随着我国城市化水平的不断提高，城市化率从1993年的28%提高到2011年的41.7%，并继续朝着发展的方向迈进。城市人口剧增、资源过度消耗、自然环境污染、生态系统破坏，不仅引起了一系列重大的水利生态环境问题，而且严重威胁着人类的长期生存和发展。因此，河流特别是小流域河流的综合治理已十分紧迫，成为当前水利工作的重中之重。 1 河流生态系统的定义及其特点 河流生态系统是河流水体的生态系统，是陆地和海洋联系的纽带，在生物圈的物质循环中起着主要的作用。概括地讲，它具有以下三个方面的特点。 1.1生物群落与生境的统一性 这是生态系统的基本特征。有什么样的生境就造就什么样的生物群落，二者是不可分割的。 1.2河流生态系统结构的整体性 生物群落一旦形成系统，其内部各要素不能被分割而孤立存在；如果硬性分开，那么分解的要素就不具备整体性的特点和功能。在一个淡水域中，各类生物互为依存、互相制约、互相作用，形成了食物链结构。 1.3自我调控净化与自我修复功能 在长期的进化过程中，形成了同种生物种群间、异种生物种群间在数量上的调控，保持着一种协调关系。水体自我修复能力，也是淡水生态系统自我调控能力的一种。在外界干扰条件下，通过自我修复，体质水体的洁净。由于它具有这种自我修复功能和自我净化功能，才使淡水生态系统具有相对的稳定性，以实现生态的良性循环。 2 城市化进程中对小流域河流的影响 河流流域的不断城市化大大增加了不透水地表，使城市水体与自然的农业、林业区河流具有了完全不同的特征。美国的研究表明，当不透水层的比例达到10%时，即可能造成河流生态恶化，而且随着不透水层面积的增加，河流恶化的程度也在不断加剧。 2.1城市面积扩大，天然植被破坏 研究表明，城市化对生态环境最明显的破坏表现在对河岸带和河流阶地上天然植被的破坏。人们为了获取最大的经济回报，不惜一切代价，经常以牺牲天然植被来换取开发建设用地。20世纪70年代，全国范围内开展的围湖造田以及对河流滩地的围垦和开发就是十分典型的，它不仅改变了原有的地形地貌特征，还改变了河流廊道的水文功能，从而造成降雨过程中入渗减少、水土流失加大、高地的地表径流量和污染物的迁移量增加，加剧河岸侵蚀，破坏了河流生态系统的生物栖息地等。从洞庭湖区城区及交通干道的变化明显看出近50年湖区城市化的进程，1955年为12.88km2，占全区的0.05%，1998年为180.62km2，占全区的0.75%。 2.2产流状态变化，水文特征改变 城市化进程的加快，使得城市周围乃至整个流域的自然植被受到破坏，地表的下垫面产流状态发生了变化，水文特征得到了改变。具体地讲就是城市化的结果使得丰水期城市河流洪峰流量显著增加，地下水资源减少，而枯水期则河流基流量减少，严重时会出现断流。另一方面，在城区洪水的重现频率增加，如原来为5年一遇的洪水可能变为2年一遇，或时间更短，而且相应的洪量增加。 2.3泥沙污染增加，河流水质降低 城市河流的泥沙主要来源于河岸冲刷和工程建设场地的水土流失。一些研究表明，城市河流的泥沙含量往往高于非城区，至少在河渠改造的初始阶段是这样。在暴雨季节，城市河流的水质总是很差，暴雨径流中往往含有较高质量浓度的泥沙、营养物、重金属、有机物、氯离子以及细菌。尽管目前对暴雨径流中的污染物是否对水生生物有害还存有争议，但河流底泥中污染物的释放对水生生物的不良影响已得到了研究者一致认同，随着其释放量大水变化，其影响程度也不一样。 2.4生态环境改变，水生生物减少 由于城市河流的开发改造，使生态环境的异质性降低，水域生态系统的结构与功能也随之发生变化，特别是生物群落多样性也会随之降低，进而引起淡水生态系统退化。据研究表明，洞庭湖区随着环境的人为改变和破坏，湖区生物多样性遭到严重破坏。洞庭湖特产银鱼的产量由20世纪50年代的75～200t减至目前的1～1.5t，产品和质量均大幅度下降，其他鱼类的产量也比20世纪50年代下降了52%以上。湖区的鸟类与解放初期相比减少60%，珍贵鸟类如白鹤等则少见。蛇类等大量捕捉，致使湖区鼠害加剧。 在城市化水平越来越高的情况下，我国许多小流域持续受
2222