随着物理、化学梯度的变化，河床的形状和生物群落在纵向方向发生相应的变化。河流纵向结构可以分为3 个区域。

（1）区域1。上游地区，常常有最陡峭的倾斜度（见图2.7）［51］。沉积物在分水岭的坡面上受到侵蚀，并且被带到下游。上游河流的特点是水流速度快，急流和瀑布是普遍的水流形态，常常冲刷出一条很深的V形河谷。

图2.7　水源区到河口的纵向剖面示意图（来源：GT Miller，1990）

（2）区域2。过渡区域或者输送区，接收一部分被冲刷的物质。它常常是一些宽阔的河漫滩和蜿蜒曲折的河道。河谷变得开阔，河流变得蜿蜒曲折。

（3）区域3。下游地区，倾斜度会变得比较平，这也是最初的沉积区域。河流缓缓地穿过开阔且近乎平坦地河谷。在河口，河流可能会分为一些独立的水道，流经一些由河流沉积物形成的三角洲，然后汇入海洋。(www.daowen.com)

水流顺着沿途地形在流向大海的过程中进行着三维运动，将上游和下游、河道和河漫滩以及河滨湿地、地表水和地下水联系起来。从河流源头到出口，在河流的顺流方向上，表征河道的系统参数（宽度、深度和河流等级）一般不断增大，坡度不断下降，主要泥沙类型有所改变，系统养分状况由贫瘠逐渐变为富养分状态，由于水的深度和浑浊度增大，到达河床的光照量也逐渐减少。河流在纵向流量、河道尺度和沉积物特征等3 个方面均表现出不同的变化特征（见图2.8）。

图2.8　流量、沉积物和河道特征在纵剖面方向的变化（来源：GT Miller，1990）

河流生态系统的结构和功能与整个流域或者集水区紧密联系在一起。纵向变化代表了河道类型的分带现象。在不同河段，由于河道生态特征及人类活动影响的差异，河段所发挥的生态功能不同。黄河从上游至下游流经青藏高原、黄土高原、华北平原等，所经过地区的地质、气候、植被条件均有显著差异，人类对河流的影响强度也不相同，河流功能在空间上表现出一定的差异。上游河道功能以维持水生生物栖息地环境为主，中游人类活动逐渐增强，河道接纳的废水、污染物逐渐增多，河流的稀释自净功能表现的比较突出。黄河下游的输沙功能显得十分重要。

维持河流纵向的连通性，特别是在一年中某些时候十分重要，如确保每年鱼类产卵期的流量。因此，对于河流管理者来说，认识到河流在纵向尺度上的连续性是非常重要的。