1.1　河流生態系統構成和功能

河流是匯集和接納地表和地下徑流的場所及連通上下游水體的通道。河流生態系統是陸地生態系統和水生生態系統間物質循環的主要連接通道，主要受到河流形態和河流水文條件、流域內土地覆被和利用狀況等的影響。

1.1.1　河流生態系統的組成

河流生態系統是指河流的生物群落與周圍環境構成的統一整體，由河道水體（含河床）和河岸帶兩部分系統組成。河道水體生態系統主要由河床內的水生生物及其生境組成；河岸帶生態系統主要由岸邊的植物、遷徙的鳥群及其環境組成，是陸地生態系統和河流生態系統進行物質、能量、信息交換的過渡地帶。河岸帶作為河道水體運動的外邊界條件，是河道穩定的關鍵地帶。

河流生態系統組成主要包括非生物環境和生物環境兩大部分。

（1）非生物環境

非生物環境由能源、氣候、基質和介質、物質代謝原料等因素組成，其中能源包括太陽能、水能；氣候包括光照、溫度、降水、風等；基質包括巖石、土壤及河床地質、地貌；介質包括水、空氣；物質代謝原料包括參加物質循環的無機物質（C、N、P、CO2、H2O等）和聯系生物和非生物的有機化合物（蛋白質、脂肪、碳水化合物、腐殖質等）。這些非生物成分是河流生態系統中各種生物賴以生存的基礎。

（2）生物環境

生物環境由生產者、消費者和分解者所組成，三者構成了河流的生物群落的結構。其中生產者是能用簡單的無機物制造有機物的自養生物，主要包括大型植物（漂浮植物、挺水植物、沉水植物等）、浮游植物、附著植物和某些細菌，它們通過光合作用制造初級產品碳水化合物，并進一步合成脂肪和蛋白質，維持自身活動；消費者是不能用無機物制造有機物質的生物，稱異養生物，主要包括各類水禽、魚類、浮游動物等水生或兩棲動物，它們直接或間接地利用生產者所制造的有機物質，起著對初級生產物質的加工和再生產的作用；分解者皆為異養生物，又稱還原者，主要指細菌、真菌、放線菌等微生物及原生動物等，它們把復雜的有機物質逐步分解為簡單的無機物，并最終以無機物的形式還原到水環境中。

河流中的生物群落經由食物網緊密地聯系在一起，食物網是指植物所固定的太陽光能量通過取食和被取食在生態系統中的傳遞關系。一般認為食物網越簡單，生態系統就越脆弱，越易受到破壞。

1.1.2　河流生態系統的功能

根據河流生態系統組成特點、結構特征和生態過程，河流生態系統的功能具體體現在水生生物棲息、調節局地氣候、補給地下水、泄洪、雨洪調蓄、排水、輸沙、景觀、文化等多個方面。按照河流生態系統服務功能的不同分類，同時依據河流生態系統的組成特點、結構特征、生態過程和效用，并按照功能作用性質的不同，河流生態系統服務功能可歸納劃分為調節支持功能、環境凈化功能、提供產品功能及娛樂文化功能。

（1）調節支持功能

河流系統的調節支持功能，一方面主要表現為河流生態系統對災害的調節功能和生態支持功能；另一方面河流生態系統為河道及河岸的各種動植物提供了其生存所必需的淡水和棲息環境。

河流生態系統對災害的調節功能主要體現在減緩洪澇和干旱、輸移泥沙等方面。作為河流本身，即具有納洪、行洪、排水、輸沙功能。在洪澇季節，河流沿岸的洪泛區具有蓄洪能力，可自動調節水文過程，從而減緩水的流速，削減了洪峰，緩解洪水向陸地的襲擊。而在干旱季節，河水可供灌溉。河流生態系統的生態支持功能具體體現在調節水文循環、調節氣候、補給地下水、涵養水源等方面，對生態系統的穩定具有很好的支持功能。

（2）環境凈化功能

河流生態系統在一定程度上能夠通過自然稀釋、擴散、氧化等一系列物理和生物化學反應來凈化由徑流帶入河道的污染物。河流生態系統中的各種植物、微生物能夠吸附水中的懸浮顆粒和有機或無機化合物等營養物質，將水域中氮、磷等營養物質有選擇地吸收、分解、同化或排出。水生動物可以對活的或死的有機體進行機械的或生物化學的切割和分解，然后把這些物質加以吸收、加工、利用或排出。這些生物在河流生態系統中進行新陳代謝的攝食、吸收、分解、組合，并隨著氧化還原作用使化學元素進行種種分分合合，在不斷的循環過程中，保證了各種物質在河流生態系統中的循環利用，有效地防止了物質的過分積累所形成的污染。一些有毒有害物質經過生物的吸收和降解后得以消除或減少，河道的水質因而得到維持。河岸植被還可減緩地表水流速，使水中的泥沙得以沉降，并使水中的各種有機的和無機的溶解物和懸浮物被截留，同時可將許多有毒有害的復合物分解轉化為無害的甚至是有用的物質。

（3）提供產品功能

河流生態系統中自養生物（高等植物和藻類等）通過光合作用，將二氧化碳、水和無機鹽等合成為有機物質，并把太陽能轉化為化學能儲存在有機物質中，而異養生物對初級生產的物質進行取食加工和再生產而形成次級生產。河流生態系統通過這些初級生產和次級生產過程，生產了豐富的水生植物和水生動物產品。

（4）娛樂文化功能

河道及河岸生態系統具有美學、藝術、文化、文體休閑等方面的價值，為城市居民提供獨特的休閑、娛樂、文體活動的場所

河流生態系統景觀獨特，具有很好的休閑娛樂功能。河道森林、草地景觀和河灘、濕地景觀相結合，“高地—河岸—河面—水體”格局鑲嵌，流水與河岸、魚鳥與林草的動與靜對照呼應，河谷急流、彎道險灘、沿岸柳擺、淺底魚翔等景致構成河流景觀的和諧與統一，給人們以視覺上的享受及精神上的美感體驗。人們在閑暇節日進行休閑活動，如遠足、露營、攝影等，有助于促進人們的身心健康，享受生命的美好，提高生活的質量。不同的河流生態系統深刻地影響著人們的美學傾向、藝術創造、感性認知和理性智慧。