河流生態恢復研究

周亞軍　彭重華

（中南林業科技大學風景園林學院，湖南　長沙　410004）

河流生態恢復研究

周亞軍彭重華

（中南林業科技大學風景園林學院，湖南長沙410004）

通過剖析國內外河流生態恢復的研究進展，確立我國河流生態系統恢復的目標，并提出我國河流開發過程中存在的問題，如水利工程部“一家獨大”的現象，硬質材料的過度使用和軟質植物的保護不利，水土流失、水污染和洪澇災害等。在此基礎上，提出河流生態恢復的原則：完整性、連通性、多樣性和穩定性，限定河流生態恢復的內容，并提出針對性的措施和建議，即建立一個“水利工程-生態-景觀規劃”管理規劃設計系統，對河流各個源頭的保護，流域景觀生態系統的恢復和河道生態系統的恢復。

河流；生態恢復；水利工程；水污染；洪澇；流域

人類古代四大文明的發展都是伴隨著河流產生的，人類聚居依存于河流而存在［1］。即使是現代文明，河流對人類發展也極為重要，河流可以給人們帶來濕度，提供優美景觀，提供大量淡水，發揮排水防洪等作用。從另一個角度來剖析，江景房是人們買房的首選，價格也比附近房價高出一籌，可見河流在人類心目中的重要性。但是，在工業革命帶來的熱潮中，人們追逐經濟效益而忽視對河流的保護，我國兩大母親河黃河與長江也難幸免于難，當前河流生態恢復已經刻不容緩。

1　國內外研究

1.1國外研究

很多國家已經對河流生態恢復引起足夠重視。早在20世紀60年代，德國和瑞士等已經開始意識到硬質混泥土護岸是導致河流污染的根本原因，并且著手于生態學在工程中的應用；20世紀90年代，美國也認識到這一點，如洛杉磯河流就開始拆除混泥土河道。1986年，日本通過對歐洲河流治理的學習，拆掉了許多混泥土河道，注重河道生態恢復。20世紀90年代，德、美、法等國家開始大規模對混泥土河道拆除整治，進行生態恢復。國外的河道生態恢復過程中，水利工程學與生態學的結合，使得河流生態恢復更具科學性［2］。

1.2國內研究

我國各個專業學者（生態學者、景觀學著、水利專業學者等）已經意識水利工程對河流污染會造成的嚴重影響，從不同專業角度角度詮釋河流生態修復研究的重要性。2002-2003年，蔡慶華等對河流生態學研究中的熱點問題進行研究，唐濤等對河流生態系統健康評價等問題開始探討。2003年，董哲仁提出了“生態水工學”，開始革新傳統水利工程的設計，基于水工學、水利工程學的知識，融合、汲取生態學理論，開展“生態水工學”研究，并初探河流生態修復技術和基礎研究的問題［3］。2005年1月19日，中國科學院成立了水工程生態研究所，其主要目的是尋求水利工程生態系統調控和水環境保護的生態對策。

2004年，夏繼紅、嚴忠民分析了國內外生態河岸帶研究發展趨勢，認為近年來我國已經開始研究河流的“生態型護岸技術”，提出了多種生態型護岸結構形式，但是這些技術沒有考慮其對生態環境的影響，并非真正意義上的河道生態護岸。2004年，楊海軍等開展了對城市受損河岸近自然修復過程的自組織機理研究，但只取得了初步成果，還有許多問題有待深入細致地研究。

2　河流生態系統恢復的目標

2.1河流生態恢復是多目標的河流治理過程

以前，人們對城市河流的治理是針對某種功利價值的功能進行工程設計—防洪、排水等，河道只是作為工程實體而非城市公共空間而存在，對城市的整個生態系統、人的心理需求和生理方面需求的考慮欠佳。這種傳統的河道治理方法相對安全，但理念太過僵硬、效果單一，快速但違反生態原則，最終導致產生更多的生態問題［4］。建設生態河堤在21世紀已成為國際大趨勢，人們對生物生存環境的重視中，卻忽略了河流的自我存在和自我實現。河流的自我存在包括河流的自然生態、環境、植物、景觀、歷史和文化等特征。

2.2將河流治理納入城市規劃

一方面，自古以來，城市的存在就與河流息息相關，所以會有很多河流貫穿于城市之中，這樣就能更好地融入城市居民的生活中，河流才能得到可持續的、穩定的發展；另一方面，城市的發展離不開河流，河流在改造和恢復中保持和延續生命力，也是對城市發展的要求。

3　我國河流開發過程中存在的問題

3.1水利工程部“一家獨大”的現象突出

早在20世紀，河流的管理就是水利工程部門的“一言堂”，國內缺乏對于河流生態的認識。直到21世紀，才提出了“生態水工學”的概念，生態學開始溶于河流的規劃。但是，水利工程部門“一家獨大”的現象依然存在［5］。我國在開發河流的過程中，最大的因素便是規劃者對于其他學科知識的認識不足。

3.2硬質材料的過度使用和軟質植物的保護不利

20世紀60年代，人們提出生態的概念正是基于對硬質景觀混泥土護坡的批判。但是，這個問題卻是現在我國河流開發中一個最大的問題，現今我國護坡手法中絕大部分是用混泥土，長沙的沿江風光帶、橘子洲頭等，不勝枚舉。而且，這種方式已成為設計師和規劃師設計的一種潮流，形成了一種不良風氣。更讓人匪夷所思的是，有些河段甚至在河床用混泥土打實。然而，河岸旁邊長得茂盛、優美的植物卻得不到保護。植物的根部是固土的最有效的手段，看起來堅韌無比的混泥土反而容易被水流沖垮。

3.3水土流失

我國水土流失面積大約360萬km2，占據總國土面積的1/3以上。每年因水土流失損失的土壤達到50億t，而這大部分都是由于河流水土流失造成的。河流水土流失造成河道、湖泊泥沙淤積，也加劇了江河下游地區的洪澇災害。

3.4水污染

2003年，統計的全國廢污水排放總量達到了680億t，其中生活污水和城鎮污水各占1/3和2/3。在對我國七大江河水系的重點監測斷面中，只有40％符合三類以上水質標準。從某種程度上講，生物入侵也造成了水污染，同時影響河內生物的生存。

3.5洪澇災害

因大雨、暴雨或持續降雨，導致地表徑流的增大，最終排入到河水中，造成河水中積水過多，形成洪澇災害。近年來，洪澇災害越來越多，頻率也越來越快。

4　河流生態恢復的原則

對河流生態恢復的分析，必須明確河流的生態恢復要求基于遵循自然規律，通過人類的作用和技術的進步，經濟上允許，社會的可接受性，使退化的河流生態系統，重新煥發出其應有的生機，造福于人類的生態系統重構或再生過程。而對河流生態系統的恢復主要應遵循以下原則。

4.1河流生態系統的完整性

對河流生態恢復的研究，首要原則是其完整性。河流生態系統的完整性是保證河流能夠正常運行的首要前提，只有保證了其完整性，才能獲得連通性、穩定性等前提原則。河流生態系統的完整性主要包括以下3個方面：河流流域的完整性、河流橫斷面的完整性以及河流系統的整體性。在河流橫剖面完整性中，尤其在于重點恢復河流水系、堤岸、河岸帶、河畔濕地及林地水體等的完整性，不能使河流渠道化，把河流生態系統只是當成一條巨型的“排水管”。

4.2河流生態系統的穩定性

河流生態系統的穩定性主要體現在以下3個方面：河流景觀構成的穩定，河流生態系統結構與功能的穩定，河流流量的穩定［6］。河流景觀構成的穩定，不是說把景觀都做成混泥土護坡的這種穩定，而是多利用綠色植物，配合適當的硬質材料，達到河流、河岸及河岸邊的農田的和諧共生。河流流量的穩定，指的是河流流量在其本身可以容納的一個流量值，在旱季的時候，河水不能太少，在撈季的時候，河水不能太多而影響河岸。

4.3河流生態恢復的連通性

在系統、整體和可持續發展的前提下，以河流整體生態系統的功能和結構為基礎，從生態整體性及水土資源開發為出發點，結合城市規劃、景觀設計和水利工程，為人民創造一個安全、有生氣、舒服且富含情趣的環境。

4.4河流功能的多樣性與主導支配性

河流具有重要的生態功能，宜人的風景格局，多種多樣的景觀結構，變化多端的水體，使得其功能不僅僅是排洪蓄水，而根據具體環境具有多樣化的特點。這也就造成了不同環境下的河流，其主導支配性存在差異。因此，在進行具體河流的規劃設計時，針對特定的地段及其特殊過程、特殊問題，制定獨特的恢復生態途徑。河流的主導支配性，指向了河流規劃設計的方向和目標。

5　河流生態恢復的內容

從河流生態系統的組成可知，河流生態恢復的主要內容包括以下幾個方面：河流自然生存環境恢復、河道的整治恢復、河口地區恢復、河漫灘恢復和河畔濕地恢復等。必須遵循自然規律同河流生態系統的要求，同時結合人類需求進行具有內在聯系的規劃設計，而不能僅僅靠規劃者不合理的設計進行強行修復。而且河流生態恢復的內容會隨著環境和現狀的變化而變化。

5.1河流水體的穩定和流量恢復

維護穩定的河流水體是河流生態系統恢復的核心。河流水體流量常年不足，就會打破河流生態系統的平衡，從而退化形成新的平衡，造成生態系統嚴重退化，河道也會被進一步縮小到極為窄小的范圍，陸地生態系統會占據河流生態系統的面積。而河流水量不足的主要原因有：1）氣候環境變干，使得大范圍降雨得不到滿足，地表徑流量明顯減少，最終導致河流水流變小；2）水庫、水壩等匯水措施在上游的建立，直接影響下游地區的河流河水流量。

5.2河道整治恢復

中小河流的整治一般采取以下措施提高防洪安全度，即順直河道、加大河流寬度以及修建護岸工程。與此同時，項目建設區內珍稀植物的消失，潭水規模的縮小等造成流速的單一化。還有，河床坡降改變泥沙的輸送量，影響著生物的棲息。針對此，主要采取以下應對方法緩解河流整治方面的不足：1）在整治地的選擇上，考慮生物棲息地的因素，保留大型深潭的彎道，對瀕臨滅絕的物種進行重點保護；2）對河流兩邊灘地、濕地進行保護，維持生物多樣性和保護綠色植物的正常生長。

5.3河口區生態恢復

人類對河口生態的影響主要有以下方式：河床的疏挖造成的鹽水上朔，造成魚的產卵地減少，同時對鹽沼產生影響甚至是消失。日本九州在經歷特大洪災后，對北川河道進行改造，影響到河口地區生態環境、外來植物的入侵以及人工河堤造成的景觀質量下降等生態問題［7］。針對這些問題，通過控制河床疏挖，合理植入濱河植物，移植蘆葦防止外來樹種入侵，減少濕地面積的破壞，人工堤壩的景觀設計等與現有景觀的和諧，來形成自然和生態良好的河口區。

5.4河漫灘與河岸帶恢復

河漫灘和河岸帶是河流很重要的組成部分，人類對河流過度的、不合理的開發，造成了河漫灘和河岸帶的嚴重損壞。主要的破壞方式有：農民為追求自己的經濟利益，對河漫灘和河岸帶進行非法開挖、開墾和農耕；在河漫灘不合理的取沙搬石，破壞其水文、地貌及斑塊鑲嵌體；人工的岸堤縮短了河道；河漫灘和河岸帶的建設，破壞了其生態系統；5）將彎曲的河道順直，人工改變河道原有的形態，破壞了其原有的生態環境。

6　河流生態恢復的措施

河流的生態功能、安全功能、游憩功能以及其與人文發展的相適應性，河流生態恢復無論是在國內還是國外都是景觀生態規劃的一個重要類型。對于河流生態恢復，不僅僅是對河流內部進行整治，而要著手于大自然和人類。顯然，河流中產生的各種問題并非其本身造成的，只有找到這些問題的原因并采取針對性的措施，才能夠使河流生態真正得以恢復。

6.1建立一個“水利工程-生態-景觀規劃”管理規劃設計系統

“水利工程-生態-景觀規劃”管理規劃設計系統的建立，可以避免一言堂現象的出現。3個行業站從不同角度去理解河流建設，各自相互監督，這樣就不會在決策、規劃和管理上犯一些很明顯的錯誤，這是河流生態得以恢復的一個有力保障。

6.2對河流各個源頭的保護

河流的源頭有以下幾個方面：自然降水、地下水、冰雪融水。對水源的保護主要是對自然降水和地下水的保護。自然降水的污染主要是大氣中在形成雨點的時候融入了有害氣體的元素，如硫、磷等。所以，種植綠色植物，對凈化空氣質量是一個很好的方法。

6.3流域景觀生態系統的恢復

流域景觀生態是河流生態的背景和大環境，只有在流域生態做好的情況下，才有可能對河流生態進行恢復。流域生態為河流生態提供穩定的水源、清潔的水質、生物多樣性和豐富的通道，有利于穩定河流生態系統。基于這種依存關系，河流生態系統的恢復重點和起點是維護和恢復流域景觀生態系統的穩定性、多樣性、連通性和整體性。

6.4河道生態系統的恢復

河道生態系統的恢復主要包括清除河道所受到的干擾和河道水文條件基礎上的恢復。

6.4.1清除所受干擾

清除河道所受到的干擾主要包括：1）取消河漫灘旁邊的各種耕種活動，重新恢復其河漫灘地生態；2）阻止不合理的人工取沙和取石活動；3）拆除不合理的水壩；4）一律清除任何在河漫灘地的建設行為。

6.4.2河道水文條件基礎上的恢復

河道水文條件基礎上的恢復主要包括：對河道生態系統結構與功能的恢復，河道景觀生態空間結構多樣性的恢復。主要措施有以下幾點：1）河流緩沖帶的恢復，河流緩沖帶位于河流兩岸的林地、草地和山坡地的自然生態環境當中，是河岸帶的重要景觀類型；2）河流沿線的原生植被的重建，保證其生態系統恢復的植物因素，是河道景觀生態恢復的重要步驟；3）河道邊坡的降低，邊坡太高不利于植被的正常生長，植物分布產生脫節現象，而且不能給動物足夠的棲息空間，所以要降低邊坡，改造成自然的邊坡；4）恢復河漫灘或者河流泄洪地區的自然濕地和修建部分重要的人工濕地，這是構成河道景觀生態的重要組成部分；5）重新塑造彎曲河谷，小河床由于地轉偏向力的作用下形成的曲流現象，形成彎彎曲曲的河谷，這種形式的河谷更有利于動植物的生存；6）淺灘和深潭的修復，它們是在水文動力在地形的作用下形成的，為不同類型的生物提供了生境和棲息地；7）對水邊濕地和沼澤地森林的修復，使之成為河流伴生的景觀生態系統；8）修復零星分散的池塘，河道中的洼地、沙洲和池塘的鑲嵌格局，在高水位期間會被水流沖壞，低水位時又會形成格局，但每次過水后的格局都會不同。

7　小結

河流生態系統的自我恢復能力往往比較緩慢，但是人為重建可些許改善并改變生態系統演替的速度，從而縮短其恢復周期。河流生態系統的自我恢復能力的耗時具有明顯的地域差異。一般溫濕氣候環境下，自然恢復速度相對較快；在寒冷干燥的環境下，自然恢復速度相對比較慢。基于這種情況，各地區達到各自生態系統的有效恢復與重建，就必須因地適宜，遵循恢復生態學的基本規律，以及水利工程的基本技術和景觀行業的專業知識，結合各自的實際情況，合理地規劃、管理和恢復。

［1］王云才.景觀生態規劃原理［M］.北京：中國建筑工業出版社，2007.

［2］王東勝.譚紅武.人類活動對河流生態系統的影響［J］.科學技術與工程，2004，4（4）:299-302..

［3］閻水玉.王祥榮.城市河流在城市生態建設中的意義和應用方法［J］.城市環境與城市生態，1999（6）:36-38.

［4］劉曉濤.城市河流治理若干問題探討［J］.規劃師，2001，6（17）：66-69.

［5］董哲仁.水利工程對生態系統的脅迫［J］.水利水電技術，2003（7）：1-5.

［6］崔偉中.日本河流生態工程措施及其借鑒［J］.人民珠江，2003（5）：1-4.

［7］高鵬杰.淺談河流治理中的生態問題［J］.水環境，2004（4）：9-11.

X171.4

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1674-7909（2016）02-37-4

周亞軍（1990-），男，碩士研究生，研究方向：園林植物與應用。

彭重華（1955-），男，博士，教授，博士生導師，研究方向：園林景觀設計的教學與科研。