水利工程对生态系统的胁迫 　　(2)

　　2.3自我调控和自我修复功能

　　淡水生态系统结构的另一个重要特征是具有自我

　　调控和自我修复功能.在长期的进化过程中，形成了同种生物种群间、异种生物种群间在数量上的调控，保持着一种协调关系.在生物群落与生境之间是一种物质、能量的供需关系，在长期的进化过程中也形成了相互间的适应能力.比如淡水周边的湿地生物群落，需要适应干旱与洪涝两种生境的交替变化，形成了湿地植物既耐旱又耐涝的特征.水体自我修复能力，也是淡水生态系统自我调控能力的一种.在外界干扰条件下，通过自我修复，保持水体的洁净.由于具有这种自我调控和自我修复能力，才使淡水生态系统具有相对的稳定性。

　　所谓稳定性具有两层含意，一是指对于外界干扰的适应力或称为弹性，二是在受到干扰后回到原平衡态的恢复能力.需要指出的是，生态系统的稳定性是相对的，其适应性也是有限的.所谓弹性限度也就是淡水生态系统对外界干扰的承载力.当超过某一个弹性限度，生态系统将出现一种不断远离平衡点的正反馈，加快系统失稳，常以爆发的方式导致系统的全面恶化。

　　综上所述，一个稳定的淡水生态系统，是一个生物群落多样性丰富的系统，是一个食物链（网）结构复杂而完善的系统，是一个物质循环、能量流动及物种流动通畅的系统。

　　3河流形态多样性是生物群落多样性的基础

　　生物群落与生境的统一性是生态系统的基本特征.在流域生态系统的各种生境因素中，河流形态多样性是流域生态系统最重要生态因子之一，河流形态多样性及与生物群落多样性的关系可以归纳为以下5个方面。

　　3.1水一陆两相和水一气两相的联系紧密性

　　与湖泊相对照，河流是一个流动的生态系统.河流与周围的陆地有更多的联系，水一陆两相(two-phase)联系紧密，是相对开放的生态系统.水域与陆地间过渡带是两种生境交汇的地方，由于异质性高，使得生物群落多样性的水平高，适于多种生物生长,优于陆地或单纯水域.在水陆联结处的湿地，聚集着水禽、鱼类、两栖动物和鸟类等大量动物.而植物就有沉水植物、挺水植物和陆生植物以层状结构分布。另外，河流又是联结陆地与海洋的纽带，河口三角洲是滨海盐生沼泽湿地。

　　由于河流中水体流动，水深又往往比湖水浅，与大气接触面积大，所以河流水体含有较丰富的氧气，是一种联系紧密的水一气两相结构.特别在急流、跌水和瀑布河段，曝气作用更为明显。

　　3.2上中下游的生境异质性

　　我国的大江大河多发源于高原，流经高山峡谷和丘陵盆地，穿过冲积平原到达宽阔的河口。上中下游所

　　流经地区的气象、水文、地貌和地质条件有很大差异.以长江为例，长江流域地势西高东低呈现三大台阶状.长江流域内的地貌类型众多,据统计，流域的山地、高原面积占全流域的71.4%，丘陵占13.3%,平原占11.3%,河流、湖泊等水面占4%。形成峡谷型河段、丘陵型河段及平原型河段o与长江干流相连的湖泊众多.长江流域为典型亚热带季风气候，流域辽阔,地理环境复杂，各地气候差异很大，且高原峡谷河流两岸常有立体气候特征。流域内形成了急流、瀑布、跌水、缓流等不同的流态。

　　河流上中下游由多种异质性很强的生态因子描述的生境，形成了极为丰富的流域生境多样化条件，这种条件对于生物群落的性质、优势种和种群密度以及微生物的作用都产生重大影响.在生态系统长期的发展过程中，形成了河流沿线各具特色的生物群落,形成了丰富的河流生态系统.仍以长江流域为例，流域大部分处于中亚热带植被区，介于暖温带和南亚热带之间，并有青藏高原高寒植物和垂直地带性植物，种类极为丰富.在我国植物3980个属、近3万种种子植物中，长江流域的植物分别占属的2/3和种的1/2.长江流域在世界大陆动物区系中，分属古北界青藏区、东洋界西南区和东洋界华中区三大区.生活着白唇鹿、藏羚、野牦牛、麋鹿、猕猴、华南虎、石貂以及大鲵、丹顶鹤等多种动物.珍稀动物就有大熊猫、白暨豚、朱鹮等22种.长江水系约有鱼类370种，其中纯淡水鱼类294种，咸淡水鱼类22种，海水鱼类45种，海淡水洄游鱼类9种，像中华鍀是溯源产卵洄游鱼类，每年秋季从大海逆流而上到长江上游产卵，幼鱼顺江游到大海。

　　3.3河流的蜿蜒性

　　自然界的河流都是蜿蜒曲折的，不存在直线或折线形态的天然河流.在自然界长期的演变过程中，河流的河势也处于演变之中，使得弯曲与自然裁弯两种作用交替发生.但是弯曲或微弯是河流的趋向形态.另外，也有一些流经丘陵、平原的河流在自然状态下处于分岔散乱状态.一些分岔散乱状态的河流归人主槽形成明显的干流，往往是由于人类治河工程的结果.需要强调指出，蜿蜒性是自然河流的重要特征.河流的蜿蜒性使得河流形成主流、支流、河湾、沼泽、急流和浅滩等丰富多样的生境.由此形成了丰富的河滨植被、河流植物，为鱼类的产卵创造条件，成为鸟类、两栖动物和昆虫的栖息地和避难所o由于流速不同，在急流和缓流的不同生境条件下，聚集着不同的生物群落--急流生物群落和缓流生物群落。

　　3.4河流断面形状的多样性

　　自然河流的横断面也多有变化.河流的横断面形状多样性，表现为非规则断面，也常有深潭与浅滩交错的布局出现o显然，不存在梯形或矩形等几何规则断面的自然河流.河流浅滩的生境，光热条件优越，适于形成湿地，供鸟类、两栖动物和昆虫栖息.积水洼地中，鱼类和各类软体动物丰富，它们是肉食候鸟的食物来源，鸟粪和鱼类肥土又促进水生植物生长，水生植物又是植食鸟类的食物，形成了有利于珍禽生长的食物链.由于水文条件随年周期循环变化，河湾湿地也呈周期变化o在洪水季节水生植物种群占优势.水位下降后，水生植物让位给湿生植物种群，是一种脉冲式的生物群落变化模式.而在深潭里，太阳光辐射作用随水深加大而减弱.红外线在水体表面几厘米即被吸收，紫外线穿透能力也仅在几米范围.水温随深度变化，深水层水温变化迟缓，与表层变化相比存在滞后现象。由于水温、阳光辐射、食物和含氧量沿水深变化,在深潭中存在着生物群落的分层现象.比如浮游动物一般是趋于弱光的.它们白天多分布在较深的水层，夜晚则上升到表层。

　　3.5河床材料的透水性

　　河床的冲淤特性取决于水流流速、流态、水流的含沙率、颗粒级配以及河床的地质条件等.由悬移质和推移质的长期运动形成了河流动态的河床.需要指出的是，在高山峡谷湍急的河段,河床由冲刷作用形成，其河床材料是透水性较差的岩石，除此之外，大部分河流的河床覆盖有冲积层，河床材料都是透水的，即由卵石、砾石、沙土、粘土等材料构成的.具有透水性能的河床材料，适于水生和湿生植物以及微生物生存.不同粒径卵石的自然组合，又为鱼类产卵提供了场所.同时,透水的河床又是联结地表水和地下水的通道，使淡水系统形成整体。

　　综上所述，水一陆两相和水一气两相的紧密关系，形成了较为开放的生境条件;上中下游的生境异质性，造就了丰富的流域生境多样化条件；河流形态的蜿蜒性形成了急流与缓流相间；河流的横断面形状多样性，表现为深潭与浅滩交错;河床材料的透水性为生物提供了栖息所。由于河流形态多样性形成的在流速、流量、水深、水温、水质、河床材料构成等多种生态因子的异质性，造就了丰富的生境多样性，形成了丰富的河流生物群落多样性。所以说，河流形态多样性是维持河流生物群落多样性的基础。

　　4水利工程如何对河流生态系统造成胁迫

　　水利工程对河流生态系统造成某种胁迫，具体表现是一些水利工程建设造成河流形态的均一化和不连续化，其后果是生物群落多样性水平下降。

　　4.1河流形态的均一化和不连续化改变了生境多样性

　　所谓河流形态的均一化主要是指自然河流的渠道化或人工河网化。具体表现为：（1)平面布置上，河流形态直线化.即将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的人工河流或人工河网。采用这种规划设计方法的理由是：直线型的渠道工程量小，同时节省耕地，减少移民搬迁.（2)渠道横断面几何规则化。把自然河流的复杂形状变成梯形、矩形及弧形等规则几何断面.规则的渠道断面输水能力强,也可减少占地.设计时易于计算，建设时易于施工.（3)河床材料的硬质化。渠道的边坡及河床采用混凝土、砌石等硬质材料o防洪工程的河流堤防和边坡护岸的迎水面也采用这些硬质材料.原因是渠道工程中可减少渠水的渗漏，以利节水.光滑的渠坡减少表面糙率，提高输水效率.在岸坡防护方面，采用硬质材料的原因是其抗冲、抗侵蚀性及耐久性好.（4)河流的裁弯取直工程。

　　所谓河流形态的不连续化是指在河流筑坝形成水库，造成水流的不连续性o有的河流进行梯级开发，更形成多座水库串连的格局.水库淹没了原有的河流两岸的植被，又将搬迁的城镇及废弃的农田沉人库底，未清除的垃圾、工业废料及农药残留统统进人水库.更重要的是,水体在水库中形成相对静水，其流速、水深、水温及水流边界条件都发生了重大变化.水库的生态系统比河流生态系统相对要脆弱。