美國(guó)的河濱保護(hù)理念

河濱地區(qū)包括河流、河岸和河流鄰近的濕地。這些地區(qū)的地下水水位足夠高，能夠與植物的根部進(jìn)行交換，河濱在全年的大部分時(shí)間影響植物的生長(zhǎng)。在河濱地區(qū)生長(zhǎng)的植物物種非常適應(yīng)潮濕和洪水的條件，同時(shí)，也已經(jīng)適應(yīng)了泥沙侵蝕造成的根系重新生長(zhǎng)的現(xiàn)象。

健康的河濱地區(qū)是重要的生態(tài)區(qū)域，能夠提供水質(zhì)保護(hù)，支持河岸結(jié)構(gòu)、洪水控制，穩(wěn)定河流中的水流，為水生和陸生野生生命提供棲息地，另外還具有美學(xué)和休閑價(jià)值。

然而，不幸的是，人類(lèi)不同的用地方式實(shí)際已經(jīng)使河濱地區(qū)退化，造成環(huán)境條件的惡化、農(nóng)業(yè)產(chǎn)出的減產(chǎn)和社會(huì)花費(fèi)的多樣化。河濱地區(qū)環(huán)境退化的主要原因是農(nóng)業(yè)和非農(nóng)業(yè)用地問(wèn)題，包括：人為的河道拓寬和取直；近河公路和建筑；林地和草地變?yōu)楣贰⒎课莺屯＼?chē)場(chǎng)造成進(jìn)入河流的徑流增加；近河地區(qū)無(wú)限制的放牧和牲口的踐踏；莊稼種植活動(dòng)，包括耕種、施肥、牲口糞便和近河區(qū)殺蟲(chóng)劑的使用等。

從河流兩岸高地流出的水流穿過(guò)河濱地區(qū)，最終進(jìn)入河流。健康的河濱能夠吸收、容納和使用足夠多的水流。健康的河濱也能夠通過(guò)化學(xué)作用和物理作用對(duì)溶解在水中的有毒有害物質(zhì)進(jìn)行消毒凈化。然而，如果高地退化或者覆蓋了公路、停車(chē)場(chǎng)和屋頂，不允許水流滲入土壤，即使是最健康的河濱也不能夠吸收和過(guò)濾水中的有害物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。因此，河濱保護(hù)的第一步是水系的土地管理，保護(hù)水土資源。

水流的流動(dòng)有兩種方式，即地下水徑流和地表水徑流。壤中流或者地下水徑流是滲透到地下的水通過(guò)孔隙和土壤形成的水流。地表徑流是土壤表面流動(dòng)的水流。當(dāng)?shù)叵滤蛘叩乇韽搅髟诹鲃?dòng)的時(shí)候，吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或者污染物，并且傳輸?shù)胶訛I地區(qū)，最終會(huì)進(jìn)入河流。地表徑流還能夠攜帶輸運(yùn)被侵蝕的土壤顆粒。

在大多數(shù)未被人類(lèi)活動(dòng)干擾的流域，進(jìn)入河濱地區(qū)和流域的水流主要是地下徑流而不是地表徑流。當(dāng)下雨或者融雪的時(shí)候，地面上的樹(shù)葉和植物殘留首先吸收這些水分。由植物生長(zhǎng)、植物根部腐爛和動(dòng)物打洞形成的地表孔洞有助于水滲透到土壤中。一旦水進(jìn)入土壤中，所形成的地下水在地下移動(dòng)的速度相對(duì)緩慢，穿過(guò)土壤顆粒，直到到達(dá)與河流所聯(lián)系的河濱地區(qū)。

當(dāng)降雨的速度超過(guò)了地表所能吸收的速度，就會(huì)產(chǎn)生地表徑流。當(dāng)出現(xiàn)以下情形，土壤不能有效地吸收水分：表面有硬化的結(jié)塊；土壤表面光滑，雨滴的影響會(huì)在表面形成一個(gè)隔層；土壤的孔隙被侵蝕的泥沙填塞；土壤有紋理，不允許水流快速流入其中；土壤不沾水，或者表面有一隔層，多見(jiàn)于干旱和半干旱地區(qū)的土壤。

當(dāng)土壤沒(méi)有能力容納更多的雨水或者融雪時(shí)，地表徑流會(huì)變大。這種情形在以下條件發(fā)生：土壤被不透水表面所覆蓋，例如公路、停車(chē)場(chǎng)、屋頂，以及濕地面積較小，水不能被土壤充分吸收的情況。土壤在近地表面有巖石層，或者不透水的石層；土壤層太淺，因?yàn)橥寥郎蠈右呀?jīng)被侵蝕；土壤中間層有硬化的結(jié)塊，阻止水流向下運(yùn)動(dòng)；地下水水位已經(jīng)很高；在已經(jīng)飽和的土壤地表繼續(xù)降雨。

土壤表面流動(dòng)的地表徑流能夠侵蝕和攜帶土壤中的泥沙，這些泥沙可能攜帶有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、病毒、殺蟲(chóng)劑和其他污染物，主要決定于地表徑流經(jīng)過(guò)地區(qū)的用地管理情況。地表徑流和地下水都能夠吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，或者被土壤中的殺蟲(chóng)劑或者病毒污染。當(dāng)污染的水流直接流入到河中，就會(huì)造成河流的污染。

在健康流域條件下，沿程的水流滲透會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入河流較小的徑流，并且形成一定程度的侵蝕。健康的河濱區(qū)域有著較多的植被，能夠阻擋和固定被侵蝕的泥沙，阻止被侵蝕的物質(zhì)進(jìn)入河流中。健康的河濱也擁有多樣性的植物，為水流滲透提供條件，并且固定和吸收由地表徑流和地下徑流攜帶入河濱地區(qū)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。河濱地區(qū)還有一個(gè)唯一土壤環(huán)境，提供很多土壤污染物物理化學(xué)降解條件。

然而，當(dāng)流域上游的條件退化了，較多的徑流能夠穿過(guò)河濱植被，并且直接流入河流中。上游土壤的嚴(yán)重侵蝕和退化甚至能夠?qū)⒅脖宦袢肽嗌持隆Ｇ治g所形成的細(xì)沙會(huì)造成河濱生態(tài)的退化，例如填埋河流、改變河槽形態(tài)，以及覆蓋巖狀的河底等，因此就將減少河濱地區(qū)重要農(nóng)作物的產(chǎn)出、動(dòng)物的棲息地和產(chǎn)卵場(chǎng)所等。徑流和侵蝕還帶來(lái)外來(lái)入侵性植物物種。入侵性和非喜水性物種能夠減少本地物種的數(shù)量和降低地下水水位，當(dāng)來(lái)自上游的徑流和侵蝕繼續(xù)破壞河濱地區(qū)的完整性，河邊地帶就喪失了它們緩沖和保護(hù)河流的能力，造成對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的破壞，從而增加人們飲用水處理的花費(fèi)，喪失河流的美學(xué)價(jià)值。

一些用地管理加強(qiáng)了水的土壤滲透作用，例如為土壤表層提供全年的植物覆蓋或者植物殘留，保護(hù)性耕種、等高耕種、農(nóng)作物覆蓋、造林和合理放牧等都是保護(hù)土壤質(zhì)量的最佳實(shí)踐，這些水土保持管理能夠促進(jìn)水流流入土壤中去。

在美國(guó)，健康河濱的特征在不同的地方各有不同，在山區(qū)，河流穿過(guò)巖石的溝谷，沿程有從淺層土長(zhǎng)出的零散樹(shù)木，然后，河流穿過(guò)厚厚的沙土，河岸長(zhǎng)滿蘆葦、莎草和楊柳。除了這些局部差異外，健康河濱地區(qū)也有一定程度的相似性：較厚的植被生長(zhǎng)，呈現(xiàn)出草類(lèi)、灌木、樹(shù)類(lèi)的多樣性，植被覆蓋河岸，且為河流提供樹(shù)蔭；除了穿越巖石區(qū)的河濱地區(qū)，其他類(lèi)型的健康河流的河岸大多數(shù)時(shí)間保持濕潤(rùn)；河岸更加垂直而非平坦；河流水位年內(nèi)變化較小；河水相對(duì)清澈，但是含有樹(shù)葉、樹(shù)枝，或者從河岸滾下的木棍，容易成為魚(yú)類(lèi)或者其他水生生物的棲息地；河濱附近地帶魚(yú)類(lèi)、水生生物、動(dòng)物和鳥(niǎo)類(lèi)構(gòu)成生態(tài)的多樣性。

作為對(duì)比，退化的河濱有以下特征：很多地方露出光禿禿的地表，只有部分土地有植物的生長(zhǎng)；上游植被占主要部分，包括有毒害的草類(lèi)；土壤結(jié)塊，溪邊有天然溝渠；河岸侵蝕、沖刷和脫落嚴(yán)重；河流春季發(fā)生規(guī)律性洪水，夏天變得干旱；河水多泥沙且混濁，以及可能含有各種營(yíng)養(yǎng)和污染物；河邊生長(zhǎng)的動(dòng)物和鳥(niǎo)類(lèi)較少；魚(yú)類(lèi)和其它水生植物的數(shù)量較少。河濱這些退化的生態(tài)特征，反映了這些地帶保護(hù)水質(zhì)、穩(wěn)定水量和為陸生和水生生物提供棲息地能力的有限性。

河濱地區(qū)通過(guò)獲得、蓄積和處理流過(guò)土壤的水流，也凈化了水質(zhì)。多樣性植被的生長(zhǎng)、土壤表面植物殘留、富有孔隙的土壤有利于水源的獲得。較高的河岸和河水位提供較高的蓄水能力。生長(zhǎng)旺盛的植物吸收輸運(yùn)到河濱的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，活性的需氧和厭氧土壤微生物能夠?qū)α鬟^(guò)的很多污染物進(jìn)行降解。土壤礦物質(zhì)和土壤有機(jī)物中的化學(xué)物質(zhì)也對(duì)污染物進(jìn)行吸收和解毒。

了解健康河濱的生態(tài)組成和功能便于指導(dǎo)人們保護(hù)河濱和水質(zhì)。

健康河濱的植被能夠吸收和過(guò)濾土壤中的水分，含有植物多樣性的河濱能夠有效地減慢水的流速，并且能夠蓄水以備未來(lái)之用。河濱物種的分布并不是隨機(jī)的，它們以一種自然結(jié)構(gòu)有組織地分布著，大致可以分為三個(gè)平行的生態(tài)帶，每個(gè)生態(tài)帶的組成適應(yīng)當(dāng)?shù)氐暮疇顩r，并且能夠執(zhí)行具體的生態(tài)功能：

第一個(gè)植被生態(tài)帶位于水邊，由深根的莎草和灌木組成；第二個(gè)植被生態(tài)帶位于近河岸的潮濕地帶，由灌木、樹(shù)、喜水草類(lèi)和耐旱闊葉林組成；較干旱的第三植被生態(tài)帶，位于河濱和兩岸高地的交接處，物種類(lèi)型為河濱和高地植被的混合。

第一生態(tài)帶植物比較喜水，具有較深和較強(qiáng)的根系，能夠固定河岸，防止侵蝕。第二和第三生態(tài)帶的植物能夠吸收水源和涵蓄水分。它們也能夠吸收來(lái)自徑流和地下水的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并且為陸生動(dòng)物提供棲息環(huán)境。如果人類(lèi)的土地管理減少了這三個(gè)生態(tài)帶中的一個(gè)或者幾個(gè)，則這些地帶的環(huán)境和生態(tài)利益就會(huì)部分或者全部受到損失。尤其是第一生態(tài)帶，不僅具有最高的生態(tài)重要性，也是水土保護(hù)的重點(diǎn)，以防止侵蝕。

第一生態(tài)帶占主導(dǎo)地位的喜水植物是河濱生態(tài)健康的標(biāo)志，這些植被對(duì)于促進(jìn)水交換和提高地下水位至關(guān)重要。并不一定非要是當(dāng)?shù)刂参镂锓N主宰河濱地區(qū)才能提供環(huán)境保護(hù)效果，外來(lái)的喜水植物，也能提供類(lèi)似的功能。然而，耐旱的闊葉物種，例如多葉的大戟、鹽味雪松等可能會(huì)瘋狂生長(zhǎng)，它們比當(dāng)?shù)匚锓N更加適合這種野生的環(huán)境，甚至?xí)〈?dāng)?shù)匚锓N的生長(zhǎng)。這種情況下，外來(lái)植物物種減少了當(dāng)?shù)匚锓N維持河流高水位的能力，同時(shí)，還減少了對(duì)畜類(lèi)提供的飼料，以及對(duì)野生生態(tài)的支持。

多樣性的物種的共同作用，能夠鞏固河岸中的土壤，保護(hù)河堤免受侵蝕，阻止洪水、河水所搬運(yùn)木材碎屑、冰塊的下切作用等。水莎、灌木、草類(lèi)等植物穿透性深根能夠?yàn)楹影短峁┙Y(jié)構(gòu)化的支持，而木質(zhì)植物龐大的根系能夠阻擋河岸遭受洪水和冰凌的沖刷侵蝕。

當(dāng)河濱地區(qū)發(fā)生自我恢復(fù)時(shí)，例如一場(chǎng)大火過(guò)后，木質(zhì)物種常常是首先被種植的，木質(zhì)植物能夠穩(wěn)定河槽，防止侵蝕，同時(shí)為喜水草類(lèi)、水莎、灌木和闊葉草本的生長(zhǎng)提供保護(hù)。這些草本植物通過(guò)密集和濃厚的根系穩(wěn)固河岸，而它們的主干又能夠攔截徑流中的泥沙和具有沖刷作用的洪水。

主宰河濱的植物類(lèi)型隨具體地段而不同。草本植物對(duì)于固定河岸的泥沙更為重要，樹(shù)林和灌木叢可以控制多巖石、陡峭的河流。然而，耐旱和喜水植物比河岸外高地植物具有更有效的固岸作用，因?yàn)樗鼈兊母蹈罡鼜?qiáng)，例如，美國(guó)的肯塔基藍(lán)草和紅頂草提供了很好的牲畜牧草，但是它們的根系卻并不很龐大，不能夠固定堤岸的泥沙。因此，這些飼草的生長(zhǎng)被認(rèn)為是河濱退化的標(biāo)志。類(lèi)似的非耐旱植物的根系也沒(méi)有耐旱植物強(qiáng)大。結(jié)果，這類(lèi)植物不能夠進(jìn)行很好的堤防防護(hù)和固堤，長(zhǎng)滿這種草本的堤岸容易受到水流的沖刷和侵蝕。

健康的河濱地區(qū)具有良好的植被狀況，高度透水的土壤和較高的河岸。它們提供的地下水水位從河岸向外延伸，提供大量的地下水存儲(chǔ)。作為對(duì)比，退化的河濱地區(qū)的地下水水位比較低、河岸容易造成洪水溢出，河槽寬淺，河槽蓄水量有限。

具有植物多樣性的河濱地區(qū)能夠攔截80%～90%的泥沙。新的泥沙和茂盛的植物生長(zhǎng)為水流穿透河岸泥沙和增加水的儲(chǔ)蓄提供基礎(chǔ)條件。隨著植物的生長(zhǎng)，樹(shù)干和樹(shù)根吸收更多的泥沙，同時(shí)樹(shù)葉為土壤提供樹(shù)蔭，減少了水的蒸發(fā)。植被的季節(jié)性死亡和腐敗為土壤提供更多的有機(jī)物質(zhì)，進(jìn)一步促進(jìn)水的滲透和儲(chǔ)蓄。有機(jī)物質(zhì)就像海綿一樣蓄涵著水分，促進(jìn)土壤有機(jī)物的生長(zhǎng)，包括土壤聚結(jié)的形成和增加土壤的多孔性。

河濱植被所攔截的泥沙增加了河岸的高度，尤其是在比降比較低的河渠，地下水水位隨著河岸的升高而升高，水吸收的增加，蒸發(fā)造成的水損失就會(huì)減少。在健康的河濱環(huán)境中，地下水水位升高到能夠到達(dá)原來(lái)洪泛區(qū)植物根系的高度，這些河濱的土壤終年大部分時(shí)間保持濕潤(rùn)。

河濱地區(qū)較大的蓄水能力緩沖著水流從高地向河槽的運(yùn)動(dòng)。暴雨后或者融雪后所形成的徑流不是直接進(jìn)入河槽中，健康的河濱能夠保持和蓄積水量。這些水常年緩慢向鄰近河流滲透，提供水交換，并且中和著河中的流量。

洪水控制方面，多孔疏松的河岸泥沙能夠蓄存大量的水，能夠減少洪水的發(fā)生。另外，河濱地區(qū)植物生長(zhǎng)的洪水控制作用表現(xiàn)為每公頃的植物每天能夠吸收和蒸發(fā)上千加侖的水。如果河槽中的水位達(dá)到洪水水位，河岸植被能夠穩(wěn)固河岸，并且能夠防止河槽變寬或者改道。