河流生態系統

河流生態系統指河流水體的生態系統，屬流水生態系統的一種，是陸地與海洋聯繫的紐帶，在生物圈的物質循環中起著主要作用。河流生態系統水的持續流動性，使其中溶解氧比較充足，層次分化不明顯。主要具有以下特點：（1）具縱向成帶現象，但物種的縱向替換並不是均勻的連續變化，特殊種群可以在整個河流中再出現。（2）生物大多具有適應急流生境的特殊形態結構。表現在浮游生物較少；底棲生物多具有體形扁平。流線性等形態或吸盤結構；適應性強的魚類和微生物豐富。（3）與其他生態系統相互制約關係複雜。（4）自凈能力強，受干擾后恢復速度較快。

１河流生態系統

河流生態系統指河流水體的生態系統，屬流水生態系統的一種，是陸地和海洋聯繫的紐帶，在生物圈的物質循環中起著主要作用。河流生態系統主要具有以下特點：（１）具縱向成帶現象，但物種的縱向替換並不是均勻的連續變化，特殊種群可以在整個河流中再現。（２）生物大多具有適應急流生境的特殊形態結構。表現在浮游生物較少，底棲生物多具有體形扁平、流線性等形態或吸盤結構，適應性廣的魚類和微生物豐富。（３）與其它生態系統相互制約關係複雜。一方面表現為氣候、植被以及人為干擾強度等對河流生態系統都有較大影響；另一方面表現為河流生態系統明顯影響沿海（尤其河口、海灣）生態系統的形成和演化。（４）自凈能力強，受干擾后恢復速度較快。

２河流生態系統健康研究進展

生態系統健康是２０世紀８０年代國際學術界出現的新興研究領域，它是研究人類活動、社會組織、自然系統及人類健康之間相互關係的領域。所謂“健康”即指系統在各種不良環境影響中，結構和功能保持相對穩定狀態，並可持續發展不斷完善的特性。

健康的生態系統具有以下特徵：不存在失調癥狀、具有很好的恢復能力和自我維持能力、對鄰近的其它生態系統沒有危害、對社會經濟的發展和人類的健康有支持推動作用。目前，北美和歐洲一些國家在河流、湖泊生態系統健康評價、森林生態系統健康長期監測、農業生態系統健康評價等方面已進行了大量的研究工作，其特點和趨勢可歸納為３個方面：即概念多樣化、指標多樣化及研究對象單一。

３河流生態系統健康的理論框架體系

生態系統健康的定義目前在學術界尚未取得共識。國外學者Ａｌｄｏ Ｌｅｏｐｏｌｄ，Ｃｏｎｓｔａｎｚａ和Ｒａｐｐｏｒｔ等都提出了一些健康標準。其中Ｃｏｎｓｔａｎｚａ提出的生態系統健康概念得到廣泛認同，該理論涵蓋了６個方面：自我平衡、沒有病徵、多樣性、有恢復力、有活力和能夠保持系統組份間的平衡。

生態系統健康的標準主要包括活力、恢復力、組織、生態系統服務功能的維持、管理選擇、外部輸入減少、對鄰近系統的影響以及人類健康影響等８個方面。它們分屬於生物物理範疇、社會經濟範疇、人類健康範疇以及一定的時間、空間範疇。這８個標準中最重要的是前３個方面。活力是指生態系統的能量輸入和營養循環容量，具體指標為生態系統的初級生產力和物質循環。在一定範圍內生態系統的能量輸入越多，物質循環越快??活力就越高，但這並不意味著能量輸入高和物質循環快生態系統就更健康，尤其是對於水生生態系統來說，高輸入可導致富養化效應。恢復力是指脅迫消失時，系統克服壓力及反彈回復的容量。具體指標為自然干擾的恢復速率和生態系統對自然干擾的抵抗力。一般認為受脅迫生態系統比不受脅迫生態系統的恢復力更小。組織是指系統的複雜性，這一特徵會隨生態系統的次生演替而發生變化和作用。具體指標為生態系統中ｒ?捕圓咧鍾耄耄？對策種的比率、短命種與長命種的比率，外來種與鄉土種的比率、共生程度、鄉土種的消亡等。一般認為，生態系統的組織越複雜就越健康。

生態系統服務功能的維持是人類評價生態系統健康的一條重要標準。一般是對人類有益的方面，如消解有毒化學物質、凈化、減少水土流失等，不健康的生態系統的上述服務功能的質和量均會減少。管理選擇是指健康生態系統可用於收穫可更新資源、旅遊、保護水源等各種用途和管理，退化的或不健康的生態系統不再具有多種用途和管理選擇??而僅能發揮某一方面功能。外部輸入減少是指所有被管理的生態系統依賴於外部輸入。健康的生態系統對外部輸入??如肥料、農藥等??會大量減少。對鄰近系統的破壞是指健康的生態系統在運行過程中對鄰近的系統的破壞為零??而不健康的系統會對相連的系統產生破壞作用，如污染的河流會對受其灌溉的農田產生巨大的破壞作用。對人類健康的影響：生態系統的變化可通過多種途徑影響人類健康，人類的健康本身可作為生態系統健康的反映。與人類相關又對人類影響小或沒有影響的生態系統為健康的系統。

抗干擾性和生態系統穩定性是生態系統健康的兩個重要指標。干擾是指導致一個群落或生態系統特徵??諸如種類多樣性、營養輸出、生物量、垂直與水平結構等??超出其波動的正常範圍的因子，干擾體系包括干擾的類型、頻率、強度及時間等。生態系統穩定性是指生態系統保持正常動態的能力，主要包括恢復力和抵抗力。ＭａｃＡｒｔｈｕｒ??１９５５??和Ｅｌ-ｔｏｎ（１９５８）等提出群落複雜性導致穩定性，但Ｍａｙ??１９７２??通過數學模型模擬表明，隨著複雜性的增加，生態系統穩定性趨於降低。目前，關於生態系統穩定性與複雜性是否有關係及其關係如何尚有爭論。一般地講，穩定的生態系統是健康的，但健康的生態系統不一定是穩定的；干擾作用於穩定的生態系統或健康的生態系統，會導致生態系統不穩定或不健康，在一定強度範圍下，干擾可能導致生態系統不健康，但仍是穩定的；健康的生態系統是未受到干擾的生態系統，但穩定的生態系統可能受到干擾；生態系統穩定性的兩個重要指標是包含在生態系統健康標準中的，而且干擾與這兩個指標緊密相關。生態系統的複雜性與生態系統健康的關係，目前還很難確定。

４ 河流生態系統健康的評價指標體系

為了使生態系統健康的概念有實際操作性，需要對其進行評價。但由於在概念上存在分歧，並且要評價的生態系統類型各異，因此也產生了多種評價方法和指標體系??主要分３類：①生態指標：在生態系統水平和群落層次上設計指標；②人類健康和社會經濟指標：主要應用在一些與人類有密切關係的生態系統中，如流域內的生態系統；③物化指標：探究影響生態系統變化的非生物原因。在國內外開展的水生生態系統健康評價中，孔紅梅提出的評價方法最為全面，但是沒有給出具體的指標；徐福留等在對巢湖、青海湖研究時提出評價淡水生態系統健康的指標以能質、結構能質和生態緩衝能力為核心，涵蓋了水生生態系統健康評價指標體系的主要方面，並對湖泊在不同時段的健康狀態進行生態指標的逐一比較，由此得到綜合的評價結論。

１９９８年加拿大學者Ｒａｐｐｏｒｔ在其景觀健康評價研究中，以濕地作為案例研究，總結了濕地生態系統健康的幾類指標，它們是生物指標包括生物多樣性、固有種與外來種的比例，優勢種分佈尺度；物理指標包括水分循環、土壤有機質的保持度、水及能流的生物圈控制；社會經濟指標包括農業、林業、漁業的投資和效益等。這些指標將社會目標和生物物理過程進行了整合，是濕地生態系統健康研究的最新進展。因此，目前國內外開展的水生生態系統健康研究主要是選用生態指標來進行評價。

河流生態系統健康的指標體系還處於探索階段，還有待於進一步研究和完善。“維持黃河健康生命”是一種新的治河理念，也是黃河治理的終極目標。黃河流域水資源匱乏，受流域經濟發展和人口增加的影響，黃河水資源的供需矛盾日趨尖銳，其矛盾反應在河流生態系統中，就是出現的諸如河道斷流、河床萎縮、水體納污能力銳減、水環境污染和濕地功能衰退等一系列嚴重的生態失衡問題。因此，儘快結合黃河的特點，開展河流生態系統健康的研究，既是修復黃河生態系統，保障河流生態基本平衡和良性發育的重要內容，也是維持黃河健康生命重要的戰略舉措。