《河流生物多樣性問題研究文獻綜述5000字》

水安全及河流生物多樣性的文獻綜述鑒于目前我國很多地區(qū)存在水資源不足的問題，水安全受到了嚴重的威脅，部分河流出現了嚴重的干旱問題，導致河流中部分生物的生存受到了嚴重威脅，生物多樣性受到了嚴重的影響，進一步影響到了河流生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，需要加強對水安全和河流生物多樣性的研究。本文將對學術界有關這方面的研究成果進行匯總，從而總結出相關的研究成果，希望可以為河流生物多樣性的保護提供一定的參考指導對策。一、關于水安全的研究（一）關于水安全的概念及必要性2001年3月22日聯合國秘書長安南(2001)在世界水日獻詞《水安全——人類的基本需要和權利》中指出：水安全是人類的基本需要，也是人類的基本權利。污水危害人類的身體健康和社會進步是對人類尊嚴的侵犯。波恩國際淡水會（2001）指出：水資源在人的健康、生活、經濟增長以及維持生態(tài)系統(tǒng)等方面起到至關重要的作用，并將水安全定義為水資源安全，并把水安全與可持續(xù)發(fā)展聯系起來，把維護水安全與扶貧結合起來，充實了水安全的內涵。洪陽（1999）認為，水安全的內涵包括自然型水安全，如干旱、洪澇、河流改道等，以及人為型水安全，如水量短缺、水質污染、水環(huán)境破壞等。宋國濤（2002）等在《中國國際環(huán)境問題報告》中提出水安全主要是指一個國家實際占有的水資源量能夠保障該國經濟當前的需要和可持續(xù)發(fā)展的需要。其著力點在水量上，提出了與可持續(xù)發(fā)展的結合，但沒有注重水環(huán)境和社會經濟可持續(xù)發(fā)展對水安全的要求。阮本清和魏傳江（2004）等認為：:水安全是指這樣一種社會狀態(tài)，即在現在或將來，人人都有獲得安全用水的設施和經濟條件，所獲得的水滿足清潔和健康的要求，滿足生活和生產的需要，同時可使環(huán)境得到妥善保護，做到以水資源的可持續(xù)利用保障經濟社會的可持續(xù)發(fā)展。但由于自然的水文循環(huán)波動或人類對水循環(huán)平衡的不合理改變，水資源和經濟社會的發(fā)展出現了不協調的問題，從而出現了干旱、洪澇、水量短缺、水質污染、水環(huán)境破壞等多種問題，。進一步導致糧食減產、社會不穩(wěn)、經濟下滑及地區(qū)沖突等。陳紹金(2006)將水安全界定為：，一個地區(qū)(或國家)涉水災害的可承受和水的可持續(xù)利用能確保社會、經濟、生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。成升魁、王禮茂、鄭通漢等人從資源安全角度出發(fā)，論證了水安全的必要性，認為水安全包括水災害的可承受、水的可持續(xù)利用，能確保社會、經濟、生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。所謂“水災害的可承受”主要是指在一定的社會經濟發(fā)展階段、科學技術和財力允許的情況下，盡量減少災害損失，將超標準涉水災害控制在不損害一個地區(qū)(或國家)社會經濟繼續(xù)發(fā)展的程度之內。所謂“水的可持續(xù)利用”主要是指一個國家或地區(qū)實際擁有的水資源能夠保障該國或該地區(qū)社會經濟、生態(tài)當前的需要和可持續(xù)發(fā)展的需要全的要求；夏軍認為水安全問題通常是指相對人類社會生存環(huán)境和經濟發(fā)展過程中發(fā)生的水的危害問題，而水資源安全問題是其最為重要的一面。（二）關于水安全的評價指標聯合國有關組織對世界水資源狀況做出全面評價時，采用的指標不盡相同，瑞典水文學家MalinFalkenmark（1992）提出了“水緊缺指標(Water-Stressindex)”，該指標主要用人均可更新水資源(m3m/年)來表示區(qū)域水資源的余缺程度，>3000m3表示豐水，1700-3000m3表示輕度缺水；1000-1700m3表示中度缺水；500-1000m3表示重度缺水；<500m3表示極度缺水。聯合國有關組織以水資源開發(fā)利用程度作為用水緊張的分類指標，<10%表示低度緊張；10%-20%表示中度，20%-40%表示中高度緊張；>40%表示中高度緊張。聯合國有關組織以水資源總量折合徑流深來衡量生態(tài)系統(tǒng)的自然狀況。當徑流深大于150mm，基本可以保證適當的人類活動，維持原有生態(tài)系統(tǒng)不蛻化，即可維持較好的生態(tài)環(huán)境狀況。韓宇平，阮本清(2003)結合在2000年3月荷蘭海牙世界部長級會議上提出的全世界面臨的水安全挑戰(zhàn)的7個方面，即“滿足基本需求、保證食物供應、保護生態(tài)系統(tǒng)、共享水資源、控制災害、賦予水價值、合理管理水資源”等，提出了由7個二級指標、17個三級指標、106個四級指標構成的水安全綜合評價指標體系，較全面的涵蓋了區(qū)域水安全的內涵。但該指標體系過于龐大，指標之間的獨立性較難保證。二、河流生物多樣性的研究（一）河流的分類及特征Bathurst(1994)認為河床由粗顆粒泥沙組成，河床坡降在0.5%-5%之間，水深與底質代表顆粒粒徑之比在10以下的河流屬于山地河流。Lewin(1981)將坡降大于1%，河床底質顆粒較粗，具有階梯一深潭(Step-Pool)形態(tài)特征的河流定義為山地河流。國內一般將流經地勢高峻、地形復雜的山地和高原的河流叫做山地河流。張仁鐸（2006）認為，河流分類是根據河流各種信息的相似性或它們的關系，以一種通用的形式對不同的河流進行分組或排序的方法。Bosgen（1996）認為河流分類主要有4個目的：（1）從河流形態(tài)預測河流的行為；（2）對于一個給定的河流類型，建立起特定的水力特征和泥沙關系；（3）將典型河段的監(jiān)測、評估與研究資料，外推到其他具有相似特性的河段上應用；（4）為以河流為研究、管理、應用對象的不同專業(yè)人員的交流提供一個統(tǒng)一的參照體系和標準。因此，河流分類對河流環(huán)境保護、生態(tài)恢復、科學管理具有重要的實際意義和科學價值。河流分類的研究也歷來為水利學、地貌學、沉積學、河流生態(tài)學等相關專業(yè)研究人員所重視。（二）河流生物多樣性的影響因素董哲仁等（2010）認為，在河流生態(tài)系統(tǒng)長期的演替過程中，河流生物群落對于水域生境條件不斷進行調整和適應，河流生物群落對河流生境表現出極強適應性和相關性。從宏觀尺度上來看，從源頭的涓涓細流到下游滔滔大河，河流的水量、水文狀態(tài)、底質條件等生境條件呈連續(xù)性的變化，河流生物群落結構也表現出相應的連續(xù)性分布特征。Henry和Mackay（1967）對蘇格蘭高原上3條河流的調查表明：淺灘和深潭中大型底棲動物的種數分別為22種和23種，淺灘中大型底棲動物的生物量略高于深潭，密度顯著高于深潭。Richard(1969)在Otter河干流的淺灘和深潭中分別采集到69種和70種大型底棲動物，淺灘中大型底棲動物的密度為深潭的6.8倍。Armitage等(1974)對Tees河的調查表明，淺灘中大型底棲動物總物種數和多度均高于深潭沙質或淤泥質底質河段中，大型底棲動物的分布特征與山區(qū)石質河床河流明顯不同。David(1986)對Texas兩條高級別河流深潭和淺灘中大型底棲動物的研究表明，深潭中物種的豐富度明顯高于淺灘。原因是因為淺灘中泥沙流動性太強，穩(wěn)定性差，而深潭底質穩(wěn)定性較好，并且有機碎屑較豐富。淺灘和深潭具有不同的生態(tài)功能。對魚類來說，山地河流的淺灘生境底棲動物豐富，生產力高，是急流性魚類的重要棲息生境；深潭生境流速較慢，浮游生物較豐富，一般是鯉科魚類和游泳能力較差的幼魚的重要棲息生境。國內關于中觀尺度河流生境對河流生物影響的研究較少。王兆印(2006)研究了階梯一深潭生境對底棲動物的影響，結果表明階梯一深潭生境能夠保持河道穩(wěn)定，維持較高的生物多樣性。李金國(2007)等在涼水、帽兒山的工作表明:水生昆蟲的幼蟲主要生活在急流區(qū)(淺灘)，急流區(qū)水生昆蟲的個體數量要遠多于穩(wěn)水區(qū)(深潭)，一般在2倍以上。在微觀方面，Statzneretal（1988）認為，水深、流速、坡降、水生植物豐富度、有機碎屑、底質等微生境因素對河流水生生物群落都有一定影響，并認為水文水利條件對河流生物影響更大；Ward（1992）認為，河流的水深、流速、坡降等環(huán)境因素具有極大的時空變異性和不確定性，每種河流地貌與水文條件會作用一些特定的生物，從而使得這部分河流地貌和水溫條件適合特定微生物的生長。段學花（2009）認為，河床底質是河流生物依存的基本條件，對許多水生動物的繁殖和產卵等生命周期的重要階段都起著關鍵作用，同時還可作為水生動物的避難和棲息場所。底質的構成與排列方式對微觀尺度的水流條件影響明顯，是影響河流生物最重要的微生境因素。對底棲動物來說，河床底質的顆粒大小、組成、表面粗糙度、顆粒間隙等因素對群落多樣性影響及其顯著。Williams(1978)發(fā)現平均直徑24mm的底質中底棲動物的生物量最大，而平均直徑40.8mm的底質中的多樣性最高。Jahnig和Lorenz(2008)指出不同的底質具有不同的底棲生物群落，底質多樣性越高底棲動物多樣性就越高。Alexander和Allan(1984)指出松散的底質具有較大的孔隙，能夠維持較高的底棲動物密度。沙質底質的河床穩(wěn)定性差，在流水中容易發(fā)生蠕動或再懸浮，因此底棲動物群落一般具有較低的多樣性?；鶐r質河床底質孔隙度低，抵御洪水沖刷的能力較差，底棲動物多樣性較低。但是如果植物附生將改善基巖質河床的生境異質性和穩(wěn)定性，提高底棲動物的多樣性。底棲動物對河床底質也表現出一定的選擇。張根，高艷嬌等人（2012）研究發(fā)現，堤防工程在發(fā)揮積極作用的同時，也改變了河道原來的天然情況，使河道更加順直，河底高程更加單一，堤岸硬化，流速加快，從而有利于該河段原來某些生物的生長，而對另一些生物的生長將產生不利影響，使河流的生物多樣性降低。周璐瑤，陳著等人（2017）分析了河流曲度對河流生物多樣性的影響，認為河流曲度對河流生物多樣性的影響程度分為兩層：一是對河流生物棲息地和水流條件的影響；二是對河流生物棲息地和水流條件產生的質的影響。（三）河流生物多樣性保護的對策喻衛(wèi)奇（1996）認為生物多樣性具有重要的無形的文化價值，是野生物種和自然生態(tài)系統(tǒng)抵抗外來壓力的特有品質，保護生物多樣性是一種對自然資源的管理方式，但河流水資源的開發(fā)會影響到河流的生物多樣性，因此，需要加強對河流的規(guī)劃，包括劃定河流的功能類別、將生物多樣性納人新的河流規(guī)劃、調整原有河流水資源開發(fā)規(guī)劃、建立以流域為基礎的環(huán)境監(jiān)測研究系統(tǒng)等。葉碎高，王帥，韓玉玲（2008）通過對10多個試點河段兩年多的試驗研究，提出河道建設要為植物措施創(chuàng)造條件，充分考慮生物多樣性，恢復健康穩(wěn)定的河道生態(tài)系統(tǒng)。認為河道生物多樣性還需要考慮河流形態(tài)多樣性，加強定位系統(tǒng)觀測和注重研究植物群落演替規(guī)律。陳鋼（2015）通過對河流生態(tài)系統(tǒng)修復，恢復了河流生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能，河流生態(tài)環(huán)境明顯好轉，水生物多樣性呈上升趨勢，水生態(tài)系統(tǒng)日趨豐富與完善，這些生態(tài)性修復措施包括流域生態(tài)環(huán)境封禁治理、生態(tài)護岸方法、濕地修復方法、淺灘和深潭修復方法等，從而促進水生維管束植物、底棲動物、魚類等多樣性的增加。為了更好地保護河流生物的多樣性，需要轉變河流生物多樣性的觀念、加強監(jiān)督管理、開展生態(tài)修復的監(jiān)測工作等。A·H·阿辛頓等（2012）認為，保護河流生物多樣性和淡水生態(tài)系統(tǒng)的重要性及而臨的新挑戰(zhàn)，強調了需要評估環(huán)境流量的兩個主要方面，即河流恢復與河流保護，認為現階段應弄清水電開發(fā)與生態(tài)反應的關系、了解水生動植物分類特征、溫度和其他主導因素、采用貝葉斯決策網絡和貝葉斯統(tǒng)計模型來統(tǒng)計環(huán)境流量的變化、加強適應性管理、權衡社會和生態(tài)效益、生態(tài)服務及其利弊、加強水資源的綜合管理等。王強（2011）調查了重慶市城口縣魚肚河源頭河段小圓石和大圓石上附石性水生昆蟲，研究了山地源頭溪流附石性水生昆蟲群落特征和多樣性，探討了不同大小石塊對附石性水生昆蟲群落的影響。結果表明:魚肚河源頭溪流中水生昆蟲有62種，分屬6目、30科。蚌蟒目、毛翅目、雙翅目昆蟲為優(yōu)勢類群。隨著溪流高程的增加，毛翅目昆蟲優(yōu)勢度愈加明顯。于雪蕾（2016）保護牡牛河生物多樣性的主要措施是建立河岸帶廊道和鄉(xiāng)土樹種改造。忙牛河是季節(jié)性排洪河道，河岸建立寬30m的植物緩沖帶，連接三個鄉(xiāng)土樹種改造區(qū);鄉(xiāng)土樹種改造區(qū)分別位于彭村鄉(xiāng)、渠溝鄉(xiāng)、溫泉園區(qū)，面積為100hm2，140hm2，100hm2。需要將單一林種改造成喬灌草結合，配置合理的林地，達到美化景觀、增加當地村民經濟收益的效果。王可洪，袁興中，張冠雄（2019）對河岸無脊椎動物多樣性維持機制研究進展進行了研究，認為干旱導致河流流量降低，甚至斷流，對生物的擠壓效應很可能比洪水還大；無脊椎動物擁有獨特的形態(tài)特征和繁殖策略，這使得它們能忍受洪水和干旱造成的干擾，但過度的周期性干擾還是會影響到生物的多樣性，為了維持河流生物的多樣性，需要深入解析洪水干擾影響河岸無脊椎動物多樣性的生態(tài)機制、探討河流空間格局對河岸無脊椎