河口生態系統

河口生態系統是指河口水體中各類生物之間及其與河口環境之間的相互關係。河口是河流與受水體的結合地段，受水體可能是海洋、湖泊，甚至更大的河流，但河口生態在此僅指入海河口的生態。入海河口是一個半封閉的沿岸水體，同海洋自由通連，在其中河水與海水交混。潮汐的漲落和河水的洪枯使河口水流處於經常的動盪中，而河口特性影響著河流終段和近海水域，所以河口區的範圍很大。河口包括以河流特性為主的近口段，以海洋特性為主的前河口段，和兩種特性相互影響的河口段。河口水體中水動力、鹽度、泥沙含量等特點給河口生物帶來特殊的負荷。而人類在河口區的頻繁活動，包括交通、貿易、水產等等都在影響著河口生態；河水中匯集了大量陸源污染物，更直接威脅著河口生物的生存和繁殖。研究河口生態的一個目的便是為了更好地開發河口生物資源。

基本介紹

• 中文名：河口生態系統
• 外文名：estuarine ecosystem
• 地區：河口區域
• 因素：潮汐
• 領域：生物學

介紹

河口生態系統是指陸界在潮上帶濕地的陸緣，水域上緣為潮汐頂托線，下緣為沖淡水羽狀峰線，底部為岸灘的植物根系主要生長區，和水底下沉積物的分解者主要活動區的空間內的水體、底質及生活在其中的各種生物。河口生態系統是融淡水生態系統、海水生態系統、鹹淡水混合生態系統、潮灘濕地生態系統、河口島嶼和沙洲濕地生態系統為一體的複雜系統，是地球四大圈層交匯、能流和物流的重要聚散地帶。廣義的河口生態系統是社會鄄經濟鄄自然複合生態系統的組成部分之一。由於特殊的位置,河口生態系統具有環境複雜多變、較高的生物多樣性和生產力以及受人類擾動程度大等特徵。

組成與結構

河口生態系統由生物成分和非生物成分兩大部分組成，其區別於其他生態系統的一個重要標誌是徑流和潮汐的摻混，由此造成河口地區獨特的環境和生物組成特徵，水體中的生物群落處於陸地和海洋生態系統之間的過渡狀態。

非生物成分

無機物質：氧、氮、二氧化碳、水和各種無機鹽等；

有機物質：蛋白質、糖類、脂類和腐殖質等；

氣候因素：太陽輻射能、氣溫、濕度、風和降雨；

河口獨特的環境因素：徑流、潮汐、水溫、鹽度、不同底質類型等。

生物成分

初級生產者：浮游植物、底棲藻類、維管束植物；

消費者：浮遊動物、某些腐生或寄生菌類、底棲動物、自由生物、鳥類和其他野生動物；

分解者：細菌。

功能

物質循環和能量流動是生態系統的基本功能。河口生態系統的服務功能取決於系統本身的結構和功能，同時與區域經濟發展水平密切相關。總體來說，河口生態系統的生態服務功能主要包括：21

1、生產力豐富。河流、潮汐帶來了豐富營養物質在河口沉積，為生物的生長提供基礎，河口是一類高生產力的生態系統。河口生態系統向人類提供大量的食物、原料和水資源。

2、保持生物多樣性和珍稀物種資源。河口獨特的地理位置和優越的生態環境，使河口生態系統具有明顯的邊緣效應特徵，生物種類異常豐富，陸生、海洋兩大動物種類繁多，許多洄游性經濟魚類都在河口度過其生活史的一部分。生物多樣性是河口生態系統物質生產的基礎，同時也是關係到區域未來發展的重要基因庫。

3、調節物質循環，維持區域生態平衡。河口水面蒸發及職務的蒸騰作用，可使大量的水分進入空氣，進而影響區域的氣溫和降雨量，並通過河口濕地儲水，在調蓄洪水的同時，可以有效地補充地下水和水域補給。因此，河口開放性良好的生態系統，對調節水循環、緩解洪澇和消浪減災等意義重大。

4、環境淨化。河口的環境淨化功能通常可以分為物理淨化和生物淨化。物理淨化過程主要是水流的稀釋、顆粒物的吸附沉降等。尤其是具有高濃度懸沙徑流輸入的河口，隨著河口動力條件以及鹽度等環境因子的改變，大量的顆粒物沉降下來，吸附的氮、磷、有機質以及重金屬等污染物質也隨之從水中去除。河口的高生產力能同化大量來自徑流的營養鹽，並能吸收重金屬、難降解有機物等污染物質。

5、大氣調節功能。河口生態系統高初級生產力，使其對區域大氣具有明顯的調節作用。河口植物通過光合作用吸收、固定二氧化碳，通過收穫，或植物凋落形成泥灘，將二氧化碳從大氣庫中移去，從而減少了溫室氣體的量，對於減緩全球變化——氣候變暖的影響具有重要的意義。

6、成陸造地。由於徑流攜帶有大量的泥沙在河口沉積，河口灘涂有不斷向海淤漲，相應區域的水環境條件及生物類群的組成會逐漸發生變化，最終會喪失濕地環境特徵而成為陸地。

7、社會和文化價值。河口是重要的航運樞紐，基岩河口可成為大型船舶的深水良港。河口地區水循環、生物鏈形式為人類提供了一種獨特的旅遊環境；河口獨特的濕地景觀和豐富的生物資源，為現代休閒娛樂活動提供了條件。

8、科學價值。河口生態系統本身，由於其獨特的地位和作用，以及複雜的結構和過程，是現代生態學、環境科學、自然地理等學科重要的研究對象，具有很高的科學研究價值。

特徵

1、鹽度的周期性和季節性變化：周期性變化與潮汐有密切的關係，在潮差很大的地方，高潮時把海水推向河口的上游，移動了那裡的等鹽線；相反，低潮時移動了下游的等鹽線。鹽度的季節性變化與降雨、蒸發有關。

2、溫度變化：河口的水溫比附近沿岸水域的水溫變化大。主要原因是河口的水容量較小，而表面積卻比較大。一般來說，河口水比周圍沿岸水冬天更冷，夏天更暖。表層水比底層水溫度變化更大。

3、流速複雜：河口在潮汐、徑流共同作用下，速度分布複雜。

4、營養物質富集：河口地區不僅可以得到來自海洋和陸地營養物質的補充，並且河口獨特的泥沙絮凝作用使得營養物質在河口滯留。

5、底質：大多數河口區的底質是由海水和淡水帶入河口的泥沙沉積而成的鬆軟泥質。

6、波浪作用和水流：波浪作用和水流，河口三面被陸地包圍，由風產生的波浪較小，其水流主要受由潮汐產生的海潮和入海河流的影響。大部分河口區有淡水的持續注入，某給定的淡水從河口排出的時間稱為沖洗時間，較長時間的沖洗對維持河口浮游生物是很重要的。

7、渾濁度：河口水中有大量的懸浮顆粒，其渾濁度較高，特別是在有大量河水注入的時期，其主要的生態效應是透明度下降，浮游植物和底棲植物的光合作用率也隨之下降。

8、氧：河口經常不斷的有淡水和海水流入，加上水淺、混度高和風的混合作用，水中的氧非常充分。但由於淤泥顆粒細，限制了間隙水和上面水體的交換，底質中嚴重缺氧，淤泥中豐富的有機物和細菌消耗的氧，靠淤泥中大量的蟹類和多毛類等穴居和潛居動物的活動充氧。

9、物種特點：由於河口是淡水和海水交匯區域，使得上溯入河川營生殖洄游的魚類，以及在河口營生殖和索餌洄游的動物，均將河口作為調節滲透壓的理想場所。河口生物可以忍受鹽度較大範圍的變化，並且具有季節性。

河口環境

河口區域鹹淡水的進退和交混以及入海泥沙的沉積是決定河口生態的主要條件。

環境因素

潮汐是一個重要因素。潮汐的強弱和範圍，以及河口的地形直接影響河口水的進出量和海水、淡水混合的程度。其次，河水排放量也是一個重要因素。洪水季節,淡水流出量大于海水流入量。枯水季節,淡水流出量小于海水流入量。風可以破壞河口水的層化，而寒帶河口的冰，卻因可隔絕風的作用而導致相反的結果。兩者均為應考慮的環境因素。

河口環流

隨著潮汐的變化，海水鋒面在河口區也呈現規律性的進退。但由於鹹淡水交混的情況不同，河口環流也有不同的模式。河水排放量大而潮汐較弱時,河水輕，易沿表層向外流，海水重則在深部向內流，形成所謂鹽水楔（圖1）。在鹹淡水交界面上則產生閃波，促進兩者之間的混合。一部分接近表層的海水會隨著外流的淡水向海的方向返流。如果河口處河床窄而深，則更有利於這種高度分層現象的發生。 河口生態

如果河水排放量小而潮汐強，則鹹淡水的混合大為增加，結果表層及深層水的流量均可比河水排放量大10～20倍。這是一種大規模的環流，向內流的深層水不斷與上方的淡水混合，進入表層再向外流出。這造成一種部分分層的現象（圖2）。 河口生態

當河床淺而潮汐強且風力大時,鹹淡水迅速混合,垂直分層現象可消失，不過由海向內的水平方向鹹淡梯度仍然存在。

河口沉積

沿河下降的淡水中挾帶的大量泥沙，遇到含電解質的海水,便粘結成團（絮凝現象）,並沿著河水交界的擾動帶產生強烈的下沉，從而形成河口淺灘沙洲。沉積率同沉積物的顆粒直徑有關。粗顆粒（如中等或較大的沙）的沉降率隨顆粒直徑的平方根而變化。在近口段，常沉積由團塊狀粉砂構成的稠密細泥；在河口段,則由較粗泥沙沉積形成淺灘和沙洲；在口外海濱,沉積物常由細復又變粗，成帶有軟泥的粉細沙，分布常呈條帶狀，並與海岸相平行。

其他理化因子

淡水流到河口，帶來了陸源或城市排放的各種無機和有機物質，如磷、氨、矽等植物生長所必需的營養物質，大量的有機碳、重碳酸鹽、鈣或鈉，還有各種工農業污染物，如農藥、油污、重金屬離子等。它們隨同淡水下降，一部分隨泥沙沉積在河口、一部分入海擴散。工業熱污染以及放射性污染則造成特殊問題。

有機物質循環

河口有來自陸地淡水或由海水帶來的大量碎屑，細菌和其他異養性的微生物將它們分解成為溶解的或顆粒的有機物質，然後這些物質可被植物利用。濾食性動物過濾微生物或植物，肉食性動物又吞食這些濾食性動物，這就構成了河口有機物質的循環。

河口生態 　河口環境對生活在其中的生物產生重大影響。

生物分布特點

河口生物一般都能忍受溫度的劇烈變化。但是在鹽度適應方面存在較大的差異，這影響它們在河口區的分布。河口生物可劃分為：①貧鹽性種類,適應在5.0的鹽度以下生活,因此僅見於河口內段,接近正常淡水環境。②低鹽度種類，適應在15～32.0的鹽度下生活。如鹽沼紅樹林、淺水海草群落、偏頂蛤、藍蛤、大腿偽鏢水蚤等軟體動物和甲殼動物。③廣鹽性海洋種，適應在26～34.0的鹽度下生活,適應幅度較大,可分布在河口，也可見於外海。④狹鹽性海洋種，適應在33.0～34.5的鹽度範圍生活。隨著外海高鹽水的入侵,偶見於河口區或季節性地分布到河口。

水溫度變化

河口水溫隨緯度而異。適於在低溫生活的種類，在高溫季節種群數量最低，甚至以休眠或包囊形式度過不利條件。反之，適應高溫生活的種類在低溫季節常產休眠卵,以度過不良環境。因此，河口一些生物類群表現出季節性更替現象。

滲透壓調節

由於河口是淡水和海水交匯區域，一些上溯入河川營生殖洄游的魚類，如鮭、鱒、銀魚、刀鱭等，一些下降入海營生殖洄游的動物，如中華絨螯蟹、日本鰻鱺等，以及在河口區營生殖洄游和索餌洄游的動物，如梭鯔魚類、鱸魚、江豚、白海豚，它們進入河口區後，不論將這兒作為通道或活動區域，都需要作短暫的停留，調節個體滲透壓，以適應河口、下海或入河的環境。

繁殖

河口水的流動很急，在紅樹林區,植株的果實直接插入泥中,減少被漂浮帶走的危險。一些甲殼類的卵常具卵囊，以適應動盪環境。

河口群落

河口生物群落的主要特點是種的多樣性低，單個種群或數個種群的豐度大。雖然河口擁有大量營養鹽類，但由於透明度低、浮游植物光合作用的效能受影響，致使河口營養物質未能充分利用，所以浮游植物高產量區常出現在河口外區。河口含有大量有機碎屑，為食碎屑的動物或濾食動物提供了豐富的食源。在河口，種間競爭不強烈，但濾食性或草食性動物大量發展，因此形成相當高的次級產量。

河口污染

由於河流承受城市工業排放的污染，污染嚴重時河口生物常受損害，例如氮的排放可形成河口高度富營養水，促使一些鞭毛蟲類和硅藻過度繁殖造成河口赤潮現象，直接為害河口貝類、魚類等。一些重金屬離子和農藥也常在河口養殖對象體內富集為害。

健康評價指標

合適的評價指標是準確反映生態系統健康的關鍵。由於對河口生態系統健康內涵和特徵的認識尚未統一,目前為止,河口生態系統健康評價指標未取得一致認識。綜合已有研究成果,河口生態系統健康評價指標主要分為生態指標、物理化學指標、社會經濟指標和人類健康指標。

1、生態指標

生態指標一般為與生態系統結構有關的描述性指標以及度量生態系統活力的功能指標,常用指標有種群及個體指標、群落結構與功能指標等。每個指標對於環境變化具有指示作用。

種群及個體指標的優點是能直觀表征生態系統健康狀況,但必須選擇公眾比較熟悉且對於環境變化比較敏感的物種。如浮游植物由於快速生長率和對低污染水平的回響,對生態系統變化和表層水的環境變動能提供敏感和定量的指示,它的演替和群落結構能反映生態系統的環境狀況,在判斷水質量方面是一個關鍵因素。

當生態系統遭受破壞或者受到外來壓力干擾後,其群落結構與功能一般都會發生變化。因此,群落結構與功能指標是河口生態系統健康評價的常用指標。相比較而言,群落結構指標如種類數量、生物量及優勢種等更容易獲得,使用較多;而功能指標如物質循環等因測算困難,使用較少。

2、物理化學指標

物理化學指標主要用於衡量河口生態系統的非生物環境狀況,常用指標有溶解氧、化學需氧量、污染物濃度、河口行洪能力變幅、入海年徑流量、河口斷流時間等。物化指標簡單明了、淺顯易懂,能夠直觀地反映出河口生態系統的健康狀況,在河口生態系統健康評價中占主導地位。但是單純依靠物化標準會導致評價結果不全面,同時物化指標與生態系統狀況的關係也不明了。

3、社會經濟指標

由於便利的地理條件和優越的地理位置,河口地區是經濟快速發展的區域。河口生態系統健康與經濟發展密切相關,只有健康的生態系統才能促進河口地區的經濟發展,河口區域若生態環境惡化,必然給沿岸的養殖產業和經濟發展帶來巨額損失。社會經濟指標主要包括經濟學指標和給環境造成壓力的社會指標,包括GDP、人口密度、工業廢水處理率等。

4、人類健康指標

健康的生態系統必須能夠滿足人類的合理需求,提供服務功能,因此一個實用的綜合性生態系統健康評價必須包括人類的健康指標,不考慮社會經濟和文化因素的生態系統健康評價是沒有意義的。生態環境質量的變化通過多種渠道反作用於人類健康,如河口生態系統遭受污染,則通過水產品及河口休閒娛樂等方式威脅人類健康。人類健康指標包括死亡率、主要疾病發生程度、文化水平、旅遊觀光等。