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数千年以来，人类对河流的开发超过了其他类型的生态系统。人类与河流建立的这种相互关系虽然给人类带来了诸多效益，但也对河流产生了深远的影响，有时甚至从根本上改变了河流的功能。尤其是近100年来，河流因为人类活动的影响发生了深刻变化，这些影响正在威胁河流生态系统为人类社会发展和河流自身健康持续提供生态服务的能力。
人类逐水而居的特点，使得河流极易受到人类活动的影响。人类活动在陆域和大气中排放的物质最终进入了水生生态系统。由于这些因素，河流生态系统可能是世界上受到最严重危害的生态系统。
河流生态系统所面临的主要威胁可以分为五种类型：水文情势改变、水污染、栖息地变化、生物资源过度开发和外来物种入侵。此外，全球范围内还发生了很多交叉环境变化，最明显的就是气候变化，其可能涉及全部五种类型。
改变水文情势可包括改变流量、频率、时序、季节性、可变性、持续时间、地表水和地下水水位。人类很多活动都会对水文情势产生影响，包括修建水坝或防洪堤岸、抽水、分水或改变流域状态，进而可减少人类消耗用水供给量，降低用水可靠性，影响河流生物多样性的生命周期，以及改变河流自然过程，如泥沙输送。有些河流，特别是干旱地区的河流，由于取水量增加，导致河流彻底断流，因而从根本上改变了河流的性质，对生活在河流附近的人类乃至水生及河岸生物群落均产生了严重的影响。
造成水污染的原因众多。全世界每天排放的废污水和工农业废弃物据估计为200万t。过多的营养物质进入河流系统，如农业产生的面源污染及城市污水排放产生的点源污染，造成了水质的恶化、河流生态功能的减退以及藻类的大量繁殖。废水中的有机物大量排入河流，可导致生物需氧量增加，引起河水溶解氧浓度下降，给河流水生生物造成毁灭性的打击。重金属、杀虫剂、除草剂和其他有毒物质排入河流，也可对河流健康产生严重影响。非传统污染物，如激素或抗生素，产生的问题也日益严峻。潜流带局部连通性的丧失是水质下降的一个关键因素，很多河流因此丧失了自我净化能力。水质问题也可能源于水库建设，例如，水库排水的同时释放出了低温缺氧水。
河流栖息地发生变化的方式有很多，例如，开垦洪泛区用于农业或城市发展；疏浚河道、挖去河道物质用于建设或改善航运条件；渠化（拓宽、拉直或衬砌河道）用于控制流量、改善航运、减少洪灾。其结果导致了河道形态的简单化、河道内栖息地的丧失，以及洪泛区栖息地和相关服务的彻底丧失。人类由于农业、城市发展或畜牧业的需要，对河岸及洪泛区（包括湿地）进行了清理或排水，结果导致这些区域内栖息地的丧失和河流系统的严重退化。为了改善航运条件，全球50多万km的水道已经被人为改变。据估计，20世纪可能有50%的内陆水域栖息地已经丧失，而实际损失面积可能更高。
建设大坝和其他基础设施也可直接影响河流栖息地。大坝和防洪堤人为分割了河流系统，导致河流生物群乃至泥沙和污染物无法迁移。水坝和堤堰也改变了河流上游（通过蓄水）和下游（由于水流状况变化）的栖息地的水力条件。修建的防洪堤可减少或消除河道与湿地和洪泛区之间的连接通道。1950年，全世界有5000座大型水坝。到2000年，这个数字已增加至45000座，并且全世界227条大型河流中约60%已经建设了水坝或其他大型基础设施。此外，全世界估计还有1670万座小型水坝（水库面积大于0.01hm 2 ），尽管规模不大，却实质性地影响了河流的水文情势及连通性。
对鱼类和其他水生动植物的过度捕捞，导致了生物资源的过度开发，从而影响了被捕捞物种种群数量的长期稳定，以及其他物种和整个生态系统的发展。
由于人类的迁徙或某些有意或无意的行为使很多动植物扩展至本土以外的地区，从而导致了外来物种入侵问题。另外，外来物种入侵也可能是由于河流系统的水流状况、栖息地或其他方面的因素发生了更适宜外来入侵物种生存的改变，或者其改变是以牺牲本地物种为代价的，并为入侵物种进入本地创造了有利条件。这些物种可能会产生负面影响，例如，可能会捕食本地物种、阻碍水道（如入侵型水草的生长），或改变生态系统过程（如养分循环）等。
气候变化预计会在很多方面对河流生态系统产生影响。如气温变化会增加蒸发损失，改变降水方式（包括更大的变化幅度），因而导致流域内径流量及河流水量的改变，长期而言还会导致海平面发生变化。此外，气候变化导致冰川消融，使得很多河流的夏末临界流量在日益减少。
上述任何一种因素都会直接影响河流生态系统的一项或几项要素（图1.6）。这些影响都有可能非常深远，如导致流域过程的改变，并最终对水文情势、栖息地、水质和水生生物群落产生影响。由于河流生态系统变化的性质和严重程度不同，某一威胁因素的影响也必然存在差异。从人类活动的角度来看，河流生态系统变化的影响程度取决于人类社会对河流及其提供的生态系统服务的依赖程度。
图1.6 影响河流健康的威胁因素
人类发展对河流物种产生的影响日益严峻，河流物种种群数量下降幅度明显高于森林或海洋野生动物。自1970年以来，全世界河流脊椎动物种群数量减少了76%。图1.7所示为地球生命力指数，图1.7中的数据参考了757种哺乳动物、鸟类、爬行动物、两栖动物和鱼类的3066个样本的发展趋势。
图1.7 地球生命力指数（河流）
河流系统的过度开发和退化可对人类社会产生非常严重的后果。全世界超过80%的人口面临着很高的水资源安全风险，而河流生物多样性也面临着同样的风险。65%的陆地生物栖息地已处于中高度受威胁状态。例如，在美国，530万km河流中的98%已经受到人类活动和蓄水的影响。欧盟成员国中大约50%的水体受到了由于河流形态变化产生的严重影响。因此，河流系统提供的很多生态服务都存在风险。表1.1为影响河流生态系统和生态系统服务的主要活动。
表1.1 影响河流生态系统和生态系统服务的主要活动
续表
河流退化产生的后果显见于全世界很多流域（专栏3）。河流服务的需求超过以往任何时候，而河流服务功能正在丧失。人口增长、城市化以及中产阶级的蓬勃发展都给河流系统带来了巨大压力。
在过去几十年里，中亚的水资源过度开发导致了阿姆河流入咸海的年径流量减少了90%以上。咸海水量相应减少了90%，其盐度不断上升，已与海水相差无几。因此，24种本地鱼类全部灭绝，当地渔业彻底崩溃。由于咸海趋近干涸，地表水和地下水水质严重下降，水土流失严重，空气污染显著。而人类健康受到的威胁也同样突出：传染性疾病发病率提高，当地500万人口目前居住在“地球上慢性病最严重的地方”。
50年的石油勘探和150万t石油的泄漏，已经使尼日尔河三角洲变成世界上最容易受到石油泄漏影响的地区。尼日利亚大约80%的政府收入和97%的外汇收入来自这个富油区，然而该地区却面临着严峻的经济发展和环境问题。几内亚湾的红树林带是世界上第四大红树林带，为几内亚湾60%以上的鱼类提供繁殖地，也关乎3000万居民的生计。持久的浮油层已经摧毁了部分养鱼场以及红树林中的栖息地。一些区域的饮用水水井已经受到苯和碳氢化合物的污染，其浓度超过世界卫生组织指标的1000倍。石油勘探引起的环境损失估计达到数百亿美元。
印度尼西亚爪哇岛上的芝塔龙河是该岛3500万居民最重要的水源，但该地区却被列入世界十大有毒区域。生活和农业废弃物的排放导致粪便、氮和磷进入水体。此外，大约2000个纺织、金矿、水泥和化工厂导致了严重的重金属污染，如铅、砷和汞。一方面，食用受污染的鱼类增加了人类健康的风险；另一方面，鱼类死亡也普遍地使得贫穷的渔民家庭的生计受到威胁。
在中国，长江沿线的过度捕捞、污染事故和大坝建设已经改变了长江的水质和水量，并导致环境退化。其标志就是白鳍豚的灭绝以及江豚种群数量的锐减。目前江豚仅有大约1000只。长江野生鱼捕获量已经下降了75%，影响了当地渔民的生计。每年排放的几十亿吨污水和工业废水、船舶排放的垃圾和农业产生的径流已经导致长江水质恶化，无法再饮用。食用受到重金属污染的鱼类可危害人类的健康。水土流失导致长江泥沙运输量增高，且已经高于尼罗河和亚马孙河泥沙运输量之和。较高的泥沙含量，加之洪泛区的农业耕作，增加了洪灾风险，对经济社会发展带来威胁。
联合国粮食及农业组织（FAO）估计，至2050年，全球农业产量必须增长60%才能满足由于人口增长和消费模式变化产生的需求。这意味着农业生产将更加集约化，为此需要更多的灌溉用水，施用更多的肥料（养分径流将因此增加），而流域内未开发的土地和剩余的洪泛区也会因此承受更大的压力。
国际能源署（IEA）估计，至2030年，能源需求会增加约50%。这一状况加上碳减排的压力，进一步推动了水电开发。到目前为止，全球技术上可开发的水电资源已有大约19%得到了开发。不过，究竟有多少水电资源可以按照经济、社会和环境可持续发展的方式进行开发仍然存在很大争议。目前，大约3700座大型水电站已经规划或者处于建设之中。
自1930年以来，全球城市化比例从30%增长至54%。预计到2050年将达到66%。随着城市化的发展和人口的持续增长，预计到2050年，世界城市人口将增加25亿人。随着城市化和工业化的持续发展，河流面临的压力不断上升。如果不提高废弃物管理水平，污染物负荷还将继续增加。城市中心区周围残余的洪泛区的防洪和废弃物同化能力越来越低，但该区域对于地产开发商的价值却越来越高。此外，人们随着生活水平的提高，对糟糕的环境的忍受能力越来越低。
同时，现阶段的一些管理和政策也会导致持续的环境破坏以及生物种群的减少，甚至灭绝。河流系统面临的主要威胁：人类用水、气候变化、使用肥料和化学物质、大坝和水文变化以及鱼类过度捕捞，这些正在全球范围内与日俱增。预计这种趋势会延续下去，因为泥沙和毒素会通过土地开发利用范围的扩大持续进入河流。基于上述及其他相关原因，未来几十年，河流生态系统和生物面临的压力可能会明显上升。即使人类不再增加对河流的影响，很多物种长期而言可能仍然无法继续生存，或直接消失，或改变空间分布格局。
河流开发和退化引起的成本、风险和挑战已经迫使许多国家采取措施来阻止河流系统的退化趋势。一方面，需要不断降低人类活动产生的压力；另一方面，也需要通过修复河流和恢复相关生态系统服务，扭转河流系统退化的态势。