河流生態(tài)修復的頂層設計思考

林俊強，陳凱麒，曹曉紅，祁昌軍，4，樊 博，彭期冬

（1.中國水利水電科學研究院，北京 100038；2.環(huán)境保護部 環(huán)境工程評估中心，北京 100012；3.水利部科技推廣中心，北京 100038；4.河海大學 水文水資源學院，江蘇 南京 210098）

人類與河流的關系已逐漸從原始自然階段、河流工程控制階段，發(fā)展到了河流污染治理階段和河流生態(tài)系統(tǒng)綜合修復階段［1］。隨著人們生態(tài)環(huán)保意識的覺醒，越來越多學者、工程師、管理者乃至社會公眾都開始關注受損河流的治理與生態(tài)修復問題［2-5］。近些年來，全國各地也在積極踐行“生態(tài)保護與綠色發(fā)展”理念，開展受損河流的治理與修復工作［6-8］。但目前相關工作多集中于針對某一具體河流或河段的修復工程實例［9］，缺乏對河流生態(tài)修復理念、目標和方法的系統(tǒng)歸納與梳理，更無可供復制與推廣的生態(tài)修復模式和技術流程。因此，從長遠角度考慮，只有在河流生態(tài)修復方面做好頂層設計，對河流治理與修復進行科學規(guī)劃和統(tǒng)籌安排，才能避免“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”甚至“頭疼醫(yī)腳”式的盲目治理，分階段逐步恢復河流至近自然狀態(tài)。本文從宏觀戰(zhàn)略角度，探討受損河流生態(tài)修復的頂層設計思路和關鍵技術流程，以期為河流的生態(tài)保護、修復和適應性管理等工作提供借鑒。

1 國內外河流生態(tài)修復的實踐概況和發(fā)展歷程

河流生態(tài)修復是通過適度人工干預，促進河流生態(tài)系統(tǒng)恢復到較為自然狀態(tài)，即修復受損河流的物理、生物和生態(tài)過程，使其較目前狀態(tài)更加健康、穩(wěn)定和可持續(xù)，同時提高河流生態(tài)系統(tǒng)價值和生物多樣性［10］。20世紀中葉以來，西方發(fā)達國家開始意識到人類活動對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的損害，陸續(xù)開展河流生態(tài)修復相關的理論研究和實踐工作。1965年，德國Ernst Bittmann在萊茵河用蘆葦和柳樹進行了生態(tài)護岸實驗，實現(xiàn)了對河流結構的修復，可以看成是最早的河流生態(tài)修復實踐［11］。1960年代起，歐洲多國開始實施有效的污染控制，歐洲河流水質得以明顯改善，但河流的棲息地質量、生物多樣性狀況依然不容樂觀［12］。1972年，美國頒布“清潔水法”，有效控制了河流的點源污染問題。然而，單純的水質污染治理并不能有效再造生物棲息環(huán)境、恢復生物多樣性［5］，于是人們重新審視傳統(tǒng)的河流管理技術。1980年代，德國、瑞士等國提出了“重新自然化”概念，將河流修復到接近自然的程度［13］。自此，歐洲開始興起河道復原工程，即將原有裁彎取直河道通過堵直復彎恢復成彎曲自然河道。1990年代，美國拆除廢舊堰壩恢復河流生態(tài)的工作得到空前展開，1999—2003年期間，就已拆除位于小支流上的病險水壩168座，拆壩后大多數(shù)河流生態(tài)環(huán)境得以恢復，尤其是魚類洄游通道和生存環(huán)境得到改善［14］。早期河流生態(tài)修復的實踐活動主要集中在單一河流，以及河流水質、結構形態(tài)或連通性等單一方面的修復。隨著理論研究和實踐探索的逐漸深入，河流生態(tài)修復已從單純的結構性修復發(fā)展到整個系統(tǒng)結構、功能與動力學過程的綜合修復［15］，生態(tài)修復的范圍也從河道本身向河漫灘、河岸帶延伸［16］，生態(tài)修復的尺度則從局部河段和單一河流，擴展到河流廊道和整個流域［17］。例如，萊茵河保護國際委員會（ICPR）提出的“萊茵河行動計劃”，該計劃在流域生態(tài)修復思想的指導下，萊茵河沿線各國投入數(shù)百億美元用于治污和生態(tài)系統(tǒng)重建，采取了包括建設污水處理廠、改善河道水體水質、建設人工濕地、恢復沿河植被、增建魚道或改建魚道、清除河道中妨礙魚類上溯的建筑物、保護魚類產(chǎn)卵場、引入大西洋鮭魚種和為洄游魚類制定專門的調度方案等多種技術手段［18-19］，經(jīng)過多年行之有效的綜合生態(tài)修復，2000年萊茵河全面實現(xiàn)了預定目標，沿河植被茂密、濕地發(fā)育、水質清澈，鮭魚等魚類、鳥類和兩棲動物重返萊茵河，成為河流生態(tài)修復的典型成功案例。目前，歐美發(fā)達國家已經(jīng)啟動長期河流生態(tài)修復規(guī)劃，例如美國已經(jīng)開始推進基西米河、密西西比河、伊利諾伊河、凱斯密河和密蘇里河等流域的整體生態(tài)修復，并規(guī)劃了長達20年的60萬km河流修復計劃［13］；丹麥自1985年起開始分階段實施對斯凱河的3類生態(tài)修復（類型I：灘地、深潭的構造、魚類產(chǎn)卵場的改善等小規(guī)模、局部性環(huán)境改善；類型Ⅱ：河道內跌水的改善、魚道的設置、恢復河流連續(xù)性等；類型Ⅲ：恢復河道及其平原地帶的生態(tài)、理化功能，恢復原來河道的彎曲形式，在沖擊平原地帶進行濕地再造等），1985—1996年進行大量類型I和類型Ⅱ修復，1997年至今開始進行類型Ⅲ修復，從點到線，再從線到面，以流域為單位進行規(guī)劃，有序推進河流生態(tài)修復［20］。

我國對河流生態(tài)修復的認知始于1990年代，2000—2005年為我國河流生態(tài)修復理念的萌芽階段，該階段的研究工作主要是學習國外河流治理的管理理念和生態(tài)修復的技術成果，并形成針對我國河流現(xiàn)狀、治理目標及面臨問題的學術見解［11］。其中比較具有代表性的有1999年劉樹坤［21-23］提出的“大水利”理論框架，認為河流的開發(fā)應強調流域的綜合整治與管理，同時注重發(fā)揮水的資源功能、環(huán)境功能和生態(tài)功能，其訪日系列報告中還詳細介紹日本在河流開發(fā)與管理方面的理念、對策以及生態(tài)修復的思路、步驟、方法和措施等；2003年董哲仁［24］提出的“生態(tài)水工學”概念和相關理論，分析了以傳統(tǒng)水工學為基礎的治水工程的弊病和對河流生態(tài)系統(tǒng)的不利影響，認為在水利工程設計中應結合生態(tài)學原理，充分考慮野生動植物的生存需求，保證河流生態(tài)系統(tǒng)的健康。這些早期的理念引進、理論探討和治理框架構建為我國后續(xù)河流生態(tài)修復的實踐活動奠定了重要基礎。2004年，水利部印發(fā)了《關于水生態(tài)系統(tǒng)保護與修復的若干意見》（水資源［2004］316號），首次從國家部委層面提出了水生態(tài)保護與修復的指導思想、基本原則、目標和主要工作內容，標志著國家水生態(tài)保護與修復意識的全面覺醒。2005年至今，我國河流生態(tài)保護與修復工作進入快速發(fā)展階段，河流生態(tài)保護與修復實踐在全國遍地開花。2005—2015年，水利部在全國范圍內先后啟動了無錫、武漢、桂林、萊州、麗水、新賓縣、鳳凰縣、松原、邢臺、西安、合肥和哈爾濱等14個不同類型水生態(tài)系統(tǒng)的保護與修復試點，2013年起水利部大力推動水生態(tài)文明建設，先后啟動兩批105個全國水生態(tài)文明城市建設試點，通過打通斷頭河、連通水系、調水補水、生態(tài)護岸、污染溝道治理等多種措施，改善河流生態(tài)功能。2014年，環(huán)保部印發(fā)《關于深化落實水電開發(fā)生態(tài)環(huán)境保護措施的通知》，要求深化落實水電站生態(tài)流量泄放措施、下泄低溫水減緩措施、棲息地保護措施、過魚措施、魚類增殖放流措施和陸生生態(tài)保護措施，對受水電開發(fā)影響河流的生態(tài)保護與修復工作提出了明確的具體要求。近10年來，大型水電企業(yè)也開始轉變水電站運行管理模式，積極通過各類生態(tài)環(huán)保措施減緩和修復水電站對河流生態(tài)的不利影響。例如，中國長江三峽集團公司自2011年至今，通過三峽水庫的人造洪峰調度，連續(xù)7年實施針對四大家魚自然繁殖的生態(tài)調度試驗，有效促進了四大家魚的產(chǎn)卵繁殖活動；2017年，溪洛渡水庫通過操作疊梁門取上中層水的方式，調節(jié)出庫水溫，以促進產(chǎn)粘沉性卵魚類（如達氏鱘、胭脂魚等）產(chǎn)卵繁殖；2014年三峽集團與四川省涼山州簽訂黑水河魚類棲息地保護責任框架協(xié)議，將金沙江支流黑水河作為烏東德、白鶴灘水電站魚類替代生境予以保護。華能瀾滄江水電有限公司于2012年收購并拆除瀾滄江上游支流基獨河的四級電站，以保護云南裂腹魚等珍稀魚類生境，通過河流連通性恢復、河流蜿蜒形態(tài)多樣性修復、河流橫向斷面多樣性修復、淺灘-深潭結構營造、人工濕地修復和河道內部棲息地強化修復等多種工程措施，恢復支流的自然生態(tài)和魚類棲息地環(huán)境［25］。

在國家戰(zhàn)略層面，2012—2013年，國務院相繼批復了長江、遼河、黃河、淮河、海河、珠江、松花江和太湖七大流域綜合規(guī)劃，規(guī)劃報告中制定了流域一系列控制性指標和流域用水總量控制、用水效率控制及水功能區(qū)限制納污三條“紅線”規(guī)劃，明確了不同河流河段治理開發(fā)和保護的功能定位及其目標任務。2014年，發(fā)改委印發(fā)《全國生態(tài)保護與建設規(guī)劃（2013—2020年）》，規(guī)劃中明確提出保護和恢復濕地與河湖生態(tài)系統(tǒng)的要求。2015年，《全國水資源保護規(guī)劃（2015—2030年）（初稿）》編制完成，規(guī)劃報告中明確要求建成水資源保護和河湖健康保障體系，實現(xiàn)水質、水量和水生態(tài)統(tǒng)一保護目標。這些相關規(guī)劃在一定程度上體現(xiàn)了國家水生態(tài)文明建設頂層設計的初衷，但由于涉及面廣，規(guī)劃內容較為寬泛，在具體河流生態(tài)修復的實施過程中常出現(xiàn)規(guī)劃落地難或存在偏差等問題。另一方面，我國迄今為止已實施了大量中小河流、大江大河的河流生態(tài)修復工程，其中也不免存在一些“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”式的盲目治理、或因管理不善導致修復工程驗收后荒廢甚至較修復之前惡化的情況。因此，有必要在河流生態(tài)修復方面提出專項的頂層設計思路，以指導河流生態(tài)修復規(guī)劃、修復工程實踐和修復后管理等方面工作。

2 河流生態(tài)修復的頂層設計思路

所謂頂層設計，是指運用系統(tǒng)論方法，從全局角度，對某項任務的各方面、各層次和各要素進行統(tǒng)籌規(guī)劃，落實具體實施手段，以集中有效資源，高效快捷實現(xiàn)目標。換言之，頂層設計是總體規(guī)劃的具體化。

本文從事前計劃、事中控制和事后管理3個頂層設計階段梳理了河流生態(tài)修復的相關工作，提出了針對河流生態(tài)修復全生命周期的頂層設計思路和關鍵技術流程，其邏輯關系如圖1所示。首先，在事前計劃階段，需要對河流的生態(tài)現(xiàn)狀進行全面摸底和科學評價，據(jù)此確定修復目標和生態(tài)修復基點，然后再制定與當前社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境要求相適應的生態(tài)修復規(guī)劃。在事中控制階段，即生態(tài)修復措施的實施階段，首先需落實各級規(guī)劃和環(huán)評審批文件中涉及的生態(tài)環(huán)保措施，其次對于工程措施需要嚴格控制工程設計、工程質量和工程安全，對于非工程措施需要審慎控制措施執(zhí)行規(guī)程，確保被修復河流的生態(tài)功能不降低、空間面積不減少、保護性質不改變。在事后管理階段，需要對修復后的河流進行適應性管理，通過建立負反饋機制，不斷完善、改進修復措施和管理方式，確保河流生態(tài)系統(tǒng)朝著越來越健康的方向發(fā)展，以達到長效久治的目的。對于成熟且效果良好的河流生態(tài)修復技術與修復模式，應鼓勵和探索在其他河流的推廣應用。河流生態(tài)修復頂層設計各階段間具有上下承接的有機聯(lián)系，“生態(tài)現(xiàn)狀評價與脅迫因子識別”明確了生態(tài)修復的起始狀態(tài)，“生態(tài)修復基點和修復目標確定”給出了生態(tài)修復的基準和導向，“生態(tài)修復規(guī)劃制定”確定了修復的優(yōu)先序和各階段實施方案，“生態(tài)修復措施實施”確保修復工作落地，“修復后適宜性管理與技術推廣”提供修復效果反饋信息，形成負反饋機制，循環(huán)調整并逐步完善上述各技術流程工作。具體各階段關鍵技術流程將在下文進行詳細闡述。

圖1 河流生態(tài)修復的頂層設計思路

3 河流生態(tài)修復頂層設計的關鍵技術流程

3.1 生態(tài)現(xiàn)狀評價與脅迫因子識別 生態(tài)現(xiàn)狀是生態(tài)修復頂層設計的起點，因此生態(tài)現(xiàn)狀評價與脅迫因子識別是河流生態(tài)修復的重要基礎和前提條件。對流域生態(tài)現(xiàn)狀與脅迫因子進行識別，首先需要對地區(qū)的生態(tài)現(xiàn)狀進行調查，調查的內容主要包括：水文水資源、水環(huán)境、景觀與地理、生物狀況以及流域經(jīng)濟社會。調查過程中可以運用一些先進的技術手段，例如衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)、無人機航拍等技術，來進行拍攝和空間地理數(shù)據(jù)的收集。獲取數(shù)據(jù)資料后，需對數(shù)據(jù)進行標準化處理，并且通過數(shù)據(jù)庫和大數(shù)據(jù)管理平臺進行數(shù)據(jù)的整編、整合。在此基礎上，構建不同尺度的生態(tài)健康評價體系，例如流域尺度、景觀單元尺度的生態(tài)健康評價，河流尺度、河段尺度的河流健康評價，并識別出生態(tài)脅迫因子，或者是生態(tài)修復過程中最為關鍵的控制性因子，以便于后續(xù)規(guī)劃和修復工作中“對癥下藥”，進行重點整治。生態(tài)現(xiàn)狀評價與脅迫因子識別的技術路線如圖2所示。

圖2 生態(tài)現(xiàn)狀評價與脅迫因子識別技術路線

3.2 生態(tài)修復基點和修復目標確定 確定生態(tài)修復基點和修復目標是目標管理的重要環(huán)節(jié)，以此才能有效指導和推進河流生態(tài)修復的各項工作。生態(tài)修復基點是指河流進行生態(tài)修復時參照狀態(tài)的定量表述。一般河流生態(tài)修復基點的確定是依據(jù)河流未受人類干擾或者干擾較小時的健康自然狀態(tài)［26］，而河流的健康自然狀態(tài)往往表現(xiàn)在良好的水質條件、節(jié)律的水文情勢、適宜的物理形態(tài)、適當?shù)暮影毒彌_帶和豐富多樣的水生生物等多個方面。因此，在確定生態(tài)修復基點時應該從反映河流健康的不同方面制定不同類型的修復基點。再者，對于跨流域河流或者相同河流跨區(qū)間（河源、上游、中游、下游）河段，在河流特性上往往存在顯著差異，制定生態(tài)修復基點時也需要考慮這些顯著差異的影響。在實際修復基點的確定過程中，發(fā)現(xiàn)有些河流在未受干擾或干擾較小時期，監(jiān)測數(shù)據(jù)匱乏甚至空白，導致生態(tài)修復基點難以確定。筆者認為，這種缺乏歷史資料的情況下，可采用“空間置換時間”的方法［27］，選擇河流特性近似的相鄰河流或河段作為參照對象，應用其健康狀態(tài)良好時期的數(shù)據(jù)（歷史數(shù)據(jù)或現(xiàn)狀數(shù)據(jù)）來確定生態(tài)修復基點。

河流生態(tài)修復的目標主要包括水質改善、河岸帶穩(wěn)定、棲息地增加、生物多樣性增加和漁業(yè)發(fā)達，同時滿足人們美學和娛樂需求［10］。生態(tài)修復工作不可能一蹴而就，因而在制定生態(tài)修復目標時，應遵循“循序漸進”原則。倘若一條重度污染的河流在制定生態(tài)修復目標時，未先要求從根源上控制污染物排入并進行水質恢復，而是急于求成、一步到位的要求達到生物種群恢復和生物多樣化，盲目地應用生物措施、引入物種和增殖放流，無疑會導致河流生態(tài)修復的效果事倍功半、甚至失敗。

生態(tài)修復工作按照“循序漸進”原則可分為4個階段：水環(huán)境質量保護與恢復、生態(tài)需水保障與恢復、棲息地保護與恢復和生物多樣性保護與恢復，具體每一階段制定生態(tài)修復規(guī)劃時應著重考慮的內容將在后文中進一步闡述。在修復目標確定過程中，首先要根據(jù)生態(tài)現(xiàn)狀評價和生態(tài)脅迫因子識別結果，明確當前生態(tài)修復工作的起始階段。不同階段生態(tài)修復目標應有所側重，例如在水環(huán)境質量保護與恢復階段，應側重于水質類目標；生態(tài)需水保障與恢復階段，應側重于水文類目標；棲息地保護與恢復階段，應側重于河流物理形態(tài)及河岸帶類目標；生物多樣性保護與恢復階段，應側重于生物類目標。而后將生態(tài)現(xiàn)狀與修復基點相比，量化各指標在現(xiàn)狀與健康狀態(tài)間的差距，將生態(tài)恢復至修復基點的40%、60%和80%等水平狀態(tài)作為不同時期（如1年、2年、5年等）的生態(tài)修復目標。同時，在生態(tài)修復工作的不同階段可設置控制性目標和引導性目標（例如在水環(huán)境質量保護與恢復階段，將水質類目標設置為控制性目標，水文、物理形態(tài)、河岸帶、水生生物等方面目標設置為引導性目標），將控制性目標作為硬約束，引導性目標作為方向指引，以明確河流生態(tài)修復的量化考核要求，并指明河流生態(tài)修復的方向。對于重要河流和脆弱敏感性河流，生態(tài)修復基點和修復目標應盡可能通過水利、環(huán)境、漁業(yè)、國土等多方行政主管部門和專家會商確定。

此外，在制定生態(tài)修復目標時，為了提高公眾的參與度，還可采取定性指標和定量指標相結合的方式，在專業(yè)指標體系的基礎上，為公眾和中小學生戶外實踐量身訂制一套定性或者半定量的河流健康評價指標體系，并制定一些易于辨別的定性修復目標（例如萊茵河生態(tài)修復計劃明確把大馬哈魚回到河流作為修復目標［28］，德國Isar河的生態(tài)修復則將在河流中安全游泳、洗浴作為修復目標［5，29］），以此鼓勵公眾積極參與到河流生態(tài)保護與修復工作中，促進人們從生態(tài)環(huán)保意識的“覺醒”向“自覺”轉變。

3.3 生態(tài)修復規(guī)劃制定 河流的生態(tài)修復需要將整個流域作為整體來進行統(tǒng)籌考慮和戰(zhàn)略規(guī)劃，但是在實際修復過程中，有限的資金難以對全流域進行全面修復，需要有選擇、有重點地對某一河流或局部河段進行優(yōu)先修復，這就涉及到修復優(yōu)先序的問題［30］。因此，在制定河流生態(tài)修復規(guī)劃時，首先需要從流域層面出發(fā)，基于流域生態(tài)現(xiàn)狀評價和脅迫因子識別結果，建立適當?shù)男迯蛢?yōu)先序選擇模型，以確定最佳的修復戰(zhàn)略和資金分配計劃。例如，Bohn等［31］建立了一個基于流域分析技術的確定修復優(yōu)先序模型，從區(qū)域、盆地、流域和地點4個生態(tài)尺度確定了河流修復的優(yōu)先權。Petty等［32］應用河流生態(tài)價值權衡方法，計算并確定河流的修復優(yōu)先序和流域的最佳修復戰(zhàn)略。

在確定了河流修復優(yōu)先權后，進一步根據(jù)具體河流或河段生態(tài)現(xiàn)狀評價和生態(tài)脅迫因子識別結果，確定生態(tài)修復工作的起始階段，制定該階段及后續(xù)階段的修復規(guī)劃。上述河流生態(tài)修復的4個階段中，水環(huán)境質量保護與恢復階段、生態(tài)需水保障與恢復階段、棲息地保護與恢復階段以及生物多樣性保護與恢復階段之間，具有依次遞進、從量變到質變的關系，每個階段都有不同的規(guī)劃要點。（1）在水環(huán)境質量保護與恢復階段，需計算河流水域的環(huán)境容量和納污能力，根據(jù)水域納污能力和規(guī)劃目標，進行入河污染物控制。（2）在生態(tài)需水保障與恢復階段，需選擇符合地區(qū)實際的方法計算生態(tài)基流，對規(guī)劃范圍內的生態(tài)敏感區(qū)（如產(chǎn)卵場、索餌場、越冬場），提出包括敏感時期需水總量和需水過程的敏感生態(tài)需水需求，實施生態(tài)基流和敏感生態(tài)需水的保障和恢復措施，如限制取水措施、設置生態(tài)泄流和流量監(jiān)控設施等。對水庫大壩引發(fā)的漲水過程減弱、低溫水下泄和滯溫效應等問題，應根據(jù)下游敏感保護對象要求，制定工程優(yōu)化調度方案、分層取水措施和生態(tài)補償對策。（3）在棲息地保護與恢復階段，對重要棲息地劃定生態(tài)保護紅線，在滿足河道行洪能力的前提下，維持和恢復河道主槽、淺灘深潭結構、河漫灘、河岸帶等自然特征，保持一定的河岸緩沖帶寬度，維持和恢復河流蜿蜒性特征，保護和恢復河流棲息地的多樣性。（4）在生物多樣性保護與恢復階段，需根據(jù)流域珍稀、瀕危、特有和重要經(jīng)濟物種與生物資源調查結果，確定保護優(yōu)先順序，采取就地保護為主、遷地保護為輔的原則，制定流域生物多樣性保護與恢復方案，同時加強管理，防止外來物種入侵。對處于瀕危狀況或受到人類活動脅迫嚴重、具有生態(tài)和經(jīng)濟價值的特定魚類，應制定實施增殖放流方案。

3.4 生態(tài)修復措施實施 生態(tài)修復措施的實施是河流生態(tài)修復頂層設計的實質性進展階段。落實和控制修復措施的實施是確保河流生態(tài)修復各項戰(zhàn)略構想和規(guī)劃有效落地的重要保障。從宏觀控制層面，首先要落實各級規(guī)劃和環(huán)評審批文件中涉及的生態(tài)環(huán)保措施。從近幾年生態(tài)環(huán)保措施的落實情況看，各級規(guī)劃中涉及的河流生態(tài)措施由于缺乏剛性約束，仍存在落地難或修復措施縮水等問題。而環(huán)評審批文件中涉及的生態(tài)環(huán)保措施由于環(huán)保督查和問責力度的加碼，河流生態(tài)措施落實情況較好，且呈逐年加強態(tài)勢。據(jù)環(huán)保部環(huán)境工程評估中心統(tǒng)計，2000—2017年送審環(huán)評審批的120余水電項目，落實河流棲息地保護與修復措施的項目占比達40%以上（2012年至今該比例已達100%），所涉及的河流修復和保護長度達5000余公里（其中干流1000余公里，支流4000余公里）。因此，抓落實可在規(guī)劃和環(huán)評等頂層設置可量化的剛性約束，或依托水利部推行的河長制及相關責任人，確保河流生態(tài)修復規(guī)劃和措施的落實。

從具體工程或措施控制層面，則需把控技術措施的科學合理實施。受損河流的生態(tài)修復主要有以下幾個方面技術措施。（1）水質凈化與改善措施：包括原位凈化和異位凈化兩大類措施，原位凈化主要通過人工打撈雜物垃圾、向水體投放化學或生物藥劑、在水面設置生物浮床和曝氣設施等實現(xiàn)水質凈化；異位凈化主要采取管道截污、導流，將受污染河水引入人工濕地或污水處理廠處理，以達到水質改善目的；該方面措施主要適用于水環(huán)境質量保護與恢復階段。（2）生態(tài)調度措施：對河流的水文過程進行豐水期和枯水期的調度，應在滿足人類社會防洪和興利需求的前提下，盡可能兼顧河流生態(tài)系統(tǒng)的最小生態(tài)需水要求，同時還需根據(jù)生態(tài)保護目標（如重要經(jīng)濟魚類或珍稀特有魚類），開展適度的人造洪峰調度，刺激魚類產(chǎn)卵繁殖；對水庫水溫分層現(xiàn)象明顯的高壩大庫，若壩下河段存在對水溫變化敏感的重要生態(tài)保護目標時，應采取分層取水措施減緩水溫影響；該方面措施主要適用于生態(tài)需水保障與恢復階段。（3）河流結構的自然化改造措施：通過恢復河流彎曲、生態(tài)護坡改造、恢復河岸緩沖帶等措施恢復河流自然形態(tài)；通過生態(tài)丁壩構建、淺灘深潭構建、人工產(chǎn)卵場再造等措施實現(xiàn)不同魚類、不同生命周期和不同環(huán)境棲息地的重構；該方面措施主要適用于棲息地保護與恢復階段。（4）連通性恢復措施：對效率有限、截斷自然基流的引水式電站，或完成歷史使命的小水電，可實行攔水建筑拆除和自然河道重塑治理，恢復河流連通性；該方面措施主要適用于棲息地保護與恢復階段。（5）過魚設施：大壩阻隔魚類洄游通道，影響上下游魚類種群交流，可通過升魚機、魚道、集運魚系統(tǒng)、仿自然旁通道，仿生態(tài)過魚設施等措施，一定程度上幫助魚類洄游，恢復種群交流；該方面措施主要適用于生物多樣性保護與恢復階段。（6）魚類增殖放流措施：依據(jù)放流水域生境適宜性和現(xiàn)有棲息空間的環(huán)境容量，明確放流目標、規(guī)模和規(guī)格，放流對象和規(guī)模應根據(jù)逐年放流跟蹤監(jiān)測結果進行調整；該方面措施主要適用于生物多樣性保護與恢復階段。

在這些技術措施的具體實施過程中，需要嚴格進行過程控制，確保生態(tài)修復措施不破壞原有河流生態(tài)系統(tǒng)。對于工程措施，如河流自然化改造，需充分考慮行洪安全，復核雍水水面線，合理進行工程設計，嚴格控制施工質量和工程安全；對于非工程措施，例如生態(tài)調度，需科學論證生態(tài)調度方案，制定相應電調和水調操作規(guī)程，在確保防洪安全和水庫運行安全的前提下，審慎執(zhí)行生態(tài)調度規(guī)程。

3.5 修復后適應性管理與技術推廣 河流生態(tài)系統(tǒng)中，生物與生物之間、生物與環(huán)境之間都存在著各種反饋，生態(tài)平衡是在不斷循環(huán)反饋的演進過程中達到的。在河流治理與生態(tài)修復的過程中，人為干預的保護措施，是難以一步到位、一勞永逸地達到修復目標的。因此，需要遵循自然規(guī)律，通過適應性管理，建立“脅迫因子識別—修復基點與修復目標確定—生態(tài)修復規(guī)劃制定—生態(tài)修復措施實施—適應性管理（包括生態(tài)監(jiān)測、效果評估、河流管理）—調整（包括重新識別脅迫因子、重新確定修復目標、調整規(guī)劃與實施方案）”的循環(huán)負反饋調節(jié)機制，逐步縮小生態(tài)現(xiàn)狀與健康自然狀態(tài)的差距，使生態(tài)系統(tǒng)達到穩(wěn)定趨好的狀態(tài)。

適應性管理包括生態(tài)監(jiān)測、效果評估和河流管理三方面內容。生態(tài)監(jiān)測是獲取反饋信息的基礎［26］，而反饋信息的獲取，則需通過涵蓋水文、水質、氣象、河流生態(tài)水量、污染物排放、重要棲息地和標志性生物等內容的生態(tài)監(jiān)測。效果評估是形成反饋信息的必要手段，隨著科學技術的發(fā)展，各類生態(tài)修復的技術措施層出不窮，如生態(tài)流量下泄、生態(tài)調度、排污治理、分層取水、生態(tài)河岸帶建設、棲息地恢復、增殖放流和過魚設施等，其實施效果如何、措施是否合適和保護是否恰當，都缺乏有效評價，從而使河流生態(tài)修復工作陷于盲目境地。一些學者強烈呼吁制定必要的修復效果評估標準或準則，積極開展生態(tài)修復效果評估［33-34］。2000年以后，美國平均每年投入10億美元進行河流生態(tài)保護和修復工作，截至2004年底美國共有37 000多個河流生態(tài)保護和修復項目，其中僅有10%左右項目進行了監(jiān)測和評估，由此失去了吸取經(jīng)驗教訓的寶貴機會［35］，可見河流修復工作中，長期生態(tài)監(jiān)測和效果評估的重要性。河流管理則是整個循環(huán)負反饋機制的驅動力，目前環(huán)境影響評價中的驗收環(huán)節(jié)、后評價要求和正在逐步推行的許可證制度，在一定程度上為適應性管理提供了制度保障，此外還需要進行必要的法律法規(guī)建設、生態(tài)補償機制建設、監(jiān)督與考核機制建設、監(jiān)控和應急能力建設、管理機構和隊伍建設。

在適應性管理過程中，對于修復效果良好的先進成熟技術，應列入推廣計劃，鼓勵技術創(chuàng)新和技術推廣，推動河流生態(tài)修復工作不斷進步和發(fā)展。近年來，在國家“綠色發(fā)展”理念指引下，從水利主管部門到科研院所和生態(tài)環(huán)保企業(yè)，對河流生態(tài)修復的技術創(chuàng)新和技術推廣都投入了越來越多的關注。越來越多的河流生態(tài)修復技術也從研發(fā)階段逐漸步入推廣階段并走向市場。據(jù)水利部科技推廣中心統(tǒng)計，2011—2017年，通過水利部科技推廣計劃項目及水利技術示范項目兩類專項項目扶持的河流生態(tài)修復推廣項目共計18項，總計金額超2600萬元，推廣項目數(shù)和資金扶持力度較2010年以前大幅增加。2013—2017年，通過科研院所和生態(tài)環(huán)保企業(yè)自主申報，在水利先進實用技術重點推廣指導目錄上進行推廣的河流生態(tài)修復技術合計達66項，且呈逐年遞增趨勢。然而，這些專項扶持和自主申報推廣的生態(tài)修復技術多集中于水質凈化和河流結構自然化改造兩個方面，且尚無較為成熟系統(tǒng)的推廣模式。因此，在未來相關科學研究和技術推廣方面，應鼓勵其他類型生態(tài)修復技術的創(chuàng)新和推廣，鼓勵組建多種形式的生態(tài)修復技術創(chuàng)新與轉化聯(lián)盟，推動“產(chǎn)-學-研”協(xié)同創(chuàng)新，在政策上進一步扶持和加強河流生態(tài)修復領域共性關鍵技術的研發(fā)和成果轉化。對于較為成熟且修復效果良好的生態(tài)修復技術和研究成果，應鼓勵在多種類型河流中進行先行先試，探索在其他河流的推廣應用模式。

4 問題與展望

我國河流生態(tài)修復工作起步較晚，但發(fā)展迅速。1990年代至今短短20余年，我國河流生態(tài)修復工作先后經(jīng)歷了萌芽、全面覺醒和快速發(fā)展階段，目前已在全國范圍內“遍地開花”?？v觀國內外河流生態(tài)修復的發(fā)展進程，對比相關研究成果和實踐經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)我國河流生態(tài)修復工作仍存在如下問題，未來仍需進一步深入探討與完善。（1）生態(tài)監(jiān)測體系非常不健全。目前，我國已建立較為完備的水文、氣象監(jiān)測網(wǎng)絡，2010—2015年期間也基本建立了覆蓋全國主要水體的水質監(jiān)測網(wǎng)絡，重要水功能區(qū)監(jiān)測覆蓋率達到80%以上，但是與河流生態(tài)修復息息相關的生態(tài)監(jiān)測體系仍未形成監(jiān)測網(wǎng)絡，魚類、藻類、底棲動物、棲息地地形流場等數(shù)據(jù)的監(jiān)測多依賴于科研性質的短期測量，遠未實現(xiàn)常規(guī)監(jiān)測目標。在未來工作中迫切需要建設常規(guī)的生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡，開展長期生態(tài)監(jiān)測工作，掌握河流修復后的動態(tài)演變過程。（2）流域生態(tài)修復與局部生態(tài)修復之間缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃。在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，河流生態(tài)修復存在過度投資或重復投資現(xiàn)象，在經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，有限資金又難以使污染河流有效恢復。在未來河流生態(tài)修復規(guī)劃中，可以考慮以流域為單元進行修復優(yōu)先權排序與資金分配，在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)與欠發(fā)達地區(qū)之間建立生態(tài)補償機制，使河流生態(tài)修復資金在全國范圍內有的放矢，用于刀刃。（3）生態(tài)修復效果評價體系尚不健全。目前我國在河流生態(tài)修復方面采取了很多生態(tài)環(huán)保措施，例如分層取水措施、生態(tài)調度措施、生態(tài)河岸帶建設等，但是這些措施的效果如何缺乏科學評估，有些措施甚至在效果并不清楚時就大規(guī)模地推廣應用，從而造成大量資金浪費與重復建設，甚至重復犯錯，因此迫切需要建立河流生態(tài)修復的效果評價體系，科學評價各類生態(tài)環(huán)保措施的效果。（4）適宜性管理機制尚不健全：目前我國河流生態(tài)修復工作普遍缺乏適宜性管理，很多修復工程驗收完工后常因為管理不善而荒廢，因此急需建立河流生態(tài)修復的負反饋與修正機制，不斷吸取經(jīng)驗教訓，改進和完善河流生態(tài)修復措施和管理機制，實現(xiàn)河流生態(tài)修復的長效久治。

5 結語

近年來，我國河流生態(tài)修復大力發(fā)展，但實際修復工作大多是以生態(tài)環(huán)境問題為導向，以專項修復工程為推動，缺乏規(guī)劃層面的頂層設計，繼而常導致修復目標單一、修復實踐盲目、修復工作不成體系等問題。本文通過文獻梳理與分析，提出了“生態(tài)現(xiàn)狀評價與脅迫因子識別—生態(tài)修復基點和修復目標確定—生態(tài)修復規(guī)劃制定—生態(tài)修復措施實施—修復后適宜性管理與技術推廣”這一流程式的河流生態(tài)修復頂層設計思路，并通過適應性管理調整前述相應流程，形成良性循環(huán)的負反饋調節(jié)機制，逐步縮小生態(tài)現(xiàn)狀與健康自然狀態(tài)的差距。結合國內外研究成果和實踐經(jīng)驗，詳細闡述了頂層設計過程中的關鍵技術流程，提出了生態(tài)現(xiàn)狀評價與脅迫因子識別的技術路線，生態(tài)修復基點和修復目標的確定方法建議，不同階段生態(tài)修復規(guī)劃的要點，不同階段生態(tài)修復的適用措施，生態(tài)修復的適應性管理構架以及“產(chǎn)-學-研”協(xié)同創(chuàng)新和先行先試的推廣導向建議，以期為河流生態(tài)修復的規(guī)劃和方案設計提供參考與借鑒。

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