河流形态多样性与生物群落多样性

不同河流地貌形态的生态学作用及生态功能分析蔡玉鹏1 夏自强1,2余文公1（1 河海大学水资源环境学院，2水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，南京210098）摘要：不同河流地貌、河道形态对于河流生态系统具有不同的生态学作用及生态功能。

本文阐述了不同类型的河道形态河流地貌水文水力学特征，对河流空间结构、河道形态进行了分类。

在此基础上以长江中华鲟、四大家鱼产卵场河段为例，讨论了河流地貌地形与生物多样性之间的关系及其影响。

指出河流生态系统健康与生物多样性依赖于河流地貌与河道形态在空间上的多样性和异质性。

关键词：河流地貌河道形态生态作用生态功能生物多样性河流地貌过程决定河流形态，进而决定河流生物的生态环境结构，而河流的生态环境结构是生物多样性及生态健康的基础。

近年来河流形态和河道特征被作为评估河流生态系统健康的重要因子。

例如美国环境署(U．S．E．P．A)提出的《快速生物评估草案》RBP(Rapid Bioassessment Protocol) [2]，将溪流河道特征，包括宽度，流量，基质类型及尺寸纳入主要评估内容。

另外象澳大利亚《河流状况指数》ISC(1ndex of Stream Condition) [6]、英国环境署的河流栖息地调查方法(RHS)(River Habitat Survey)[7]、南非的河流地貌指数方法ISG(Index of Stream Geomorphology)、瑞典岸边与河道环境细则RCE(Riparian, Channel and environmental Inventory)，都强调河流地貌、河流形态，包括河道横断面形态、断面宽深比等，这些因子对河流生态系统的意义和重要性。

国内董哲仁提出生态水工学理论，强调河流形态多样性是流域生态系统生境的核心，是生物群落多样性的基础［4］。

因此研究河流地貌、地形、河道形态、断面形状对于水生态系统及水生生物具有重要意义。

1 河流生态系统的地貌特征河流是水流作用形成的主要地貌类型。

农业水土工程课程论文指导老师：成自勇学院：工学院姓名：谢子渊浅谈我县水利工程对河流生态系统的影响摘要：近几年，我县大量兴建的水利工程满足了人们一定的需求但是也给带来了一些不利影响，造成了负面效应。

本文首先介绍了生态系统、河流生态系统以及其特点，接着阐述了我县水利工程与河流生态系统之间的关系，最后针对水利工程对生态系统的负面影响提出了一些相应的技术对策。

关键词：生态系统河流生态系统河流形态均一化河流形态不连续化一、我县地理情况及水资源发展情况渭源县位于甘肃中部，定西地区南部，即东经103°44′—104°24′，北纬34°55′—35°25′之间，南北宽56公里，东西长60公里，海拔在1920—3941米之间，北部为马口卸山东延的黄土梁峁地形，中部为南北走向的低山地形。

我县境内分洮河、渭河两大水系，全县总面积2072.8平方公里，其中洮河水系860.85平方公里，渭河水系1211.95平方公里。

全县多年平均自产径流量2.083亿立方米（其中自产地表水1.861亿立方米，地下水0.22亿立方米），入境水量44.81亿立米，分别占水资源总量的4.5%和95.5%。

在水资源总量中，洮河水系45.90亿立米，渭河水系9152万立米，漳河718万立米，分别占水资源总量的97.8%、2%、0.2%。

地下水可开采量1481万立方米。

全县人均占有水量747立方米，亩均占有水量258立方米。

与全国水平比，人均占有水量是全国水平的27.5%，亩均占有水量是全国水平的14.7%；与全省水平比，人均占有水量是全省水平的46.7%，亩均占有水量是全省水平的44.4%。

因此，我县属水资源贫乏地区。

在我县供水意义较大的地下水有河谷潜水、基岩裂隙潜水，根据全县浅层地下水的分布情况，分六个地质单元。

⒈漫坝河河谷：漫坝河河谷潜水主要受山区基岩裂隙潜水补给，在上湾附近受基地隆起的影响而全部溢出，河谷地下水资源量为1006.8万立米/年。

城市水生态修复技术与工程应用发布时间：2022-06-23T06:21:14.261Z 来源：《中国建设信息化》2022年第27卷4期作者：吴斗霜[导读] 目前我国城市化发展和人们生活水平的显著提高，人们环保意识也在逐渐提高。

吴斗霜中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙410000摘要：目前我国城市化发展和人们生活水平的显著提高，人们环保意识也在逐渐提高。

水是人类文明发展的起源，河流作为水的载体，与城市建设和发展息息相关。

河流不仅为人类提供生存所需的水源，还为城市发展提供了丰富的自然资源。

水体自净能力差;城市水体富营养化和黑臭现象严重，水体中生物不断减少，水质不断恶化，严重影响城市形象和居民生活。

近年来，我国各地城市开展了大量水生态治理修复工作，以河水环境综合整治项目为研究对象，分析了该市水生态污染现状，并介绍了一些常用水生态修复技术的工程应用。

关键词:水环境治理;城市水体;水生态修复;净水湿地引言随着我国生态文明建设力度的不断加大，城市河道污染治理工作受到了政府部门的高度关注，这对解决水资源的污染问题起到了极大作用。

而在实施城市河道污染治理时，水生态修复技术得到了普遍运用。

基于此，本文以城市河道污染治理现状和水生态修复概念为出发点进行了分析，并对水生态修复技术在城市河道污染治理工程中的应用进行了探讨[1]。

1水生态修复概念对于完善的水生系统来说，主要涵盖以下几部分，首先，要具备一定的水生植物群落；其次，要有不同种类的水生生物；再次，应具备不同种类的微生物；最后，应具有一定的原生生物。

对于水生态修复技术，从根本分析，是运用植物以及微生物对环境产生调节作用，由此，在受到污染的位置中有针对性地培植不同种类的微生物以及植物，则可对所存在的污染物产生一定的降解作用，从而保障水质，确保水资源的修复效果。

对于这种修复技术，在世界范围内均已获得普遍性运用。

该技术优势是，在具体运用期间，经济性较好以及治理成效较佳。

如何保护和恢复和田河流域生态环境生物群落与生态环境的统一性是生态系统的基本特征。

恢复河流生态环境是流域生态系统的核心，是生物群落多样性的基础。

上游水利工程在不同程度上造成河流形态的重大改变，导致生态环境破坏，生物群落多样性的降低，甚至影响河流生态系统的健康和稳定，从而使系统的服务功能下降，对人类利益造成损害。

标签：和田河；生态环境；生物群落保护河流形态是流域生物群落多样性的基础。

水利工程可能引起河流形态的均一化及不连续化，从而降低生物群落多样性的水平，造成对河流生态胁迫和变流情况。

一、生态系统的服务功能在生态学中，把由生态系统为人类提供的物质和生存环境的服务性能称为生态系统服务功能。

河流生态系统为人类提供的服务是多方面的。

它为人类提供食品及其他生活物资；对气温、云量和降雨进行调节，在流域、地区等不同的尺度上影响着气候；对水文循环起调节作用，具有缓解旱涝灾害的功能；流域植物能涵养水分，有利水土保持；优美的水域景观具有旅游休闲功能，其本身就是一种文明财富。

特别要强调的是，河流生态系统具有的净化环境的功能，对于人类的生存环境具有关键意义。

水生植物可以吸收、分解和利用水域中氮、磷等营养物质以及细菌、病毒，并可富集金屬及有毒物质。

生物净化过程，是在淡水生态系统的食物链（网）中进行的复杂的生物代谢和物理化学过程。

通过这个过程，水体中的各种有机和无机溶解物和悬浮物被截留，有毒物质被转化，可以防止物质的过分积累所形成的污染，从而清洁水体。

二、流域基本概况和田河流域地势南高北低，上游为山区，海拔高度2500～6500m，为昆仑山主脉和喀喇昆仑山山脉，其中海拔5000m以上的现代冰川和永久积雪带，为河流的径流主要补给区。

和田河是塔克拉玛干沙漠南缘较大的河流之一，是目前唯一穿越塔克拉玛干沙漠的河流，是贯通塔克拉玛干沙漠南北的绿色通道，主要由玉龙喀什河、喀拉喀什河两河两大支流汇合而成。

两条支流在阔什拉什汇合后穿越塔克拉玛干大沙漠进入塔里木河干流的区域，两河汇合后称为和田河，河长319km。

水利工程对于生态系统胁迫的原因1.水利工程影响了河流形态的多样性，进而影响了生物群落的多样性水利工程导致的河流渠道化完全改变了自然河流的自然弯曲的形态，那种在九曲十八弯的河流局面也随之消失，更谈不上急流、缓流以及沙滩的河流面貌，另外，河流横断面的规则化也完全改变了河流深浅交错的局面，进而河流的生物环境遭到改变，异质性也被强迫改变，最后河流生态系统的功能和结构也发生改变，生物的群落多样性降低，河流的生态系统的稳定性也会大大降低，致使水域的生态系统退化。

另一个方面，将河底的水泥化，这样的做法完全切断了地下水和地表水的联系，也阻止很多在原本沙土、地下生活的众多的微生物与地表的生物的交流，影响了生物群落的多样性。

2.自然水文条件的改变导致了对生态系统的胁迫自然水文条件的改变主要是指水质的恶化、河流的水流量的减少及自然水文脉冲式周期被人为干预化的调度方式代替。

第一点水质的恶化来源于水利工程改变了河流生态系统的环境，溶氧量的降低直接导致水体的臭化，另外浮游植物的乱繁衍导致水体的富营养化，进而水底的鱼类也会相继死去，水质变的越来越差，产生一种恶性循环，生态系统最终由水利工程间接的胁迫而消失。

第二点的河流的水流量的减少，原先河流的水流量非常的大，急湍水流，如今一方面因为人类的用水量变大，另一个方面也因为大量的水资源被污染，环境遭到前所未有的破坏，降雨量也降低了很多，这些都直接导致了水流量的降低。

第三点就是自然水文脉冲式周期被人为平均化的调度方式所改变，在水利工程还不发达的时代，河流的调度方式一直是自然水文脉冲式的周期，然而，由于水利工程的发展导致自然水文脉冲式的周期被人为平均化的调度方式所取代，现在的枯丰不完全由大自然所决定了，而是由人类的需要，比如供水、防洪、航运、养殖、发电、旅游等多方面决定，水利工程的发展打断了生物自身的生长周期，降低了河流生物的存活率，甚至会使某些生物遭到灭绝的威胁。

这三点都是水利工程的发展导致自然水文的改变，从而产生了对生态系统的胁迫。

水生生态系统中的生物多样性及其维护水生生态系统是指处于地表水体或地下水体环境中的生态系统，包括河流、湖泊、沼泽、海洋等。

水生环境是地球上最为广阔的环境之一，也是最重要的生态系统之一。

水体中生活着丰富多彩的生物，从单细胞藻类到食肉巨兽，无所不有。

水生生态系统的生物多样性是生态系统最基本的属性之一，也是人们生存与发展的重要基础。

一、水生生态系统的生物多样性水生环境中的生物多样性包括两个方面，一是物种多样性，即水生生物的丰富程度和种类的数量；另一个是遗传多样性，即水生生物内部的遗传差异。

相比于陆地生态系统，水生生态系统中的生物更加多样化和复杂。

在水生环境中，不同的生物群落占据不同的生境，从而形成了独特的生态系统。

例如，河流中有河底生物、河流中层生物和河面生物，它们之间相互依存、相互影响，构成了复杂而独特的水生生态系统。

水生生态系统的生物多样性的重要性在于，它维持了水生生物的繁衍、生长和演化，同时也维持着整个生态系统的稳定和正常运转。

水生生物在水生生态系统中所扮演的角色各异，有的是食物链中的关键物种，有的是分解有机物的生物，而有的则与一些物理和化学过程有直接关联，例如水中的藻类可以吸收二氧化碳，并排放氧气。

二、水生生态系统中生物多样性的威胁然而，现实情况是，水生生态系统中生物多样性正受到越来越大的威胁。

这些威胁包括生境破坏、生态系统污染、气候变化等，这些因素都导致了生态系统的弱化和不平衡。

例如，水体污染会破坏水生动植物的生活环境，严重的污染还会对人类的生存与健康产生影响；过度捕捞会使得某些物种的数量快速下降，导致生态系统不能正常地运转；气候变化也会改变生态系统的环境因素，从而影响到水生生物的生长和繁殖，使得生物多样性遭受更多的危害。

三、维护水生生态系统中的生物多样性为了维护水生生态系统的生物多样性，需要采取有力的措施。

首先要考虑的是保护水生生态系统的生境。

生境保护策略可以是通过限制开发和污染，减少生境破坏；也可以是通过增加生态系统的保护区和保护规划，保护物种的天然生境。

拟自然河流治理的理念与实践吉林省水利科学研究院董建伟内容提要：提出了河流自然修复本质是模拟自然的效果和功能，实验和提供了多种条件下的河流自然修复方法，总结并提出采用绿化混凝土技术进行河流生态治理的若干新概念和方法。

关键词：近自然河溪整治拟自然河流治理绿化混凝土拟自然河流整治是笔者在总结近年来在技术层面上研究、应用生态型工程材料进行河流自然修复经验的基础上提出的新的河流治理理念。

以此为指导，研究并利用模拟自然功能效果较好的绿化混凝土技术对河流、水库、土坡、岩壁等进行生态型防护，先后在吉林省内各地及北京、河南、江苏、安徽、上海、浙江等地推广完成了约8万平方米的各式绿化混凝土防护工程，在达到防护安全的同时，获得较好的河流生态修复效果。

同时根据对大量实验、观测资料的分析，在绿化混凝土理论研究上取得成效，打破了国外类似技术给国内研究形成的桎梏，系统提出了自己的绿化混凝土理论和方法。

一．拟自然河流治理的理念河流整治的理念近几十年来不断在发展更新。

自1938年德国的Seifert首先提出近自然河溪整治的概念（即能够在完成传统河流治理任务的基础上，可以达到接近自然生态系统的自我设计能力为基础，强调透过人为环境与自然境间之互动，达到互利共生目的）后，各国的专家学者相续提出了很多有创造性的观念，如生态工法、近自然工法等。

“生态工法基本上是遵循自然法则，把属于自然的地方还给自然，让自然与人类共存共荣”；而“近自然治理的实质就是景观生态学与野溪治理学的完美结合,亦就是既有防护作用又能维护野溪自然景观的管理工程”，减轻人为活动对河溪的压力，维持河溪环境、物种多样性及其河溪生态系统平衡，溪流的自然特性依靠自然力去恢复。

近年来我国对河流整治观念的认识也在不断提高，董哲仁教授认为在研究水利工程满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康性需求，促进人类与自然相和谐，保证水资源可持续利用；台湾师范大学汪静明教授将生态治理精神归纳为：“（一）尊重自然环境原有之多样性；（二）依照现存之自然条件，建设一个良好水循环及安全的溪流环境；（三）不只消极的保护，更应积极的使自然环境再生创造出水与绿之生态网”。

河流生态修复摘要：河流生态修复的理念渐渐被人们所认知，一些符合生态修复理念的规划设计方法在工程建设中被逐步采纳。

在水利部科技创新项目和地方政府的支持下，一些河流生态修复示范工程取得了很好的建设效果并发挥了良好的示范效应。

文中结合几个案例，介绍近几年在河流生态修复技术和实践方面所取得的部分进展。

关键字：生态修复技术20世纪70年月以来，一些发达我国的科技界和工程界针对水利工程对于河流生态系统产生的负面影响，提出了如何进行补偿的问题，在此基础上产生了河流生态修复的理论与工程实践。

我们我国的河流生态修复正处于起步阶段，在理论和实践方面也进行了有益的探究。

依据生态水利工程学理论，河流生态修复的任务，一是水文条件的改善，二是河流地貌学特征的改善（董哲仁，2003, 2004） o其目的是改善河流生态系统的结构与功能，标志是生物群落多样性的提高。

一些地区结合河流整治和城市水利工程建设，即与防洪、排水、疏浚、供水、城市景观、水文化、人文历史等工程相结合，开展了河流生态修复示范工程建设。

这类工程既具备特定的水利功能，可以满意经济社会进展的需求，同时也兼顾河流生态系统健康和可持续性的需求, 以实现水利功能与生态系统功能的统一。

本文主要介绍我们我国近几年在河流生态修复技术和实践方面所取得的部分进展。

L水库多目标生态调度河流是生态系统物质流、能量流和信息流的载体，是一个连续的系统。

自然河流的连续性不仅包括水文过程的连续性，还包括养分物质输移的连续性、生物群落的连续性和信息流的连续性。

大坝工程对河流生态系统的影响主要表现在顺水流方向的非连续化问题，即水文过程和养分物质输移的非连续化。

大坝对于河流生态系统的影响包括两个方面：一是大坝与水库本身带来的负面影响；二是在大坝运行过程中对生态系统的胁迫。

前者的影响主要造成大坝上下游河流地貌学特征的变化，后者的影响主要造成自然水文周期的人工化。

通过改善水库调度进行筑坝河流的生态修复是河流生态修复工作的一项重要内容。