城市河流生態系統評價及修復建議探討

顏達濤，付成龍

（1.重慶市水利電力建筑勘測設計研究院有限公司，重慶 400000；2.重慶市潼南區水利局，重慶 402660）

0 引言

作為地球生命的重要組成部分和人類生存發展的基礎，河流孕育了無數文明，創造了無數輝煌的城市。作為城市的生態載體，河流在社會、生態、經濟等方面有極高的價值[1]。河流在城市發展中承擔著供水、排水、防洪、景觀娛樂、生態服務和文化載體等多種自然和社會功能[2]。近年來由于城鎮化快速發展，國家經濟的騰飛，人類的生產生活對河道生態造成了很大的負面影響，城市河流污染日趨嚴重，對居民的生活質量產生了較大影響[3]。

目前我國城市河流生態問題主要表現在3 個方面，包括河岸硬化對水生態系統造成破壞、水體受到外來污染水質惡化、河道斷面單一對生物多樣性造成影響。如何徹底解決這3 個問題是城市河流生態修復與保護的關鍵點，目前隨著民眾生態環保意識的加強，越來越多的科研機構、企業單位、學者團體開展河流生態修復研究，但目前相關工作多集中于針對某一具體河流或河段的修復工程實例[4]，缺乏宏觀整體的生態修復思想，因此如何科學合理的規劃設計城市河道水生態修復與保護是解決河道生態問題的重要手段。

1 評價理論體系

城市河流生態系統具有調節氣候、改善生態環境等諸多作用，因此，必須運用某種指標和手段，對其進行全面評價，并進行治理和管理具有重要意義。

1.1 評價的標準

從生態系統的層面來看，一個健康的生態系統應當是相對穩定的、可持續的，也就是說，一個具有一定生命力的生態系統能夠保持自身的自我組織，能夠在外部環境的壓力下很容易復原。其中生態健康理念被普遍認可，包括六個層面：自我平衡，無病征，多樣性，恢復力，活力和維持系統各組成部分之間的平衡。

生態系統健康主要包括活力、恢復力、組織、生態系統服務功能的維持、管理選擇、外部輸入減少、對鄰近系統的影響以及人類健康影響等8 個方面。在這八項準則中，最主要的是前三項。活力是指生態系統的能源投入和養分的循環能力，以其原始生產力和物質循環為主要指標。恢復力是指在脅迫結束后，系統能夠抵抗和恢復的能力。組織是指隨著生態系統的次生演替而改變和影響的復雜體系[4]。

1.2 評價方法

為了使生態系統健康的概念有實際操作性，需要對其進行評價。但由于在概念上存在分歧，并且要評價的生態系統類型各異，因此也產生了多種評價指標體系。這些指標體系主要分為3 類：①生態指標。在生態系統水平和群落層次上設計指標。②人類健康和社會經濟指標。主要應用在一些與人類有密切關系的生態系統中，如流域內的生態系統。③物化指標。探究影響生態系統變化的非生物原因。目前河流生態系統健康評價方法可分為指示物種法和綜合指標法。實際上，河流生態系統健康評價的最佳途徑是微觀與宏觀相結合的綜合性研究。

1.2.1 指示物種評價法

指示物種評估生態系統的健康狀態，其指標包括關鍵物種、特有物種、指示物種、瀕危物種、長壽物種、環境敏感物種等。當前所面臨的主要問題包括：對指示種的篩選標準不夠清晰，部分使用了不適當的分類；由于某些監測指標的選取不當，導致了生態環境的健康評估出現偏差，無法全面反映生態環境的動態變化。因此，在進行河流生態系統健康評估時，必須慎重選用指示種類和指標，并充分考慮其敏感性與可靠性，也就是確定其對流域自然生態系統的影響。

1.2.2 綜合指標法

綜合指標法是以生態系統特性及其服務功能為依據，構建指標體系，以反映其基本特點。首先，要選用能夠表征城市河流生態系統主要特征的指標。其次，要對其進行歸類區分，并對其在生態環境中的作用進行分析。再次，對這些特征因子進行度量，確定每個特征因子在流域生態系統健康中的權重系數，每類特征因子在流域生態系統健康中的比重。最后，提出了一套綜合評價指標體系，該指標不僅要反映整個河川的整體衛生狀況，還應反映出其健康狀況和發展趨勢。

2 城市河道水生態修復與保護

2.1 生態修復

河流生態系統是在河流空間中共同棲息的所有生物及其環境之間不斷進行物質循環和能量流動而形成的統一整體，能通過自我調節機制，保持自身的動態平衡，但是，在人類的干擾下，生態系統的平衡得以被打破，生物多樣性下降，生態系統穩定性和抗逆能力減弱，在這種情況下，開展河流生態修復尤為重要，河流生態修復是通過外力使受損的生態系統得到恢復、重建或改進，達到恢復河流生態多樣性的作用。

2.2 河流水生態修復與保護原理

河流水生態修復與保護的兩種原理為循環再生原理及和諧共存原理。

2.3 河流水生態修復與保護技術

河流水生態修復與保護技術主要包括水質改善、水文情勢改善、河流地貌修復及生物群落多樣性恢復。

3 龍溪河水生態修復與保護工程設計

3.1 龍溪河項目簡介

重慶市開展了龍溪河碧道示范段建設。碧道建設的主要內容為水資源保障、水安全提升、水環境改善、水生態修復與保護、景觀與游憩系統構建。龍溪河是長江北岸的一條二級支流，其源頭從梁平區的東明月山的東邊山腳下，從梁平區的鐵鳳山的西北方向開始，兩源在墊江縣的交匯，經過普順，大順，高安，至高洞，與原忠縣沙河交匯，始稱“龍溪河”，然后繼續向西，流經長壽境六劍灘，經過石堰，龍河，雙龍，云集，獅子灘，宜豐，但渡，鳳城，最后在長壽市區下游3km，匯入長江。

3.2 清除入侵有害植物工程設計

入侵有害植物是外來物種中規劃的物種，會嚴重的破壞當地的生態系統，導致生物多樣性的喪失。龍溪河河道兩側存在入侵植物蔓延的現象，主要入侵植物包含薇甘菊及五爪金龍，清理面積63hm2，對應植物量3765t，采用人工防治及清理的方式，清理后的植物殘體經破碎、烘干及碳化，碳化后的灰渣按照相關要求處置。

入侵植物清理完成后需要對清理效果進行復查，設計設置監測樣地核查入侵植物清除效果，確定入侵植物復發及擴散情況，監測點布設原則為2hm2布設一個檢測點，每個監測點為20m×20m 標準地，面積為400m2。通過人工清除及復查監測，達到基本清除入侵植物的目的，龍溪河兩岸生態系統得以逐步恢復。

3.3 濱水岸線修復工程設計

濱水岸線修復是提高生態連通性、空間異質性及消減河岸污染的一種手段，本設計遵從因地制宜的原則，對除農保地范圍外大坳壩至迎賓大橋段現狀岸線進行生態提升，清除岸線修復區域內的枯葉腐草等垃圾、有害雜草、局部零星分布的入侵植物（五爪金龍、薇甘菊），清表面積共計6.62hm2。岸線整理后，在常水位淹沒區及常水位線以上部分清理區范圍，通過新建沉水、挺水、濕生等本土植物帶增加植物覆蓋和種類，補植面積共計6.9hm2。為水生動物提供食物來源和棲息地，讓兩棲類動物能在水域與河岸間自由遷徙及完成其生命周期演化，也為水鳥生態廊道的建設提供生態基底。根據現狀護岸型式及植被分布情況，按照“保、除、疏、刈、種”五字原則，因地制宜地確定了各段岸線生態修復的設計。岸線修復典型斷面如圖1 所示。

圖1 岸線修復典型斷面

3.4 洲島生態修復

河流廊道由河流串聯起來的流域內各基底及斑塊的有機共同體及景觀格局，是陸生與水生生物間的過渡帶。河流洲島及河濱漫灘是在河流的演變中自然形成，是河流廊道重要的生態基底及物質循環斑塊，提高其生物多樣性及景觀空間異質性是河流生態修復的重要內容。

龍溪河流域有豐富的洲島、邊灘資源，河濱漫灘沿主河槽基本呈連續性分布，但目前部分洲島生態資源退化，入侵植物入侵嚴重，人為開墾現象比較嚴重，洲島生態系統失衡，無法有效實現洲島與河流生態系統的良性循環，故本項目選取兩處洲島（1#洲島及2#洲島）開展生態修復工作。1#洲島面積4hm2，主要建設內容為通過生態清表、生態滯留坑的構建、鄉土植被的優化、生物棲息結構營造（圖2）、生態監測等，提升景觀空間異質性。同時配合鄉土植被修復、生物塔搭建、遷徙廊道構建等措施，在恢復鄉土植被覆蓋率和多樣性的基礎上，進行棲息地的營造，從而逐步建立起穩定、健康的洲島生態系統。2#洲島面積12hm2，主要建設內容為島面清表、原生植被復育、補植（蘆花島植被種群），達到蘆葦、蒲葦種群恢復的效果，并且營造蒹葭蒼蒼、十里蘆葦島的生態美景。

圖2 生物棲息結構營造

3.5 街口植被保育濕地

濕地一般分布在陸地系統和水域系統之間的過渡帶，在多水的環境下由負地形或岸邊帶及其所承載的水體、土壤與生物相互作用所形成的統一整體。街口保育濕地位面積約2hm2，運用漫灘現狀清理、濕地地形重塑、鄉土植物保育及復育、生物棲息結構營造措施，根據濕地植物區系特征及植物種類的組成，現在和過去的分布及演替，構建河灘濕地系統，在生態恢復的同時，構建本地區鄉土物種保育庫。保育濕地如圖3 所示。

圖3 保育濕地

3.6 效果評估

從河流生態系統的多樣性、生境的異質性及河岸生境質量等方面對實施生態修復后進行評價，結果表明，龍溪河碧道建設段生態系統恢復良好、入侵植物基本清除、鄉土植被保育狀況良好、濱水景觀打造出色、基本滿足碧道示范段的示范作用。工程實施后，入侵植物得到有效控制，濱水生態岸線得到恢復，洲島生態多樣性得到保障，街口保育濕地得到有效的保護。

4 結語

本文以龍溪河生態環境改造為案例，闡述了河流水生態修復的有效方案。城市河流治理已經從黑臭水體治理逐步轉向河流水生態修復與保護，如何全方面提升河道生態功能價值，是政府、公益團體、研究機構及相關企業共同需要面對的，未來城市建設也必將越來越追求生態系統建設，提升城市生態多樣性，形成城市亮麗的名片，最終實現生態文明的美好愿景。