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水利工程论文-保护和恢复河流形态多样性.doc

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水利工程论文-保护和恢复河流形态多样性.doc

水利工程论文保护和恢复河流形态多样性摘要生物群落与生态环境的统一性是生态系统的基本特征。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。水利工程建设应该重视保护和恢复河流形态多样性问题,转变工程理念,在满足人的需求的同时,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流域生物群落多样性的基础。水利工程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。水利工程建设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。一、淡水生态系统的特点一般认为,生态系统是指一定空间中的生物群落(动物、植物、微生物)与其环境组成的系统,其中各成员借助能量交换和物质循环形成一个有组织的功能复合体。从大类划分,生态系统首先是由非生物部分与生物部分组成。非生物部分是由无机物质组成的,包含有气象、地貌、地质、水文等条件,它是生物部分的环境,是生命支持系统。在生态学中,具体的生物个体和群体生活地区内的生态环境称为生境。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,另一其特点为1.生物群落与生境的统一性有什么样的生境就造就了什么样的生物群落,两者是不可分割的。如果说生物群落是生态系统的主体,那么,生境就是生物群落的生存条件。一个地区丰富的生境能造就丰富的生物群落,生境多样性是生物群落多样性的基础。如果生境多样性受到破坏,生物群落多样性必然会受到影响,生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化。在生境各个要素中,水又具有特殊的不可替代的重要作用。2.生态系统结构的整体性从生物群落内部看,整体性是生态系统结构的重要特征。一旦形成系统,生态系统的各要素不可分割而孤立存在。如果硬性分开,那么分解的要素就不具备整体性的特点和功能。在一个淡水水域中,各类生物互为依存,互相制约,互相作用,形成了食物链结构。研究表明,一个生态系统的生物群落多样性越丰富即食物链越复杂,其结构形成三维的网状结构,称为食物网,那么,这种复杂的食物网组成的生态系统比简单的直线型食物链的稳定性要高得多,其抵抗外界干扰的承载力也高得多。如果食物链(网)的某些重要环节缺省,即在生态学中称为关键种的缺省,对一个生态系统将产生重大影响。另外,从生物群落多样性角度看,一个健康的淡水生态系统,不但生物物种的种类多,而且数量比较均衡,没有哪一种物种占有优势,各物种间既能互为依存,也能互相制衡,使生态系统达到某种平衡态即稳态,这样的生态系统功能肯定是完善的。反之,如果一个淡水生态系统的生物群落内比例失调,会造成整个系统恶化。比如人们向江河湖库倾倒营养物质及有机质,水中氮、磷等物质增加,就会导致蓝藻加快繁殖,水中生物群落比例失调,造成水体富营养化和生态系统失衡。3.自我调控和自我修复功能淡水生态系统结构具有自我调控和自我修复功能。在长期的进化过程中,形成了同种生物种群间、异种生物种群间在数量上的调控,保持着一种协调关系。在生物群落与生境之间是一种物质、能量的供需关系,在长期的进化过程中也形成了相互间的适应能力。比如淡水周边的湿地生物群落,需要适应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。在大型湖泊和水库中,生物群落与生境的供需关系,体现为以水为载体的牧食食物链的能量流动。水体自我修复能力也是淡水生态系统自我调控能力的一种。通过自我修复,在外界干扰条件下,保持水体的洁净。由于具有这种自我调控和自我修复能力,才使淡水生态系统具有相对的稳定性。4.淡水生态系统的服务功能在生态学中,把由生态系统为人类提供的物质和生存环境的服务性能称为生态系统服务功能。河流生态系统为人类提供的服务是多方面的。它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,在全球、流域、地区和小生境等不同的尺度上影响着气候对水文循环起调节作用,具有缓解旱涝灾害的功能流域植物能涵养水分,有利水土保持优美的水域景观具有旅游休闲功能,其本身就是一种文明财富。特别要强调的是,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。湿地历来就有地球之肾的美称,对于水体具有很强的净化功能。水生植物可以吸收、分解和利用水域中氮、磷等营养物质以及细菌、病毒,并可富集金属及有毒物质。研究结果表明挺水植物如慈姑、茭白、水花生以及沉水植物伊乐藻对水体中氮的去除率达75%,茭白、伊乐藻对水体中磷的去除率达75%,芦苇、慈姑对磷的去除率为65%。而在水中的鱼类和浮游动物也对植物、藻类和微生物进行吸收、分解。生物净化过程,是在淡水生态系统的食物链(网)中进行的复杂的生物代谢和物理化学过程。通过这个过程,水体中的各种有机和无机溶解物和悬浮物被截留,有毒物质被转化,可以防止物质的过分积累所形成的污染,从而清洁水体。二、河流形态多样性与生物群落多样性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。河流形态多样性及与生物群落多样性的关系可以归纳为以下5个方面。1.水-陆两相和水-气两相的联系紧密性与湖泊相对照,河流是一个流动的生态系统。河流与周围的陆地有更多的联系,水-陆两相联系紧密,是相对开放的生态系统。水域与陆地间过渡带是两种生境交汇的地方,由于异质性高,使得生物群落多样性的水平高,适于多种生物生长,优于陆地或单纯水域。在水陆联结处的湿地,聚集着水禽、鱼类、两栖动物和鸟类等大量动物。而植物就有沉水植物、挺水植物和陆生植物以层状结构分布。另外,河流又是联结陆地与海洋的纽带,河口三角洲是滨海盐生沼泽湿地。由于河流中水体流动,水深又往往比湖水浅,与大气接触面积大,所以河流水体含有较丰富的氧气,是一种联系紧密的水-气两相结构。特别在急流、跌水和瀑布河段,曝气作用更为明显。与此相应,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.上中下游的生境异质性我国的大江大河多发源于高原,流经高山峡谷和丘陵盆地,穿过冲积平原到达宽阔的河口。上中下游所流经地区的气象、水文、地貌和地质条件有很大差异。以长江为例,长江流域地势西高东低呈现三大台阶状。长江流域内的地貌类型众多,据统计,流域的山地、高原面积占全流域的71.4%,丘陵占13.3%,平原占11.3%,河流、湖泊等水面占4%。形成峡谷型河段、丘陵型河段及平原型河段。与长江干流相连的湖泊众多。长江流域为典型亚热带季风气候,流

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