淡水湖泊和河川约占地球表面的2%,其体积至少为2.04×10⁵立方千米。淡水生态系统虽然面积较小,但它们对人类的重要性要比它们的面积大得多。淡水生态系统可以简单地分成静水生态系统(如湖泊)和流水生态系统(如河流)。现分别以湖泊和河流为代表来加以说明。

　　一、湖泊生态系统

　　湖泊是地面上长期积水的内陆洼地,水流很慢,属静水系统。湖水更换率一般为几十年直至上百年(视所处地理环境和湖泊大小而不同)。湖泊的大小不同,小的只几百平方米,大的几千平方千米。深度也不一致,平均深度(全世界)在10米左右。而俄罗斯的贝加尔湖最深处为1741米,拥有11%的地球地表淡水,是最大的液态淡水库。北美洲五大湖区占地面淡水面积的20%。应当指出的是地球上大部分地表淡水以冰川和极地冰雪的形式存在,约25.5×10⁶立方千米,比湖泊、江、河总水量还多。

　　1.湖泊的分类。这里采用下列三种分类法对内容丰富的世界湖泊生态系统加以分类。

　　其一,以不同生产力为基础的,有寡营养性一富营养性系列,此类分类法是以湖泊生产力或肥力为标准而进行的,取决于由区域性排水所汇集的营养物质,湖泊产生的地质年代和湖泊的深度。典型的寡营养(食物少)型湖泊是深的,湖下层比湖上层大,初级生产力低。虽然生物种类多,但沿岸植物稀少,浮游植物密度低。富营养(多食物)型湖泊比较浅,初级生产力较大,沿岸植被较为丰富,浮游植物种群比较稠密,突然激增的现象是常有的。

　　其二,特殊的湖泊类型,这里仅介绍以下七种类型:①营养不良的湖泊,即水呈褐色,腐殖的和酸沼湖泊。水里通常含有高浓度的腐殖酸,酸沼湖边缘充满泥炭(pH值低)并发展为泥炭酸沼。②具有特殊动物系的深而老的湖泊,如贝加尔湖,是在中生代由地球运动而形成。在384种节肢动物中有98%是本地种;36种鱼类中有82%是本地种,由于它特有的动物区系而常被称为淡水中的“澳大利亚”。③沙漠盐湖,在干旱气候的沉积流域形成,那里的蒸发量超过降水量,因而导致盐分的浓集,如美国犹他州的大盐湖,中国的青海湖,生物种类少,能耐高盐分浓度。④沙漠碱湖,在干旱地区的火成岩流域形成,pH和碳酸盐浓度高,如美国内华达州的平拉美特湖。⑤火山形成的湖泊,即和活火山相联系的酸性或碱性湖,化学状况特殊,生物种群有限,如日本、菲律宾的某些湖泊。⑥化学分层的、部分混合的湖泊,其和大多数的湖泊上层和下层水周期性的混合的情况不同,有些湖泊受到盐水侵入或其他原因在表水层与底水层之间造成持久的密度差异。在循环水层和非循环水层之间的边缘区有一个“化学变化层”代替温变层,因此,底层水中缺少游离氧和需氧生物,如法国的赫默尔斯多费尔湖。⑦极地湖泊,其表面温度常低于4℃,夏季浮游生物种群迅速增长,经常为度过漫长冬季而贮存脂肪。

　　其三,人工湖,其特征是水位经常变动,混浊度高,人工湖底栖生生物产量常比天然湖底低。如大型河流被截流成水库,但这会改变原来的生物群落分布。

　　2.湖泊生态系统的组成和结构。

　　①生产者:由湖岸向湖心的方向伸入,植物带呈同心圆状分布。依次为:

　　湿生沼泽植物带(由莎草科植物构成的湿草甸或短期积水的沼泽),挺水植物带(长期积水,植物的根和茎的下部生活在水中,但上部挺出水面,常见的有芦苇、茭白、香蒲和水葱等,形成郁闭的髙草群落,群落内浮游藻类和浮游动物也十分丰富),浮叶植物带(随着水深的増加,挺水植物逐渐被睡莲、萍蓬草、浮萍等植物所替代,形成密集的植被,使湖底荫蔽,是各级消费者喜于聚居的地带),浮游植物带(进入深水层,按光照强度和氧气含量分为表水层和深水层两个垂直层次。表水层光照充足、温度高,浮游植物及其他自养生物占优势,包括硅藻、蓝藻、双鞭甲藻等,它们的光合作用旺盛)。

　　②消费者:上层主要为浮游动物,如原生动物、轮虫、枝角类或桡足类,以此为饵料,吸引多种鱼类生活在表层,在中部生活着中层鱼类,下部生活着底栖鱼类还有两栖动物等。湖泊中消费者的垂直层次要比水平层次更加明显。湖泊中的还原者为各类土壤或水中的微生物及原生动物等。

　　3.湖泊生态系统的功能。湖泊、沼泽既是灌溉水源,又是分洪的场所,起到调节地球表面淡水循环和平衡的功效。如我国江西的鄱阳湖,湖南湖北的洞庭湖,以及江苏的太湖就是长江中下游的分洪场所。

　　①调节气候。据有关资料表明,武昌东湖全湖面1米厚水层,每升高或降低温度1℃,则吸收或放出热量300亿千卡,可使武汉上空100米厚的气团的气温降低或升高1℃。因此有人认为,七十年以来,长江中下游地区接连出现了-15~-20℃的极端低温和40~42℃的最高温度,除大气环流变化影响外,湖泊调温作用的削弱也是一个重要因素。

　　②湖泊的生产功能。不仅能够提供大量的鲜美的淡水鱼类、蟹类、虾类等水生动物性产品;还能够提供大量的藕、菱角、芦苇等植物性产品;湖泊还是放养鹅鸭及产珍贵毛皮兽类的场所。人工湖泊还往往具备发电功能,可提供大量的电能。

　　二、河流生态系统

　　由于河流生态系统大多是大而不完整的生态系统,且自上游至下游差异很大,尤其是大型河流,情况极其复杂,即使在同一条河流上就有稳流和急流,地上河和地下河之分。因此,将河流作为一个完整的生态系统进行深入研究还很少。

　　淡水水域生态系统的生态效应

　　地球上的淡水水域生态系统虽然只占地球表面的2%,但它们的生态意义,对人类的重要性,要比它们的面积大得多。

　　淡水水域是人类生活和工农业生产最廉价的水源,是淡水贮存库。

　　在地球生物圈的水分循环中,淡水成分起着“关键环节”的重要作用。它既是维系生物体生命活动的基本物质,是原生质中丰富的基质,也是各类营养物质的介质或载体。

　　淡水生态系统还有调节气候、排除污染、净化环境等功能。