河流水流情势变化和生态影响

人类对自然水文过程的改变扰乱了河流系统中水流运动与沉积物运动间的动态平衡，从而改变了大尺度和小尺度下决定水生及岸边生物栖息地类型的地貌特征。在经历了人类活动的干扰后，河流系统需要经过漫长的调整建立新的平衡，以适应改变了的水文状况。人类也要经历漫长的时期后才能认识到人类活动所引发的河流系统物理状况的变化，以及伴随的生态过程的转变。图2-10反映了人类活动对河流生态系统影响过程，当自然河流水流情势严重改变后，河流生态系统逐渐简单化并开始萎缩，直至河流生态系统的服务功能受到严重影响，人类生活生产以及自然物种受到威胁，因此，维持河流生态系统健康，首先必须保证河流水流情势不能极度改变。

河流水流情势的变化导致了河流生态系统随之改变，其水流情势变化主要取决于河流情势的五个主要方面，表2-6列举了具体的水流情势变化及其生态影响。

图2-10　河流生态系统变化过程

表2-6　水流情势变化的生态影响(https://www.xing528.com)

其中大坝修建是人类改造活动最为剧烈的活动之一，河流建设大坝以后，水库按照社会经济效益原则和既定的调度方案实施调度，在汛期利用水库削减洪峰、调蓄洪水，以控制下泄流量和水位，确保下游防洪安全。在非汛期调度运行中，利用水库调节当地水资源的年内分布的丰枯不均，无论是发电、供水还是灌溉等用途，都趋于水文过程均一化，改变了自然水文情势的年内丰枯周期变化规律，这些变化无疑影响了生态过程。从各水库调节前后的径流过程来看，水库对径流调节的总体特征表现为：汛期洪峰削减、枯水流量加大、中水期流量增大，中水期延长、流量过程的起伏变小。这些都会对下游河流廊道产生压力：长时间的均一流量将会导致水生生物聚集，外来生物容易入侵，导致生物局部绝灭、威胁土著物种、改变种群组成，减少水和营养物质进入河漫滩，导致植物幼苗干化，植物种子扩散条件变差，植被的多样性消失；植物生理胁迫导致植物生长速度较低；下泄频繁变化能增加冲刷，使敏感物种丧失，破坏生物生命循环，导致地形学的变化。改变淹没时间会改变植被的覆盖类型。延长淹没时间使植被功能发生变化；对树木有致命的影响；水生生物的浅滩生境丧失。

此外，水文特征的改变亦会改变河流的生态系统的稳定性。河流丰、枯水周期性变化特征的减弱导致各种生物不同生长周期所需的水文条件的改变，使得最终适应这种水文条件的生态系统受到破坏。水力学特征改变，会使鱼类产卵时失去所需的流速条件和鱼卵孵化过程中所需紊动条件；同时水生植物的生存发育条件会因水力条件的变化受到破坏。水文条件、水力学条件、河流地貌、水质条件改变严重影响了水生动植物的生存，对河流流域的生态功能造成很大的破坏。

河流开发利用对水文过程和特征的影响将破坏河流生态系统的稳定性、物种的多样性，同时会影响生物的资源量，如鱼类资源、植物资源、其他水产资源及水产养殖业。水资源的短缺的直接后果是河流断流，大面积河床荒芜、沙化，许多河道成为风沙的源头。河道断流将对河流及周围地区造成更为严重的生态环境和经济影响，使得入海水量减少，改变了水沙平衡关系，造成河道及河口淤积。同时，随之而来的是湖泊干涸、湿地萎缩，生物多样性受到严重威胁。因此在从河流或湖泊中取水的情况下，至少应该保留保障生态系统生命活动最低条件的流量（或水量），水量留在河流中用于保障水生生物的生存条件，同时保持必需的水质以及保持河流的地形要素。从水体中取水必须遵守一定的规则，它的主要标准是要保证河流和湖泊生态系统的生态健康。这个健康与生物和非生物自然的相互作用有关。水体状态的改变立刻会对水源地的动物居住条件和数量有影响。河流水资源保护内容不仅是水量和水质，还必须包括径流过程和水文特征的保护。