山區(qū)河流生態(tài)修復(fù)理論與技術(shù)研究進(jìn)展

劉 青，毛轉(zhuǎn)梅，李松陽，彭爾瑞*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利學(xué)院，云南 昆明 650201)

河流具有航運(yùn)、供水、防洪、發(fā)電等多種社會經(jīng)濟(jì)功能，以及調(diào)節(jié)氣候、維持全球的水分循環(huán)等生態(tài)功能，是人類社會可持續(xù)發(fā)展以及改善生態(tài)環(huán)境的重要保障[1]。隨著城市化的發(fā)展，人們對河流生態(tài)系統(tǒng)的需求日益增大，興建了大量的水庫、水閘等水利工程，導(dǎo)致了河流水量不足、水體流動性差等一系列現(xiàn)象，再加上農(nóng)業(yè)面源污染、生活污水排放，導(dǎo)致河流水質(zhì)惡化，水體自凈能力降低，河流生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞，河流生態(tài)系統(tǒng)退化加劇，已經(jīng)不能單純依靠污染治理手段，因此河流生態(tài)修復(fù)工作刻不容緩[2]。

山區(qū)河流具有匯流時(shí)間短、流速大、坡降大等特點(diǎn)，因此山區(qū)河流整治時(shí)必須結(jié)合其特點(diǎn)對河流進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。生態(tài)修復(fù)在早期的研究中，被作為一種恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的方法，其定義多為簡單的描述，如Gore和Shields認(rèn)為恢復(fù)或修復(fù)的過程是嘗試使生物和地球水文過程達(dá)到或接近受干擾前的狀態(tài)[1]。目前，生態(tài)修復(fù)是指通過人為的干預(yù)，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，使?xiàng)目工程周邊的生態(tài)系統(tǒng)得到改善，從而達(dá)到近自然狀態(tài)的過程。近年來，由于人們的環(huán)保意識不斷提高，河流的水質(zhì)改善已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，綜合性的河流生態(tài)修復(fù)已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。本文從河流生態(tài)修復(fù)的定義出發(fā)，歸納了國內(nèi)外河流生態(tài)修復(fù)的理念，在此基礎(chǔ)上總結(jié)了山區(qū)河流生態(tài)修復(fù)的技術(shù)與方法，闡述了國內(nèi)外河流生態(tài)修復(fù)后評價(jià)，最后總結(jié)了目前河流生態(tài)修復(fù)中存在的問題，以便為后期河流生態(tài)修復(fù)工作提供參照。

1 河流生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)理論研究

1.1 國外河流生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)理論研究

在未正式形成河流生態(tài)修復(fù)的概念之前，國外的人們就開始對河流進(jìn)行了早期的研究，從而形成了早期的河流修復(fù)理念。

1938年德國Seifert率先提出“近自然河溪治理”的概念，這是河流生態(tài)修復(fù)研究的開端[3]。但最早進(jìn)行河流生態(tài)修復(fù)實(shí)踐的是德國Ernst Bittman[4]，他于1965年利用柳樹和蘆葦在萊茵河岸邊進(jìn)行了生態(tài)護(hù)岸實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了對河流結(jié)構(gòu)的修復(fù)。20世紀(jì)70年代末瑞士的克里斯琴·戈?duì)柕蟍5]在Ernst Bittman生態(tài)護(hù)岸的基礎(chǔ)上，將其發(fā)展為“多自然型河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)”，使河流保持原始自然狀態(tài)。

之后，Christian Goldi的河流生態(tài)修復(fù)方法在日本以及歐美國家全面展開。美國的Mitsch和Jorgensn于1989年在Odum生態(tài)工程概念的基礎(chǔ)上，提出了“生態(tài)工程”這一理論[4]，奠定了河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)的理論基礎(chǔ)。日本從1986年才開始學(xué)習(xí)歐洲的河道治理技術(shù)，但“多自然型河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)”在日本卻飛速發(fā)展。日本要求凡有條件的河段盡量使用天然材料修建河堤，摒棄傳統(tǒng)的水泥板等材料，并命名為“生態(tài)河堤”。同時(shí)，西方國家美國、法國、德國、瑞士等國家開始拆除先前河道修筑過程中鋪設(shè)的硬質(zhì)材料，以天然材料代替，逐步恢復(fù)河道以及周邊的原始自然狀態(tài)。如法國對河道建設(shè)過程中的不透水面積進(jìn)行了定量；德國開始在全國范圍內(nèi)進(jìn)行硬化河道整治；瑞士把優(yōu)先使用生物材料治理河道作為明文規(guī)定。隨著河流生態(tài)修復(fù)方法的成功，20世紀(jì)90年代美國、丹麥等發(fā)達(dá)國家，嘗試開展流域尺度下的河流生態(tài)修復(fù)工程[3]，如對密西西比河、斯凱恩河進(jìn)行整體修復(fù)，通過重塑河道的蜿蜒性，恢復(fù)河流物理及水文動力，改善生物棲息地條件，從而實(shí)現(xiàn)流域尺度下河流生態(tài)修復(fù)的成功。

整體來說，國外在對河流生態(tài)修復(fù)的研究中，關(guān)于河流形態(tài)修復(fù)的研究較多，但對于其修復(fù)過程、機(jī)理以及其實(shí)驗(yàn)證明的研究則相對較少。

1.2 國內(nèi)河流生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)理論研究

相對于西方國家，我國在河流生態(tài)修復(fù)方面的研究起步較晚，早期的研究主要側(cè)重于河流生態(tài)系統(tǒng)的單個(gè)功能，如河岸帶植被的特征、河岸帶的功能及管理，以及對污染河道生態(tài)修復(fù)機(jī)理機(jī)制的探討等。

我國對河流生態(tài)修復(fù)的研究始于1999年劉樹坤“大水利”理論的提出，標(biāo)志著我國河流生態(tài)修復(fù)工作的開始[6]。2002年高甲榮等[7]在分析傳統(tǒng)河溪治理的基礎(chǔ)上，提出了河溪近自然治理的原則，并對其基本模式進(jìn)行了探討。2003年董哲仁[8]提出了“生態(tài)水工學(xué)”的概念，從生態(tài)系統(tǒng)的角度出發(fā)，對修復(fù)河流生態(tài)環(huán)境提出了一系列理論和方法。王超等[9]在2004年提出了五位一體的城市水生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)模式。2004年楊海軍等[10]在分析傳統(tǒng)水利工程對河流生態(tài)過程破壞的基礎(chǔ)上，提出了我國受損河岸生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的研究方法。趙彥偉等[11]于2005年提出了評價(jià)河流生態(tài)系統(tǒng)健康的指標(biāo)體系和量化方法。達(dá)良俊等[12]于2005年首次在我國提出“近自然型人工水景觀建設(shè)”的理念與概念。陳慶偉等[13]在2007年闡述了大壩建造對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響，并介紹了水庫生態(tài)調(diào)度措施。

總的來說，目前我國對河流生態(tài)修復(fù)理論研究已經(jīng)取得了一定的成果。但主要集中在模式探討和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，對河流系統(tǒng)的研究理論較少見。

2 山區(qū)河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)與方法

在對山區(qū)河流進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時(shí)，必須考慮山區(qū)河流的特點(diǎn)，針對山區(qū)河流的特征，采取工程措施與生物措施相結(jié)合的辦法，對河流進(jìn)行生態(tài)修復(fù)[14]。

2.1 水質(zhì)生態(tài)修復(fù)技術(shù)

水質(zhì)生態(tài)修復(fù)技術(shù)是指對污染的水體進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，使其水質(zhì)類別有所提升。常用的水質(zhì)生態(tài)修復(fù)技術(shù)包括生態(tài)浮床、底泥疏浚、機(jī)械除藻以及人工濕地等修復(fù)技術(shù)。具體的水質(zhì)生態(tài)修復(fù)技術(shù)特征與應(yīng)用見表1。

2.1.1 生態(tài)浮床的研究與應(yīng)用 生態(tài)浮床，又稱生物浮島，是指將植物種植在浮于水面的床體上，使植物在生長過程中利用根系吸收水體中的污染物質(zhì)，同時(shí)植物根系附著的微生物降解水體中的污染物，從而有效進(jìn)行水體修復(fù)的技術(shù)[15]。它具有原位修復(fù)[16]、可移動、操作簡單、造價(jià)低、材料來源廣、結(jié)構(gòu)組裝方便、凈化能力好、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，因此該技術(shù)受到國內(nèi)外生物學(xué)家的重視[17-18]。

蔡魯祥等[19]通過水生植物修復(fù)技術(shù)與生態(tài)浮床復(fù)合技術(shù)凈化廢水的對比實(shí)驗(yàn)得出，生態(tài)浮床復(fù)合技術(shù)對廢水中的污染物有較強(qiáng)的去除能力。唐林森[20]在生態(tài)浮床上種植空心菜、美人蕉等植物，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)水體質(zhì)量得到了較大的改善，從而得出這些植物作為浮島植物治理水體富營養(yǎng)化是基本合適的。羅固源等[21]通過示蹤試驗(yàn)與物料衡算的方法，研究了美人蕉和菖蒲生態(tài)浮床的凈化能力，發(fā)現(xiàn)這2種生態(tài)浮床對水體中TN、TP等的凈化效果較好。高陽俊等[22]在淀山湖千墩浦河口選取水芹、水蔥、美人蕉等7種水生植物實(shí)施生態(tài)浮床試驗(yàn)工程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)浮床區(qū)的進(jìn)水和透明度都分別提升，浮床系統(tǒng)有效改善了千墩浦來水水質(zhì)和浮床外圍水質(zhì)。張華[23]針對丁香湖水體惡化問題，采用鳳眼蓮與美人蕉搭配設(shè)置人工浮島進(jìn)行水質(zhì)改善，發(fā)現(xiàn)人工浮島運(yùn)行后對水體中TN、TP的凈化效果良好。

2.1.2 底泥疏浚的研究與應(yīng)用 底泥疏浚主要是針對底泥污染嚴(yán)重的河段，所采取的一種措施，它在一定程度上可削減河道的內(nèi)源污染，從而起到改善水質(zhì)的作用[9]。底泥疏浚具有工程量大、費(fèi)用高、精度高等缺點(diǎn)，因此在開工前應(yīng)對挖泥量和挖泥深度作出界定[2]。

王娜[24]通過對南陽湖湖心區(qū)和泗河河口區(qū)進(jìn)行原位泥樣采集,對比疏浚和未疏浚前后氮磷的總濃度和釋放速度,得到疏浚對氮磷的控制效果。王敬富等[25]評估了阿哈水庫底泥疏浚工程對內(nèi)源污染的影響，結(jié)果表明：疏浚后實(shí)驗(yàn)區(qū)底泥的TP、TN、Fe、TS等主要污染物含量明顯下降。吳芝瑛等[26]對西湖底泥疏浚工程前后沉積物中營養(yǎng)物質(zhì)含量、水質(zhì)以及水生生物群落各主要類群等方面的研究，探討了該工程對生態(tài)的影響。研究結(jié)果表明：底泥疏浚降低了西湖各層沉積物中的有機(jī)質(zhì)、N、P含量和水體富營養(yǎng)化程度。

2.1.3 機(jī)械除藻的研究與應(yīng)用 機(jī)械除藻[27]作為一種物理除藻法，是以機(jī)動性好的浮船為載體，安裝合適的過濾裝置，定時(shí)收集一定量的藻類之后用人工操作的高壓水流沖刷的方法去除，如固頂式抽藻、流動式除藻、移動式抽藻及人工打撈等機(jī)械清除物理措施。此方法耗費(fèi)大量的人力，需要人員定時(shí)監(jiān)管，自動化程度低，覆蓋面不夠，除藻效果不顯著[28]。

董悅安等[29]通過對比吸附性材料凈水試驗(yàn)、水葫蘆凈化水體試驗(yàn)和機(jī)械除藻試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)機(jī)械除藻試驗(yàn)后水中的葉綠素含量比除藻前下降降幅較大，說明通過除藻，水體中藻的數(shù)量明顯減少，除藻試驗(yàn)效果顯著。沈銀武等[30-31]通過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在湖泊造成藍(lán)藻堆集時(shí)，采用機(jī)械方法大量清除藍(lán)藻，能有效降低湖泊的N、P含量和藻類素含量。馬夢華[28]根據(jù)南水北調(diào)輸水渠道產(chǎn)生的季節(jié)性藻類，依托當(dāng)前國內(nèi)外的除藻技術(shù)、設(shè)備及原理，設(shè)計(jì)適用于南水北調(diào)工況的除藻機(jī)械，止水閘口的除藻設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了除藻機(jī)械的自動化控制。

2.1.4 人工濕地的研究與應(yīng)用 人工濕地主要是通過模擬天然濕地形成的結(jié)構(gòu)和功能，形成基質(zhì)—微生物—植物復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)[32]。它主要利用物理、化學(xué)、生物三者共同作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物降解等作用，實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)的凈化[2]。與傳統(tǒng)方法相比，人工濕地具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)[33]。

吳曉鶯等[32]構(gòu)建美人蕉潛流人工濕地系統(tǒng)，對比模塊化填料人工濕地系統(tǒng)和普通碎石填料人工濕地系統(tǒng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)模塊化填料人工濕地對氨氮和總磷的去除效果比較明顯。喬廈等[34]根據(jù)武漢市徑流的水質(zhì)和水量特征，采用多級串聯(lián)的表面流人工濕地系統(tǒng)對其進(jìn)行了徑流凈化研究，發(fā)現(xiàn)在濕地系統(tǒng)整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)，人工濕地均表現(xiàn)出良好的凈化效果，有效地減輕了城市徑流水質(zhì)。張智涌等[35]采用新型折流式人工濕地對成都市進(jìn)行降雨徑流凈化研究，發(fā)現(xiàn)折流式人工濕地系統(tǒng)對城市降雨徑流凈化效果顯著，可用于城市降雨徑流污染的控制和雨水利用。

2.2 河道形態(tài)修復(fù)技術(shù)

河道形態(tài)修復(fù)技術(shù)是指尊重河道的天然形態(tài)，修復(fù)河道的縱向形態(tài)和橫向形態(tài)，使河道蜿蜒曲折的形態(tài)得以保留，從而保護(hù)河道的多樣性[39]。河道形態(tài)修復(fù)技術(shù)主要包括河道縱向形態(tài)修復(fù)、河道橫向斷面修復(fù)、河道濱水帶修復(fù)等方面的修復(fù)[40]。具體的河道形態(tài)修復(fù)技術(shù)的方法與應(yīng)用見表2。

表1 水質(zhì)生態(tài)修復(fù)技術(shù)的特征與應(yīng)用

2.2.1 河道縱向形態(tài)修復(fù)研究與應(yīng)用 河道縱向形態(tài)修復(fù)主要是拆除阻礙河流的攔水建筑物[41]，使河流保持自然蜿蜒的河道形態(tài)。常采用的措施包括構(gòu)建河道的蜿蜒形態(tài)、恢復(fù)河道的連續(xù)性、增加水體流動的多樣性等[40]。

郝曉磊[42]認(rèn)為蜿蜒性是自然河流的重要特征，河流的蜿蜒性形成了豐富的河濱植被、河流植物，成為鳥類、兩棲動物的棲息地。保持河流的蜿蜒性是保護(hù)河流形態(tài)多樣性的重點(diǎn)。因此在進(jìn)行生態(tài)河道設(shè)計(jì)時(shí)，必須尊重河道的天然形態(tài)，避免直線和折線型。馮若文[43]通過綜述國內(nèi)外自然過程連續(xù)性視角下的河流生態(tài)修復(fù)理論與實(shí)踐，以多尺度、多步驟混合審視的研究方法，在秦嶺北麓太平河流域展開實(shí)踐應(yīng)用研究，提出秦嶺北麓太平河從流域尺度到河段尺度的自然過程連續(xù)性生態(tài)修復(fù)規(guī)劃策略。

2.2.2 河道橫向斷面修復(fù)研究與應(yīng)用 河道橫向斷面修復(fù)是指采取人工設(shè)計(jì)與河流橫截面特征相結(jié)合的方式，對河床橫斷面進(jìn)行修復(fù)。常采用的方法有：復(fù)合形斷面形態(tài)生態(tài)修復(fù)；橫向斷面河床深潭與淺灘生態(tài)修復(fù)[9]；拆除河床先前的硬質(zhì)材料，恢復(fù)河床自然泥沙狀態(tài)等[40]。

王超等[9]認(rèn)為復(fù)合形斷面是比較理想的河道橫斷面形式，在正常水位和枯水條件時(shí)，河流由中心河槽向下游流去，兩側(cè)平臺為水生植物與動物提供生存空間；洪水位時(shí)河流由全河槽向下游流去，兩側(cè)平臺淹沒，河道行洪斷面增大，有效地排泄洪水。河道橫向斷面河床深潭與淺灘生態(tài)修復(fù)是維系河流生物多樣性的重要措施。

2.2.3 河道濱水帶修復(fù)研究與應(yīng)用 河道濱水帶是介于陸地以及水體的中間地帶，是河岸區(qū)域一條具有生命力的綠色緞帶，由不同的綠色植物組成，濱水帶可以是自然的，也可以是經(jīng)過人工加工或者恢復(fù)過的[9]。研究表明，濱水帶是重要的生物自然凈化區(qū)域，對于保護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)和維護(hù)人類健康有著重要的作用。

張飲江等[44]通過對濱水帶生態(tài)景觀功能分析，系統(tǒng)地歸納了國內(nèi)外退化濱水景觀帶植物群落生態(tài)修復(fù)相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀，提出了今后濱水帶生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究方向，為我國退化濱水生態(tài)景觀帶植物群落生態(tài)修復(fù)集成技術(shù)的研究提供參考。楊海軍等[45]提出了一種在確保河岸工程具有抗洪防止河岸侵蝕結(jié)構(gòu)的前提條件下,將河岸工程設(shè)計(jì)為蘆葦?shù)壬锬軌蛏娴亩嗫紫督Y(jié)構(gòu),恢復(fù)重建河岸生態(tài)系統(tǒng)的工程化方法。王瑩[46]認(rèn)為壘石型護(hù)岸技術(shù)適用于較陡、沖蝕較嚴(yán)重的水岸帶，在這種情況下，光種植植物是不夠的，還應(yīng)采用石塊壘堆起來，污染水可以在縫隙中曲折的流動或在石塊表面流動。在石頭的縫隙種植具有處理性能好、成活率較高的水生植物，如蘆葦?shù)?，形成了一個(gè)獨(dú)特的動植物生態(tài)環(huán)境，對污水進(jìn)行凈化。這種護(hù)岸能增強(qiáng)水岸帶的防洪功能。

河道形態(tài)修復(fù)對水生態(tài)系統(tǒng)具有重要的影響，縱向形態(tài)決定水體流速，從而決定泥沙沉積、河道的地形侵蝕過程、水體凈化能力等；橫向形態(tài)不同對水體凈化能力、水生動物棲息空間等的影響也不同，但復(fù)合形斷面形式有利于水生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。

2.3 水生生物修復(fù)

水生生物修復(fù)技術(shù)是指充分利用水體中的植物、動物和微生物的吸收、降解和轉(zhuǎn)化作用，將水體中的有害污染物降至最低，實(shí)現(xiàn)河道水質(zhì)生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)[49]。水生生物修復(fù)包括水生植物修復(fù)和水生動物修復(fù)2類。

表2 河道形態(tài)修復(fù)技術(shù)的方法與應(yīng)用

2.3.1 水生植物修復(fù) 水生植物修復(fù)主要是根據(jù)河道的水位情況以及底質(zhì)，對河道內(nèi)的水生植物進(jìn)行修復(fù)。水生植物的恢復(fù)主要包括3個(gè)步驟[2]：(1)基于區(qū)域內(nèi)水生植物的狀況，選擇適應(yīng)能力強(qiáng)、生長狀況好又有水質(zhì)凈化能力的水域現(xiàn)存植被物種作為建群種；(2)再根據(jù)水域內(nèi)先鋒物種的伴生物種及相關(guān)試驗(yàn)，確定群落結(jié)構(gòu)組成；(3)最后結(jié)合水域的地貌特征及水環(huán)境狀況，合理布置水生植物群落。

王國祥等[50]依據(jù)湖泊中不同生態(tài)類型水生高等植物的微生境特點(diǎn)，設(shè)計(jì)建造了由漂浮、浮葉、沉水植物為優(yōu)勢種的斑塊小群叢構(gòu)成的鑲嵌組合水生植物群落。

2.3.2 水生動物修復(fù) 水生動物修復(fù)主要是以恢復(fù)水中的魚、蟹等動物，構(gòu)建“水生植物微生物藻類水生動物”食物鏈，實(shí)現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的完整性，從而輔助水生植物對河道進(jìn)行凈化。

2.4 流域生態(tài)修復(fù)

流域是指河流或湖泊的出口控制斷面所對應(yīng)上游的由地表水及地下水的分水線所包圍的集水區(qū)，是一個(gè)從源頭到河口有徑流注入的水文單元，是典型的自然生態(tài)系統(tǒng)。流域的范圍有大有小，所涉及的地區(qū)通常包括不同的省份。因此對流域進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時(shí)，應(yīng)從整體上進(jìn)行考慮。

王思凱等[51]根據(jù)萊茵河綜合治理的情況得出長江流域生態(tài)治理的方案：(1)建立全流域跨部門的綜合管理機(jī)構(gòu)；(2)制定流域總體目標(biāo)和行動計(jì)劃；(3)建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制協(xié)調(diào)流域內(nèi)各方利益；(4)積極鼓勵企業(yè)和公眾參與；(5)從源頭治理污染，提升水質(zhì)；(6)建立完整的全流域監(jiān)測方案；(7)完善生態(tài)修復(fù)模式。翟文娟等[52]針對岷江流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)制定了上、中、下游不同的生態(tài)修復(fù)措施。上述研究都根據(jù)流域的實(shí)際情況而采取不同的生態(tài)修復(fù)措施，歸結(jié)起來則是“綜合管理、分而治之”。

此外，在河流生態(tài)修復(fù)的方法上，許多學(xué)者進(jìn)行了研究。Deason在2001年針對污水處理提出了自己的觀點(diǎn)，為人類治理河流污染提供了參照[6]；在2004年Brilly等人研究了修復(fù)城市河流魚類棲息地的方法；楊海軍等[10]介紹了河流生態(tài)修復(fù)的方法，他們認(rèn)為應(yīng)該開展以修復(fù)生物棲息環(huán)境為目標(biāo)的河岸生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究；陳慶偉等[13]詳細(xì)介紹了水庫生態(tài)調(diào)度技術(shù)措施。

3 生態(tài)修復(fù)后評價(jià)研究

3.1 國外河流生態(tài)修復(fù)后評價(jià)研究

后評價(jià)研究涉及項(xiàng)目過程的所有方面，如生物、植被、地質(zhì)地貌等[53]。河流生態(tài)修復(fù)后評價(jià)主要是把修復(fù)后的各種要素指數(shù)與修復(fù)前的進(jìn)行對比，從而評判生態(tài)修復(fù)措施是否成功。國外學(xué)者多采用指示物種法與指標(biāo)體系法這2種方法[54]。

3.1.1 指示物種法 指示物種法[55]主要是依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵物種、特有物種、指示物種、瀕危物種和環(huán)境敏感物種等的數(shù)量、生物量、生產(chǎn)力、結(jié)構(gòu)指標(biāo)、功能指標(biāo)及一些生理生態(tài)指標(biāo)來描述生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。指示物種法是通過定量觀測計(jì)算指示物種的參數(shù)來評價(jià)河流生態(tài)[56]。這種方法由于其快速、簡單而被人們廣泛地應(yīng)用。常用的水生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)指示物種主要包括魚類、藻類和無脊椎動物3種類型。如Lopa等[57]在對Kamisaigo河進(jìn)行生態(tài)修復(fù)評價(jià)時(shí)，以魚類作為指示物種來判斷河流的健康。Sonstegard等[58]指出銀大馬哈魚對北美大湖區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)健康有指示作用。Edwards等[59]等采用鮭魚為指示種來監(jiān)測湖泊貧營養(yǎng)化。

3.1.2 指標(biāo)體系法 指標(biāo)體系法[55]是根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的特征及其服務(wù)功能建立指標(biāo)體系來進(jìn)行定量評價(jià)，是目前區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)的主要方法，選取的指標(biāo)既包括生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和過程指標(biāo)，也可以是社會經(jīng)濟(jì)和景觀格局、土地利用指標(biāo)，該方法以其提供信息的全面性和綜合性而被廣泛應(yīng)用于生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)中。指標(biāo)體系法的評估指標(biāo)大多集中在水質(zhì)、物種豐富度、地貌等方面，如美國環(huán)保署[54]在1999年推出的新版RBPs，以人為干預(yù)極小的河流作為參照，確定參考狀態(tài)，以河床泥沙組成、河床表層生境等10個(gè)生境指標(biāo)用于表征棲息地質(zhì)量；英國在20世紀(jì)90年代建立的河流保護(hù)評價(jià)系統(tǒng)(SERCON)，采用35個(gè)特征指標(biāo)，從自然性、種群豐富度等方面對河流進(jìn)行評價(jià)[60]；澳大利亞的溪流狀態(tài)指數(shù)(ISC)，以河流形態(tài)特征、河岸帶狀況、河流水文學(xué)、水質(zhì)以及水生生物5個(gè)指標(biāo)評價(jià)長期河流管理和恢復(fù)中干擾的有效性[54]；吳阿娜等[61]在1994年針對河口地區(qū)，提出了南非EHI指數(shù)，用水質(zhì)指數(shù)、生物健康指數(shù)等綜合評價(jià)河口健康狀況。

3.2 國內(nèi)河流生態(tài)修復(fù)后評價(jià)研究

目前，我國的河流生態(tài)修復(fù)工作總體上處于起步階段，關(guān)于河流生態(tài)修復(fù)后評價(jià)的工作開展較少，對生態(tài)環(huán)境方面的評價(jià)比較簡單，多為水質(zhì)方面的評價(jià)，無法為河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)和方法提供反饋信息。近年來，我國學(xué)者也相繼開展了有關(guān)城市河流生態(tài)修復(fù)后評價(jià)的研究。

3.2.1 評價(jià)方法的研究 郭維等[62]運(yùn)用層次分析法對北京市轉(zhuǎn)河進(jìn)行生態(tài)修復(fù)評價(jià)；趙進(jìn)勇等[63]針對在不同形勢下解決河流生態(tài)修復(fù)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施過程的決策問題，提出了河流生態(tài)修復(fù)負(fù)反饋調(diào)節(jié)規(guī)劃設(shè)計(jì)方法；董曉軍等[64]針對河流的綜合利用、生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)可行性3個(gè)方面效應(yīng)，建立了基于網(wǎng)絡(luò)分析法的河流生態(tài)修復(fù)后評估指標(biāo)體系模型；張慧娟等[65]采用潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法和風(fēng)險(xiǎn)評估法對河流沉積物中重金屬進(jìn)行評估；蔡楠等[66]運(yùn)用層次分析法，確定了各指標(biāo)的權(quán)重，構(gòu)建了城市河流生態(tài)修復(fù)評估體系；張瑞等[67]采用群組決策的層次分析法，從環(huán)境效益、技術(shù)管理與維護(hù)及社會經(jīng)濟(jì)功能3個(gè)方面構(gòu)建再生水補(bǔ)給型河湖水生態(tài)修復(fù)技術(shù)評價(jià)指標(biāo)體系。

3.2.2 評價(jià)指標(biāo)的研究 孫東亞等[68]提出了包括水利功能、公眾參與機(jī)制、生態(tài)狀況等在內(nèi)的7項(xiàng)綜合評估準(zhǔn)則；朱曉博[69]從城市河流生態(tài)修復(fù)的角度出發(fā)，提出了城市河流生態(tài)修復(fù)效果的“環(huán)境效應(yīng)—價(jià)值效應(yīng)”綜合評價(jià)體系；曹欠欠等[70]從河流自然功能、生態(tài)環(huán)境功能和社會經(jīng)濟(jì)功能3個(gè)方面構(gòu)建了河流生態(tài)修復(fù)效果評價(jià)指標(biāo)體系；王姝等[71]等構(gòu)建了包含水利功能保持情況、技術(shù)指標(biāo)、工程指標(biāo)、生態(tài)干擾、生態(tài)恢復(fù)力等在內(nèi)的9個(gè)方面共26項(xiàng)指標(biāo)的重慶市城區(qū)段河流生態(tài)修復(fù)后評價(jià)指標(biāo)體系；陳歆等[72]等從水文、水質(zhì)、生物、生境等5個(gè)要素12個(gè)指標(biāo)對拉薩河進(jìn)行了河流健康評價(jià)。陳淼等[73]等依據(jù)大型水庫影響下的庫區(qū)河流生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)，構(gòu)建了包括水文情勢、河流形態(tài)和河岸帶生境3個(gè)方面18個(gè)指標(biāo)的庫區(qū)河流生境評價(jià)指標(biāo)體系，對三峽庫區(qū)支流進(jìn)行生境質(zhì)量評價(jià)。

4 結(jié)論

總結(jié)國內(nèi)外河流生態(tài)修復(fù)工作的研究進(jìn)展及其評價(jià)，我們可以得出一下結(jié)論：

(1)在河流生態(tài)修復(fù)理論研究上，國外主要集中在河流形態(tài)、生態(tài)修復(fù)材料的開發(fā)以及工程實(shí)踐上，對于其生態(tài)修復(fù)的理論、機(jī)理等的研究較少。

(2)我國的河流生態(tài)修復(fù)工作起步較晚，屬于初級階段，且主要集中在河流的模式探討上，對河流生態(tài)修復(fù)機(jī)理，山區(qū)河流生態(tài)修復(fù)以及河流的整體生態(tài)修復(fù)還較少，有待更進(jìn)一步的開展。

(3)在河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)方面，人們對城市河流進(jìn)行了大量的生態(tài)修復(fù)，而山區(qū)河流長期以來卻鮮見報(bào)道。對于山區(qū)河流，我們必須根據(jù)其自身的特點(diǎn)，針對山區(qū)河流的特征，采取工程措施與生物措施相結(jié)合的生態(tài)修復(fù)方法。且在對它進(jìn)行修復(fù)時(shí)，應(yīng)充分考慮其作為一個(gè)連續(xù)的生態(tài)體系，必須從流域?qū)用嬲w上對河流進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

(4)在河流生態(tài)修復(fù)后評估方面，國外主要采取指標(biāo)體系法和指示物種法2種方法對修復(fù)后的河流進(jìn)行評估。我國學(xué)者對后評估的方法與指標(biāo)體系的構(gòu)建已進(jìn)行了大量的研究，并取得了相應(yīng)的成果，產(chǎn)生了許多河流后評估的方法。但對于山區(qū)河流后評價(jià)的方法和指標(biāo)體系的構(gòu)建研究較少，需進(jìn)一步加深。