隨著生產力的發展,現階段人類對河流的改造能力已大大增強,人類開始采用大量的工程方法控制河流,修筑了水庫、堤防和發電等工程。人類對河流的開發治理過程中,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化,對河流生態系統造成不同程度的損傷。堰壩的修建破壞了自然河流縱向(順水流方向)的連續性,使得河流被節點化、臺階化,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生了重大變化,其物理、化學和生態特征都呈現出不同程度的改變,流域生態系統受到擾動和破壞。
規劃很美好,但實際情況卻是......
河流的人為改造現狀 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,對流速、水深和水溫有不同習性的水生動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。(1)河流縱向形態直線化
筆直的河道利于通航,但生態環境呢?
傳統工程設計往往把自然河流的復雜形態變成若干種幾何規則斷面,梯形、矩形斷面的水力學斷面過流能力大,易于施工控制,因此在施工中的河流斷面多為簡單的幾何形狀,從而改變了河流橫斷面深潭淺灘交錯的自然格局。(2)河道橫斷面幾何化
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。但是硬質化的護坡結構隔斷了地表水和地下水的聯系通道,使大量水陸交錯帶的植物失去生存條件,另外,人工護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卵場所和生物的原有棲息地。(3)堤防與邊坡護岸材料的硬質化
大壩的構建將河流變成了相對靜止的人工湖,庫區和大壩下游河段的原有的生態條件發生了變化,破壞了河流原有的水文連續性、營養物質輸移連續性、生物群落連續性和信息流連續性,導致沿河水陸生生物生存環境發生巨大變化,引起生態退化、物種消失。(1)構筑水壩引起順水流方向的河流中斷
堤防一方面堤防保護居住區免受洪水侵害,保障社會經濟的安全,另一方面因利用灘地阻止了水流的橫向擴展,形成側向的水流中斷性。堤防把干流與灘地和洪泛區隔離,使岸邊地帶和洪泛區的棲息地發生改變,導致灘區和洪泛區的生態功能退化。(2)構筑堤防引起的河流側向的中斷
河流生態修復的基本思路
對河流進行生態修復不可能停留在有限的點線面上,而應是一項復雜而龐大的立體工程。
即把經過人工改造的河流修復成保留一定自然彎曲形態的河道,重新營造出接近自然的流路。具體來說就是恢復河流的彎曲、蛇形,使河流既有淺灘,又有深潭,造就水體流動多樣性,以有利于生物的多樣性。(1)修復河道形態
自然彎曲,婀娜多姿
主要是改造河流中被水泥和混凝土硬化覆蓋的河床,恢復河床的多孔質化,同時改造護岸,建設生態河堤,為水生生物重建生息地環境,使河流集防洪、生態功能于一體,增強自然景觀,創造優美的水邊環境,提供豐富自然的親水空間。(2)修復河床斷面
拆除硬質河床
即運用生物、生態工程的技術與方法,依據人為設定的目標,恢復河岸帶植被及原有自然泛濫平原和濕地景觀,充分發揮河岸帶植被的緩沖帶功能和護坡效應,盡可能恢復和重建退化的河岸帶生態系統,保護和提高生物多樣性。(3)修復喪失的河岸帶植被和濕地群落
鳥躍人景美,河清綠波藍
河流生態修復的基本原則
由于不同區域具有不同的生態環境背景,如氣候條件、地貌和水文條件等,同時不同的河流人為給予的干擾性也不同,這就要求我們在恢復和重建退化生態系統的時候,要因地制宜,具體問題具體分析,千萬不能照搬照抄,而應在長期定位試驗的基礎上,找出一個行之有效的方案。(1)因地制宜和尊重自然的原則
河流系統各項功能在不同階段和河段的重要程度有所不同。對于一些經濟發展迅速、開發過度、污染問題突出的地區,需要優先恢復其自凈功能。對于經濟發達的地區可以優先考慮滿足生態功能的需求,改善河流生態系統結構和功能。(2)主功能優先原則
生態學原則要求根據生態系統自身的演替規則分步驟分階段進行,循序漸進。在生態恢復與重建時,要有整體系統思想。根據生物間及其與環境間關系,以及生物多樣性原理,構建生態系統結構和生物群落,使物質循環和能量轉化處于最優循環狀態,力求達到各成分同步演進,使恢復后的生態系統穩步、持續地維持與發展。(3)生態學原則
生物多樣性是河流生態系統平衡和河流系統健康的基礎。河流生態修復應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,構建生境廊道,保護和增加河流系統生物多樣性。(4)生物多樣性原則
河流生態修復在注重工程措施的同時,如果能加強管理,充分利用宣傳教育、法律法規、經濟杠桿等非工程措施的積極作用,往往達到事半功倍,標本兼治的效果。(5)工程措施和非工程措施并舉原則
細細流水,蕩漾碧波
思鄉情結,予以寄托
生態系統的自我恢復往往較為緩慢,而人為重建可在一定程度上改變生態系統演替的方向和速度,并可縮短其恢復周期。在不同的地區,生態系統的自我恢復能力和所需的時間具有很大的地域差異。通常而言,在溫暖濕潤的氣候條件下,自然恢復速度比較快;而在寒冷或于燥的氣候條件下,自然恢復速度比較慢。因此,各地區為了實現各自生態系統的有效恢復與重建,就必須遵循恢復生態學的基本規律,結合實際情況,選擇合理的重建模式和技術體系。
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