农业环境科学河流生态系统方向论文范文

　　本文选自省级期刊《北京农业》，《北京农业》杂志是北京市农业局主管的1981年创刊的国内外公开发行的综合性农业科技期刊。《北京农业》杂志在2007年经北京市新闻出版局批准，由月刊改为旬刊。分别为上旬刊（实用技术）、中旬刊（种业动态）、下旬刊（科技论文）。全年36期。现有3个编辑室、1个设计制作室。拥有一只素质较高、团结向上的编辑队伍；有一个由专家组成的科技顾问团队。刊发文章速度快、质量高。本刊是北京市农业局主办的一本农林牧副渔等综合性农业生产技术月刊。具有强烈的生产性、实用性、技术性、知识性。本刊立足华北，面向北方，凭借首都的科技实力和丰富的情报信息资源，先人一招向广大农业科技工作者及农民提供最新技术和致富信息。内容新，信息量大，是《北京农业》的最大特点。
　　摘要:河流形态多样性是流域生态系统生态环境的核心，是生物群落多样性的基础。水利工程在不同程度上造成河流形态的重大改变，导致生物群落多样性的降低，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。本文根据阜新市城市城市河道综合治理工程实践，认为城区河道治理应该重视保护和恢复河流形态多样性问题，转变工程理念，在满足市民的需求的同时，兼顾流域生态系统健康的需求。

　　关键词：河流形态,生物群落,流域生态系统

　　河流形态多样性是维持流域生物群落多样性的基础。河道治理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，造成对河流生态系统的一种胁迫。河道治理工程应注意保护和恢复河流多样性，以满足生态系统健康的需求。

　　1河流生态系统的特点

　　淡水生态系统可以分为两类，一类是动水生态系统，即河流生态系统，另一类是静水生态系统，主要指湖泊、水库生态系统。河流生态系统特点为：

　　1.1生物群落丰富

　　在生境各个要素中，水是具有特殊的不可替代的重要作用。河流有丰富的生物群落生存条件，生境多样性能造就丰富的生物群落，生物群落的性质、密度和比例都优于流域内的其它区域。

　　1.2生态系统结构具有整体性

　　河流生态系统，是经过长期循环演绎，生物物种种类多，数量比较均衡，没有优势种群，各物种间既能互为依存，也能互相制衡，生态系统功能完善。

　　1.3有自我调控、修复功能

　　河流周边的湿地生物群落，在长期的进化过程中，适应了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。生物群落与生境之间形成了相互间的适应能力，同、异种生物种群间在数量上的调控，保持着一种协调关系。由于具有这种自我调控和自我修复能力，才使河流生态系统具有相对的稳定性。

　　1.4河流生态系统具有服务功能

　　河流生态系统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，对水文循环起调节作用，具有缓解旱涝灾害的功能；优美的河流水域景观具有旅游休闲功能。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。

　　2河流形态与生物群落的关系

　　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的生态因子之一。

　　2.1流动的水体为生物群落创造良好的生存空间

　　河流是流动的生态系统，河流与周围的陆地有更多的联系，河水与陆地联系紧密，是相对开放的生态系统，适于多种生物生长，优于陆地或单纯水域。由于河流中水体流动，与空气联系紧密，曝气作用明显，水体含有较丰富的氧气，河流生态系统中的生物一般都是需氧量相对较强的生物。

　　2.2上下游生境异质性差异，形成河流沿线各具特色生物群落

　　河流上下游气象、水文、地貌和地质条件有差异，形成峡谷、丘陵及平原不同类型河段，流域内形成了急流、瀑布、跌水、缓流等不同的流态。由于河流的流态、流速、流量、水质等水文条件条件不同。河流上下游有多种异质性很强生境，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。

　　2.3河流纵向的蜿蜒流动形成丰富多样的生物群落

　　自然河流都是蜿蜒曲折的，不存在直线或折线形态的自然河流。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。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。由于流速不同，在急流和缓流的不同生境条件下，形成丰富多样的生物群落，即急流生物群落和缓流生物群落。

　　2.4河流断面不规则形状促使生物群落模式多变

　　自然河流的横断面形状多样，表现为非规则断面，常有深潭与浅滩交错的布局出现，由于水文条件随年周期循环变化，河湾湿地也呈周期变化，在洪、枯水季节生物群落脉冲式的变化模式。

　　2.5透水性河床给水生和湿生植物以及微生物建立了良好的生存条件

　　河流纵坡比降不同，河床的冲淤特性取决于水流流速、流态、水流的含沙率及颗粒级配亦不同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，大部分河流由卵石、砾石、沙土、黏土等材料构成的透水河床。具有透水性能的河床，适于水生和湿生植物以及微生物生存。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。

　　3水利工程对河流生态系统产生不利影响

　　水利工程对于经济发展、社会进步发挥了巨大推动作用，在生态建设方面也具有积极作用。但在不同程度上对河流生态系统造成不利影响，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，在不同程度上降低了河流形态的多样性，生境的变化导致水域生物群落多样性的降低，使生态系统的健康和稳定性都受到不同程度的影响。

　　3.1河流形态的人为规则化修造改变了生境多样性

　　人为改变河流形态：一是将蜿蜒曲折的自然河流改造成直线或折线型的人工河流或人工河网。二是把自然河流的复杂形状变成规则几何断面。三是河床材料的硬质化。四是河流的裁弯取直或在河流筑坝蓄水，使其流速、水深、水温及水流边界条件都发生了重大变化。

　　3.2河流形态多样性的降低对于生物群落多样性的影响

　　水是河流生态系统的重要要素，是河流生态系统的动脉。河流形态改变，生境的异质性降低，水域生态系统的结构与功能随之发生变化，特别是生物群落多样性将随之降低，可能引起淡水生态系统退化。具体表现为生物多样性降低，造成物种数量减少和某些物种的消亡。

　　3.3对河流形态单一性改变直接影响河流生态系统服务功能

　　生态系统服务功能依赖于河流生态系统健康的维持，河流形态多样性改变，会导致生态系统服务功能下降，给人们带来的负面后果不仅仅是提供的淡水、食品，而是多方面重要服务功能减退的长远损害，当破坏程度达到某临界值时，这种服务功能甚至会丧失。

　　4水利工程建设应保护河流多样性

　　保护和恢复河流形态多样性对维护河道生态景观有重要重要。特别是城区河道，在规划治理时，更要注重保持自然河流形态多样性。

　　阜新市城市河道治理自上世纪80年代就开始规划治理城市河道，逐步完成了以保护两岸居民区为主体的细河城市中心段防洪工程，2003年完成了城市防洪规划，形成了以细河干流为主线以两侧支流为辅线的城市防洪安全网络，治理城市河道长度35km。由于主城区外延建成区面积由2000年的44.59km2扩展到2010年的60.40km2，城区河流长度由87km增长到98km，河网密度由1.95km/km2减小到1.62km/km2，治河主体主要是以人工渠化形式，治河的主要目的以城市防洪为主，防洪标准100年一遇一级堤防31.4km，保护城区面积50km2，25年一遇二级堤防27.4km，保护城区面积35.4km2，建水系静水面积230hm2，占城区面积2.9‰。在平面布置上，一是由于受两岸建筑物影响，为减少占地和移民搬迁，河流形态基本是直线化。二是考虑为增加河道输水能力并便于施工确定河道横断面为梯形断面。三是考虑提高堤岸抗冲、抗侵蚀能力，减少迎水表面糙率，提高输水效率，堤岸迎水面设计洪水位以下全部采用混凝土和浆砌石砌筑。四是为了提高城区河道水景观效果，采取河流梯级开发，在城区干流河道上修建12座橡胶坝、在城区支流河道上修建了14座拦河闸堰，形成多座坝库串连带状静水湖泊，蓄水142万m3。城市防洪标准提高了，生态环境得到明显改善。但通过运行，产生了新的问题，水体富营养化，堤线按街区道路布置过于渠道化，断面过于几何规则化，边坡用硬质材料砌护，两岸动植物明显减少。

　　2008年进行了城市水系规划，统筹考虑了城市水系的整体性、历史性、协调性、安全性和综合性，充分体现河流形态多样性，按生态学观念布置工程配置植物措施。

　　从规划设计上，不仅满足人们对水的需求，同时要满足维持河流生态系统健康的需求，尽可能地保护河流形态的多样性。在河道整治工程中，尊重天然河道形态，避免直线和折线型的河道设计，城市水系呈现了网状、蛇曲状、直线状等等多种形态。保持河流断面形状的多样性，尊重河流原有的自然断面形态，根据河道宽度、河床坡降、主槽位置的稳定性、河道的弯曲率、大堤间的河道地貌、河流两岸地貌特征等，确定城区干流为蜿蜒型，两侧支流为顺置型河道形态特征。河道防护工程的岸坡采用有利于植物生长的透水材料，特别注意采用当地天然材料。植物配置充分利用乡土种生物，慎重引进外来种，注意防止生物入侵，为植物生长和动物栖息创造条件，提供鱼类产卵条件以及鸟类和水禽栖息地和避难所。引进了新型护岸防冲材料和水体净化及生态型城市雨洪利用系统技术。充分论证新建拦河蓄水工程结构形式和改变河流生态系统为静水生态系统的利弊得失，采取必要的补偿工程措施和生物措施。开展已建坝库的生态系统健康评估与预测。注重坝库生态系统退化的恢复及富营养化控制问题。通过闸坝库区生态建设及水生生物的合理结构设计，提高坝库水体自净能力和自我修复能力。

　　通过以上措施实施，在保障城市水系安全，改善城市生态，优化人居环境，提升城市功能，实现城市可持续发展效果显著。

　　参考文献:

　　［1］阜新市城市防洪规划2003年。

　　［2］阜新市城市水系规划2008年

　　［3］河道整治设计规范GB50707―2011

　　［4］地面水环境质量标准GB3838-2002