河流生态系统研究的理论框架（董哲仁）

摘要：讨论了河流生态系统研究的时空尺度，论述了景观、流域、河流廊道和河段4种空间尺度间的关系。阐述了河流生态系统研究的4种背景系统，即自然系统、经济系统、社会系统和工程系统。归纳了水文情势、河流地貌、流态和水质等4个主要生境要素。本文还讨论了科学范式和模型的概念，介绍了多种重要生态系统结构与功能模型，提出了描述非生命变量和生命变量之间关系的河流生态系统结构与功能整体模型。最后，讨论了科学研究对于制定流域管理战略的意义以及相关技术开发的方向。

关键词：河流生态系统；框架；结构；功能；尺度；河流地貌；流态；水文情势； 连续体；洪水脉冲

中图分类号：文献标识码：A

河流生态系统是一个复杂、开放、动态、非平衡和非线性系统，人们为认识它的客观规律，就需要遵循一种合理的研究思路，形成一个宏观的研究框架，这种主观设计的研究框架应尽可能接近客观存在。

生态系统结构包括营养结构、空间与时间结构、层级结构、系统的整体性以及正负反馈等。生态系统功能包括在外界环境的驱动下的物种流动、物质循环、能量流动和信息流动，生物群落对于各种非生命因子的适应性和自我调节，以及生物生产等。

框架中首要解决的是研究尺度问题。确定合理的研究尺度才能体现生态系统的整体性原则。其次，要设定河流生态系统的研究背景，不但要考虑自然系统这个大背景，还要考虑人类活动对于河流生态系统的巨大影响，研究自然力和人类活动双重作用与河流生态系统的正负反馈调节关系。再者，在诸多生境因子中，需要识别对于河流生态系统的结构与功能产生重要影响的生境因子，建立关键生境因子与生态过程的相互作用的耦合关系。在设定了尺度、背景、关键生境因子的基础上，发展河流生态系统的科学范式，形成反映系统客观规律的概念和模型认识自然规律的一个重要目的是为正确处理人与自然的关系提供理论基础。在上述范式、概念和模型的指导下，以人与自然和谐为目标，制订符合自然规律的流域可持续管理战略，研究保护和修复河流生态系统的工程技术。本文即按此总体思路建议了河流生态系统研究的理论框架（图1）。

1. 时间尺度与空间尺度

景观生态学中的所谓“尺度”（scale）是指在研究某一生态现象时所采用的空间和时间单位，同时又可以指某一生态现象或生态过程在空间和时间上所涉及的范围和发生的频率[1]。前者是从研究者的角度定义的单元，带有很强的主观性。而后者是自然现象的客观存在。人们认识客观世界的过程，应努力使主观认识与客观的自然现象相符合，尽可能使研究尺度与客观时空尺度相一致。

1.1 河流生态系统的时间尺度 河流生态系统的演进是一个动态过程，确定合理的时间尺度就是为正确反映系统的动态性。对河流产生重要影响的地貌和气候变化，其时间尺度往往在数千年到数百万年，因此如果要追溯河流的演进历史，其时间尺度起码要跨越数千年。靠人工适度干预的河流生态修复规划的时间尺度往往需要数十年，比如湿地的恢复和重建就需要15~20年。另外，同一种过程也会有不同的时间尺度，比如对于河流变化产生重要影响的土地利用方式改变的时间尺度就有多种：农业种植结构变化的尺度要几年、城市化进程要数十年、森林植被变化数百年，如此等等。总之，要基于不同的研究目标选择适当的时间尺度

1.2 河流生态系统的空间尺度 设定河流生态系统空间尺度的目的是为了体现生态系统的整体性原则，不可能孤立地研究单一尺度的生态系统。生态系统的完整性包括生命支持系统的完整性和生物完整性。不同尺度的河流生态系统之间是相互作用的，生态系统的诸多功能比如物质运动（径流、泥沙、营养物质等）、能量运动（食物网）、生物迁徙等都是在不同尺度的生态系统之间进行的。这可以解释为某一尺度的生态系统的外部环境是一个尺度更大的生态系统。一方面，该系统的结构、功能是更大尺度系统的一部分（但是不可线性叠加），另一方面，该系统与较大尺度的系统存在着输入/输出关系。比如河流廊道尺度被流域尺度所环绕，在流域尺度发生的物质运动、能量运动、物种迁徙等，对于河流廊道来说是一种外部环境。同时物质、能量是在河流廊道与流域之间进行交换和相互作用，生物体也在二者间进行迁徙运动。

在景观生态学中用3种基本元素定义特定尺度下的空间结构，这3种基本元素是：基底（matrix）、斑块(patch)和廊道( corridor)。每一级尺度在其层次内都具有自身的空间格局。不同尺度对应的空间结构要素具有不同定义和不同的空间格局，因此需要考察尺度与空间结构元素之间的相关关系。

河流生态系统的空间尺度有多种划分，笔者认为可以划分为景观、流域、河流廊道和河段等4种。

1) 景观。生态学把生物圈划分为11个层次，依次是生物圈、生物群系、景观、生态系统、群落、种群、个体、组织、细胞、基因和分子。这里所说的“景观”（landscape）是指第3层次上的尺度，可见景观是相当大的一种尺度。在实际应用时，可以定义为自然地理区域（region），也可以定义为特大型河流流域，如长江、黄河、珠江流域等，或者定义为跨流域的空间尺度。景观可以定义为土地覆盖（land cover）的陆地格局，这种覆盖包括两类：即自然覆盖（森林、灌丛、沼泽、荒漠等）和人工构筑物（城市、道路、村镇等），反映自然地域和人类活动地域。景观的空间结构中的基底，通常是占支配地位的自然植被群落（如草原型、森林型、湿地型、沙漠型等）或者是以耕地、牧场为主的生态系统。斑块有两类：具有自然属性的斑块包括森林、湖泊、湿地等，具有社会属性的斑块包括耕地、城市带、开发区、村庄等。廊道包括河流、峡谷、道路等。

2) 流域。严格说，采用流域作为一种尺度不很确切，因为不同的流域尺度在几何意义上相距甚远。但是大小不同的流域却有类似的生态结构特征，所以流域尺度常被采用。在本文中，流域尺度主要指中小型河流流域和特大型河流的支流流域。

流域的自然地理、气候、地质和土地利用等要素决定着河流的径流、河道、基底类型、水沙特性等物理及水化学特征，这些因素对河流生态系统具有深远影响。在流域内进行着水文循环的动态过程，包括植被截留、积雪融化、地表产流、河道汇流、地表水与地下水交换、蒸散发等。河流生态系统的生态过程包括系统的结构、功能、景观异质性、斑块性、植被、生物量等因子与水文过程密切相关，生态过程所发生及涉及的范围，与水文过程的范围往往在流域尺度中重合。换言之，水文过程与生态过程在流域这种空间单元内实现一定程度的耦合。流域集水区的土壤水滋润着大部分陆生植被，无数溪流和支流成为陆生生物与水生生物汇集的纽带，从而形成完善的食物网。在流域尺度上，更关注水系、上中下游、河口三角洲、洪泛滩地、河床结构等这些空间基本元素。

3) 河流廊道。河流廊道（river corridor）包括河道、两岸植物群落、洪泛滩区和支流等，也可按照某一频率下洪水的淹没范围划定河流廊道宽度。河流廊道具有很高的生态功能。一方面，河流廊道是河流生态系统的物质流、能量流、信息流的重要通道，又是连接流域的上中下游以及洪泛平原的纽带。另一方面，河流本身又是大量水生动植物、鸟类、水禽和无脊椎动物的栖息地，有其自身的空间结构元素组合。两岸森林和灌丛是河流廊道的主要基底。空间格局中的斑块包括自然部分如湿地、草灌、牛轭湖、江心岛等；人工部分包括居民区、开发区、游览休闲区等。

4) 河段。可以理解河段(reach)是相对较小的栖息地与生物群落的组合，关键生境因子是河流地貌形态及其对应的水流流态。比如河流纵坡、蜿蜒性、河流断面材质和几何形状等所相应的流速、水深、脉动压力等水力学条件，由此产生不同的栖息地空间异质性。而生物群落多样性则与空间异质性条件具有正相关关系[2]。所以河段的特征往往用急流、缓流、静水区等描述。结构元素中斑块包括深潭、浅滩、池塘、河滩水生植物区等。从河流利用角度，也常按照物理、化学、生物等属性划分河段，如水功能区、自然保护区等。

2．背景系统

不可能孤立地研究河流生态系统，需要考察其存在和演进的大背景。在生态学诞生后的几十年内，生态学家的兴趣一直集中于原始状态的河流，提出的许多概念和模型大多是针对“纯自然”河流。但是近百年来全球经济发展、人口增加、环境污染和城市化进程，已经极大地改变了河流的面貌。据统计，全世界大约有60％ 的河流经过了人工改造，包括筑坝、筑堤和河道整治等[3]。在我国，除西南和东北边远地区尚有几条未建枢纽工程的大河外，绝大多数的江河都已经不同程度被开发利用。如果继续墨守成规，拘泥于自然河流的研究，将会严重脱离客观现实。实际上，近年来生态学界已经把更多的注意力放在研究在自然力和人类活动双重作用下的河流生态系统演变，促进全球的经济社会可持续发展。因此，研究河流生态系统的大背景应该是：自然系统、经济系统、社会系统和工程系统。

2.1自然系统 自然系统为河流生态系统提供了能源（太阳能）以及在太阳能驱动下的气候变化和水文循环，提供了丰富的营养物质。在自然河流经历的数万以至数百万年的演变过程中，承受着多种自然力的作用，表现为各种干扰效应，生态学中称为胁迫（stress）。由于各种胁迫效应不同，河流演变呈现渐变和突变的两种过程。渐变过程是由于地壳变化、气候变化以及土壤侵蚀、泥沙运动与淤积、河床冲蚀所致，引起地貌与河势的渐进变化。而地震、火山爆发、山体滑坡、飓风、大洪水等剧烈运动的冲击导致河流发生突变。对于这种突变，河流系统的响应或者恢复到原有状态，或者滑移到另外一种状态寻找新的动态平衡。

2.2 经济系统 在庞大的经济系统中涉水的行业和部门繁多，诸如工农业和生活供水、防洪、农业、水电、航运、渔业、养殖、林业、牧业、旅游等。无论哪一个部门对于水资源的过度开发利用，都会对河流生态系统造成胁迫。宜采用更大的空间尺度考察这种胁迫效应。在生境方面，需从水、大气和土地三方面考察，涉及到水体、土地和大气污染、超量取水、毁林、围垦、城市化、水土流失、荒漠化等诸多因素（图2）。至于因温室气体排放导致全球气候变化对于河流生态系统的影响，是一个大时间尺度科学问题。具体到对特定流域的影响还存在计算模型尺度转换问题，故尚难有定论。但仅从现象上看，极端气候对于河流生态系统的胁迫，却是一个现实问题。在生物方面，因贸易、旅游等原因导致的生物入侵以及鱼类过度捕捞是使土著物种退化的直接原因。

2.3 社会系统 由于水资源过度开发引起的河流生态系统的退化，以市场经济主导的经济系统无法得到正确的反馈信息，也无法理智地调节自身的行为，这是由市场机制本质所决定。由此，保护生态系统的任务就责无旁贷地落到了政府决策者的肩上。人类改造自然河流的威力强大，因此一个国家的政治意愿和政策制订，成为影响河流生态系统变化的大事。所以，开展河流生态系统的研究，不能不考察国家立法，河流管理、资金走向以及流域战略规划等重大社会背景。

2.4工程系统 严格讲，工程系统应归入经济系统。但是，人们为开发利用水资源采用工程手段对河流进行的改造，已经极大地改变了河流的水文情势和河流地貌特征，成为河流生态系统的重要胁迫因素，因此有理由将工程系统单独列出以突出其影响[2]（图3）。

水利水电工程对于河流生态系统的胁迫可以归纳为三大类，一是自然河流的人工渠道化，包括河流平面几何形态的直线化，河流横断面的几何规则化以及护坡材料的硬质化。二是自然河流的非连续化，包括筑坝对于顺水流方向以及筑堤对于洪水侧向漫溢这两个方向的非连续化。另外，各类闸坝工程对河流、湖泊和湿地之间连通性的破坏也属此类。三是跨流域调水工程引起调水区、受水区和运河沿线的生态胁迫效应。最后，在各类水利工程运行中，自然水文情势被人工径流调解所代替由此引发的生态过程变化，也是一种胁迫效应。

3．生境要素

河流生态系统主要生境要素分别为：水文情势，河流地貌，流态和水质。其中，水文情势要素主要在景观和流域尺度上影响生态过程和系统的结构与功能，而河流地貌、流态和水质主要在河流廊道和河段的这样相对较小的尺度上发挥作用。

3.1水文情势 水文情势（hydrological regime）既包括流量、水量，也包括水文过程，其特征用流量、频率、持续时间、时机和变化率等参数表示。水文情势是河流生物群落重要的生境条件之一，特定的河流生物群落的生物构成和生物过程与特定的水文情势具有明显的相关性。年周期的水文情势变化是相关物种的生理学需求，引发不同的行为特点（behavioral trait），比如鸟类迁徙、鱼类洄游、涉禽的繁殖以及陆生无脊椎动物的繁殖和迁徙。骤然涨落的洪水脉冲把河流与滩区动态地联结起来，形成了河流－滩区系统有机物的高效利用系统，促进水生物种与陆生物种间的能量交换和物质循环，完善食物网结构，促进鱼类等生物量的提高。就我国情况而言，在实际管理工作中对于环境流量、生态基流已经有了一定认识，但是对于自然水文过程的恢复问题较少关注。

3.2 河流地貌 河流地貌是景观格局（landscape pattern）的重要组成部分之一。所谓景观格局指空间结构特征包括景观组成的多样性、结构和空间配置。空间异质性（spatial heterogeneity）是指系统特征在空间分布上的复杂性和变异性。大量观测资料表明，生物群落多样性与非生物环境的空间异质性存在着正相关关系，这种关系反映了生命系统与非生命系统之间的依存与耦合关系[4]。在河流廊道尺度的景观格局中，河流地貌的各种成份的空间配置及其复杂性具有重要意义。自然河流地貌的空间异质性在纵向表现为河流的蜿蜒性；河流横断面表现为几何形状多样性；在沿水深方向表现出水体的渗透性。另外，良好的河流地貌景观格局是河流与洪泛滩区、湖泊、水塘与湿地之间保持良好的连通性，为物质流、能量流和信息流的畅通提供了物理保障。由此可见，河流地貌特征是决定自然栖息地（physical habitat）的重要因子。

3.3 流态 河流流态可以理解为河流的水力学条件。由流速、水深、水温、脉动压力、水力坡度等因子构成了河流的流场特征，这些特征在时间尺度上随水文条件和气温条件的变化而变化，在空间尺度上随河流地貌特征变化沿程发生变化，呈现出空间异质性特征。流场特征是水生生物的重要栖息地条件之一。不同的水生生物物种都对应有适宜的水动力学条件。如果河流在纵、横、深3维方向都具有丰富的景观异质性，就会形成“浅滩深潭交错，急流缓流相间，植被错落有致，水流消长自如”的景观空间格局，为鱼类和其它水生生物提供了多样的栖息地、产卵场和避难所。无论是自然因素还是人为因素造成水动力学条件的改变，都会对水生生物的生物过程产生影响。

3.4 水质 从本质上讲，水质问题不属于自然生境要素。但是，我国工业、农业和生活造成的水污染，已经对河流生态系统形成了重大威胁，导致不少河流的生态系统退化。如果不计及环境污染的影响，那么对于河流生态系统的认识就会是不完整的。如果不首先解决治污问题，河流生态系统修复也将失去前提。

以上四大生境要素与生态过程之间的关系是十分复杂的，其作用往往是综合、非线性、耦合与反馈关系。而且，四类生境要素也是相互作用、互为因果的。首先，河流的动力学作用，包括泥沙输移、淤积以及侵蚀作用，改变着河流地貌特征。其次，河流地貌特征是水流运动的边界条件，又是河流水系连通性的物理保障。再者，水文条件的年周期丰枯变化，又使水力学条件呈现时间异质性特征，也使河流－洪泛滩区系统呈现淹没－干燥，动水－静水的空间异质性。至于污染物的迁移、扩散以及与生物体的交互作用，也是在河流流场内依据水力学条件实现的。

4 范式和模型

范式（paradigm）是现代科学哲学中一个很重要的概念。范式是科学群体所共同承认并运用的，由世界观、置信系统（belief system）以及一系列概念、方法和原理组成的体系。也可以理解范式是一种“大理论”，它为科学家提供研究路线和学科思路。在科学发展史中，隨着人们对自然界认识的深化，各种科学范式也不断发生完善和革新。仅就生态学领域来说，传统意义上的以自然均衡理论为基础的平衡范式，逐步被多平衡及非平衡范式所补充或取代[5]。

模型是人们对于客观存在的自然现象的简化或抽象，其目的在于探索规律，进行比较与评估，预测未来状况等。生态学涉及不同的尺度、格局、元素、因子，生态过程又是具有易变性、开放性、非线性等复杂特征的过程，因此生态学模型的发展往往是从概念性模型发端，逐步向可以在计算机实际运算的数学模型发展。

4.1 10种河流生态系统结构功能概念与模型 在河流生态系统研究流域，河流生态系统结构功能模型或概念，始终是研究热点之一。迄今提出的较有影响的河流生态系统结构与功能的概念模型主要有10种，这些概念模型基于对若干河流的调查，旨在建立河流生态系统结构和功能与非生命变量之间的相关关系[6]。其中7种概念模型是针对未被干扰的自然河流，3种模型的设计考虑了人类活动因素。各种概念模型的尺度不同，从流域、景观、河流廊道到河段，其维数从顺河向的一维发展为侧向、垂向再加上时间变量的四维。各个模型采用的非生命变量有不同侧重点，包括水文学、水力学、河流地貌学和水质四类。生态功能主要考虑了包括鱼类在内的生物群落对各种非生命变量的适应性；在外界环境的驱动下营养物质循环方式；生物生产量与栖息地质量的关系等。生态结构主要涉及到鱼类和底栖生物的区域特征；流域内物种分布和物种多样性；食物网构成；摄食群落转移等。尽管这10种模型各自有其局限性，但是它们提供了从不同角度理解河流生态系统的概念框架。

1) 地带性概念。Huet, Illies 等[7] 提出的地带性概念(Zonation concept)是河流生态系统整体性描述的首次尝试。生物地带性概念的内涵是按照鱼类种群或大型无脊椎动物种群特征把河流划分成若干区域，地带性反映了不同区域水温和流速对于水生生物的影响。

2) 河流连续体概念[8-9]。Vannote 等提出的河流连续体概念（River continuum concept, RRC）是一个影响深远的理论。RCC描述了从源头到河口的水力梯度的连续性；分析了上中下游非生命要素的变化引起的生物生产力的变化；不同颗粒的有机物质输移、遮荫效应影响以及河床基底碎石作用对于食物网的影响等。

3) 溪流水力学概念。Statzner等[10]提出的溪流水力学概念（stream hydraulics concept，SHC）认为，溪流物种组合的变化是与溪流水力学条件变化（包括流速、水深、基底糙率和水面坡度等参数变化）密切联系的，这些参数又与地貌特征和水文条件密切相关。SHC促进了其后发展起来的生态水力学的研究。

4) 资源螺旋线概念。Wallace 等[11]提出的资源螺旋线概念（spiralling resource concept，SRC）是对RCC理论的补充。SRC定义了一个营养物质向下游完成输移循环的空间维度，这就形成一种开口循环的螺旋线。螺旋线可以用单位长度S量测，S的定义是当完成一个营养单元（例如碳）循环的河流水流的平均距离。螺旋线长度S越短,说明营养物质利用效率越高，即在给定的河段内营养单元会多次进行再循环。

5) 串连非连续体概念。串连非连续体概念(serial discontinuity concept，SDC) 是Ward等 [12]为完善RCC提出的理论，意在考虑水坝对河流的生态影响。SDC定义了2组参数来评估水坝对于河流生态系统结构与功能的影响。一组参数称为“非连续性距离”，另一组参数为强度（intensity），反映水坝运行期内人工径流调节造成影响的强烈程度。

6) 洪水脉冲理论。Junk[13]于1989年提出了洪水脉冲概念（Flood Pulse Concept, FPC）。认为，洪水脉冲是河流－洪水滩区系统生物生存、生产力和交互作用的主要驱动力。洪水脉冲把河流与滩区动态地联结起来，形成了河流－滩区系统有机物的高效利用系统，促进水生物种与陆生物种间的能量交换和物质循环，完善食物网结构，促进鱼类等生物量的提高。在FPC提出后的10余年内，不少学者对于这个概念进行了实地观测验证和完善，使RCC成为河流生态学中一个具有广泛影响的理论。

7) 河流生产力模型。河流生产力模型（riverine productivity model RPM）是Thorp等[14] 提出的一种假设。RPM针对有洪泛滩区的河流，重点考察河流侧向的物质和能量的交换过程。RPM认为不仅河流本身传输营养物质，而且岸边带的乡土种植物以及从陆地向河流的物质输入也都做出了贡献。

8) 流域概念。流域概念（Catchment concepts ） 是Frissel 等[15]人于1986年提出的，这个概念强调了河流与整个流域时空尺度的关系，并且建议了河流栖息地从河道直到池塘、浅滩和小型栖息地的分级框架。其后一些学者发展了流域概念，（Gardiner 1991,Naiman 1992）[16]认为在不同的空间和时间尺度下，综合的结构和功能特征是在不同的干扰情势下产生的。Townsend （1996)[17]提出了在流域尺度上河流和河段的动态的分级框架概念，试图预测在流域范围内生态变量的空间与时间格局。

9) 自然水流范式。Poff等[18] 于1997提出的自然水流范式（nature flow paradigm, NFP）认为未被干扰状况下的自然水流对于河流生态系统整体性和支持土著物种多样性具有关键意义。自然水流用5种水文因子表示：水量、频率、时机、延续时间和过程变化率，认为这些因子的组合可以描述整个水文过程。动态的水流条件对河流的营养物质输移转化以及泥沙运动产生重要影响，这些因素造就了河床－滩区系统的地貌特征和异质性，形成了与之匹配的自然栖息地。在河流生态修复工程中，可以把自然水流作为一种参照系统。

10) 近岸保持力概念。Schiemer 等[19]提出了近岸保持力概念（inshore retentivity concept, IRC)。IRC研究的对象是渠道化的或人工径流调节的河流。IRC认为，近岸地貌与水文因子的交互作用创造了生物区地貌栖息地条件。河流沿线的沙洲、江心岛和河湾等地貌条件以及水文条件，决定了局部地区流速和温度分布格局，而流速和温度对于岸边物种的生态过程十分重要。近岸保持力对鱼类的小型栖息地意义重大。近岸区域依靠增加浮游生物和较高温度，为幼鱼发育度过脆弱期，降低死亡率创造了条件。

4.2 河流生态系统结构功能整体模型[20] 笔者提出的河流生态系统结构功能整体模型 (Holistic Model of River Ecosystem Structure and Function) 旨在发展和整合业已存在的若干模型，建立河流流态、水文情势和地貌景观这3大类生境因子与河流生态系统的结构功能相关关系，以期涵盖河流生态系统的主要特征。河流生态系统结构功能整体模型由以下3种子模型构成：河流流态－生态结构功能4维连续体模型；水文情势－河流生态过程耦合模型；地貌景观空间异质性－生物群落多样性耦合模型[15-16]。

4.3 交叉学科的发展 河流生态系统研究方式是一种跨学科的研究。通过学科间的交叉、融合发展富有生命力的新的学科领域（图4）。生态学与水文学的交叉形成了生态水文学，主要是研究水文过程与生态过程间的相关关系。生态学与水力学的交叉形成了生态水力学，其要义是建立水力学变量与河流生态系统结构功能间的相关关系。生态学与地貌学的交叉形成了景观生态学，其目的是通过对于地貌的拓扑分析探索生态过程和系统的结构与功能[21-22]。生态学与水利工程学的融合形成生态水利工程学，其目标是改进传统设计方法，使水利工程在具备社会、经济功能的同时兼顾河流生态系统的健康需求[23]。

5. 管理战略

生态保护的实施取决于决策者的政治意愿。需要在科学范式和概念的指导下，制定正确的管理战略，其目的是维持经济发展、社会公平和生态保护三者的动态平衡。主要手段是通过立法、机制与体制改革，处理好两类关系，第一类是调整人与河流的关系，约束人类自身的行为，包括流域可持续管理、河流污染控制战略、河流生态修复战略、生态功能区划、环境流量、河流健康评估等。第二类是调整因经济发展和生态保护派生出来的人与人的关系，以体现社会公平理念。这包括生态补偿机制、社会公众参与机制以及水资源一体化管理等。

6. 技术开发

保护和修复河流生态系统，需要在基础理论的指导下，研究开发相关的工程技术。近年开发的河流生态修复技术、生态方法污水处理技术、水库生态调度技术和人工湿地技术等都是十分活跃的领域。

参考文献

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The research framework of fluvial ecosystem

Dong Zheren

(China Institute of water resources and hydropower research)

Abstract

The river ecosystem structure and function is core issue for a research program which focus on relation between biologic system and biologic support system in nature. The temporal and spatial scale to research on river ecosystem is discussed and relation between different spatial scales such as landscape, river basin, river corridor and reach is analyzed. The background systems including nature system, economy system, social system and engineering system are introduced. The key habitat factors including hydrological regime, fluvial geomorphology, flow condition and water quality are summarized. The concept of fluvial paradigm and model is discussed. Some of most important river ecosystem concepts and model are reviewed. The holistic river ecosystem structure and function model, which attempt to describe relation between abiotic and biologic variable is proposed. The methodology for making river management strategy based on river ecosystem research is recommended briefly. Finally, the development of river ecological technology is discussed.

Key words

fluvial ecosystem, research framework, structure, function, scale, fluvial geomorphology, flow condition, hydrological regime, river continuum，flood pulse

（原载《水利学报》2009年 第40卷 第2期 P129-137）