水文情势和河湖地貌如何塑造生态系统？
水文情势和河湖地貌如何塑造生态系统？
水文情势和河湖地貌是塑造生态系统的关键因素。自然水文情势为鱼类产卵、幼鱼生长提供适宜条件，而河湖地貌的空间异质性则决定了生物栖息地的多样性。这些要素共同作用，形成了复杂完整的营养结构，构成了健康的水生态系统。了解这些知识有助于我们更好地保护生态环境。
水文情势的时空变异性
水文情势是指河流的水文特征，包括流量、流速、水位等要素。这些要素随时间和空间的变化，对生态系统产生重要影响。
从时间尺度来看，水文情势具有明显的季节性变化。以长江为例，其年平均降雨量为1433毫米，是全国平均值的2.38倍。其中，沅水流域年降雨量达1583毫米，澧水流域为1404毫米，洞庭湖区为1346毫米。这种季节性变化直接影响河流的水位和流量，进而影响生物的繁殖和生长。
从长期趋势来看，气候变化和人类活动正在改变水文情势。全球变暖导致降水模式发生变化，极端天气事件频发，河流的水文情势也呈现出新的特点。例如，一些地区可能出现更频繁的洪水或干旱，这对生态系统的稳定性构成威胁。
河湖地貌的空间异质性
河湖地貌是指河流湖泊在地表形成的地貌特征，包括平原、丘陵、山地等多种类型。这些地貌特征决定了生物栖息地的多样性和空间分布。
以常德为例，其地貌类型多样，东部为开阔平原，西北、西、南三面环山，境内雪峰山余脉延展于南部，武陵山脉绵伸在西北，沅澧两水自西向东贯穿全境。这种地貌特征决定了该地区生物栖息地的多样性，为不同生态位的生物提供了生存空间。
河湖地貌与水文情势相互作用，共同塑造生态系统。地貌特征影响水文过程，如山地地区的河流流速较快，而平原地区的河流流速较慢。这种差异导致不同地貌单元的生物群落存在显著差异。
水文情势和河湖地貌对生态系统的塑造
水文情势和河湖地貌通过多种途径影响生物多样性。以长江为例，其生物多样性与距今约5500万至5000万年前的印度板块与欧亚板块碰撞密切相关。这次地质事件导致青藏高原隆升，亚洲气候从行星风系转变为南亚季风和东亚季风，深刻影响了南亚和东亚水系的发育与演变。
长江因此成为众多特有鲤科鱼类演化的摇篮，是“活化石”动物的家园。始新世时期的化石包括鲤形目的鲤科、亚口鱼科及鲈形目鱼类，但都已灭绝。之后演化出来的现生鱼类是适应季风气候和大江大河的产物，尤其形成了鲤科鱼类东亚特有类群。
在这些鱼类的进化过程中，卵型的关键特征发挥了至关重要的作用，可被视为它们适应性进化的“魔法特征”。具体来说，大约在2300万年前，南亚的祖先鱼类是底栖性的，产黏性卵，当时的古金沙江是向南流动的。随后，在大约1800万年前，这些鱼类开始向东扩散，并逐渐演变为产半漂流性卵的种类，这一时期也是现代长江形成的时间。而在大约1500万年前，一些鲤科鱼类再次演变回产黏性卵的习性，这一时期也恰好是高生产力的江湖复合生态系统形成的时间。
人类活动的影响
人类活动对自然水文情势和河湖地貌产生了深远影响。以水利工程为例，一方面，其在保障供水、发展农业灌溉和水力发电、防洪安全等方面发挥了巨大作用；另一方面，也使江河湖泊的面貌发生了巨变。在河流上建设的水坝和各类建筑物大幅度改变了河流地貌景观和水文情势；过度的水资源开发利用，造成河流干涸、断流，对水生态系统产生了重大影响。
以长江为例，为了防洪，长江中下游的湖泊几乎都与长江断绝了直接联系，导致20世纪50年代以来长江鱼类资源量下降了约85%。由于水电的需求，长江干流建有众多大型水利枢纽，切断了中华鲟的洄游通道。此外，在上游支流建成的小水电站超过2.4万座，显著改变了上游的激流环境。
河湖之间的闸坝大大减少了食物的可得性，导致河流中的鱼类资源量大幅减少，进一步危及以这些鱼类为食的水生哺乳动物的生存。白鱀豚从1980年的400头左右下降到20世纪末的不足50头。江豚的数量从1991年的2500多头，降低到2006年的1800头，又进一步降低到2020年的1012头。与江豚相比，可能由于种群基数更小的缘故，白鱀豚对食物可得性的下降更加敏感。
中华鲟幼鱼在近海摄食生长，成熟后进入长江。在内禀的生物地理信号的引导下，上溯3000多公里到长江上游的金沙江产卵，这亦是世界上鲟鱼最长的生殖洄游距离。葛洲坝建成后，人们曾寄希望于它们能在下游形成新的产卵场，但这些鲟鱼并未按人们的期望行动。20世纪70年代，大约每年有2000尾中华鲟繁殖产卵，但2013年以来（2014年和2016年除外），再无新的产卵活动被观察到，表明中华鲟已处于极其濒危的状态。
面对这些挑战，我国政府高度重视长江的生物多样性保护，颁布了《中华人民共和国长江保护法》，启动了长江干支流十年禁渔行动。过度捕捞导致长江的渔业资源下降30%，而生境退化却导致了高达70%的资源减少。因此，为了将鱼类资源量恢复至上世纪50年代的水平，不仅要消除影响鱼类的下行因素，还需要重新打通摄食和繁殖场所之间的通道以恢复长江的自然节律，改善河