河流生态恢复研究

周亚军　彭重华

（中南林业科技大学风景园林学院，湖南　长沙　410004）

河流生态恢复研究

周亚军彭重华

（中南林业科技大学风景园林学院，湖南长沙410004）

通过剖析国内外河流生态恢复的研究进展，确立我国河流生态系统恢复的目标，并提出我国河流开发过程中存在的问题，如水利工程部“一家独大”的现象，硬质材料的过度使用和软质植物的保护不利，水土流失、水污染和洪涝灾害等。在此基础上，提出河流生态恢复的原则：完整性、连通性、多样性和稳定性，限定河流生态恢复的内容，并提出针对性的措施和建议，即建立一个“水利工程-生态-景观规划”管理规划设计系统，对河流各个源头的保护，流域景观生态系统的恢复和河道生态系统的恢复。

河流；生态恢复；水利工程；水污染；洪涝；流域

人类古代四大文明的发展都是伴随着河流产生的，人类聚居依存于河流而存在［1］。即使是现代文明，河流对人类发展也极为重要，河流可以给人们带来湿度，提供优美景观，提供大量淡水，发挥排水防洪等作用。从另一个角度来剖析，江景房是人们买房的首选，价格也比附近房价高出一筹，可见河流在人类心目中的重要性。但是，在工业革命带来的热潮中，人们追逐经济效益而忽视对河流的保护，我国两大母亲河黄河与长江也难幸免于难，当前河流生态恢复已经刻不容缓。

1　国内外研究

1.1国外研究

很多国家已经对河流生态恢复引起足够重视。早在20世纪60年代，德国和瑞士等已经开始意识到硬质混泥土护岸是导致河流污染的根本原因，并且着手于生态学在工程中的应用；20世纪90年代，美国也认识到这一点，如洛杉矶河流就开始拆除混泥土河道。1986年，日本通过对欧洲河流治理的学习，拆掉了许多混泥土河道，注重河道生态恢复。20世纪90年代，德、美、法等国家开始大规模对混泥土河道拆除整治，进行生态恢复。国外的河道生态恢复过程中，水利工程学与生态学的结合，使得河流生态恢复更具科学性［2］。

1.2国内研究

我国各个专业学者（生态学者、景观学着、水利专业学者等）已经意识水利工程对河流污染会造成的严重影响，从不同专业角度角度诠释河流生态修复研究的重要性。2002-2003年，蔡庆华等对河流生态学研究中的热点问题进行研究，唐涛等对河流生态系统健康评价等问题开始探讨。2003年，董哲仁提出了“生态水工学”，开始革新传统水利工程的设计，基于水工学、水利工程学的知识，融合、汲取生态学理论，开展“生态水工学”研究，并初探河流生态修复技术和基础研究的问题［3］。2005年1月19日，中国科学院成立了水工程生态研究所，其主要目的是寻求水利工程生态系统调控和水环境保护的生态对策。

2004年，夏继红、严忠民分析了国内外生态河岸带研究发展趋势，认为近年来我国已经开始研究河流的“生态型护岸技术”，提出了多种生态型护岸结构形式，但是这些技术没有考虑其对生态环境的影响，并非真正意义上的河道生态护岸。2004年，杨海军等开展了对城市受损河岸近自然修复过程的自组织机理研究，但只取得了初步成果，还有许多问题有待深入细致地研究。

2　河流生态系统恢复的目标

2.1河流生态恢复是多目标的河流治理过程

以前，人们对城市河流的治理是针对某种功利价值的功能进行工程设计—防洪、排水等，河道只是作为工程实体而非城市公共空间而存在，对城市的整个生态系统、人的心理需求和生理方面需求的考虑欠佳。这种传统的河道治理方法相对安全，但理念太过僵硬、效果单一，快速但违反生态原则，最终导致产生更多的生态问题［4］。建设生态河堤在21世纪已成为国际大趋势，人们对生物生存环境的重视中，却忽略了河流的自我存在和自我实现。河流的自我存在包括河流的自然生态、环境、植物、景观、历史和文化等特征。

2.2将河流治理纳入城市规划

一方面，自古以来，城市的存在就与河流息息相关，所以会有很多河流贯穿于城市之中，这样就能更好地融入城市居民的生活中，河流才能得到可持续的、稳定的发展；另一方面，城市的发展离不开河流，河流在改造和恢复中保持和延续生命力，也是对城市发展的要求。

3　我国河流开发过程中存在的问题

3.1水利工程部“一家独大”的现象突出

早在20世纪，河流的管理就是水利工程部门的“一言堂”，国内缺乏对于河流生态的认识。直到21世纪，才提出了“生态水工学”的概念，生态学开始溶于河流的规划。但是，水利工程部门“一家独大”的现象依然存在［5］。我国在开发河流的过程中，最大的因素便是规划者对于其他学科知识的认识不足。

3.2硬质材料的过度使用和软质植物的保护不利

20世纪60年代，人们提出生态的概念正是基于对硬质景观混泥土护坡的批判。但是，这个问题却是现在我国河流开发中一个最大的问题，现今我国护坡手法中绝大部分是用混泥土，长沙的沿江风光带、橘子洲头等，不胜枚举。而且，这种方式已成为设计师和规划师设计的一种潮流，形成了一种不良风气。更让人匪夷所思的是，有些河段甚至在河床用混泥土打实。然而，河岸旁边长得茂盛、优美的植物却得不到保护。植物的根部是固土的最有效的手段，看起来坚韧无比的混泥土反而容易被水流冲垮。

3.3水土流失

我国水土流失面积大约360万km2，占据总国土面积的1/3以上。每年因水土流失损失的土壤达到50亿t，而这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、湖泊泥沙淤积，也加剧了江河下游地区的洪涝灾害。

3.4水污染

2003年，统计的全国废污水排放总量达到了680亿t，其中生活污水和城镇污水各占1/3和2/3。在对我国七大江河水系的重点监测断面中，只有40％符合三类以上水质标准。从某种程度上讲，生物入侵也造成了水污染，同时影响河内生物的生存。

3.5洪涝灾害

因大雨、暴雨或持续降雨，导致地表径流的增大，最终排入到河水中，造成河水中积水过多，形成洪涝灾害。近年来，洪涝灾害越来越多，频率也越来越快。

4　河流生态恢复的原则

对河流生态恢复的分析，必须明确河流的生态恢复要求基于遵循自然规律，通过人类的作用和技术的进步，经济上允许，社会的可接受性，使退化的河流生态系统，重新焕发出其应有的生机，造福于人类的生态系统重构或再生过程。而对河流生态系统的恢复主要应遵循以下原则。

4.1河流生态系统的完整性

对河流生态恢复的研究，首要原则是其完整性。河流生态系统的完整性是保证河流能够正常运行的首要前提，只有保证了其完整性，才能获得连通性、稳定性等前提原则。河流生态系统的完整性主要包括以下3个方面：河流流域的完整性、河流横断面的完整性以及河流系统的整体性。在河流横剖面完整性中，尤其在于重点恢复河流水系、堤岸、河岸带、河畔湿地及林地水体等的完整性，不能使河流渠道化，把河流生态系统只是当成一条巨型的“排水管”。

4.2河流生态系统的稳定性

河流生态系统的稳定性主要体现在以下3个方面：河流景观构成的稳定，河流生态系统结构与功能的稳定，河流流量的稳定［6］。河流景观构成的稳定，不是说把景观都做成混泥土护坡的这种稳定，而是多利用绿色植物，配合适当的硬质材料，达到河流、河岸及河岸边的农田的和谐共生。河流流量的稳定，指的是河流流量在其本身可以容纳的一个流量值，在旱季的时候，河水不能太少，在捞季的时候，河水不能太多而影响河岸。

4.3河流生态恢复的连通性

在系统、整体和可持续发展的前提下，以河流整体生态系统的功能和结构为基础，从生态整体性及水土资源开发为出发点，结合城市规划、景观设计和水利工程，为人民创造一个安全、有生气、舒服且富含情趣的环境。

4.4河流功能的多样性与主导支配性

河流具有重要的生态功能，宜人的风景格局，多种多样的景观结构，变化多端的水体，使得其功能不仅仅是排洪蓄水，而根据具体环境具有多样化的特点。这也就造成了不同环境下的河流，其主导支配性存在差异。因此，在进行具体河流的规划设计时，针对特定的地段及其特殊过程、特殊问题，制定独特的恢复生态途径。河流的主导支配性，指向了河流规划设计的方向和目标。

5　河流生态恢复的内容

从河流生态系统的组成可知，河流生态恢复的主要内容包括以下几个方面：河流自然生存环境恢复、河道的整治恢复、河口地区恢复、河漫滩恢复和河畔湿地恢复等。必须遵循自然规律同河流生态系统的要求，同时结合人类需求进行具有内在联系的规划设计，而不能仅仅靠规划者不合理的设计进行强行修复。而且河流生态恢复的内容会随着环境和现状的变化而变化。

5.1河流水体的稳定和流量恢复

维护稳定的河流水体是河流生态系统恢复的核心。河流水体流量常年不足，就会打破河流生态系统的平衡，从而退化形成新的平衡，造成生态系统严重退化，河道也会被进一步缩小到极为窄小的范围，陆地生态系统会占据河流生态系统的面积。而河流水量不足的主要原因有：1）气候环境变干，使得大范围降雨得不到满足，地表径流量明显减少，最终导致河流水流变小；2）水库、水坝等汇水措施在上游的建立，直接影响下游地区的河流河水流量。

5.2河道整治恢复

中小河流的整治一般采取以下措施提高防洪安全度，即顺直河道、加大河流宽度以及修建护岸工程。与此同时，项目建设区内珍稀植物的消失，潭水规模的缩小等造成流速的单一化。还有，河床坡降改变泥沙的输送量，影响着生物的栖息。针对此，主要采取以下应对方法缓解河流整治方面的不足：1）在整治地的选择上，考虑生物栖息地的因素，保留大型深潭的弯道，对濒临灭绝的物种进行重点保护；2）对河流两边滩地、湿地进行保护，维持生物多样性和保护绿色植物的正常生长。

5.3河口区生态恢复

人类对河口生态的影响主要有以下方式：河床的疏挖造成的盐水上朔，造成鱼的产卵地减少，同时对盐沼产生影响甚至是消失。日本九州在经历特大洪灾后，对北川河道进行改造，影响到河口地区生态环境、外来植物的入侵以及人工河堤造成的景观质量下降等生态问题［7］。针对这些问题，通过控制河床疏挖，合理植入滨河植物，移植芦苇防止外来树种入侵，减少湿地面积的破坏，人工堤坝的景观设计等与现有景观的和谐，来形成自然和生态良好的河口区。

5.4河漫滩与河岸带恢复

河漫滩和河岸带是河流很重要的组成部分，人类对河流过度的、不合理的开发，造成了河漫滩和河岸带的严重损坏。主要的破坏方式有：农民为追求自己的经济利益，对河漫滩和河岸带进行非法开挖、开垦和农耕；在河漫滩不合理的取沙搬石，破坏其水文、地貌及斑块镶嵌体；人工的岸堤缩短了河道；河漫滩和河岸带的建设，破坏了其生态系统；5）将弯曲的河道顺直，人工改变河道原有的形态，破坏了其原有的生态环境。

6　河流生态恢复的措施

河流的生态功能、安全功能、游憩功能以及其与人文发展的相适应性，河流生态恢复无论是在国内还是国外都是景观生态规划的一个重要类型。对于河流生态恢复，不仅仅是对河流内部进行整治，而要着手于大自然和人类。显然，河流中产生的各种问题并非其本身造成的，只有找到这些问题的原因并采取针对性的措施，才能够使河流生态真正得以恢复。

6.1建立一个“水利工程-生态-景观规划”管理规划设计系统

“水利工程-生态-景观规划”管理规划设计系统的建立，可以避免一言堂现象的出现。3个行业站从不同角度去理解河流建设，各自相互监督，这样就不会在决策、规划和管理上犯一些很明显的错误，这是河流生态得以恢复的一个有力保障。

6.2对河流各个源头的保护

河流的源头有以下几个方面：自然降水、地下水、冰雪融水。对水源的保护主要是对自然降水和地下水的保护。自然降水的污染主要是大气中在形成雨点的时候融入了有害气体的元素，如硫、磷等。所以，种植绿色植物，对净化空气质量是一个很好的方法。

6.3流域景观生态系统的恢复

流域景观生态是河流生态的背景和大环境，只有在流域生态做好的情况下，才有可能对河流生态进行恢复。流域生态为河流生态提供稳定的水源、清洁的水质、生物多样性和丰富的通道，有利于稳定河流生态系统。基于这种依存关系，河流生态系统的恢复重点和起点是维护和恢复流域景观生态系统的稳定性、多样性、连通性和整体性。

6.4河道生态系统的恢复

河道生态系统的恢复主要包括清除河道所受到的干扰和河道水文条件基础上的恢复。

6.4.1清除所受干扰

清除河道所受到的干扰主要包括：1）取消河漫滩旁边的各种耕种活动，重新恢复其河漫滩地生态；2）阻止不合理的人工取沙和取石活动；3）拆除不合理的水坝；4）一律清除任何在河漫滩地的建设行为。

6.4.2河道水文条件基础上的恢复

河道水文条件基础上的恢复主要包括：对河道生态系统结构与功能的恢复，河道景观生态空间结构多样性的恢复。主要措施有以下几点：1）河流缓冲带的恢复，河流缓冲带位于河流两岸的林地、草地和山坡地的自然生态环境当中，是河岸带的重要景观类型；2）河流沿线的原生植被的重建，保证其生态系统恢复的植物因素，是河道景观生态恢复的重要步骤；3）河道边坡的降低，边坡太高不利于植被的正常生长，植物分布产生脱节现象，而且不能给动物足够的栖息空间，所以要降低边坡，改造成自然的边坡；4）恢复河漫滩或者河流泄洪地区的自然湿地和修建部分重要的人工湿地，这是构成河道景观生态的重要组成部分；5）重新塑造弯曲河谷，小河床由于地转偏向力的作用下形成的曲流现象，形成弯弯曲曲的河谷，这种形式的河谷更有利于动植物的生存；6）浅滩和深潭的修复，它们是在水文动力在地形的作用下形成的，为不同类型的生物提供了生境和栖息地；7）对水边湿地和沼泽地森林的修复，使之成为河流伴生的景观生态系统；8）修复零星分散的池塘，河道中的洼地、沙洲和池塘的镶嵌格局，在高水位期间会被水流冲坏，低水位时又会形成格局，但每次过水后的格局都会不同。

7　小结

河流生态系统的自我恢复能力往往比较缓慢，但是人为重建可些许改善并改变生态系统演替的速度，从而缩短其恢复周期。河流生态系统的自我恢复能力的耗时具有明显的地域差异。一般温湿气候环境下，自然恢复速度相对较快；在寒冷干燥的环境下，自然恢复速度相对比较慢。基于这种情况，各地区达到各自生态系统的有效恢复与重建，就必须因地适宜，遵循恢复生态学的基本规律，以及水利工程的基本技术和景观行业的专业知识，结合各自的实际情况，合理地规划、管理和恢复。

［1］王云才.景观生态规划原理［M］.北京：中国建筑工业出版社，2007.

［2］王东胜.谭红武.人类活动对河流生态系统的影响［J］.科学技术与工程，2004，4（4）:299-302..

［3］阎水玉.王祥荣.城市河流在城市生态建设中的意义和应用方法［J］.城市环境与城市生态，1999（6）:36-38.

［4］刘晓涛.城市河流治理若干问题探讨［J］.规划师，2001，6（17）：66-69.

［5］董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫［J］.水利水电技术，2003（7）：1-5.

［6］崔伟中.日本河流生态工程措施及其借鉴［J］.人民珠江，2003（5）：1-4.

［7］高鹏杰.浅谈河流治理中的生态问题［J］.水环境，2004（4）：9-11.

X171.4

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1674-7909（2016）02-37-4

周亚军（1990-），男，硕士研究生，研究方向：园林植物与应用。

彭重华（1955-），男，博士，教授，博士生导师，研究方向：园林景观设计的教学与科研。