日本茶道之邦话鱼道.docx

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日本茶道之邦话鱼道

日本：

茶道之邦话“鱼道”

　　法律推进理念转变

　　鱼道不仅仅要成为鱼类的通路，更应该成为鱼类可以生存的环境。

　　河川内设置的水坝、砂防大坝和堰堤等设施会阻碍鱼类的洄游和移动，使河川内鱼类生存和河川生态系统受到影响。

为了减轻或者解除这些横断建造物对鱼类的影响，人们专门设置了水路。

这个水路被叫做鱼道。

　　1991年，日本建设省推出了鱼类容易嗍上的河川建设实施计划，以此促进鱼道设置和改善。

1997年，《河川法》的修订把河川的环境整备和保护追加到其目的之中，使得河川的改修出现了一个拐点。

鱼道不仅仅要成为鱼类的通路，更应该成为鱼类可以生存的环境的思想随之诞生。

　　最初设置鱼道的目的着重于保护像香鱼、鲑鱼、鳟鱼这类一生需要在河川的上游、下游以及大海之间来往的鱼类资源。

但近年来，出于保护生态系统的角度，除了那些游泳能力比较强的鲑鱼、鳟鱼类以外，个体比较小的虾、蟹等无脊椎动物，即使生活在河内的生物没有如上鲑鱼、鳟鱼之类需要的移动，但是随着生长的不同时期，小规模的生活圈的移动也被划归为鱼道建设的目的之列。

　　农田整备时被分离的水路和水田的鱼类等等也被当做鱼道建设的考虑因素。

还有一些鱼类，本来生活在河川、水路之内，但是在汛期会到被淹没的河边、芦苇地、灌溉农田等地方繁殖。

在这样的背景之下，诞生了水路和水田链接的水田鱼道。

　　当河川遇到阻隔

　　砂防大坝和水利发电为我们的日常生活带来了很大便利。

若是从鱼类的角度来看，这些砂防大坝、水坝、堰堤是非常碍事的。

　　据1999年的统计，日本有砂防大坝53028座，落差在5米以内的堰有83578座。

这就是说每4.5平方公里的国土上，就有一个砂防大坝（不包括各个省市自治区建立的）。

此外，日本还建有大量储水水坝，到2002年就已经有3109座。

　　砂防大坝和水利发电为我们的日常生活带来了很大便利。

但是，若是从鱼类的角度来看，这些砂防大坝、水坝、堰堤是非常碍事的。

　　这些砂防大坝大多数建在1970年以后，也就是说，鱼类及其他水生物的生息场所的缩小是最近三十年的事。

到底这些河川构造物对鱼类有多大的影响，目前在日本国内尚有争议，但在日本已出版的文献中，有下面几方面的提法：

　　多样性的减少：

在北海道南部的38个水系100地点里，有一部分河川设有砂防大坝，处于分段状态，也有一部分河川没有砂防大坝，处于自然状况。

自然河川里生存有18种鱼类，但是中断河川中仅仅有6种鱼类，并且在这6种之中，有2种是外来鱼类。

除了鱼类之外，需要在海水中完成一部分生活史的虾类、幼生阶段需要寄生在特定种类的鱼组织内完成生活史的贝类也有所减少。

　　小集团化导致绝灭：

片段化的河川，对洄游鱼类来说影响是致命的。

那么对不洄游的鱼类呢?

这些不洄游的鱼，本来可以与稍微下游的种群进行交流，但当河川分段之后，种群被完全孤立起来。

这样的小集团，会由于种数变动的确率性导致灭绝，被分段化之后的四十年之后会出现灭绝现象。

同时小集团内近亲交配的几率增加，因此有害基因容易表现出来。

从鱼类DNA分析结果看，被分离的个体遗传多样性低下，主要表现在个体的生存率、繁殖率低下。

另外，在日本还出现了变动非对称的现象，主要是鱼类背鳍的变形。

　　生态系的变化：

河川是一个连续的体系。

山地的河畔林为溪流提供了落叶等有机物。

河川的能源，从上游被生物利用开始，就改变着形态。

如果河川被分段化，这些能源的供给就会被中断，下游的生态系统的机能会随之发生变化。

其结果不仅仅是造成对鱼类的影响，而是对整个流域，以至于对整个水域造成影响。

只着眼于鱼类的话，被分段后，上游鱼类种群的减少，会导致鱼类之间竞争缓和，自然淘汰作用变弱，种群的遗传生长也随之变差。

另外，水坝使得本来把海里的营养带到河川的鲑鱼、鳟鱼类不能如期地达到目的。

由于众多大坝的影响，日本河川导致鱼类不能把大海的营养带到上游森林。

在美国，由于大坝的建设致使某些鱼类灭绝，以这些鱼类为食的22种鸟类和哺乳类也连锁绝灭。

　　涸游能力的丧失：

在日本北海道的河川里有一种红点鲑属的鱼类。

这种鱼主要生存在水温15度以下的山地溪流地带。

每年四五月份，这种鱼体色变为银色之后降下大海，当年的秋天返回自己出生的河川。

但是并不是所有的个体都要降下到海里，有一部分一生都留在河川内。

习惯上把体色银化的叫降海型，把留在河川的叫残留型。

习惯上把大坝下游的鱼移植到大坝上游，经过四年的观察，几乎所有的个体都没有银化现象。

当然这并不是说大坝在这么很短的期间就可以使鱼类丧失了洄游能力。

但长此以往的话，上游区域里不降海的基因就会被储存下来，最后导致洄游遗传特性的丧失。

　　对水坝下游的影响：

砂防大坝的建设，使得本来在大坝上游产卵的鱼类，在上游生活的幼鱼的生活环境丧失，这直接影响着水系种群的增加率。

　　鱼道模仿水流类型

　　很多生物靠改变外形，有些生物靠自己的移动能力、有的生物靠自己特有的附着能力来适应水流。

　　河川被称为地球上的血管。

流水的扫流力量把河川内的固形物搬运到别的地方，然后堆积起来。

这样的反复作用，使得河川内形成了水深较浅、流速较快的濑和水深较深、流速缓慢的渊。

濑一般存在于河川的上游到中游区，在这个区间，由于河川的倾斜度比较大；而渊则是在河川拐弯的地方，或者大的石头周围形成。

河川内的水流是一个很大的生态条件：

很多生物靠改变外形，有些生物靠自己的移动能力，有的生物靠自己特有的附着能力来适应水流。

　　由于倾斜度大，所以濑流速快。

它的底部有适当的石砾。

这些石砾是附着藻类的生长基盘。

适度的移动性会促进了藻类的更新，提高藻类的生产力，所以这里是藻类生产力较高的空间。

此外，在这个空间里，快速的水流使较小的石砾、沙子和淤泥被冲走，石头与石头之间存在多样的流速空间。

这些空间足可以捕捉大量的大型有机质。

多样的流速空间适应多样的水生生物。

　　渊处于流速较慢的地带，很多淤泥沉淀在这里，造成藻类的附着基盘不稳定。

但存在于连续濑的下游渊，有不少藻类和水生昆虫，是一个绝好的饵料场所。

再者，这里水较深，也是一个绝好的休息场所和越冬地。

　　在平水时，可以根据水深、流速、河川材料等把濑更细地分为早濑和平濑。

所谓早濑，就是相对的流速更快、表面有明显泡沫的部分；平濑是相对流速较慢、表面具有波纹的部分。

于是，河川一般可以说是由这样的早濑、平濑和渊三个基本形态组成的。

在河川的上中下游，濑和渊的出现方式是有一定规律的。

人们根据河川的一个蛇形区内出现的濑和渊的数量，还有从濑流往渊的流下方式，把河川形态给予分类。

　　模拟濑、渊的不同形式不同，鱼道有了不同的类型：

　　渊式：

渊式是指在鱼道内设置多数大规模的隔壁，把鱼道内分成很多个大的坑，用这个来抑制流速，鱼类也可以在这个低流速的地方休息。

在每两个隔壁之间的大坑内形成低流速区，相当于河川之中的渊，所以把它叫作渊式。

这些连续的渊，用来解决落差问题，使得鱼类可以溯上。

通常直线型的溢流堰式、部分溢流堰式、螺旋式鱼道和淹没孔式都属于这种类型。

　　水路式：

水路式与渊式不同，最基本的是没有如上所说的渊部的存在。

局部的死水域或者环流域的存在使得鱼类很容易溯上。

一般采取的方式是缓倾斜，在鱼道内或者侧部添加大石等突出物，以缓冲水流。

一般不直接用于水坝或者堰的鱼道，而是迂回大坝、水坝、堰堤等阻碍物，把河川从上游通过水路引到下游。

丹尼尔式鱼道和垂直缝式就是其中的代表。

　　复合式：

是以上两类结合起来的鱼道。

　　其他形式：

这里面有很多种类，比如：

闸门式鱼道、机械升鱼鱼道等，借助机械的力量，把鱼搬运到上游。

　　自然鱼道：

利用石头等模仿自然河川所建造的鱼道，叫做近自然式或者叫多自然式鱼道。

这两种微小的区别在于，前者是接近自然的鱼道，后者是在鱼道内增加自然要素。

这两种形式鱼道的水流均是自然流下。

粗石固床斜坡式鱼道就是其中典型的例子。

　　“简明日本鱼道史”

　　鱼道的设置是为了保证溯河性和降河性的鱼类都不受河川构造物的影响，所以设计者不要被一个区间的鱼类而迷惑，导致失去整个水系的鱼类。

　　日本的鱼道雏形可追溯到1870年。

那时为了使鱼类能够洄游到十和田湖，而建造了利用自然瀑布的鱼道。

当然，若是按今天的标准，那根本谈不上叫什么鱼道。

此后，1888年鬼怒川建造了长度55m的鱼梯，1912年，濑田川建造的鳗鱼鱼道可以称作是最初的鱼道。

同年出版的水产书籍开始介绍欧洲鱼道技术。

1929年，阿贺野川建造了台阶式的鱼道。

1931年，庄川和小牧堰堤建造了机械升鱼式的鱼道；这个鱼道由于设计缺陷，在1943年废止。

1951年，日本东北地区建造的垂直缝式鱼道给日本的鱼道带来了转机。

1975年，池田水坝建造了台阶式鱼道。

1984年，筑后大堰建造的水路式鱼道和闸门式鱼道并设的鱼道。

1990年，岐阜市召开第一次国际鱼道会议。

1995年，在同地召开了第二次国际鱼道会议。

与此同时，日本的生物多样性国家战略经国会批准，日本有名的长良川河口堰鱼道开始运行。

　　追溯这些历史，我们发现，1888年前后日本没有很高的堰堤，鱼类可以自由地溯上和降下，在这个时期主要就是所谓的自然鱼道。

1912年前后，随着农用取水堰堤的建造，日本全国建造鱼梯。

而后，随着发电事业的发展，河内渔业资源受到很大打击，农商务省对建造鱼道给予重奖，到1938年，28％的堰堤拥有鱼道。

　　1950年以后，水力发电事业急速发展，水坝大幅增加，为了保护水产资源，制定了《水产资源保护法案》；由于建筑高落差鱼道比较困难，所以多采取放流形式，来弥补渔业资源的损失；这也致使日本的高堰堤鱼道的技术非常落后，直到今天仍然处于这个局面。

目前高堰堤的鱼道设备还处于探索之中，主要以储水侧水位变动方式来建造鱼道。

对于其他低落差的水坝，堰堤、砂防大坝上建设的鱼道样式很多。

　　日本通常把高15米以上的河床构造物叫大坝，以下的叫堰、取水堰堤、落差工、砂防坝、护床工等等。

到目前为止，由于日本没有对鱼道进行过正确的统计，所以对鱼道的总数没有确切数据，估计大概在一万到两万左右。

造成没有正确统计的主要原因，在于日本的治山、治水和河川管理等事业，属于不同的管理部门。

　　一般鱼道设计时要注意：

鱼道的设置以沿岸为主，特别是弯曲部的内侧。

如果弯曲部内侧拥有沙洲，在选择位置的时候要对沙洲周围的稳定性、上下游的安全情况进行考察。

万不得已要在弯曲部建设时，呼鱼水道和副堰的建设是必不可少的。

鱼道的宽度，没有具体的规定，但是一般全面鱼道要局限于小河川以及河床不安定的河川。

　　日本设置的鱼道大多数是台阶式、垂直缝式、粗石固床斜坡式、闸门式和综合式。

但是对它们普遍存在的问题是建成后的评价，以及日常的维修管理。

目前很多鱼道本体、出口、进口被土砂堵塞，或者由于其他原因而处于丧失机能状态。

目前对于这些鱼道的评价没有统一的标准，仅仅有些研究性的评价方法，还没有规范化的评价方法。

　　理想的自然鱼道

　　这种结构在自然界的溪流中普遍存在，很多鱼、水生昆虫生活其中。

如果模仿这种结构建造鱼道，就可以真正实现水生生物可以生存的鱼道。

　　目前日本有好几种自然鱼道。

所谓自然鱼道，在这里是指模仿溪流的构造建立鱼道，比如早濑状固床缓斜面鱼道、近自然迂回水路鱼道和粗石固床斜坡鱼道。

自然鱼道在很多方面模拟自然河道的景观，但是一遇大洪水就会被冲毁。

为了建立真正的鱼类可以生存的鱼道建设，北海道大学河川工学研究室教授长谷川和义教授和我共同合作研究了溪流河川自然结构。

我们期待在此原理的指导下，建立新型的鱼类可以生存的鱼道。

目前，这种鱼道的结构研究在实验室和野外调查得以验证，但是还未建成真正的鱼道。

　　水理学把山地河川的流路形态（河床的起伏状态）分为三大种类：

第一类也就是和山谷的宽度相相匹敌的大规模形态。

第二类是与河流宽度相匹敌的中规模形态（交互沙洲）。

第三类是与水深相匹敌的小规模形态。

山地河川流路形态是由如此所说的三种状态的复合体组成。

　　在溪流河川内，最让人注目的是石砾隆和渊，这样的结构发生的条件是，混合粒径的砂砾在射流的水流的作用之下，产生反砂堆，加上混合砂砾的分级作用而形成。

这些石砾隆有两种形式：

一种是大的石砾横断河川形成一列，叫石列；另一种是大的石砾成列而形成圆弧状，叫石段。

这两种结构的直下均有水深比较深的渊，仅仅是前者的渊较浅，后者较深。

这种结构普遍存在于溪流河川。

这种结构的水理试验结果和野外实测结果的波长（前一个石隆和下一个石隆之问的长度）和波高（石隆的底部到石头顶的高度）基本相近。

　　这种结构在自然界的溪流中普遍存在，非常坚固，难以摧毁。

很多鱼、水生昆虫在其中生活。

如果模仿这种结构建造鱼道，就可以真正实现鱼类、水生生物可以生存的鱼道。

因此，需要了解设置鱼道的河川形成流量、设置鱼道处的倾斜度；计算出波长和波高。

然后根据波长和波高设计鱼道。

这种鱼道可以自然形成，减少维修成本。

　　编辑　任红