導(dǎo)語(yǔ)：河流生態(tài)功能及水文變化論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：大壩建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響是近來(lái)討論的熱點(diǎn)問(wèn)題，學(xué)者和公眾對(duì)于大壩建設(shè)對(duì)景觀多樣性、文化多樣性、生物多樣性的（生態(tài)系統(tǒng)、物種、基因）影響“存在性”基本認(rèn)可，但對(duì)影響“程度”認(rèn)知相差甚遠(yuǎn)！爭(zhēng)論體現(xiàn)了：開發(fā)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的“度”的衡量，日益高漲的環(huán)保意識(shí)與不明確的生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的矛盾，以及由于目前理論與現(xiàn)狀資料缺乏導(dǎo)致的大壩建設(shè)的“真實(shí)生態(tài)影響”難以......

關(guān)鍵詞：河流生態(tài)功能水文變化生物學(xué)

大壩建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響是近來(lái)討論的熱點(diǎn)問(wèn)題，學(xué)者和公眾對(duì)于大壩建設(shè)對(duì)景觀多樣性、文化多樣性、生物多樣性的（生態(tài)系統(tǒng)、物種、基因）影響“存在性”基本認(rèn)可，但對(duì)影響“程度”認(rèn)知相差甚遠(yuǎn)！爭(zhēng)論體現(xiàn)了：開發(fā)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的“度”的衡量，日益高漲的環(huán)保意識(shí)與不明確的生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的矛盾，以及由于目前理論與現(xiàn)狀資料缺乏導(dǎo)致的大壩建設(shè)的“真實(shí)生態(tài)影響”難以搞清等問(wèn)題。

淹沒(méi)、阻隔、徑流調(diào)節(jié)變化對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響是大壩建設(shè)關(guān)注的主要問(wèn)題，如何評(píng)價(jià)這些影響并提出緩減措施，是未來(lái)水利水電建設(shè)必須解決的問(wèn)題，認(rèn)識(shí)河流的生態(tài)結(jié)構(gòu)與功能是評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。基于這一認(rèn)識(shí)，本文概要介紹河流生態(tài)功能與水文過(guò)程的生態(tài)效應(yīng)，以期對(duì)水利水電工程建設(shè)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供借鑒。

一、河流的生態(tài)結(jié)構(gòu)

河流是一個(gè)完整的連續(xù)體，上下游、左右岸構(gòu)成一個(gè)完整的體系，連通性是評(píng)判河道或綴塊區(qū)域空間連續(xù)性的依據(jù)。高度連通性的河流對(duì)物質(zhì)和能量的循環(huán)流動(dòng)以及動(dòng)物和植物的運(yùn)動(dòng)等非常重要。

從橫向上講，河流寬度指橫跨河流及其臨近的植被覆蓋地帶的橫向距離。影響寬度的因素有：邊緣條件、群落構(gòu)成、環(huán)境梯度以及能夠影響臨近生態(tài)系統(tǒng)的擾亂活動(dòng)（包括人為活動(dòng)）。連通性和寬度構(gòu)成了河流生態(tài)系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)特征。

二、河流生態(tài)功能

河流的生態(tài)功能包括：棲息地功能、過(guò)濾作用、屏蔽作用、通道作用、源匯功能等方面。

1生態(tài)功能-棲息地功能

棲息地是植物和動(dòng)物（包括人類）能夠正常的生活、生長(zhǎng)、覓食、繁殖以及進(jìn)行生命循環(huán)周期中其它的重要組成部分的區(qū)域。棲息地為生物和生物群落提供生命所必需的一些要素比如空間、食物、水源以及庇護(hù)所等。河道通常會(huì)為很多物種提供非常適合生存的條件，它們利用河道來(lái)進(jìn)行生活、覓食、飲水、繁殖以及形成重要的生物群落。

河道一般包括兩種基本類型的棲息地結(jié)構(gòu)：內(nèi)部棲息地和邊緣棲息地。內(nèi)部棲息地相對(duì)來(lái)說(shuō)是更穩(wěn)定的環(huán)境，生態(tài)系統(tǒng)可能會(huì)在較長(zhǎng)的時(shí)期仍然保持著相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。邊緣地區(qū)是兩個(gè)不同的生態(tài)系統(tǒng)之間相互作用的重要地帶。邊緣棲息地處于高度變化的環(huán)境梯度之中。邊緣棲息地中會(huì)比內(nèi)部棲息地環(huán)境中有著更多樣的物種構(gòu)成和個(gè)體數(shù)量。邊緣地區(qū)相當(dāng)于對(duì)其內(nèi)部地區(qū)起到了過(guò)濾器的作用。邊緣地區(qū)也是維持著大量動(dòng)物和植物群系變化多樣的地區(qū)。

棲息地功能作用很大程度上受到連通性和寬度的影響。在河道范圍內(nèi)連通性的提高和寬度的增加通常會(huì)提高該河道作為棲息地的價(jià)值。河流流域內(nèi)的地形和環(huán)境梯度(例如土壤濕度、太陽(yáng)輻射和沉積物的逐漸變化)會(huì)引起植物和動(dòng)物群落的變化。寬闊的、互相連接的，并且具有多樣的本土植物群落的河道是良好的棲息地條件，通常會(huì)發(fā)現(xiàn)比在那些狹窄的、性質(zhì)都相似的并且高度分散的河道內(nèi)存在著更多的生物物種

2通道作用

通道功能作用是指河道系統(tǒng)可以作為能量、物質(zhì)和生物流動(dòng)的通路。河道由水體流動(dòng)形成，又為收集和轉(zhuǎn)運(yùn)河水和沉積物服務(wù)。還有很多其它物質(zhì)和生物群系通過(guò)該系統(tǒng)進(jìn)行移動(dòng)。

河道既可以作為橫向通道也可以作為縱向通道，生物和非生物物質(zhì)向各個(gè)方向移動(dòng)和運(yùn)動(dòng)。有機(jī)物物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分從高處漫灘流入低洼的漫灘而進(jìn)入河道系統(tǒng)內(nèi)的溪流，從而影響到無(wú)脊椎動(dòng)物和魚類的食物供給。對(duì)于遷徙性野生動(dòng)物和運(yùn)動(dòng)頻繁的野生動(dòng)物來(lái)說(shuō)，河道既是棲息地同時(shí)又是通道。生物的遷徙促進(jìn)了水生動(dòng)物與水域發(fā)生相互作用(例如:鮭魚溯河產(chǎn)卵的遷移活動(dòng)。產(chǎn)卵期間溯河到達(dá)河流系統(tǒng)上游地段的那些產(chǎn)卵的和垂死的大量成熟魚種為河流提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸入和促進(jìn)生物量的增加。因此，連通性對(duì)于水生物種的移動(dòng)是非常重要的，同時(shí)河流上游源頭地區(qū)從海洋中獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì))。

河流通常也是植物分布和植物在新的地區(qū)扎根生長(zhǎng)的重要通道。流動(dòng)的水體可以長(zhǎng)距離的輸移和沉積植物種子；在洪水泛濫時(shí)期，一些成熟的植物可能也會(huì)連根拔起、重新移位，并且會(huì)在新的地區(qū)重新沉積下來(lái)存活生長(zhǎng)。野生動(dòng)物也會(huì)在整個(gè)河道系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)部分通過(guò)攝食植物種子或是攜帶植物種子而造成植物的重新分布。

河流也是物質(zhì)輸送的通道。結(jié)構(gòu)合理的河道會(huì)優(yōu)化沉積物進(jìn)入河流的時(shí)間和供應(yīng)量以達(dá)到改善沉積物輸移功能的目的。

河道以多種形式成為能量流動(dòng)的通道。河流水流的重力勢(shì)能不斷的雕刻流域的形態(tài)。河道可以充分的調(diào)節(jié)太陽(yáng)光照的能量和熱量

進(jìn)入河流的沉積物和生物量在自然中大部分通常是由周圍陸地供應(yīng)的地方，河道的寬度是非常重要的。寬廣的、彼此相連接的河道可以起到一條大型通道的作用，使得水流沿著橫向方向和河道的縱向方向都能進(jìn)行流動(dòng)。狹窄的或是七零八碎的河道中常常受到限制。

3過(guò)濾和屏障作用

河道屏障作用是阻止能量、物質(zhì)和生物運(yùn)動(dòng)的發(fā)生，或是起到過(guò)濾器的作用，允許能量、物質(zhì)和生物選擇性的通過(guò)。河道作為過(guò)濾器和屏障作用可以減少水體污染、最大程度的減少沉積物轉(zhuǎn)移,常提供一個(gè)與土地利用、植物群落以及一些運(yùn)動(dòng)很少的野生動(dòng)物之間的自然邊界。

影響系統(tǒng)屏障和過(guò)濾功能作用的因素包括連通性（缺口出現(xiàn)頻率）和河道寬度。一條寬廣的河道會(huì)提供更有效的過(guò)濾作用，而一條相互連接的河道會(huì)在其整個(gè)長(zhǎng)度范圍內(nèi)發(fā)揮過(guò)濾器的作用。沿著河道移動(dòng)的物質(zhì)在它們要進(jìn)入河道的時(shí)候也會(huì)被選擇性的濾過(guò)。在這些情況下，邊緣的形狀是彎曲的還是筆直的將會(huì)成為影響過(guò)濾功能的最大因素。

物質(zhì)的輸移、過(guò)濾或者消失，總體來(lái)說(shuō)取決于河道的寬度和連通性。在整個(gè)流域內(nèi)向著大型河流峽谷流動(dòng)的物質(zhì)可能會(huì)被河道中途截獲或是被選擇性濾過(guò)。地下水和地表水的流動(dòng)可以被植物的地下部分以及地上部分濾過(guò)。

河道的中斷缺口有時(shí)會(huì)造成該地區(qū)過(guò)濾功能作用的漏斗式破壞損害。例如，在沿著河道相互連接的植被中出現(xiàn)一處缺口，就會(huì)降低其過(guò)濾功能作用，集中增加了進(jìn)入河流的地表徑流，造成侵蝕、溝蝕，并且會(huì)使沉積物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)自由的流入河流之中。

4源匯作用

源作用是為其周圍流域提供了生物、能量和物質(zhì)。匯的作用不斷的從周圍流域中吸收生物、能量和物質(zhì)。

河岸一般通常是作為“源”向河流中供給泥沙沉積物。當(dāng)洪水在河岸處沉積新的泥沙沉積物時(shí)它們又起到“匯”的作用。在整個(gè)流域規(guī)模范圍內(nèi)，河道是流域中其它各種斑塊棲息地的連接通道，整個(gè)流域內(nèi)起到了能夠提供原始物質(zhì)的“源”和通道的作用。

泛濫平原植被的源匯功能作用：通過(guò)減緩或是吸收洪水從而降低下游洪水泛濫；在洪水來(lái)臨時(shí)期保持了沉積物和其它物質(zhì)防止流失；為土壤有機(jī)物質(zhì)和水生有機(jī)物質(zhì)提供了來(lái)源。

生物和遺傳基因方面的“源”/“匯”集養(yǎng)的關(guān)系非常復(fù)雜。小的森林斑塊地帶可以被看作是“匯”，這些區(qū)域會(huì)通過(guò)使這些物種不能在此地區(qū)得到很好的繁殖而導(dǎo)致它們的物種數(shù)量和遺傳基因多樣性減少。相比較而言，大型森林地帶具有足夠的內(nèi)部棲息地，就能維持鳥類成功的繁殖從而成為能夠提供更多個(gè)體數(shù)量和新的遺傳基因組合的“源”。三、水文過(guò)程的生態(tài)學(xué)效應(yīng)

河川水流的空間和時(shí)間特征比如快與慢，深與淺，急流與平緩，以及洪峰與低峰流量等。這些水流特征能夠影響到大量河流物種的微型和大型分布模式。很多生物對(duì)于水流速度是非常敏感的，因?yàn)樗硎玖藗魉褪澄锖蜖I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的一種重要機(jī)制，然而也限制了生物體繼續(xù)生存在河流段落中的能力。一些生物也會(huì)對(duì)于水流的時(shí)間變化作出反應(yīng)，可能會(huì)增加死亡率、改變可用的資源以及打破物種之間的相互作用。

河流中的水流速率決定了水中浮游生物是否能夠生長(zhǎng)并且維持它們自身的發(fā)展。河流中水流速率越慢，其中生長(zhǎng)在岸邊和底部的生物群落結(jié)構(gòu)和外形就會(huì)越接近靜水中的模式。

豐水期高流量對(duì)很多物種遷徙時(shí)間和許多魚類產(chǎn)卵會(huì)起到提示作用。高流量也能對(duì)河床物質(zhì)提純和分類并且沖刷積水區(qū)。極端的低流量或許會(huì)限制幼魚的產(chǎn)量因?yàn)檫@樣的流量經(jīng)常發(fā)生在新苗補(bǔ)充和生長(zhǎng)時(shí)期

1水流動(dòng)態(tài)對(duì)水生生物多樣性影響的關(guān)鍵過(guò)程

（1）水流是河流生境的主要決定因素，同時(shí)也是生物組成的決定性因素，水流動(dòng)態(tài)的改變?cè)诓煌臻g尺度上改變了棲息地，而且影響了物種的分布和豐度以及水生群落的組成和多樣性。河流的流動(dòng)影響了：河道的形狀、大小和復(fù)雜性，支流和三角洲的形成，淺灘、激流、深潭和凈水區(qū)域的分布，基質(zhì)綴塊的多樣性和穩(wěn)定性，食物的類型和數(shù)量，以及主河道與漫灘的相互作用特征。河流和漫灘的生物已經(jīng)適應(yīng)了這種復(fù)雜多變的生境格局，生物多樣性常常與生境的復(fù)雜性直接相關(guān)。大型流域生境的多樣性一般較高，因此也比小流域支持了更多的水生生物。

（2）水生生物的完成生長(zhǎng)史直接響應(yīng)與天然水流動(dòng)態(tài)，流動(dòng)特征對(duì)塑造生長(zhǎng)史產(chǎn)生主要的影響，同時(shí)水流動(dòng)態(tài)的改變會(huì)導(dǎo)致土著物種多樣性的喪失。許多研究表明，降雨與徑流的依時(shí)變化是河流和濕地的植物、無(wú)脊椎動(dòng)物和魚類生命循環(huán)的主要驅(qū)動(dòng)。

（3）維持河流縱向和橫向的連通性對(duì)于許多河流物種種群的生命力是非常必要的，縱向和橫向的連通性的喪失會(huì)導(dǎo)致種群的隔離以及魚類和其他生物的局部滅絕。

（4）水流動(dòng)態(tài)的改變?yōu)橥鈦?lái)物種的入侵提供了條件。

2水文特征變化的生物學(xué)效應(yīng)

長(zhǎng)期的水文動(dòng)態(tài)與生物的生長(zhǎng)史相關(guān),近期的水文事件對(duì)種群的組成和數(shù)量的影響,現(xiàn)狀水文特征主要對(duì)生物的行為和生理有影響.

(1)流量與頻率變化對(duì)生物的影響

頻繁變化:增加沖刷，敏感物種喪失;破壞生物生命循環(huán)

流量穩(wěn)定化:改變能量流動(dòng),外來(lái)生物容易入侵;導(dǎo)致生物局部絕滅、威脅土著物種、改變種群組成;減少水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入河漫灘，導(dǎo)致植物：幼苗干化，植物種子擴(kuò)散條件變差

(2)來(lái)水時(shí)間的改變對(duì)生物的影響

季節(jié)性高峰流量的喪失會(huì)導(dǎo)致：魚類產(chǎn)卵、孵化和遷徙激發(fā)因素中斷；魚類無(wú)法進(jìn)入濕地或回水區(qū)；改變了水生生物的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)；岸邊植被復(fù)原能力降低或消失；植被生長(zhǎng)的速度減緩

(3).來(lái)水時(shí)期對(duì)生物的影響

長(zhǎng)時(shí)間的小流量導(dǎo)致水生生物聚集；植被減少或消失；植被的多樣性消失；植物生理脅迫導(dǎo)致植物生長(zhǎng)速度較低；導(dǎo)致地形學(xué)的變化。

改變淹沒(méi)時(shí)間會(huì)改變植被的覆蓋類型

延長(zhǎng)淹沒(méi)時(shí)間：植被功能發(fā)生變化；對(duì)樹木有致命的影響；水生生物的淺灘生境喪失。

(4).變化的速度對(duì)生物的影響

陡漲陡落導(dǎo)致水生生物被沖刷或擱淺，洪水的暴落導(dǎo)致生物幼苗種群不能建立。

結(jié)語(yǔ)

河流的生態(tài)功能的認(rèn)識(shí)是評(píng)價(jià)大壩與河流作用的基礎(chǔ)，本文對(duì)河流的棲息地功能、過(guò)濾作用、屏蔽作用、通道作用、源匯功能進(jìn)行了概要介紹，對(duì)水文過(guò)程的變化與生物多樣性及生物學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了總結(jié)。希望能夠?qū)Υ髩谓ㄔO(shè)導(dǎo)致的阻隔、淹沒(méi)、水文調(diào)節(jié)變化對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響有一個(gè)基本的概念。

大壩對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響的研究亟待深入，在未來(lái)的研究與工程建設(shè)中，建議：

（1）重視大壩環(huán)境影響，加強(qiáng)生物與非生物學(xué)科的交叉研究，強(qiáng)化生態(tài)水文學(xué)研究與發(fā)展

（2）加強(qiáng)電站水庫(kù)適應(yīng)性管理（adaptivemanagement）研究，如充分考慮下游的生態(tài)需水要求，過(guò)魚設(shè)施等。

（3）加強(qiáng)流域規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)