文章信息：He, F., Zarfl, C., Tockner, K., Olden, J.D., Campos, Z., Muniz, F., Svenning, J.-C., Myneni, R.B., Allen, C.D., Jähnig, S.C. (2024). Hydropower impacts on riverine biodiversity. Nature Reviews Earth & Environment, 5, 755–772. https://doi.org/10.1038/s43017-024-00596-0

整理人：闫甲祺，2024级硕士研究生

整理时间：2024年12月30日

Abstract: Hydropower is a rapidly developing and globally important source of renewable electricity. Globally, over 60% of rivers longer than 500 km are already fragmented and thousands of dams are proposed on rivers in biodiversity hotspots. In this Review, we discuss the impacts of hydropower on aquatic and semi-aquatic species in riverine ecosystems and how these impacts accumulate spatially and temporally across basins. Dams act as physical barriers that disrupt longitudinal connectivity and upstream–downstream movement of species. Impoundment creates still-water habitats upstream of dams and leads to declines in lotic-adapted species. Intermittent water releases modify the natural flow, sediment and thermal regimes in downstream channels, altering water quality, substrate structure and environmental cues that are vital for species to complete their life cycles, resulting in reduced reproduction success. Moreover, retention effects of reservoirs and flow regulation alter river–floodplain exchanges of water, sediment and nutrients, modifying the habitats on which riverine species depend. Improvements to flow regulation, fishway design and sediment redistribution can mitigate these ecological impacts. Future research should support reforms to dam operations and design adaptations to balance renewable electricity development and biodiversity conservation through systematic basin-scale planning, long-term monitoring, adaptive management and involving multiple actors in decision-making.

摘要：水力发电是一种快速发展且全球重要的可再生电力来源。全球范围内，超过 60% 长度超过 500 公里的河流已经支离破碎，并且拟在生物多样性热点地区的河流上修建数千座水坝。在这篇综述中，我们讨论了水电对河流生态系统中水生和半水生物种的影响，以及这些影响如何在流域内空间和时间上累积。水坝作为物理屏障，破坏了物种的纵向连通性和上下游运动。蓄水在水坝上游创造了静水栖息地，并导致适应潮水的物种减少。间歇性的水释放改变了下游渠道的自然流动、沉积物和热状况，改变了对物种完成其生命周期至关重要的水质、基质结构和环境因素，从而导致繁殖成功率降低。此外，水库的滞留效应和流量调节改变了河流-洪泛区的水、沉积物和养分的交换，改变了河流物种赖以生存的栖息地。流量调节、鱼道设计和沉积物重新分配的改进可以减轻这些生态影响。未来的研究应支持大坝运营和设计调整的改革，通过系统的流域规模规划、长期监测、适应性管理和多方参与决策，平衡可再生电力发展和生物多样性保护。

1. 研究背景：

• 水电开发与生态影响： 全球水电开发迅速发展，超过60%的河流已被大坝阻断，数千个大坝计划在生物多样性热点区域的河流上建设。

• 气候变化对河流生态的影响： 极端气候事件对河流生态系统中的水生和半水生物种产生影响，但全球自然遗产地未来极端气候挑战的理解尚不充分。

2. 研究意义：

• 生物多样性保护： 研究水电对河流生物多样性的影响，对于制定有效的河流管理和保护策略至关重要。

• 气候变化适应： 了解水电开发对河流连通性和物种迁移的影响，有助于在全球气候变化背景下保护和维持河流生态系统。

3. 研究方法：

• 卫星数据综合分析： 分析了三个基于卫星的去趋势生长季节归一化植被指数（NDVIGS）数据集，空间分辨率从30米到8公里，涵盖了全球1303个经历严重干旱或热诱导树木死亡事件的实地记录站点。

• 气候模型应用： 使用耦合模型比较项目（CMIP6）的气候模型，分析了在不同共享社会经济路径（SSP）情景下，自然遗产地对极端气候事件的暴露情况。

4. 主要结论：

• 水电对生物多样性的影响： 严重树木死亡事件对植被绿度有短期负面影响，但这种影响在更粗的空间分辨率和更长的时间尺度上被广泛和长期的绿化趋势所掩盖。

• 不同生态系统的响应： 森林自然遗产地可能在排放增加的情况下面临更复杂的极端现象压力，热带地区由于高温可能放大生物多样性的脆弱性。

5. 研究展望：

• 气候变化适应策略： 迫切需要在遗产地加强气候变化适应措施，以最小化不可替代价值的损失。

• 系统性河流管理： 需要系统性地规划和管理河流，以平衡可再生能源发展和生物多样性保护。

6. 研究主要图表：

01 水电站对河流连通性和河流种类的影响

02 一个大型水电站对大坝上游河段的影响

03 水电站下游环境对河流物种的影响

04 水电站对河流连通性和泥沙通量的累积影响

原文链接：https://www.nature.com/articles/s43017-024-00596-0                     

原文转引：https://mp.weixin.qq.com/s/_Q6k7GA1Xbz6WwZFsl-pUw