李成　高丹丹　楊小露

摘 要：河流作為人類文明的發(fā)源地，對(duì)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(jì)的不斷發(fā)展，河流污染日益嚴(yán)重，逐漸出現(xiàn)水質(zhì)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(zhì)的變化，水環(huán)境問(wèn)題成為人類社會(huì)發(fā)展的制約因素。本文主要介紹了河流生態(tài)修復(fù)的原則和國(guó)內(nèi)河流污染現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)今國(guó)內(nèi)外河流生態(tài)修復(fù)研究，介紹了主要的河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)，以期為我國(guó)的河流修復(fù)工作提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：生態(tài)修復(fù)；河流；生態(tài)護(hù)岸；生物浮島

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(lái)對(duì)人類的生產(chǎn)和生活影響極大。但是隨著人類過(guò)度的開(kāi)發(fā)河流，以及不斷地向河流排放污染物質(zhì)，導(dǎo)致河流的水體功能和作用不斷地發(fā)生變化。對(duì)我國(guó)的農(nóng)業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)、以及流域內(nèi)居民的健康生活帶來(lái)極大地危害，嚴(yán)重制約著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。因此，要有效地治理惡化的水環(huán)境，修復(fù)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(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。

1 河流生態(tài)修復(fù)的原則

1.1 保護(hù)優(yōu)先，科學(xué)修復(fù)原則

生態(tài)修復(fù)不能改變和替代現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)，要以保護(hù)現(xiàn)有的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合生態(tài)學(xué)原理，以河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)為指導(dǎo)，通過(guò)適度的人為干預(yù)，保護(hù)、修復(fù)和完善區(qū)域生態(tài)結(jié)構(gòu)，實(shí)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(dāng)?shù)氐乃鷳B(tài)系統(tǒng)緊密結(jié)合，重視水資源條件的現(xiàn)實(shí)情況，因地制宜，制定符合當(dāng)?shù)睾恿鳜F(xiàn)狀的建設(shè)和修復(fù)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(nèi)，由于生物與環(huán)境之間不斷地進(jìn)行著物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的過(guò)程，而形成的統(tǒng)一整體。這完整的生態(tài)系統(tǒng)能夠通過(guò)自我調(diào)節(jié)和修復(fù)，維持自己正常的功能，對(duì)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(jié)構(gòu)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(fù)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(xué)原則

河流除了能滿足漁業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉和生活用水外，還能為人類提供休閑娛樂(lè)的場(chǎng)所。無(wú)論是深潭還是淺灘，無(wú)論是水中的魚(yú)兒還是嬉戲的水鳥(niǎo)，都能給人帶來(lái)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(huà)卷。因此，河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)，還應(yīng)注重美學(xué)的追求，保持河流的自然性、清潔性、可觀賞以及景觀協(xié)調(diào)性。

1.5 生態(tài)干擾最小化原則

在生態(tài)修復(fù)過(guò)程中，會(huì)對(duì)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(yán)格控制施工過(guò)程中產(chǎn)生的廢水、廢渣。保證在施工修復(fù)的過(guò)程中，對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的沖擊降到最低，至少得保證不會(huì)造成過(guò)大的損害。

2 我國(guó)河流的現(xiàn)狀

2.1 水質(zhì)惡化

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)水環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，特別是河流和湖泊的污染，呈現(xiàn)出不斷惡化的趨勢(shì)。根據(jù)水利部對(duì)全國(guó)700多條河流展開(kāi)的調(diào)查結(jié)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(zhì)，已經(jīng)喪失了使用價(jià)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(qiáng)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(dòng)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(hù)岸進(jìn)行硬質(zhì)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(cuò)帶的動(dòng)植物失去生存的條件，同時(shí)也破壞了魚(yú)類原有的產(chǎn)卵所。

2.3 自然河流的非連續(xù)化

人為的構(gòu)筑水壩使原來(lái)天然的河流變成了相對(duì)靜止的人工湖，導(dǎo)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)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(fù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

3.1 國(guó)外研究進(jìn)展

盡管從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，歐洲和一些發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始進(jìn)行了許多關(guān)于河流生態(tài)修復(fù)的研究和實(shí)踐探索，但是至今還未形成比較系統(tǒng)的修復(fù)理論和方法體系。但是也取得了一些成果。在修復(fù)策略方面，20世紀(jì)60年代，德國(guó)的EmstBittmann在萊茵河用蘆葦和柳樹(shù)進(jìn)行生態(tài)護(hù)岸實(shí)驗(yàn)，被看作是最早的河流生態(tài)修復(fù)實(shí)踐。美國(guó)開(kāi)展了對(duì)Kissimmee河、Mississipp河以及對(duì)Missouri河均進(jìn)行了生態(tài)修復(fù)工程；還有20世紀(jì)70年代末瑞士Zurich州河川保護(hù)建設(shè)局將生態(tài)護(hù)岸發(fā)展為“多自然河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)”，對(duì)河流的治理主要重視恢復(fù)植被和建設(shè)自然護(hù)岸，該方法在歐美及日本也得到了推廣。

3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國(guó)在河流生態(tài)修復(fù)方面的研究要較發(fā)達(dá)國(guó)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(gè)方面的功能，例如對(duì)河岸植被恢復(fù)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(fù)。但是，近些年來(lái)，我國(guó)的水利方面的專家和學(xué)者們認(rèn)識(shí)到了從不同的角度去開(kāi)展河流生態(tài)修復(fù)研究的重要性。雖然我國(guó)起步較晚，但是發(fā)展迅速，在進(jìn)入21世紀(jì)的十多年來(lái)，逐漸開(kāi)展了許多研究與實(shí)踐活動(dòng)。鄭天柱等應(yīng)用生態(tài)工程學(xué)理論，討論了關(guān)于河道生態(tài)恢復(fù)的機(jī)理，指出了滿足河流生態(tài)需水量是缺水地區(qū)恢復(fù)河流生態(tài)的關(guān)鍵；根據(jù)我國(guó)國(guó)情，董哲仁提出了在研究和實(shí)施河流生態(tài)恢復(fù)時(shí)，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(fù)功能，使退化的河流生態(tài)系統(tǒng)逐步得到恢復(fù)。我國(guó)的河流生態(tài)修復(fù)逐漸從早期的理論研究與探討向具體的修復(fù)技術(shù)與方法轉(zhuǎn)變。

通過(guò)國(guó)內(nèi)外對(duì)河流生態(tài)修復(fù)的研究現(xiàn)狀來(lái)看，大家一致認(rèn)同的是：河流生態(tài)修復(fù)是對(duì)水體本身以及河岸帶生態(tài)恢復(fù)綜合治理的結(jié)果。對(duì)于我國(guó)的河流現(xiàn)狀問(wèn)題，主要是解決2個(gè)方面：遏制逐漸惡化的水質(zhì)現(xiàn)狀；恢復(fù)河流的自然狀態(tài)。

4 河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)與方法

4.1 恢復(fù)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(huì)出現(xiàn)河灣、急流、沼澤和淺灘等豐富多樣的生境。為魚(yú)類產(chǎn)卵以及動(dòng)植物提供棲息之所。但是，人類為了泄洪和航運(yùn)，將河道強(qiáng)行裁彎取直，進(jìn)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(dǎo)致生物多樣性降低。因此，在河流生態(tài)修復(fù)的過(guò)程中，應(yīng)該尊重河流自然彎曲的特性，通過(guò)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(hù)岸技術(shù)

生態(tài)護(hù)岸[6]是一種將生態(tài)環(huán)境保護(hù)與治水相結(jié)合的新型護(hù)岸技術(shù)。主要是利用石塊、木材以及多孔環(huán)?；炷梁妥匀徊馁|(zhì)制成的親水性較好的結(jié)構(gòu)材料，修筑于河流沿岸，對(duì)于防止水土流失、水土污染、加固堤岸、美化環(huán)境和提高動(dòng)植物的多樣性具有重要的作用。生態(tài)護(hù)岸集防洪效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)、景觀效應(yīng)和自凈效應(yīng)于一體，不僅是護(hù)岸工程建設(shè)的一大進(jìn)步，也將成為以后護(hù)岸工程的主流。因?yàn)樯鷳B(tài)護(hù)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(qiáng)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(zhì)、能量的交換。

4.3 改善水質(zhì)

改善河流的水質(zhì)狀況是河流生態(tài)修復(fù)的重點(diǎn)。一般有物理法、化學(xué)法、生態(tài)與生物結(jié)合法。其中生態(tài)與生物結(jié)合法是比較常見(jiàn)的，也是最普遍、應(yīng)用最廣泛的方法。主要有：人工濕地技術(shù)、生物浮島技術(shù)和生物膜技術(shù)[7]等。

人工濕地技術(shù)。人工濕地技術(shù)是為了處理污水，人為的在具有一定的長(zhǎng)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(dòng)或在床體表面流動(dòng)，并在床體表面種植具有性能好、成活率高，抗水性強(qiáng)，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，美觀以及具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生植物的動(dòng)植物生態(tài)體系。是一種較好的廢水處理技術(shù)，具有較高的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

生態(tài)浮島技術(shù)。生物浮島是一種針對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的水質(zhì)，利用生態(tài)工學(xué)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(shí)水質(zhì)指標(biāo)也得到有效的改善，特別是對(duì)藻類有很好的抑制效果。生態(tài)浮島對(duì)水質(zhì)凈化最主要的功效是利用植物的根系吸收水中的富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)，例如總磷、氨氮、有機(jī)物等，使得水體的營(yíng)養(yǎng)得到轉(zhuǎn)移，減輕水體由于封閉或自循環(huán)不足帶來(lái)的水體腥臭、富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。

生物膜技術(shù)。生物膜法主要是根據(jù)河床上附著的生物膜進(jìn)行進(jìn)化和過(guò)濾的作用。人工填充填料或載體，供細(xì)菌絮凝生長(zhǎng)，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(qiáng)。

4.4 河流生態(tài)景觀建設(shè)

河流生態(tài)景觀建設(shè)是指在河流生態(tài)修復(fù)過(guò)程中，除了致力于水質(zhì)的改善和恢復(fù)退化的生態(tài)系統(tǒng)外，還應(yīng)該使河流更接近自然狀態(tài)，展現(xiàn)河流的美學(xué)價(jià)值，注重對(duì)河流的美學(xué)觀賞價(jià)值的挖掘。在修復(fù)河流的同時(shí)，也為人類提供了一片休息娛樂(lè)的地方。

5 結(jié)論

隨著人們對(duì)河流認(rèn)識(shí)的加深，關(guān)于河流治理的呼聲越來(lái)越高。我國(guó)在河流生態(tài)修復(fù)方面還處于技術(shù)研究的階段。因此，還需要在河流修復(fù)實(shí)踐過(guò)程中不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，逐漸形成完善的河流生態(tài)修復(fù)體系，最終實(shí)現(xiàn)河流的生態(tài)化、自然化。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：李成（1991-），男，碩士研究生，研究方向：環(huán)境生態(tài)影響評(píng)價(jià)。