在宏观尺度上,水生态系统的结构和功能通常由区域地质、气候、地形地貌等因素决定,影响着该区域水生态系统的宏观景观格局。在中微尺度上,水生态系统的结构和功能由河道形态、水力特征、栖息地环境等因素作用决定。这些作用相对不稳定,而且影响范围小,往往在短期内(数年或者数十年)改变着水生态系统的特征。宏观尺度因素往往是通过影响中微观尺度因素发挥作用,这种不同尺度上各种因素的综合作用决定了水生态系统的空间特征与演变趋势。随着人类活动的影响越来越显著,其干扰作用也通过各个尺度因素变化显现出来(图4-4)。
气候影响甚至主导着水文循环,改变水文情势与潜在的热量循环。全球气候变化往往导致区域洪水或干旱等极端事件发生频率和强度的增加,直接或间接地影响陆生、水生生物的生长和数量分布,并导致生态系统组成和功能的改变。
地质是塑造河床形态的重要因素。河床的地质情况,决定河床抵抗冲刷的能力。流域土壤及岸石抵抗风化及水流侵蚀的性能影响流域来水量及来沙量的大小。河床形态、河道水量及来沙量均是影响生物类型、数量及分布的重要因素。
图4-4 水生态系统结构的驱动因素
地形在大、中尺度上影响水文情势及侵蚀和沉积物传输。这些影响最终体现在水生生物种类、数量及水生态系统功能的变化上。此外,水域或水系的连通性也会对水生生物物种的数量和多样性产生一定影响。
流量、水深、流速等水力特征,是控制河流生物栖息环境的关键因素。河流的中等流量主要影响河道的泥沙输移,而河流的高流量和低流量对河流是一种生存“瓶颈”,决定了不同物种的胁迫阈值和生存机会。高流量还影响着河流生物的生物量和多样性,因为高流量通过其与漫滩和高地的连通,大量输送营养物质并塑造漫滩多样化形态,维系河道并育食河岸生物;低流量则影响着河流生物量的补充,以及一些典型物种的生存。生物的生命周期,如产卵、繁殖、育肥、生长,呈现出与水流的时间和持续特征及其变化率相关联的特征。河流不同流量水平的生态作用如表4-1所示。(www.xing528.com)
表4-1 河流不同的流量水平的生态作用
续表
湖泊在风力、气压突变等的作用下,水体处于不断运动中,影响着湖盆形态的演变、湖水的物理性质、化学成分和水生生物的分布与变化。湖水规律性的进退和升降运动,为湖泊湿地提供动态的水位条件,使水生植物与湿生植物交替生长;水位变化还为鱼类等动物传递其生活史中产卵等所需信息。较深湖泊的水温在垂向有规律性的分层现象,对水生生物的分布产生影响。
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