河岸修復(fù)技術(shù)

水生態(tài)修復(fù)技術(shù)河岸修復(fù)技術(shù)干雅平副教授知識(shí)點(diǎn)主要內(nèi)容1、基本概念2、河岸帶生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)3、國(guó)內(nèi)河岸帶研究進(jìn)展4、國(guó)外河岸帶研究進(jìn)展河岸修復(fù)技術(shù)1、基本概念

河岸修復(fù)技術(shù)河岸帶的定義包括廣義和狹義兩種：

廣義是指靠近河邊植物群落及土壤濕度等明顯不同的地帶。

狹義指河水—陸地交界處的兩邊，直至河水影響消失為止的地帶，目前大多數(shù)學(xué)者采用后一定義。

2、河岸帶生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)

河岸修復(fù)技術(shù)河岸帶生態(tài)環(huán)境的突出特點(diǎn)是水分多、土壤肥力較高，大氣空氣濕度也較高，但有的季節(jié)洪水泛濫，河岸帶常受淹沒(méi)一是鄰近有開(kāi)闊的水體二是地下水位高三是坡的上部經(jīng)常有水流經(jīng)這里匯集河岸帶植被的特點(diǎn)：

河岸植物一般都具有需水量高，要求肥力強(qiáng)，并且能耐水淹的生態(tài)特性。由相鄰生態(tài)系統(tǒng)向河溪傳送的物質(zhì)和能量必然經(jīng)過(guò)河岸帶，因此，河溪生態(tài)系統(tǒng)是最典型的開(kāi)放型生態(tài)系統(tǒng)。河岸修復(fù)技術(shù)（1）生態(tài)脆弱性（2）生物多樣性（3）變化周期性（4）人類活動(dòng)頻繁性河岸修復(fù)技術(shù)3、國(guó)內(nèi)河岸帶研究進(jìn)展3.1河岸帶的功能和管理河岸帶的生態(tài)功能：（1）保護(hù)功能（2）連接功能（3）緩沖功能（4）資源功能河岸修復(fù)技術(shù)3、國(guó)內(nèi)河岸帶研究進(jìn)展3.1河岸帶的功能和管理管理：

根據(jù)河流的類型和寬度、河岸帶樹(shù)木的高度、河岸帶生境的側(cè)向影響范圍以及地質(zhì)、土壤、水位和相鄰?fù)恋氐氖褂们闆r等多方因素合理確定河岸帶緩沖區(qū)的范圍。河岸修復(fù)技術(shù)3、國(guó)內(nèi)河岸帶研究進(jìn)展3.2河岸帶植被及其生態(tài)重建

由于受到人類活動(dòng)的影響，河岸帶生態(tài)環(huán)境遭受了一定的干擾，很多學(xué)者從生態(tài)恢復(fù)和建設(shè)的角度出發(fā)探討河岸帶的生態(tài)重建問(wèn)題。主要包括河岸帶生物重建、河岸緩沖帶生境重建和河岸帶生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能恢復(fù)兩部分。河岸修復(fù)技術(shù)3、國(guó)內(nèi)河岸帶研究進(jìn)展3.3河岸帶土地利用

河岸帶土地是位于水陸生態(tài)交錯(cuò)區(qū)的一種復(fù)雜的土地鑲嵌體。由于河流的帶狀分布特點(diǎn)，河岸帶土地除了表現(xiàn)出一定的斑塊特征以外，還主要表現(xiàn)為廊道的特征，比如河流、道路、綠色植被廊道等。作為土地資源的重要組成部分，河岸帶土地發(fā)揮著重要的生產(chǎn)、保護(hù)以及美學(xué)功能。河岸修復(fù)技術(shù)3、國(guó)內(nèi)河岸帶研究進(jìn)展3.4濱水區(qū)規(guī)劃與設(shè)計(jì)

由于城市河流及其濱水區(qū)是城市中人類活動(dòng)與自然過(guò)程共同作用的最為強(qiáng)烈的地帶之一。因而城市濱水區(qū)的生態(tài)規(guī)劃和景觀設(shè)計(jì)成為了城市規(guī)劃的熱點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。河岸修復(fù)技術(shù)4、國(guó)外河岸帶研究進(jìn)展4.1相互作用關(guān)系分析

許多研究學(xué)者在河岸帶土地利用對(duì)岸邊植被，河流的水量、水質(zhì)以及棲息作用與生態(tài)系統(tǒng)以及與河流的水化學(xué)特征之間的相互關(guān)系，指出不同土地利用具有不同的干擾梯度，這些干擾在不同尺度上影響著河岸帶的生物以及河水性質(zhì)。河岸修復(fù)技術(shù)4、國(guó)外河岸帶研究進(jìn)展4.2數(shù)據(jù)提取以及制圖分析目前利用遙感數(shù)據(jù)以及地理信息系統(tǒng)來(lái)分析景觀格局的變化已經(jīng)成為一種成熟的分析手段，很多學(xué)者在這一方面對(duì)河岸帶景觀制圖分析的限制條件以及特殊要求進(jìn)行了研究。

河岸修復(fù)技術(shù)4、國(guó)外河岸帶研究進(jìn)展4.2數(shù)據(jù)提取以及制圖分析由于河岸帶景觀所表現(xiàn)出的拉伸效應(yīng)以及岸邊植被類型多樣性的特征，需要結(jié)合遙感數(shù)據(jù)和航空?qǐng)D片各自的特點(diǎn)，利用不同的圖像改進(jìn)以及解釋技術(shù)來(lái)突出圖像的某些特征從而滿足河岸帶研究的需要。河岸修復(fù)技術(shù)4、國(guó)外河岸帶研究進(jìn)展4.3河岸緩沖區(qū)寬度的確定河岸緩沖帶功能的發(fā)揮與其寬度有著極為密切的關(guān)系，寬度適宜與否直接影響其有效性的發(fā)揮。

從不同的角度出發(fā)，分析河岸帶緩沖區(qū)寬度描述的方法以及緩沖區(qū)的適宜寬度，為相似條件的河岸帶研究提供了一定的借鑒意義。河岸修復(fù)技術(shù)4、國(guó)外河岸帶研究進(jìn)展4.4河岸植被帶變化及其生態(tài)重建河岸植被帶對(duì)于保護(hù)流域內(nèi)的土地、水資源以及自然棲息地等發(fā)揮著重要的作用，其研究已經(jīng)成為河岸帶研究的主要內(nèi)容。河岸植被緩沖區(qū)的研究同樣涉及到相互作用分析、數(shù)據(jù)提取與制圖以及緩沖區(qū)效率研究等等。

河岸修復(fù)技術(shù)主要內(nèi)容1、河岸帶功能2、河岸帶的生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)制河岸修復(fù)技術(shù)1、河岸帶功能（1）自然緩沖，減少洪澇災(zāi)害

生態(tài)河岸帶對(duì)岸邊的保護(hù)功能主要通過(guò)河岸帶植物的護(hù)坡機(jī)理來(lái)實(shí)現(xiàn)。

河岸帶植被可以減緩地表徑流，減輕水流的沖刷作用。

植被的枝桿和根系與土壤相互作用，增加土層的機(jī)械強(qiáng)度，有的還可以直接加固土壤，起到固土護(hù)坡的作用。

河岸修復(fù)技術(shù)1、河岸帶功能（2）豐富了物種基因，提高物質(zhì)資源豐富度

形成了很多小環(huán)境，使物種的組成和結(jié)構(gòu)具有很大的分異性，為眾多的植物、動(dòng)物物種提供了可持續(xù)的生存繁衍場(chǎng)所，從而豐富了物種基因。河岸修復(fù)技術(shù)1、河岸帶功能（2）豐富了物種基因，提高物質(zhì)資源豐富度河岸帶是高等植物資源的寶庫(kù)，同時(shí)也有豐富的動(dòng)物資源。為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供了寶貴的物質(zhì)資源，提高了物質(zhì)資源的豐富度。

河岸修復(fù)技術(shù)1、河岸帶功能（3）凈化水體，減輕污染

一定寬度的河岸帶可以過(guò)濾、滲透、吸收、滯留、沉積物質(zhì)和能量，減弱進(jìn)入地表和地下水的污染物毒性，降低污染程度。

河岸帶的凈化水體、減輕污染的功能受徑流中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量、酸堿度、水中有機(jī)質(zhì)含量、氣候以及周圍土地利用格局的影響。河岸修復(fù)技術(shù)1、河岸帶功能（4）廊道作用

具有寬而濃密植被的河流廊道可控制來(lái)自景觀基底的溶解物質(zhì)，為兩岸內(nèi)部物種提供足夠的生境和通道；不間斷的河岸植被廊道能維持諸如水溫低、含氧量高的水生條件，有利于某些魚類生存。河岸修復(fù)技術(shù)1、河岸帶功能（5）調(diào)節(jié)局地微氣候

河岸帶豐富的植物景觀，也形成了1個(gè)天然的氧吧，能改善周邊空氣濕度，提供更多的氧氣，使這一地區(qū)的氣候更加宜人。河岸修復(fù)技術(shù)1、河岸帶功能（6）休閑娛樂(lè)功能1個(gè)優(yōu)秀的生態(tài)河岸帶，它的建筑、人文景觀、休閑娛樂(lè)設(shè)施等景觀斑塊均具有線條、質(zhì)地和土地利用的和諧性等景觀美學(xué)意義，它是景觀適宜性的區(qū)域，同時(shí)又是人與水和諧共處的過(guò)渡平臺(tái)，具有休閑、旅游、娛樂(lè)功能和觀賞價(jià)值。河岸修復(fù)技術(shù)2、河岸帶的生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)制

（1）理論基礎(chǔ)

在研究自然和人為干擾導(dǎo)致河岸帶生態(tài)系統(tǒng)退化的機(jī)制時(shí)，首先需要識(shí)別影響河岸帶生態(tài)系統(tǒng)的生物和物理作用過(guò)程以及導(dǎo)致河岸帶生態(tài)系統(tǒng)退化的干擾因子。

河岸修復(fù)技術(shù)2、河岸帶的生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)制

（1）理論基礎(chǔ)

在流域尺度上，生物及物理干擾的幅度和頻率決定了河岸帶植被群落的特征和功能以及河岸帶生態(tài)系統(tǒng)物種的演替，流域特征（地形、地質(zhì)、氣候等）則決定了這些過(guò)程的發(fā)展以及河岸帶與周圍系統(tǒng)的連接。在局部地區(qū)，生物的相互作用和外來(lái)物種的入侵則是導(dǎo)致河岸帶植被多樣性喪失的一個(gè)重要原因。

河岸修復(fù)技術(shù)2、河岸帶的生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)制

（2）河流水文特征的改變a.筑壩、修建水庫(kù)和引水分洪b.河道渠化

河岸修復(fù)技術(shù)2、河岸帶的生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)制

（3）河岸帶直接干擾a.人類活動(dòng)b.外來(lái)物種的入侵

河岸修復(fù)技術(shù)2、河岸帶的生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)制

（4）流域尺度的干擾a.河道刷深b.河道淤積c.河岸帶地下水位降低d.河流沖刷過(guò)程改變

河岸修復(fù)技術(shù)主要內(nèi)容1、受損河岸生態(tài)修復(fù)的原理2、受損河岸生態(tài)修復(fù)的技術(shù)河岸修復(fù)技術(shù)1、受損河岸生態(tài)修復(fù)的原理（1）生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能恢復(fù)原理

生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是指組成該系統(tǒng)的生物及非生物組分的種類、數(shù)量及密度、時(shí)空變化、不同組分間相互關(guān)系、相互作用的內(nèi)容和方式等。河岸修復(fù)技術(shù)1、受損河岸生態(tài)修復(fù)的原理（1）生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能恢復(fù)原理

生態(tài)系統(tǒng)的功能指系統(tǒng)的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)及信息流動(dòng)。結(jié)構(gòu)是完成功能的框架和渠道，功能是維持結(jié)構(gòu)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。河岸修復(fù)技術(shù)1、受損河岸生態(tài)修復(fù)的原理（1）生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能恢復(fù)原理

在河道與陸地交界的一定區(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)并構(gòu)建凈化水質(zhì)、防止水土流失等生態(tài)功能強(qiáng)和景觀效果好，由喬灌草結(jié)構(gòu)構(gòu)成的立體植物緩沖帶，確保陸地生態(tài)系統(tǒng)和水域生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性。河岸修復(fù)技術(shù)1、受損河岸生態(tài)修復(fù)的原理（2）生態(tài)學(xué)與工程學(xué)有機(jī)相結(jié)合設(shè)計(jì)原理

河道護(hù)岸工程的設(shè)計(jì)應(yīng)為植物生長(zhǎng)和動(dòng)物棲息創(chuàng)造條件，建設(shè)符合生態(tài)學(xué)原理的新型護(hù)岸工程。

傳統(tǒng)的漿砌石等混凝土設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮植物、土壤動(dòng)物及微生物的生存，沒(méi)有其能夠生存的空隙空間。

河岸修復(fù)技術(shù)1、受損河岸生態(tài)修復(fù)的原理（2）生態(tài)學(xué)與工程學(xué)有機(jī)相結(jié)合設(shè)計(jì)原理通過(guò)將生態(tài)學(xué)原理納入工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，將護(hù)岸工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為多空隙工程結(jié)構(gòu)，既能保證護(hù)岸強(qiáng)度，又能營(yíng)造生物的生育環(huán)境。河岸修復(fù)技術(shù)1、受損河岸生態(tài)修復(fù)的原理（3）近自然修復(fù)原理

盡可能避免采用直線和折線型等幾何規(guī)則斷面設(shè)計(jì)，導(dǎo)致河道斷面均一化

河道護(hù)岸工程使用的材料盡可能采用有利植物生長(zhǎng)的透水材料，特別注意采用當(dāng)?shù)靥烊徊牧霞伴_(kāi)發(fā)新型生物相容型混凝土材料。河岸修復(fù)技術(shù)河岸修復(fù)技術(shù)（1）工程結(jié)構(gòu)中的生態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)（2）生物群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)構(gòu)建技術(shù)（3）景觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)構(gòu)建技術(shù)（4）近自然工程護(hù)岸材料合成技術(shù)1、受損河岸生態(tài)修復(fù)的技術(shù)河岸修復(fù)技術(shù)（5）凈化水質(zhì)強(qiáng)植護(hù)岸材料培育技術(shù)（6）環(huán)保型施工技術(shù)（7）河岸生態(tài)修復(fù)效果的監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)1、受損河岸生態(tài)修復(fù)的技術(shù)主要內(nèi)容1、河岸帶的植物群落結(jié)構(gòu)2、三個(gè)具體案例3、總結(jié)河岸修復(fù)技術(shù)河岸修復(fù)技術(shù)1、河岸帶植物群落結(jié)構(gòu)河岸帶植物群落結(jié)構(gòu)由深至淺依次為：沉水植物、浮葉植物、挺水植物、濕生植物和濕生林耐水濕樹(shù)種：垂柳、河柳、楓楊、池杉、水杉等；挺水植物：蘆葦、香蒲、菖蒲、藨草、香根草、澤瀉、茭白、水芹、水蔥、千屈菜等；浮水植物：荇菜、野菱、中華萍蓬草等；沉水植物：苦草、菹草、狐尾藻、輪葉黑藻、馬來(lái)眼子菜等。河岸修復(fù)技術(shù)河岸帶植物群落示意圖河岸修復(fù)技術(shù)【簡(jiǎn)介】新加坡從2006年開(kāi)始推出活躍，美麗，和干凈的水計(jì)劃（ABC計(jì)劃），加冷河-碧山公園是ABC方案下的旗艦項(xiàng)目之一。案例一河岸修復(fù)技術(shù)【重建方案】加冷河從筆直的混凝土排水道改造為蜿蜒的天然河流。這是第一個(gè)在熱帶地區(qū)利用土壤生物工程技術(shù)（植被、天然材料和土木工程技術(shù)的組合）來(lái)鞏固河岸和防止土壤被侵蝕的工程。通過(guò)這些技術(shù)的應(yīng)用，還為動(dòng)植物創(chuàng)造了棲息地。新的河流孕育了很多生物，公園里的生物多樣性也增加了約30%。河岸修復(fù)技術(shù)【簡(jiǎn)介】杜鵑河在崇明島東部陳家鎮(zhèn)，是崇明島的一條重要鎮(zhèn)級(jí)河道，全長(zhǎng)約500m，平均河寬約800m，河道坡岸裸露陡直，植被覆蓋率很低。河道兩岸為農(nóng)田和一小段民居，水土流失較嚴(yán)重，降雨所形成的地表徑流未經(jīng)任何緩沖直接進(jìn)入河道，水土流失較嚴(yán)重，坡岸和水面景觀較差。案例二河岸修復(fù)技術(shù)【重建方案】選取300m長(zhǎng)的河段作為植物生態(tài)護(hù)岸工程示范，種植物包括杞柳、垂柳、挺水植物、菖蒲、沉水植物、結(jié)縷草及其他灌木和喬木。河岸修復(fù)技術(shù)【簡(jiǎn)介】歐洲國(guó)家在經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期與河流的接觸和對(duì)其周邊地區(qū)的建設(shè)后，最后決定，河流周邊的防洪堤、碼頭等構(gòu)筑物不僅應(yīng)有符合其用途的外表，更應(yīng)被開(kāi)發(fā)為一種獨(dú)特的景觀。