我国水生态格局与保护现状

王 芳，王 浩，孙赫英，何 婷

（中国水利水电科学研究院，水利部水资源与水生态工程技术研究中心，100038，北京）

一、我国水生态系统概况

按照生态系统的类型划分，水域生态系统分为淡水生态系统与海洋生态系统，近年简称淡水生态系统为水生态系统。流域水循环的生态影响研究表明，流域水循环影响的下界达到了近岸区。为了减少水资源开发的生态影响，水生态系统应该包括河流、湖沼湿地、河口近岸区等3大类生态系统。

1.河流生态系统

我国境内流域面积在100 km2以上的河流有5万多条，1 000 km2以上的河流有1 580多条，形成长江、黄河、松花江、辽河、海河、淮河、珠江、西北诸河、西南诸河与东南诸河等10大江河区。气象水文与地质地貌的差异，以及河流连续性决定着河流中的生物区系，我国淡水鱼类分为北方区、华西区、宁蒙区、华东区（江河平原区）、华南区等5个大区，以及相应的21个亚区。

长江与黄河由于地理区域跨度大，上下游鱼类区系不同，源头属于华西区。华西区也称中亚高山区，显著特征是具有鲤科裂腹鱼亚科和鳅科鱼类。长江下游属于江淮亚区，常见种类为四大家鱼等，特产鱼类众多，约有80余种，其中包括达氏鲟、中华鲟等珍稀鱼类。黄河中下游属于陇西亚区、河套亚区与河海亚区，常见种类有鲤、鲫、赤眼鳟、瓦氏雅罗鱼、鲇、刺鮈、黄河鮈、鲌、鲂等，特有鱼类有北方铜鱼。

松花江区的黑龙江水系与额尔齐斯河的生物区系都属于北方区，松花江是其主要支流。鱼类区系最突出的特点是具有茴鱼科、鲑科、江鳕等广泛分布于西伯利亚耐寒性很强的鱼类，也有第三纪广泛分布到亚欧北部的雅罗鱼科。特产鱼类有史氏鲟、乌苏里白鲑、黑龙江茴鱼、黑斑狗鱼、布氏鮠、鳇鱼、阿尔泰鱥和阿尔泰杜父鱼等。

内陆河区由于海拔与西太平洋水汽的影响，鱼类区系差异较大，准噶尔盆地只有5属10种鱼，特有种是准噶尔雅罗鱼、吐鲁番鱥、小眼条鳅与小体条鳅；塔里木河是我国最长的内流河，全长2 137 km，特产鱼是南疆大头鱼属的种类；伊犁河、额敏河属于巴尔喀什湖水系，土著鱼类有6属12种，特产种有伊犁裂尻鱼等4种；羌塘高原区即青藏亚区，海拔在3 000m以上，鱼类区系最典型的特征是有裂腹鱼特化的几个属，如扁咽齿鱼属、裸鲤属。

淮河流域是地理上的分水岭，生物区系为华东区内部鱼类分布过渡区，南侧为江淮亚区，北侧黄河下游与海河流域属于河海亚区。辽河流域成为独立的亚区，冷水性鱼类相比黑龙江水系明显减少，只有瑞氏七鳃鳗、突吻鮈等几种，鳉、黄鳝、刺鳅等南方习见种也有分布，特有种类只有长吻拟鮈、长飘鱼、辽河鳊等数种。

西南诸河由于青藏高原的作用，也有很大差异，其中澜沧江、怒江的鱼类分布属于华南区怒澜亚区，土著鱼类约有123种，有许多我国其他地区不产而广布于孟加拉、印度、缅甸等地的种类，约有79种，如斑纹长背鲃、纵带墨头鱼、结鱼、罗碧鱼等。

珠江流域与东南诸河区，在鱼类区系上分别属于华南区的珠江亚区与浙闽亚区。华南区鱼类区系的主要特征是鲃亚科种类很多，鳊、鯝、鳑鲏及鳅鮀等亚科占少数，鲇、鮠、倒刺鲃、鳡、鳤、鯮、乌贼等成为习见种。珠江水系特有种类约61种，如似鳡、唐鱼、叶结鱼、柏氏鲤、斑鳠等，其中西江有原为海产的赤魟，是我国江河中唯一的软骨鱼类。闽江特有种类有福建华鳈、扁尾薄鳅等近20种，胭脂鱼、花鳗鲡是珍稀鱼类。

2.湖沼湿地生态系统

我国21世纪初湿地资源调查表明，单块面积大于1.0km2的湖泊湿地有8.35万 km2，沼泽湿地 13.70万 km2。最新湖泊遥感普查数据显示，我国现状共有1.0km2以上的自然湖泊2693个（不包括干盐湖），总面积81 415 km2，约占国土面积的0.9%。其中，面积在 1.0 ～10.0 km2、10.0 ～50.0 km2、50.0 ～100.0 km2、100.0～500.0 km2和 500.0～1 000.0 km2的湖泊分别有2 000个、456个、101个、109个和 17个，大于1 000 km2的特大型湖泊有10个，分别为色林错、纳木错、青海湖、博斯腾湖、兴凯湖（中俄界湖）、鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖、呼伦湖。

我国湿地类型多样，生物多样性丰富，湿地高等植物2 267种，野生动物724种，其中水禽类271种，两栖类300种，爬行类122种，兽类31种，鱼类1000多种。

湿地是水禽的迁徙、越冬和繁殖场所，如丹顶鹤从俄罗斯远东迁徙至我国江苏盐城，要花费1个月的时间，在途中25块湿地停歇觅食。世界上有8条候鸟迁徙路线，其中经过我国的主要有3条，一条是西太平洋，主要是从阿拉斯加到西太平洋群岛，经过我国东部沿海省份；第二条路线是东亚澳洲的迁徙路线，经过我国中部省份；第三条路线是中亚、印度的迁徙路线，经过青藏高原。

3.河口近岸区生态系统

我国的海岸线北起辽宁鸭绿江口，南至广西北仑河口，全长1.84万km，如果考虑岛屿，海岸线长3.2万km。具有大小河口1800多个，其中河流长度大于100km的河口60个，另有海湾160多个，主要入海河流近30条。

江河淡水入海后与海水混合形成终年盐度低、水温随季节变化显著、水色浑浊的水团，称为沿岸水团，海洋区划上把水深小于40 m的区域全部化为沿岸区。

河口近岸区的温度、盐度是海洋生物的重要环境因子。表层水温取决于太阳高度的有效辐射，也受海洋形态、入海径流的消长、气象因子的变化等因素影响，我国河口近岸区的水温差异大，为仔幼鱼繁殖、洄游提供了优越的条件。

盐度主要受沿岸低盐水和外海高盐水的影响，两种水体的消长运动，构成了盐度的空间分布特征。除此之外，蒸发、降水、季风和潮汐也有一定的影响。冬季是河川径流最弱的时候，大部分沿岸区的盐度升高；同时，由于冬季是偏北季风最强的季节，向南沿岸流加强，某些沿岸区出现盐度下降现象。

沿岸低盐水与外海水混合后成为混合水团，其间形成海洋峰，沿岸海洋峰区几乎充斥整个沿岸区域。该区域水温11～24℃，由北向南递增；盐度平均为13.00‰～33.50‰，由岸向外递增，河口处最小；盐度年变幅值为1.00‰～12.00‰，由岸向外递减，河口处最大。

海洋峰是生物饵料形成的动力条件，此处营养盐含量丰富，浮游生物密集。浮游植物是鱼虾类食物环节中最初的营养级，为幼体的直接饵料；浮游动物是多种上层鱼类直接摄食的饵料。

河口近岸区是海洋鱼类重要的产卵繁殖或索饵育肥场所，黄海的中央深槽、东海黑潮主干西侧水深100～200 m的区域都是冬季的暖水区，是北方各种洄游性鱼类的良好越冬场所，随着春季水温的不断升高，原来深水区越冬的各种洄游性鱼类，陆续离开各自的越冬场，往近岸区洄游，进行产卵繁殖和索饵育肥。

我国的海洋鱼类共计1 694种，除了东海大陆架以外的350种和南海大陆坡以外的205种，其余大都在大陆架，中国的大陆架海区大部分鱼类是在沿岸区发育成长。中国特有的海洋鱼类广东鰩、中华鲟、白鲟、中华小公鱼、尖头银鱼、长鳍银鱼、陈氏银鱼、白肌银鱼、短头鳗鲡、乌耳鳗鲡、福州鳗鲡、褐毛鲿、黄唇鱼、中华马鲛等基本上都在近岸区产卵育幼。另外，也有生长在淡水中，降河洄游到海里，在1 050种淡水鱼类中，其中河口性鱼类68种，海河洄游性鱼类15种。

二、水循环与水生态系统的作用机制

水循环与水生态系统的作用机理复杂，涉及内容多，考虑我国目前中小河流断流、北方地下水水位下降、江淮区河湖隔离、河口防潮闸阻断等突出问题，这里只论述河流干支流连续、地表水地下水互补、河湖连通与河海连通的生态与环境作用。

1.干支流连续维系河流生态完整性

（1）维护食物链的连续性

干支流的连续流量梯度过程伴随一定的河流生态过程，河流连续统（River Continuum Concept） 是从理论上强调河流在地貌上从源头到河口的连续特点，通过地貌过程和生物过程相互作用，决定了河流上下游生物群落的连续性。

源头小溪通常流速快、水温低，以异养生物为主，能量主要依赖于陆地残枝落叶的输入。这里的优势动物是能够破碎枯枝落叶和以粗颗粒有机物为食的动物，源头溪流对来自陆地的粗颗粒有机物质起着累积、加工和输送的作用，将粗颗粒有机物分解为细颗粒有机物。

随着源头小溪逐渐加宽并演变成中等大小的溪流，从两岸输入的枯枝落叶的重要性就会逐渐减小，能量主要来源于自养生物（藻类和根生植物），滤食动物（利用悬浮颗粒）仍然以输送到这里的细粒有机物如碎叶、无脊椎动物粪便和溶解在水中的有机物等为食。

（2）鱼类产卵繁殖的特殊需要

流速对许多在流水中产卵的鱼类的性腺发育和排卵极为重要，因此河流中上游流速较大的支流河段成为鱼类产卵区。

对鲟鱼的研究发现，在流速为0.06m/s到0.18 m/s的范围内，鲟鱼稚鱼的生长效率与流速之间存在显著的正相关关系，在此流速范围内，其生长表现出不等速性。鲟鱼稚鱼喜欢聚集或逆水游动，不同的流速会产生不同的影响，生活在0.18 m/s流速组中的鲟鱼稚鱼几乎都聚集逆水游动，很少有分散活动的个体；生活在0.09 m/s到0.12 m/s流速组中的稚鱼也有逆水游动的现象，但聚集性和顶水性都不如从前强烈。又比如，我国四大家鱼在湖泊和池塘中性腺能够发育成熟，但不能自然排卵，排卵需要流速的刺激。

2.地表水地下水互补发挥潜流带的生物化学作用

（1）潜流带具有特殊的生物群落，其中大型底栖动物随地下水反补河流转向地表，并成为其他生物的食物来源

潜流带是河流地表水和地下水相互作用的界面，占据着地表水、侧向河岸带和地下水之间的中心位置。由于潜流带本身的贮水空间非常有限，枯水季的水主要来自含水层，或者说潜流带本身就是潜水含水层的一部分，这里用潜流带-含水层来论述，以此突出地下水对河流的影响。

地下潜流带-含水层的组成通常为砂和卵砾石，天然状态下潜流带充满水。这里的生物主要是微生物和无脊椎动物，无脊椎动物的种类非常丰富，包括特异的无脊椎动物，它们中的许多都只存在于潜流带，并且通过眼睛退化、延长附属感觉器官和减小身体尺寸来适应孔隙生活。在一些冲积河流，某些河底无脊椎动物甚至出现在距主河道数十公里的河流区内，这表明潜流带在某些河流中的分布范围相当广泛。

潜流带中的无脊椎动物不仅是微生物的载体，而且还摄食微生物，当无脊椎动物随地下水补给河流时向地表转移，成为河流中鱼类及其他高级食物消费者的食物来源。

（2）潜流带-含水层具有复杂的生化反应，能够降解多种化学污染物

当水流通过潜流带时，微生物的各种生物地球化学作用就会发生，具有生物渗滤作用。生物渗滤作用类似于污水处理厂的过滤器，溶解在地表水或地下水中的营养物质被附着在沉积物上的微生物膜吸收或转化。

当地表水补给地下水时，地表径流中藻类和光能自氧菌的光合作用生产的有机碳被带到地下潜水中。在加拿大Kalispell和Flathead河的研究表明，河中的硅藻分布较多，在距河流0.35 km的潜水中观察到生长良好的硅藻。从许多潜水井采集的样品中都检测到了一定浓度的叶绿素。

当地表水的有机污染物和碎屑物被潜流带截获，各种生化反应使得有机物分解。其中，含碳有机物的分解，如果在好氧条件下，大生物和微生物都能分解简单的有机物和生物多聚物（淀粉，果胶，蛋白质等），但微生物是唯一在厌氧条件下进行有机物分解的生物，微生物能使非常丰富的生物多聚物得到分解，腐殖质和许多人造化合物只有微生物才能将其分解。含氮氧化物通过微生物的氨化作用、硝化作用和反硝化作用，可以降低化学物质的毒性或将化学物质转化为可利用的养分，不过氮的状态受氧的有效性控制，即受地表水运动状态的控制。当地表径流穿过含水层再转回到地表后，各种生物化学作用可增强其纳污能力。

3.河湖连通维系湖泊生态系统的完整

河湖连通不等于河湖水系连通，仅限于河与湖的连通或江与湖的连通。中国科学院水生生物研究所曾经就长江中下游的河流与湖泊称为江湖复合生态系统，旨在突出河湖一体的功能。

（1）鱼类产卵洄游的需要

河道为流水环境和淡水环境繁殖的鱼类提供了繁殖场所和必要的水文条件。长江中下游江湖徊游鱼类以青、草、鲢、鳙四大家鱼以及鳊、鳡、鳤等为典型代表，这些物种形成了在湖泊生长育肥、在江河流水环境繁殖的习性，这是由于河道的流水环境通常具有较高的溶解氧，但营养物质和饵料生物贫乏，湖泊则通常具有较高的初级生产力。因此，在长江中游种群繁盛。

北方咸水湖中鱼类繁殖要上溯回到河流淡水中。如青海湖，唯一的鱼类青海湖裸鲤每年春季要洄游到河道里产卵，可以上溯到最大入湖河流布哈河的上游。

（2）洪水过程维系的湖滨带，为产黏性卵的鱼类提供产卵条件，为湿地鸟类提供栖息地

在长江中下游，洪水的季节性泛滥，通江湖泊具有大面积植被覆盖良好的季节性淹没区，不仅支持了水体的食物网，也为产黏性卵的鱼类提供产卵基质，并为幼鱼提供了躲避敌害的庇护生境。长江中游及各湖泊共计127种鱼类中，有87种在不同季节出现在洪泛区。

青海湖是我国首批列入国际重要湿地的七大湿地之一，湖滨带是所有鸟类的筑巢地，只是其中鸬鹚也可以在湖心岛的石崖上筑巢，鸥类与雁类中的部分鸟也可以在湖心岛的沙滩上筑巢。除了鸬鹚完全为食鱼鸟类外，湖滨带提供绝大部分杂食性鸟类的食物，以及完全提供草食性鸟类的食物。

（3）湖泊营养盐来源，水环境与洪水调控的需要

天然状况下，入湖河流是湖泊营养盐的主要来源通道。尽管因为污染物的排放，氮磷营养过甚，但从科学的各类营养盐比例及其生化过程来看，还需要入湖河流进行综合调控。

多年来在自然演化以及人类活动的双重影响下，主要江河下游河床淤高，河道淤积，与河流连通的众多湖泊洼淀，由于垦殖等原因，调蓄能力大幅度降低。合理的洪水脉冲是生态系统各个环节所需要的，但是调蓄空间减少，需要给洪水以出路。实现河湖连通，可增加河湖调蓄能力。

我国许多地区在经济社会快速发展的同时，废污水排放量增大而治污力度不足，许多江河湖泊的污染物负荷大大超过了其纳污能力，水污染加剧，水生态环境状况日益恶化。通过开展河湖连通，维系流域健全的水循环，改善湖泊水环境。

4.河海连通是海洋生态的根本保障

（1）鱼类产卵洄游的通道

我国近海溯河洄游产卵的鱼类，以及淡水中降河洄游产卵的鱼类，都需要河流海洋处于连通的状态。

我国近海溯河性生殖徊游是鳃科、鲑科和一些鲱科等鱼类的特有性。例如，我国产的鲥鱼平时生活于海中，但到4—6月生殖期分别上溯长江和钱塘江，游进长江的鲥鱼，四月下旬可到达南通、江阴一带，此后继续沿江而上，进人鄱阳湖，部分鲥鱼则直人赣江，它们到达湖水适宜的地方于6—7月间进行繁殖，7月底或8月初亲鱼成群由湖入江，顺江下海。同样地，进入钱塘江产卵洄游的鲥鱼可溯入富春江产卵，进人珠江进行生殖洄游的鲥鱼则可上溯入黔江。

我国产的鳗鲡是一种典型的降河性洄游鱼类，平时在淡水生活成长，当生殖季节将要来临时，成鱼体内生殖腺已接近成熟，便顺江河而下，到琉球群岛附近水深超过200 m的海洋里产卵，它们的降河性产卵洄游的里程长达数千公里。鳗鲡幼鱼在海中发育生长到一定大小，再从江河口溯流而上，进人合宜的淡水水域成长。

（2）低盐环境维持的需要

我国大陆架区大约1 100多种鱼类，大部分在沿岸区发育成长。

卵和仔鱼是鱼类生活史中最稚嫩的阶段，海淡水鱼类的卵各自适应不同的盐度范围。对多数海洋鱼类卵和仔鱼的培育来说，12～35的盐度是适宜的。一般淡水鱼的卵随着水域盐度升高，死亡率增大；相反，海水鱼的卵随着水域盐度下降，死亡率增大。盐度剧变对处在任何发育期的鱼卵都是不利的。在自然条件下，河口区鱼类卵的发育受盐度变化影响较大。

（3）海洋生物所需营养盐运输通道

径流输入是氮、磷、硅三种营养盐的重要来源，尤其是营养盐硅，有研究表明河流输入补充硅占所有硅来源的82%左右。对于营养盐氮则大气输入也占很大一部分，营养盐磷的来源除河流输入补充外，底部的重新矿化输入起绝对作用。

河流淡水输入对河口及近岸区物质的循环及补充起着最为关键的作用。河口淡水输入的减少，导致河口近岸区营养盐输入的变化，必将导致河口近岸区生态系统结构和功能的变化。

河口近岸区浮游植物初级生产力和种的分布受河流径流量的季节性和年际变化的影响，1992年在我国长江口的调查发现，长江河口浮游植物季节变动与长江径流量季节变动间存在着密切关系，一年中浮游植物的数量与径流量呈正相关的趋势；而在年际之间，浮游植物总量与径流量也呈正相关的趋势。

三、我国现阶段的水生态保护区

我国水生态系统分属于不同部门管理，各自从行业管理角度开展保护工作，如农业部为鱼类种质资源保护，国家林业局为湿地保护，水利部为饮用水水源地保护，国家海洋局为河口海岸保护，这些保护区中的部分已在环境保护部备案，成为环境保护部发布的自然保护区。这些保护区除了近5年新增的之外，在水利部编制的全国水功能分区中都被划为保护区。

1.重点保护河段

国家级河流生态自然保护区目前有17处，其中只有6处是保护鱼类，其余11处是保护湿地水禽，并有南瓮河、七星河、珍宝岛与洪河4个保护区被列为国际重要湿地。其他形式的河流生态保护主要是农业部划定的国家级水产种质资源保护区168段（处），以及水利部划定的饮用水水源地保护区333个。

2.国家级重点湖沼湿地

国家级湖泊沼泽湿地自然保护区到目前为止共有46处，保护区面积80293km2，其中黑龙江兴凯湖湿地、甘肃尕海则岔等14个保护区加入国际湿地公约。这些自然保护区除了水利部上报的查干湖是以整个湖泊生态系统进行保护以外，其余的保护目标都是以维护鸟类栖息地为主。其他的保护形式是农业部发布的国家级水产种质资源保护区71处。

3.重要河口与近岸区

国家级河口近岸区自然保护区有25处，类型齐全，包括典型海洋生物、湿地、珊瑚礁、红树林等类型，其中，有广西山口红树林、海南东寨港湿地等10个保护区被列为国际重要湿地，另有两处保护区的保护目标比较综合，是鸟类与水生动物同时保护。农业部在河口沿岸区划出38处国家级水产种质资源保护区。

四、水生态保护存在的问题与建议

水生态保护需要重点保护自然保护区，适度保护并修复区域生态系统，实行点面结合。目前关于水生态保护存在的问题及建议，概括起来有两个方面：

①水生态自然保护区的生态需水过程不能保障，区域生态用地问题凸显，建议加强重点保护区上游的水利工程调度管理，尽快开展最小生态用地的研究与管理

前面已经分析流域水循环伴生的河流、湖沼湿地与河口近岸区生态作用机理，这是计算生态需水的基础。近10年来，生态需水已经在《全国水资源综合规划》中成为主要用水对象，在各类水利工程规划建设中也被重点关注，目前正在实行的最严格水资源管理以用水红线来限制水资源利用，以保障生态用水。目前工作的不足之处是生态用水的过程仍然不能保障，尤其是保护区产卵期需水过程。因此，需要在用水总量的约束下，合理调配，保障各类保护区的生态需水过程。

但是，单纯强调生态需水是保护不了水生态系统的，没有生态系统的空间，生态需水就成了 “皮之不存，毛将焉附”。近几年的实践表明，河流因为防洪堤的建设，多数河流廊道的空间已经确定，好在防洪空间的需要，保留了一部分河岸带。问题比较突出的是湖泊，多数湖泊的湖滨带都已消失殆尽。干旱区的绿洲也是靠水资源支撑的，在中国工程院新疆项目中，经过测算新疆绿洲用地与国民经济用地比例应该为 1∶1.5，但是管理跟不上，无序开荒，天然生态在近10年生态需水的保障期进一步缩减。生态用地问题的提出，可以让人更加明确地认识到要保护水生态系统。

天然生态用地其理论上应该是维护系统关键种群稳定的最小面积。针对目前存在的问题，需要开展相关研究，同时在管理层面加强，水生态系统的保护与修复要同时强调生态用水与生态用地，在提出水资源利用红线的同时，也要提出用地红线。

②水生态保护区部门分割，完整性差，需要整合不同目标的水生态保护区，实行生态系统保护，纳入水功能区，实行以流域为单元的统一管理

我国现状生态保护区以管理部门设立目标，以鸟类为保护目标的国家级湿地不考虑水域中鱼类的结构，以鱼类种质资源保护的湖泊没有强调湖滨湿地的完整性，饮用水水源地只强调水环境，没有考虑生物。事实上，天然水域其环境要素与其中各类生物组成一个精致的社会，改变其中的环境因素或某种生物，都会引起系统内其他生物的改变。强调单一目标的保护，会有以下情况发生，以鸟类为目标的湿地保护区和水源地保护区，意味着可以在水域中引种。为此，在保护区的管理上，建议以生态系统为目标，让有限的保护区发挥最大的生物多样性。

水功能区是国家批复、需要严格执行的水管理单元，划分初期已经考虑了各行业的保护区。保障水功能区的水量与水质，需要实行流域范围内的统一管理与调配。另外，现有部分保护区的划分考虑流域概念比较弱，如青海湖湿地，按照现有保护区的范围来看，根本不能保护唯一的青海湖裸鲤及其鸟类的栖息地；再比如，红河湿地自然保护区范围高程不闭合，结果周边农田的排水渠可以将保护区的水排出去。因此，水生态系统的保护应尽可能实行以流域为单元的统一管理。

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