河流特征与河流生态系统的功能探讨

胡凤启，宋平原，李 涛

（1.河南省开封水文水资源勘测局，河南 开封 475000；2.驻马店市河道管理局，河南 驻马店 463000）

河流特征与河流生态系统的功能探讨

胡凤启1，宋平原2，李 涛2

（1.河南省开封水文水资源勘测局，河南 开封 475000；2.驻马店市河道管理局，河南 驻马店 463000）

河流生态系统是自然生态体系的一部分。河流不同的特征与河流生态系统存在紧密的关系。分析了河流特征，探讨了河流生态系统的自身功能和水资源功能、防洪排涝及滞蓄洪功能、水循环和物质循环输送功能、河流的生态及环境功能、纳污与自净功能、航运功能、养殖功能、文化景观等8个服务功能。

河流特征；河流生态系统；自身功能；服务功能

0 引言

河流是地球陆地表面因流水作用而形成的典型地貌类型，是自然生态体系的一部分，也是自然界能量流动和物质循环的一个重要途径。河流形态和河流中流速、流量、水深、水温、水质、水文周期变化、河床材料构成等多种生态物质的异质性造就了不同的河流特征，形成了丰富的河流生物群落及其关系复杂的食物链和互相交错的食物网。而能量的流动、物质的迁移和转化，就是通过食物链和食物网进行的。河流与它周围的环境构成了一个相对独立的生态系统，即河流生态系统［1］。河流生态系统与河流不同的特征存在紧密的关系，其生态功能亦有不同和差异。笔者对河流特征和河流生态系统的功能进行探讨，以期为建立人与自然的和谐环境提供一些信息。

1 河流特征

1.1 河流纵向的蜿蜒廊道特征

蜿蜒廊道是自然河流的重要特征。河流的蜿蜒廊道性使得河流形成干流、支流、河湾、沼泽、深潭和浅滩等形态特征，也形成了丰富多样性的生态。

1.2 上、中、下游的生态差异特征

河流上游一般为山区或高原，河底比降大，断面狭窄，水流急速。中游为山区向平原区过渡区，断面由狭窄变宽阔，河底比降和水流由急变缓。下游多为低洼易涝区，断面宽阔，河底平缓，水流缓慢。极为丰富的河流形态造成了多种异质性很强的生物群落的多样性生存条件。这种条件对于生物群落的性质、优势物种、种群密度以及微生物的作用都产生重大影响。

1.3 河流断面形状的不规则性

河流的横断面形状表现为既多样又不规则，也常有深潭与浅滩交错的布局出现。浅滩生境光热条件优越，适宜形成湿地，供鸟类、两栖动物和昆虫栖息。深潭中，由于水温、阳光辐射、食物和含氧量沿水深变化，异质的生物群落存在分层生存的现象。

1.4 河床材料的透水性

具有透水性的河床材料适合水生、湿生植物和微生物的生存。不同粒径卵石、沙石、泥土的自然组合，又为鱼类产卵提供了场所。同时，透水的河床有连接地表水和地下水的通道，使淡水系统成为一个整体。

1.5 河水的流动性

河流系统中，以水为载体和介质的动力作用使河水具有流动性特征。这种特征耦合了各类营养和非营养物质的循环，并在循环过程中，实现光能、化学能和生物生境的转换。

1.6 气、陆、水的紧密联系特征

河流的水深往往比湖水浅，加之水体流动，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气、水陆两相结构。河水在流动和静止过程中，生物物质溢出水面或沉入河底，处于大尺度的水气循环和水陆循环之中，特别是急流、跌水和瀑布河段，曝气作用更为明显，更适应于需氧量相对较强的生物在河流生态系统中生存。

2 河流生态系统的功能［2～3］

依据河流生态系统的组成、结构形态特点和生态过程，特别在人类合理干预下，河流呈现自然的、综合的、社会的、生态的和人文的综合服务功能。河网水系的主要功能为河流生态系统自身功能和河流生态系统服务功能两大类。

2.1 河流生态系统的自身功能

河流生态系统自身功能指河流的物理形态、生物种群和结构、水质对河流物种迁徙的演变、能量流动和物质循环的功能。而河流生态环境是指影响人类社会生存和发展的，以水为核心的，各种天然的和经过人工改造的自然因素所形成的有机统一体，包括地表水、地下水，以及毗邻的土地、森林、草原、野生动植物，自然古迹、人文遗迹、城乡聚落、人工设施等。河流生态系统功能与水生态环境是人与水，水与自然和谐目标的有机统一体。

由于河流的蜿蜒廊道特征和流动特征，其生物种群为喜氧性生物。在蜿蜒廊道河床形态制约下，河流的半开放性生境条件是生物种群相对稳定的生存区域，也是其生命主体的生产者、消费者、分解者进行物质循环和能量转换的基础。生物种类的多样性是以不同食物链结构稳定与健康为核心的，从而提高了生态系统的自身功能。

2.2 河流生态系统的服务功能

河流生态系统的服务功能包括水资源功能、防洪排涝及滞蓄洪功能、水循环和物质循环输送功能、河流的生态及环境功能、纳污与自净功能、航运功能、养殖功能、文化景观功能等。

2.2.1 水资源功能

河流为工农业生产和人类生活提供了水资源，是保证社会经济发展和生活最重要的物质基础，也是农业灌溉的水源。目前，由于区域经济社会发展、人民生活水平提高、自来水的普及、地下水开发，河流的供水功能存在萎缩现象。

2.2.2 防洪、排涝及滞蓄洪功能

一条河流由干流、支流、干沟、支沟等组成，并与湖荡洼地相连，形成树干、枝叶密集型的河网系统。河流有其自然行洪、排涝、槽蓄水功能，构建了区域洪涝水宣泄系统，保障了区域内经济社会发展和人民生命财产安全。

2.2.3 水循环和物质循环输送功能

河床及水体拥有物质搬运功能（固体物质、生物物质、化学物质），既参与流域内的水土、水气循环，也形成区域独特的一定范围的水循环，对河流水文形势、地形地貌、生态特征、河口产生影响和作用。水体在河流中的流动，其流态、流速、流量、水质、水文周期、水位变化、物质迁输及在输移过程中的变化等，都构成了河流生态系统中重要的生态因子和功能。

2.2.4 河流的生态及环境功能

河流是流动的、相对开放的生态系统。相对于湖泊，河流的河床为蜿蜒廊道形式，水体是流动的，水深较浅，曝气掺氧能力强。河流中生物一般都是需氧量较大的种群，且沿流程变化比湖泊显著。河流廊道形生物链结构呈动态特征，从初级生产者到高级消费者的有序结构保证了其生物生产的较高水平和较为稳定的动态食物链结构。河流与周围陆（水）域关系密切。滨湖带水域和陆域交错带是两种不同生境的交汇区，异质性高，生物种群从水生到水陆交替的湿生，再过渡到陆生，适宜于多种生物生长。沉水植物、挺水植物和湿生生物、陆生植物依不同水深及距河床水面和地下浸润线影响距离呈层带状分布。因此，河滨带既是生物性能好、生物生产量高的区域，也是生态环境敏感带，易受人类经济活动的影响。

2.2.5 纳污和自净功能

河流是各类物质（固体的、生物的、化学的）的载体和介质，有一定的纳污能力和自净作用。但是，这种功能是有一定限制的。因此，对于每一种不同功能的河流，都有水质控制目标要求和允许纳污能力的法定要求。

2.2.6 航运功能

自古以来，河流就被人类充分用其行舟之力，承担货物运输和交通航运之利。不仅在铁路公路不发达时如此，就是在陆路、航空高度发达的今天，由于船运运输量大、廉价、污染小，也是一种重要的运输方式。根据河道规模、水深及城镇分布，对航道进行不断疏浚整治并分多级管理，为区域经济发展提供了廉价、便捷的运力。

2.2.7 养殖功能

河流的水体具有水产养殖的功能，它提供大量水产品，满足市场需求。20世纪末，由于河流水质污染，水产养殖和渔业生产受到很大影响，产量下滑，质量变差。进入21世纪以来，环境保护治污效果逐步显现，河流水产养殖和渔业生产正在逐步恢复。

2.2.8 文化景观功能

河流是具有生命的不断变迁的事物，诸多河流构成的河网结构造就了独具景观和文化特点的水乡景色。自古以来，人们依水而居，随水而耕，用水溉田。为满足人口增长、经济发展和防洪保安之需，人们改造自然，兴修水利。由于人们亲水近水的天性，河流景观，也伴随着社会发展而不断发展。一条河流的河道志可谓区域水利史，也是区域社会发展史。目前，城市河流景观和河流生态系统已成为城市建设发展的热点。

3 结语

从河流生态系统与河流特征关系及其生态多样化功能可以看出，不同的河流特征会影响形成不同的生态系统，因而也会具有不同的功能。在今后的河道治理中，应以不破坏生态系统的自然属性为前提，把河道生态环境的保持和恢复考虑在内，尽可能创造条件，恢复河流活跃、多样的生态结构，促进其发展。人与自然协调发展，能很好地保护和促进生态系统发展，使河流成为保护或恢复其原始生态功能的空间，使人们生活在健康舒适的生存环境中，实现经济、社会、生态环境可持续发展的目标。

［1]唐涛，渠晓东，蔡庆华，等.河流生态系统管理研究-以香溪河为例［J］.长江流域资源与环境，2004，13（6）：595-597.

［2]栾建国，陈文祥.河流生态系统的典型特征和服务功能［J］.人民长江，2004（9）：41-43.

［3]董哲仁.保护和恢复河流形态多样性［J］.中国水利，2003（6）：52-56.

[责任编辑 杨明庆]

TV88

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10.13681／j.cnki.cn41-1282／tv.2017.01.004

2016-08-15

胡凤启（1973-），河南尉氏人，高级工程师，主要从事水文、水资源调查评价分析计算及水文与水资源工程研究。