河道内流量变化不仅受自然因素的影响，同时，受到人类干扰的影响。大量的研究表明，河流受人类影响的程度在逐渐增强。

（1）人类干扰因素。人类活动正在显著地改变河流或河道内流量的自然模式。世界各地的天然河流系统均遭受不同程度的重大改造以适应各种人类用途。包括向城市和农村供水、水力发电、控制洪水等。

1）河道外引水。过去一个世纪中，全球人口数量翻了两番，灌溉农田的面积增长了6 倍多，同时从淡水生态系统的取水量约增加了8倍。从河道中取水用于城市、农业和其他需水等，减少了给河流生态系统的水量。甚至河道内非消耗性用水，如水力发电，也显著地改变了流量模式和质量，改变了河流内的生态状况。如黄河流域已建成大、中、小型水库及塘堰坝等蓄水工程约10100座，总库容约720亿m3，灌溉面积由1950年的80.0 亿hm2 发展到目前的734 亿hm2，水资源的耗损量由1956～1959年的180.5 亿m3 增加到1980～2000年的296.6 亿m3。

2）下垫面条件。人类活动对地表径流的影响，除直接受河道外引水的影响外，同时还通过改变下垫面条件如森林砍伐、大规模修建农业梯田、水土保持建设等，进而影响水文循环过程，导致流量的改变。由于水文事件的随机性和不确定性、人类对土地利用方式动态变化性、水保建设的多样性以及地面物质结构的复杂性，人为因素如何对径流的变化产生影响，目前仍是一个争论较大的问题。如对于森林对径流的影响没有定论，目前总体上存在以下3 种观点：其一，森林植被的存在增加年径流量；其二，森林植被的存在减少年径流量；其三，森林植被的存在对年径流量基本无影响。比较一致的结论是：森林对流域径流总量的增减作用受多个水文过程和环境条件的综合影响，不同条件会导致不同结果。总的趋势是：在湿润或高寒地区能增加流域径流总量，但影响并不是很大；在干旱、半干旱及干旱的半湿润地区则相反。多数研究认为，除长江中上游外，森林砍伐会降低植被层的蒸发散，增加河川径流。还有一种观点认为，森林砍伐初期，能够增加地表径流，20～30年后，随着植被的恢复，流量也相应地回落［65］。黄河流域经过几十年大规模的生态及环境建设，黄河流域下垫面已有较大改观。初步治理水土流失面积18.45 万km2，占黄土高原总水土流失面积43.4万km2 的43%，其中一些小流域的综合治理程度已达70%以上。在水土流失治理的同时，也导致了黄河中上游尤其是中游下垫面条件发生了很大变化，主要表现在同样降雨条件下产流量减少。

3）水利工程。大坝、水库等水利工程使水资源管理者能够将流量的自然变化性转变为受人类需求控制的模式，其产生的后果是河流的实际流量极少与天然状态的变化性相似。水利工程对于河流的分割作用切断或损伤了河流廊道自身的连续性，从而也扰乱了整个河流生态系统上下游之间的物质、能量、物种传递的正常运转，严重影响了河流生态系统的正常运行。从大多数水坝的运行情况来看，大坝已经使坝址下游100km范围内的径流及泥沙流的运动规律发生了季节性的变化。有些重要的水利工程对下游的影响范围甚至达到了1000km2，如埃及的阿斯旺水坝。

目前，地球上将近2/3 的大河流都被大坝和引水片断化，80多万个大坝阻截了世界河流的流量（见表2.2），仅有极少数的河流还保持着自由流动性和处于未开发状态。水利工程可能引起河流形态的均一化及不连续化。河流形态的不连续化是指河流筑坝形成水库，造成水流的不连续性，特别是一些梯级开发、多座水库串联的河流，自然河流的非连续化表现得更为明显。河流形态的均一化是指自然河道的渠道化或人工河网化，如将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线，河床材料的硬质化，河流的裁弯取直等。河流的均一化改变了河流蜿蜒型的基本流态，急流、缓流、弯道及浅滩相间的格局消失，生境的异质性降低，水域生态系统的结构与功能随之发生变化，进而引起河流生态系统的退化。埃及阿斯旺大坝建成后，总体排放量持续减少，高峰期的流量减少，枯水流量增加以及水位曲线在时间上的变化；尼罗河洪水排放的变化，导致了浮游植物减少了95%，捕鱼量减少了80%。

表2.2　世界大坝建设数量的国家和地区排序

注 资料来源：世界大坝委员会，2000。(www.daowen.com)

（2）自然因素。主要包括大尺度的全球气候变化以及中小尺度的降水与气温变化等。

1）全球气候变化。在全球气候变化的影响下，河流降水格局、降水量及蒸发量都发生变化，进而导致地表径流减少、枯季入海流量的下降。如厄尔尼诺发生时，赤道东太平洋海温升高，使赤道东、西太平洋海温差减小，夏季西太平洋副热带高压偏弱或脊线位置偏南，使得我国许多地区处于偏西北气流控制之下，空气干燥，不利于降水，导致河流径流减少，而通常年份受偏南暖湿气流的影响，降水偏多。1972年黄河下游首次发生断流时，正值1891年以来厄尔尼诺强度最大的一年。1972～2000年的29年间，黄河下游有22年发生断流，其中有11年发生在厄尔尼诺年，特别是断流最严重的1997年，是20世纪同时亦是有记录以来最强的一次厄尔尼诺事件。在厄尔尼诺事件发生年，黄河河套等中上游地区夏季（6～8年）平均合成雨量较准常态年平均偏少20%～60%，在厄尔尼诺事件发生次年，黄河流域降水明显偏多［66］。

2）降水与气温。降水与气温是影响地表径流变化的两个主要自然因素，降水量、气温与径流量的关系十分复杂。大多数研究结果表明，降水是影响径流的主要因子，且呈正相关关系。不同尺度下降水量、径流量关系不同，并不是某种简单的函数关系所能解释。目前，多数研究认为气温与径流的相关性不明显，常常忽略气温对于径流的影响分析。然而，在干旱区域的山区性河流，径流变化受气温影响与受降水影响相比，气温与径流的相关系数较大，在以融雪补给为主的河流，气温对径流的影响始终处于不可忽视的地位。尤其是2～4年气温开始回升的季节，在不考虑基流的情况下，气温则成为主要影响因子，这在很大程度上可能与冬季积雪的融化有关。有关气候数值模拟推算了气温变化对径流量造成的可能影响：若降水不变，气温升高4℃时，流域径流量可减少15%左右。长江上游流域气温逐年以0.19℃/10a 的速率升高的情况下，降水量特别是夏季及汛期降水量减少的情况下，气温升高对径流量减少的影响相对而言较为明显［67］。

（3）自然与人为因素共同影响。河道内流量是维持河流最基本的功能以及河流健康的关键因子。河道内水量来自于降水、支流或地下水的补充。随着全球气候变化以及人类对水资源的大规模开发利用，地表径流的变化已经不是一般意义上的随气候变化而呈现出年内和年际变化，而更多的烙上了人为因素的作用，使得河道内水量的变化主要表现为减少的趋势。虽然全球气候变暖、趋于干旱是一个重要的影响因素，但人类无节制地利用水资源以及土地利用方式、下垫面条件的改变是导致径流减少的主要因素。在大多数情况下，河道内流量变化同时受到来自于自然与人为因素的共同作用与影响。在不同的地区，自然与人为影响的程度不同，在同一河流，其上下游不同。如对黄河得出比较初步的结论是：黄河上游区水量减少，主要是气候变化的影响，其比重约占75%，人类活动影响作用仅占25%左右。在人类活动影响中，国民经济耗水量不断增加影响作用占16%，其他如水利工程建设，包括水库拦蓄以及其他小型和微型水利工程等因素的影响，其比重约为9%（包括统计计算的误差在内）。黄河中游实际来水量不断减少，气候因素影响作用约占来水量减少的43%；人类活动影响作用约占来水量减少的57%，在人类活动影响中，国民经济耗水量不断增加的影响大致占18%，生态环境建设导致下垫面条件发生变化的影响约占24%，水利工程建设与其他水保工程等因素的影响约占15%。

总之，自然因素与人类因素共同导致河流水量的减少，在减少了留给河流生态系统的水量的同时，又将未经处理的废污水排放到河流，严重影响了河流的水质，降低了河流的净化功能。河流水量变化改变河道物理结构、河道形态等，河流水质变化影响到水生物资源的种类、数量等，这些改变不仅引起河流形态、水文过程及生物区系等的变化，而且打破了原有的水量平衡、水沙平衡、能量平衡及水盐平衡，导致河流系统的结构破坏与功能退化（见图2.17）。

图2.17　自然、人为因素对河流生态系统的影响

人类对于河流的影响在未来的几十年内预计会加剧，尤其是在发展中国家，因为发展中国家人口增加，人均耗水率上升，为满足未来的食物需求，耕地面积也要增加。尽管对于河流流量的人为控制提供了许多社会利益/价值，但同时它也造成了不容忽视的生态损害和重要生态系统服务功能的丧失。当天然流量、沉积物和有机物持续受到人类活动的干扰或者改变时，河流生态系统的健康将会受到影响。