山區鄉村段河流生態系統修復策略研究

劉倩，白鈺

（中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司，陜西 西安 710065）

1 河流生態環境特征

汾河為寧武縣第一大河，發源于寧武縣東寨鎮西北約1 km 處管涔山中，河流兩側多條支流匯入。汾河沿線為河漫灘山坡黃土地貌，寬達150～1 500 m，河身稍有彎曲，上游多卵石，下游多淤泥，常年流量3 m3/s 左右，兩岸階地頗為發育，平坦且寬多居長，兩側坡度平穩。東西高山內側腰部為黃土丘陵區地貌，地形低矮而拱圓，黃土覆蓋。兩岸土地利用現狀以耕地為主，同時也是鎮村建設用地的集中分布地帶，沿線村鎮多分布在河流右岸。總體來看，汾河兩岸地勢平坦、多流匯入、耕地連片、村鎮集聚，生態資源豐富，自然環境良好，但由于人類活動的破壞，河流自然生境遭到破壞，造成一系列的生態環境問題。

1.1 自然生境破壞，植被覆蓋率降低

汾河流域植被資源豐富，但由于砍伐林木、墾荒屯田、泄湖造田等人類活動的影響，曾經“萬木下汾河”的盛景不復存在，流域植被覆蓋率持續降低。現在汾河兩岸植被稀疏，地表裸露現象明顯，山前地帶植被以灌叢、草地、耕地為主，林地稀疏、林分單一，植被結構簡單，缺乏連續成片的防護林帶，無法起到蓄水保土、護堤護田、防風固沙的作用，造成水土流失，致使河流河床迅速抬高，生態系統逐漸退化，水源涵養能力逐步降低，大小旱澇災害頻發。流域丘陵起伏，溝壑縱橫，地形破碎，高低懸殊，由于地表植被覆蓋率較低，加之集中降水，水力侵蝕嚴重，徑流多泥沙，據水文泥沙觀測計算，懸移質輸沙模數最大可達6 000 t/km2以上，下游水庫淤積嚴重。

1.2 濕地系統退化，生物多樣性減少

歷史早期汾河流域湖泊沼澤遍地，沿河濕地生態系統穩定，水源涵養能力強，生物多樣性豐富。但是隨著人類在汾河沿線的資源開采和土地利用，改變了濕地用途，原生的生態環境受到嚴重的影響。河道兩岸灘涂的開墾與利用，破壞了天然河濱植被和河流植物，導致水域濕地面積逐漸減少，水生態系統遭到嚴重破壞。沿河生境的破壞，使動植物喪失了棲息空間，河流的生物多樣性逐步降低。天然植被的破壞，會導致魚類的產卵條件發生變化，導致動物棲息地、避難所的破壞，從而造成物種的數量減少或者消亡。沿河的人類聚居以及工農業發展，占用了原有的濕地，用水量激增汾河水量驟減，導致汾河沿線濕地面積減少、蓄水量減少，水質惡化，整個濕地生態系統功能降低，生物多樣性減少，更加速了濕地萎縮，還導致區域性持水能力下降，容易引發區域性洪水災害。

1.3 點源面源污染，影響河流水質

汾河沿線村鎮建設、企業生產、農業種植等一系列人為活動，形成了點面源污染，同時由于缺乏系統的排污治污措施，從而影響汾河水質，破壞河流生態環境。

寧武汾河沿線污水處理水平較低。寧武縣汾河流域現僅有一座生活污水處理廠，位于東寨鎮，由于處理能力不足，管網體系不完整，仍有30%～40%的污水是直接排放，更有周邊村莊污水也無法收集處理，污水廠的處理能力和處理標準都不能滿足汾河上游對于水質的要求。汾河沿線散布的其他鄉村和村莊沒有配套任何污水處理設施，生活污水均直排入汾河，嚴重影響了汾河水質。寧武汾河沿線目前垃圾處理體系不完善，村鎮生活垃圾隨意傾倒，汾河沿線及支溝生活垃圾堆積隨處可見，未形成完善的收集、轉運、處理、監督體系，對生態環境產生負面影響。河流沿線分布有大量的農田，農業生產活動中農藥化肥的不合理施用，造成農藥中的氮和磷等通過地表徑流、土壤滲濾進入水體，從而污染水質。

1.4 兩岸用地粗放，環境風貌欠佳

汾河兩岸的土地使用粗放，居民點、養殖場、煤炭儲存倉等分布缺乏統籌，耕地、園地、林地、草地呈碎片化分布。汾河干流沿線的耕地多為原有河灘地填土后耕種，土壤層薄，保水性差，現有耕地粗放經營，部分耕地荒廢，形成廣種薄收的狀況。河流沿線村鎮建設用地缺乏統一規劃，存在亂占亂用、亂圍亂堵、亂堆亂放、亂建違建的現象。河道沿線的土地資源無序、粗放、低效利用現象，制約汾河沿線經濟發展的同時，也破壞了汾河兩岸的生態景觀環境。

2 河流生態系統修復思路

河流生態系統包含陸地河岸系統、水生態系統以及濕地灘涂生態系統，是動植物的重要棲息地，受人類活動的影響，河流自然生態系統遭到一定程度的破壞，水生植物覆蓋程度低、類型單一，無法為動物植物、微生物提供良好的棲息地。遵循系統性、整體性、協同性原則，堅持“山水林田湖草是一個生命共同體”的理念，實施河流生態系統修復，對水系、河岸、灘涂、濕地進行統籌考慮、系統治理，構建“兩核三心引領，生態綠廊為軸，山水營地串聯，河灘生態修復”的空間結構體系，綜合部署濱河濕地、河灘濕地、生態林帶、山水營地等工程。修復河流生態系統，使其發揮涵養水源、凈化水質、調節徑流、蓄洪防旱、調節小氣候、保護生物多樣性等生態功能，打造人水和諧的河流生態環境。

3 河流生態系統修復策略

3.1 濱河濕地生態系統修復

3.1.1 濕地水系

濕地水系通過汾河主河道補水，在靠近上游水源的地方設置進水閘，由進水閘自流取水，采用細水長流的概念，保證濕地水系生態功能及水體凈化效果，在靠近河段下游的位置設置退水閘，將凈化后的水再排入河道之中。進水口處設有沉沙池，以保證濕地范圍內的水流質量，沉沙池旁設置清沙空間，方便定期清沙運沙。濕地水系選擇黏土防滲層作為濕地的防滲材料，黏土作為天然材料，有利于上層種植土的植物生長，更好地維持濕地生物群落和生境的多樣性和豐富度。

3.1.2 濕地植物

濕地植物在保留原有生長良好的鄉土植物基礎上，適當增加為野生動物提供食物來源與棲息場所的適生植物群落。堅持因地制宜、適地適樹，突出植被的地域特色，模擬自然植物群落，同時結合寧武歷史和文化特色，營造富有意境的種植效果，達到植物多樣性保護和可持續利用的目的。結合濕地功能區劃，在人使用頻率高的活動節點與休憩處可提升植物群落的觀賞性與豐富度，注意常綠與落葉、速生與慢生植物的搭配和季相變化，滿足適宜的遮蔭、賞景、科普等功能需求，避免使用有毒、有硬刺的植物。對設有生物滯留、水體凈化等功能的綠地，應根據設計滯水深度、雨水滲透種植土厚度、水污染負荷及不同植物的生態習性等條件，選擇抗逆性強、抗污染、耐水濕的植物種類，應注意與周邊生態環境的協調。

3.1.3 濕地駁岸

濕地駁岸主要采用草坡入水駁岸與種植島駁岸兩種形式，草坡式駁岸營造一種自然的效果，凸顯湖區水岸的宜人性和優美感；種植島駁岸通常用在濕地中心等，使讓綠島更具特色和生態感，搭配豐富的水生植物，突顯水系多樣化的層次。草坡入水式駁岸是在地基土壤壓實的基礎上，鋪設500 mm 厚的黏土作為防滲層，再在其上放置300 mm厚種植土，將濱水植物沿著駁岸一直種植到淺水的區域；種植島駁岸通常用于不上人的水中人工綠島之中，岸際線用松木樁密排，略高于水面10 cm，對種植土進行圍擋，土上種植親水草本類植物。

3.1.4 濕地配套

濕地除生態調節功能外兼具觀光游覽、科普教育等功能，園路建設、場地鋪裝、服務設施配套等是實現觀光游覽，構建人與自然和諧關系的基礎條件。配套設施建設工程堅持生態性原則，園路設計避開生態敏感區及地質情況復雜、承載力弱的區域，路面使用透水混凝土，在混凝土中添加色粉，在混凝土成形后噴涂彩色保護劑來設計不同的顏色，打造更加美麗的道路效果。木棧道、木平臺采用碳化防腐木鋪裝，同樣體現環保生態的主題。鋪裝力求自然生態，避免過分人為造型而造成的生硬感，材料選擇更為親近自然的木材、石材等，通過材料的不同鋪設方式和組合變化，豐富地面鋪裝的觀賞效果。服務設施配套同樣堅持環保生態、貼近自然的基本原則，配建生態衛生間，增加凈化單元，對廁所中的污水和污物進行特殊處理和凈化，避免污水排入汾河或通過下滲污染水源，從而起到節約資源又保護環境的作用。座凳選用自然生態的條木復合式座凳，在道路的沿線和停駐空間進行合理的布置，為人們提供休憩空間的基礎上讓座凳能夠更好地融入自然環境。垃圾桶選用外立面為木質的雙筒垃圾桶，材質環保生態，貼近自然。

3.2 村旁溝口營造山水營地

村旁溝口位置因受人為擾動較大，生態環境脆弱，針對這一現象，進行生態治理、綠化種植、環境提升、設施配套，打造依山傍水、綠樹成蔭的生態營地，可作為濕地生態核心的補充，串聯生態綠廊，構建完善的河流生態系統。同時也為居民提供休閑娛樂、活動交流的場所，改善人居環境，增強人們的幸福感。

山水營地的設計根據地形地貌條件，在避開基本農田和現有建筑的前提下，于村旁、路邊、溝口選擇有條件的建設區域，設計中選擇當地的適生植被，在靠近村莊的地段，種植當地經濟樹種，點植色葉樹種，形成點簇狀的生態林地，實現“綠化、彩化、財化”的綠化目標。同時，山水營地的營建結合村民公共活動的需求，在與村口道路接近的地方，為當地村民開辟活動場地，方便村民日常休閑和休憩。

山水營地建設工程以尊重生物多樣性為前提，在適宜種植的地方選擇油松、青芊、新疆楊等喬木，紫荊、水蠟、金葉榆等適生灌木，形成豐富的植被群落，為動植物提供良好的棲息地。規劃采用生態園林設計手法，主要布置園路，廣場、園林小品等設施，生態修復的同時為村莊居民提供休閑娛樂的場所，同時展現新時代新農村的精神面貌。

3.3 生態堰壩攔蓄形成水面

水體流過堰壩，能夠提高水中的溶解氧，從而加速水體中污染物的降解。生態蓄水工程是增加水面和濕地面積、改善河道生態環境、提高河水自凈能力，提升區域景觀效果的重要舉措。根據壩高、閘壩功能及閘壩適用性選擇合適的壩型進行生態蓄水，經過綜合分析比較，選用液壓壩、溢流堰作為主要的蓄水建筑物。液壓壩廣泛應用于灌溉、船閘、漁業、海水擋潮、城市河道景觀工程和小水電站等建設，兼具擋水和泄水雙重功能。溢流堰不僅承擔著攔洪蓄水的作用，更是生態濕地工程的重要一環。

結合濕地工程取水需要，汾河主河道沿線布置4 座液壓壩，非汛期攔蓄河水形成水面，入汛前塌壩泄洪沖沙，避免河床淤積。通過蓄水工程形成水面，增加了河流水系的凈化措施，降低了河流泥沙含量，還原了河流原生生境特征，豐富了河流生態環境特性，與周圍生態濕地充分結合，為濕地水系補水提供用水條件，形成水綠相映的生態景象。結合濕地工程，分別在西馬坊溝距離交匯口上游750 m 處、干流距離交匯口上游100 m 處各布置溢流堰一座，溢流堰的建設，增加了河道水面面積，豐富了河流生態環境，為兩岸濕生植物及挺水植物提供了良好的生長環境，水生植物的生長吸收水體氮磷物質的同時為水體補充氧氣，為微生物提供附著載體，提高水體凈化效率，河段生態環境得到明顯提升。

3.4 恢復河道內灘地棲息環境

汾河主河道內的河灘濕地分布范圍較廣，適合植物的生長，水草豐茂，是多種動物的天然棲息地，然而受人類生活的擾動使得灘地原生植物遭到破壞，現狀灘地被覆蓋程度低，地被類型單一，水生植物較少，主要以蘆葦等親水植物為主，無法起到凈化水質的作用，無法為動植物微生物提供良好的棲息地，不利于生物多樣性的保護。河灘濕地生態恢復工程選擇高程在2年一遇設計洪水位以上的河灘濕地進行綠化補植、生態修復，營造適合動植物、微生物生長的棲息地，實現防止水土流失、保護生物多樣性、提升河道景觀環境的目的。

河灘濕地種植類型選擇蘆葦、小香蒲、花葉蘆竹等草本植物，該類植物屬于適生、速生型植物，在遇洪水后自我修復能力較強，同時，這些植物對水體有凈化的作用，有利于河流的生態系統的恢復，可以改善水質、豐富河流生物多樣性，起到攔截泥沙防止水土流失的作用。

河灘濕地修復工程的實施提高了水量調配和水環境承載能力，發揮河湖水系的綜合功能，實現水量優化調配、水環境修復、災害防御等綜合效益。同時，濕地的建設加強了對濕地珍稀野生動植物棲息地保護，能夠為野生動物提供豐富的食物資源，改善野生動植物生存環境。進而不斷提高寧武汾河沿線生態系統的穩定性，使濕地整體性生態服務功能得到修復與完善，對調節區域氣候、涵養水源、改善生態環境質量、保護及維持生物多樣性、保障區域生態安全具有重要意義。

3.5 堤外建設生態防護林帶

汾河干流沿線現狀堤防外主要以耕地為主，部分區域分布有大棚、養殖場、基礎設施、民用建筑籌建構筑物，整體林木覆蓋程度低，綠化體系不完善，未形成連續成片的防護林帶，無法起到蓄水保土、護堤護田、攔截泥沙的作用。結合堤防體系提升，建設生態防護林帶，實現蓄水保土、護堤護田、防風固沙的作用，實現改善水土流失，降低河流的泥沙含量，增加大氣濕度和土壤濕度，攔截地表徑流，調節地下水位的目標。同時作為農田防護林帶，實現改善農田小氣候，保證農作物豐產穩產的目標。

汾河生態防護林帶沿河道堤防外堤腳線30 m范圍內進行布置，對現狀基礎設施、永久基本農田以及已建扶貧項目進行避讓，對違章建筑以及對生態環境造成不良影響的建構筑物進行拆除。基于環保要求進行退耕還林，打造相對完整且連續的生態保護林、護堤林、護田林，發揮護堤護田、水質凈化、水土保持以及水源涵養等功能。樹種選擇當地適生品種油松、垂柳和新疆楊。林帶兼具護堤和防護農田雙重功能，為保證效果采用樹木胸徑均大于8 cm 規格。林帶中采用陣列式布局，垂柳2 行，行距4 m，株距4 m；新疆楊5 行，行距3 m，株距3 m；油松2 行，行距3 m，株距3 m。在不大于30 m或不小于30 m林帶范圍內，兩側垂柳、油松兩排種植不變，只增加或減少中間種植新疆楊部分，突出植物的觀賞性與季節性特點。

4 結論

山區鄉村段河流生態系統修復不容忽視，應遵循流域統籌、系統治理的原則，按照“人工干預+自我修復”的思路開展生態修復工作，從而實現改善河流水質、提升環境品質、保護生物多樣性的目標。同時不能脫離以人為本的理念，不能就治理論治理，應充分考慮人水關系，依托河流沿線村莊居民點打造人水和諧的河流生態環境。當然修復策略的制定也需要做到因地制宜，針對不同類型的河道制定相應的修復方案。生態修復是一個長期的工作，應加強宣傳與管理，提高鄉村居民對生態環境保護的認知，從源頭解決生態問題，更好地鞏固修復效果。