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1、河流生态水文一、河流生态功能一、河流生态功能1、几个概念、几个概念河流生态中几个概念区域(流域)景观河流河段河流廊道4河流廊道基本组成河流廊道基本组成562、河流的结构与功能、河流的结构与功能2.1河流的结构河流的结构n n河河流流是是一一个个完完整整的的连连续续体体，上上下下游游、左左右右岸岸构构成成一一个个完完整整的的体体系系，连连通通性性是是评评判判河河道道或或缀缀块块区区域域空空间间连连续续性性的的依依据据。高高度度连连通通性性的的河河流流对对物物质质和和能能量量的的循循环环流流动动以以及及动动物物和和植植物的运动等非常重要。物的运动等非常重要。8n n从横向上讲，河流宽度指横跨河流及
2、其临近的植被覆从横向上讲，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、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干群落构成、环境梯度以及能够影响临近生态系统的干扰活动（包括人为活动）。连通性和宽度构成了河流扰活动（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。生态系统的重要结构特征。9n n连通性：是评判河道或相邻区域空间连续性的测定依据。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。n n宽度：在河道区域范围内，宽度是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
3、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）。10河流生态功能河流生态功能11生态功能-栖息地n n栖栖息息地地是是植植物物和和动动物物（包包括括人人类类）能能够够正正常常的的生生活活、生生长长、觅觅食食、繁繁殖殖以以及及进进行行生生命命循循环环周周期期中中其其它它的的重重要要组组成成部部分分的的区区域域。栖栖息息地地为为生生物物和和生生物物群群落落提提供供生生命命所所必必需需的的一一些些要要素素比比如如空空间间、食食物、水源以及庇护所等。物、水源以及庇护所等。n n河道通常会为很多物种提供非常适合生存的条件，河道通常会为很多物种提供非常适合生存的条
4、件，它们利用河道来进行生活、觅食、饮水、繁殖以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。及形成重要的生物群落。12生态功能生态功能-栖息地栖息地n n河道一般包括两种基本类型的栖息地结构：内部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。栖息地和边缘栖息地。n n内部栖息地相对来说是更稳定的环境，生态系统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。可能会在较长的时期仍然保持着相对稳定的状态。n n边缘地区是两个不同的生态系统之间相互作用的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
5、境梯度重要地带。边缘栖息地处于高度变化的环境梯度之中。之中。n n边缘栖息地中会比内部栖息地环境中有着更多样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。着大量动物和植物群系变化多样的地区。13生态功能生态功能-栖息地栖息地n n栖息地功能作用往往会极大的受到连通性和宽度栖息地功能作用往往会极大的受到连通性和宽度的影响。的影响。n n在河道范围内连通性的提高和宽度的增加通常会在河道范围内连通性的提
6、高和宽度的增加通常会提高该河道作为栖息地的价值。提高该河道作为栖息地的价值。n n河流流域内的地形和环境梯度河流流域内的地形和环境梯度(例如土壤湿度、太例如土壤湿度、太阳辐射和沉积物的逐渐变化阳辐射和沉积物的逐渐变化)会引起植物和动物群会引起植物和动物群落的变化。落的变化。n n在宽阔的、互相连接的，并且具有多样的本土植在宽阔的、互相连接的，并且具有多样的本土植物群落的河道等这样合适的栖息地条件中通常会物群落的河道等这样合适的栖息地条件中通常会发现比在那些狭窄的、性质都相似的并且高度分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散的河道内存在着更多的生物物种 14生
7、态功能-通道作用通通道道功功能能作作用用是是指指河河道道系系统统可可以以作作为为能能量量、物物质质和和生生物物流流动动的的通通路路。河河道道由由水水体体流流动动形形成成，又又为为收收集集和和转转运运河河水水和和沉沉积积物物服服务务。还还有有很很多多其其它它物物质质和生物群系通过该系统进行移动。和生物群系通过该系统进行移动。n n河河道道既既可可以以作作为为横横向向通通道道也也可可以以作作为为纵纵向向通通道道，生生物物和和非非生生物物物物质质向向各各个个方方向向移移动动和和运运动动。有有机机物物物物质质和和营营养养成成分分从从高高处处漫漫滩滩流流入入低低洼洼的的漫漫滩滩而而进进入入河河道道系系统
8、统内内的的溪溪流流，从从而而影影响响到到无无脊脊椎椎动动物物和鱼类的食物供给。和鱼类的食物供给。15生态功能-通道作用n n对于迁徙性野生动物和运动频繁的野生动物来说，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。河道既是栖息地同时又是通道。n n生生物物的的迁迁徙徙促促进进了了水水生生动动物物与与水水域域发发生生相相互互作作用用(例例如如:鲑鲑鱼鱼溯溯河河产产卵卵的的迁迁移移活活动动。产产卵卵期期间间溯溯河河到到达达河河流流系系统统上上游游地地段段的的那那些些产产卵卵的的和和垂垂死死的的大大量量成成熟熟鱼鱼种种为为河河流流提提供供了了营营养养物物质质输输入入和和促促
9、进进生生物物量量的的增增加加。因因此此，连连通通性性对对于于水水生生物物种种的的移移动动是是非非常常重重要要的的，同同时时河河流流上上游游源源头头地地区区从从海海洋洋中中获得营养物质。获得营养物质。)16生态功能-通道作用n n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.n n流动的水体可以长距离的输移和沉积植物种子。流动的水体可以长距离的输移和沉积植物种子。n n在在洪洪水水泛泛滥滥时时期期，一一些些成成熟熟的的植植物物可可能能也也会会连连根根拔拔起起、重重新新移移位位，并并且且会会在在新新的的地地区区重重新新沉沉积下来存活生长。积下来存活生长。n n野野生生动动物物也也会会在在
10、整整个个河河道道系系统统内内的的各各个个部部分分通通过过摄摄食食植植物物种种子子或或是是携携带带植植物物种种子子而而造造成成植植物物的重新分布。的重新分布。17生态功能-通道作用n n物质输送的通道n n沉积物、营养盐等沉积物、营养盐等n n结结构构合合理理的的河河道道会会优优化化沉沉积积物物进进入入河河流流的的时时间间和供应量以达到改善沉积物输移功能的目的。和供应量以达到改善沉积物输移功能的目的。n n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18生态功能-通道作用n n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
11、地供应的地方，河道的宽度是非常重要的。n n宽宽广广的的、彼彼此此相相连连接接的的河河道道可可以以起起到到一一条条大大型型通通道道的的作作用用，使使得得水水流流沿沿着着横横向向方方向向和和河河道道的的纵向方向都能进行流动。纵向方向都能进行流动。n n狭窄的或是七零八碎的河道中常常受到限制。狭窄的或是七零八碎的河道中常常受到限制。19生态功能-过滤和屏障作用n n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。n n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
12、的自然边界。20生态功能-过滤和屏障作用n n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。n n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。21n n物物质质的的输输移移、过过滤滤或或者者消消失失，总总体体来来说说取取决决于于河河道道的的宽宽度度和和连连通通性性。在在整整个个流流域域内内向向着着大大型型河河流流峡峡谷谷流流动动的的物物质质可可能能会会被被河河道道中中途途截截获获或或是是
13、被被选选择择性性滤滤过过。地地下下水水和和地地表表水水的的流流动动可可以以被被植植物物的的地下部分以及地上部分滤过。地下部分以及地上部分滤过。n n河河道道的的中中断断缺缺口口有有时时会会造造成成该该地地区区过过滤滤功功能能作作用用的的漏漏斗斗式式破破坏坏损损害害。例例如如，在在沿沿着着河河道道相相互互连连接接的的植植被被中中出出现现一一处处缺缺口口，就就会会降降低低其其过过滤滤功功能能作作用用，集集中中增增加加了了进进入入河河流流的的地地表表径径流流，造造成成侵侵蚀蚀、沟沟蚀蚀，并并且且会会使使沉沉积积物物和和营营养养物物质质自自由由的的流流入入河河流之中。流之中。2223源汇作用源汇作用n
14、 n源作用是为其周围流域提供了生物、能量和物质。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、能量和汇的作用不断的从周围流域中吸收生物、能量和物质。物质。n n河岸一般通常是作为河岸一般通常是作为“源源”向河流中供给泥沙沉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积物。当洪水在河岸处沉积新的泥沙沉积物时它们又起到们又起到“汇汇”的作用。的作用。n n在整个流域规模范围内，河道是流域中其它各种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提供原始物质的
15、“源源”和通道的作用。和通道的作用。24n n泛滥平原植被的源汇功能作用：n n通过减缓或是吸收洪水从而降低下游洪水泛滥；n n在洪水来临时期保持了沉积物和其它物质防止流失；n n为土壤有机物质和水生有机物质提供了来源；25n n生生物物和和遗遗传传基基因因方方面面的的“源源”“”“汇汇”的的关关系系非非常常复杂。复杂。n n小小的的森森林林斑斑块块地地带带可可以以被被看看作作是是“汇汇”，这这些些区区域域会会通通过过使使这这些些物物种种不不能能在在此此地地区区得得到到很很好好的的繁繁殖殖而而导导致致它它们们的的物物种种数数量量和和遗遗传传基基因因多多样样性性减减少少。相相比比较较而而言言，大
16、大型型森森林林地地带带具具有有足足够够的的内内部部栖栖息息地地，就就能能维维持持鸟鸟类类成成功功的的繁繁殖殖从从而而成成为为能能够够提提供供更多个体数量和新的遗传基因组合的更多个体数量和新的遗传基因组合的“源源”。26水文过程的生态学意义水文过程的生态学意义n n水流是河流生态系统中最积极的因素n n水流的多样性生境的多样性生物的多样性281 1、生态水文学效应、生态水文学效应n n河河川川水水流流的的空空间间和和时时间间特特征征比比如如快快与与慢慢，深深与与浅浅，急急流流与与缓缓流流，以以及及洪洪峰峰与与低低峰峰流流量量等等。这这些些水水流流特特征征能能够够影影响响到到大大量量河河流流物物种种的的微微型型和和大大型型分分布布模式。模式。n n很很多多生生物物对对于于水水流流速速度度是是非非常常敏敏感感的的，因因为为它它表表示示了了传传送送食食物物和和营营养养物物质质的的一一种种重重要要机机制制，然然而而也限制了生物体继续生存在河流段落中的能力。也限制了生物体继续生存在河流段落中的能力。n n一一些些生生物物也也会会对对于于水水流流的的时时间间变变化化作作出出反反应应，水水流流的的变变
