河流生態(tài)學(xué)的理念及其在河流治理中的應(yīng)用

趙偉東

(五常市水務(wù)局河道管理站，黑龍江五常150200)

河流的天然狀態(tài)，往往不能完全為人類提供安全、舒適的生活環(huán)境，為了抵御水患災(zāi)害，保護(hù)河流沿岸生產(chǎn)、生活環(huán)境的安全，古往今來人類利用一系列治河建筑物來改變河道的天然情況，保障河流沿岸生產(chǎn)和生活活動(dòng)的安全;同時(shí)通過堵塞汊流，疏浚淺灘，裁彎取直等措施，從而改善汛期過水能力，增加枯水期航深。研究表明，過去的河流治理中僅僅注重了人類的需求，忽視了河流生態(tài)的需要和保護(hù)，導(dǎo)致河流生態(tài)環(huán)境惡化。生態(tài)水利工程是尋求河流開發(fā)利用與恢復(fù)和保護(hù)之間完美結(jié)合有利工具，也為河流治理提供了新方法和思路。

1 河流生態(tài)學(xué)的理念

1.1 河流廊道的理念

景觀生態(tài)學(xué)中用基質(zhì)、斑塊和廊道來描述不同的生態(tài)系統(tǒng)，廊道是指不同于景觀中面積最大、連通性最好的景觀類型－基質(zhì)的狹長地帶。按照廊道的結(jié)構(gòu)劃分，可以分為線狀廊道、帶狀廊道和河流廊道3個(gè)類型［1］。

景觀生態(tài)學(xué)中把與河流聯(lián)系密切的河岸帶和洪泛區(qū)這個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，包括陸地、植物、動(dòng)物及其內(nèi)部的河流網(wǎng)絡(luò)，稱作河流廊道。河流廊道包括河道邊緣、河漫灘、堤壩和部分高地［2］。河流廊道的寬度的變化，具有十分重要的生態(tài)功能意義。河流廊道的重要生態(tài)功能包括物質(zhì)傳輸、污染物凈化，并是動(dòng)植物遷移、傳播的通道和水生、陸生植物的棲息地。

河流廊道在控制水流和礦質(zhì)養(yǎng)分流動(dòng)方面具有十分重要的作用。當(dāng)河流廊道較寬，延伸到河流兩岸的高地時(shí)，徑流和洪水的泛濫就會(huì)減小到最低程度，河岸侵蝕與礦質(zhì)養(yǎng)分徑流也會(huì)得到控制，河流沉積物和懸浮顆粒含量也相應(yīng)最低，所以寬河流廊道內(nèi)的水質(zhì)一般比較好。

1.2 多自然型河流的理念

多自然性河流是日本學(xué)者提出的概念，其含義是盡量保持河流的自然狀態(tài)，維護(hù)河流形態(tài)的多樣性［3］。

不同的河流形態(tài)具有不同的生態(tài)功能。河流的不同形態(tài)在地貌上的表現(xiàn)不同，所具有的生態(tài)功能就有所不同。比如河流的蜿蜒程度不同，河段的水流狀況就會(huì)不同，提供給不同的魚類產(chǎn)卵、生存條件會(huì)不同;同時(shí)，河流的淺灘、深灘以及與之相連的濕地等，都具有特殊的生態(tài)功能和作用［4］。

河流形態(tài)多樣性是生境多樣性的基礎(chǔ)。河流生態(tài)的多樣性提供了生境的多樣性，為河流廊道內(nèi)的不同生物提供了不同的生存環(huán)境，保證不同的生物的生長、發(fā)育和繁衍的空間。

河流形態(tài)的多樣性是河流生物多樣性的條件。生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)健康和穩(wěn)定的基礎(chǔ)和條件，然而只有河流廊道內(nèi)形態(tài)具有多樣性，生境才會(huì)具有多樣性，生物多樣性才能有保證。

河流的形態(tài)是河流自然演化的結(jié)果，具有人為方式不能模擬的作用和價(jià)值，在河流生態(tài)保護(hù)中意義十分重要。

2 河流生態(tài)學(xué)理念在河流治理中應(yīng)用問題

生態(tài)水利工程將河流生態(tài)學(xué)的理念應(yīng)用到河流治理中，指導(dǎo)河流治理的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)。河流生態(tài)學(xué)理念在河流治理中的應(yīng)用，主要應(yīng)體現(xiàn)在下述方面:

2.1 保護(hù)與恢復(fù)河流廊道的完整性

黑龍江省河流廊道普遍被嚴(yán)重破壞，尤其是平原區(qū)的河流，城市河段，由于城市發(fā)展和建設(shè)的需要，河流廊道被人為地縮窄，廊道基本上僅僅剩下河道;農(nóng)村河段大部分地區(qū)農(nóng)田已經(jīng)開墾到了河邊，形成了洪水沖刷后陡立的、參差不齊的土質(zhì)河岸，遇到洪水極其不穩(wěn)定。不論是大的河流，像松花江、嫩江等，還是中小河流，像呼蘭河、阿什河、螞蟻河等，均嚴(yán)重地存在著河流廊道被嚴(yán)重破壞的狀況，致使流域的生態(tài)系統(tǒng)多樣性受到破壞，河流廊道的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降，流域生態(tài)功能退化。因此，在河流治理中應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)河流廊道的完整性，創(chuàng)造條件積極恢復(fù)受損的河流廊道，擴(kuò)大河流橫向和縱向的連通性，橫向上逐步清除河灘地上的農(nóng)田，恢復(fù)河灘地和河岸邊濕地、泡沼;縱向上保障河流的連續(xù)性，維持河流生態(tài)基流，重現(xiàn)河流的生機(jī)與活力。

2.2 維護(hù)河流形態(tài)的多樣性

在河道治理的過程中應(yīng)該盡力保持河流的自然狀態(tài)，已經(jīng)總結(jié)出的“宜彎則彎、宜寬則寬、人水相親、和諧自然”的先進(jìn)理念值得提倡和推廣。河流形成的蜿蜒曲折的形態(tài)，是河流長期演化的結(jié)果，是河流與環(huán)境之間形成的平衡狀態(tài)，河流的淺灘、深潭，具有不同的水流狀態(tài)，為不同的水生生物提供了適生環(huán)境。因此，除非迫不得已的情況下，在河流的治理中實(shí)施的裁彎取直，人為地改變河道的走向是極其不可取的做法。傳統(tǒng)的河流治理給河流留下的空間太小，有時(shí)對(duì)河流形態(tài)的改變也較大，這是錯(cuò)誤的做法。應(yīng)該從保證河流生態(tài)環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)，盡可能不對(duì)河流進(jìn)行“脫胎換骨”的改造。

2.3 恢復(fù)與重建河岸植被帶

河岸植被帶是河流廊道的重要組成部分，河濱植被帶具有十分重要的穩(wěn)固河岸的作用，河岸植物的根系，如柳樹及其它喜水植物盤根錯(cuò)節(jié)，與河岸的土體形成一體，恰似一道天然的河堤，具備較強(qiáng)的抗沖刷能力，保證河岸的穩(wěn)定與安全。流域的地表徑流通過兩岸的坡地向河道匯集，徑流在經(jīng)過河岸植被帶的過程中，茂密的植被帶可以過濾地表徑流中的懸浮物質(zhì)，尤其是在洪水期地表徑流往往夾帶著大量的枯枝落葉和地表垃圾，河岸植被帶可以有效地?cái)r截這些物質(zhì)，保持徑流的清潔。研究表明，由于河岸植被帶的存在，為植物和動(dòng)物提供了良好的營養(yǎng)供給和生存空間，河岸植被帶孕育了很多特有的植物和動(dòng)物物種，造就了流域內(nèi)獨(dú)有的生物多樣性條帶。目前河岸植被帶缺失狀況主要表現(xiàn)在固岸保護(hù)林殘缺不全、缺少管理林帶和河漫灘草地帶，恢復(fù)河岸植被帶是未來河流治理的主要任務(wù)之一。國際上保護(hù)河岸植被帶的通行做法是在河岸兩側(cè)保留一定寬度的河濱植被管理帶，其中劃分為保護(hù)區(qū)和管理區(qū)，一般保護(hù)區(qū)的寬度為30～50 m，管理區(qū)的寬度為20～30 m。根據(jù)河流的大小、河流生態(tài)保護(hù)的重要程度，規(guī)劃設(shè)計(jì)河濱植被帶的寬度，逐步恢復(fù)和重建河濱植被帶。

2.4 開發(fā)和使用生態(tài)友好型工程材料

泥沙質(zhì)河岸是天然河岸的主要組成物質(zhì)，天然河底也沉積著一定厚度的淤泥與沙礫。河岸的土壤、泥沙中有大量的動(dòng)物和微生物，河底的淤泥和沙礫是底棲生物的生存空間，這些動(dòng)物、微生物和底棲生物在水生生態(tài)系統(tǒng)中具有凈化水質(zhì)、維護(hù)生態(tài)平衡的功能，一旦河岸與河底被硬質(zhì)化，會(huì)導(dǎo)致生物和底棲生物的消失和河流生態(tài)功能的退化。

自然河流兩岸生長發(fā)育著茂密的植物，橫向上根據(jù)植物對(duì)水分要求的不同，發(fā)育著挺水植物帶、濕水植物帶和過渡帶，組成完整的河岸緩沖帶;縱向上沿河流廊道，形成河流綠色廊道，也提供了綠色為主的河流景觀和生態(tài)廊道。河岸景觀被混凝土、砌石等硬質(zhì)材料包裹后，植物的根系很難穿過堅(jiān)硬的表面，不利于植物的生長和發(fā)育，不僅嚴(yán)重地破壞和干擾河岸植被帶的形成，而其將河岸綠色植被景觀變成了單一灰白色調(diào)的人工建筑物，與自然河流既不協(xié)調(diào)。

生態(tài)型河流護(hù)岸是指在確保一定防洪能力的前提下，強(qiáng)調(diào)河流生態(tài)系統(tǒng)和景觀的保護(hù)，重視護(hù)岸工程與河岸親水設(shè)施結(jié)合的護(hù)岸設(shè)計(jì)。

生態(tài)友好型工程材料有生物護(hù)岸、生態(tài)型硬質(zhì)護(hù)坡、土工織物護(hù)岸和植物材料護(hù)岸。國內(nèi)外在工程中已經(jīng)廣泛地采用這些材料用于工程實(shí)踐中，取得了良好的效果，在河流治理設(shè)計(jì)中應(yīng)進(jìn)一步推廣和使用。

［1］何興元.應(yīng)用生態(tài)學(xué)［M］.北京:科學(xué)出版社，2004.

［2］高甲榮，馮澤深，高陽，劉英，等.河溪近自然評(píng)價(jià)—方法與應(yīng)用［M］.北京:中國水利水電出版社，2010.

［3］財(cái)團(tuán)法人河口整治中心(日).河流與自然環(huán)境［M］.鄭州:黃河水利出版社，2004.

［4］董哲仁，孫東亞.生態(tài)水利工程原理與技術(shù)［M］.北京:中國水利水電出版社，2007.