淺析河流生態(tài)修復

李成　高丹丹　楊小露

摘 要：河流作為人類文明的發(fā)源地，對人類的生產(chǎn)和生活具有極其重要的作用。但隨著人類經(jīng)濟的不斷發(fā)展，河流污染日益嚴重，逐漸出現(xiàn)水質惡化、自然河流渠道化、非連續(xù)化等現(xiàn)象。水體的功能和作用發(fā)生了本質的變化，水環(huán)境問題成為人類社會發(fā)展的制約因素。本文主要介紹了河流生態(tài)修復的原則和國內河流污染現(xiàn)狀，結合當今國內外河流生態(tài)修復研究，介紹了主要的河流生態(tài)修復技術，以期為我國的河流修復工作提供一定的參考價值。

關鍵詞：生態(tài)修復；河流；生態(tài)護岸；生物浮島

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A DOI：10.11972/nyyjs.20160229001

引言

河流系統(tǒng)是自然界中最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一。自古以來對人類的生產(chǎn)和生活影響極大。但是隨著人類過度的開發(fā)河流，以及不斷地向河流排放污染物質，導致河流的水體功能和作用不斷地發(fā)生變化。對我國的農業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)、以及流域內居民的健康生活帶來極大地危害，嚴重制約著我國社會和經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。因此，要有效地治理惡化的水環(huán)境，修復或重建受損以及退化的水生生態(tài)系統(tǒng)，提高生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。

1 河流生態(tài)修復的原則

1.1 保護優(yōu)先，科學修復原則

生態(tài)修復不能改變和替代現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)，要以保護現(xiàn)有的河流生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能為出發(fā)點，結合生態(tài)學原理，以河流生態(tài)修復技術為指導，通過適度的人為干預，保護、修復和完善區(qū)域生態(tài)結構，實現(xiàn)河流的可持續(xù)發(fā)展[1]。

1.2 遵循自然規(guī)律原則

尊重自然規(guī)律，將生態(tài)規(guī)律與當?shù)氐乃鷳B(tài)系統(tǒng)緊密結合，重視水資源條件的現(xiàn)實情況，因地制宜，制定符合當?shù)睾恿鳜F(xiàn)狀的建設和修復方案[2]。

1.3 生態(tài)系統(tǒng)完整性原則

生態(tài)系統(tǒng)指在自然界的一定的空間內，由于生物與環(huán)境之間不斷地進行著物質循環(huán)與能量流動的過程，而形成的統(tǒng)一整體。這完整的生態(tài)系統(tǒng)能夠通過自我調節(jié)和修復，維持自己正常的功能，對外界的干擾具有一定的抵抗力。要考慮河流生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能，了解生態(tài)系統(tǒng)各要素間的相互作用，最大可能的修復和重建退化的河流生態(tài)系統(tǒng)，確保河流上下游環(huán)境的連續(xù)性。

1.4 景觀美學原則

河流除了能滿足漁業(yè)生產(chǎn)、農業(yè)灌溉和生活用水外，還能為人類提供休閑娛樂的場所。無論是深潭還是淺灘，無論是水中的魚兒還是嬉戲的水鳥，都能給人帶來美的享受。河邊的綠色觀光帶，也為人類提供了一幅幅美麗的畫卷。因此，河流生態(tài)系統(tǒng)的修復，還應注重美學的追求，保持河流的自然性、清潔性、可觀賞以及景觀協(xié)調性。

1.5 生態(tài)干擾最小化原則

在生態(tài)修復過程中，會對河流生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一種干擾，為了防止河流遭到二次污染和破壞，需合理安排施工期，嚴格控制施工過程中產(chǎn)生的廢水、廢渣。保證在施工修復的過程中，對河流生態(tài)系統(tǒng)的沖擊降到最低，至少得保證不會造成過大的損害。

2 我國河流的現(xiàn)狀

2.1 水質惡化

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國水環(huán)境污染日趨嚴重，特別是河流和湖泊的污染，呈現(xiàn)出不斷惡化的趨勢。根據(jù)水利部對全國700多條河流展開的調查結果表明，其中受污染的不能用于灌溉的河段約占10.6%，屬于劣Ⅴ類水質，已經(jīng)喪失了使用價值；其中屬于Ⅳ類和Ⅴ類的河段約占46.5%[3]。

2.2 自然河流渠道化

為了利于航行或者行洪，在河流的整治工程中，總是人為的將一些蜿蜒曲折的天然河流，強行改造成直線或者折線型的人工河流，這樣失去了彎道與河灘相間，以及急流與緩流交替的格局，改變了河流的流速、水深和水溫，破壞了水生動物的棲息條件，也使河流廊道的植被趨于單一化，降低了植物多樣性。再加上，在堤防和邊坡護岸進行硬質化，雖然利于抗洪，但是隔斷了地表水與地下水的聯(lián)系通道，使大量水陸交錯帶的動植物失去生存的條件，同時也破壞了魚類原有的產(chǎn)卵所。

2.3 自然河流的非連續(xù)化

人為的構筑水壩使原來天然的河流變成了相對靜止的人工湖，導致大壩下游河段的水流速度、水深、水溫以及河流沿岸的條件都發(fā)生改變，破壞了河流原有的水文連續(xù)性、營養(yǎng)物質傳輸連續(xù)性以及生物群落連續(xù)性，使沿河的水陸生物死亡，引起物種消失和生態(tài)退化的現(xiàn)象。

3 河流生態(tài)修復國內外研究現(xiàn)狀

3.1 國外研究進展

盡管從20世紀60年代開始，歐洲和一些發(fā)達國家就開始進行了許多關于河流生態(tài)修復的研究和實踐探索，但是至今還未形成比較系統(tǒng)的修復理論和方法體系。但是也取得了一些成果。在修復策略方面，20世紀60年代，德國的EmstBittmann在萊茵河用蘆葦和柳樹進行生態(tài)護岸實驗，被看作是最早的河流生態(tài)修復實踐。美國開展了對Kissimmee河、Mississipp河以及對Missouri河均進行了生態(tài)修復工程；還有20世紀70年代末瑞士Zurich州河川保護建設局將生態(tài)護岸發(fā)展為“多自然河道生態(tài)修復技術”，對河流的治理主要重視恢復植被和建設自然護岸，該方法在歐美及日本也得到了推廣。

3.2 國內研究現(xiàn)狀

我國在河流生態(tài)修復方面的研究要較發(fā)達國家而言，起步較晚。而且前期的研究中主要是注重河流生態(tài)系統(tǒng)某個方面的功能，例如對河岸植被恢復的研究或者從水污染治理的角度去研究。因此，存在局限性和片面性，不能從整體上把握河流生態(tài)修復。但是，近些年來，我國的水利方面的專家和學者們認識到了從不同的角度去開展河流生態(tài)修復研究的重要性。雖然我國起步較晚，但是發(fā)展迅速，在進入21世紀的十多年來，逐漸開展了許多研究與實踐活動。鄭天柱等應用生態(tài)工程學理論，討論了關于河道生態(tài)恢復的機理，指出了滿足河流生態(tài)需水量是缺水地區(qū)恢復河流生態(tài)的關鍵；根據(jù)我國國情，董哲仁提出了在研究和實施河流生態(tài)恢復時，要立足于河流生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀，積極創(chuàng)造條件，發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的自我修復功能，使退化的河流生態(tài)系統(tǒng)逐步得到恢復。我國的河流生態(tài)修復逐漸從早期的理論研究與探討向具體的修復技術與方法轉變。

通過國內外對河流生態(tài)修復的研究現(xiàn)狀來看，大家一致認同的是：河流生態(tài)修復是對水體本身以及河岸帶生態(tài)恢復綜合治理的結果。對于我國的河流現(xiàn)狀問題，主要是解決2個方面：遏制逐漸惡化的水質現(xiàn)狀；恢復河流的自然狀態(tài)。

4 河流生態(tài)修復技術與方法

4.1 恢復河流自然蜿蜒特性

天然的河流一般都具有蜿蜒曲折的自然特征，所以才會出現(xiàn)河灣、急流、沼澤和淺灘等豐富多樣的生境。為魚類產(chǎn)卵以及動植物提供棲息之所。但是，人類為了泄洪和航運，將河道強行裁彎取直，進行人工改造，使自然彎曲的河道變成直道。破壞了河流的自然生境，導致生物多樣性降低。因此，在河流生態(tài)修復的過程中，應該尊重河流自然彎曲的特性，通過人工改造，重塑河流彎曲形態(tài)[5]。還能修建彎曲的水路、水塘，創(chuàng)造豐富的水環(huán)境。

4.2 生態(tài)護岸技術

生態(tài)護岸[6]是一種將生態(tài)環(huán)境保護與治水相結合的新型護岸技術。主要是利用石塊、木材以及多孔環(huán)保混凝土和自然材質制成的親水性較好的結構材料，修筑于河流沿岸，對于防止水土流失、水土污染、加固堤岸、美化環(huán)境和提高動植物的多樣性具有重要的作用。生態(tài)護岸集防洪效應、生態(tài)效應、景觀效應和自凈效應于一體，不僅是護岸工程建設的一大進步，也將成為以后護岸工程的主流。因為生態(tài)護岸除了能防止河岸坍塌之外，還具備使河水與土壤相互滲透，增強河道自凈能力的作用。透水的河岸也保證了地表徑流與地下水之間的物質、能量的交換。

4.3 改善水質

改善河流的水質狀況是河流生態(tài)修復的重點。一般有物理法、化學法、生態(tài)與生物結合法。其中生態(tài)與生物結合法是比較常見的，也是最普遍、應用最廣泛的方法。主要有：人工濕地技術、生物浮島技術和生物膜技術[7]等。

人工濕地技術。人工濕地技術是為了處理污水，人為的在具有一定的長寬比和坡度的洼地上，用土壤和填料混合成填料床，使污水在床體的填料縫隙中流動或在床體表面流動，并在床體表面種植具有性能好、成活率高，抗水性強，生長周期長，美觀以及具有經(jīng)濟價值的水生植物的動植物生態(tài)體系。是一種較好的廢水處理技術，具有較高的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。

生態(tài)浮島技術。生物浮島是一種針對富營養(yǎng)化的水質，利用生態(tài)工學原理，降解水中的COD、氮、磷的含量的人工浮島。它能使水體透明度大幅度提高，同時水質指標也得到有效的改善，特別是對藻類有很好的抑制效果。生態(tài)浮島對水質凈化最主要的功效是利用植物的根系吸收水中的富營養(yǎng)化物質，例如總磷、氨氮、有機物等，使得水體的營養(yǎng)得到轉移，減輕水體由于封閉或自循環(huán)不足帶來的水體腥臭、富營養(yǎng)化現(xiàn)象。

生物膜技術。生物膜法主要是根據(jù)河床上附著的生物膜進行進化和過濾的作用。人工填充填料或載體，供細菌絮凝生長，形成生物膜，利用濾料與載體較大的比表面積，附著種類多，數(shù)量大的微生物，使河流的自凈能力大大增強。

4.4 河流生態(tài)景觀建設

河流生態(tài)景觀建設是指在河流生態(tài)修復過程中，除了致力于水質的改善和恢復退化的生態(tài)系統(tǒng)外，還應該使河流更接近自然狀態(tài)，展現(xiàn)河流的美學價值，注重對河流的美學觀賞價值的挖掘。在修復河流的同時，也為人類提供了一片休息娛樂的地方。

5 結論

隨著人們對河流認識的加深，關于河流治理的呼聲越來越高。我國在河流生態(tài)修復方面還處于技術研究的階段。因此，還需要在河流修復實踐過程中不斷地積累經(jīng)驗，逐漸形成完善的河流生態(tài)修復體系，最終實現(xiàn)河流的生態(tài)化、自然化。

參考文獻

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[3]劉尚儉，邱建，安雅敏等.河流生態(tài)修復淺議[J].環(huán)境影響評價，2015，37（1）：82-85.

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[5]鐘春欣，張瑋.基于河道治理的河流生態(tài)修復[J].水利水電科技進展，2004，24（3）：12-15.

[6]楊平榮.河流生態(tài)修復[J].科技信息，2009，1（1）：754-755.

[7]王韶偉，徐勁草，許新宜.河流生態(tài)修復淺議[J].北京師范大學學報（自然科學版），2009，45（5）：626-630.

作者簡介：李成（1991-），男，碩士研究生，研究方向：環(huán)境生態(tài)影響評價。