三、水利工程对河流生态系统的胁迫
　　近代兴建水利工程的目的是为满足人们供水、防洪、灌溉、发电、航运、渔业及旅游等需求。水利工程对于经济发展、社会进步发挥了巨大推动作用。同时，水利工程在生态建设方面也同样具有积极作用。通过调节水量丰枯，抵御洪涝灾害对生态系统的冲击，改善干旱与半干旱地区生态状况以及调节生态用水等，水利工程同样作出了巨大贡献。但是，事物无不具有两重性。一些水利工程的兴建，在不同程度上降低了河流形态的多样性，生境的变化导致水域生物群落多样性的降低，使生态系统的健康和稳定性都受到不同程度的影响。人类活动对于生态系统造成的不利影响，生态学中称为胁迫。水利工程在不同程度上对河流生态系统造成某种胁迫，具体表现是一些水利工程建设造成河流形态的均一化和不连续化，其后果是生物群落多样性水平下降。
　　１。河流形态的均一化和不连续化改变了生境多样性 一级建造师考试培训www.jzsedu.org
　　所谓河流形态的均一化主要是指自然河流的渠道化或人工河网化。具体表现为：一是在平面布置上，河流形态直线化。即将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的人工河流或人工河网。采用这种规划设计方法的理由是：直线型的渠道工程量小，同时节省耕地，减少移民搬迁。二是在渠道横断面几何规则化。把自然河流的复杂形状变成梯形、矩形及弧形等规则几何断面。规则的渠道断面输水能力强，也可减少占地。设计时易于计算，建设时易于施工。三是河床材料的硬质化。渠道的边坡及河床采用混凝土、砌石等硬质材料。防洪工程的河流堤防和边坡护岸的迎水面也采用这些硬质材料。原因是渠道工程中可减少渠水的渗漏，以利节水。光滑的渠坡减少表面糙率，提高输水效率。在岸坡防护方面，采用硬质材料的原因是其抗冲、抗侵蚀性及耐久性好。四是河流的裁弯取直工程。
　　所谓河流形态的不连续化是指在河流筑坝形成水库，造成水流的不连续性。有的河流进行梯级开发，形成多座水库串连的格局。水体在水库中形成相对静水，其流速、水深、水温及水流边界条件都发生了重大变化。
　　２。河流形态多样性的降低对于生物群落多样性的影响
　　河流的渠道化和裁弯取直工程彻底改变了河流蜿蜒型的基本形态，急流、缓流相间的格局消失，而横断面上的几何规则化，也改变了深潭、浅滩交错的形势，生境的异质性降低，水域生态系统的结构与功能随之发生变化，特别是生物群落多样性将随之降低，可能引起淡水生态系统退化。具体表现为河滨植被、河流植物的面积减少，生物多样性降低，鱼类的产卵条件发生变化，鸟类、两栖动物和昆虫的栖息地改变或避难所消失，造成物种的数量减少和某些物种的消亡。河床材料的硬质化，切断或减少了地表水与地下水的有机联系通道，本来在沙土、砾石或黏土中辛勤工作的数目巨大的微生物再也找不到生存环境，水生植物和湿生植物无法生长，使得植食两栖动物、鸟类及昆虫失去生存条件。本来复杂的食物链（网）在某些关键种和重要环节上断裂。如上所述，河流生态系统的重要特点是系统的整体性，即生态系统的各要素不能被分割而孤立存在。水是河流生态系统的重要要素，是河流生态系统的动脉。当人们开发和利用水资源时，如果硬要把水与生物群落分割开来，放到一个直线线路、规则断面并由人工材料建设的人工河道中，很显然，这种新的河流生态系统将不再具备原来河流生态系统的整体功能和特点。
　　自然河流的非连续化造成的影响是将动水生境改变成了静水生境，两者分别对应着动水生物群落和静水生物群落。由于水库水深远大于河流水深，太阳光辐射作用随水深加大而减弱，在深水条件下，光合作用较为微弱，所以水库生境的生态系统生产力较低，物质循环和能量流动都不如河流生态系统那样通畅。水库的淡水生态系统是一个相对封闭的系统，与河流生态系统相比较为脆弱，表现为抗逆性较弱，自我恢复能力也弱。退化的水库一般难于自我恢复，需要人类干预才有可能。水库形成以后，原来河流上中下游蜿蜒曲折的形态在库区消失了，主流、支流、河湾、沼泽、急流和浅滩等丰富多样的生境代之以较为单一的水库生境，生物群落多样性在不同程度上受到影响。另外，筑坝以后给洄游鱼类造成了不可逾越的障碍。如果没有建设适合鱼类习性的鱼道，对某些濒危的洄游鱼类将是致命的打击。
　　３。对生态系统服务功能的影响
　　人们容易看到水利工程在供水、灌溉、发电等方面给人们带来的直接经济效益，却难以看到因水利工程改变河流形态多样性，导致生态系统服务功能下降给人们带来的负面后果，以及对人们的利益造成的长远损害。众所周知，河流生态系统服务功能，为人类提供的不仅仅是淡水，也不仅仅是食品等各类产品，还有多方面重要服务功能，比如调节气候，减缓洪涝旱灾，维持生物多样性和保存基因库，有害生物控制及净化水质和大气等全方位的服务。生态系统服务功能依赖于河流生态系统健康的维持。一旦系统遭到外界因素的破坏，大自然无偿提供给我们的服务功能将下降，当破坏程度达到某临界值时，这种服务功能甚至会丧失。
　　河流生态系统功能降低以至破坏，往往是一个缓慢的发展过程，又是多因素作用的结果，当人们发现其恶果时，可能情况已经变成不可逆转。比如当人们实施河道整治工程后，建成了直线型渠道，砍伐了“排列不规则”的树木和“野生杂草”。同时，采用梯形断面，对侧坡及河底全面进行混凝土衬砌，种植了整齐的树木，达到了人们认为美观的“两线三面”质量要求。不长时间人们发现，在河道里找不到鱼类，在岸边看不到昆虫，树上鸟类也属罕见，随之渠道里的水质变差了。当排入河流的污染物继续增多超过某一个限度时，河流生态系统的自净能力进一步下降以至完全丧失。这个事例说明，当人们享受水利工程带来种种有形的经济效益时，河流生态系统长期为人们无偿提供的各种服务功能，却在大刀阔斧的工程建设中不知不觉地消失了。这种隐形的损失是不可估量的。
　　四、如何保护和恢复天然河流形态多样性
　　过去建设的水利工程侧重于满足人类社会对水的多种需求，相对忽视了维护一个健康生态系统的稳定性需求。由于水利工程可能引起河流形态的均一化和不连续化，降低了生境多样性，对河流生态系统形成了一种胁迫，这种胁迫可能引起河流生态系统的退化，随之也会降低河流生态系统的服务功能，最终对人们的利益造成损害。水利工程建设要正视这个问题，以积极的态度解决这个问题。我国为发展经济，作为基础设施的水利工程将会继续兴建。未来的水利工程不仅是能够满足人们供水、灌溉、防洪、航运、发电及旅游需求的工程，也应该是有利于生态建设的环境工程。从技术层面上看，水利工程建设中保护河流多样性问题，似有以下几个值得重视和研究。
　　１。从水利工程的规划设计的指导思想看，建设水利工程的目的不仅应满足人们对水的需求，同时要满足维持河流生态系统健康的需求，其中的关键问题之一是尽可能地保护河流形态的多样性。
　　２。保持河流的蜿蜒性是保护河流形态多样性的重点。在河道整治工程中，尊重天然河道形态，避免直线和折线型的河道设计。灌溉渠道设计也要注意模仿河流自然形态的特点。对于河流的裁弯取直工程要充分论证，持慎重态度。
　　３。保持河流断面形状的多样性，尊重河流原有的自然断面形态。河道整治工程中应尽可能避免采用几何规则断面，疏浚工程施工中避免河道断面的均一化。
　　４。河道防护工程的岸坡采用有利于植物生长的透水材料，特别注意采用当地天然材料，也要注意整理、发掘和发展传统治河工法和材料。开发和推广供输水渠道使用的利于植物生长同时具有一定防渗性能的衬砌材料和施工工艺。
　　５。水利工程设计应为植物生长和动物栖息创造条件。提供鱼类产卵条件以及鸟类和水禽栖息地和避难所。建设符合生态学原理的过坝鱼道。开发新型丁坝、人工浮岛及生态型城市雨洪利用系统技术。
　　６。新建大坝枢纽工程要充分论证由于水库建设改变河流生态系统为静水生态系统的利弊得失，采取必要的补偿工程措施和生物措施。
　　７。开展已建水库的生态系统健康评估与预测。注重水库生态系统退化的恢复及富营养化控制问题。通过水库库区生态建设及水生生物的合理结构设计，提高水库水体自净能力和自我修复能力。充分利用乡土种生物，慎重引进外来种，注意防止生物入侵

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