河流生態(tài)恢復(fù)研究

周亞軍　彭重華

（中南林業(yè)科技大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院，湖南　長沙　410004）

河流生態(tài)恢復(fù)研究

周亞軍彭重華

（中南林業(yè)科技大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院，湖南長沙410004）

通過剖析國內(nèi)外河流生態(tài)恢復(fù)的研究進(jìn)展，確立我國河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的目標(biāo)，并提出我國河流開發(fā)過程中存在的問題，如水利工程部“一家獨(dú)大”的現(xiàn)象，硬質(zhì)材料的過度使用和軟質(zhì)植物的保護(hù)不利，水土流失、水污染和洪澇災(zāi)害等。在此基礎(chǔ)上，提出河流生態(tài)恢復(fù)的原則：完整性、連通性、多樣性和穩(wěn)定性，限定河流生態(tài)恢復(fù)的內(nèi)容，并提出針對性的措施和建議，即建立一個“水利工程-生態(tài)-景觀規(guī)劃”管理規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)，對河流各個源頭的保護(hù)，流域景觀生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和河道生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。

河流；生態(tài)恢復(fù)；水利工程；水污染；洪澇；流域

人類古代四大文明的發(fā)展都是伴隨著河流產(chǎn)生的，人類聚居依存于河流而存在［1］。即使是現(xiàn)代文明，河流對人類發(fā)展也極為重要，河流可以給人們帶來濕度，提供優(yōu)美景觀，提供大量淡水，發(fā)揮排水防洪等作用。從另一個角度來剖析，江景房是人們買房的首選，價格也比附近房價高出一籌，可見河流在人類心目中的重要性。但是，在工業(yè)革命帶來的熱潮中，人們追逐經(jīng)濟(jì)效益而忽視對河流的保護(hù)，我國兩大母親河黃河與長江也難幸免于難，當(dāng)前河流生態(tài)恢復(fù)已經(jīng)刻不容緩。

1　國內(nèi)外研究

1.1國外研究

很多國家已經(jīng)對河流生態(tài)恢復(fù)引起足夠重視。早在20世紀(jì)60年代，德國和瑞士等已經(jīng)開始意識到硬質(zhì)混泥土護(hù)岸是導(dǎo)致河流污染的根本原因，并且著手于生態(tài)學(xué)在工程中的應(yīng)用；20世紀(jì)90年代，美國也認(rèn)識到這一點(diǎn)，如洛杉磯河流就開始拆除混泥土河道。1986年，日本通過對歐洲河流治理的學(xué)習(xí)，拆掉了許多混泥土河道，注重河道生態(tài)恢復(fù)。20世紀(jì)90年代，德、美、法等國家開始大規(guī)模對混泥土河道拆除整治，進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)。國外的河道生態(tài)恢復(fù)過程中，水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的結(jié)合，使得河流生態(tài)恢復(fù)更具科學(xué)性［2］。

1.2國內(nèi)研究

我國各個專業(yè)學(xué)者（生態(tài)學(xué)者、景觀學(xué)著、水利專業(yè)學(xué)者等）已經(jīng)意識水利工程對河流污染會造成的嚴(yán)重影響，從不同專業(yè)角度角度詮釋河流生態(tài)修復(fù)研究的重要性。2002-2003年，蔡慶華等對河流生態(tài)學(xué)研究中的熱點(diǎn)問題進(jìn)行研究，唐濤等對河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價等問題開始探討。2003年，董哲仁提出了“生態(tài)水工學(xué)”，開始革新傳統(tǒng)水利工程的設(shè)計(jì)，基于水工學(xué)、水利工程學(xué)的知識，融合、汲取生態(tài)學(xué)理論，開展“生態(tài)水工學(xué)”研究，并初探河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)和基礎(chǔ)研究的問題［3］。2005年1月19日，中國科學(xué)院成立了水工程生態(tài)研究所，其主要目的是尋求水利工程生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控和水環(huán)境保護(hù)的生態(tài)對策。

2004年，夏繼紅、嚴(yán)忠民分析了國內(nèi)外生態(tài)河岸帶研究發(fā)展趨勢，認(rèn)為近年來我國已經(jīng)開始研究河流的“生態(tài)型護(hù)岸技術(shù)”，提出了多種生態(tài)型護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式，但是這些技術(shù)沒有考慮其對生態(tài)環(huán)境的影響，并非真正意義上的河道生態(tài)護(hù)岸。2004年，楊海軍等開展了對城市受損河岸近自然修復(fù)過程的自組織機(jī)理研究，但只取得了初步成果，還有許多問題有待深入細(xì)致地研究。

2　河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的目標(biāo)

2.1河流生態(tài)恢復(fù)是多目標(biāo)的河流治理過程

以前，人們對城市河流的治理是針對某種功利價值的功能進(jìn)行工程設(shè)計(jì)—防洪、排水等，河道只是作為工程實(shí)體而非城市公共空間而存在，對城市的整個生態(tài)系統(tǒng)、人的心理需求和生理方面需求的考慮欠佳。這種傳統(tǒng)的河道治理方法相對安全，但理念太過僵硬、效果單一，快速但違反生態(tài)原則，最終導(dǎo)致產(chǎn)生更多的生態(tài)問題［4］。建設(shè)生態(tài)河堤在21世紀(jì)已成為國際大趨勢，人們對生物生存環(huán)境的重視中，卻忽略了河流的自我存在和自我實(shí)現(xiàn)。河流的自我存在包括河流的自然生態(tài)、環(huán)境、植物、景觀、歷史和文化等特征。

2.2將河流治理納入城市規(guī)劃

一方面，自古以來，城市的存在就與河流息息相關(guān)，所以會有很多河流貫穿于城市之中，這樣就能更好地融入城市居民的生活中，河流才能得到可持續(xù)的、穩(wěn)定的發(fā)展；另一方面，城市的發(fā)展離不開河流，河流在改造和恢復(fù)中保持和延續(xù)生命力，也是對城市發(fā)展的要求。

3　我國河流開發(fā)過程中存在的問題

3.1水利工程部“一家獨(dú)大”的現(xiàn)象突出

早在20世紀(jì)，河流的管理就是水利工程部門的“一言堂”，國內(nèi)缺乏對于河流生態(tài)的認(rèn)識。直到21世紀(jì)，才提出了“生態(tài)水工學(xué)”的概念，生態(tài)學(xué)開始溶于河流的規(guī)劃。但是，水利工程部門“一家獨(dú)大”的現(xiàn)象依然存在［5］。我國在開發(fā)河流的過程中，最大的因素便是規(guī)劃者對于其他學(xué)科知識的認(rèn)識不足。

3.2硬質(zhì)材料的過度使用和軟質(zhì)植物的保護(hù)不利

20世紀(jì)60年代，人們提出生態(tài)的概念正是基于對硬質(zhì)景觀混泥土護(hù)坡的批判。但是，這個問題卻是現(xiàn)在我國河流開發(fā)中一個最大的問題，現(xiàn)今我國護(hù)坡手法中絕大部分是用混泥土，長沙的沿江風(fēng)光帶、橘子洲頭等，不勝枚舉。而且，這種方式已成為設(shè)計(jì)師和規(guī)劃師設(shè)計(jì)的一種潮流，形成了一種不良風(fēng)氣。更讓人匪夷所思的是，有些河段甚至在河床用混泥土打?qū)?。然而，河岸旁邊長得茂盛、優(yōu)美的植物卻得不到保護(hù)。植物的根部是固土的最有效的手段，看起來堅(jiān)韌無比的混泥土反而容易被水流沖垮。

3.3水土流失

我國水土流失面積大約360萬km2，占據(jù)總國土面積的1/3以上。每年因水土流失損失的土壤達(dá)到50億t，而這大部分都是由于河流水土流失造成的。河流水土流失造成河道、湖泊泥沙淤積，也加劇了江河下游地區(qū)的洪澇災(zāi)害。

3.4水污染

2003年，統(tǒng)計(jì)的全國廢污水排放總量達(dá)到了680億t，其中生活污水和城鎮(zhèn)污水各占1/3和2/3。在對我國七大江河水系的重點(diǎn)監(jiān)測斷面中，只有40％符合三類以上水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。從某種程度上講，生物入侵也造成了水污染，同時影響河內(nèi)生物的生存。

3.5洪澇災(zāi)害

因大雨、暴雨或持續(xù)降雨，導(dǎo)致地表徑流的增大，最終排入到河水中，造成河水中積水過多，形成洪澇災(zāi)害。近年來，洪澇災(zāi)害越來越多，頻率也越來越快。

4　河流生態(tài)恢復(fù)的原則

對河流生態(tài)恢復(fù)的分析，必須明確河流的生態(tài)恢復(fù)要求基于遵循自然規(guī)律，通過人類的作用和技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)上允許，社會的可接受性，使退化的河流生態(tài)系統(tǒng)，重新煥發(fā)出其應(yīng)有的生機(jī)，造福于人類的生態(tài)系統(tǒng)重構(gòu)或再生過程。而對河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)主要應(yīng)遵循以下原則。

4.1河流生態(tài)系統(tǒng)的完整性

對河流生態(tài)恢復(fù)的研究，首要原則是其完整性。河流生態(tài)系統(tǒng)的完整性是保證河流能夠正常運(yùn)行的首要前提，只有保證了其完整性，才能獲得連通性、穩(wěn)定性等前提原則。河流生態(tài)系統(tǒng)的完整性主要包括以下3個方面：河流流域的完整性、河流橫斷面的完整性以及河流系統(tǒng)的整體性。在河流橫剖面完整性中，尤其在于重點(diǎn)恢復(fù)河流水系、堤岸、河岸帶、河畔濕地及林地水體等的完整性，不能使河流渠道化，把河流生態(tài)系統(tǒng)只是當(dāng)成一條巨型的“排水管”。

4.2河流生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

河流生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要體現(xiàn)在以下3個方面：河流景觀構(gòu)成的穩(wěn)定，河流生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的穩(wěn)定，河流流量的穩(wěn)定［6］。河流景觀構(gòu)成的穩(wěn)定，不是說把景觀都做成混泥土護(hù)坡的這種穩(wěn)定，而是多利用綠色植物，配合適當(dāng)?shù)挠操|(zhì)材料，達(dá)到河流、河岸及河岸邊的農(nóng)田的和諧共生。河流流量的穩(wěn)定，指的是河流流量在其本身可以容納的一個流量值，在旱季的時候，河水不能太少，在撈季的時候，河水不能太多而影響河岸。

4.3河流生態(tài)恢復(fù)的連通性

在系統(tǒng)、整體和可持續(xù)發(fā)展的前提下，以河流整體生態(tài)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，從生態(tài)整體性及水土資源開發(fā)為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合城市規(guī)劃、景觀設(shè)計(jì)和水利工程，為人民創(chuàng)造一個安全、有生氣、舒服且富含情趣的環(huán)境。

4.4河流功能的多樣性與主導(dǎo)支配性

河流具有重要的生態(tài)功能，宜人的風(fēng)景格局，多種多樣的景觀結(jié)構(gòu)，變化多端的水體，使得其功能不僅僅是排洪蓄水，而根據(jù)具體環(huán)境具有多樣化的特點(diǎn)。這也就造成了不同環(huán)境下的河流，其主導(dǎo)支配性存在差異。因此，在進(jìn)行具體河流的規(guī)劃設(shè)計(jì)時，針對特定的地段及其特殊過程、特殊問題，制定獨(dú)特的恢復(fù)生態(tài)途徑。河流的主導(dǎo)支配性，指向了河流規(guī)劃設(shè)計(jì)的方向和目標(biāo)。

5　河流生態(tài)恢復(fù)的內(nèi)容

從河流生態(tài)系統(tǒng)的組成可知，河流生態(tài)恢復(fù)的主要內(nèi)容包括以下幾個方面：河流自然生存環(huán)境恢復(fù)、河道的整治恢復(fù)、河口地區(qū)恢復(fù)、河漫灘恢復(fù)和河畔濕地恢復(fù)等。必須遵循自然規(guī)律同河流生態(tài)系統(tǒng)的要求，同時結(jié)合人類需求進(jìn)行具有內(nèi)在聯(lián)系的規(guī)劃設(shè)計(jì)，而不能僅僅靠規(guī)劃者不合理的設(shè)計(jì)進(jìn)行強(qiáng)行修復(fù)。而且河流生態(tài)恢復(fù)的內(nèi)容會隨著環(huán)境和現(xiàn)狀的變化而變化。

5.1河流水體的穩(wěn)定和流量恢復(fù)

維護(hù)穩(wěn)定的河流水體是河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的核心。河流水體流量常年不足，就會打破河流生態(tài)系統(tǒng)的平衡，從而退化形成新的平衡，造成生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化，河道也會被進(jìn)一步縮小到極為窄小的范圍，陸地生態(tài)系統(tǒng)會占據(jù)河流生態(tài)系統(tǒng)的面積。而河流水量不足的主要原因有：1）氣候環(huán)境變干，使得大范圍降雨得不到滿足，地表徑流量明顯減少，最終導(dǎo)致河流水流變??；2）水庫、水壩等匯水措施在上游的建立，直接影響下游地區(qū)的河流河水流量。

5.2河道整治恢復(fù)

中小河流的整治一般采取以下措施提高防洪安全度，即順直河道、加大河流寬度以及修建護(hù)岸工程。與此同時，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)內(nèi)珍稀植物的消失，潭水規(guī)模的縮小等造成流速的單一化。還有，河床坡降改變泥沙的輸送量，影響著生物的棲息。針對此，主要采取以下應(yīng)對方法緩解河流整治方面的不足：1）在整治地的選擇上，考慮生物棲息地的因素，保留大型深潭的彎道，對瀕臨滅絕的物種進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)；2）對河流兩邊灘地、濕地進(jìn)行保護(hù)，維持生物多樣性和保護(hù)綠色植物的正常生長。

5.3河口區(qū)生態(tài)恢復(fù)

人類對河口生態(tài)的影響主要有以下方式：河床的疏挖造成的鹽水上朔，造成魚的產(chǎn)卵地減少，同時對鹽沼產(chǎn)生影響甚至是消失。日本九州在經(jīng)歷特大洪災(zāi)后，對北川河道進(jìn)行改造，影響到河口地區(qū)生態(tài)環(huán)境、外來植物的入侵以及人工河堤造成的景觀質(zhì)量下降等生態(tài)問題［7］。針對這些問題，通過控制河床疏挖，合理植入濱河植物，移植蘆葦防止外來樹種入侵，減少濕地面積的破壞，人工堤壩的景觀設(shè)計(jì)等與現(xiàn)有景觀的和諧，來形成自然和生態(tài)良好的河口區(qū)。

5.4河漫灘與河岸帶恢復(fù)

河漫灘和河岸帶是河流很重要的組成部分，人類對河流過度的、不合理的開發(fā)，造成了河漫灘和河岸帶的嚴(yán)重?fù)p壞。主要的破壞方式有：農(nóng)民為追求自己的經(jīng)濟(jì)利益，對河漫灘和河岸帶進(jìn)行非法開挖、開墾和農(nóng)耕；在河漫灘不合理的取沙搬石，破壞其水文、地貌及斑塊鑲嵌體；人工的岸堤縮短了河道；河漫灘和河岸帶的建設(shè)，破壞了其生態(tài)系統(tǒng)；5）將彎曲的河道順直，人工改變河道原有的形態(tài)，破壞了其原有的生態(tài)環(huán)境。

6　河流生態(tài)恢復(fù)的措施

河流的生態(tài)功能、安全功能、游憩功能以及其與人文發(fā)展的相適應(yīng)性，河流生態(tài)恢復(fù)無論是在國內(nèi)還是國外都是景觀生態(tài)規(guī)劃的一個重要類型。對于河流生態(tài)恢復(fù)，不僅僅是對河流內(nèi)部進(jìn)行整治，而要著手于大自然和人類。顯然，河流中產(chǎn)生的各種問題并非其本身造成的，只有找到這些問題的原因并采取針對性的措施，才能夠使河流生態(tài)真正得以恢復(fù)。

6.1建立一個“水利工程-生態(tài)-景觀規(guī)劃”管理規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)

“水利工程-生態(tài)-景觀規(guī)劃”管理規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)的建立，可以避免一言堂現(xiàn)象的出現(xiàn)。3個行業(yè)站從不同角度去理解河流建設(shè)，各自相互監(jiān)督，這樣就不會在決策、規(guī)劃和管理上犯一些很明顯的錯誤，這是河流生態(tài)得以恢復(fù)的一個有力保障。

6.2對河流各個源頭的保護(hù)

河流的源頭有以下幾個方面：自然降水、地下水、冰雪融水。對水源的保護(hù)主要是對自然降水和地下水的保護(hù)。自然降水的污染主要是大氣中在形成雨點(diǎn)的時候融入了有害氣體的元素，如硫、磷等。所以，種植綠色植物，對凈化空氣質(zhì)量是一個很好的方法。

6.3流域景觀生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)

流域景觀生態(tài)是河流生態(tài)的背景和大環(huán)境，只有在流域生態(tài)做好的情況下，才有可能對河流生態(tài)進(jìn)行恢復(fù)。流域生態(tài)為河流生態(tài)提供穩(wěn)定的水源、清潔的水質(zhì)、生物多樣性和豐富的通道，有利于穩(wěn)定河流生態(tài)系統(tǒng)?；谶@種依存關(guān)系，河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)重點(diǎn)和起點(diǎn)是維護(hù)和恢復(fù)流域景觀生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多樣性、連通性和整體性。

6.4河道生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)

河道生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)主要包括清除河道所受到的干擾和河道水文條件基礎(chǔ)上的恢復(fù)。

6.4.1清除所受干擾

清除河道所受到的干擾主要包括：1）取消河漫灘旁邊的各種耕種活動，重新恢復(fù)其河漫灘地生態(tài)；2）阻止不合理的人工取沙和取石活動；3）拆除不合理的水壩；4）一律清除任何在河漫灘地的建設(shè)行為。

6.4.2河道水文條件基礎(chǔ)上的恢復(fù)

河道水文條件基礎(chǔ)上的恢復(fù)主要包括：對河道生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的恢復(fù)，河道景觀生態(tài)空間結(jié)構(gòu)多樣性的恢復(fù)。主要措施有以下幾點(diǎn)：1）河流緩沖帶的恢復(fù)，河流緩沖帶位于河流兩岸的林地、草地和山坡地的自然生態(tài)環(huán)境當(dāng)中，是河岸帶的重要景觀類型；2）河流沿線的原生植被的重建，保證其生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的植物因素，是河道景觀生態(tài)恢復(fù)的重要步驟；3）河道邊坡的降低，邊坡太高不利于植被的正常生長，植物分布產(chǎn)生脫節(jié)現(xiàn)象，而且不能給動物足夠的棲息空間，所以要降低邊坡，改造成自然的邊坡；4）恢復(fù)河漫灘或者河流泄洪地區(qū)的自然濕地和修建部分重要的人工濕地，這是構(gòu)成河道景觀生態(tài)的重要組成部分；5）重新塑造彎曲河谷，小河床由于地轉(zhuǎn)偏向力的作用下形成的曲流現(xiàn)象，形成彎彎曲曲的河谷，這種形式的河谷更有利于動植物的生存；6）淺灘和深潭的修復(fù)，它們是在水文動力在地形的作用下形成的，為不同類型的生物提供了生境和棲息地；7）對水邊濕地和沼澤地森林的修復(fù)，使之成為河流伴生的景觀生態(tài)系統(tǒng)；8）修復(fù)零星分散的池塘，河道中的洼地、沙洲和池塘的鑲嵌格局，在高水位期間會被水流沖壞，低水位時又會形成格局，但每次過水后的格局都會不同。

7　小結(jié)

河流生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力往往比較緩慢，但是人為重建可些許改善并改變生態(tài)系統(tǒng)演替的速度，從而縮短其恢復(fù)周期。河流生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力的耗時具有明顯的地域差異。一般溫濕氣候環(huán)境下，自然恢復(fù)速度相對較快；在寒冷干燥的環(huán)境下，自然恢復(fù)速度相對比較慢?；谶@種情況，各地區(qū)達(dá)到各自生態(tài)系統(tǒng)的有效恢復(fù)與重建，就必須因地適宜，遵循恢復(fù)生態(tài)學(xué)的基本規(guī)律，以及水利工程的基本技術(shù)和景觀行業(yè)的專業(yè)知識，結(jié)合各自的實(shí)際情況，合理地規(guī)劃、管理和恢復(fù)。

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1674-7909（2016）02-37-4

周亞軍（1990-），男，碩士研究生，研究方向：園林植物與應(yīng)用。

彭重華（1955-），男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：園林景觀設(shè)計(jì)的教學(xué)與科研。