西南山区河流阶梯―深潭系统的生态学作用

《西南山区河流阶梯―深潭系统的生态学作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第21卷第4期地球科学进展Vol.21No.42006年4月ADVANCESINEARTHSCIENCEApr.，2006文章编号：1001-8166（2006）04-0409-08*西南山区河流阶梯—深潭系统的生态学作用1，2213王兆印，程东升，何易平，王洪铸（1.清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084；2.国际泥沙研究与培训中心，北京100044；3.中国科学院水生生物研究所，湖北武汉430072）摘要：山区河流发育的阶梯—深潭系统具有显著的生态学作用。阶梯—深潭系统增大

2、水流阻力和河床抗冲刷力，稳定了河床和岸坡。大卵石堆积成阶梯，细颗粒泥沙在深潭河段的缓流滞流区沉积下来形成淤泥层，形成适宜多种生物的栖息地。选择小江支流———深沟、蒋家沟和小白泥沟，以及四川九寨沟和金沙江进行野外实验、取样分析。结果发现阶梯—深潭系统较发育的深沟和九寨22沟底栖动物密度高达552个/m，生物量高达5.96g/m。而邻近的小白泥沟和蒋家沟底栖动物密22度仅0.75个/m，生物量不到0.006g/m。考虑河流不同部位底质、水深、流速等特性，提出了生物栖息地多样性及其计算方法，研究发现大型无脊

3、椎动物的生物多样性随栖息地多样性增加而增加。利用阶梯—深潭系统治理山区河流，既能保持河道稳定，又能维持较高的生物多样性，保持健康的河流生态系统。关键词：阶梯—深潭系列；河流生态；大型无脊椎动物；生物多样性；生物栖息地多样性中图分类号：P64文献标识码：A研究了山区河流阶梯—深潭系统的发育成因，随后1研究背景又分析了泥沙运动与阶梯—深潭的相互作用。Ash-在山区河流中，阶梯—深潭系统是一种常见的ida和Egashira等［9，10］研究了泥沙运动对于阶梯深［11］河流地貌，河床由一段陡坡和一段缓坡加上深

4、潭相潭系列的形成和破坏。Abrahams分析了阶梯—间连接而成，呈一系列阶梯状。在美国的加利福尼深潭系列对于增大水流阻力保护河床的作用。Ros-亚圣莫尼卡（SantaMonica）山区［1，2］，纽约阿迪朗达port等［12，13］通过水槽实验研究了阶梯深潭的形成过［3，4］［14］克（Adirondack）山区，加拿大不列颠哥伦比亚省程和水力学特性。Grant等研究了形成阶梯深潭［5］［2］（BritishColumbia）的ShatfordCreek山区，德国巴的临界条件。Chin分析了阶梯—深潭

5、的地貌特［6］［3］伐利亚阿尔卑斯（BavarianAlps）等山区河流中都征。Curran等调查研究了阶梯—深潭溪流中落木［15］发现了发育良好的阶梯—深潭系统。我国是多山国对阻力的影响。Zimmermann等探讨了阶梯深潭［16，17］家，大多数河流发源于山区，阶梯—深潭系统分布很河流洪水对河床的作用和河床演变。徐江等广。如东江上游野趣沟、长江上游小江支流深沟和通过实验研究了形成阶梯—深潭的条件，在此基础黑水河、岷江支流皮条河、嘉陵江上游九寨沟、贵州上分析得出了阶梯—深潭发育程度系数与坡度、床［7

6、］清水河等。沙级配、上游来沙率之间的定量关系，阐明了阶梯—从20世纪80年代起，国内外学者对阶梯—深深潭系统增加水流阻力，消减水流动能，稳定河床的［7，8］［18］潭系统进行了多方面的研究。Whittaker等调查作用。*收稿日期：2005-09-05；修回日期：2006-02-17．*基金项目：国家重点基础研究发展计划项目“流域生态与水利工程优化调控”（编号：CB415206）；国家自然科学基金和香港研究资助局联合资助项目“河流水沙环境生态综合管理研究———以东江为例”（编号：50318003）资助

7、.作者简介：王兆印（1951-），男，山东济南人，教授，主要从事河流水力学及水动力学研究.E-mail：zywang＠tsinghua.edu.cn410地球科学进展第21卷［16］阶梯—深潭系统增大阻力和河床抗冲刷力，成的大型阶梯—深潭系统。其深潭段为高山湖泊，2稳定了河床，从而稳定了岸坡，在一定的温度和降雨深度最大达80m，面积从几百平方米到90万m不条件下两岸可以发育良好的植被。细颗粒泥沙在深等；阶梯段为激流、跌水和瀑布，落差从几米到几十潭河段的缓流区沉积下来形成淤泥层，阶梯和主流米不等，如图1

8、（a）所示。河段河床由大小不同的卵石构成，这样的河流具有另一类是更为常见的山区小河中的阶梯—深潭多种生物适宜的栖息条件，因而生物多样性较高。系统。这种阶梯—深潭系统比较规则，规模也较小，本文选择长江上游小江流域的3条支流———深阶梯高度和深潭深度一般都在几十厘米到几米。粗沟、蒋家沟和小白泥沟，四川九寨沟和长江上游金沙大卵石和石块叠在一起形成阶梯段，水流通过阶梯江的一个滞流区进行野外实验，分析了阶梯—深潭段时多为激流，阶梯下游形成深潭段。深潭段水深系统在河