論河流及海洋水域生態(tài)影響因素及生態(tài)修復(fù)

閆允君

摘要：從水域生態(tài)的類型劃分上來說，可以簡單地將水域生態(tài)分為河流（淡水類）水域生態(tài)和海洋（咸水類）水域形態(tài)，河流及海洋水域生態(tài)有一定的相似性，也有一定的不同。目前學(xué)術(shù)界關(guān)于河流及海洋水域生態(tài)影響因素及生態(tài)修復(fù)有不同的觀點(diǎn)。就研究結(jié)果來看，絕大多數(shù)的研究人員都認(rèn)為影響河流及海洋水域生態(tài)的關(guān)鍵因素在于人為因素，而在修復(fù)方式上，多數(shù)是通過先進(jìn)化的技術(shù)進(jìn)行探討。如生態(tài)袋磚改善河流水域生態(tài)、海水生態(tài)浮床改善海洋水域生態(tài)等。

關(guān)鍵詞：河流水域；海洋水域；水域生態(tài)；影響因素；生態(tài)修復(fù)

1.河流（淡水）水域生態(tài)影響因素的研究綜述

相較于海洋生態(tài)系統(tǒng)來說，河流的社會經(jīng)濟(jì)功能更為廣泛，河流不僅具有供水的經(jīng)濟(jì)功能，還具有發(fā)電的社會經(jīng)濟(jì)功能，同時(shí)還有維持全球物質(zhì)和水分循環(huán)、調(diào)節(jié)氣候具有一定的作用，是人類生活及社會活動正常發(fā)揮的保障，河流水域生態(tài)受到人類活動影響更為明顯。因?yàn)槿祟惢顒訌?qiáng)度的增加河流生態(tài)也受到了諸多的負(fù)面影響，全世界范圍內(nèi)許多河流都面臨著嚴(yán)重的水域生態(tài)問題，全世界未受到人類影響的河流生態(tài)系統(tǒng)寥寥無幾，大多數(shù)的國家都存在著一定的河流生態(tài)系統(tǒng)破碎化情況，尤其是在一些發(fā)展中國家，其河流生態(tài)系統(tǒng)破壞類破碎化程度更是非常顯著，尤其是發(fā)展中國家更是深受其害，A.K.米斯拉在《城市化對印度恒河流域水文水資源的影響》（1）一文中介紹了城市化對恒河流域水域生態(tài)的干擾和影響，指出水域生態(tài)惡化的原因主要來自于城市化進(jìn)程中對恒河水質(zhì)惡化。關(guān)于河流水域生態(tài)影響因素，絕大多數(shù)的研究者都認(rèn)為來自于人類活動、水利設(shè)施的修建等。

1.1影響河流水域生態(tài)的關(guān)鍵因素

一是電廠。研究學(xué)者金臘華，黃報(bào)遠(yuǎn)，劉慧璇，等（2）對湛江電廠周圍水域生態(tài)的情況進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)湛江電廠隊(duì)海水生態(tài)的影響主要體現(xiàn)在排水口附近溫升在兩度以上的狹小區(qū)域，電廠排水引起的水溫上升對浮游生物和魚類的影響較為明顯，研究學(xué)者王丹也有相同的意見，在《象山港電廠溫升水域海洋生態(tài)環(huán)境變化分析》（3）.以象山港電廠為例進(jìn)行了討論，其指出，夏季電廠增溫區(qū)生物物種和數(shù)量減少導(dǎo)致整個(gè)漁業(yè)生產(chǎn)和海洋微生物的生長受到一定的影響，但電廠取水對大型水生生物和魚類造成的危害更大，尤其是電廠取水對魚類造成的沖撞危害也影響了水域生態(tài)。

二是船舶壓載水?dāng)y帶外來物種。研究學(xué)者沈欣軍，白希堯，湯紅，等（4）對船舶壓載水?dāng)y帶外來物種及其對生態(tài)環(huán)境的影響進(jìn)行了探討，其指出隨著航運(yùn)業(yè)的不斷發(fā)展，船舶壓載也是一種外來物種傳播的媒介，讓不同水域的物種傳播到不同的其他水域，這些物種種類繁多，普遍具有適應(yīng)性強(qiáng)、危害性大的特點(diǎn)，其指出控制船舶壓載水的排放對于解決其對水域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響具有一定的作用。SIMIC（5）在《全球性產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（GIA）成立應(yīng)對船舶壓載水?dāng)y帶海洋外來生物入侵》同樣指出這一問題。

三是水利工程。研究學(xué)者劉莊，沈渭壽，吳煥忠（6）從水情、水生生物、水環(huán)境質(zhì)量等方面分析了水利設(shè)施對淮河水域生態(tài)環(huán)境的影響，其研究結(jié)果指出水利設(shè)施對水水域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，水利設(shè)施的調(diào)節(jié)作用讓大部分湖泊平均水位提升，水位下降，且被人開發(fā)幅度較大，阻礙了水生生物的回流通道，因此導(dǎo)致河流水流流速發(fā)生變化，水生生物數(shù)量種類都也有一定的變化，水體自凈能力下降；除此之外，研究學(xué)者還指出水利設(shè)施在建設(shè)過程中因?yàn)殚l壩的不合理調(diào)度，也可能會影響到突發(fā)性水污染事故。

1.2水利設(shè)施影響河流水域生態(tài)的主要表現(xiàn)形式

Sparks R提出了水域生態(tài)的層次分析法，在第一層次是在水利樞紐工程影響下導(dǎo)致能量和物質(zhì)流入水域生態(tài)系統(tǒng)，對水域中的非生物環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，這也是導(dǎo)致水域系統(tǒng)要素變化的根本原因，主要是因?yàn)樗蛩|(zhì)的變化而影響環(huán)境的變化，而在第二個(gè)層次則因?yàn)樗麡屑~條件變化引起水域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和初級生物的非生物變化與生物變化，主要體現(xiàn)在水域中所涉及到的浮游生物、水生大型植物、岸邊植被的變化；第三層次是由于第一層次和第二層次的綜合利用導(dǎo)致生物種群發(fā)生了變化，直接導(dǎo)致水域河流生態(tài)環(huán)境的健康有一定的變化，在這一層次中體現(xiàn)出無脊椎動物，魚類和鳥類，浦乳動物的變化等。

首先是對非生物環(huán)境的影響，陳常梅，陸經(jīng)緯，李麗華對水利工程對水與生態(tài)的影響進(jìn)行了探討，水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)中非生物環(huán)境的影響，主要體現(xiàn)在水利工程的水庫攔沙使得泥沙含量減少，渾濁量降低等情況，除此之外，一些水利工程還可能影響河流水域中氮含量，ph值和營養(yǎng)物的改變。除此之外，水利工程對水域徑流的影響也有一定的作用，研究學(xué)者張競月 指出，水位的波動從各個(gè)方面影響了水生生物的棲息地、水生生物光照、氣候和波浪的改變等都會影響水域生物的生態(tài)模式。研究學(xué)者王同順認(rèn)為河流的水位變化，尤其是水域水位、漲落程度、頻率和持續(xù)時(shí)間導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)功能的主要因子發(fā)生了轉(zhuǎn)變，因此大多數(shù)的河流水域徑流及泥沙的運(yùn)動規(guī)律呈現(xiàn)出季節(jié)性的變化，水利工程對下游的影響范圍更大。

其次是對浮游生物和水生附著物的影響，黃榮靜研究指出在上游庫區(qū)內(nèi)，浮游生物主要是生活在靜水或緩流水的環(huán)境中，而在水庫未修建時(shí)生物的種類比較少，水庫修建讓水流流速減緩，因此導(dǎo)致庫區(qū)無機(jī)懸浮物和有機(jī)碎屑在庫區(qū)沉積，進(jìn)而增加了庫區(qū)的無機(jī)和有機(jī)營養(yǎng)物，為浮游生物的生長創(chuàng)造了有利的條件；在水庫蓄水之后，水生附著物對于淹沒對象、較大的植物都會有一定的影響。在下游河道水庫蓄水后，水渾濁度也將影響到總富有生物。

1.3修復(fù)河流水域生態(tài)的方法研究

隨著全球范圍內(nèi)對水域生態(tài)系統(tǒng)的重視程度不斷提升，各國對水域生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究也呈現(xiàn)出更為深入的研究，尤其是在一些發(fā)達(dá)國家對水域生態(tài)修復(fù)的研究和實(shí)驗(yàn)較多，技術(shù)也相對較為成熟，較大的水域生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)工作也有了一些實(shí)力，如泰晤士河、密西西比河等一些大型的水域生態(tài)系統(tǒng)都已經(jīng)在進(jìn)行修復(fù)，并且取得了一定的成果，歐盟還提出了改善水質(zhì)的修復(fù)計(jì)劃，這是河流管理史上推動河流修復(fù)的重要推動力。

河流生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放、復(fù)雜、動態(tài)、非平衡、非線形的生態(tài)系統(tǒng)，而修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的核心，便是要對河流生態(tài)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)功能內(nèi)容進(jìn)行了解。Borella P，Guerrieri E對軍團(tuán)菌進(jìn)入人工水域的機(jī)制以及使它們在水生生境中生存和生長的因素進(jìn)行了探討，其研究結(jié)論認(rèn)為軍團(tuán)菌表現(xiàn)出獨(dú)特的和多種策略通常損害其他細(xì)菌生存。這些策略包括進(jìn)入活的非可培養(yǎng)的能力在（VBNC）狀態(tài)，增加細(xì)胞內(nèi)多種原生動物，如變形蟲，在生物膜和生物能增強(qiáng)/其他水生細(xì)菌的存在抑制了生存。研究學(xué)者侯棻指出，河流修復(fù)其本意應(yīng)該是恢復(fù)河流水域生態(tài)系統(tǒng)，或接近于受到受損之前的狀態(tài)，修復(fù)河流水生態(tài)，意味著重建受干擾水域的功能及相關(guān)的物理化學(xué)和生物特征研究，學(xué)者指出，修復(fù)是一種可能的保護(hù)手段，其主要的目的是為了讓河流不再處于半自然的狀態(tài)。

2.海洋水域生態(tài)影響因素的研究綜述

海洋生態(tài)系統(tǒng)是由海洋生態(tài)系統(tǒng)、海洋經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與海洋社會系統(tǒng)組成的具有海洋特色的復(fù)合系統(tǒng)。海洋水生態(tài)的開發(fā)利用和保護(hù)需要以海洋或海岸帶資源為對象，研究與海洋直接相關(guān)的生產(chǎn)、流通、銷售、服務(wù)、消費(fèi)等相關(guān)經(jīng)濟(jì)活動。

2.1海洋生態(tài)與海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展

目前大多數(shù)學(xué)術(shù)研究者對海洋水域生態(tài)的研究，多數(shù)是是結(jié)合海洋生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)概念進(jìn)行研究，由于海洋已經(jīng)成為一種有效的經(jīng)濟(jì)場合，并且是諸多經(jīng)濟(jì)活動的場所，因此在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)環(huán)境、資源社會協(xié)調(diào)發(fā)展的過程中，將海洋水域生態(tài)作為一種生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)進(jìn)行討論，是不少經(jīng)濟(jì)學(xué)家和生態(tài)學(xué)家在研究海洋生態(tài)，水域生態(tài)環(huán)境過程中關(guān)鍵討論的問題。Auster P J，Bergstad O A對北大西洋的水域生態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和海底棲息地漁業(yè)調(diào)查，通過對水資源的調(diào)查和監(jiān)測，系統(tǒng)地分析了水資源開發(fā)與水環(huán)境保護(hù)，其認(rèn)為海洋水域生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)由許多組件組成的復(fù)雜系統(tǒng)，無法通過傳統(tǒng)的歸納方法的事件處理，海洋存在生態(tài)系統(tǒng)的自我強(qiáng)化的循環(huán)，這種系統(tǒng)在常規(guī)力量下有助于維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的連貫性。

2.2影響海洋水域生態(tài)的關(guān)鍵因素

海洋水域生態(tài)涵蓋整個(gè)海洋生物營養(yǎng)、環(huán)境和競爭相互作用，以及這些對海洋系統(tǒng)生產(chǎn)力、動態(tài)和結(jié)構(gòu)的影響。1982年，Barnes R S K，Hughes R N.在《An introduction to marine ecology[M]//An introduction to marine ecology》這本教科書中對海洋生態(tài)概念和水域生態(tài)提出啟發(fā)性的介紹。并將影響海洋水域生態(tài)的關(guān)鍵因素重點(diǎn)放在人類影響方面，并在漁業(yè)、海洋生態(tài)系統(tǒng)和人類干擾和養(yǎng)護(hù)方面進(jìn)行了探討，尤其是對漁業(yè)、海洋生態(tài)系統(tǒng)、養(yǎng)護(hù)和污染進(jìn)行分析，并且認(rèn)為人類活動是影響海洋水域生態(tài)的關(guān)鍵因素。

Danielopol D L，Gunatilaka A對澳大利亞一些地區(qū)的例子進(jìn)行探討。同樣突出了人的利用和對海洋水域生態(tài)環(huán)境的影響。對海洋生態(tài)系統(tǒng)和物理?xiàng)l件之間的關(guān)系：珊瑚礁和珊瑚群落；珊瑚礁魚類群落；其他礁組件和流程；海藻、海草和其他季節(jié)性；動態(tài)基質(zhì)；潮間帶-曼相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)，濕地、鹽沼和海岸等進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域的人類使用和管理，包括漁業(yè)對其生態(tài)環(huán)境影響巨大。Ulanowicz R E對海的咸水生態(tài)進(jìn)行了研究，其指出海洋生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)本質(zhì)上是從陸地或淡水不同，這意味著研究影響海洋水域生態(tài)的關(guān)鍵因素也必須重視食物網(wǎng)。研究學(xué)者對當(dāng)前我國海洋生態(tài)受污染的因素進(jìn)行綜合性調(diào)查，尤其是對渤海長三角珠三角等沿海地區(qū)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響因素進(jìn)行進(jìn)步的，調(diào)查分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)影響海洋水域生態(tài)的關(guān)鍵一，要素在于無機(jī)氮活性磷酸鹽和石油類。

此外，化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放量比地球以前經(jīng)歷過的海水化學(xué)變化要快得多，絕大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為這種變化的速度和程度會影響淺海海洋生物，直接影響到海洋水域生態(tài)，江剛指出增加的CO2擴(kuò)散從大氣進(jìn)入海洋水面，導(dǎo)致CO2分壓的增加，并減少[CO32-]和pH的CO2驅(qū)動海洋酸化導(dǎo)致減少碳酸鈣（碳酸鈣）在海洋表面的水飽和狀態(tài)，對鈣化的潛在影響較為明顯。Kurihara H，晴子 栗原.Kurihara，H討論了目前的研究主要集中在海洋酸化對早期發(fā)育和繁殖階段的鈣化作用，兩者都認(rèn)為在一個(gè)生命周期對環(huán)境變化最脆弱的階段。實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)表明，海洋酸化對施肥，負(fù)面影響卵裂，包括棘皮動物，雙殼貝類的沉降和生殖階段，珊瑚、甲殼動物。在高CO2濃度的耐受性方面，存在顯著的個(gè)體發(fā)育影響和種屬差異。得出的結(jié)論是，在未來的海洋酸度變化可能會影響人口規(guī)模和動態(tài)，以及鈣化的群落結(jié)構(gòu)，因此將對海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.3海洋水域生態(tài)的監(jiān)測及修復(fù)研究

首先，對于海洋水域生態(tài)的監(jiān)測。Jennings S，Andersen K H在1975年提出浮游生物指示燈、浮游生物記錄器對海洋水域生態(tài)情況進(jìn)行調(diào)查，并把科學(xué)和工業(yè)結(jié)合起來。目前這種生態(tài)足跡法在海洋水域生態(tài)監(jiān)測和海洋水域生態(tài)修復(fù)中非常常見，研究學(xué)者張瑜提出，利用生態(tài)足跡指數(shù)進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展測度研究，對海洋漁業(yè)生態(tài)足跡指數(shù)進(jìn)行漁業(yè)資源的可持續(xù)利用有著重要意義。研究學(xué)者李忠義，金顯仕，莊志猛，等對穩(wěn)定同位素技術(shù)在水域生態(tài)系統(tǒng)研究中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，其指出，穩(wěn)定同位素是一種天然的方式，在水域生態(tài)學(xué)的應(yīng)用應(yīng)該被重視，在水域生態(tài)系統(tǒng)的應(yīng)用具有重要的意義。除此之外，時(shí)間序列觀測是海洋學(xué)的一個(gè)重要組成部分。在過去的二十年中，時(shí)間序列擴(kuò)大了人們海洋生態(tài)過程的認(rèn)識，是改進(jìn)物理地球化學(xué)生態(tài)海洋動力學(xué)模型的重要組成部分。

其次，關(guān)于海洋水域生態(tài)修復(fù)，肖楚田在《武漢極地海洋世界：污染控制與水體生態(tài)修復(fù)并重》中提出，水質(zhì)改善、保護(hù)工程與景觀建設(shè)相結(jié)合是海洋水域生態(tài)修復(fù)的有效方法；除此之外，近年來很多研究人員將研究重點(diǎn)還放在了高效能、低成本的咸水型生態(tài)浮床的開發(fā)，2010年11月6日，廈門 大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院、近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃凌風(fēng)教授牽頭承擔(dān)的"十一五"863計(jì)劃海洋技術(shù)領(lǐng)域"成功研究出了一種“海水生態(tài)浮床技術(shù)”，該技術(shù)取得了一定的修復(fù)成果，并且突破了"耐海水修復(fù)植物選育"和"耐海水柔性浮床"兩項(xiàng)主要關(guān)鍵技術(shù)。

注釋：

（1）A.K.米斯拉，朱慶云.城市化對印度恒河流域水文水資源的影響[J].水利水電快報(bào)，2011，32（8）：14-18.

（2）金臘華，黃報(bào)遠(yuǎn)，劉慧璇，等.湛江電廠對周圍水域生態(tài)的影響分析[J].生態(tài)科學(xué)，2003，22（2）：165-167.

（3）王丹.象山港電廠溫升水域海洋生態(tài)環(huán)境變化分析[D].中國海洋大學(xué)，2014.

（4）沈欣軍，白希堯，湯紅，等.船舶壓載水?dāng)y帶外來物種及其對水域生態(tài)環(huán)境的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2004，23（1）：125-128.

（5）SIMIC，張善杰.全球性產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（GIA）成立應(yīng)對船舶壓載水?dāng)y帶海洋外來生物入侵[J].海運(yùn)縱覽，2009（3）：38-38.

（6）劉莊，沈渭壽，吳煥忠.水利設(shè)施對淮河水域生態(tài)環(huán)境的影響[J].地理與地理信息科學(xué)，2003，19（2）：77-81.