野生中华鲟十年后灭绝？详解大坝对中华鲟致命一击

帮5买 · 发表于: 2018-11-7 11:42:02

源自：环球科学ScientificAmerican

　　自长江大坝建成以来，野生中华鲟赖以生存繁殖的环境每况愈下，在某些年份已经捕捞不到中华鲟的幼苗。最新的研究指出，如果不对长江环境作出改变，野生中华鲟可能10年以后就会消失。
　　中华鲟是长江最大江海洄游鱼类和旗舰物种，有自古以来固定不变的洄游通道：每年夏季，成年中华鲟会从东海进入长江口，溯江而上，历经一年多的长途跋涉，直到第二年秋季来到它们的繁殖地点──长江上游江段及金沙江一带，进行交配和产卵，之后便顺流而下，重返大海。
　　而当幼鲟逐渐生长，它们也会顺江直下游回大海，大约十年之后，当幼鲟成年，它们又追寻着祖辈的足迹，从大海返回繁育地点寻根产卵。在中华鲟的一生中，繁殖次数几乎不会超过两次。这样的习惯，中华鲟已经保持了1.4亿年，因此有人称中华鲟为“长江的主人”、“水中活化石”。直到1981年，情况发生了变化。

1981年开始的剧变
　　从1981年开始，长江上的大坝陆续建设运营，葛洲坝、三峡大坝、溪洛渡大坝……最近，中国水利水电研究院教授黄真理和王鲁海在Cell旗下子刊Current Biology中发表的论文称，大坝阻隔了中华鲟的原有通道，使其迁移距离缩短了近一半，因为没有足够的水流刺激，中华鲟的性腺大幅退化。随着库容巨大的三峡大坝、溪洛渡大坝的运行，在中华鲟自然繁殖时期，葛洲坝下游的中华鲟产卵地水温大幅上升，中华鲟的繁殖行为对水温极其敏感，因此水温上升意味着中华鲟的繁殖受到极大的威胁，对于整个种群而言可谓是致命一击。在有限的产卵窗口期，中华鲟常因水温不适，而无法繁殖，只能悻悻而归。

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　　据黄真理和王鲁海在论文中所称，在1981年葛洲坝建成之前，长江中的中华鲟数量稳定在1700余尾，但是到2015年则仅余约156尾，国际自然保护联盟红色名录在2010年将其收录为极危物种。而作者在论文中预测，到2020年，中华鲟的数量预计在100尾左右，而到2030年中华鲟数量估计只有20尾，其中雄性中华鲟的数量将为0。
　　此前，虽然已有很多措施用以保护中华鲟，如人工繁殖放流，但是均收效甚微。作者提出，目前首要解决的问题是，降低中华鲟繁殖期间的水温。“生存还是死亡？这是一个问题。”黄真理在接受《环球科学》采访时引用莎士比亚的名言说道。黄教授在2012年以前长期从事三峡工程生态保护及其管理工作，十分熟悉长江水坝及其生态保护。

葛洲坝令中华鲟被迫“搬家”
　　葛洲坝水利枢纽，是长江干流上第一座大型水利枢纽。1981年，葛洲坝工程在宜昌落成，自此中华鲟通过三峡产卵洄游的生命之路被阻隔。
　　1981年1月4日对于葛洲坝的建设是重要的一天：葛洲坝工程大江截流成功。但对于很多中华鲟来说，这是性命攸关的一天。
　　截流之后被阻隔在上游的中华鲟再无返回大海的机会，这对于它们而言意味着死亡。
　　成年中华鲟在海中主要以高蛋白底层鱼虾为食，自进入长江，就开启“禁食”模式，刚进入长江的时候，中华鲟的体重有四五百斤，当他往返数千公里，产卵后回归大海时，体重仅剩两百斤左右，它需要尽快回到大海填饱肚子、补充能量，所以这些无法回归大海的中华鲟失去了存活下去的条件。
　　根据作者介绍，1982年以后，在葛洲坝上游再也没有成年野生中华鲟。“后来，我们去上游实地调查，也没有发现。”

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图解：1981年，由于葛洲坝的合龙，下游的中华鲟无法冲破大坝进入上游，它们聚集在下游，令当年渔民的捕捞量大幅上升。1982年，上游几乎已经没有中华鲟，渔民捕捞量为0。
　　此前，中华鲟的产卵地在长江上游江段及金沙江一带，在长达800公里，有19处产卵地，而葛洲坝建成后，由于大坝的阻隔，中华鲟只能在葛洲坝下游地带活动，繁殖行为发生在长约30公里的水域，稳定产卵地仅有1处。

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图解：葛洲坝建设前后，产卵地位置、数量发生变化
　　体型巨大的中华鲟需要较大的空间交配和产卵。因此，产卵地会限制繁殖中的成年中华鲟的数量。据研究人员的评估，目前产卵地的空间承载能力仅为此前的6.5%。

中华鲟性腺退化
　　中华鲟发生繁殖行为的一个前提条件是性腺成熟，当中华鲟从大海进入长江口时，性腺还未发育成熟，在向长江上游迁移的过程中，性腺逐渐成熟，到产卵场地附近时性腺基本成熟，才能得以产卵繁殖。

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随时间变化，雌性中华鲟体内的鱼卵逐渐增大
　　中华鲟性腺成熟的过程需要消耗有限的性腺脂肪，如果性腺脂肪被消耗殆尽时，性腺依然未成熟，则无法进行繁殖活动。另一方面，性腺成熟需要依靠水流的刺激。
　　葛洲坝使得中华鲟的迁移路线缩短了1175千米，缺失了长江上游水流的刺激，中华鲟的性腺成熟也受到了很大影响。根据作者的计算，这使得中华鲟性腺成熟的时间较此前晚了37天，原本，中华鲟在繁殖期大致为9月15日～11月15日，约60天，现在由于性腺成熟晚，造成繁殖期缩短为约23天（10月22日～11月15日）。
　　在葛洲坝之前，雌性中华鲟的怀卵量很高，平均可达到64万枚卵，雄性的精子活力也很高，寿命也更长。而葛洲坝之后，中华鲟的生育力显著下降，雄性的精子量下降，精子活力也不断减弱。此前有研究表明，1973年～1976年，雄性中华鲟的精子在水中存活的时间为2624秒，1998年～2004年这一时间大幅缩减，仅为923秒，是此前的35.2%，而到了2005年～2006年，这一时间仅为162秒，下降为葛洲坝之前精子存活时间的6.2%。
　　中华鲟在水中完成受精过程，精子活力的降低将直接影响中华鲟受精率，这是显而易见的。

给中华鲟的致命一击
　　中华鲟的繁殖行为对水温极为敏感，尤其是产卵过程，只有在合适的水温条件下，雌性中华鲟才能够产卵。在论文中，黄真理等人指出中华鲟产卵的适宜温度为16.1℃～20.6℃之间，最适合的水温范围是18℃～20℃。
　　在葛洲坝建立之后，由于其库容较小，并没有对水温造成明显影响，但是当三峡大坝投入使用之后，随着蓄水水位的提升，中华鲟繁育时期的水温显著升高，根据黄真理等人的研究，三峡大坝建成后，蓄水高度为135米时，下游水温还未有显著升高，但是当蓄水高度达到156米和175米时，水温升高明显，与葛洲坝建成之后三峡大坝建成之前的水温相比，平均升高了2.7℃，这导致适宜中华鲟产卵的时间再次向后延迟，使其正常繁殖期仅剩0～13天。也就是说，目前，最好的情况，一年中仅有13天适宜中华鲟繁殖，而最差的情况，比如梯级水坝的“叠加影响”，则一天都没有。这就解释了为什么目前中华鲟的繁殖行为越来越难以发现。
　　一直以来，中华鲟的产卵行为都发生在11月15日之前，这也是研究人员所认为的适宜中华鲟产卵的最后时刻，11月15日之后，支撑中华鲟性腺成熟的有限的性腺脂肪就将消耗殆尽，有效繁殖能力大幅降低。
　　2008年，当三峡大坝的蓄水高度达到175米时，首次发现中华鲟的产卵行为发生在了11月15日之后，已属非正常繁殖，其产卵范围及繁殖率都极度缩小。

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　　2013年，库容量仅次于三峡水电站的溪洛渡水电站开始运行，那一年没有观测到野生中华鲟的自然繁殖行为，次年也未捕获幼苗。直到2016年，才再次监测到野生中华鲟的繁殖行为，“那个时候，我们都非常关注，实时关注着水温的变化。”黄真理说。“我们发现，产卵的时候，水温刚好降到适宜产卵的温度。”当年的11月24日凌晨，于葛洲坝大江电厂以下约300米的江段内，中华鲟发生了小规模自然繁殖。当时水温为19.7℃，刚好在最适宜的温度范围内（18℃～20℃）。
　　大库容的水坝对下游水温有很大影响，这在此前就有发现，它们往往造成春季下游水温降低，秋季水温升高，“但是过去忽视了水温上升的影响。”黄真理说。“水温上升对中华鲟的繁殖影响是致命的。”
　　据黄真理介绍，2017年，亦未监测到中华鲟的自然繁殖活动。这意味着自2013年开始，原本每年都有的中华鲟自然繁殖行为，变成了偶发性事件。

人工繁殖放流为何不管用？
　　野生中华鲟的保护工作，从80年代开始至今一直没有停止，人工繁殖放流是主要方法。它切中的是幼鲟成活率低这一问题，雌性中华鲟正常繁殖的情况下，每次能产约64万个卵，但是，其中成活并能够回到长江的中华鲟仅为7～8尾。通过人工繁殖可以降低死亡率，提高存活率。但是黄真理提出，中华鲟一生大部分时间都在大海，只进入长江一到两次，唯一目的就是‘生娃’，如果只放流但没有自然繁殖，那中华鲟回到长江又有什么意义？“维持野生种群的繁殖行为，是一个物种野外生存的前提条件，是更重要的问题，人工放流只能是补充，”黄真理说，“本末倒置就失去了意义。”
　　“了解到水温升高才是对野生中华鲟生存的致命问题，就应该尽早采取针对性措施，在中华鲟繁殖的有效时间内，降低水温。”黄真理说。
　　当然，降低水温并不是容易的事情，“大坝的综合效益是毋庸置疑的，不可能将大坝拆掉。”黄真理说，“我们提出了建设性的应对措施。当前最重要的是需要正视问题，商讨研究具体解决方案。”
　　在黄真理看来，野生中华鲟现在已经到了生死存亡的关键时刻，如果无法尽早采取有效措施，那么，野生中华鲟的灭绝在未来的10～20年将成为可能。

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