生態(tài)修復是一項復雜的系統(tǒng)工程.docx

生態(tài)修復是一項復雜的系統(tǒng)工程，目的是依靠大自然的自我修復能力，并輔以適當的人工措施，加速被破壞的生態(tài)系統(tǒng)的功能恢復。河道生態(tài)系統(tǒng)是流域生態(tài)系統(tǒng)的一部分，人類在水利方面對河流的研究和開發(fā)利用已達到相當高的水平，但從生態(tài)角度研究河道生態(tài)修復課題是近年才開始的。日本和西方一些發(fā)達國家起步較早，致力于消除人類活動對河流系統(tǒng)的不利影響，為修復河道生態(tài)系統(tǒng)做了大量的研究工作。在實踐的基礎上總結出了河道生態(tài)修復的八項措施：即恢復緩沖帶；重建植被；修復馬蹄形濕地；降低邊坡；重塑彎曲河谷；修復淺灘和深塘；修復水邊濕地；修復河塘等。1.目前，我國已有少數地區(qū)進行河道生態(tài)修復方面的研究探索，歸納起來為兩類：一是單純利用植物護岸技術，二是植物與工程措施相結合的護岸技術。但都還處于初級階段，缺少全方位的多層次生態(tài)修復研究，更沒有系統(tǒng)的理論指導研究。贛榆縣境內有河流15條，其中沭河、朱吉河、沙汪河、龍王河污染較嚴重。特別是沙汪河、龍王河水質已達到無法灌溉農田的程度，河道內幾乎寸草不生，各種生物絕跡。近年來，我省正在全面開展河道清淤整治工作，利用這個有利契機，開展河道生態(tài)修復技術的研究，探索在河道整治過程中應采取哪些工程、生物等技術措施，才能保護河堤岸坡結構穩(wěn)定，改善水體質量，增加河道生物種群，提高河道本身的自凈功能，建立一個與周圍環(huán)境相互協(xié)調、協(xié)同發(fā)展，保持社會經濟可持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)系統(tǒng)。筆者以青口河為載體分析河道生態(tài)修復技術措施。2 河道生態(tài)修復技術原則2.1自然原則使河道完全恢復受人類干擾前的原始狀態(tài)幾乎是不可能的。河道的生態(tài)修復趨向于運用自然材料，如使用木樁、拋石、沉石進行護坡護岸，河堤采用喬、灌、草立體防護。在河道內營造適宜的生物棲息環(huán)境，增設過魚通道，調整河道結構，宜寬則寬，宜彎則彎，恢復淺灘與沙洲等，模擬自然狀態(tài)，創(chuàng)造良好自然環(huán)境與景觀，促進自然生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。2.2 生態(tài)原則因地制宜發(fā)展穩(wěn)定塘、人工濕地及生物柵、生物浮島等處理技術，重視河岸植被建設，構建河流生態(tài)走廊，治理與控制河堤水土流失，在水域內，種植各種喜水、耐水植物，發(fā)展水生動物，提高水域生物凈化功能。既可降低費用，嘆可實現對污水處理工程難以處理或處理費用較高的污染物的有效控制，既具有景觀效應，又可改善局域氣候，提高生物多樣性保護等生態(tài)功能。2.3 整體景觀原則生態(tài)修復要從三維空間考慮，統(tǒng)籌進行上下游、左右岸，由河底至堤岸多層次立體修復，社會經濟發(fā)展模式優(yōu)化與河流各要素恢復相結合，統(tǒng)籌考慮沿岸的土地利用、水土保持、水資源利用等多方面的整體要求。河流生態(tài)修復工程設計中應考慮景觀美學要求，合理規(guī)劃河岸帶寬度，控制污染，突出景觀設計，盡顯回歸自然，將河道景觀與周圍社區(qū)環(huán)境有機地融為一體，滿足居民的休閑娛樂與親水需求，將治理、凈化、修復與環(huán)境景觀美化有機統(tǒng)一，營造人水和諧的生態(tài)空間。2.4預防控制污染、保護水源原則據調查目前對河道生態(tài)環(huán)境造成污染威脅的因素主要來自農業(yè)面源污染、畜禽糞便污染、生活垃圾污染、工業(yè)污染和船舶污染。對于農業(yè)面源污染問題：應由農林技術部門結合每年的農業(yè)生產指導管理工作，在確保農業(yè)高產豐收的前提下，對農藥、肥料的使用數量、品種、次數和質量上從嚴掌握，特別對于農藥要盡可能采用高效低毒品種。同時要盡可能結合水利部門正在大力推廣的節(jié)水灌溉技術及農作物灌溉定額，引導廣大農民自覺采用節(jié)水灌溉技術，堅決杜絕跑馬水，確保藥肥不隨灌溉水溢出田塊而成為污染源。對于畜禽糞便污染問題：要加強對畜禽業(yè)的日常業(yè)務指導，在大戶集中養(yǎng)殖區(qū)域內大力推廣畜禽水產生態(tài)循環(huán)養(yǎng)殖，利用畜禽糞便發(fā)展沼氣，對于面上農戶個體養(yǎng)殖產生的畜禽糞便也要采取措施處理，盡可能減少畜禽糞便污水直接排入河道。對于居民生活垃圾污染：可緊密結合當前新農村建設工作，將生活垃圾集中后統(tǒng)一送往處理場所。另外目前正在全省建立的河道管理長效機制，同樣有利于減少面上產生的垃圾。對于工業(yè)污染：可由環(huán)保部門根據相關法律法規(guī)，嚴格控制污染企業(yè)的建設，同時利用目前工業(yè)企業(yè)產業(yè)結構調整的良機，對原有污染企業(yè)進行關?；蜣D產，逐步向無污染工業(yè)過渡。對于船舶污染：可由水利、交通和港口管理部門加強對船舶的日常管理，提高船民的環(huán)保意識，減少生活垃圾及油污對河道水質的污染。3 河道生態(tài)修復技術措施淺析3.1 基本思路根據青口河的地理位置及特點，對該河道進行生態(tài)修復必須從以下幾方面考慮，一是進行河道生態(tài)修復后，不能影響整個河道的行洪能力，即在不破壞原坡面的情況下進行生態(tài)修復；二是對河堤及灘面進行修復時，應選擇快速覆蓋，根系發(fā)達、抗沖刷能力強，適應本地區(qū)的喬、灌、草種；三是岸坡消落帶的生態(tài)修復應考慮到防水浪沖刷及魚巢設置的功能，同時對消落帶植物的選擇要重點考慮；四是對河道整體結構的調整要回歸自然，宜寬則寬，宜彎則彎，恢復淺灘和深塘，修復河邊濕地；五是在不同河段內放養(yǎng)水生動物和微生物，種植水生植物，以分解吸收水體中的營養(yǎng)液，達到凈化水體的功能；六是對沿線的污水口截流分流，使污水雨水分流，杜絕污水入河。在物種的選擇上要注意選擇適宜本地區(qū)氣候環(huán)境，根據不同河段土壤成分不同，同時不造成外來種入侵。盡量選擇抗逆性好，管理可以粗放，植物根系發(fā)達，固土能力強，環(huán)保效果好，能有效地消除油污、煙塵和有毒化學物質的植物種類，而且立體景觀效果好，植物生長后構成的景觀層分明。因此選擇的喬木樹種為：銀杏（Ginkgo biloba）、香樟(Cinnamomum camphora)、垂柳(Salix babylonica)、刺槐（Robinia pseudoacacia）、苦楝（Melia azedarach、香花槐（Cla- drastis wilsonii）、板栗（Castanea mollissma）；灌木樹種為：紫薇（Bignoniaceae）、紅葉小檗(Berberis amuren- sis)、金葉女貞（Ligustrum lucidum）、瓜子黃楊、月季花等；草種為：中華結縷草（Zoysia sinica）、狗牙根（Cyn- odon dactylon）、畫眉草、紅花草、菖蒲、毛莨、水蔥、扁桿草、蝦草、睡蓮等。3.2 生態(tài)修復技術首先，結合青口河清淤整治工程制定修復計劃，分段制定科學的調整河流結構修復方案，按照宜彎則彎，宜寬則寬，入水相親，和諧自然的思路。在保證水利工程作用的前提下修復河道結構，恢復河道生態(tài)功能，使退化的河道生態(tài)系統(tǒng)修復到與其原有能保持自然潛能狀態(tài)極相近的狀態(tài)。3.2.1上、中游段 因該段河面較寬，有不少淺灘、深塘等，應順自然彎曲河道疏通河道中泓，并修復淺灘、深塘、水邊濕地等工程措施，調整河道結構。植被措施布設，河堤、灘面以用材林、經濟林為主，主要栽植楊樹、水杉、板栗、銀杏。堤肩以銀杏、水杉間種，間距4m，灘面及內外堤坡栽植楊樹、板栗，靠近水面為楊樹，株行距為2m2m，板栗為5mx5m。按照誰承包，誰栽樹管理收益的原則簽定承包合同。河道水面放養(yǎng)水生動物和微生物，種植水生植物，在淺水區(qū)、濕地區(qū)種植濕生植物，草種選擇菖蒲、水蔥、扁桿草、毛莨等。具體參見更多相關技術文檔。3.2.2城區(qū)段該段生態(tài)修復突出景觀設計，建造親水景觀，以人為本，人水相親，滿足城市居民親水愿望，提高河流生態(tài)系統(tǒng)的休閑娛樂價值，改善人居環(huán)境質量。擬定修造護河石欄桿、親水平臺，布設石桌石凳、休息綠地等。兩岸防護堤、灘面以喬、灌、草立體防護，喬木選擇銀杏、香樟、水杉、垂柳；灌木選擇紫薇、紅葉小檗、金葉女貞、瓜子黃楊、月季花等；草種選擇中華結縷草、狗牙根、畫眉草、紅花草；水生植被選擇睡蓮、水葫蘆、蝦草等。布設方式堤肩以香樟、銀杏間種，間距4m，灘面栽植2行垂柳，株行距為4m3m;迎水坡正常水位線以上以“品”字形栽植灌木紅柳2行，株行距0.6mxO. 6m，防止浪蝕，堤肩到灘面沿等高線布設一條“”形灌木帶，樹種以紅葉小檗和金葉女貞（瓜子黃楊）混交。坡面及灘面種植草坪護坡，灘面至正常水位線以畫眉草為主，灘面以上至堤防坡面以紅花草、結縷草、狗牙根覆蓋。將城區(qū)段修造成河道景觀與周圍社會環(huán)境有機地融為一體，無論是護河欄桿、親水平臺和綠地景觀，還是開放的水面均為城區(qū)居民提供生活、休閑、棲息場所。3.2.3下游段 青口河下游段鹽份含量較高，適宜種植的物種較少，兩岸堤肩、灘面以苦楝、香花槐間，種，株行距4mx3m，迎水坡正常水位線栽植紅柳2行作為放浪林，株行距0. 6m0.6m；背水坡、護堤地種植刺槐、苦楝，株行距3mx3m，坡面以中華結縷草或大穗結縷草等耐鹽性強的植物護坡。3.3 管護措施3.3.1 明確職責，競標承包。河堤背水坡角以外6m至臨水坡角以內15m，為護堤范圍，公開向農民招標承包，一包30年，承包后按水利部門規(guī)劃要求進行日常管理，看管樹木花草，防止人畜破壞。3.3.2明確效益分配辦法，用材林、經濟林成材收益分配，承包戶得8成，水利部門提留2成作為苗木更新儲備金。3.3.3 建立審批制度，護堤喬木成材后，需要采伐時，承包戶必須提出申請，經水利部門核實，林業(yè)部門批準方可采伐，否則按森林法、水法論處。4 結語河道生態(tài)修復應是一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，它不僅包括植物，還包括動物及微生物，系統(tǒng)內部之間以及系統(tǒng)與相鄰系統(tǒng)間均發(fā)生著物質能量和信息的交換，具有很強的動態(tài)性。真正意義上的生態(tài)修復應該是在保證邊坡穩(wěn)定的基礎上，以營造邊坡及河道內生物多樣性為目標。在水一土一生物之間，形成物質、信息和能量循環(huán)體系，通過良性循環(huán)，進行自我組織和自我修復，使生態(tài)修復不僅具有景觀效果，還能修復受污染的河流水體，提高河流的自凈能力，從而為整條河流生態(tài)系統(tǒng)的健康提供保障。該河道生態(tài)修復技術僅從植被措施的角度考慮，這些技術還不是真正意義上的生態(tài)修復。要重建一個健康的河道生態(tài)系統(tǒng)，除采取工程和植被措施外，還必須有選擇地放養(yǎng)水生動物及微生物，恢復生物的多樣性，重建生物生態(tài)鏈。河道生態(tài)修復是目前國內外水環(huán)境修復研究的一個熱點和難點。對于通過人工干預修復后的水環(huán)境難以保持長期的穩(wěn)定性，因此，河道生態(tài)修復后水生系統(tǒng)的穩(wěn)定性管理技術有待于更進一步研究探討。流看作廊道（通道）及生態(tài)邊緣區(qū)，強調河道的自然化及兩岸的親水性!在滿足防洪要求的基礎上，盡可能保持城市河流的自然狀態(tài)，營造優(yōu)美的水邊環(huán)境，提供豐富自然的親水空間已被納入現代城市景觀的規(guī)劃范圍!從可持續(xù)發(fā)展角度!對河流的開發(fā)治理，必須考慮河道生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性，協(xié)調人與河流之間的關系，適度發(fā)展，維護流域生態(tài)的可持續(xù)性和流域經濟的可持續(xù)發(fā)展!綜上所述，河流的生態(tài)修復不僅是對人類前期不合理開發(fā)河流的補救措施，也是今后繼續(xù)利用河流資源的有力保障和借鑒模式!#河流生態(tài)修復的內涵、目標和方法#!$河流生態(tài)修復的科學內涵河流蜿蜒曲折的河道形態(tài)，起伏變化的河床斷面及兩岸滋生的河岸植被，組成了一個流淌而又豐富多變的立體空間!因此，從河道治理角度對河流進行生態(tài)修復不可能停留在有限的點線面上，而應是一項復雜而龐大的立體工程!%修復河道形態(tài)!即把經過人工改造的河流修復成保留一定自然彎曲形態(tài)的河道，重新營造出接近自然的流路和有著不同流速帶的水流!具體來說就是恢復河流低水河槽（在平水期、枯水期時水流經過）的彎曲、蛇形，使河流既有淺灘，又有深潭，造就水體流動多樣性，以有利于生物的多樣性!&修復河床斷面!主要是改造城市河流中被水泥和混凝土硬化覆蓋的河床，恢復河床的多孔質化，同時改造護岸，建設生態(tài)河堤，為水生生物重建生息地環(huán)境，使城市河流集防洪、生態(tài)功能于一體，增強城市自然景觀，為城市居民創(chuàng)造優(yōu)美的水邊環(huán)境，提供豐富自然的親水空間!修復喪失的河岸帶植被和濕地群落!即運用生物、生態(tài)工程的技術與方法，依據人為設定的目標，恢復河岸帶植被及原有自然泛濫平原和濕地景觀，充分發(fā)揮河岸帶植被的緩沖帶功能和護坡效應，盡可能恢復和重建退化的河岸帶生態(tài)系統(tǒng)，保護和提高生物多樣性!#!#河流生態(tài)修復的目標在遵循自然規(guī)律的前提下，采用一切現有的工程和生物手段，盡可能地消除河流建設項目對環(huán)境帶來的不利影響，重建受損或退化的河流生態(tài)系統(tǒng)，恢復河流泄洪排沙等重要自然功能，維持河流資源的可再生循環(huán)能力，促進河流生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和良性循環(huán)!#!(河流生態(tài)修復的方法河流生態(tài)修復方法分為調度措施修復和工程措施修復!前者是對流域水資源利用導致的生態(tài)受損進行修復，不在本文探討范圍；后者則是針對因河道治理造成的生態(tài)受損，也是本文論述的重點!近年來國外流行“多自然型河流治理法”，并在河道整治中采用“近自然施工法”!多自然型河道治理方法最早在歐洲國家特別是在瑞士、德國等國興起，后來在日本得到迅速發(fā)展，是一種多種生物可以生存、繁殖的治理法，它以保護、創(chuàng)造生物良好的生存環(huán)境與自然景觀為建設前提，不是單純的環(huán)境生態(tài)保護，而是在再生生物群落的同時，建設具有設定抗洪強度的河流水利工程!基于多自然型河流治理法的思想，結合河流生態(tài)修復的科學內涵，將河流生態(tài)修復方法闡述如下!#!(!$河道形態(tài)修復方法對現有天然河道除了盡可能保持原有的寬度和自然的狀態(tài)外，對人工河道形態(tài)的修復可從以下四個方面著手：!恢復河道的連續(xù)性!拆除廢舊攔河壩、堰，將直立的跌水（用于控制河床降低）改為緩坡，設置輔助水道，并在落差大的斷面（如水壩）設置專門的各種類型魚道；重現水體流動多樣性!采用植石治理法，即在河底埋入自然石，造成深溝及淺灘，形成魚礁!這些人工營造出的淺灘、放置的巨石、修建的丁壩、魚道等有利于形成水的紊流；#給河流更多的空間!降低灘地的高程，修改堤線，撤去河岸護坡，重現水際線的自然變化，以擴大河道的泄洪和調蓄能力#；$慎重選擇河道整治方案!在河道整治線的選擇上，應考慮重要生息地、有大型深潭的彎道、河畔林的保護及瀕臨滅絕物種的移植等；灘地高程的確定，應考慮其冠水頻率及水深；河床坡降的選擇，要考慮其對河流沖淤的影響!河道渠化治理應根據河勢，因勢利導規(guī)劃治導線，盡可能保留天然河流自然彎曲的輪廓，不宜盲目裁彎取直$!#!(!#河床斷面修復方法%城市河流中局部河段河床的硬化覆蓋可如下處理：!拆除以前在河床上鋪設的硬質材料，恢復河床自然泥沙狀態(tài)，并可根據情況用植石法設置魚巢；部分河段采用復式斷面!將不同保證率的河道徑流分成數個等級，分級逐步擴寬河道開度!河道的上部平臺和上部護坡（護坡采用生態(tài)護岸材料和型式）過流頻率較低，裸露時間長，可以種草或栽植低矮喬木，平時作為河道立體綠化的一部分，開辟為人們休閑娛樂的河邊綠地，洪水時期作為臨時洪水通道；#慎重考慮河道覆蓋與侵占河道!覆蓋后的河道作為建筑用地確有較高的經濟價值，但缺乏科學論%萬方數據證的覆蓋往往導致過洪斷面的立體侵占問題!改造原有河道護坡和護岸結構，修建生態(tài)型護岸!生態(tài)型護岸一般可分為自然原型護岸（主要種植植被保護河堤）、自然型護岸（不僅種植植被，還采用天然石材、木材護底）、多自然型護岸（在自然型護堤的基礎上，再用鋼筋混凝土等材料）種類型#，多采用籠石結構構筑擋土墻及護坡，與傳統(tǒng)的漿砌石結構護岸相比，有結構簡單、適應不均勻沉降性能好、施工更簡便等優(yōu)點!生態(tài)型護岸最為突出的優(yōu)點在于其顯著的生態(tài)功能，是護岸修復的理想形式!#!$!$再造喪失的河岸植被和濕地群落河岸帶是濕地的組成部分之一，具有廊道、緩沖帶和植被護岸等功能!事實上，河岸帶的生態(tài)恢復與重建，是修復喪失的河岸帶植被和濕地群落的延伸!通過河岸帶生物恢復與重建技術（包括物種選育和培植技術、物種引入技術、物種保護技術、種群動態(tài)調控技術、種群行為控制技術、群落結構優(yōu)化配置與組建技術、群落演替控制與重建技術等）及河岸緩沖帶技術（包括河岸帶坡面工程技術、土壤恢復技術、河岸水土流失控制技術等）$，在河岸帶生物恢復與重建的基礎上建立起兩岸一定寬度的植被，發(fā)揮河岸帶植被護岸功能，是河岸帶生態(tài)重建的標志，也是河流生態(tài)修復的目的所在!應當指出的是，修復工作應依據當地的實際河流地貌狀況進行，因地制宜，與周圍的自然景觀協(xié)調一致，適應自然的營造力，不能盲目強行修復!#!%國外先進經驗和措施一些經濟發(fā)達的歐美國家在河流治理方面做了很多有利于生態(tài)環(huán)境保護和恢復的工作，并取得了顯著的綜合效益!%&年河道直線化方案的提出使丹麥的&()的河流逐漸改造成直線形!%&*(年丹麥開始實施的河流復原工程從目標上可分為種類型，即類型!：灘地、深潭的創(chuàng)出、魚類產卵環(huán)境的改善等小規(guī)模、局部性的環(huán)境改善；類型：恢復河道的連續(xù)性，包括設置魚道，河道內跌水改為陡坡急流等；類型#：恢復河道以及平原地帶的生態(tài)、水理功能，即恢復到原來的彎曲河道形式，在沖積平原地帶進行濕地再造等!目前，在斯凱恩河上正在進行著類型#中號稱最大規(guī)模的河道復原工程*!日本在+,世紀&,年代初開展了“創(chuàng)造多自然型河川計劃”，提倡凡有條件的河段應盡可能利用木樁、竹籠、卵石等天然材料來修建河堤，并將其命名為“生態(tài)河堤”+!為挽救城市河流的生態(tài)，日本政府采取了“放任自流”的辦法，千方百計使流經城市和郊區(qū)的河流兩岸重新草木蔥蘢!堤壩不再用水泥板修造，而是改用天然石塊鋪陳，還給草木自然生長的空間!目前，多自然型河道治理在日本已很普及!美國在其國土內的大小河流上總共修建了$(,多座擋水建筑物，在過去的十幾年里，拆除廢舊壩（堰）、恢復生態(tài)的工作空前展開，到目前為止已有約(,座壩（堰）被拆除*!拆除對象原則上滿足個條件：$壩（堰）的機能喪失；%從壩（堰）本身可得到的利益可以用其他方法得到補償；&壩（堰）的修復費用太高!英國國家河流管理局則正在制定一項旨在改善和恢復河道及洪泛區(qū)自然生態(tài)環(huán)境的行動計劃!該計劃包括恢復河道特征和行洪灘地，保護沿河岸的城市、道路和農田，減輕徑流影響的緩沖區(qū)等內容&!#!&國內研究及應用現狀我國在河流生態(tài)修復方面的研究工作起步較晚，尚處于學習引進國外先進經驗的階段，真正卓有成效的正式研究有待展開，距在全國范圍內大規(guī)模推廣河流生態(tài)修復工作更是為時尚早!但可以斷言，未來幾年內我國必將興起河流生態(tài)修復的研究和應用推廣熱潮!近幾年來我國有些城市進行了小規(guī)模的試驗性工程，且主要集中于河床斷面的生態(tài)修復，建設了一批生態(tài)河堤，取得了較好的工程和社會效果!比較成功的實例有成都府南河望江公園多自然型護岸試驗工程!該護岸工程為日本國際協(xié)