近日，中国水利水电科学研究院黄真理团队通过提出产卵洄游性鱼类的全新理论研究框架，揭示了长江梯级水坝对中华鲟的定量影响机制，首次估算和预测了葛洲坝、三峡、向家坝、溪洛渡等长江水坝对中华鲟产卵繁殖行为和资源量变动的定量影响，提出了新的保护策略。相关研究成果以“Yangtze Dams Increasingly Threaten the Survival of the Chinese Sturgeon”为题， 11月19日（11月1日上线）以亮点论文发表在国际权威学术期刊Cell旗下子刊Current Biology（当代生物学）上。 Cell Press发布专题新闻稿推介，全球诸多科学新闻媒体和国内媒体（如中国科学报，环球科学）进行了报道。这是该团队在“中国科学•技术科学”（2017，47）和“水产学报”（2018，42）等国内学术刊物发表中华鲟种群数量和水坝影响相关论文基础上的最新研究成果。
水坝对洄游性鱼类的影响是一个全球性的尚未解决的问题。中华鲟是长江中特有的江海洄游产卵型鱼类，国家一级保护动物，也是长江水生态的标志性旗舰物种，具有重要的科学和保护价值。自1981年葛洲坝建设以来，野生种群数量和繁殖规模均呈现持续下降态势。2013年以来，葛洲坝下中华鲟的自然繁殖由连续变为偶发，野生种群已面临“生死存亡”的考验。过去，长江水坝扮演的角色尚不明确，对中华鲟种群的深层次定量机制尚不清晰，制约了针对性保护措施的制定和施行。
图1：水坝对中华鲟的影响和四个理论模型关系
黄真理团队深入挖掘了现有中华鲟研究成果和信息，提出了四个理论模型，包括迁移分布模型（Migration Dynamics Model）、有效繁殖模型（Effective Breeding Model）、历史种群模型（Historical Population Model）、基于环境容量和性腺退化的种群模型（Capacity-and-Gonad-confined Population Model），首次分别获取了中华鲟在长江的时空分布、性腺发育和种群数量变化，评估了长江水坝对中华鲟产卵繁殖的定量影响。结果表明，长江水坝是中华鲟野生种群下降的最重要诱因。1981年葛洲坝截流导致中华鲟洄游距离缩短1175 km，中华鲟性腺发育推迟37天，有效繁殖系数减少为24.2%，中华鲟的有效繁殖群体由1009 尾减少到244 尾。产卵场由原来的冒水—万州800 km江段缩短为葛洲坝下30 km江段，环境容量减少为原来的6.5%。三峡（2002）、向家坝（2012）、溪洛渡（2013）蓄水后，提高了产卵季节水温，导致中华鲟产卵窗口期大幅推迟，使得有效繁殖期缩短为0-13天，有效繁殖群体减少为0-45 尾。中华鲟自然繁殖由连续演变成偶发，种群数量持续下降。因此，有效繁殖群体和产卵繁殖空间的减少是中华鲟野生种群衰退的两个主要因子。如不采用针对性措施，野生中华鲟种群将在未来10-20年里灭绝。
论文提出了针对性措施，即通过梯级水库生态调度等措施控制产卵季节水温升高来维持野生种群的繁殖活动。研究表明，如果在10月22日之前葛洲坝下产卵场的水温降低到18-20℃，中华鲟野生种群数量可维持在葛洲坝截流后的水平。
图2：（A）长江和海洋中野生种群总量和（B）长江中繁殖群体数量变化过程
论文第一作者和通讯作者为黄真理教授。本研究由国家自然科学基金面上项目（51379218）资助。
论文引用：Zhenli Huang & Luhai Wang. (2018). Yangtze Dams Increasingly Threaten the Survival of the Chinese Sturgeon. Current Biology, 28(22): 3640-3647.
论文链接：https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(18)31227-2
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