水流-泥沙协同运动是河流生物多样性的重要基础,但是将河道直线化、用混凝土硬化河岸及河床的传统河流治理方式改变了这一运动规律,导致河流生态系统受损。以生态修复后的实验河道为对象,研究了水流-泥沙协同运动对受损河流的修复作用。结果表明(1)在水流-泥沙协同驱动下,在实验河流形成了4个交替分布的河流物理生境-沙洲。在4次典型洪水的作用下,沙洲的面积及位置处于动态演变中。(2)河流物理生境演变过程中,沙洲基质的组成结构明显改善,其中粒径>2 mm的基质含量增加,而粒径<2 mm的基质含量下降。(3)根据适宜性指数的结果,在修复初期,实验区的物理生境质量改善不明显。经过1 a的恢复后,其质量较对照区明显改善。(4)实验区内底栖动物的种类、多样性较对照区有很大的提高。实验区内调查到底栖动物8种,而对照区仅为3种。(5)中小洪水对河流物理生境的形成、演变和质量的改善具有非常重要的修复作用。大洪水发生时,有的沙洲会消失,但如果河流的弯曲性特征没有被破坏,消失的沙洲还会在水流-泥沙协同作用下再生和恢复。本研究揭示了水动力过程和生态过程的响应机制,为河流生态修复提供了理论依据,丰富发展了生态水力学。
英文主题词flow-sediment co-disturbance; damaged river; hydrological process; ecological process; mechanism.