供一定参考与借鉴。

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（责任编辑" "熊美华）

Ecological Flow and Control Strategies of Fish Spawning Grounds

in the Fluctuating Backwater Area of the Three Gorges Reservoir

YI Ran1， CHEN Xiao‐juan1， YANG Zhi1， TAO Jiang‐ping2， DAI Ling‐quan2， GAO Xing‐chen2，

LIU Hong‐gao1， ZHU Qi‐guang1， XU Wei1， CAO Jun1

（1. Key Laboratory of Ecological Impacts of Hydraulic-Projects and Restoration of Aquatic Ecosystem，

Ministry of Water Resources， Institute of Hydroecology， Ministry of Water Resources and

Chinese Academy of Sciences， Hubei Engineering Research Center of Hydroecology Protection

and Restoration， Wuhan" "430079， P.R. China;

2. Yangtze Eco-environment Engineering Research Center， China Three Gorges Corporation，

Wuhan" "430014， P.R. China）

Abstract：This study identified changes in habitat suitability in the spawning grounds of the fluctuating backwater area of Three Gorges Reservoir （TGR）， and general methods for measuring ecological flow thresholds that protect spawning grounds. The aim of the research was to provide a reference for protecting spawning ground habitat in the fluctuating backwater area of reservoirs and ecological scheduling of reservoirs. The Guangyang-Shituo River section of the fluctuating backwater area in the Three Gorges Reservoir was selected for research， and is highly impacted by the operation of Three Gorges Dam. Eight typical fish species with drifting eggs were the research subjects， including the four major Chinese carps， Coreius heterodon， Rhinogobio ventralis， Rhinogobio cylindricu， and Jinshaia sinensis. Firstly， we calculated the ecological flow thresholds by simulating the habitats of fish spawning grounds and coupling the ecological needs of the eight fish species for spawning， and then regulation strategies were formulated." Results show that the minimum ecological flow at impoundment levels of 145， 150， 155， 160 and 165 m and natural condition were 6 543， 7 130， 9 943， 13 713， 17 603 and 6 106 m3/s， and the maximum ecological flow were 17 028， 17 526， 23 110， 28 291， 29 858 and 15 753 m3/s， respectively. The most suitable ecological flows for the four major Chinese carps， C. heterodon， R. ventralis， R. cylindricu， and J. sinensis at impoundment levels of 145， 150， 155， 160 and 165 m and natural condition were 10 002， 10 916， 14 479， 18 810， 23 226 and 9 365 m3/s， respectively， with the upper thresholds of the most suitable ecological flows of 13 515， 14 221， 18 794， 23 550， 26 542， 12 559 m3/s and lower thresholds of the most suitable ecological flows of 8 272， 9 023， 12 211， 16 262， 20 414， 7 736 m3/s. Furthermore， when the flow is small and within a certain flow range， lowering the water level is beneficial for increasing the weighted usable area （AWU）; When the flow is high， increasing the water level is beneficial for increasing AWU after the flow reaches a certain value; When the flow is between the two flows， the water level and ecological flow threshold in this study can be referred for regulatory decision-making.

Key words：habitat methods; fluctuating backwater area of Three Gorges Reservoir; ecological flow; regulatory strategy; Guangyang-Shituo River section