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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。
河道的生态功能及水文过程的生态效应
杜强;王东胜
【期刊名称】《中国水利水电科学研究院学报》
【年(卷),期】2005(003)004
【摘要】对河流生态功能的认识是评价水利工程建设生态影响的基础,水文过程是影响河流生态系统的控制性变量.本文介绍了河流的栖息地、过滤和屏蔽、通道、源汇等方面的生态功能,水文过程与生态环境和生物多样性的关系,以及流量与频率变化、来水时间、变化的速度、来水时间长短等水文特征变量的生态效应.
【总页数】4页(P287-290)
【作者】杜强;王东胜
【作者单位】中国水利水电科学研究院,水环境研究所,北京,100038;中国水利水电科学研究院,水环境研究所,北京,100038
【正文语种】中文
【中图分类】X53
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河流的生态功能及水文变化的生物学效应大坝建设对生态环境的影响是近来讨论的热点问题，学者和公众对于大坝建设对景观多样性、文化多样性、生物多样性的（生态系统、物种、基因）影响“存在性”基本认可，但对影响“程度”认知相差甚远！争论体现了：开发与环境保护协调发展的“度”的衡量，日益高涨的环保意识与不明确的生态环境保护目标的矛盾，以及由于目前理论与现状资料缺乏导致的大坝建设的“真实生态影响”难以搞清等问题。
淹没、阻隔、径流调节变化对生态环境的影响是大坝建设关注的主要问题，如何评价这些影响并提出缓减措施，是未来水利水电建设必须解决的问题，认识河流的生态结构与功能是评价的基础。
基于这一认识，本文概要介绍河流生态功能与水文过程的生态效应，以期对水利水电工程建设的生态环境保护提供借鉴。
一、河流的生态结构河流是一个完整的连续体，上下游、左右岸构成一个完整的体系，连通性是评判河道或缀块区域空间连续性的依据。
高度连通性的河流对物质和能量的循环流动以及动物和植物的运动等非常重要。
从横向上讲，河流宽度指横跨河流及其临近的植被覆盖地带的横向距离。
影响宽度的因素有：边缘条件、群落构成、环境梯度以及能够影响临近生态系统的扰乱活动（包括人为活动）。
连通性和宽度构成了河流生态系统的重要结构特征。
二、河流生态功能河流的生态功能包括：栖息地功能、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇功能等方面。
1 生态功能-栖息地功能栖息地是植物和动物（包括人类）能够正常的生活、生长、觅食、繁殖以及进行生命循环周期中其它的重要组成部分的区域。
栖息地为生物和生物群落提供生命所必需的一些要素比如空间、食物、水源以及庇护所等。
河道通常会为很多物种提供非常适合生存的条件，它们利用河道来进行生活、觅食、饮水、繁殖以及形成重要的生物群落。
河道一般包括两种基本类型的栖息地结构：内部栖息地和边缘栖息地。
内部栖息地相对来说是更稳定的环境，生态系统可能会在较长的时期仍然保持着相对稳定的状态。
河流生态系统的理论及运用河流是地球上最重要的自然资源之一，它们不仅是为人类提供水和食物的主要来源之一，也是许多生物和植物的栖息地。
由于人类活动的强烈影响，许多河流生态系统已经受到损害，而河流生态系统的理论和运用可以帮助我们更好地管理和保护河流生态系统。
河流生态系统是一个复杂的系统，由生物、非生物和人类因素组成。
其中，水是最重要的因素之一，因为它支配着整个生态系统的循环和流动。
河流的水源来自降雨和地下水，而其流动产生了不同的水域环境，从快速流动的河床到静态湖泊。
生物是河流生态系统的另一个重要组成部分。
其中一些生物如鱼类、鱼卵和其他水生动物组成了许多河流食物链的最低部分，同时也提供了给河流生态系统运作所必需的物质和能量。
其他生物如栖息于河岸边缘的藻类和植物则有助于保持水的清洁和稳定。
此外，许多人类活动直接或间接地影响着河流生态系统。
土地开发、工业污染和水资源利用都可能对河流生态系统造成意外和极度危险。
河流生态系统理论和应用可以帮助我们找到保护这一生态系统的方法。
在河流生态系统的理论和应用中，生态学家考虑了生态系统中的所有相互作用，并确定了对其产生影响的所有因素。
这包括毒素和污染物的存在、水体流动速度的变化以及水体中的化学环境等。
在初期的生态学研究中，生态学家主要关注于某个物种的影响，而现在的研究更加注重整个生态系统的相互作用的影响和问题的解决方案。
现在，河流生态系统的理论和应用越来越受到人们的关注，许多人致力于寻找保护生态系统的方法。
他们会通过使用可循环或再生资源来帮助减少污染，以及通过监督水质和流向来确定生态系统稳定所需的资源和策略。
河流生态系统的理论和应用是一个庞大的研究领域，它需要多学科的知识和技能。
它需要专业的科学家研究流量、生物类群和其他环境变量，还需要水文学家、水资源管理专家和土地使用专家在保护生态系统时协同工作。
在过去的几十年中，我们已经发现了许多保护和修复河流生态系统的新技术和方法。
河流生态结构及生态功能剖析一、河流的生态结构河流是一个完整的连续体，上下游、左右岸构成一个完整的体系，连通性是评判河道或缀块区域空间连续性的依据。
高度连通性的河流对物质和能量的循环流动以及动物和植物的运动等非常重要。
从横向上讲，河流宽度指横跨河流及其临近的植被覆盖地带的横向距离。
影响宽度的因素有：边缘条件、群落构成、环境梯度以及能够影响临近生态系统的扰乱活动（包括人为活动）。
连通性和宽度构成了河流生态系统的重要结构特征。
二、河流生态功能河流的生态功能包括：栖息地功能、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇功能等方面。
1 生态功能-栖息地功能栖息地是植物和动物（包括人类）能够正常的生活、生长、觅食、繁殖以及进行生命循环周期中其它的重要组成部分的区域。
栖息地为生物和生物群落提供生命所必需的一些要素比如空间、食物、水源以及庇护所等。
河道通常会为很多物种提供非常适合生存的条件，它们利用河道来进行生活、觅食、饮水、繁殖以及形成重要的生物群落。
河道一般包括两种基本类型的栖息地结构：内部栖息地和边缘栖息地。
内部栖息地相对来说是更稳定的环境，生态系统可能会在较长的时期仍然保持着相对稳定的状态。
边缘地区是两个不同的生态系统之间相互作用的重要地带。
边缘栖息地处于高度变化的环境梯度之中。
边缘栖息地中会比内部栖息地环境中有着更多样的物种构成和个体数量。
边缘地区相当于对其内部地区起到了过滤器的作用。
边缘地区也是维持着大量动物和植物群系变化多样的地区。
栖息地功能作用很大程度上受到连通性和宽度的影响。
在河道范围内连通性的提高和宽度的增加通常会提高该河道作为栖息地的价值。
河流流域内的地形和环境梯度(例如土壤湿度、太阳辐射和沉积物的逐渐变化)会引起植物和动物群落的变化。
宽阔的、互相连接的，并且具有多样的本土植物群落的河道是良好的栖息地条件，通常会发现比在那些狭窄的、性质都相似的并且高度分散的河道内存在着更多的生物物种2 通道作用通道功能作用是指河道系统可以作为能量、物质和生物流动的通路。
河流的生态功能及水文变化的生物学效应一、河流的生态结构河流是一个完整的连续体，上下游、左右岸构成一个完整的体系，连通性是评判河道或缀块区域空间连续性的依据。
高度连通性的河流对物质和能量的循环流动以及动物和植物的运动等非常重要。
从横向上讲，河流宽度指横跨河流及其临近的植被覆盖地带的横向距离。
影响宽度的因素有：边缘条件、群落构成、环境梯度以及能够影响临近生态系统的扰乱活动（包括人为活动）。
连通性和宽度构成了河流生态系统的重要结构特征。
二、河流生态功能河流的生态功能包括：栖息地功能、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇功能等方面。
1 生态功能-栖息地功能栖息地是植物和动物（包括人类）能够正常的生活、生长、觅食、繁殖以及进行生命循环周期中其它的重要组成部分的区域。
栖息地为生物和生物群落提供生命所必需的一些要素比如空间、食物、水源以及庇护所等。
河道通常会为很多物种提供非常适合生存的条件，它们利用河道来进行生活、觅食、饮水、繁殖以及形成重要的生物群落。
河道一般包括两种基本类型的栖息地结构：内部栖息地和边缘栖息地。
内部栖息地相对来说是更稳定的环境，生态系统可能会在较长的时期仍然保持着相对稳定的状态。
边缘地区是两个不同的生态系统之间相互作用的重要地带。
边缘栖息地处于高度变化的环境梯度之中。
边缘栖息地中会比内部栖息地环境中有着更多样的物种构成和个体数量。
边缘地区相当于对其内部地区起到了过滤器的作用。
边缘地区也是维持着大量动物和植物群系变化多样的地区。
栖息地功能作用很大程度上受到连通性和宽度的影响。
在河道范围内连通性的提高和宽度的增加通常会提高该河道作为栖息地的价值。
河流流域内的地形和环境梯度(例如土壤湿度、太阳辐射和沉积物的逐渐变化)会引起植物和动物群落的变化。
宽阔的、互相连接的，并且具有多样的本土植物群落的河道是良好的栖息地条件，通常会发现比在那些狭窄的、性质都相似的并且高度分散的河道内存在着更多的生物物种2 通道作用通道功能作用是指河道系统可以作为能量、物质和生物流动的通路。
河流生态结构和生态功能剖析河流是自然界中的重要水域系统，具有丰富的生态结构和生态功能。
河流生态结构包括生物多样性、物种组成、生态群落等方面的内容，而生态功能则指河流对生态环境的维持和调节作用。
本文将对河流生态结构和生态功能进行剖析。
河流的生态结构主要包括河流底栖动植物、浮游动植物、中上层鱼类、底栖无脊椎动物等生物群落。
其中，底栖动植物是河流生态系统的重要组成部分，它们通过吸收底栖有机物和溶解氧、氮磷等，起到沉积物固定、水质净化、保持水动力平衡和提供庇护等作用。
浮游动植物主要包括浮游植物和浮游动物，它们是河流食物链的重要组成部分，对水位变化、水温变化等都有较高的适应能力。
中上层鱼类是河流中消费者的重要代表，它们通过摄食底栖动物、浮游动植物、有机碎屑等，驱动能量和物质在河流中的流转。
底栖无脊椎动物主要包括水生昆虫、甲壳类等，它们是河流中分解者的重要代表，通过分解有机物质，维持了河流生态系统的有机物质循环。
河流的生态功能主要包括水质净化、水文调节、生态景观保持等方面。
首先，河流通过吸收和降解废物、氮磷等有害物质，起到了水质净化的作用。
河流底栖动植物和底栖无脊椎动物通过摄食有机底栖物和溶解有机物，净化了水体中的有机污染物；浮游动植物通过光合作用吸收废物和溶解氮磷，净化了水中的无机污染物。
其次，河流通过储存和释放水量，对地表径流进行调节，起到了水文调节的作用。
河流的生态系统能够存储雨水，并通过蒸发、渗透、流出等途径释放出来，减缓洪水的形成，提高地表水源的供给能力。
最后，河流的生态系统通过保护和恢复生态景观，维持了河流的景观完整性和生态稳定性。
河流的生态景观包括河段的湿地、河两岸的植被等，它们提供了适宜生物栖息和繁衍的场所，保护了生物多样性和生态系统的完整性。
综上所述，河流的生态结构和生态功能是相互关联、相互作用的。
在河流生态系统中，不同生物群落通过各自的功能和相互之间的关系，共同构成了一个稳定、复杂的生态系统。
水文变化对河流生态系统的影响研究引言：河流是地球上重要的水资源和生态系统之一，其健康状态对社会经济发展和生态环境保护至关重要。
而水文变化作为河流生态系统的主要驱动力之一，对生物多样性、生产力、养分循环和栖息地演变等方面都有显著的影响。
本文将探讨水文变化对河流生态系统的影响，并分析其原因和对策。
一、水文变化对生物多样性的影响：水文变化对河流生态系统中的物种多样性产生直接和间接的影响。
例如，枯水期和丰水期的变化会对物种的繁殖、迁徙和栖息地选择产生影响。
研究发现，水位的变化可以影响鱼类、昆虫和其他水生动物的生命周期和行为习惯，从而改变河流生物群落的组成和结构。
二、水文变化对生产力的影响：水文变化对河流生态系统的生产力也有显著影响。
丰水期的洪水可以带来更多的营养物质和悬浮物，对水生植物和浮游生物的生长提供了良好的条件。
而水位下降或季节性的干旱会减少水域中的养分供应，影响水生植物的光合作用和生物量积累，从而降低河流的生产力。
三、水文变化对养分循环的影响：河流生态系统中的养分循环对维持生态平衡和生态系统稳定性起着重要作用。
水文变化会改变河流的沉积物运动和养分输送，影响养分的分布和循环过程。
丰水期的洪水会冲刷和输送大量的养分，促进河流中的生物生长和养分吸收。
而枯水期的干旱会导致养分积累和富集，可能导致水体富营养化和藻类大量繁殖。
四、水文变化对栖息地演变的影响：水文变化还会导致河流中栖息地的演变和改变。
例如，水位下降可能导致池塘和沼泽地的水源断裂，湿地干涸，从而破坏水生物种的繁殖和栖息地。
另一方面，洪水可能改变河流的河道结构和地貌，形成新的湿地和洲滩，为某些物种提供新的栖息地。
结论：水文变化是影响河流生态系统的重要因素之一，对生物多样性、生产力、养分循环和栖息地演变等方面产生显著影响。
因此，保护和恢复河流生态系统应加强对水文变化的监测和研究。
我们可以通过合理的水库调度和水资源管理，调控水位波动，减少洪灾和干旱对生物和环境的影响，从而实现河流生态系统的可持续发展和保护。
河流的生态功能及水文变化的生物学效应(一)
摘要：大坝建设对生态环境的影响是近来讨论的热点问题，学者和公众对于大坝建设对景观多样性、文化多样性、生物多样性的（生态系统、物种、基因）影响“存在性”基本认可，但对影响“程度”认知相差甚远！争论体现了：开发与环境保护协调发展的“度”的衡量，日益高涨的环保意识与不明确的生态环境保护目标的矛盾，以及由于目前理论与现状资料缺乏导致的大坝建设的“真实生态影响”难以......关键词：河流生态功能水文变化生物学大坝建设对生态环境的影响是近来讨论的热点问题，学者和公众对于大坝建设对景观多样性、文化多样性、生物多样性的（生态系统、物种、基因）影响“存在性”基本认可，但对影响“程度”认知相差甚远！争论体现了：开发与环境保护协调发展的“度”的衡量，日益高涨的环保意识与不明确的生态环境保护目标的矛盾，以及由于目前理论与现状资料缺乏导致的大坝建设的“真实生态影响”难以搞清等问题。
淹没、阻隔、径流调节变化对生态环境的影响是大坝建设关注的主要问题，如何评价这些影响并提出缓减措施，是未来水利水电建设必须解决的问题，认识河流的生态结构与功能是评价的基础。
基于这一认识，本文概要介绍河流生态功能与水文过程的生态效应，以期对水利水电工程建设的生态环境保护提供借鉴。
一、河流的生态结构河流是一个完整的连续体，上下游、左右岸构成一个完整的体系，连通性是评判河道或缀块区域空间连续性的依据。
高度连通性的河流对物质和能量的循环流动以及动物和植物的运动等非常重要。
从横向上讲，河流宽度指横跨河流及其临近的植被覆盖地带的横向距离。
影响宽度的因素有：边缘条件、群落构成、环境梯度以及能够影响临近生态系统的扰乱活动（包括人为活动）。
连通性和宽度构成了河流生态系统的重要结构特征。
二、河流生态功能河流的生态功能包括：栖息地功能、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇功能等方面。
1生态功能-栖息地功能栖息地是植物和动物（包括人类）能够正常的生活、生长、觅食、繁殖以及进行生命循环周期中其它的重要组成部分的区域。
栖息地为生物和生物群落提供生命所必需的一些要素比如空间、食物、水源以及庇护所等。
河道通常会为很多物种提供非常适合生存的条件，它们利用河道来进行生活、觅食、饮水、繁殖以及形成重要的生物群落。
河道一般包括两种基本类型的栖息地结构：内部栖息地和边缘栖息地。
内部栖息地相对来说是更稳定的环境，生态系统可能会在较长的时期仍然保持着相对稳定的状态。
边缘地区是两个不同的生态系统之间相互作用的重要地带。
边缘栖息地处于高度变化的环境梯度之中。
边缘栖息地中会比内部栖息地环境中有着更多样的物种构成和个体数量。
边缘地区相当于对其内部地区起到了过滤器的作用。
边缘地区也是维持着大量动物和植物群系变化多样的地区。
栖息地功能作用很大程度上受到连通性和宽度的影响。
在河道范围内连通性的提高和宽度的增加通常会提高该河道作为栖息地的价值。
河流流域内的地形和环境梯度(例如土壤湿度、太阳辐射和沉积物的逐渐变化)会引起植物和动物群落的变化。
宽阔的、互相连接的，并且具有多样的本土植物群落的河道是良好的栖息地条件，通常会发现比在那些狭窄的、性质都相似的并且高度分散的河道内存在着更多的生物物种2通道作用通道功能作用是指河道系统可以作为能量、物质和生物流动的通路。
河道由水体流动形成，又为收集和转运河水和沉积物服务。
还有很多其它物质和生物群系通过该系统进行移动。
河道既可以作为横向通道也可以作为纵向通道，生物和非生物物质向各个方向移动和运动。
有机物物质和营养成分从高处漫滩流入低洼的漫滩而进入河道系统内的溪流，从而影响到无脊椎动物和鱼类的食物供给。
对于迁徙性野生动物和运动频繁的野生动物来说，河道既是栖息地同时又是通道。
生物的迁徙促进了水生动物与水域发生相互作用(例如:鲑鱼溯河产卵的迁移活动。
产卵期间溯河到达河流系统上游地段的那些产卵的和垂死的大量成熟鱼种为河流提供了营养物质输入和促进生物量的增加。
因此，连通性对于水生物种的移动是非常重要的，同时河流上游源头地区从海洋中获得营养物质)。
河流通常也是植物分布和植物在新的地区扎根生长的重要通道。
流动的水体可以长距离的输移和沉积植物种子；在洪水泛滥时期，一些成熟的植物可能也会连根拔起、重新移位，并且会在新的地区重新沉积下来存活生长。
野生动物也会在整个河道系统内的各个部分通过摄食植物种子或是携带植物种子而造成植物的重新分布。
河流也是物质输送的通道。
结构合理的河道会优化沉积物进入河流的时间和供应量以达到改善沉积物输移功能的目的。
河道以多种形式成为能量流动的通道。
河流水流的重力势能不断的雕刻流域的形态。
河道可以充分的调节太阳光照的能量和热量
进入河流的沉积物和生物量在自然中大部分通常是由周围陆地供应的地方，河道的宽度是非常重要的。
宽广的、彼此相连接的河道可以起到一条大型通道的作用，使得水流沿着横向方向和河道的纵向方向都能进行流动。
狭窄的或是七零八碎的河道中常常受到限制。
3过滤和屏障作用河道屏障作用是阻止能量、物质和生物运动的发生，或是起到过滤器的作用，允许能量、物质和生物选择性的通过。
河道作为过滤器和屏障作用可以减少水体污染、最大程度的减少沉积物转移,常提供一个与土地利用、植物群落以及一些运动很少的野生动物之间的自然边界。
影响系统屏障和过滤功能作用的因素包括连通性（缺口出现频率）和河道宽度。
一条宽广的河道会提供更有效的过滤作用，而一条相互连接的河道会在其整个长度范围内发挥过滤器的作用。
沿着河道移动的物质在它们要进入河道的时候也会被选择性的滤过。
在这些情况下，边缘的形状是弯曲的还是笔直的将会成为影响过滤功能的最大因素。
物质的输移、过滤或者消失，总体来说取决于河道的宽度和连通性。
在整个流域内向着大型河流峡谷流动的物质可能会被河道中途截获或是被选择性滤过。
地下水和地表水的流动可以被植物的地下部分以及地上部分滤过。
河道的中断缺口有时会造成该地区过滤功能作用的漏斗式破坏损害。
例如，在沿着河道相互连接的植被中出现一处缺口，就会降低其过滤功能作用，集中增加了进入河流的地表径流，造成侵蚀、沟蚀，并且会使沉积物和营养物质自由的流入河流之中。
4源汇作用源作用是为其周围流域提供了生物、能量和物质。
汇的作用不断的从周围流域中吸收生物、能量和物质。
河岸一般通常是作为“源”向河流中供给泥沙沉积物。
当洪水在河岸处沉积新的泥沙沉积物时它们又起到“汇”的作用。
在整个流域规模范围内，河道是流域中其它各种斑块栖息地的连接通道，整个流域内起到了能够提供原始物质的“源”和通道的作用。
泛滥平原植被的源汇功能作用：通过减缓或是吸收洪水从而降低下游洪水泛滥；在洪水来临时期保持了沉积物和其它物质防止流失；为土壤有机物质和水生有机物质提供了来源。
生物和遗传基因方面的“源”\“汇”集养的关系非常复杂。
小的森林斑块地带可以被看作是“汇”，这些区域会通过使这些物种不能在此地区得到很好的繁殖而导致它们的物种数量和遗传基因多样性减少。
相比较而言，大型森林地带具有足够的内部栖息地，就能维持鸟类成功的繁殖从而成为能够提供更多个体数量和新的遗传基因组合的“源”。
