河流生态系统概念及实践

在河流生态学范畴内，相继提出了一系列的概念和理论，这些理论为河流生态系统修复以及水库生态调度提供了理论基础。下面主要介绍与水库生态调度有关的相关生态概念。

（1）河流连续体概念（River Continuum Concept）：应用生态系统的观点和原理，把由低级至高级相连的河流网络作为一个连续的整体系统对待，强调生态系统的群落结构及其一系列功能与流域的统一性。这种由上游的诸多小溪至下游大河的连续，不仅指地理空间上的连续，更重要的是指生态系统中生物学过程及其物理环境的连续。按照河流连续体理论，不规则的线性河流单向连接，下游河流中的生态系统过程同上游河流直接相关。河流连续体概念概括了沿河流纵向有机物数量和时空变化、水体摄食功能类群的结构和资源的分配，使得河流生态系统特征的预测成为可能。根据这一概念：在源头或近岸边，生物多样性较高；在河中间或中游因生境异质性高生物多样性最高；在下游因生境缺少变化而生物多样性最低。河流连续体概念河流生态系统作为一个整体对待，对河流进行流域一体化的综合管理的概念非常关键。因此，在开展水库生态调度时候，应该将河流系统看作一个整体进行研究。

（2）洪水脉冲概念（Flood Pulse Concept）：主要描述河道水流进入洪泛平原的涨落的季节变化过程，生物适应该过程，湿地也依赖该过程；洪泛湿地的生物和物理功能依赖于江河进入湿地的水的动态，洪泛湿地上植物种子的传播和萌发，幼苗定居，营养物质的循环，分解过程及沉积过程均受洪水过程影响；河流生态系统的主要生物过程包括生产、分解和消费均由洪泛平原驱动。洪水脉冲理论认为，河流的脉冲式变化是河流洪泛区生物区系最主要的控制因子，洪泛区与河流主河道之间的侧向水力联系，以及洪泛区内部的营养物质循环，与河流连续统理论的营养螺旋相比，对河流洪泛区系统生物区系的作用更为直接。洪水脉冲实际上是水文事件中的一个特殊事件，其属性包括洪水量级、洪泛范围、脉冲时间、淹水时间、脉冲形状，可预见性等，在河流生态系统理论中，从恢复的角度洪水脉冲概念是最重要的。在开展湿地恢复时，一方面应考虑洪水的影响，另一方面可利用洪水的作用，加速恢复退化湿地或维持湿地的功能。

（3）序列不连续体（Serial Discontinuity Concept）：主要是针对人类活动造成河流连续性破坏而提出的理论，河流不连续包括河床地貌的不连续、水文要素的不连续、水力学条件的不连续以及生物种群结构和生态系统不连续等。如水库蓄水造成河流水文要素的不连续，表现在河川径流在时间上重新分配，下游河道径流变化幅度有所减小，季节性变化减弱，洪、枯水时间改变，年平均径流量和洪水频率减小等。同河流连续体概念相比，序列不连续体在河流生态学的理解方面是既有继承又有发展，主要表现在：首先，它强调了人为干扰（如水库等）对河流系统的影响，比较真实地反映了客观现象；其次，它继承并且发展了河流连续体概念；第三，它揭示了水库存在的前提下河流生态系统的一些变化规律。

（4）Shelford耐受性法则（Shelford’s Law of Tolerance）：在最小因子法则的基础上提出的，该法则认为生物不仅受生态因子最低量的限制，而且也受生态因子最高量的限制。这就是说，生物对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限，上下限之间就是生物对这种生态因子耐受范围，其中包括最适宜生存区，其中，生态因子是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素，如温度、湿度、食物、氧气和其他相关生物等。限制因子是指在众多的生态因子当中一种或少数几种因子限制生物生存和繁殖的关键性因子。而耐性限度是指生物物种能够在环境条件一定范围内生存和繁殖也即生物种在其生存范围内，对任何一个生态因子的需求总有其上限与下限，两者之间的距离就是该种对该因子的耐性限度，耐性限度曲线图如图2-1所示。一般生物耐受范围包括最适宜生存区、生理受抑区和不能忍受区，不同生物的耐受范围一般是不相同的。(https://www.xing528.com)

图2-1　生物耐受性限度曲线

除了以上基本理论概念外，还有许多相关理论概念，如中度干扰假说概念、生物多样性概念、地带分布概念、营养螺旋概念、河流水力概念、河流生产力概念、流域等级概念等，这里不一一介绍。