山區(qū)鄉(xiāng)村段河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)策略研究

劉倩，白鈺

（中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710065）

1 河流生態(tài)環(huán)境特征

汾河為寧武縣第一大河，發(fā)源于寧武縣東寨鎮(zhèn)西北約1 km 處管涔山中，河流兩側(cè)多條支流匯入。汾河沿線為河漫灘山坡黃土地貌，寬達150～1 500 m，河身稍有彎曲，上游多卵石，下游多淤泥，常年流量3 m3/s 左右，兩岸階地頗為發(fā)育，平坦且寬多居長，兩側(cè)坡度平穩(wěn)。東西高山內(nèi)側(cè)腰部為黃土丘陵區(qū)地貌，地形低矮而拱圓，黃土覆蓋。兩岸土地利用現(xiàn)狀以耕地為主，同時也是鎮(zhèn)村建設(shè)用地的集中分布地帶，沿線村鎮(zhèn)多分布在河流右岸?？傮w來看，汾河兩岸地勢平坦、多流匯入、耕地連片、村鎮(zhèn)集聚，生態(tài)資源豐富，自然環(huán)境良好，但由于人類活動的破壞，河流自然生境遭到破壞，造成一系列的生態(tài)環(huán)境問題。

1.1 自然生境破壞，植被覆蓋率降低

汾河流域植被資源豐富，但由于砍伐林木、墾荒屯田、泄湖造田等人類活動的影響，曾經(jīng)“萬木下汾河”的盛景不復(fù)存在，流域植被覆蓋率持續(xù)降低?，F(xiàn)在汾河兩岸植被稀疏，地表裸露現(xiàn)象明顯，山前地帶植被以灌叢、草地、耕地為主，林地稀疏、林分單一，植被結(jié)構(gòu)簡單，缺乏連續(xù)成片的防護林帶，無法起到蓄水保土、護堤護田、防風(fēng)固沙的作用，造成水土流失，致使河流河床迅速抬高，生態(tài)系統(tǒng)逐漸退化，水源涵養(yǎng)能力逐步降低，大小旱澇災(zāi)害頻發(fā)。流域丘陵起伏，溝壑縱橫，地形破碎，高低懸殊，由于地表植被覆蓋率較低，加之集中降水，水力侵蝕嚴(yán)重，徑流多泥沙，據(jù)水文泥沙觀測計算，懸移質(zhì)輸沙模數(shù)最大可達6 000 t/km2以上，下游水庫淤積嚴(yán)重。

1.2 濕地系統(tǒng)退化，生物多樣性減少

歷史早期汾河流域湖泊沼澤遍地，沿河濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，水源涵養(yǎng)能力強，生物多樣性豐富。但是隨著人類在汾河沿線的資源開采和土地利用，改變了濕地用途，原生的生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重的影響。河道兩岸灘涂的開墾與利用，破壞了天然河濱植被和河流植物，導(dǎo)致水域濕地面積逐漸減少，水生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞。沿河生境的破壞，使動植物喪失了棲息空間，河流的生物多樣性逐步降低。天然植被的破壞，會導(dǎo)致魚類的產(chǎn)卵條件發(fā)生變化，導(dǎo)致動物棲息地、避難所的破壞，從而造成物種的數(shù)量減少或者消亡。沿河的人類聚居以及工農(nóng)業(yè)發(fā)展，占用了原有的濕地，用水量激增汾河水量驟減，導(dǎo)致汾河沿線濕地面積減少、蓄水量減少，水質(zhì)惡化，整個濕地生態(tài)系統(tǒng)功能降低，生物多樣性減少，更加速了濕地萎縮，還導(dǎo)致區(qū)域性持水能力下降，容易引發(fā)區(qū)域性洪水災(zāi)害。

1.3 點源面源污染，影響河流水質(zhì)

汾河沿線村鎮(zhèn)建設(shè)、企業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)種植等一系列人為活動，形成了點面源污染，同時由于缺乏系統(tǒng)的排污治污措施，從而影響汾河水質(zhì)，破壞河流生態(tài)環(huán)境。

寧武汾河沿線污水處理水平較低。寧武縣汾河流域現(xiàn)僅有一座生活污水處理廠，位于東寨鎮(zhèn)，由于處理能力不足，管網(wǎng)體系不完整，仍有30%～40%的污水是直接排放，更有周邊村莊污水也無法收集處理，污水廠的處理能力和處理標(biāo)準(zhǔn)都不能滿足汾河上游對于水質(zhì)的要求。汾河沿線散布的其他鄉(xiāng)村和村莊沒有配套任何污水處理設(shè)施，生活污水均直排入汾河，嚴(yán)重影響了汾河水質(zhì)。寧武汾河沿線目前垃圾處理體系不完善，村鎮(zhèn)生活垃圾隨意傾倒，汾河沿線及支溝生活垃圾堆積隨處可見，未形成完善的收集、轉(zhuǎn)運、處理、監(jiān)督體系，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負面影響。河流沿線分布有大量的農(nóng)田，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中農(nóng)藥化肥的不合理施用，造成農(nóng)藥中的氮和磷等通過地表徑流、土壤滲濾進入水體，從而污染水質(zhì)。

1.4 兩岸用地粗放，環(huán)境風(fēng)貌欠佳

汾河兩岸的土地使用粗放，居民點、養(yǎng)殖場、煤炭儲存?zhèn)}等分布缺乏統(tǒng)籌，耕地、園地、林地、草地呈碎片化分布。汾河干流沿線的耕地多為原有河灘地填土后耕種，土壤層薄，保水性差，現(xiàn)有耕地粗放經(jīng)營，部分耕地荒廢，形成廣種薄收的狀況。河流沿線村鎮(zhèn)建設(shè)用地缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，存在亂占亂用、亂圍亂堵、亂堆亂放、亂建違建的現(xiàn)象。河道沿線的土地資源無序、粗放、低效利用現(xiàn)象，制約汾河沿線經(jīng)濟發(fā)展的同時，也破壞了汾河兩岸的生態(tài)景觀環(huán)境。

2 河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)思路

河流生態(tài)系統(tǒng)包含陸地河岸系統(tǒng)、水生態(tài)系統(tǒng)以及濕地灘涂生態(tài)系統(tǒng)，是動植物的重要棲息地，受人類活動的影響，河流自然生態(tài)系統(tǒng)遭到一定程度的破壞，水生植物覆蓋程度低、類型單一，無法為動物植物、微生物提供良好的棲息地。遵循系統(tǒng)性、整體性、協(xié)同性原則，堅持“山水林田湖草是一個生命共同體”的理念，實施河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)，對水系、河岸、灘涂、濕地進行統(tǒng)籌考慮、系統(tǒng)治理，構(gòu)建“兩核三心引領(lǐng)，生態(tài)綠廊為軸，山水營地串聯(lián)，河灘生態(tài)修復(fù)”的空間結(jié)構(gòu)體系，綜合部署濱河濕地、河灘濕地、生態(tài)林帶、山水營地等工程。修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)，使其發(fā)揮涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)徑流、蓄洪防旱、調(diào)節(jié)小氣候、保護生物多樣性等生態(tài)功能，打造人水和諧的河流生態(tài)環(huán)境。

3 河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)策略

3.1 濱河濕地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)

3.1.1 濕地水系

濕地水系通過汾河主河道補水，在靠近上游水源的地方設(shè)置進水閘，由進水閘自流取水，采用細水長流的概念，保證濕地水系生態(tài)功能及水體凈化效果，在靠近河段下游的位置設(shè)置退水閘，將凈化后的水再排入河道之中。進水口處設(shè)有沉沙池，以保證濕地范圍內(nèi)的水流質(zhì)量，沉沙池旁設(shè)置清沙空間，方便定期清沙運沙。濕地水系選擇黏土防滲層作為濕地的防滲材料，黏土作為天然材料，有利于上層種植土的植物生長，更好地維持濕地生物群落和生境的多樣性和豐富度。

3.1.2 濕地植物

濕地植物在保留原有生長良好的鄉(xiāng)土植物基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加為野生動物提供食物來源與棲息場所的適生植物群落。堅持因地制宜、適地適樹，突出植被的地域特色，模擬自然植物群落，同時結(jié)合寧武歷史和文化特色，營造富有意境的種植效果，達到植物多樣性保護和可持續(xù)利用的目的。結(jié)合濕地功能區(qū)劃，在人使用頻率高的活動節(jié)點與休憩處可提升植物群落的觀賞性與豐富度，注意常綠與落葉、速生與慢生植物的搭配和季相變化，滿足適宜的遮蔭、賞景、科普等功能需求，避免使用有毒、有硬刺的植物。對設(shè)有生物滯留、水體凈化等功能的綠地，應(yīng)根據(jù)設(shè)計滯水深度、雨水滲透種植土厚度、水污染負荷及不同植物的生態(tài)習(xí)性等條件，選擇抗逆性強、抗污染、耐水濕的植物種類，應(yīng)注意與周邊生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)。

3.1.3 濕地駁岸

濕地駁岸主要采用草坡入水駁岸與種植島駁岸兩種形式，草坡式駁岸營造一種自然的效果，凸顯湖區(qū)水岸的宜人性和優(yōu)美感；種植島駁岸通常用在濕地中心等，使讓綠島更具特色和生態(tài)感，搭配豐富的水生植物，突顯水系多樣化的層次。草坡入水式駁岸是在地基土壤壓實的基礎(chǔ)上，鋪設(shè)500 mm 厚的黏土作為防滲層，再在其上放置300 mm厚種植土，將濱水植物沿著駁岸一直種植到淺水的區(qū)域；種植島駁岸通常用于不上人的水中人工綠島之中，岸際線用松木樁密排，略高于水面10 cm，對種植土進行圍擋，土上種植親水草本類植物。

3.1.4 濕地配套

濕地除生態(tài)調(diào)節(jié)功能外兼具觀光游覽、科普教育等功能，園路建設(shè)、場地鋪裝、服務(wù)設(shè)施配套等是實現(xiàn)觀光游覽，構(gòu)建人與自然和諧關(guān)系的基礎(chǔ)條件。配套設(shè)施建設(shè)工程堅持生態(tài)性原則，園路設(shè)計避開生態(tài)敏感區(qū)及地質(zhì)情況復(fù)雜、承載力弱的區(qū)域，路面使用透水混凝土，在混凝土中添加色粉，在混凝土成形后噴涂彩色保護劑來設(shè)計不同的顏色，打造更加美麗的道路效果。木棧道、木平臺采用碳化防腐木鋪裝，同樣體現(xiàn)環(huán)保生態(tài)的主題。鋪裝力求自然生態(tài)，避免過分人為造型而造成的生硬感，材料選擇更為親近自然的木材、石材等，通過材料的不同鋪設(shè)方式和組合變化，豐富地面鋪裝的觀賞效果。服務(wù)設(shè)施配套同樣堅持環(huán)保生態(tài)、貼近自然的基本原則，配建生態(tài)衛(wèi)生間，增加凈化單元，對廁所中的污水和污物進行特殊處理和凈化，避免污水排入汾河或通過下滲污染水源，從而起到節(jié)約資源又保護環(huán)境的作用。座凳選用自然生態(tài)的條木復(fù)合式座凳，在道路的沿線和停駐空間進行合理的布置，為人們提供休憩空間的基礎(chǔ)上讓座凳能夠更好地融入自然環(huán)境。垃圾桶選用外立面為木質(zhì)的雙筒垃圾桶，材質(zhì)環(huán)保生態(tài)，貼近自然。

3.2 村旁溝口營造山水營地

村旁溝口位置因受人為擾動較大，生態(tài)環(huán)境脆弱，針對這一現(xiàn)象，進行生態(tài)治理、綠化種植、環(huán)境提升、設(shè)施配套，打造依山傍水、綠樹成蔭的生態(tài)營地，可作為濕地生態(tài)核心的補充，串聯(lián)生態(tài)綠廊，構(gòu)建完善的河流生態(tài)系統(tǒng)。同時也為居民提供休閑娛樂、活動交流的場所，改善人居環(huán)境，增強人們的幸福感。

山水營地的設(shè)計根據(jù)地形地貌條件，在避開基本農(nóng)田和現(xiàn)有建筑的前提下，于村旁、路邊、溝口選擇有條件的建設(shè)區(qū)域，設(shè)計中選擇當(dāng)?shù)氐倪m生植被，在靠近村莊的地段，種植當(dāng)?shù)亟?jīng)濟樹種，點植色葉樹種，形成點簇狀的生態(tài)林地，實現(xiàn)“綠化、彩化、財化”的綠化目標(biāo)。同時，山水營地的營建結(jié)合村民公共活動的需求，在與村口道路接近的地方，為當(dāng)?shù)卮迕耖_辟活動場地，方便村民日常休閑和休憩。

山水營地建設(shè)工程以尊重生物多樣性為前提，在適宜種植的地方選擇油松、青芊、新疆楊等喬木，紫荊、水蠟、金葉榆等適生灌木，形成豐富的植被群落，為動植物提供良好的棲息地。規(guī)劃采用生態(tài)園林設(shè)計手法，主要布置園路，廣場、園林小品等設(shè)施，生態(tài)修復(fù)的同時為村莊居民提供休閑娛樂的場所，同時展現(xiàn)新時代新農(nóng)村的精神面貌。

3.3 生態(tài)堰壩攔蓄形成水面

水體流過堰壩，能夠提高水中的溶解氧，從而加速水體中污染物的降解。生態(tài)蓄水工程是增加水面和濕地面積、改善河道生態(tài)環(huán)境、提高河水自凈能力，提升區(qū)域景觀效果的重要舉措。根據(jù)壩高、閘壩功能及閘壩適用性選擇合適的壩型進行生態(tài)蓄水，經(jīng)過綜合分析比較，選用液壓壩、溢流堰作為主要的蓄水建筑物。液壓壩廣泛應(yīng)用于灌溉、船閘、漁業(yè)、海水擋潮、城市河道景觀工程和小水電站等建設(shè)，兼具擋水和泄水雙重功能。溢流堰不僅承擔(dān)著攔洪蓄水的作用，更是生態(tài)濕地工程的重要一環(huán)。

結(jié)合濕地工程取水需要，汾河主河道沿線布置4 座液壓壩，非汛期攔蓄河水形成水面，入汛前塌壩泄洪沖沙，避免河床淤積。通過蓄水工程形成水面，增加了河流水系的凈化措施，降低了河流泥沙含量，還原了河流原生生境特征，豐富了河流生態(tài)環(huán)境特性，與周圍生態(tài)濕地充分結(jié)合，為濕地水系補水提供用水條件，形成水綠相映的生態(tài)景象。結(jié)合濕地工程，分別在西馬坊溝距離交匯口上游750 m 處、干流距離交匯口上游100 m 處各布置溢流堰一座，溢流堰的建設(shè)，增加了河道水面面積，豐富了河流生態(tài)環(huán)境，為兩岸濕生植物及挺水植物提供了良好的生長環(huán)境，水生植物的生長吸收水體氮磷物質(zhì)的同時為水體補充氧氣，為微生物提供附著載體，提高水體凈化效率，河段生態(tài)環(huán)境得到明顯提升。

3.4 恢復(fù)河道內(nèi)灘地棲息環(huán)境

汾河主河道內(nèi)的河灘濕地分布范圍較廣，適合植物的生長，水草豐茂，是多種動物的天然棲息地，然而受人類生活的擾動使得灘地原生植物遭到破壞，現(xiàn)狀灘地被覆蓋程度低，地被類型單一，水生植物較少，主要以蘆葦?shù)扔H水植物為主，無法起到凈化水質(zhì)的作用，無法為動植物微生物提供良好的棲息地，不利于生物多樣性的保護。河灘濕地生態(tài)恢復(fù)工程選擇高程在2年一遇設(shè)計洪水位以上的河灘濕地進行綠化補植、生態(tài)修復(fù)，營造適合動植物、微生物生長的棲息地，實現(xiàn)防止水土流失、保護生物多樣性、提升河道景觀環(huán)境的目的。

河灘濕地種植類型選擇蘆葦、小香蒲、花葉蘆竹等草本植物，該類植物屬于適生、速生型植物，在遇洪水后自我修復(fù)能力較強，同時，這些植物對水體有凈化的作用，有利于河流的生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，可以改善水質(zhì)、豐富河流生物多樣性，起到攔截泥沙防止水土流失的作用。

河灘濕地修復(fù)工程的實施提高了水量調(diào)配和水環(huán)境承載能力，發(fā)揮河湖水系的綜合功能，實現(xiàn)水量優(yōu)化調(diào)配、水環(huán)境修復(fù)、災(zāi)害防御等綜合效益。同時，濕地的建設(shè)加強了對濕地珍稀野生動植物棲息地保護，能夠為野生動物提供豐富的食物資源，改善野生動植物生存環(huán)境。進而不斷提高寧武汾河沿線生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使?jié)竦卣w性生態(tài)服務(wù)功能得到修復(fù)與完善，對調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、涵養(yǎng)水源、改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、保護及維持生物多樣性、保障區(qū)域生態(tài)安全具有重要意義。

3.5 堤外建設(shè)生態(tài)防護林帶

汾河干流沿線現(xiàn)狀堤防外主要以耕地為主，部分區(qū)域分布有大棚、養(yǎng)殖場、基礎(chǔ)設(shè)施、民用建筑籌建構(gòu)筑物，整體林木覆蓋程度低，綠化體系不完善，未形成連續(xù)成片的防護林帶，無法起到蓄水保土、護堤護田、攔截泥沙的作用。結(jié)合堤防體系提升，建設(shè)生態(tài)防護林帶，實現(xiàn)蓄水保土、護堤護田、防風(fēng)固沙的作用，實現(xiàn)改善水土流失，降低河流的泥沙含量，增加大氣濕度和土壤濕度，攔截地表徑流，調(diào)節(jié)地下水位的目標(biāo)。同時作為農(nóng)田防護林帶，實現(xiàn)改善農(nóng)田小氣候，保證農(nóng)作物豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目標(biāo)。

汾河生態(tài)防護林帶沿河道堤防外堤腳線30 m范圍內(nèi)進行布置，對現(xiàn)狀基礎(chǔ)設(shè)施、永久基本農(nóng)田以及已建扶貧項目進行避讓，對違章建筑以及對生態(tài)環(huán)境造成不良影響的建構(gòu)筑物進行拆除?；诃h(huán)保要求進行退耕還林，打造相對完整且連續(xù)的生態(tài)保護林、護堤林、護田林，發(fā)揮護堤護田、水質(zhì)凈化、水土保持以及水源涵養(yǎng)等功能。樹種選擇當(dāng)?shù)剡m生品種油松、垂柳和新疆楊。林帶兼具護堤和防護農(nóng)田雙重功能，為保證效果采用樹木胸徑均大于8 cm 規(guī)格。林帶中采用陣列式布局，垂柳2 行，行距4 m，株距4 m；新疆楊5 行，行距3 m，株距3 m；油松2 行，行距3 m，株距3 m。在不大于30 m或不小于30 m林帶范圍內(nèi)，兩側(cè)垂柳、油松兩排種植不變，只增加或減少中間種植新疆楊部分，突出植物的觀賞性與季節(jié)性特點。

4 結(jié)論

山區(qū)鄉(xiāng)村段河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)不容忽視，應(yīng)遵循流域統(tǒng)籌、系統(tǒng)治理的原則，按照“人工干預(yù)+自我修復(fù)”的思路開展生態(tài)修復(fù)工作，從而實現(xiàn)改善河流水質(zhì)、提升環(huán)境品質(zhì)、保護生物多樣性的目標(biāo)。同時不能脫離以人為本的理念，不能就治理論治理，應(yīng)充分考慮人水關(guān)系，依托河流沿線村莊居民點打造人水和諧的河流生態(tài)環(huán)境。當(dāng)然修復(fù)策略的制定也需要做到因地制宜，針對不同類型的河道制定相應(yīng)的修復(fù)方案。生態(tài)修復(fù)是一個長期的工作，應(yīng)加強宣傳與管理，提高鄉(xiāng)村居民對生態(tài)環(huán)境保護的認(rèn)知，從源頭解決生態(tài)問題，更好地鞏固修復(fù)效果。