河流水流情势与水生生物多样性的关系

河流水流情势是众多植物、鱼类和无脊椎动物生命循环的主要驱动力之一，此外，河流是生态系统物质流、能量流和信息流的通道，水文情势进一步传递了生物生长的信号，鱼类和其他一些水生物，依据水文过程丰枯变化，完成产卵、孵化、生长，避难、迁移等生命活动，可以说，每一条河流都携带着传递生命规律的信息流。

长江四大家鱼每年5～8月水温升高到18℃以上时，如逢长江发生涨水，四大家鱼便集中在重庆至江西彭泽的38处产卵场进行繁殖。产卵规模与涨水过程的流量增量和涨水持续时间有关。四大家鱼往往在涨水第一天开始产卵，如果江水不再继续上涨或涨幅很小，产卵活动即停止，据1956年开始的长期观测资料表明，四大家鱼在水位上涨时产卵形成高峰，图2-8为长江四大家鱼产卵与洪水位上涨关系，图中黑点表示产卵旺盛期，明显在水位上涨期形成。在长江中游江段5～6月家鱼繁殖占繁殖季节的70%～80%。

图2-8　长江四大家鱼产卵与洪水位上涨关系[186]

据实地调查和监测资料表明，美洲Savannah河中鱼类、鸟类和植物的生长过程与水文过程具有密切的相关关系。Savannah河在2～5月为丰水期，其中3、4月为洪水期，6月至次年1月为枯水期。美洲西鲱鱼成鱼在10月至次年1月，洄游至产卵地，1～4月正值丰水期，为西鲱鱼产卵期，特别在3、4月洪水期产卵旺盛，其后逆向洄游；3～6月是卵和幼鱼的发育期，8月成鱼开始洄游。此外，流域内植物如秃柏和特有鸟类如橙尾鸲莺和金莺，这些植物和鸟类的生活习性与河流的丰枯变化等生境因素都有密切关系。该河流建设水库后，原来洪水期的洪水峰值明显削弱，而枯水期流量增加，全年的水文过程趋于均一化，水文情势的变化，给流域的动植物带来不同程度的影响。

根据以上分析，可知河流水流情势变化对于维持河流生态完整性以及生物多样性具有重要作用，为了总结这些水流情势特征的生态意义，Bunn等提出了天然河流水流情势变化与维持水生生物多样化的4大法则，丰富和发展了河流水流情势理论，其关系图见图2-9。

这4大法则为如下。(www.xing528.com)

图2-9　水流情势与水生物多样性之间关系

（1）水流是河流生境的主要决定因素，同时也是生物组成的决定性因素，水流动态的改变在不同空间尺度上改变了栖息地，而且影响了物种的分布和丰度以及水生群落的组成和多样性。河流的水流的变化影响了河道的形状、大小和复杂性，支流和三角洲的形成，浅滩、激流、深潭和净水区域的分布，基质缀块的多样性和稳定性，食物的类型和数量，以及主河道与漫滩的相互作用特征。河流和漫滩的生物已经适应了这种复杂多变的生境格局，生物多样性常常与生境的复杂性直接相关。大型流域生境的多样性一般较高，因此也比小流域支持了更多的水生生物。

（2）水生生物的完成生长史直接响应与天然水流动态、流动特征对塑造生长史产生主要的影响，同时水流动态的改变会导致土著物种多样性的丧失。许多研究表明，降雨与径流的依时变化是河流和湿地的植物、无脊椎动物和鱼类生命循环的主要驱动。

（3）维持自然的纵向的和横向的联系模式对许多水生物种的变化是必不可少的，纵向和横向的连通性的丧失会导致种群的隔离以及鱼类和其他生物的局部灭绝。

（4）水流情势动态变化为外来物种进入提供条件。如果引进的生物物种能够适应变化了的径流环境，这些被引进的生物将对河流原生物物种产生威胁。