隨著生產(chǎn)力的發(fā)展,現(xiàn)階段人類對(duì)河流的改造能力已大大增強(qiáng),人類開始采用大量的工程方法控制河流,修筑了水庫(kù)、堤防和發(fā)電等工程。人類對(duì)河流的開發(fā)治理過程中,常以防洪為主要目的,除修建大量堰壩和堤防外,還有河道裁彎取直、硬質(zhì)邊坡等,這些工程措施都不可避免地破壞了自然河流的連續(xù)化,對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)造成不同程度的損傷。堰壩的修建破壞了自然河流縱向(順?biāo)鞣较颍┑倪B續(xù)性,使得河流被節(jié)點(diǎn)化、臺(tái)階化,其自然徑流模式被改變,流速、水深、水溫及水流邊界條件都發(fā)生了重大變化,其物理、化學(xué)和生態(tài)特征都呈現(xiàn)出不同程度的改變,流域生態(tài)系統(tǒng)受到擾動(dòng)和破壞。
河流的人為改造現(xiàn)狀
(1)河流縱向形態(tài)直線化
順直河流利于航行或行洪,河流整治工程往往將一些河段裁彎取直或直線化處理,蜿蜒曲折的天然河流被改造成直線或折線型的人工河流,失去了彎道與河灘相間、急流與緩流交替的格局,對(duì)流速、水深和水溫有不同習(xí)性的水生動(dòng)物失去了原有的棲息地條件,河流廊道的植被也受到單一化影響。
(2)河道橫斷面幾何化
傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)往往把自然河流的復(fù)雜形態(tài)變成若干種幾何規(guī)則斷面, 梯形、矩形斷面的水力學(xué)斷面過流能力大,易于施工控制,因此在施工中的河流斷面多為簡(jiǎn)單的幾何形狀,從而改變了河流橫斷面深潭淺灘交錯(cuò)的自然格局。
(3)堤防與邊坡護(hù)岸材料的硬質(zhì)化
混凝土、漿砌塊石等建筑材料的抗沖、抗侵蝕性及耐久性好,常用于防洪工程的堤防和河床邊坡的迎水面。但是硬質(zhì)化的護(hù)坡結(jié)構(gòu)隔斷了地表水和地下水的聯(lián)系通道,使大量水陸交錯(cuò)帶的植物失去生存條件,另外,人工護(hù)坡的光滑表面也改變了原來天然岸坡的特性,破壞了魚類原有的產(chǎn)卵場(chǎng)所和生物的原有棲息地。
(1)構(gòu)筑水壩引起順?biāo)鞣较虻暮恿髦袛?/span>
大壩的構(gòu)建將河流變成了相對(duì)靜止的人工湖,庫(kù)區(qū)和大壩下游河段的原有的生態(tài)條件發(fā)生了變化,破壞了河流原有的水文連續(xù)性、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸移連續(xù)性、生物群落連續(xù)性和信息流連續(xù)性,導(dǎo)致沿河水陸生生物生存環(huán)境發(fā)生巨大變化,引起生態(tài)退化、物種消失。
(2)構(gòu)筑堤防引起的河流側(cè)向的中斷
堤防一方面堤防保護(hù)居住區(qū)免受洪水侵害,保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)的安全,另一方面因利用灘地阻止了水流的橫向擴(kuò)展,形成側(cè)向的水流中斷性。堤防把干流與灘地和洪泛區(qū)隔離,使岸邊地帶和洪泛區(qū)的棲息地發(fā)生改變,導(dǎo)致灘區(qū)和洪泛區(qū)的生態(tài)功能退化。
河流生態(tài)修復(fù)的基本思路
對(duì)河流進(jìn)行生態(tài)修復(fù)不可能停留在有限的點(diǎn)線面上,而應(yīng)是一項(xiàng)復(fù)雜而龐大的立體工程。
(1)修復(fù)河道形態(tài)
即把經(jīng)過人工改造的河流修復(fù)成保留一定自然彎曲形態(tài)的河道,重新營(yíng)造出接近自然的流路。具體來說就是恢復(fù)河流的彎曲、蛇形,使河流既有淺灘,又有深潭,造就水體流動(dòng)多樣性,以有利于生物的多樣性。
(2)修復(fù)河床斷面
主要是改造河流中被水泥和混凝土硬化覆蓋的河床,恢復(fù)河床的多孔質(zhì)化,同時(shí)改造護(hù)岸,建設(shè)生態(tài)河堤,為水生生物重建生息地環(huán)境,使河流集防洪、生態(tài)功能于一體,增強(qiáng)自然景觀,創(chuàng)造優(yōu)美的水邊環(huán)境,提供豐富自然的親水空間。
(3)修復(fù)喪失的河岸帶植被和濕地群落
即運(yùn)用生物、生態(tài)工程的技術(shù)與方法,依據(jù)人為設(shè)定的目標(biāo),恢復(fù)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(hù)坡效應(yīng),盡可能恢復(fù)和重建退化的河岸帶生態(tài)系統(tǒng),保護(hù)和提高生物多樣性。
河流生態(tài)修復(fù)的基本原則
(1)因地制宜和尊重自然的原則
由于不同區(qū)域具有不同的生態(tài)環(huán)境背景,如氣候條件、地貌和水文條件等,同時(shí)不同的河流人為給予的干擾性也不同,這就要求我們?cè)诨謴?fù)和重建退化生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)候,要因地制宜,具體問題具體分析,千萬不能照搬照抄,而應(yīng)在長(zhǎng)期定位試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,找出一個(gè)行之有效的方案。
(2)主功能優(yōu)先原則
河流系統(tǒng)各項(xiàng)功能在不同階段和河段的重要程度有所不同。對(duì)于一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速、開發(fā)過度、污染問題突出的地區(qū),需要優(yōu)先恢復(fù)其自凈功能。對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)可以優(yōu)先考慮滿足生態(tài)功能的需求,改善河流生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能。
(3)生態(tài)學(xué)原則
生態(tài)學(xué)原則要求根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)自身的演替規(guī)則分步驟分階段進(jìn)行,循序漸進(jìn)。在生態(tài)恢復(fù)與重建時(shí),要有整體系統(tǒng)思想。根據(jù)生物間及其與環(huán)境間關(guān)系,以及生物多樣性原理,構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和生物群落,使物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化處于最優(yōu)循環(huán)狀態(tài),力求達(dá)到各成分同步演進(jìn),使恢復(fù)后的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)步、持續(xù)地維持與發(fā)展。
(4)生物多樣性原則
生物多樣性是河流生態(tài)系統(tǒng)平衡和河流系統(tǒng)健康的基礎(chǔ)。河流生態(tài)修復(fù)應(yīng)該遵循生物多樣性原則,在防止生物入侵的前提下,引入本土生物,構(gòu)建生境廊道,保護(hù)和增加河流系統(tǒng)生物多樣性。
(5)工程措施和非工程措施并舉原則
河流生態(tài)修復(fù)在注重工程措施的同時(shí),如果能加強(qiáng)管理,充分利用宣傳教育、法律法規(guī)、經(jīng)濟(jì)杠桿等非工程措施的積極作用,往往達(dá)到事半功倍,標(biāo)本兼治的效果。
生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)往往較為緩慢,而人為重建可在一定程度上改變生態(tài)系統(tǒng)演替的方向和速度,并可縮短其恢復(fù)周期。在不同的地區(qū),生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力和所需的時(shí)間具有很大的地域差異。通常而言,在溫暖濕潤(rùn)的氣候條件下,自然恢復(fù)速度比較快;而在寒冷或于燥的氣候條件下,自然恢復(fù)速度比較慢。因此,各地區(qū)為了實(shí)現(xiàn)各自生態(tài)系統(tǒng)的有效恢復(fù)與重建,就必須遵循恢復(fù)生態(tài)學(xué)的基本規(guī)律,結(jié)合實(shí)際情況,選擇合理的重建模式和技術(shù)體系。