喀斯特地貌下受損河岸生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)技術(shù)探究

田丹　方小寧　石正馳　唐文玲　張友　楊李

摘? 要：人口數(shù)量不斷的增加，人們生活水平的提高，戶外活動(dòng)日益頻繁，使得河流生態(tài)系統(tǒng)受到了巨大影響，尤其是河岸植被產(chǎn)生的生態(tài)功能下降，景觀效應(yīng)下滑。我國(guó)西南地區(qū)是喀斯特地貌的集中地區(qū)，地處長(zhǎng)江和珠江兩大水系的上游，該地區(qū)的水質(zhì)情況對(duì)下游流經(jīng)的區(qū)域有著極其重要的作用。因此，探究喀斯特地貌下受損河岸生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的方法，對(duì)改善流域的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)保護(hù)，發(fā)展旅游業(yè)都具有重要意義。

關(guān)鍵詞：生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué);喀斯特地貌;受損河岸;生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)

中圖分類(lèi)號(hào)：X171.4 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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

河流是人類(lèi)賴以生存和發(fā)展必不可少的要素，它開(kāi)放、動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)使其兼具凈化環(huán)境、休閑娛樂(lè)、物質(zhì)生產(chǎn)等多項(xiàng)功能。河岸生態(tài)系統(tǒng)是河流生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的過(guò)渡區(qū)，為水陸生態(tài)系統(tǒng)的信息、能量、物質(zhì)交換架起橋梁。生長(zhǎng)在河岸生態(tài)系統(tǒng)中的植被作為天然屏障[1]，在保護(hù)河岸不受侵蝕、凈化水質(zhì)、美化環(huán)境、維護(hù)生物多樣性、保持生態(tài)系統(tǒng)完整等諸多方面發(fā)揮著重要作用。隨著人類(lèi)社會(huì)的高速發(fā)展以及對(duì)河岸資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)，使沿岸生態(tài)系統(tǒng)受損，導(dǎo)致水質(zhì)惡化、生境阻斷、河流生態(tài)系統(tǒng)退化等生態(tài)問(wèn)題出現(xiàn)，進(jìn)而對(duì)水系周邊的水生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性與水資源的可持續(xù)利用帶來(lái)威脅[2]。

喀斯特地貌發(fā)育在以石灰?guī)r和白云巖為主的碳酸鹽巖上，我國(guó)喀斯特地貌種類(lèi)繁多、生物生態(tài)多樣、面積大，主要分布在我國(guó)西南地區(qū)如廣西、貴州、云南東部地區(qū)，而這些地區(qū)地處長(zhǎng)江和珠江兩大水系的上游，水資源都較豐富，其水質(zhì)情況對(duì)下游流經(jīng)的區(qū)域有著極其重要的作用，河岸生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)工作尤為重要。因此，探究喀斯特地貌下受損河岸生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的方法，推進(jìn)河流護(hù)岸工程，對(duì)改善河岸及流域的生態(tài)環(huán)境以及促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了舉足輕重的作用。

1 喀斯特地貌下河岸生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1 河岸形態(tài)現(xiàn)狀

日益頻繁的人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)及對(duì)河流的過(guò)度開(kāi)發(fā)，如對(duì)河道進(jìn)行裁彎取直，改變河道原本形狀，使河道許多生物賴以生存的自然特征消失;城市水污染嚴(yán)重，造成河道自凈能力減弱，水生生態(tài)系統(tǒng)惡化等，影響自然生態(tài)服務(wù)功能的發(fā)揮;非點(diǎn)源污染的嚴(yán)重，尤其是降雨作用將污染物沖刷進(jìn)入地表徑流，成為城市河流面源污染的另一重要來(lái)源;水土流失嚴(yán)重，多年來(lái)人們盲目的從自然生態(tài)系統(tǒng)中不斷地掠奪自然資源發(fā)展經(jīng)濟(jì)，忽視了經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展，導(dǎo)致水土流失現(xiàn)象不斷加劇，嚴(yán)重威脅河流健康發(fā)展。除此之外，河道亂采亂挖、取沙現(xiàn)象嚴(yán)重，損壞了河床，削弱了河流蓄水能力，致使河岸受到侵蝕，破壞河堤，嚴(yán)重影響河道行洪能力，進(jìn)而造成河岸受淹，沿岸景觀遭到極大破壞。

1.2 沿岸植被狀況

喀斯特地貌下，河岸帶為常綠闊葉林、溫性暖性針葉林、常綠落葉闊葉混交林等，原始林少，次生林多，相鄰的森林物種之間相互作用、相互影響，生物物種豐富。而旅游熱的掀起和居民生產(chǎn)生活水平的提高，對(duì)沿江兩岸的植被帶造成嚴(yán)重破壞，河岸大量原生植被消失，被大量次生植被，如毛竹林、馬尾松、藤灌叢等取代，使得沿江景觀色彩單調(diào)，植被單一，造成一定程度的生態(tài)失衡。

2 受損河岸生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)概述

受損河岸生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)主要是將“生態(tài)學(xué)原理”，與工程學(xué)相結(jié)合應(yīng)用于河流整治工程中，是對(duì)河流護(hù)岸工程所進(jìn)行的生態(tài)設(shè)計(jì)方案[3]。為滿足防洪、灌溉以及水運(yùn)等需要，發(fā)揮河道行洪和排水的作用，多數(shù)河流采用漿砌塊石、現(xiàn)澆混凝土、預(yù)制混凝土塊體等結(jié)構(gòu)形式，開(kāi)展高筑河堤、河岸固化等人工改造工程以維持岸坡的穩(wěn)定、防止水土流失、防止洪水爆發(fā)，在短期內(nèi)取得了較大的社會(huì)效益。但因自然生境被破壞出現(xiàn)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，如水生態(tài)系統(tǒng)受損嚴(yán)重、生物死亡、甚至瀕臨滅絕、沿河兩岸植被減少、植被類(lèi)型單一、兩棲動(dòng)物的水陸遷移路徑被阻斷、區(qū)域內(nèi)物種減少、生物的多樣性降低，進(jìn)而影響了河岸環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)平衡[4]。因此，進(jìn)行生態(tài)修復(fù)已刻不容緩。

3 受損河岸生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

自上世紀(jì)50年代起，“生態(tài)河流工法”理論逐步被提起[5];20世紀(jì)80年代，瑞士著手最新的河流生態(tài)改善工程，對(duì)過(guò)去河流直線化、混凝土化所引起的生態(tài)貧瘠化進(jìn)行反省，全面開(kāi)展河流的生態(tài)改造運(yùn)動(dòng)[6];同一時(shí)期，美國(guó)對(duì)一些大型河流實(shí)施生態(tài)修復(fù)規(guī)劃，如洛杉磯和基西米河修復(fù)工程;90年代，日本開(kāi)始學(xué)習(xí)且實(shí)施“近自然河流工法”[7]。

與歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)方面起步較晚，在借鑒歐洲及日本等國(guó)家經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的探索與實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，我國(guó)董哲仁先生在本世紀(jì)初首次提出“生態(tài)水工學(xué)”的理論框架[8]，從水生態(tài)角度出發(fā)制定了相應(yīng)的整治措施，為我國(guó)河岸生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)研究提供理論基礎(chǔ)。近年來(lái)，中國(guó)河北、北京、廣州等地也逐漸出現(xiàn)河流生態(tài)修復(fù)工程案例。但是對(duì)于喀斯特地區(qū)的河岸修復(fù)研究比較少見(jiàn)，一方面原因是西部地區(qū)工業(yè)較少，河流污染問(wèn)題較輕，另一方面是因?yàn)榭λ固氐孛蚕碌耐寥蕾|(zhì)地、沿岸植被有一定的特殊性，還需要對(duì)土壤和植被進(jìn)行深入研究后再對(duì)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行探究。

4 受損河岸生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)模式探究

4.1 自然生態(tài)修復(fù)模式

采用適合在河岸地帶生長(zhǎng)的植被，將其種植在河岸頂部、坡面位置和水邊，讓其自然生長(zhǎng)繁殖，利用植物的根、莖、葉來(lái)達(dá)到固定河岸的目的，這種修復(fù)方法稱(chēng)之為自然生態(tài)型修復(fù)模式[9]。

這種模式相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單靈活，可以根據(jù)具體的種植情況對(duì)植物的分布結(jié)構(gòu)和栽培方式做一定的改造。在這種模式中通常采用“土壤生物工程法”，利用木樁與植物梢、棍相結(jié)合，植物切枝或植株及其他材料相結(jié)合，喬灌草相結(jié)合，草坪草和野生草種相結(jié)合等技術(shù)來(lái)防止侵蝕，控制沉積，同時(shí)為周邊生物提供棲息地，有效維護(hù)河道的自然特性。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是人為的通過(guò)物理方法將植被進(jìn)行固定，防止植被被沖刷，維護(hù)河岸生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.2 工程生態(tài)型修復(fù)模式

不同河段應(yīng)該采取不同的修復(fù)模式。傳統(tǒng)的護(hù)岸工程主要考慮行洪等因素，而單純采用自然的方法很難滿足沖刷比較嚴(yán)重的河段[10]。為了有效保護(hù)河岸的穩(wěn)定性，使之更加安全，在采用工程措施的基礎(chǔ)上，同時(shí)采用生態(tài)措施，雙管齊下，維護(hù)好河岸的生態(tài)環(huán)境。

所以，在工程生態(tài)型修復(fù)模式中既要在斜坡面上大量種植植被，注重喬木灌木相結(jié)合，底部配以天然石材或木材，同時(shí)在坡腳設(shè)各種種植包，加固河岸需要采用石頭制作籠子或者安插木，采取工程+植物護(hù)岸模式，達(dá)到良好的修復(fù)效果[11]。

4.3 景觀生態(tài)型修復(fù)模式

總而言之，受損河岸生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究具有較強(qiáng)的示范作用，其研究成果在一定程度上能夠?yàn)橐呀ɑ炷潦軗p河岸生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)工程提供新技術(shù)、新方法，也為原生態(tài)的動(dòng)植物及微生物生存的河道護(hù)岸工程生態(tài)設(shè)計(jì)提出參考設(shè)計(jì)規(guī)范和科學(xué)依據(jù)[3]。但是，受損河岸生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)是一項(xiàng)極其復(fù)雜的工程，需要將地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、 水文學(xué)、植物學(xué)、工程學(xué)、水力學(xué)等多種學(xué)科結(jié)合起來(lái)，同時(shí)還需要得到各級(jí)政府和社會(huì)各界的支持，在進(jìn)行河岸修復(fù)的同時(shí)，還要注意考慮提升沿岸植物的景觀效果，從而促進(jìn)河岸生態(tài)旅游系統(tǒng)健康、持續(xù)的發(fā)展?？λ固氐孛蚕碌氖軗p河岸還應(yīng)該注意當(dāng)?shù)氐耐寥赖刭|(zhì)、氣候等因素，合理的選用修復(fù)植物，營(yíng)造出環(huán)境優(yōu)美、植被豐盈、水土健康肥沃的河岸系統(tǒng)。

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