水生態(tài)學(xué)視角下的河道疏浚與生態(tài)恢復(fù)

收稿日期：2023-12-10

作者簡(jiǎn)介：馬明珠（1982—），女，甘肅平川人，工程師，研究方向?yàn)楹拥啦缮啊⑹杩！?/p>

摘 要：隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)和人類活動(dòng)的增加，許多河流面臨著水質(zhì)惡化、生態(tài)系統(tǒng)退化等問(wèn)題。為了改善河流環(huán)境，河道疏浚成為一種常見(jiàn)的工程手段。闡述了河道疏浚的定義、分類以及水生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵要素，分析了河道疏浚與生態(tài)效應(yīng)的關(guān)系，提出了可持續(xù)性評(píng)估與生態(tài)友好型疏浚策略的重要性，通過(guò)實(shí)際案例分析展示了生態(tài)友好型疏浚的實(shí)施，為未來(lái)河道疏浚工程提供更加科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)恢復(fù)方案。

關(guān)鍵詞：水生態(tài)學(xué)；河道疏浚；生態(tài)恢復(fù)

中圖分類號(hào)：TV85 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：2095–3305（2024）03–0-03

傳統(tǒng)的河道疏浚常常只注重水流通暢，而對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的影響關(guān)注較少。因此，從水生態(tài)學(xué)的角度對(duì)河道疏浚進(jìn)行全面深入的研究，不僅有助于更好地理解疏浚對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)制，而且也為制定更科學(xué)的疏浚策略提供了重要的理論依據(jù)。

1 水生態(tài)學(xué)視角下的河道疏浚影響機(jī)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(tài)學(xué)視角下具有廣泛而深刻的影響。河道疏浚是指通過(guò)清淤、開(kāi)挖或其他工程手段，清理和排除河道底床沉積物，以維護(hù)河流通暢、防治洪澇、改善水質(zhì)的工程活動(dòng)。其定義不僅涵蓋了對(duì)水體物理結(jié)構(gòu)的維護(hù)，還包括對(duì)水體生態(tài)系統(tǒng)的影響與調(diào)控。

河道疏浚可分為機(jī)械疏浚和水利疏浚兩大類。機(jī)械疏浚主要依賴于各類挖掘設(shè)備，通過(guò)人工或機(jī)械方式清理和開(kāi)挖河道沉積物，具有高效、快速的特點(diǎn)，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(jìn)行沉積物的搬運(yùn)和清理，包括激流沖刷、水位調(diào)控等方式，更加注重對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和恢復(fù)。

1.2 水生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵要素

水生態(tài)系統(tǒng)作為一個(gè)復(fù)雜而敏感的生態(tài)體系，其關(guān)鍵要素直接影響了河道疏浚對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)制。水生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵要素包括水質(zhì)、水溫、水位、水流速等多個(gè)方面。水質(zhì)是水生態(tài)系統(tǒng)的基本特征之一，涵蓋了水中溶解氧、營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬等多個(gè)指標(biāo)，對(duì)水生生物的生存繁衍、生態(tài)平衡具有至關(guān)重要的影響。水溫對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)中的生物行為、代謝過(guò)程、生態(tài)鏈條等方面均有重要作用，是維持水生生物生存和生態(tài)平衡的重要因素。水位和水流速則直接影響著水體的水動(dòng)力學(xué)特性，對(duì)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(jìn)行河道疏浚時(shí)，工作人員要綜合考慮這些關(guān)鍵要素的影響。機(jī)械疏浚可能導(dǎo)致水動(dòng)力學(xué)特性發(fā)生瞬時(shí)改變，使水位、水流速產(chǎn)生短期波動(dòng)，而水利疏浚則更注重通過(guò)水位調(diào)控等手段來(lái)維持水生態(tài)系統(tǒng)的平衡。因此，在實(shí)施河道疏浚工程時(shí)，必須全面考慮水生態(tài)系統(tǒng)的多方面要素，以減小對(duì)水生生物和生態(tài)平衡的不良影響，促使河道疏浚與水生態(tài)系統(tǒng)的和諧共生。

1.3 河道疏浚對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的直接與間接影響

作為一項(xiàng)工程活動(dòng)，河道疏浚對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的影響涉及直接、間接影響2個(gè)方面。直接影響主要包括物理性變化，如河床深度、河道形態(tài)等的改變。機(jī)械疏浚可能引起底質(zhì)懸移，改變水底結(jié)構(gòu)，影響底棲生物的棲息地，而水利疏浚則通常通過(guò)水位調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)，直接影響水體的水動(dòng)力學(xué)特性，改變水溫、水質(zhì)等環(huán)境參數(shù)。這些直接影響可能導(dǎo)致水生生物的遷徙、棲息地的喪失，對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能造成直接沖擊。

河道疏浚的間接影響更為復(fù)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(zhì)的分布，進(jìn)而影響水質(zhì)和底棲生物；另一方面，疏浚工程可能改變水流動(dòng)態(tài)，導(dǎo)致水生植被的變化，影響河道的生態(tài)景觀，進(jìn)而對(duì)鳥(niǎo)類等上游生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生間接影響。工作人員應(yīng)全面考慮上述復(fù)雜而多樣的間接影響，以更好地了解河道疏浚對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的全局影響。因此，在進(jìn)行河道疏浚規(guī)劃和實(shí)施時(shí)，必須深入研究這些直接與間接效應(yīng)，從而科學(xué)、有效地維護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)平衡。

2 河道疏浚與生態(tài)效應(yīng)的關(guān)系

2.1 水質(zhì)改善效應(yīng)

在水生態(tài)學(xué)視角下，河道疏浚具有顯著的水質(zhì)改善效應(yīng)。第一，通過(guò)清除淤積物、懸移沉積底質(zhì)，疏浚能夠減少底泥中的富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)物的積累，有力地削減水體富營(yíng)養(yǎng)化的趨勢(shì)。這對(duì)于改善水質(zhì)、減少藻類過(guò)度生長(zhǎng)、降低水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)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(qiáng)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(jìn)水體中的氣體平衡。這對(duì)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(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài)。

第三，疏浚過(guò)程中的底床攪動(dòng)和水體對(duì)流也可促使底質(zhì)中的有機(jī)物質(zhì)釋放，提高溶解氧水平，進(jìn)而改善水體的生態(tài)環(huán)境[2]。因此，水質(zhì)改善是河道疏浚直接可觀測(cè)到的生態(tài)效應(yīng)之一，為水生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與健康發(fā)展提供了實(shí)質(zhì)性的支持。

2.2 水生生物群落動(dòng)態(tài)

河道疏浚對(duì)水生生物群落動(dòng)態(tài)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。第一，通過(guò)淤積物的清理，疏浚消除了河道底質(zhì)的過(guò)度積聚，為水生生物提供了更為適宜的棲息環(huán)境。這對(duì)底棲生物的生存繁衍具有積極影響，推動(dòng)了水生態(tài)系統(tǒng)中底棲生物群落的恢復(fù)與發(fā)展。

第二，對(duì)水生植被的再生和生長(zhǎng)具有明顯的促進(jìn)作用。通過(guò)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(dòng)物提供了豐富的棲息和繁衍場(chǎng)所，推動(dòng)了水生植被與動(dòng)物之間的良性互動(dòng)。

第三，河道疏浚還能夠減緩水流速度，形成適宜的水體環(huán)境，有利于魚類等遷徙性生物的通行。這對(duì)于保護(hù)和恢復(fù)魚類等水生動(dòng)物的棲息地，維護(hù)生物多樣性具有重要作用。因此，深入了解水生生物群落動(dòng)態(tài)的變化機(jī)制，有利于科學(xué)指導(dǎo)河道疏浚工程的實(shí)施，增強(qiáng)水生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性，提升河流生態(tài)健康水平。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與多樣性

河道疏浚對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在穩(wěn)定性與多樣性2個(gè)方面。第一，通過(guò)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(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。有序的水流有助于調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)，創(chuàng)造適宜的生存條件，減少生態(tài)系統(tǒng)的波動(dòng)性，維護(hù)其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

第二，疏浚增加了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，清理底質(zhì)并創(chuàng)造更多的棲息場(chǎng)所，促使各類水生生物在不同微環(huán)境中繁衍生息。這種多樣性有助于形成復(fù)雜的生態(tài)關(guān)系網(wǎng)，提高系統(tǒng)對(duì)外界干擾的抵抗力，增強(qiáng)其自我調(diào)節(jié)和修復(fù)的能力[3]。

第三，生態(tài)系統(tǒng)的多樣性也可以對(duì)水生植被和底棲生物的群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生積極影響，維持生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。因此，深入理解河道疏浚對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與多樣性的影響機(jī)制，有助于科學(xué)引導(dǎo)河道管理，最大程度地促進(jìn)水生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。

3 可持續(xù)性評(píng)估與生態(tài)友好型疏浚策略

3.1 環(huán)境影響評(píng)估（EIA）在河道疏浚中的應(yīng)用

在河道疏浚的過(guò)程中，環(huán)境影響評(píng)估（EIA）作為一項(xiàng)關(guān)鍵的可持續(xù)性評(píng)估工具發(fā)揮著重要作用。第一，EIA能夠系統(tǒng)性地評(píng)估河道疏浚對(duì)周邊自然環(huán)境的潛在影響，包括但不限于水質(zhì)、土壤、植被等方面。通過(guò)詳細(xì)調(diào)查和分析，EIA能夠提前識(shí)別可能出現(xiàn)的環(huán)境問(wèn)題，為采取相應(yīng)的預(yù)防和治理措施提供科學(xué)依據(jù)。

第二，EIA能夠評(píng)估河道疏浚對(duì)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能的可能影響。通過(guò)對(duì)瀕危物種、棲息地破壞等方面的評(píng)估，可以預(yù)測(cè)疏浚工程可能導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)變化，并制定相應(yīng)的保護(hù)和修復(fù)計(jì)劃。這有助于確保河道疏浚在改善水體通暢性的同時(shí)，最小化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響。

第三，EIA能夠評(píng)估疏浚工程對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的潛在影響，包括就業(yè)機(jī)會(huì)、交通、水資源利用等方面。通過(guò)綜合考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)3個(gè)層面的因素，EIA為制定全面可持續(xù)的河道疏浚方案提供了科學(xué)依據(jù)。因此，在實(shí)施河道疏浚工程之前，工作人員應(yīng)充分應(yīng)用環(huán)境影響評(píng)估工具，確保疏浚活動(dòng)在可持續(xù)性發(fā)展框架下推進(jìn)。

3.2 可持續(xù)性指標(biāo)與評(píng)價(jià)體系

可持續(xù)性評(píng)估在河道疏浚中的應(yīng)用不僅依賴于EIA，還需要建立一套全面而科學(xué)的可持續(xù)性指標(biāo)與評(píng)價(jià)體系。第一，關(guān)鍵的可持續(xù)性指標(biāo)主要包括水質(zhì)、水量、水生生物群落結(jié)構(gòu)、河岸生態(tài)系統(tǒng)健康等方面。這些指標(biāo)能夠全面地反映河道疏浚對(duì)水域生態(tài)系統(tǒng)的影響，包括直接和間接的效應(yīng)。

第二，評(píng)價(jià)體系需要基于多層次、多維度的原則，綜合考慮自然環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)系統(tǒng)健康。例如，考慮水體通暢性改善的同時(shí)，也需評(píng)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(píng)價(jià)能夠確保疏浚活動(dòng)在解決特定問(wèn)題的同時(shí)，不引發(fā)其他潛在的環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題。

第三，在建立評(píng)價(jià)體系時(shí)，還應(yīng)注重時(shí)間維度，考慮河道疏浚對(duì)水域生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期影響，包括對(duì)生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡、演替過(guò)程的理解，以及在疏浚后可能出現(xiàn)的恢復(fù)時(shí)間等方面的考慮。通過(guò)引入時(shí)間因素，評(píng)價(jià)體系更能全面反映疏浚活動(dòng)的可持續(xù)性。

3.3 生態(tài)友好型疏浚的實(shí)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(gè)生態(tài)友好型疏浚的實(shí)際案例，突出了在河道改造中如何兼顧生態(tài)環(huán)境保護(hù)和水利工程效益的雙重目標(biāo)。

該項(xiàng)目通過(guò)科學(xué)的水文水質(zhì)調(diào)查，全面了解了洪澤湖河道的生態(tài)狀況。基于調(diào)查結(jié)果，制定了可持續(xù)性評(píng)估方案，考慮了水生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵要素、濕地保護(hù)、水質(zhì)改善等多個(gè)指標(biāo)，以綜合評(píng)估河道改造對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響。其在實(shí)際疏浚過(guò)程中，采用了精細(xì)化的工程技術(shù)，避免了對(duì)濕地和水生植被的過(guò)度破壞。通過(guò)合理的工程設(shè)計(jì)和執(zhí)行，減少了對(duì)水生生物棲息地的擾動(dòng)，有助于維持和改善河道的生態(tài)多樣性。

在河道改造后，應(yīng)注重生態(tài)修復(fù)工作，通過(guò)植被恢復(fù)和濕地重建等手段，促使河道周邊的生態(tài)系統(tǒng)迅速恢復(fù)。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(nóng)田的生產(chǎn)水平，實(shí)現(xiàn)了水土保持和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有機(jī)結(jié)合[4]。

由此可見(jiàn)，南京洪澤湖河道改造工程充分體現(xiàn)了生態(tài)友好型疏浚策略的核心理念，通過(guò)科學(xué)評(píng)估、精細(xì)設(shè)計(jì)和生態(tài)修復(fù)，實(shí)現(xiàn)了河道改造和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的雙贏。這為其他類似工程提供了有益的經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)了在水利工程中注重生態(tài)可持續(xù)性的必要性。

4 水生態(tài)學(xué)視角下的河道疏浚與生態(tài)恢復(fù)策略

4.1 綜合治理與綜合效益

水生態(tài)學(xué)視角下的河道疏浚與生態(tài)恢復(fù)策略中，綜合治理是一項(xiàng)關(guān)鍵而復(fù)雜的工作。首先，通過(guò)全面了解河道的地貌、水文、水質(zhì)等情況，確定治理的具體目標(biāo)和重點(diǎn)區(qū)域。隨后，在綜合治理過(guò)程中，采用多種手段，如物理疏浚、植被修復(fù)、濕地建設(shè)等相互配合的措施，以期實(shí)現(xiàn)多層次、多方面的效益。

在物理疏浚方面，工作人員應(yīng)根據(jù)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(dòng)。同時(shí)，注重維護(hù)和保護(hù)原有的濕地和水生植被，減少對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。植被修復(fù)則可以通過(guò)引入適宜的水生植物，加強(qiáng)河岸植被的恢復(fù)，提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和多樣性。

綜合治理還包括濕地建設(shè)。通過(guò)合理規(guī)劃濕地區(qū)域，可以促進(jìn)水體中的自凈作用，提高水質(zhì)。濕地的建設(shè)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(huán)境，促進(jìn)生態(tài)平衡的形成。

4.2 恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)功能的手段

恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)功能的手段在水生態(tài)學(xué)視角下的河道疏浚與生態(tài)恢復(fù)策略中具有重要意義。第一，通過(guò)引入適應(yīng)性強(qiáng)、生態(tài)服務(wù)功能顯著的水生植物，可以增強(qiáng)河道生態(tài)系統(tǒng)的自我凈化能力。同時(shí)，這些水生植物會(huì)在水體中吸收有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有利于降低水體富營(yíng)養(yǎng)化的程度，有效改善水質(zhì)。

第二，通過(guò)恢復(fù)濕地功能，提高水生態(tài)系統(tǒng)的抗干擾能力。濕地不僅可以過(guò)濾水體中的污染物質(zhì)，還提供了豐富的棲息地和食物來(lái)源，有助于各類水生生物的繁衍。因此，在恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)功能中，濕地建設(shè)是一項(xiàng)關(guān)鍵措施。合理規(guī)劃濕地區(qū)域，通過(guò)濕地植被的恢復(fù)和濕地水體的修復(fù)，增加水生生物的多樣性，推動(dòng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。

第三，通過(guò)科學(xué)、合理的魚類管理措施，調(diào)控河道中的魚類種群結(jié)構(gòu)，促進(jìn)魚類的自然繁殖。這有助于恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈關(guān)系，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，合理的捕撈政策和魚類保護(hù)措施，有利于確保生態(tài)系統(tǒng)中各類生物的相對(duì)平衡[5]。

4.3 水生態(tài)學(xué)原理在疏浚工程中的應(yīng)用

水生態(tài)學(xué)原理在河道疏浚與生態(tài)恢復(fù)工程中的應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。第一，通過(guò)深入了解水生態(tài)系統(tǒng)的自然演變規(guī)律，工作人員可以制定更加科學(xué)、合理的河道疏浚方案。根據(jù)河道水流速度、植被分布、底質(zhì)類型等生態(tài)要素，優(yōu)化疏浚方向和強(qiáng)度，最大限度地減小對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾。

第二，水生態(tài)學(xué)原理為河道疏浚過(guò)程中的生態(tài)保護(hù)提供了理論依據(jù)。在疏浚工程中，要根據(jù)水生生物的季節(jié)性和繁殖習(xí)性，合理規(guī)劃施工時(shí)間，避免對(duì)生物群落造成過(guò)大的影響。同時(shí)，結(jié)合魚類的洄游規(guī)律，采取措施確保魚類的通行，保障河道的生態(tài)通道。

第三，水生態(tài)學(xué)原理還指導(dǎo)了河道植被的恢復(fù)與構(gòu)建。通過(guò)選擇對(duì)水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)、對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)具有重要功能的水生植物，促使河道植被的健康生長(zhǎng)。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(dòng)物提供了理想的棲息地。

第四，水生態(tài)學(xué)原理在水域生態(tài)系統(tǒng)管理中強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)綜合治理。疏浚工程要綜合考慮河道水質(zhì)、植被、生物等要素，實(shí)施多層次、多角度的治理措施，以確保生態(tài)系統(tǒng)的整體健康。這包括合理配置濕地、魚類資源管理、水質(zhì)監(jiān)測(cè)等方面，形成一個(gè)全面的生態(tài)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。

5 結(jié)束語(yǔ)

水生態(tài)學(xué)視角下的河道疏浚與生態(tài)恢復(fù)不僅是一項(xiàng)具體的工程實(shí)踐，更是對(duì)生態(tài)學(xué)原理的應(yīng)用與拓展。采用科學(xué)、合理的疏浚措施可以顯著提高水體質(zhì)量、促進(jìn)生物多樣性，為水域生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和改善提供了有力的支持。在未來(lái)的河道管理與生態(tài)保護(hù)中，相關(guān)部門應(yīng)更加全面、科學(xué)地應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)，為保護(hù)和改善水域生態(tài)環(huán)境提供更多的智慧和方案。

參考文獻(xiàn)

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