水生態學視角下的河道疏浚與生態恢復

收稿日期：2023-12-10

作者簡介：馬明珠（1982—），女，甘肅平川人，工程師，研究方向為河道采砂、疏浚。

摘 要：隨著城市化進程的不斷推進和人類活動的增加，許多河流面臨著水質惡化、生態系統退化等問題。為了改善河流環境，河道疏浚成為一種常見的工程手段。闡述了河道疏浚的定義、分類以及水生態系統的關鍵要素，分析了河道疏浚與生態效應的關系，提出了可持續性評估與生態友好型疏浚策略的重要性，通過實際案例分析展示了生態友好型疏浚的實施，為未來河道疏浚工程提供更加科學、可持續發展的生態恢復方案。

關鍵詞：水生態學；河道疏浚；生態恢復

中圖分類號：TV85 文獻標志碼：B文章編號：2095–3305（2024）03–0-03

傳統的河道疏浚常常只注重水流通暢，而對水生態系統的影響關注較少。因此，從水生態學的角度對河道疏浚進行全面深入的研究，不僅有助于更好地理解疏浚對生態系統的影響機制，而且也為制定更科學的疏浚策略提供了重要的理論依據。

1 水生態學視角下的河道疏浚影響機制

1.1 河道疏浚的定義與分類

作為水利工程的重要組成部分，河道疏浚在水生態學視角下具有廣泛而深刻的影響。河道疏浚是指通過清淤、開挖或其他工程手段，清理和排除河道底床沉積物，以維護河流通暢、防治洪澇、改善水質的工程活動。其定義不僅涵蓋了對水體物理結構的維護，還包括對水體生態系統的影響與調控。

河道疏浚可分為機械疏浚和水利疏浚兩大類。機械疏浚主要依賴于各類挖掘設備，通過人工或機械方式清理和開挖河道沉積物，具有高效、快速的特點，適用于一些需要迅速疏浚的緊急情況。水利疏浚則更注重利用水流自身的力量進行沉積物的搬運和清理，包括激流沖刷、水位調控等方式，更加注重對水生態系統的保護和恢復。

1.2 水生態系統的關鍵要素

水生態系統作為一個復雜而敏感的生態體系，其關鍵要素直接影響了河道疏浚對生態系統的影響機制。水生態系統的關鍵要素包括水質、水溫、水位、水流速等多個方面。水質是水生態系統的基本特征之一，涵蓋了水中溶解氧、營養鹽、重金屬等多個指標，對水生生物的生存繁衍、生態平衡具有至關重要的影響。水溫對水生態系統中的生物行為、代謝過程、生態鏈條等方面均有重要作用，是維持水生生物生存和生態平衡的重要因素。水位和水流速則直接影響著水體的水動力學特性，對底棲生物、水生植被分布、棲息地的形成等方面具有顯著的影響[1]。

在進行河道疏浚時，工作人員要綜合考慮這些關鍵要素的影響。機械疏浚可能導致水動力學特性發生瞬時改變，使水位、水流速產生短期波動，而水利疏浚則更注重通過水位調控等手段來維持水生態系統的平衡。因此，在實施河道疏浚工程時，必須全面考慮水生態系統的多方面要素，以減小對水生生物和生態平衡的不良影響，促使河道疏浚與水生態系統的和諧共生。

1.3 河道疏浚對水生態系統的直接與間接影響

作為一項工程活動，河道疏浚對水生態系統的影響涉及直接、間接影響2個方面。直接影響主要包括物理性變化，如河床深度、河道形態等的改變。機械疏浚可能引起底質懸移，改變水底結構，影響底棲生物的棲息地，而水利疏浚則通常通過水位調控來實現，直接影響水體的水動力學特性，改變水溫、水質等環境參數。這些直接影響可能導致水生生物的遷徙、棲息地的喪失，對水生態系統的結構和功能造成直接沖擊。

河道疏浚的間接影響更為復雜。一方面，疏浚可能改變水體的輸沙能力，影響沉積和懸浮物質的分布，進而影響水質和底棲生物；另一方面，疏浚工程可能改變水流動態，導致水生植被的變化，影響河道的生態景觀，進而對鳥類等上游生態系統產生間接影響。工作人員應全面考慮上述復雜而多樣的間接影響，以更好地了解河道疏浚對水生態系統的全局影響。因此，在進行河道疏浚規劃和實施時，必須深入研究這些直接與間接效應，從而科學、有效地維護水生態系統平衡。

2 河道疏浚與生態效應的關系

2.1 水質改善效應

在水生態學視角下，河道疏浚具有顯著的水質改善效應。第一，通過清除淤積物、懸移沉積底質，疏浚能夠減少底泥中的富營養物質和有機物的積累，有力地削減水體富營養化的趨勢。這對于改善水質、減少藻類過度生長、降低水中營養物質的濃度具有積極作用。

第二，河道疏浚能夠提高水體的通氣性，加強水體與大氣的交換，有利于氧氣的溶解和二氧化碳的釋放，從而促進水體中的氣體平衡。這對于水體中的藻類和底棲生物的生存都具有積極的影響，有助于維持水生態系統的健康狀態。

第三，疏浚過程中的底床攪動和水體對流也可促使底質中的有機物質釋放，提高溶解氧水平，進而改善水體的生態環境[2]。因此，水質改善是河道疏浚直接可觀測到的生態效應之一，為水生態系統的恢復與健康發展提供了實質性的支持。

2.2 水生生物群落動態

河道疏浚對水生生物群落動態產生深遠的影響。第一，通過淤積物的清理，疏浚消除了河道底質的過度積聚，為水生生物提供了更為適宜的棲息環境。這對底棲生物的生存繁衍具有積極影響，推動了水生態系統中底棲生物群落的恢復與發展。

第二，對水生植被的再生和生長具有明顯的促進作用。通過疏浚改善水域的透明度，增加了光照的深度，有利于水中植物的光合作用。這不僅提供了更多氧氣，也為魚類等水生動物提供了豐富的棲息和繁衍場所，推動了水生植被與動物之間的良性互動。

第三，河道疏浚還能夠減緩水流速度，形成適宜的水體環境，有利于魚類等遷徙性生物的通行。這對于保護和恢復魚類等水生動物的棲息地，維護生物多樣性具有重要作用。因此，深入了解水生生物群落動態的變化機制，有利于科學指導河道疏浚工程的實施，增強水生態系統中生物多樣性，提升河流生態健康水平。

2.3 生態系統穩定性與多樣性

河道疏浚對生態系統的影響主要體現在穩定性與多樣性2個方面。第一，通過有效疏浚，水體流通暢通，底棲生物和水生植被得以均衡分布，提高了整個生態系統的穩定性。有序的水流有助于調節環境參數，創造適宜的生存條件，減少生態系統的波動性，維護其長期穩定運行。

第二，疏浚增加了生態系統的多樣性，清理底質并創造更多的棲息場所，促使各類水生生物在不同微環境中繁衍生息。這種多樣性有助于形成復雜的生態關系網，提高系統對外界干擾的抵抗力，增強其自我調節和修復的能力[3]。

第三，生態系統的多樣性也可以對水生植被和底棲生物的群落結構產生積極影響，維持生態系統的動態平衡。因此，深入理解河道疏浚對生態系統穩定性與多樣性的影響機制，有助于科學引導河道管理，最大程度地促進水生態系統的健康發展。

3 可持續性評估與生態友好型疏浚策略

3.1 環境影響評估（EIA）在河道疏浚中的應用

在河道疏浚的過程中，環境影響評估（EIA）作為一項關鍵的可持續性評估工具發揮著重要作用。第一，EIA能夠系統性地評估河道疏浚對周邊自然環境的潛在影響，包括但不限于水質、土壤、植被等方面。通過詳細調查和分析，EIA能夠提前識別可能出現的環境問題，為采取相應的預防和治理措施提供科學依據。

第二，EIA能夠評估河道疏浚對生物多樣性和生態系統功能的可能影響。通過對瀕危物種、棲息地破壞等方面的評估，可以預測疏浚工程可能導致的生態系統變化，并制定相應的保護和修復計劃。這有助于確保河道疏浚在改善水體通暢性的同時，最小化對生態系統的負面影響。

第三，EIA能夠評估疏浚工程對社會經濟的潛在影響，包括就業機會、交通、水資源利用等方面。通過綜合考慮環境、經濟和社會3個層面的因素，EIA為制定全面可持續的河道疏浚方案提供了科學依據。因此，在實施河道疏浚工程之前，工作人員應充分應用環境影響評估工具，確保疏浚活動在可持續性發展框架下推進。

3.2 可持續性指標與評價體系

可持續性評估在河道疏浚中的應用不僅依賴于EIA，還需要建立一套全面而科學的可持續性指標與評價體系。第一，關鍵的可持續性指標主要包括水質、水量、水生生物群落結構、河岸生態系統健康等方面。這些指標能夠全面地反映河道疏浚對水域生態系統的影響，包括直接和間接的效應。

第二，評價體系需要基于多層次、多維度的原則，綜合考慮自然環境、社會經濟和生態系統健康。例如，考慮水體通暢性改善的同時，也需評估是否破壞了原有的棲息地、是否引起水生生物遷徙障礙等。這種綜合性的評價能夠確保疏浚活動在解決特定問題的同時，不引發其他潛在的環境和生態問題。

第三，在建立評價體系時，還應注重時間維度，考慮河道疏浚對水域生態系統的長期影響，包括對生態系統動態平衡、演替過程的理解，以及在疏浚后可能出現的恢復時間等方面的考慮。通過引入時間因素，評價體系更能全面反映疏浚活動的可持續性。

3.3 生態友好型疏浚的實際案例分析——以南京洪澤湖河道改造工程為例

南京洪澤湖河道改造工程作為一個生態友好型疏浚的實際案例，突出了在河道改造中如何兼顧生態環境保護和水利工程效益的雙重目標。

該項目通過科學的水文水質調查，全面了解了洪澤湖河道的生態狀況。基于調查結果，制定了可持續性評估方案，考慮了水生態系統的關鍵要素、濕地保護、水質改善等多個指標，以綜合評估河道改造對生態系統的潛在影響。其在實際疏浚過程中，采用了精細化的工程技術，避免了對濕地和水生植被的過度破壞。通過合理的工程設計和執行，減少了對水生生物棲息地的擾動，有助于維持和改善河道的生態多樣性。

在河道改造后，應注重生態修復工作，通過植被恢復和濕地重建等手段，促使河道周邊的生態系統迅速恢復。這不僅有利于維持河道的自凈能力，還有助于提高河道周邊農田的生產水平，實現了水土保持和農業可持續發展的有機結合[4]。

由此可見，南京洪澤湖河道改造工程充分體現了生態友好型疏浚策略的核心理念，通過科學評估、精細設計和生態修復，實現了河道改造和生態環境保護的雙贏。這為其他類似工程提供了有益的經驗，強調了在水利工程中注重生態可持續性的必要性。

4 水生態學視角下的河道疏浚與生態恢復策略

4.1 綜合治理與綜合效益

水生態學視角下的河道疏浚與生態恢復策略中，綜合治理是一項關鍵而復雜的工作。首先，通過全面了解河道的地貌、水文、水質等情況，確定治理的具體目標和重點區域。隨后，在綜合治理過程中，采用多種手段，如物理疏浚、植被修復、濕地建設等相互配合的措施，以期實現多層次、多方面的效益。

在物理疏浚方面，工作人員應根據河道不同部位的淤積情況，采用合適的疏浚工藝，保障水體的通暢流動。同時，注重維護和保護原有的濕地和水生植被，減少對生態系統的影響。植被修復則可以通過引入適宜的水生植物，加強河岸植被的恢復，提高生態系統的穩定性和多樣性。

綜合治理還包括濕地建設。通過合理規劃濕地區域，可以促進水體中的自凈作用，提高水質。濕地的建設不僅有助于凈化水體，還為眾多水生生物提供了理想的棲息環境，促進生態平衡的形成。

4.2 恢復生態系統功能的手段

恢復生態系統功能的手段在水生態學視角下的河道疏浚與生態恢復策略中具有重要意義。第一，通過引入適應性強、生態服務功能顯著的水生植物，可以增強河道生態系統的自我凈化能力。同時，這些水生植物會在水體中吸收有機質和營養物質，有利于降低水體富營養化的程度，有效改善水質。

第二，通過恢復濕地功能，提高水生態系統的抗干擾能力。濕地不僅可以過濾水體中的污染物質，還提供了豐富的棲息地和食物來源，有助于各類水生生物的繁衍。因此，在恢復生態系統功能中，濕地建設是一項關鍵措施。合理規劃濕地區域，通過濕地植被的恢復和濕地水體的修復，增加水生生物的多樣性，推動整個生態系統的恢復。

第三，通過科學、合理的魚類管理措施，調控河道中的魚類種群結構，促進魚類的自然繁殖。這有助于恢復河道生態系統中的食物鏈關系，提高系統的穩定性。同時，合理的捕撈政策和魚類保護措施，有利于確保生態系統中各類生物的相對平衡[5]。

4.3 水生態學原理在疏浚工程中的應用

水生態學原理在河道疏浚與生態恢復工程中的應用具有重要的指導意義。第一，通過深入了解水生態系統的自然演變規律，工作人員可以制定更加科學、合理的河道疏浚方案。根據河道水流速度、植被分布、底質類型等生態要素，優化疏浚方向和強度，最大限度地減小對生態系統的干擾。

第二，水生態學原理為河道疏浚過程中的生態保護提供了理論依據。在疏浚工程中，要根據水生生物的季節性和繁殖習性，合理規劃施工時間，避免對生物群落造成過大的影響。同時，結合魚類的洄游規律，采取措施確保魚類的通行，保障河道的生態通道。

第三，水生態學原理還指導了河道植被的恢復與構建。通過選擇對水質適應性強、對水生態系統具有重要功能的水生植物，促使河道植被的健康生長。這不僅可以減緩水流速度，減少河道泥沙的沖刷，還為水生動物提供了理想的棲息地。

第四，水生態學原理在水域生態系統管理中強調系統綜合治理。疏浚工程要綜合考慮河道水質、植被、生物等要素，實施多層次、多角度的治理措施，以確保生態系統的整體健康。這包括合理配置濕地、魚類資源管理、水質監測等方面，形成一個全面的生態保護網絡。

5 結束語

水生態學視角下的河道疏浚與生態恢復不僅是一項具體的工程實踐，更是對生態學原理的應用與拓展。采用科學、合理的疏浚措施可以顯著提高水體質量、促進生物多樣性，為水域生態環境的保護和改善提供了有力的支持。在未來的河道管理與生態保護中，相關部門應更加全面、科學地應對各種挑戰，為保護和改善水域生態環境提供更多的智慧和方案。

參考文獻

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[2] 劉優，龍翔宇，楊帆.城市河道生態治理與修復措施研究[J].陜西水利，2023（3）：98-99，109.

[3] 莫啟導.城市河道水體生態疏浚綜合治理的實踐研究[J].水利技術監督，2022（9）：253-255，269.

[4] 李長雨.河道疏浚技術在河道整治中的應用研究[J].黑龍江水利科技，2022，50（2）：172-174.

[5] 王中正，趙中華，趙紅霞，等.灌河生態綜合治理河道清淤疏浚工程設計[J].河南水利與南水北調，2022，51（5）：4-5.