喀斯特地貌下受损河岸生态系统的修复技术探究

田丹　方小宁　石正驰　唐文玲　张友　杨李

摘  要：人口数量不断的增加，人们生活水平的提高，户外活动日益频繁，使得河流生态系统受到了巨大影响，尤其是河岸植被产生的生态功能下降，景观效应下滑。我国西南地区是喀斯特地貌的集中地区，地处长江和珠江两大水系的上游，该地区的水质情况对下游流经的区域有着极其重要的作用。因此，探究喀斯特地貌下受损河岸生态系统修复的方法，对改善流域的生态环境，促进生态保护，发展旅游业都具有重要意义。

关键词：生态系统生态学;喀斯特地貌;受损河岸;生态系统修复

中图分类号：X171.4       文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）34-0033-02

Abstract： With the continuous increase of population， the improvement of people's living standards and the increasing frequency of outdoor activities， the river ecosystem has been greatly affected， especially the ecological function produced by riparian vegetation has declined and the landscape effect has declined. Southwest China is a concentrated area of karst geomorphology， which is located in the upper reaches of the Yangtze River and the Pearl River. The water quality in this area plays an extremely important role in the downstream flow area. Therefore， to explore the restoration methods of damaged riparian ecosystem under karst geomorphology is of great significance to improve the ecological environment of the watershed， promote ecological protection and develop tourism.

Keywords： ecosystem ecology; karst geomorphology; damaged river bank; ecosystem restoration

河流是人类赖以生存和发展必不可少的要素，它开放、动态的特点使其兼具净化环境、休闲娱乐、物质生产等多项功能。河岸生态系统是河流生态系统和陆地生态系统之间的过渡区，为水陆生态系统的信息、能量、物质交换架起桥梁。生长在河岸生态系统中的植被作为天然屏障[1]，在保护河岸不受侵蚀、净化水质、美化环境、维护生物多样性、保持生态系统完整等诸多方面发挥着重要作用。随着人类社会的高速发展以及对河岸资源的过度开发，使沿岸生态系统受损，导致水质恶化、生境阻断、河流生态系统退化等生态问题出现，进而对水系周边的水生态系统的生物多样性与水资源的可持续利用带来威胁[2]。

喀斯特地貌发育在以石灰岩和白云岩为主的碳酸盐岩上，我国喀斯特地貌种类繁多、生物生态多样、面积大，主要分布在我国西南地区如广西、贵州、云南东部地区，而这些地区地处长江和珠江两大水系的上游，水资源都较丰富，其水质情况对下游流经的区域有着极其重要的作用，河岸生态系统的保护工作尤为重要。因此，探究喀斯特地貌下受損河岸生态系统修复的方法，推进河流护岸工程，对改善河岸及流域的生态环境以及促进国民经济的发展起到了举足轻重的作用。

1 喀斯特地貌下河岸生态系统现状

1.1 河岸形态现状

日益频繁的人类社会活动及对河流的过度开发，如对河道进行裁弯取直，改变河道原本形状，使河道许多生物赖以生存的自然特征消失;城市水污染严重，造成河道自净能力减弱，水生生态系统恶化等，影响自然生态服务功能的发挥;非点源污染的严重，尤其是降雨作用将污染物冲刷进入地表径流，成为城市河流面源污染的另一重要来源;水土流失严重，多年来人们盲目的从自然生态系统中不断地掠夺自然资源发展经济，忽视了经济与生态的协调发展，导致水土流失现象不断加剧，严重威胁河流健康发展。除此之外，河道乱采乱挖、取沙现象严重，损坏了河床，削弱了河流蓄水能力，致使河岸受到侵蚀，破坏河堤，严重影响河道行洪能力，进而造成河岸受淹，沿岸景观遭到极大破坏。

1.2 沿岸植被状况

喀斯特地貌下，河岸带为常绿阔叶林、温性暖性针叶林、常绿落叶阔叶混交林等，原始林少，次生林多，相邻的森林物种之间相互作用、相互影响，生物物种丰富。而旅游热的掀起和居民生产生活水平的提高，对沿江两岸的植被带造成严重破坏，河岸大量原生植被消失，被大量次生植被，如毛竹林、马尾松、藤灌丛等取代，使得沿江景观色彩单调，植被单一，造成一定程度的生态失衡。

2 受损河岸生态系统修复技术概述

受损河岸生态系统修复技术主要是将“生态学原理”，与工程学相结合应用于河流整治工程中，是对河流护岸工程所进行的生态设计方案[3]。为满足防洪、灌溉以及水运等需要，发挥河道行洪和排水的作用，多数河流采用浆砌块石、现浇混凝土、预制混凝土块体等结构形式，开展高筑河堤、河岸固化等人工改造工程以维持岸坡的稳定、防止水土流失、防止洪水爆发，在短期内取得了较大的社会效益。但因自然生境被破坏出现严重的环境问题，如水生态系统受损严重、生物死亡、甚至濒临灭绝、沿河两岸植被减少、植被类型单一、两栖动物的水陆迁移路径被阻断、区域内物种减少、生物的多样性降低，进而影响了河岸环境和生态系统平衡[4]。因此，进行生态修复已刻不容缓。

3 受损河岸生态系统修复技术国内外研究进展

自上世纪50年代起，“生态河流工法”理论逐步被提起[5];20世纪80年代，瑞士着手最新的河流生态改善工程，对过去河流直线化、混凝土化所引起的生态贫瘠化进行反省，全面开展河流的生态改造运动[6];同一时期，美国对一些大型河流实施生态修复规划，如洛杉矶和基西米河修复工程;90年代，日本开始学习且实施“近自然河流工法”[7]。

与欧美、日本等发达国家相比，我国在河流生态修复技术方面起步较晚，在借鉴欧洲及日本等国家经过半个世纪的探索与实践的经验基础上，我国董哲仁先生在本世纪初首次提出“生态水工学”的理论框架[8]，从水生态角度出发制定了相应的整治措施，为我国河岸生态系统的修复研究提供理论基础。近年来，中国河北、北京、广州等地也逐渐出现河流生态修复工程案例。但是对于喀斯特地区的河岸修复研究比较少见，一方面原因是西部地区工业较少，河流污染问题较轻，另一方面是因为喀斯特地貌下的土壤质地、沿岸植被有一定的特殊性，还需要对土壤和植被进行深入研究后再对修复技术进行探究。

4 受损河岸生态系统生态修复模式探究

4.1 自然生态修复模式

采用适合在河岸地带生长的植被，将其种植在河岸顶部、坡面位置和水边，让其自然生长繁殖，利用植物的根、茎、叶来达到固定河岸的目的，这种修复方法称之为自然生态型修复模式[9]。

这种模式相对来说比较简单灵活，可以根据具体的种植情况对植物的分布结构和栽培方式做一定的改造。在这种模式中通常采用“土壤生物工程法”，利用木桩与植物梢、棍相结合，植物切枝或植株及其他材料相结合，乔灌草相结合，草坪草和野生草种相结合等技术来防止侵蚀，控制沉积，同时为周边生物提供栖息地，有效维护河道的自然特性。简单来说就是人为的通过物理方法将植被进行固定，防止植被被冲刷，维护河岸生态系统的稳定性。

4.2 工程生态型修复模式

不同河段应该采取不同的修复模式。传统的护岸工程主要考虑行洪等因素，而单纯采用自然的方法很难满足冲刷比较严重的河段[10]。为了有效保护河岸的稳定性，使之更加安全，在采用工程措施的基础上，同时采用生态措施，双管齐下，维护好河岸的生态环境。

所以，在工程生态型修复模式中既要在斜坡面上大量种植植被，注重乔木灌木相结合，底部配以天然石材或木材，同时在坡脚设各种种植包，加固河岸需要采用石头制作笼子或者安插木，采取工程+植物护岸模式，达到良好的修复效果[11]。

4.3 景观生态型修复模式

总而言之，受损河岸生态系统修复研究具有较强的示范作用，其研究成果在一定程度上能够为已建混凝土受损河岸生态系统的生态修复工程提供新技术、新方法，也为原生态的动植物及微生物生存的河道护岸工程生态设计提出参考设计规范和科学依据[3]。但是，受损河岸生态系统修复是一项极其复杂的工程，需要将地理学、生态学、 水文学、植物学、工程学、水力学等多种学科结合起来，同时还需要得到各级政府和社会各界的支持，在进行河岸修复的同时，还要注意考虑提升沿岸植物的景观效果，从而促进河岸生态旅游系统健康、持续的发展。喀斯特地貌下的受损河岸还应该注意当地的土壤地质、气候等因素，合理的选用修复植物，营造出环境优美、植被丰盈、水土健康肥沃的河岸系统。

参考文献：

[1]张慧娟，刘云根，侯磊，等.典型出境河流生态修复区沉积物重金属污染特征及生态风险评估[J].环境科学研究，2017，30（9）：1415-1424.

[2]张振兴.北方中小河流生态修复方法及案例研究[D].东北师范大学，2012.

[3]杨海军，内田泰三，盛连喜，等.受损河岸生态系统修复研究进展[J].东北师大学报（自然科学版），2004，36（1）：95-100.

[4]高晓琴，姜姜，张金池.生态河道研究进展及发展趋势[J].南京林业大学学报（自然科学版），2008（01）：103-106.

[5]Mitsch W J， J？覬rgensen S E. Ecological engineering： a field whose time has come[J]. Ecological Engineering，2003，20（5）：363-377.

[6]Binder W， Juerging P， Karl J. Naturnaher Wasserbau-Merkamale und Grenzen[J]. Garten und Landschaft，1983，93（2）：91-94.

[7]Nakamura K， Tockner K， Amano K. River and wetland restoration： lessons from Japan[J]. BioScience， 2006，56（5）：419-429.

[8]董哲仁.生态水工学探索[M].北京：中国水利水电出版社，2007：1-50.

[9]姜正实，麻俊仁.河流生态修复技术研究进展[J].吉林水利，2008（12）：19-21.

[10]乐茂华，刘军，胡和平.深圳市河道生态修复理念及其治理技术[J].中国农村水利水电，2010（02）：25-28.

[11]王清，喻理飞，朱金兆，等.石漠化地区不同植被类型土壤抗冲性分析[J].湖南農业科学，2011（23）：57-60.