[科普中国]-河流生态修复

河流生态修复是指利用生态系统原理，采取各种方法修复受损伤的水体生态系统的生物群体及结构，重建健康的水生生态系统，修复和强化水体生态系统的主要功能，并能使生态系统实现整体协调、自我维持、自我演替的良性循环。

一、释义保护和恢复河流系统达到一种更接近自然的状态，并利用可持续的特点以增加其生态系统的价值和生物多样性的活动。即修复受损河流物理、生物或生态状态的过程，使修复后的河流较修复前更加健康和稳定。目标包括：河岸带稳定，水质改善，栖息地增加，生物多样性增加，渔业发达及美学和娱乐，以期河流能够更加自然化。影响评价和监测包括：修复过程和修复后的生态监测、所造成的影响跟踪评价，以及利用模型的预测评价，成功与否直接影响到人类的生产、生活和健康。可通过监测水生大型无脊椎动物、鱼类和涉水鸟类种群和数量，以及湿地栖息地改善情况来表征修复的效果，当系统能够自我维持时就意味着修复的完成1。

二、河流生态修复的任务河流水系生态恢复的任务有4大项：一是水质改善；二是水文情势改善；三是河流地貌景观修复；四是生物群落多样性的维持与恢复。总的目的是改善河流生态系统的结构、功能和过程，使之趋于自然化。

(一) 水质改善水质条件改善是河流生态修复的前提。通过达标排放和总量控制，提倡清洁生产、发展循环经济以改善河流的水质。目的是提高规划区水功能区水质达标率，控制入河污染物总量，核准纳污能力，控制湖库富营养化。控制有毒有机化学品(TOC)和重金属污染问题。

(二)水文情势改善改善水文情势不仅要保证生态基流，还要考虑自然水流的流量过程恢复，以满足生物目标生活史的需求。如上述，水文情势可以用5种要素描述，即流量、频率、持续时间、出现时机和变化率。

需要消除和缓解的胁迫因子包括：超量取水引起下游河段径流大幅度下降甚至干涸、断流；水库径流调节造成径流过程均一化；洪水脉冲效应被削弱；洪水发生时机的改变；洪水持续时间的重大变化等。消除或减缓这些胁迫因子，改善河流水文情势。修复措施包括：通过水资源合理配置保障生态用水；改善闸坝调度方案；兼顾生态保护的水库调度等措施。

(三) 河流地貌修复需要消除和缓解的胁迫因子包括：水坝导致的生态阻隔作用；河流渠道化、直线化；侵占河漫滩；堤防的生态阻隔作用；不透水硬质护坡护岸工程；围湖造田；无序采砂等。

河流地貌修复包括：河流纵向连续性修复；河流侧向连通性和河湖、水网的连通性修复；河流形态修复包括平面形态的蜿蜒性、断面几何形态的多样性和护坡材料的透水和多孔性能的修复。

(四) 生物群落多样性恢复恢复生物群落多样性和物种多样性，其对象包括水生生物和陆生生物的恢复。按照河流生态系统整体恢复的理念确定生物群落恢复任务，难点在于如何选择指示物种。具有操作性的方法是把重点恢复濒危、珍稀和特有生物物种以及保护和恢复重要生物资源。此外，还应加强土著物种的保护，防止生物入侵。

恢复生物群落多样性的关键是河流栖息地的维护和完善。要充分考虑河流生态系统的易变性、流动性和随机性，即随着水文周期变化以及河势变化引起的栖息地的动态扩展、收缩和变化。还要考虑动物迁徙范围以及植物随机分布的影响范围，以便合理确定生态修复的规划范围和生物监测范围。

在制定河流生态修复规划时，既要考虑生态系统的完整性，采取综合而不是单一的修复措施，又要通过对关键胁迫因子的识别，有针对性地对上述4类任务进行优先排序，确定修复工程的重点2。

三、河流生态修复原则河流生态修复主要遵循三大原则：自然原则、社会原则、美学原则。

(一) 自然原则自然原则讲的是人与自然和谐，天人合一。首先从流域尺度控制着手，在制定修复计划时，必须确定修复范围，很多时候人们会选择对单独的河流(一条孤立的河)做修复，并不考虑其所在的流域范围，不考虑其周边的环境。很显然，即使这条河很好地做了处理，但是不能够阻断污水的来源，不能够消除其潜在的危机，那一切的工作都只是无用功，若干时间后我们还得重新对河道进行处理，因为它还会变成不健康的状态。流域尺度的理念在于关注与此河流相关的环境，比如产生污染的工厂、与此河流相连接的河流、河流周边的经济结构等。我们可以先采取截断污染源的方式预防水体污染，也可以与相邻的河道相连接来增加彼此的自净能力等。简单讲就是因地制宜并合理利用当地环境。

自然原则还要考虑的是河道生态系统的纵横竖及时问的四维一体，即河流在上下游、空水地、河岸带和时间上是统一协调密不口可分的，必须协同考虑。相关的还有“水文-生物-生态功能-河流连续体四维模型”，所谓“水文-生物-生态功能-河流连续体四维模型”的内涵是：由河流水文水力学过程空间连续性；生物群落结构空间连续性；营养物质流和能量流空间连续性；信息流空间连续性为要素的河流连续体模型，同时，考虑水文、生物及河流生态系统演变和进化的动态特征，需要建立时间坐标和尺度。

(二) 社会原则社会原则主要考虑了人地因素，河道生态修复。先要与社会经济发展相协调，不能超过当地的经济能力范围，也不能阻碍经济或文化发展；再则要与资源管理相统一，比如在对水量的分配上，一定要按照整个流域长远统一的发展规划要求进行本地水资源的配比，不能故意多取；还有就是要满足人类基本的物质文化需求，比如供水需求、水产需求、水景观需求及水文化需求等；最后在最可能的情况下要降低劳动量和资源占用量．即考虑修复方案的经济成本、资源成本和生态成本。

(三) 美学原则修复后的生态系统要符合人类的基本审美理念，给周围群众一种美的享受。

四、河流生态修复类型(一) 河道整治恢复目前，中小河流的整治一般采取顺直河道、加大河宽、疏挖河床、修建护岸工程等措施，提高防洪的安全度。其结果使得项目建设区域内珍贵植物消失，深潭及浅滩消失或规模缩小，河宽增加导致水深减少。断面形状单一化、河床材料单一化，滞流区减少，滩地的平整和自然裸地减少等。与此同时，河床坡降的改变使泥沙的输送量、输送形态都发生变化，从而可能影响到上下游的栖息地。

为了减缓河流整治的负面影响。首先，在河道整治线的选择上，应考虑项目区域是否有重要的生物栖息地、是否需要保留原有大型深潭的弯道。并采取措施保护现存河畔林及濒临灭绝物种等；在确定滩地高程时，应考虑洪水脉冲频率及水深；在选择河床坡降时，要考虑其对河流冲淤的影响等。

例如，为营造出有利于鱼类生长的河床，在常将日本0.8～10 m大小的自然石经排列埋入河床造成深沟及浅滩、形成鱼礁。这种方法被称为植石治理法或埋石治理法。植石治理法适用于河床比降火于1/500、水流湍急且河床基础坚固、遇到洪水植石带不会被冲失、枯水或平水季节又不会被沙土淤塞的河道。另一种常用方法为浮石带治理法，适于那些河床为厚沙砾层、平时水流平缓而洪水来势凶猛的河床治理。这是一种将既能抗洪水袭击又可兼作鱼巢的钢筋混凝土框架与植石治理法相结合的治理法。

(二) 河口地区的恢复人类对河口地区生态环境的影响主要是由于河床的疏挖造成盐水上溯，使鱼类产卵场减少，并对盐沼产生影响，甚至使其减少或消失。据估计，在东英格兰沿海岸艾塞克斯的黑水河口，横向盐沼侵蚀每年以大约2m的速度推进。其主要原因之一就是坚固的海岸堤防阻止了河口沼泽地向陆地迁移，即“海岸挤压”。从生态和经济角度考虑，拆除这些现有人工海岸堤防十分合理。1991年，黑水河口地区进行了海岸堤防重建的试验工程，以此来恢复盐沼，建设自然“软”堤防。从自然角度和国际角度来讲，这种恢复工程十分有益于鸟类保护。

日本九州地区遭受巨大洪灾后，进行了北川河道改造。改造工程严重影响到河口地区环境。例如，建筑物对滨枣等植物的影响、河道滩地削低后外来植物对裸地的大规模入侵、河床疏挖后盐水上溯、修筑堤防导致盐沼减少、人工堤造成景观质量下降等。为了保护生态环境．当地政府针对以上问题．采取了以下基本治理对策：有控制地进行河床疏挖、向其他适合地区移植滨枣、移植芦苇防止外来物种入侵、采用特殊堤防使遭受破坏的湿地面积最小、人工堤防的景观没计要与现有景观相和谐等。

(三) 河漫滩与河岸带恢复河漫滩与河岸带是河流的主要结构，但由于人类开发、河流改造等，这两类有机结构已经被严重破坏，取而代之的是笔直的河道、零星的人工植被。河岸带改变和河漫滩消失而造成的洪灾、水质恶化和生物多样性减少等问题，已经很好地证明了河漫滩、河岸带恢复的重要性。

(四) 湿地恢复河流截弯取直等措施，虽然提高了防洪安全度，但却使得河流多重有机结构(如湿地、深潭及浅滩等)规模缩小或消失，河流自身的防洪功能得不到发挥。湿地是河流生态系统的主要结构，在河流生物、景观多样性以及生态功能方面发挥着不可忽视的作用3。

本词条内容贡献者为:

吴俊文 - 博士 - 厦门大学