【专家视角】《水利学报》｜张云昌等 关于过鱼设施的争论及鱼类保护措施研究

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关于过鱼设施的争论及鱼类保护措施研究

张云昌1，赵进勇2，王翔3，丁洋2，曾庆慧2，李博阳4

1.水利部三峡工程管理司，北京 100053

2.中国水利水电科学研究院，北京 100038

3.长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北 武汉 430010

4.中国建筑设计研究院有限公司，北京 100044

摘要：过鱼设施作为减缓水利工程生态影响的重要措施，其必要性与有效性在我国自葛洲坝建设以来的数十年间始终存在争议。本文采用案例比较分析与理论辨析的方法，透过“救鱼之争”的现象，深入探究了其背后的生态学理论根源与实践挑战。通过梳理葛洲坝、鄱阳湖水利枢纽和三峡水运新通道三个典型案例，揭示了争论背后“人工干预修复”与“保护自然过程”两种生态理念的碰撞，对支持与质疑过鱼设施效果的相关理论进行了辨析。基于强干扰河流生态学理论，分析了当前生态流量、过鱼设施、增殖放流等水利水电工程鱼类保护措施体系的科学性与有效性。构建了系统性鱼类保护策略框架，提出了应从统筹规划鱼类保护措施、重点恢复自然水文情势、系统推进栖息地修复、精准实施增殖放流及科学规划过鱼设施五个维度协同发力，最终实现从单一工程补偿向流域生态系统整体性修复的范式转变，可为推进我国水利工程的生态化建设与高质量发展提供科学参考。

1 关于过鱼设施及鱼类保护措施的相关争论

水利水电工程在促进经济社会发展的同时，也对河流生态系统造成了深远影响，其中对鱼类资源，特别是洄游性鱼类的阻隔影响已成为核心生态争议之一[1,2]。过鱼设施作为缓解大坝阻隔效应的主要工程措施，其适用性与真实效益在国内外仍存在争议[3,4]。我国自上世纪七八十年代起，便在多项重大水利工程中围绕过鱼设施建设问题展开了长达数十年的争论，这反映了在生态保护与工程建设之间寻求平衡的复杂性与艰巨性。这些争论，表面上是技术路线的选择，其深层根源则是在不同工程背景下，对生态修复核心路径的理念认知差异，是不惜代价恢复物理连通性，还是基于生态系统的新现状，采取更适应性的保护策略。本文通过三个典型案例的比较分析，旨在揭示这一理念的演进历程。

1.1 葛洲坝“救鱼之争”

1958年开始，围绕葛洲坝水利枢纽建设，曾引发一场长达二十余年的“救鱼之争”。争论的核心在于是否需修建过鱼设施以保护包括中华鲟在内的长江鱼类资源。当时，以农林部门为代表的“救鱼派”坚持认为“设置适当的过鱼设备是一项必要的救鱼措施”，其目的在于救护中华鲟、达氏鲟、白鲟等珍稀物种，以及铜鱼、鳗鲡和四大家鱼等重要经济鱼类。而以中国科学院水生生物研究所为代表的观点则明确反对修建过鱼设施，指出“修建固定过鱼建筑物难以实现对中华鲟的有效救护”，并强调四大家鱼并不依赖洄游过坝以完成生活史[5,6]。

这场持续二十余年的争论最终以调查发现“中华鲟在坝下江段可以产卵和正常孵化，能在坝下江段依靠自然繁殖维持物种生存”而告终。1982年，国务院据此采纳了“不必修建过鱼建筑物”的建议，转而确立了以人工增殖放流为核心的救护策略。此案例是过鱼必要性与过鱼有效性的首次重大争议及交锋。近年来，随着中华鲟连续出现自然繁殖中断，又激起对当初保护措施决策的反思[7]。

1.2 鄱阳湖水利枢纽争议

鄱阳湖水利枢纽工程以缓解湖区枯水期提前、水位持续偏低等生态与社会经济问题为主要目标，计划在入江水道处修建调控闸门。然而，该工程自构想提出之日起便争议不断，其中以鱼类、鸟类保护及江湖生态连通性问题最为突出。

支持方提出“建闸不建坝、调枯不控洪”的运行原则，即汛期闸门全面开启，不影响行洪及江湖自然连通；枯水期则通过闸门调控维持一定水位，以保障湖泊生态及用水需求。反对方则坚决认为任何闸坝建设都将改变鄱阳湖与长江之间的自然水文节律，阻断鱼类洄游通道，对长江江豚、四大家鱼等物种的生存与繁殖造成不可逆损害；同时改变原有水文条件，将影响鱼类产卵行为[8,9]。

为应对质疑，工程方案提出了设置 1 孔 100m 宽浮箱闸，2 孔 100m、1 孔 60m 宽潜水闸以及 3 线 4 条鱼道等补偿措施，以期减轻对鱼类及江豚洄游的阻隔影响，但相关争论至今仍未平息。争议的实质已超越单纯的过鱼层面，触及了生态水文学与连通性理论的核心，即在高度人工调控的系统中，如何权衡局部生态效益与流域整体生态过程。

1.3 三峡水运新通道过鱼措施之争

自 2013 年三峡水运新通道项目前期工作启动以来，是否应同步建设过鱼设施再度成为争议焦点。农业农村、生态环境等部门指出应在葛洲坝和三峡枢纽补建过鱼设施，恢复长江干流的生态连通性。然而，以中国科学院水生生物研究所曹文宣院士为代表的鱼类学家则认为，三峡成库后河流生态已发生根本性变化，针对农业部门提出的包括中华鲟、白鲟、长江鲟、鳗鲡及四大家鱼等在内的过鱼对象，鱼道等工程措施难以实现有效过鱼，反对在三峡水运新通道项目中新建鱼道。目前，该争论仍在持续。

以上争论将问题推向了一个新高度，在强干扰河流生态系统中，当大坝已彻底改变河流生态环境，传统的、以恢复物理连通性为核心的保护范式是否依然有效？这场争论促使学界与管理层不得不从更系统的视角，重新审视所有保护措施的理论基础与前提条件。

综上所述，我国过鱼设施之争经历了从“救鱼”的技术之辩，到“江湖连通”的系统之辩，再到“范式有效性”的理论之辩的演进过程。争议的核心矛盾也从是否恢复物理连通性，深化为如何在一个高强度干扰的生态系统中实现功能性连通。这些案例表明，缺乏统一、清晰的生态学理论框架是争议长期存在的根源[9]。因此，亟需对这些鱼类保护措施的基础理论进行系统辨析，并最终在强干扰河流生态学的视角下，寻求新的保护策略和解决方案。

2 过鱼设施相关理论辨析

过鱼设施是缓解水利工程对鱼类影响的主要措施，然而其必要性及有效性一直存在争议。本文从支持和反对两方面梳理了相关理论依据，以期为过鱼设施的规划提供理论支撑。

2.1 支撑过鱼设施建设的理论基础

2.1.1 河流连续体概念

河流连续体概念（River Continuum Concept, RCC）由 Vannote 等生态学家于 1980 年提出。该理论将整条河流视作从源头至河口的有机连续生态系统，其物理、化学特性及生物群落结构呈现有规律的梯度变化[10-11]，强调能量流动和生物功能群组成均依赖于河流纵向连通性。水利工程尤其是大坝建设，直接切割了这一连续体，导致上游河流生态系统湖泊化，下游水文节律与泥沙输送机制改变，使洄游鱼类无法完成繁殖与生长循环。过鱼设施通过重建鱼类洄游通道，部分修复了河流在结构与功能上的连续性。已有实践表明，如北美哥伦比亚河（Columbia River）邦纳维尔（Bonneville）鱼道自 1938 年运行以来，年均通过鱼类超百万尾，有效缓解了河流片段化带来的生态影响[12]。过鱼设施的修建可部分恢复鱼类的纵向迁移能力，维持河流生态系统的完整性，但它并非简单地“帮鱼过坝”，而是对河流生态系统整体性、连续性和功能完整性进行主动修复的必然要求。

2.1.2 集合种群理论

集合种群理论由生态学家 Richard Levins 于 1969 年提出，用于描述多个在空间上相互隔离的局部种群通过个体的迁移和基因交流所连接而形成的区域种群系统[13-14]。该理论指出，物种的长期存活不仅依赖于单个栖息地的稳定性，更取决于多个栖息地斑块之间的连接与动态平衡，迁移可有效抵消局部种群的灭绝风险。大坝建设使得上游种群被隔离，成为易受近交衰退和遗传漂变影响的“汇种群”，其灭绝后无法得到自然补充。通过建设过鱼设施可以重建种群间的连通性，通过模拟自然的迁移过程，能够有效补充上游种群的个体与遗传多样性，抵消其灭绝风险，最终保障整个物种在流域范围内的长期存活与健康。研究显示，迁移个体的数量对恢复效果至关重要，例如哥伦比亚河流域（Columbia River Basin）评估认为，每年至少需 1280 尾成年银鲑通过鱼道，才能有效维持上游种群的遗传多样性[15]。相反，缺乏过鱼设施将导致严重遗传退化，如长江流域白龙江段水电工程致使嘉陵裸裂尻鱼遗传多样性下降至 27%[16]，充分表明基因流阻断对种群存续的威胁。

2.1.3 岛屿生物地理学理论

岛屿生物地理学理论由MacArthur与Wilson于1967年提出，系统阐述了栖息地面积与隔离程度对物种丰富度、迁入与灭绝率的影响[17]。其核心思想是岛屿上的物种数量取决于物种迁入率和物种灭绝率之间的动态平衡。在论证过鱼设施的必要性时，岛屿生物地理学理论和集合种群理论得出的结论是高度一致的，即“必须恢复连通性”。两者的区别在于，集合种群理论强调基因交流是维系整个系统存续的生命线，而岛屿生物地理学理论强调个体迁移是维持物种平衡的关键。河流筑坝后，上游河段实质上变为“生态岛屿”，其与下游物种库的隔离导致物种迁入率趋近于零，生物多样性持续降低。过鱼设施通过减轻隔离程度、促进物种迁移，有助于维持上游区域的物种多样性及群落稳定性。该理论与集合种群理论共同指出，生境破碎化背景下，恢复连通是维持种群动态平衡和生态完整性的关键措施。雅鲁藏布江中游的藏木水电站和加查水电站建成后，所建设的鱼道有效缓解了水坝对河流连通性的阻隔作用，能够实现鱼类种群的基因交流[18]。

2.2 质疑过鱼设施效果的相关理论

2.2.1 非生物因子主导论

非生物因子主导论的主要内涵是在生态系统结构和功能中，非生物环境因子，如水温、水文情势、溶解氧、底质等，往往比生物关系，如竞争、捕食等扮演着更为基础性和决定性的角色[19,20]。该原理认为，非生物条件构成了物种生存与繁殖的“绝对阈值”，只有在非生物环境允许的范围内，生物过程才得以发生和发展。生境条件变化使得即使鱼类通过过鱼设施到达上游，其产卵、孵化及幼鱼索饵所需的非生物条件也可能已丧失，繁殖成功概率极低。例如三峡水库蓄水以来，库区生境由流水急流转变为缓流静水，鱼类群落结构发生演替。圆口铜鱼、圆筒吻、长鳍吻鮈等喜急流的鱼类逐渐从库区向上游江段或支流迁徙，鲢、南方鲇、鲤、黄颡鱼等适应静水的鱼类成为库区主要优势物种[21]。在此情况下，过鱼设施若不能伴随生境功能的恢复，仅成为“生态盲道”，无法实现种群延续的根本目标,这对河流水电规划与河流生境保留提出更高要求。

2.2.2 生态陷阱理论

生态陷阱理论揭示了动物栖息地选择行为在人类干扰下的不适宜[22-24]。该理论认为，动物依赖世代演化的环境线索，如根据水流速度、化学信号等选择栖息地，但人类活动导致这些传统信号与栖息地实际质量脱节，形成“信号－质量错配”。过鱼设施本身可能成为一种强烈的误导性线索，吸引鱼类耗费巨大能量通过后，进入一个条件恶劣、繁殖成功可能性极低的“生态死胡同”。尽管部分鱼道可实现较高的通过率，但鱼类后续死亡率惊人，种群实际补充率低。例如瑞典于默河（Umeälven）的红鲑鱼鱼道通过率达 83%，但最终仅少数个体成功抵达产卵区[25]。对加拿大塞顿-安德森流域（Seton-Anderson watershed）水坝及鱼道的声学标记实验显示，下游红鲑鱼（Oncorhynchus nerka）成鱼的鱼道通过率为86%，通过后在上游湖泊死亡率达到 27%，抵达产卵区的存活个体仅剩 49%[26]。生态陷阱理论和非生物因子主导作用原理得出的结论非常相似，但它们是从不同的因果路径出发的，两者是互补关系，而非重复。说明在河流水电开发中必须改变原来首尾连续开发的方式，为生物生存与繁衍留出足够的栖息地。

2.2.3 自然选择与人工选择

自然选择由 Charles Darwin 和 Alfred Russel Wallace 提出，是进化生物学的基石理论[27]。其核心是环境对生物个体的性状进行筛选，更适应环境性状的个体有更高的生存和繁殖机会，从而导致这些性状在种群中比例上升。人工选择是自然选择的一种特例，其选择压力来自人类有意识或无意识的筛选。大坝本身是一种强大的选择压力，它选择了那些不依赖洄游或能适应静水的物种，而过鱼设施是试图抵消这种压力的人为干预。过鱼设施可能并非生态中立的通道，而是一种强大的人为进化压力，设施内部的水力条件会主动筛选出那些具有强游泳能力的个体，使其得以通过并完成繁殖。长期而言，这种持续的人工筛选会导致上游种群遗传多样性下降、适应潜力窄化，削弱了种群应对未来环境变化的能力，与生物遗传进化研究不符合。该理论提示生态干预措施必须考虑其进化后果Agostinho 等对巴西 75 个水库的鱼类群落监测发现，水库生态系统物种丰富度普遍较低，平均仅有 30 种鱼类，且随着水库运行时间增加，物种丰富度进一步下降。此外只有 5%的水库有三种以上的迁徙物种，超过 50%的水库缺乏迁徙物种[28]。

2.3 过鱼设施建设的理论悖论与生态权衡

本节综述了支持与质疑过鱼设施建设的多重生态学理论。显然，其必要性并非一个非黑即白的简单命题，而是深植于不同生态学理论框架下的复杂悖论之中。这些理论共同勾勒出一个核心矛盾，旨在修复连通性的工程措施，如何确保其有效性、避免工程过渡开发导致物种丧失的生态风险。

2.3.1 连通性恢复与生境质量的悖论

从种群与群落的宏观尺度及长期进化视角看，基因流和物种迁入是维持生物多样性与进化潜力的基础。大坝造成的片段化是对这一生态过程的根本性破坏，因此，恢复连通性是一种必然的、正确的生态补偿方向。河流连续体概念为此提供了整体性的科学支撑，强调河流纵向连续性的不可替代性。核心理论争议在于物理连通性的恢复是否引发生态功能的恢复。河流连续体、集合种群等理论强调了连通性的基础地位，而非生物因子主导论和生态陷阱理论则指出，在生境基础功能已丧失的背景下，单纯的通道建设可能无效甚至有害。

2.3.2 短期种群维持与长期进化保护的权衡

过鱼设施的核心目标在于缓解大坝对鱼类种群的隔离效应，阻止其数量急剧下降。然而，从进化生态学视角看，过鱼设施本身可能成为一种新的人工选择器，导致上游种群遗传基础不断窄化，那些在自然条件下具有重要适应价值但不利于通过鱼道的基因型将逐渐流失。最终，虽短期种群数量得以维持，却可能牺牲了种群应对未来环境变化的进化潜力。有效的生态保护必须同时兼顾当下种群存续与未来进化潜力，因此过鱼设施的设计应尽可能模拟自然通道的水力特性，降低选择强度，并通过监测种群遗传结构的变化，及时调整运行方案。

2.3.3 适应性管理通向理性实践的必由之路

上述理论悖论和权衡并非意味着过鱼设施有效或无效，而是要求决策者必须在建设过鱼设施前，充分了解河流生态系统特征、鱼类的生态习性、大坝运行方式以及建坝之后上游栖息地的生境变化，科学进行判断。对于上游河段生境保留较为完整的低水头枢纽，应以河流连续体概念为指导，重点评估大坝上下游河段在生态功能上的阻隔程度，过鱼设施的目标定位于最大限度保障不同生态功能区之间的连通性；对于流域连续多级枢纽，并且各斑块栖息地质量尚可时，应以集合种群理论为指导，评估不同局部种群间的遗传分化程度，通过过鱼设施重建种群间的迁移廊道，增强集合种群的韧性；对于上游生境已发生根本性改变的高坝大库，应严谨评估库区生境适宜性，避免形成生态陷阱，当上游生境已丧失但存在可修复可能时，应将过鱼设施建设与生境修复措施联合实施，通过恢复水文节律、重建产卵场等措施，使库区重新具备相应生态功能，确保鱼类生活史完整性。另外，过鱼设施不应被视为一劳永逸的工程解决方案，而应作为一个需要长期监测与适应性管理的生态工程。通过系统监测过鱼效率、种群动态、遗传多样性等指标，不断优化设施设计与运行模式，才能使过鱼设施从象征性的生态补偿，蜕变为负责任的、基于证据的保护科学实践。

3 基于强干扰河流生态学对当前鱼类保护措施的思考

3.1 强干扰河流生态学理论基础

河流生态系统研究的重点是水生生物与环境因子之间的复杂、动态、非线性关系，其核心问题是研究河流生态系统结构、过程和功能。在大坝阻隔、航道建设、梯级水库累积影响、过度取水、河渠硬化等强干扰人类行为影响下，水域生态系统内关键生态过程、结构和功能已发生巨变，形成了新型生态系统类型。为深刻理解这种新型生态系统的特点，并进一步指导水利工程的建设运行，张云昌等[29]提出了强干扰河流生态学研究框架与技术体系，为生态友好的水利水电工程运行管理方法提供理论基础。

强干扰河流可定义为河流生态系统受到自然、人为因素或二者的共同干扰下，使系统的某些要素或系统整体发生不利于生物和人类生存要求的量变和质变，系统的结构和功能发生与原有的平衡状态或进化方向相反的较大位移。具体表现为，河流生态系统基本结构和固有功能的破坏或丧失、生物多样性下降、稳定性和抗逆能力减弱及生产力下降。强干扰河流具体特征体现在三个方面：一是物种组成发生剧烈变化。首先是特征种、优势种消失，然后从属种类相继消失，伴生种迅速发展，生物多样性发生变化，经济价值降低，生态功能衰退；二是层次结构简单化。种类组成发生变化，优势种群结构异常。群落结构矮化，整体景观斑块呈破碎化；三是食物网结构趋于简单化，食物链缩短，部分链断裂和解环。在强干扰河流生态学体系中，水生态系统保护和修复的三条基线：一是人类生存所需导致水工程不可或缺；二是水工程对生态系统带来了系统性影响，有些影响甚至是不可逆的；三是过去的实践证明，通过采取措施，我们能消除或者减轻工程对生态系统的影响。

3.2 从强干扰河流生态学角度审视鱼类保护措施

3.2.1 鱼类保护相关措施的总体评价

生态环境部 2023 年发布的《关于进一步优化环境影响评价工作的意见》（环环评〔2023〕52 号）中指出，水利水电项目应重点关注生态流量泄放、过鱼、增殖放流、分层取水、栖息地保护、生态修复等措施及其落实情况。重大水利工程建设的生态保护和修复措施进一步强化，过鱼设施、替代生境建设等逐步成为水利水电工程的标配。

生态流量泄放措施保障了下游基本生态需求。2023 年 4 月，水利部印发《已建水利水电工程生态流量核定与保障先行先试河湖名单和工程名录》，选取 168 条（个）典型河湖和343个已建水利水电工程开展生态流量核定与保障先行先试。2025 年 6 月，水利部联合其他五部门共同发布了《河湖生态流量管理办法（试行）》。该办法针对生态流量管理部门的职责、管控指标的设定、泄放与调度、监测与预警，以及监督评估等五个关键方面，提出了详尽的规定和明确的要求。

过鱼设施是水利水电工程生态保护措施中的重要内容之一。据不完全统计，截至 2023 年我国已建过鱼设施数量达 210 余座，其中鱼道占比高达 67%，而且还有大量已规划、未建的过鱼设施工程。近年来，经不断实践摸索，我国过鱼设施效果取得明显提升，黄金峡鱼道、孤山鱼道年过鱼量达 50 万尾，乌东德集运鱼系统 2021 年投入运行，截至 2025 年累计过鱼超 60 种、17 万尾，包括全部 10 种主要目标种类及河段全部 8 种国家二级保护动物，最大过鱼体长超过 1m。但同时，过鱼设施过鱼效果不理想的现象仍然存在。技术层面，进口选址不合理，诱鱼效果差、局部流速超标、流态紊乱、出口鱼类趋流反应弱等问题仍是制约鱼类成功上溯的关键因素[30]。但更深层次原因，是在规划、论证、设计、建设过程中对工程学和生态学统一认识不足的问题。过鱼设施是典型的交叉学科，涉及鱼类学、生态学、水力学、水工学等，若缺乏对鱼类的了解，不满足鱼类的需求，再精致的鱼道也难以过鱼；若不结合工程特性，再合理的鱼道也难以落地实施；若不符合生态学原理，即使鱼类通过鱼道，也不一定真正起到鱼类和生态系统保护的作用[31]。因此，必须打破学科壁垒，加强多学科协同研究与实践，从生态学、鱼类行为习性、水文水动力条件、工程结构设计等多维度进行系统性优化，才能真正提升过鱼设施的运行和生态保护效果。

增殖放流在水生生物资源衰退的水域，是一种行之有效的技术手段和途径。2024 年国务院办公厅《关于坚定不移推进长江十年禁渔工作的意见》中，要求科学规范开展增殖放流，持续扩大中华鲟等珍稀濒危物种人工保种和增殖放流规模。增殖放流实施后，增加了水生生物资源、维护了生态平衡，连续多年大规模的水生生物资源增殖放流工作，增加了生物资源量、优化了种群结构、改善了生态环境，尤其是在一些特定水域和特定物种上成效显著。但是要科学高质量地开展水生生物资源增殖放流，必须要深入思考和准确回答放什么、放多少、放多大、哪里放、何时放、怎么放等六大核心问题[32]。

分层取水是减缓水库或电站下泄低温水生态影响的关键工程技术措施。水温作为影响鱼类繁殖、生长与洄游等生命过程的关键环境因子，是生态系统健康的重要调节变量，因此维持天然水温节律对于维系河流生态完整性与生物多样性具有重要意义。近年来，我国在大型水电工程中积极推进分层取水技术的应用，乌东德、白鹤滩、溪洛渡、光照、糯扎渡等水电站均采取了叠梁门分层取水措施，并相继建成投入运行[33]，在一定程度上缓解了低温水下泄对下游河流生态系统的负面扰动。然而，对于水深较大、水温分层现象显著、梯级累积影响大的高坝大库，仅依靠单一工程措施难以完全消除低温水影响。在此类复杂条件下，如何创新电站取水方式、优化水流掺混条件，通过梯级水库群联合生态调度，实现全流域尺度的水温协同调控，成为提升低温水缓解效果的关键方向，亟待进一步深入研究与实践探索。

3.2.2 认识单一措施的局限性，科学规划鱼类保护措施

当前水利水电工程普遍采用生态流量泄放、过鱼设施、增殖放流、分层取水、栖息地保护等生态保护措施，其实际效果呈现显著的局限性与不均衡性，其最主要的原因是部分工程过分注重单一措施，没有从流域尺度科学规划鱼类保护措施。例如，推进过鱼设施建设的过程中，部分情况下还需要对鱼类过坝后的栖息地进行修复，以提高鱼类通过过鱼设施之后的生态适应性。水利枢纽工程建成后鱼类生境从流水态河流转变成静水态湖库，势必导致鱼类优势群落从流水型鱼类转变为静水型鱼类，过鱼设施建成后将坝下流水型鱼类引导至静水区域的科学性，是过鱼设施建设论证及过鱼目标选择时首先需要解决的问题[34]。其次，修建过鱼设施，应确定是否匹配了相应的生境修复措施或目前的生境条件能否支撑过坝鱼类完成生活史。满足以上两个条件才能解决鱼类过坝的生物学问题。应以实事求是的精神和科学求实的态度规划和建设过鱼设施。

生态流量泄放、过鱼设施、增殖放流、分层取水、栖息地保护五项措施并非彼此孤立的，而是一个环环相扣、互为支撑的有机整体，共同构成了水利工程鱼类保护的完整技术体系，其逻辑框架如图 1 所示。栖息地保护是鱼类保护的核心目标与根本基础，所有保护措施的最终目的都是为了维持和修复健康的鱼类栖息地，确保其面积、质量和连通性。如果栖息地本身已经退化或消失，那么其他措施都将失去意义。生态流量泄放模拟自然水文节律，为过鱼设施提供吸引和诱导鱼类的水流；为栖息地提供必需的水量和水文过程，淹没滩地、塑造河床、触发鱼类产卵行为；输送增殖放流的鱼苗，并为其提供生存空间；与分层取水协同，调节下游水温场。过鱼设施与分层取水是关键的工程补偿措施，增殖放流是生物种群层面的补救手段，依赖于其他措施的实施效果。科学的鱼类保护，是一个从“单一工程思维”转向“流域生态系统管理思维”的过程。其核心是以强干扰河流生态学为理论依据，以详实的生态环境调查为基础，以流域为尺度，清晰识别主要生态影响，然后有针对性地组合运用多种鱼类保护措施，并通过长期监测和适应性管理来确保其有效性。

3.2.3 把生境保护与修复摆在最重要的位置

生态学基本原理表明，生境异质性是维持流域生物多样性的关键驱动因子。生境不仅仅是空间概念，它是包含水文情势、水质、河床底质、河道形态、岸坡植被等多种要素的复杂系统。自然河流系统中，由深潭、浅滩、急流、缓流、岸滩、江心洲、洪泛区及滨岸植被构成的复杂地貌单元，共同形成了独特的微栖息地，决定了水生生物群落的分布、丰度及种间关系[35]。水利水电工程最关键的影响在于其通过淹没、水文情势均一化及河道形态简化，系统性破坏了自然形成的生境异质性。因此，关键生境结构的保护与修复，就是保护物种赖以生存的物理基础，其效益远胜于其他修复措施。

不同的水生生物对其生境的要求极为苛刻。维持良好的生境质量是鱼类能够完成生活史的重要保障：产卵场需要特定的水流速度、水深及底质条件；索饵场需要丰富的饵料生物，这些生物又依赖于特定的水生植物和底质环境；越冬场需要特定的水深、水流缓和、能躲避天敌和寒冷的环境。

在水利工程建设其他的修复措施中，生态流量泄放主要解决鱼类所需水量和完成某一特定生活史的问题，但无法完全替代自然水流对河床形态的塑造作用；过鱼设施主要提供鱼类洄游通道，但如果坝上坝下的栖息地都已退化，鱼即使通过了水坝，也无法找到合适的生存环境；增殖放流是一种人工补救措施，但需强化野外健康生境对容纳和支撑放流群体完成生活史的作用，以利于逐渐形成自然种群。德国 Johannes Radinger 团队通过在 20 个湖泊中持续 6 年的实验观测，表明基于生态系统的生境管理比增殖放流更有效[36]。一旦关键栖息地，如深潭、浅滩、河湾、洪泛区等地貌单元因水库建设被淹没或破坏，其损失几乎是不可逆的。因此在河流生态修复中，要将生境保护与修复摆在最重要的位置。

4 关于鱼类保护策略的建议

基于前述争论案例所揭示的现实困境与理论辨析所明晰的科学悖论，在高强度开发背景下，我国鱼类保护策略必须从传统孤立的补偿性措施转向基于系统性、适应性管理的综合性框架。需直面前述理论悖论，立足于强干扰河流生态系统的现实，构建一个层次清晰、重点突出的策略体系。从强干扰河流生态学的视角审视鱼类保护策略，即必须接受生态系统已发生根本性改变的现状，并在新的生态环境基础上，以维持生态系统健康为目标，寻求开发与保护的新平衡。据此，提出以下五方面建议。

4.1 总体原则：以流域统筹为规划总纲

根据河流连续体及功能过程区（Functional Process Zones，FPZ）概念，流域中不同河段具有不同的水文地貌特征和生物组成，这些区域在流域当中发挥着不同的生态功能，具有相应生物群落结构。因此，应根据不同河段的水文地貌特征、生物组成及生态功能，科学确定不同河段的保护与修复目标，并据此制定具有针对性的保护与修复措施。同时，参考欧洲多瑙河、美国密西西比河等大河保护与治理经验[37]制定和实施流域层面统筹推动的保护措施，这比散点状开展的保护与修复更容易取得效果。

建议构建“流域-河段-工程”鱼类保护三级规划体系。鱼类洄游是一种大尺度的生物迁徙活动，仅在水电工程所在地建设过鱼设施，忽视全流域鱼类洄游空间格局，显然具有很大的局限性[38]。因此，在流域层面，基于河流水文地貌特征、生物组成和生态功能分区，识别关键生态功能区、生物廊道和敏感区域，划定保留区、保护区、修复区等；在河段层面，根据水工程布局和累积影响评估，明确各河段的主导生态功能；在工程层面，针对具体工程的影响范围和程度，制定个性化的组合措施方案。同时建立流域尺度的生态监测网络，定期评估保护措施的有效性，并根据监测结果动态调整规划方案。

4.2 实施路径

4.2.1 优先推进生境修复

生境异质性是维持流域生物多样性的关键驱动因子，也是鱼类完成完整生活史的基础保障。一切其他鱼类保护措施的生态有效性，都依赖生境条件的保障。保障主要土著鱼类能完成完整的生活史是梯级水库开发的首要原则。在规划阶段，应秉持生态优先理念，避免梯级水库首尾相接，应该保留一定长度的自然流水河段，确保当地主要鱼类能有效繁殖，完成生活史。同时应保持河段具有较完整的纵向连续性和横向连通性，能够维持河流水文地貌过程和生态功能的正常运作。特别是在生物多样性热点区域，应该设立保护区，限制开发，为特有鱼类保留最后的避难所。对于位于重要生态功能区、对鱼类及生态系统已造成重大影响的已建成的梯级水库，应充分开展论证，必要时进行拆除，以保障主要土著鱼类能完成完整的生活史。在干流梯级无法拆除的情况下，应研究支流保护与修复，形成替代生境，满足主要土著鱼类完成完整的生活史需求。

河漫滩是河流生态系统中最具生产力和生物多样性的区域，为鱼类提供了重要的产卵场、索饵场和避难所，因此河漫滩与沿岸带生态修复是提升栖息地质量的重要途径。可通过地形改造、植被恢复和水文调控等综合措施，重建河漫滩的生态功能。具体包括，恢复河漫滩的微地形改造，创造多样化的水深和流速条件；种植适生的水生和湿生植物，提供饵料生物和庇护场所；建立与水文过程相适应的植被管理方案，保持栖息地的动态稳定性。德国莱布尼茨淡水生态与内陆渔业研究所在 20 个湖泊开展了为期 6 年的全湖实验，比较了鱼类增殖放流、增加粗木生境、创建沿岸浅水区三种措施的生态效果，结果表明，创建沿岸浅水区使鱼类丰度增加 2.71 倍，幼鱼丰度增加 5 倍以上，有效促进了鱼类自然繁殖[36]。表明了基于生态系统的生境管理效果优于单一物种导向的人工放流。

水工程生态化改造是恢复水文条件、恢复生态连通性等的重要途径。对已建水利工程，气体过饱和改善措施、护岸形式改造等。具体而言，生态流量泄放设施应结合下游生态需求进行精细化设计，不仅要保证流量，还要关注水流过程、水温、溶解氧等关键水质参数的恢复，例如通过分层取水设施缓解下泄水温过低问题，或通过优化泄流孔口位置以及泄洪方式和出流口形式改善气体过饱和现象。护岸改造则应摒弃传统的硬化、渠化模式，基于根土复合团聚体原理，将植物作为一种活体工程材料进行推广使用，维护滨岸带立地条件，恢复水陆交错带的生态功能，为生物提供栖息、觅食和繁殖场所。此外，还应积极探索电站尾水渠生态化改造、库区消落带湿地化改造、沉积物管理等一系列辅助措施，形成多维度、全过程的生态化改造体系，最大限度减轻工程对河流生态系统的干扰，推动人工－自然复合生态系统向健康、稳定方向发展。

4.2.2 恢复关键水文情势

河流通过水文情势驱动着生态系统的物质循环、能量流动与信息传递，甚至决定了河流的物理形态、生物群落与生态功能，也直接影响着鱼类的繁殖、生长和分布模式。在当前水利水电工程高密度建设、河流水文情势大幅改变的背景下，关键时期、重点河段的水文情势塑造将成为鱼类保护的有效措施之一。

首先，生态调度方面应突破单纯泄放固定生态流量的初级阶段，应深入研究不同鱼类的生态水文学需求，识别繁殖期、索饵期、越冬期等关键生态期的水文需求。例如，在四大家鱼繁殖季节，通过模拟自然洪峰过程，制造适当的水位涨落刺激，可有效促进其自然繁殖行为。自 2011 年以来，三峡枢纽已连续 15 年通过“人造洪峰”等方式促进其自然繁殖，调度方式从单次试验逐步优化为梯级水库群联合调度。宜都江段四大家鱼产卵量从 2011 年的不足2 亿粒攀升至 2025 年的 310 亿粒。而针对裂腹鱼类等产粘沉性卵的鱼类，除了一定流速刺激产卵外，还需要维持其产卵季节水位的相对稳定，避免水位大幅下降造成卵苗干死。因此，需要针对不同保护目标制定差异化的调度方案，建立基于鱼类完整生命周期的精细化调度体系。

其次，除河流自身的水文情势，江湖之间的水文联系同样重要。目前长江流域绝大多数通江湖泊均被闸坝阻隔，对江湖洄游性鱼类索饵、育肥、繁殖、越冬等重要生活史过程造成影响，修复江湖之间的连通性及水文联系对于长江中下游鱼类具有重要意义。建议在鱼类江湖迁徙的关键季节，通过闸门调度、闸门改造、建设过鱼通道等措施，恢复江湖水文连通，实施灌江纳苗，根据不同鱼类的产卵节律、江河洪水发生过程、湖侧洪水接纳程度等制定科学化的管理方案，包括建立基于鱼类繁殖节律的开闸时间表、优化闸门开启方式和持续时间、控制适宜流速等[39]。

随着我国流域防洪工程体系的日趋完善，洪水过程被有效约束于人工河道内，致使洪水自然泛滥平原的周期性淹没机制受阻，其与主河道的横向连通性显著减弱。由此，依赖间歇性洪水补给的大量季节性湿地生境萎缩，同时，农业围垦导致自然湿地大量丧失，生态功能出现系统性退化。建议在对传统蓄滞洪区开展研究的基础上，将部分蓄滞洪区恢复为湿地，通过水文连通、生态化改造及优化调度，使之形成深浅不一的水体、滩涂、沼泽和草甸，为鱼类、两栖类、鸟类以及水生植物提供多样化的栖息环境，维持和恢复区域生物多样性。从生态系统角度看，将蓄滞洪区改造为湿地，使蓄滞洪区不再是被动防灾的工程设施，而是主动提供多种生态系统服务价值的生命共同体，最终实现人与洪水和谐共存、人与自然的可持续发展。

4.2.3 科学实施增殖放流

增殖放流是水利水电开发中鱼类恢复和保护的常用手段，可快速起到补充野外群体、恢复鱼类资源的作用。但科学选择放流种类是增殖放流成功的前提，不仅要考虑物种的遗传多样性，更要高度重视放流鱼类对当地水域环境[40]，尤其是筑坝后生境变化的生态适应性。应充分评估其对于当前水文情势、水温、饵料组成等环境因子的适应能力，如果放流种类不适宜放流水域的生态环境，放流效果将大打折扣。例如在首尾衔接的梯级水库中放流急流性鱼类，可能面临水文情势和饵料生物难以支撑鱼类完成生活史的情况。同时，也要评估放流种类对当地鱼类生态位的干扰，避免对天然鱼类群落结构造成冲击。

放流规模应通过生态承载力进行评估，或通过种群动态模型计算适宜的放流数量，一方面避免放流数量过少，无法形成种群规模，另一方面避免过度放流造成生态位挤占。同时，放流前驯化是提高鱼类存活率的关键环节，应该建立规范的野化训练流程，包括训练鱼类捕食活饵的能力、识别和躲避天敌的行为、适应自然水流环境能力等，确保鱼类具备必要的生存技能后再进行放流，以保证鱼类可以顺利生长繁殖，真正起到恢复鱼类资源的目的。

4.2.4 因地制宜建设过鱼设施

过鱼设施规划建设应采用系统化思维及科学的态度，基于鱼类需求、生境现状及生态学理论进行系统论证。应深入探究不同水文情势与生境条件下鱼类的洄游习性及适应策略，在规划阶段充分论证鱼类的洄游需求以及坝上、坝下生境条件是否支持过坝鱼类完成完整的生活史，避免形成“生态陷阱”。

过鱼设施的服务对象是鱼，过鱼设施设计应该坚持“以鱼为本，因鱼施策”的原则。每种鱼类有各自的生态习性和洄游需求，应摒弃单纯以保护级别、名贵属性来确定过鱼对象的简单思维，应综合洄游需求、过坝对完成生活史的作用以及在生态系统中的价值进行评估，确定过鱼的必要性、过鱼种类和过鱼时间。具体设计中，过鱼设施应紧密结合目标鱼类的生物学、生态学、行为学特性，设施应符合鱼类洄游及通过需求，确保有效诱集、高效通过并抵达上游栖息地。

过鱼设施还需“结合工程，因坝制宜”。对于径流式低坝，其对水文情势及河流生境的影响程度较为有限，工程建成运行后相应河段基本能够发挥原先的生态功能，满足原先鱼类的繁殖、索饵及越冬需求。过鱼设施类型也应尽可能采用鱼道、仿自然通道等类型，最大程度恢复洄游通道的畅通。对于梯级开发、首尾相接的高坝大库，库区生境较原先的河流生态系统发生巨变，则应对工程调度运行方式，库区的生境演变、鱼类组成、生态承载力等方面开展研究分析，评估鱼类过坝的适应性和有效性，科学进行过鱼设施规划。过鱼设施类型也可选择放流水域选择更加灵活的集运鱼系统，例如乌东德水电站集运鱼系统，通过将过坝鱼类运输至库区流水河段及支流以保障鱼类生境适应性。

同时，鉴于生境在生态系统保护与修复的重要性，为确保鱼类过坝后其完整生活史得到有效保护，建议过鱼设施与水文情势修复、关键生境修复协同推进，形成完整的“通道-水文-栖息地”三维保护措施体系，使过鱼设施真正发挥生态效益。

5 结语

本研究通过剖析国内重大水利工程中关于过鱼设施的长期争议，揭示了其背后“人工干预修复”与“维护自然过程”两种生态理念的深层冲突。通过系统梳理支持与质疑过鱼设施的两派生态学理论，表明过鱼设施有效性判断需基于具体生态情境，不存在普适方案。河流连续体等理论强调连通性的必要性，而生态陷阱等理论则警示在栖息地功能改变后盲目建设可能面临的风险。

基于强干扰河流生态学视角，认为当前鱼类保护措施需从“工程补偿”转向“生态系统修复”。必须认识到，在对河流高强度开发背景下，任何保护措施的成功都取决于栖息地质量的保障。因此，应将生境保护与修复置于最优先地位，使过鱼设施、增殖放流等措施在以生境恢复为核心的框架中协同发挥作用。

未来鱼类保护应建立更精细的决策框架，统筹水文情势恢复、栖息地修复、科学增殖放流和过鱼设施建设，形成系统性保护策略。最终目标不仅仅是让鱼类过坝，更是要恢复河流生态系统的整体健康，实现开发与保护的真正协同。

致谢：感谢中国水产科学研究院东海水产研究所庄平研究员、中国水产科学研究院长江水产研究所陈大庆研究员、暨南大学韩博平教授、湖北工业大学刘德富教授、中国长江三峡集团有限公司陈永柏正高、中国华能集团有限公司樊启祥正高、生态环境部刘陶根处长对本文提出的建议。