河流生態修復

河流生態修復是指利用生態系統原理，採取各種方法修復受損傷的水體生態系統的生物群體及結構，重建健康的水生生態系統，修復和強化水體生態系統的主要功能，並能使生態系統實現整體協調、自我維持、自我演替的良性循環。

基本介紹

• 中文名：河流生態修復
• 外文名：River ecological restoration
• 目的：實現生態系統實現整體協調
• 依據：生態系統原理
• 主要任務：河流地貌特徵的改善等
• 修復原則：自然原則、社會原則、美學原則

一、釋義

保護和恢復河流系統達到一種更接近自然的狀態，並利用可持續的特點以增加其生態系統的價值和生物多樣性的活動。即修復受損河流物理、生物或生態狀態的過程，使修復後的河流較修復前更加健康和穩定。目標包括：河岸帶穩定，水質改善，棲息地增加，生物多樣性增加，漁業發達及美學和娛樂，以期河流能夠更加自然化。影響評價和監測包括：修復過程和修復後的生態監測、所造成的影響跟蹤評價，以及利用模型的預測評價，成功與否直接影響到人類的生產、生活和健康。可通過監測水生大型無脊椎動物、魚類和涉水鳥類種群和數量，以及濕地棲息地改善情況來表征修復的效果，當系統能夠自我維持時就意味著修復的完成。

二、河流生態修復的任務

河流水系生態恢復的任務有4大項：一是水質改善；二是水文情勢改善；三是河流地貌景觀修復；四是生物群落多樣性的維持與恢復。總的目的是改善河流生態系統的結構、功能和過程，使之趨於自然化。

(一) 水質改善

水質條件改善是河流生態修復的前提。通過達標排放和總量控制，提倡清潔生產、發展循環經濟以改善河流的水質。目的是提高規劃區水功能區水質達標率，控制入河污染物總量，核准納污能力，控制湖庫富營養化。控制有毒有機化學品(TOC)和重金屬污染問題。

(二)水文情勢改善

改善水文情勢不僅要保證生態基流，還要考慮自然水流的流量過程恢復，以滿足生物目標生活史的需求。如上述，水文情勢可以用5種要素描述，即流量、頻率、持續時間、出現時機和變化率。

需要消除和緩解的脅迫因子包括：超量取水引起下遊河段徑流大幅度下降甚至乾涸、斷流；水庫徑流調節造成徑流過程均一化；洪水脈衝效應被削弱；洪水發生時機的改變；洪水持續時間的重大變化等。消除或減緩這些脅迫因子，改善河流水文情勢。修復措施包括：通過水資源合理配置保障生態用水；改善閘壩調度方案；兼顧生態保護的水庫調度等措施。

(三) 河流地貌修復

需要消除和緩解的脅迫因子包括：水壩導致的生態阻隔作用；河流渠道化、直線化；侵占河漫灘；堤防的生態阻隔作用；不透水硬質護坡護岸工程；圍湖造田；無序采砂等。

河流地貌修復包括：河流縱向連續性修復；河流側向連通性和河湖、水網的連通性修復；河流形態修復包括平面形態的蜿蜒性、斷面幾何形態的多樣性和護坡材料的透水和多孔性能的修復。

(四) 生物群落多樣性恢復

恢復生物群落多樣性和物種多樣性，其對象包括水生生物和陸生生物的恢復。按照河流生態系統整體恢復的理念確定生物群落恢復任務，難點在於如何選擇指示物種。具有操作性的方法是把重點恢復瀕危、珍稀和特有生物物種以及保護和恢復重要生物資源。此外，還應加強土著物種的保護，防止生物入侵。

恢復生物群落多樣性的關鍵是河流棲息地的維護和完善。要充分考慮河流生態系統的易變性、流動性和隨機性，即隨著水文周期變化以及河勢變化引起的棲息地的動態擴展、收縮和變化。還要考慮動物遷徙範圍以及植物隨機分布的影響範圍，以便合理確定生態修復的規劃範圍和生物監測範圍。

在制定河流生態修復規劃時，既要考慮生態系統的完整性，採取綜合而不是單一的修復措施，又要通過對關鍵脅迫因子的識別，有針對性地對上述4類任務進行優先排序，確定修復工程的重點。

三、河流生態修復原則

河流生態修復主要遵循三大原則：自然原則、社會原則、美學原則。

(一) 自然原則

自然原則講的是人與自然和諧，天人合一。首先從流域尺度控制著手，在制定修復計畫時，必須確定修復範圍，很多時候人們會選擇對單獨的河流(一條孤立的河)做修復，並不考慮其所在的流域範圍，不考慮其周邊的環境。很顯然，即使這條河很好地做了處理，但是不能夠阻斷污水的來源，不能夠消除其潛在的危機，那一切的工作都只是無用功，若干時間後我們還得重新對河道進行處理，因為它還會變成不健康的狀態。流域尺度的理念在於關注與此河流相關的環境，比如產生污染的工廠、與此河流相連線的河流、河流周邊的經濟結構等。我們可以先採取截斷污染源的方式預防水體污染，也可以與相鄰的河道相連線來增加彼此的自淨能力等。簡單講就是因地制宜併合理利用當地環境。

自然原則還要考慮的是河道生態系統的縱橫豎及時問的四維一體，即河流在上下游、空水地、河岸帶和時間上是統一協調密不可分的，必須協同考慮。相關的還有“水文-生物-生態功能-河流連續體四維模型”，所謂“水文-生物-生態功能-河流連續體四維模型”的內涵是：由河流水文水力學過程空間連續性；生物群落結構空間連續性；營養物質流和能量流空間連續性；信息流空間連續性為要素的河流連續體模型，同時，考慮水文、生物及河流生態系統演變和進化的動態特徵，需要建立時間坐標和尺度。

(二) 社會原則

社會原則主要考慮了人地因素，河道生態修復。先要與社會經濟發展相協調，不能超過當地的經濟能力範圍，也不能阻礙經濟或文化發展；再則要與資源管理相統一，比如在對水量的分配上，一定要按照整個流域長遠統一的發展規劃要求進行本地水資源的配比，不能故意多取；還有就是要滿足人類基本的物質文化需求，比如供水需求、水產需求、水景觀需求及水文化需求等；最後在最可能的情況下要降低勞動量和資源占用量．即考慮修複方案的經濟成本、資源成本和生態成本。

(三) 美學原則

修復後的生態系統要符合人類的基本審美理念，給周圍民眾一種美的享受。

四、河流生態修復類型

(一) 河道整治恢復

目前，中小河流的整治一般採取順直河道、加大河寬、疏挖河床、修建護岸工程等措施，提高防洪的安全度。其結果使得項目建設區域內珍貴植物消失，深潭及淺灘消失或規模縮小，河寬增加導致水深減少。斷面形狀單一化、河床材料單一化，滯流區減少，灘地的平整和自然裸地減少等。與此同時，河床坡降的改變使泥沙的輸送量、輸送形態都發生變化，從而可能影響到上下游的棲息地。

為了減緩河流整治的負面影響。首先，在河道整治線的選擇上，應考慮項目區域是否有重要的生物棲息地、是否需要保留原有大型深潭的彎道。並採取措施保護現存河畔林及瀕臨滅絕物種等；在確定灘地高程時，應考慮洪水脈衝頻率及水深；在選擇河床坡降時，要考慮其對河流沖淤的影響等。

例如，為營造出有利於魚類生長的河床，在常將日本0.8～10 m大小的自然石經排列埋入河床造成深溝及淺灘、形成魚礁。這種方法被稱為植石治理法或埋石治理法。植石治理法適用於河床比降大於1/500、水流湍急且河床基礎堅固、遇到洪水植石帶不會被沖失、枯水或平水季節又不會被沙土淤塞的河道。另一種常用方法為浮石帶治理法，適於那些河床為厚沙礫層、平時水流平緩而洪水來勢兇猛的河床治理。這是一種將既能抗洪水襲擊又可兼作魚巢的鋼筋混凝土框架與植石治理法相結合的治理法。

(二) 河口地區的恢復

人類對河口地區生態環境的影響主要是由於河床的疏挖造成鹽水上溯，使魚類產卵場減少，並對鹽沼產生影響，甚至使其減少或消失。據估計，在東英格蘭沿海岸艾塞克斯的黑水河口，橫向鹽沼侵蝕每年以大約2m的速度推進。其主要原因之一就是堅固的海岸堤防阻止了河口沼澤地向陸地遷移，即“海岸擠壓”。從生態和經濟角度考慮，拆除這些現有人工海岸堤防十分合理。1991年，黑水河口地區進行了海岸堤防重建的試驗工程，以此來恢復鹽沼，建設自然“軟”堤防。從自然角度和國際角度來講，這種恢復工程十分有益於鳥類保護。

日本九州地區遭受巨大洪災後，進行了北川河道改造。改造工程嚴重影響到河口地區環境。例如，建築物對濱棗等植物的影響、河道灘地削低後外來植物對裸地的大規模入侵、河床疏挖後鹽水上溯、修築堤防導致鹽沼減少、人工堤造成景觀質量下降等。為了保護生態環境．當地政府針對以上問題．採取了以下基本治理對策：有控制地進行河床疏挖、向其他適合地區移植濱棗、移植蘆葦防止外來物種入侵、採用特殊堤防使遭受破壞的濕地面積最小、人工堤防的景觀沒計要與現有景觀相和諧等。

(三) 河漫灘與河岸帶恢復

河漫灘與河岸帶是河流的主要結構，但由於人類開發、河流改造等，這兩類有機結構已經被嚴重破壞，取而代之的是筆直的河道、零星的人工植被。河岸帶改變和河漫灘消失而造成的洪災、水質惡化和生物多樣性減少等問題，已經很好地證明了河漫灘、河岸帶恢復的重要性。

(四) 濕地恢復

河流截彎取直等措施，雖然提高了防洪安全度，但卻使得河流多重有機結構(如濕地、深潭及淺灘等)規模縮小或消失，河流自身的防洪功能得不到發揮。濕地是河流生態系統的主要結構，在河流生物、景觀多樣性以及生態功能方面發揮著不可忽視的作用。