河口生态系统

河口（estuary）通常指入海河口，即海水和淡水交汇混合的部分封闭的水域，具有咸淡水交汇、陆海邻接的特点，是河流生态系统和海洋生态系统之间的交替区，受潮汐作用影响剧烈（图5-19和图5-20）。

图5-19　北加州克拉玛斯河（Klamath River）河口

图5-20　亚马逊河口卫星图

通常将河口区分为三段：海洋段，位于河口下游，至淡水舌锋缘，与开阔海洋连通；河口中游段，在此咸、淡水混合；河流段，位于河口上游，主要为淡水控制，但每天受潮汐的影响。

（一）河口的环境特征

1.盐度

盐度是河口环境中变化最明显的环境因子，潮汐引起盐度的周期性变化。河口中游段，低潮时盐度可接近淡水，高潮时则接近海水；在河口区的上游段和下游段盐度的变化幅度则小得多。

此外，河口的盐度还存在与降水和蒸发相关的季节变化。在热带和亚热带海区，春、夏季的雨季通常出现低盐状况，秋、冬季的旱季通常出现高盐状况；在温带海区，由于冰雪融化产生大量淡水，冬、春季也可出现低盐状况。

2.温度

由于有河水的输入，河口的温度变化相比开阔海区和近岸海区要更为明显。在温带海区，由于流入的河水冬天水温低，夏天水温高，因此河口水温在冬季比周围低，在夏季比周围高。此外，相比表层水，河口底层水的温度变化范围较小。同时，工业废水排放等人类活动也会影响河口的水温。

3.沉积物

河口水体中，盐水和淡水混合可使悬浮物质发生絮凝而沉降，使河口泥沙发生强烈淤积。此外，细颗粒物质受海洋生物的作用而聚集成团，也促使河口泥沙的沉积。河口沉积物多为富含有机质的灰色泥质浅滩，常覆有一层厚的还原带，扰动后会发出含硫的臭味。这种细小的、具流动性的沉积物十分不利于除了细菌（包括好氧和嫌氧种类）之外的其他生物的定居。例如，大型藻类和固着生物很难在此找到固着点，细小的颗粒还很容易堵塞纤细的摄食和呼吸结构。

河口区的底质除了泥质，在上、下两端，因流速较快，阻碍细小颗粒的下沉，沉积物以粒径较粗的砂砾（和贝壳）为主。只有在河口区的中游段，潮汐与河流交汇，流速降低使得细小的泥质颗粒沉积下来形成泥滩。由于随潮汐流入的海水体积一般大于河水，因此泥滩中的沉积颗粒主要来自海洋。在泥滩和砂砾之间，还存在粒径介于两者之间的砂地。

4.溶解氧

河口区的水体和沉积物中均含有丰富的有机物，细菌的活动水平也就很高。在较深的峡湾河口，夏季可能形成温跃层，使得底层水的溶解氧水平较低。

沉积物中有机物质的分解消耗大量氧气，使得间隙水中的需氧量很高。在河口中游段的泥滩，微细颗粒会阻碍水层中溶解氧向间隙水中的扩散，因此在表层以下就呈缺氧状态；同时，伴随甲烷、硫化氢等有毒物质的产生，进一步提高了对栖居于其中的底栖生物的生理压力。不过，一些掘穴动物，如虾、蟹和多毛类等的活动会使底质的缺氧状态有所改善。

5.波浪和流

河口区三面被陆地包围，由风产生的波浪较小，因而相对来说，是个较平静的区域。大部分的河口水深较浅，来自大海的波浪传至河口后会很快消减，加速了细小颗粒的沉积，使得一些有根植物得以生长。河口区的流受潮汐和陆地径流的共同影响。

6.浑浊度

河口水中有大量的悬浮颗粒，其浑浊度一般较高，特别是在有大量河水注入的时期。通常靠近海洋的区域浊度较低，越往内陆越高。浑浊度的主要生态效应是使透明度下降，浮游植物和底栖植物的光合作用率也随之下降。在浑浊度很高时，浮游植物的产量能达到可忽略不计的程度，这时有机物的产生主要来自盐沼植物（温带和北方河口区）。

（二）河口的生物多样性和生产力

过去通常认为河口环境条件比较恶劣，生物种类组成比较简单，多样性水平较低。这种观点显然只是调查了河口中游段泥滩区的生物组成状况，并以此代表整个河口生态系统而形成的。实际上，就整体而言，作为河流和海洋生态系统的过渡区，河口区的生物群落是海洋和淡水生物的集合体，所涉及的生物门类很多，物种多样性水平很高，而且有些种类为河口特有种类。对泰晤士河口（Thames Estuary）的调查显示，整个河口区的无脊椎动物就有750种以上（Kaiser等，2005）。尽管如此，由于河口区温度、盐度的剧烈变化，再加上高浊度和低溶解氧的环境特征，使得与邻近其他海洋生境相比，分布在这一区域的种类要少，但某一种的丰度和生物量往往明显增加。

通常，河口区的生物随盐度的逐渐升高（向海方向）海洋种类增多；随盐度的逐渐下降（向河流上游方向）淡水种类增多（图5-21）。

图5-21　河口生态系统的生物群落图解

一般认为，不同河口区的物种多样性水平有一定的规律性差别，若其他条件相同，热带河口区的生物多样性水平要高于温带河口区。因此，不同河口之间可能存在一个纬度方向的多样性梯度，这可能与冰川的影响有密切关系。与温带河口相比，热带河口受冰川干扰的时间较短，从而有更长的有效进化时间。而温带河口由于受冰川的影响，形成时间较短，物种多样性水平也较低。

河口生态系统的初级生产者包括盐沼植物、海草、底栖藻类和浮游植物，虽然营养盐丰富，但由于水体浑浊度高，限制了植物的光合作用，因此，河口区的植物总生物量和初级生产力相对偏低。然而，河口区是次级生产力水平最高的海洋生态系统之一。沉积物和水体中大量存在的有机碎屑是河口区次级生产力高的成因。通常，河口区水体中有机物的含量可高达110mg/L（干重），而外海为1～3mg/L（干重）。同样，由于河口泥滩有机碳含量十分丰富，使得其中食碎屑者的生物量可达近岸沉积物中的10倍。

作为河口食物网的基础，有机碎屑一部分来自河口周围环境，包括陆地（如河流带入的植物叶片）、海洋（潮汐引入的藻类、大型海藻和动物）和半陆生的边界系统（如盐沼和红树林等）；另一部分则来自河口内部。

（三） 河口生态系统的生态功能

河流带来丰富的营养物质滞留于河口区，使河口成为最富有生产力的海洋生态系统之一。因此，河口区常常为重要的海洋渔场，为许多海洋生物提供产卵、育幼和索饵的场所。盐沼植物群落和海草植物群落不仅是多种动物的栖息地和隐蔽所，更为它们提供了丰富的食物来源。此外，河口还具有净化水质的功能，陆地径流入海前，河口能够截留水体中的污染物，可以起到“过滤器”的作用，有助于改善水质。