$"实施河流生态系统恢复
河流生态恢复的基本目标是促进 生态系统自我维持和陆地、 缓冲区域、 水生生 态 系 统 间 相 互 联 系 的 出 现 ， 同 时在流域尺度上对缓冲区域及水生生 态系统评价，详细描述实施生态恢复 的河流断面和河道性。恢复河流生态 系统的洪泛平原对流域水资源、 水质、 生态功能、洪水的调节功能以及文化 美学功能等。 因此， 河流生态系统的恢 复是系统结构、 功能的全面恢复， 而不 是局限于生态系统的种群保护。 同时， 河流生态系统的恢复应从流域生态学 角度出发，综合考虑流域土地利用方 式、 砍伐森林 、 农田耕种、 河流缓冲区 域、 管理措施、 堤坝、 防浪墙等的影响， 而不能局限于河道范围内。国内外对 河流生态系统恢复进行了大量的研 究，欧美国家通过改变大坝的运行方 式和人工制造洪峰部分恢复河流的自 然流量特性，有效地恢复了部分功能 受损的河流生态系统。我国在塔里木 河流域经过 9 次生态调水后，发现塔 里木河两岸的植被生长和生存条件有 明显改变， 灌木明显增多， 地下水位显 著上升， 水体的矿化度降低， 河流两岸 植被景观格局也有明显变化，通过生 态调水改变河流的水文、水力特性对 于改善流域和河流生态系统具有重要 作用，也为我国恢复河流生态系统积 累了大量的经验。
随着经济社会的发展，在河流上 筑坝拦截水量用于发电、 灌溉、 控制洪 水等使河 流 生 态 环 境 受 到 人 为 响 。 在我国，一些主要河流梯级水库的开 发引起部分河流缺乏有效管理，出现 断流、 水污染等后果， 严重影响了河流 生态系统的结构和功能。因此，有必 要对大坝的生态效应进行必要的研 究， 提出相应的控制对策， 减轻大坝 对 生 态 造 成 的 负 面 影响， 促进人与自 然 的 和 谐 相处 ，实现流域水资 源 、 经 济、 生态、 社会的可持续发展。
江河治理
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大坝的河流生态效应及对策研究
!毛战坡
彭文启 周怀东
摘 要 在河流上建坝改变了河流的水文、 水力特性， 物理化学特性以及河流生态学特性， 严重影响河流生态系 统的结构和功能， 成为河流生态系统研究中的热点问题。研究表明， 大坝对河流生态系统的生态效应是 规划、 建造、 设计以及大坝泄流等过程的复合函数， 需要在大坝的规划、 设计、 建造、 运行过程中， 根据河 流生态系统的特点， 充分考虑流域土地利用、 生态恢复、 流量适应性管理等措施， 减轻大坝对河流生态系 统的影响， 实现流域水资源的可持续发展， 从而达到人与自然和谐发展的目的。 关键词 大坝 河流 生态系统 措施
具有重要作用，而水力特性对河流生 态系统具有决定作用，尤其是对某些 关键物 种 的 栖 息 地 分 布 和 生 存 环 境 。 大坝蓄水对河流流量的调节使下游河 道流量的模式发生变化， 即大、 小流量 减少， 中等流量增加； 大、 中、 小型大坝 以及水库的运行方式产生不同的泄流 方式 （浅层 泄 流 、 深层泄流、 溢流等） ， 泄流水体具有不同的水温、 水质 （主要 是由 水 体 的 温 度 、 水质分层） ， 影响下 游河流原有物质、 能量、 生态系统结构 和功能，而影响程度又取决于水库的 调度方案、 泄流位置、 溢流堰特性、 蓄 水库容、 泥沙沉积以及流域地貌等。 研 究表明，河流洪水的季节性变化能够 有效补充下游湿地生态系统 （尤其是 远离河道的湿地系统） 、 地下水体的水 量及营养物质，对维护河流生态系统 具有重要的作用。 因此， 欧美国家提出 河流流量的适应性管理，即通过人造 洪水，维持和保护部分河流的自然生 态系统，以及将洪泛区纳入河流生态 系统的管理， 重视洪泛区的生态功能。 筑坝蓄水形成水库将引起河流水 动力条件的改变 （主要是流速减慢） ， 导 致颗粒物迁移、水团混合性质等发生
河流的物理、 化学、 生态特征是流 域许多因素综合作用的结果，与陆地 生态系统具有密切的联系。流域土地 利用影响河流生态系统的水质、栖息 地、 生物群落等的时空变化特征， 筑坝 将改变河流的 物 理 、 生物、 化学因素， 进而影响河流生态系统的结构和功 能。 研究表明， 大坝对河流生态系统的 生态效应呈金字塔形，划分为三个层 次： 最底层是大坝对河流下游能量、 物 质 （悬浮物、 生源要素等） 输送通量的 影响； 中间层 是 河 道 结 构 （河 道 形 态 、 泥沙淤积、 冲刷等） 和河流生态系统结 构及 功 能 （种 群 数 量 、 物 种 数量、 栖息 地等） 的变化； 最高层是两者的综合效 应， 是大坝生态效应的最终体现。 水力学特性 !" 大 坝 对 河 流 水 文 、 的影响 筑坝通过截留径流量，人为地改 变河流的水文、 水力特性的时空变化， 包括河流低、 高流量的频率， 时空分布 特性，以及河流的流动特性及其时空 分布，从而改变河流下游生态系统的 水文、 水力特征。 同时水库的泄流方式 （浅层泄流 、 深层泄流、 溢流等） 、 泄流 频率等对河流物理、化学和生物特征
一、大坝对河流生态系统的 影响
河流系统是由一系列不同级别的 河流形成的完整体系。 大量研究表明， 河流物理参数的连续变化梯度形成系 统的连贯结构和相应的功能。河道物 理结构、 水文循环和能量输入， 在河流 生物系统中产生一系列响应，即连续 的生物 学 调 整 ，以 及 沿 河 有 机 质 、 养 分、 悬浮物等的 运 动 、 搬运、 利用和储 蓄，即河流生态系统中生物因素及其 物理环境的连续性和系统景观的空间 异质性。
#"大坝对河流生态系统的影响
河流蓄水形成水库后， 生物群落 随生态环境变化经过自然选择、 演 替， 形成一种新平衡。水库形成后， 水 动力条 件 减 弱 、 透明度增加等因素使 水生生态体系由以底栖附着生物为 主的 “河 流 型 ” 异养体系向以浮游生 物为主的 “湖沼型” 自养体系演化。筑 坝导致 河 流 日 流 量 急 剧 变 化 ， 降低下 游栖息地和水生态系统的生产力和 冲刷河道。大量颗粒泥沙在河道中沉 降， 改变下游河床基质， 降低下游附 卵栖息 地 的 生 态 环 境 质 量 ， 从而影响 鱼类 、 底 栖 生 物 等 的 生 存 。林 求 其 等 发现水库藻类密度分布与水流流速 和透明度的相关程度明显高于与营 养盐 和 温 度 的 相 关 程 度 ；在 丰 水 期 ， 受水流 和 透 明 度 的 强 烈 控 制 ， 尽管营 养盐浓 度 较 高 ， 但是硅藻密度处于比 较低的 水 平 ； 丰水期硅藻密度稍低于 枯水 期 ， 河 流 区 明 显 低 于 大 坝 处 。受 水库 水 动 力 学 （水 位 波 动 等 因 素 ） 影 响， 最大浮游植物多样性出现于水位 波动 比 较 大 的 7 月 份 ， 最小值则出现 于水位波动最小的 : 月份。 河流蓄水以及流量的人为调节， 可能对洪泛平原的动植物生态系统造 成灾难性后果，周期性的洪水泛滥是 河流湿地生态系统不可少的重要组成 部分， 而洪水泛滥次数以及时空的变化 直接导致生态系统中的物种组成、 结构 发生变化， 使得部分生态系统向陆地生 态系统演替。 我国黄河三角洲的湿地生 态系统由于黄河流量的降低导致部分 海水入侵， 使得部分湿地由淡水生态系 统向咸水生态系统演替， 直接影响区域 生态系统的空间分布及演替格局， 对区 域生态安全造成严重危害。
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江河治理
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!" 建立大坝对河流生态系统健康
影响评价指标体系 建立有效的河流生态系统健康评 价指标体系能够迅速评价筑坝和恢复 措施对河流生态系统的影响，这也是 目前河流生态系统研究的热点问题之 一。 对河流、 水库食物链上碳、 氮、 磷等 转化 （营养动力学 过 程 ） 的研究， 深刻 理解水库系统内营养物质循环和更新 规律。此外， 还应对水库、 河流系统内 生物地球化学物质循环性质进行研 究， 以及对水库 （河 流 ） 本身水环境未 来演化中的一些重要问题进行研究。 大坝对河流生态系统的影响程度 与大坝规模、 运行方式、 流域地质、 人口、 经济等关系密切， 其中大坝规模的影响 尤其重要。大坝规模、 运行方式影响河 流生态系统的类型、 范围、 频率和时间， 而大坝的各种特性是相互联系的， 这也 是目前河流生态系统亟须的研究区域 之一， 因此 "#$% （&’’(） 建议分析和综合 有关因素，建立相应的评价指标和体 系， 这对于评价大坝生态影响具有重要 的理论和现实意义。同时， 随着部分大 坝的老化， 需要重视大坝拆除后对河流 生态系统的影响， 尤其是水库大量滞留 （主要通过泥沙沉积作用）的生源要素 向下游的输移， 以及河流水文、 水力特 性的恢复对河流生态系统的影响， 从而 采取相应的措施， 减轻对河流生态系统
苏联基辅的克里明丘克水库和卡霍夫 水库，泄流水体中的无机磷含量增加 无 机 氮 增 加 了 496 ， 主要是 了 846 ， 由于库区基岩中的营养物质溶解释放 造成的。
二、 减轻大坝对生态效应影响 的对策
大坝人为调节河流生态系统的水 文特性、 水环境和生物过程， 改变河流 营养物质的迁移、 转换和循环更新， 直 接或间接影响河流生态系统结构和功 能，使得河流生态系统研究日益重视 河流生态系统健康评价、流域生态系 统与河流生态系统的相互作用、河流 生物群落的生态功能以及河流生态系 统的管理等。
的胁迫， 促进流域的可持续发展。
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