河流生態學的理念及其在河流治理中的應用

趙偉東

(五常市水務局河道管理站，黑龍江五常150200)

河流的天然狀態，往往不能完全為人類提供安全、舒適的生活環境，為了抵御水患災害，保護河流沿岸生產、生活環境的安全，古往今來人類利用一系列治河建筑物來改變河道的天然情況，保障河流沿岸生產和生活活動的安全;同時通過堵塞汊流，疏浚淺灘，裁彎取直等措施，從而改善汛期過水能力，增加枯水期航深。研究表明，過去的河流治理中僅僅注重了人類的需求，忽視了河流生態的需要和保護，導致河流生態環境惡化。生態水利工程是尋求河流開發利用與恢復和保護之間完美結合有利工具，也為河流治理提供了新方法和思路。

1 河流生態學的理念

1.1 河流廊道的理念

景觀生態學中用基質、斑塊和廊道來描述不同的生態系統，廊道是指不同于景觀中面積最大、連通性最好的景觀類型－基質的狹長地帶。按照廊道的結構劃分，可以分為線狀廊道、帶狀廊道和河流廊道3個類型［1］。

景觀生態學中把與河流聯系密切的河岸帶和洪泛區這個復雜的生態系統，包括陸地、植物、動物及其內部的河流網絡，稱作河流廊道。河流廊道包括河道邊緣、河漫灘、堤壩和部分高地［2］。河流廊道的寬度的變化，具有十分重要的生態功能意義。河流廊道的重要生態功能包括物質傳輸、污染物凈化，并是動植物遷移、傳播的通道和水生、陸生植物的棲息地。

河流廊道在控制水流和礦質養分流動方面具有十分重要的作用。當河流廊道較寬，延伸到河流兩岸的高地時，徑流和洪水的泛濫就會減小到最低程度，河岸侵蝕與礦質養分徑流也會得到控制，河流沉積物和懸浮顆粒含量也相應最低，所以寬河流廊道內的水質一般比較好。

1.2 多自然型河流的理念

多自然性河流是日本學者提出的概念，其含義是盡量保持河流的自然狀態，維護河流形態的多樣性［3］。

不同的河流形態具有不同的生態功能。河流的不同形態在地貌上的表現不同，所具有的生態功能就有所不同。比如河流的蜿蜒程度不同，河段的水流狀況就會不同，提供給不同的魚類產卵、生存條件會不同;同時，河流的淺灘、深灘以及與之相連的濕地等，都具有特殊的生態功能和作用［4］。

河流形態多樣性是生境多樣性的基礎。河流生態的多樣性提供了生境的多樣性，為河流廊道內的不同生物提供了不同的生存環境，保證不同的生物的生長、發育和繁衍的空間。

河流形態的多樣性是河流生物多樣性的條件。生物多樣性是生態系統健康和穩定的基礎和條件，然而只有河流廊道內形態具有多樣性，生境才會具有多樣性，生物多樣性才能有保證。

河流的形態是河流自然演化的結果，具有人為方式不能模擬的作用和價值，在河流生態保護中意義十分重要。

2 河流生態學理念在河流治理中應用問題

生態水利工程將河流生態學的理念應用到河流治理中，指導河流治理的規劃、設計與施工環節。河流生態學理念在河流治理中的應用，主要應體現在下述方面:

2.1 保護與恢復河流廊道的完整性

黑龍江省河流廊道普遍被嚴重破壞，尤其是平原區的河流，城市河段，由于城市發展和建設的需要，河流廊道被人為地縮窄，廊道基本上僅僅剩下河道;農村河段大部分地區農田已經開墾到了河邊，形成了洪水沖刷后陡立的、參差不齊的土質河岸，遇到洪水極其不穩定。不論是大的河流，像松花江、嫩江等，還是中小河流，像呼蘭河、阿什河、螞蟻河等，均嚴重地存在著河流廊道被嚴重破壞的狀況，致使流域的生態系統多樣性受到破壞，河流廊道的生態環境質量下降，流域生態功能退化。因此，在河流治理中應重點保護河流廊道的完整性，創造條件積極恢復受損的河流廊道，擴大河流橫向和縱向的連通性，橫向上逐步清除河灘地上的農田，恢復河灘地和河岸邊濕地、泡沼;縱向上保障河流的連續性，維持河流生態基流，重現河流的生機與活力。

2.2 維護河流形態的多樣性

在河道治理的過程中應該盡力保持河流的自然狀態，已經總結出的“宜彎則彎、宜寬則寬、人水相親、和諧自然”的先進理念值得提倡和推廣。河流形成的蜿蜒曲折的形態，是河流長期演化的結果，是河流與環境之間形成的平衡狀態，河流的淺灘、深潭，具有不同的水流狀態，為不同的水生生物提供了適生環境。因此，除非迫不得已的情況下，在河流的治理中實施的裁彎取直，人為地改變河道的走向是極其不可取的做法。傳統的河流治理給河流留下的空間太小，有時對河流形態的改變也較大，這是錯誤的做法。應該從保證河流生態環境的觀點出發，盡可能不對河流進行“脫胎換骨”的改造。

2.3 恢復與重建河岸植被帶

河岸植被帶是河流廊道的重要組成部分，河濱植被帶具有十分重要的穩固河岸的作用，河岸植物的根系，如柳樹及其它喜水植物盤根錯節，與河岸的土體形成一體，恰似一道天然的河堤，具備較強的抗沖刷能力，保證河岸的穩定與安全。流域的地表徑流通過兩岸的坡地向河道匯集，徑流在經過河岸植被帶的過程中，茂密的植被帶可以過濾地表徑流中的懸浮物質，尤其是在洪水期地表徑流往往夾帶著大量的枯枝落葉和地表垃圾，河岸植被帶可以有效地攔截這些物質，保持徑流的清潔。研究表明，由于河岸植被帶的存在，為植物和動物提供了良好的營養供給和生存空間，河岸植被帶孕育了很多特有的植物和動物物種，造就了流域內獨有的生物多樣性條帶。目前河岸植被帶缺失狀況主要表現在固岸保護林殘缺不全、缺少管理林帶和河漫灘草地帶，恢復河岸植被帶是未來河流治理的主要任務之一。國際上保護河岸植被帶的通行做法是在河岸兩側保留一定寬度的河濱植被管理帶，其中劃分為保護區和管理區，一般保護區的寬度為30～50 m，管理區的寬度為20～30 m。根據河流的大小、河流生態保護的重要程度，規劃設計河濱植被帶的寬度，逐步恢復和重建河濱植被帶。

2.4 開發和使用生態友好型工程材料

泥沙質河岸是天然河岸的主要組成物質，天然河底也沉積著一定厚度的淤泥與沙礫。河岸的土壤、泥沙中有大量的動物和微生物，河底的淤泥和沙礫是底棲生物的生存空間，這些動物、微生物和底棲生物在水生生態系統中具有凈化水質、維護生態平衡的功能，一旦河岸與河底被硬質化，會導致生物和底棲生物的消失和河流生態功能的退化。

自然河流兩岸生長發育著茂密的植物，橫向上根據植物對水分要求的不同，發育著挺水植物帶、濕水植物帶和過渡帶，組成完整的河岸緩沖帶;縱向上沿河流廊道，形成河流綠色廊道，也提供了綠色為主的河流景觀和生態廊道。河岸景觀被混凝土、砌石等硬質材料包裹后，植物的根系很難穿過堅硬的表面，不利于植物的生長和發育，不僅嚴重地破壞和干擾河岸植被帶的形成，而其將河岸綠色植被景觀變成了單一灰白色調的人工建筑物，與自然河流既不協調。

生態型河流護岸是指在確保一定防洪能力的前提下，強調河流生態系統和景觀的保護，重視護岸工程與河岸親水設施結合的護岸設計。

生態友好型工程材料有生物護岸、生態型硬質護坡、土工織物護岸和植物材料護岸。國內外在工程中已經廣泛地采用這些材料用于工程實踐中，取得了良好的效果，在河流治理設計中應進一步推廣和使用。

［1］何興元.應用生態學［M］.北京:科學出版社，2004.

［2］高甲榮，馮澤深，高陽，劉英，等.河溪近自然評價—方法與應用［M］.北京:中國水利水電出版社，2010.

［3］財團法人河口整治中心(日).河流與自然環境［M］.鄭州:黃河水利出版社，2004.

［4］董哲仁，孫東亞.生態水利工程原理與技術［M］.北京:中國水利水電出版社，2007.