关于人工改造型河流生态恢复的几点思绪

   2016-01-27 2760
核心提示:随着生产力的发展,现阶段人类对河流的改造能力已大大增强,人类开始采用大量的工程方法控制河流,修筑了水库、堤防和发电等工程。人类对河流

      随着生产力的发展,现阶段人类对河流的改造能力已大大增强,人类开始采用大量的工程方法控制河流,修筑了水库、堤防和发电等工程。人类对河流的开发治理过程中,常以防洪为主要目的,除修建大量堰坝和堤防外,还有河道裁弯取直、硬质边坡等,这些工程措施都不可避免地破坏了自然河流的连续化,对河流生态系统造成不同程度的损伤。堰坝的修建破坏了自然河流纵向(顺水流方向)的连续性,使得河流被节点化、台阶化,其自然径流模式被改变,流速、水深、水温及水流边界条件都发生了重大变化,其物理、化学和生态特征都呈现出不同程度的改变,流域生态系统受到扰动和破坏。

      河流的人为改造现状

      1.自然河流的人工化

      (1)河流纵向形态直线化

      顺直河流利于航行或行洪,河流整治工程往往将一些河段裁弯取直或直线化处理,蜿蜒曲折的天然河流被改造成直线或折线型的人工河流,失去了弯道与河滩相间、急流与缓流交替的格局,对流速、水深和水温有不同习性的水生动物失去了原有的栖息地条件,河流廊道的植被也受到单一化影响。

      (2)河道横断面几何化

      传统工程设计往往把自然河流的复杂形态变成若干种几何规则断面, 梯形、矩形断面的水力学断面过流能力大,易于施工控制,因此在施工中的河流断面多为简单的几何形状,从而改变了河流横断面深潭浅滩交错的自然格局。

      (3)堤防与边坡护岸材料的硬质化

      混凝土、浆砌块石等建筑材料的抗冲、抗侵蚀性及耐久性好,常用于防洪工程的堤防和河床边坡的迎水面。但是硬质化的护坡结构隔断了地表水和地下水的联系通道,使大量水陆交错带的植物失去生存条件,另外,人工护坡的光滑表面也改变了原来天然岸坡的特性,破坏了鱼类原有的产卵场所和生物的原有栖息地。

      2.自然河流的中断性

      (1)构筑水坝引起顺水流方向的河流中断

      大坝的构建将河流变成了相对静止的人工湖,库区和大坝下游河段的原有的生态条件发生了变化,破坏了河流原有的水文连续性、营养物质输移连续性、生物群落连续性和信息流连续性,导致沿河水陆生生物生存环境发生巨大变化,引起生态退化、物种消失。

      (2)构筑堤防引起的河流侧向的中断

      堤防一方面堤防保护居住区免受洪水侵害,保障社会经济的安全,另一方面因利用滩地阻止了水流的横向扩展,形成侧向的水流中断性。堤防把干流与滩地和洪泛区隔离,使岸边地带和洪泛区的栖息地发生改变,导致滩区和洪泛区的生态功能退化。

      河流生态修复的基本思路

      对河流进行生态修复不可能停留在有限的点线面上,而应是一项复杂而庞大的立体工程。

      (1)修复河道形态即把经过人工改造的河流修复成保留一定自然弯曲形态的河道,重新营造出接近自然的流路。具体来说就是恢复河流的弯曲、蛇形,使河流既有浅滩,又有深潭,造就水体流动多样性,以有利于生物的多样性。

      (2)修复河床断面

      主要是改造河流中被水泥和混凝土硬化覆盖的河床,恢复河床的多孔质化,同时改造护岸,建设生态河堤,为水生生物重建生息地环境,使河流集防洪、生态功能于一体,增强自然景观,创造优美的水边环境,提供丰富自然的亲水空间。

      (3)修复丧失的河岸带植被和湿地群落

      即运用生物、生态工程的技术与方法,依据人为设定的目标,恢复河岸带植被及原有自然泛滥平原和湿地景观,充分发挥河岸带植被的缓冲带功能和护坡效应,尽可能恢复和重建退化的河岸带生态系统,保护和提高生物多样性。

      河流生态修复的基本原则

      (1)因地制宜和尊重自然的原则

      由于不同区域具有不同的生态环境背景,如气候条件、地貌和水文条件等,同时不同的河流人为给予的干扰性也不同,这就要求我们在恢复和重建退化生态系统的时候,要因地制宜,具体问题具体分析,千万不能照搬照抄,而应在长期定位试验的基础上,找出一个行之有效的方案。

      (2)主功能优先原则

      河流系统各项功能在不同阶段和河段的重要程度有所不同。对于一些经济发展迅速、开发过度、污染问题突出的地区,需要优先恢复其自净功能。对于经济发达的地区可以优先考虑满足生态功能的需求,改善河流生态系统结构和功能。

      (3)生态学原则生态学原则

      要求根据生态系统自身的演替规则分步骤分阶段进行,循序渐进。在生态恢复与重建时,要有整体系统思想。根据生物间及其与环境间关系,以及生物多样性原理,构建生态系统结构和生物群落,使物质循环和能量转化处于最优循环状态,力求达到各成分同步演进,使恢复后的生态系统稳步、持续地维持与发展。

      (4)生物多样性原则生物多样性

      是河流生态系统平衡和河流系统健康的基础。河流生态修复应该遵循生物多样性原则,在防止生物入侵的前提下,引入本土生物,构建生境廊道,保护和增加河流系统生物多样性。

      (5)工程措施和非工程措施并举原则河流生态修复在注重工程措施的同时,如果能加强管理,充分利用宣传教育、法律法规、经济杠杆等非工程措施的积极作用,往往达到事半功倍,标本兼治的效果。

      观点

      生态系统的自我恢复往往较为缓慢,而人为重建可在一定程度上改变生态系统演替的方向和速度,并可缩短其恢复周期。在不同的地区,生态系统的自我恢复能力和所需的时间具有很大的地域差异。通常而言,在温暖湿润的气候条件下,自然恢复速度比较快;而在寒冷或于燥的气候条件下,自然恢复速度比较慢。因此,各地区为了实现各自生态系统的有效恢复与重建,就必须遵循恢复生态学的基本规律,结合实际情况,选择合理的重建模式和技术体系。

 
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