淺析河道生態(tài)修復(fù)與棲息地重建技術(shù)

張賢杰，陳飛華

（1.上海怡博市政水利工程有限公司，上海市201900；2.上海陳政市政工程有限公司，上海市201900）

0 引言

河道景觀設(shè)計(jì)不僅起到了美化城市、修復(fù)河流生態(tài)的效果,也為居民提供了休閑娛樂的空間,滿足了人們親近大自然的要求,體現(xiàn)了河流及城市特有的自然和人文景觀,也是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)容。針對(duì)河道景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)而言，最為核心的兩項(xiàng)技術(shù)在于水體生態(tài)修復(fù)與控制和水環(huán)境生物棲息地的建設(shè)。

1 河道生態(tài)修復(fù)

生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，目的是依靠大自然的自我修復(fù)能力，并輔以適當(dāng)?shù)娜斯ご胧铀俦黄茐牡纳鷳B(tài)系統(tǒng)的功能恢復(fù)。河道生態(tài)系統(tǒng)是流域生態(tài)系統(tǒng)的一部分，人類在水利方面對(duì)河流的研究和開發(fā)利用已達(dá)到相當(dāng)高的水平，但從生態(tài)角度研究河道生態(tài)修復(fù)課題是近年才開始的。日本和西方一些發(fā)達(dá)國家起步較早，致力于消除人類活動(dòng)對(duì)河流系統(tǒng)的不利影響，為修復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)做了大量的研究工作。

目前，我國已有少數(shù)地區(qū)進(jìn)行河道生態(tài)修復(fù)方面的研究探索，歸納起來為兩類：一是單純利用植物護(hù)岸技術(shù)；二是植物與工程措施相結(jié)合的護(hù)岸技術(shù)。但都還處于初級(jí)階段，缺少全方位的多層次生態(tài)修復(fù)研究，更沒有系統(tǒng)的理論指導(dǎo)研究。因此開展河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究，探索在河道整治過程中應(yīng)采取哪些工程、生物等技術(shù)措施，才能保護(hù)河堤岸坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，改善水體質(zhì)量，增加河道生物種群，提高河道本身的自凈功能，建立一個(gè)與周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)、協(xié)同發(fā)展，保持社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)系統(tǒng)。

目前，水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)具體包括：水下草皮/森林凈化系統(tǒng)、水生植物的生態(tài)修復(fù)技術(shù)、生物基網(wǎng)及水生動(dòng)物控藻技術(shù)。

1.1 神奇的水下草皮/森林凈化系統(tǒng)構(gòu)建

沉水植物，由根、根須或葉狀體固著在水下基質(zhì)上，其葉片也在水面下生長的大型植物。由于表皮細(xì)胞沒有角質(zhì)或蠟質(zhì)層，能直接吸收水分和溶于水中的氧和其他營養(yǎng)物質(zhì)，使得它們擁有強(qiáng)大的凈化能力。沉水植被是健康水體的重要組成部分，它的恢復(fù)，不僅表征著退化水生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)且具有穩(wěn)定恢復(fù)的效果，上海之魚就是選擇了其中凈水能力強(qiáng)，景觀效果好的沉水植物，尤其是經(jīng)多年研究選育的新品種——矮生耐寒苦草，具有強(qiáng)效的凈水效果，呈現(xiàn)了水下森林的景觀美景。

1.2 水生植物的生態(tài)修復(fù)技術(shù)

水生高等植物對(duì)水環(huán)境的修復(fù)主要是通過自身的生長，以及協(xié)助水體內(nèi)的物理、化學(xué)、生物等作用而去除受污染水體中的營養(yǎng)物質(zhì)；污水中的部分有機(jī)、無機(jī)物質(zhì),以及含磷含氮污染物作為植物生長所需的養(yǎng)料被吸收，部分有毒物質(zhì)被富集、轉(zhuǎn)化、分解。高等水生植物的存在可以為真菌、細(xì)菌等微生物活動(dòng)提供場所，并通過其發(fā)達(dá)的通氣組織將氧氣輸送到根基，抑制厭氧微生物生長，為好氧微生物降解有機(jī)污染物提供良好的根基環(huán)境。

1.3 超級(jí)生物基網(wǎng)

神奇的微生物是微生物處理水污染的一個(gè)典型，河底是一道道水草型的生態(tài)基，上面附著專吃污水的微生物，利用其在水中懸浮形成的生物膜載體，降解污水中的有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)結(jié)合沉水植物強(qiáng)有力的凈化效果，達(dá)到綜合治理的目的。

生態(tài)基投放于水中時(shí)，會(huì)將原本存在于水體底泥、植物根系或懸浮于水中的微生物富集在生態(tài)基表面。由于生態(tài)基的存在，使這些微生物找到更加適宜的居住空間，從而培養(yǎng)起種類更豐富、數(shù)量巨大的適應(yīng)于水體的微生物，通過微生物對(duì)水中營養(yǎng)鹽、有機(jī)物的吸收分解，以降解污染物，強(qiáng)化水體的自凈能力；隨著水體水質(zhì)的提升，大量水生動(dòng)植物開始不斷生長和繁衍，從而逐步恢復(fù)水體的良好生態(tài)系統(tǒng)，長期維護(hù)水質(zhì)于健康的狀態(tài)。

1.4 水生動(dòng)物控藻技術(shù)

依據(jù)國內(nèi)多處水庫、湖泊藍(lán)藻水華暴發(fā)原因分析結(jié)果，藍(lán)藻水華的暴發(fā)與水體營養(yǎng)物質(zhì)含量高低不一定直接相關(guān)，而主要是缺少足夠數(shù)量的上層營養(yǎng)級(jí)聯(lián)，即：鰱鳙魚數(shù)量及濾食性底棲動(dòng)物數(shù)量。

科學(xué)地設(shè)計(jì)適量的鰱鳙魚是控制藻類水華及防止水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵，底棲動(dòng)物可以補(bǔ)缺濾食性魚類、濾食性微型浮游植物的不足，起到生態(tài)互補(bǔ)的作用。

這些技術(shù)在大量的實(shí)踐項(xiàng)目中得到推廣使用，隨著科技的進(jìn)步，水生態(tài)環(huán)境治理模式不斷創(chuàng)新。在這十年間也不斷開拓生態(tài)治理領(lǐng)域，其中：人工濕地技術(shù)，生態(tài)浮床技術(shù)，景觀曝氣技術(shù)等等也已發(fā)展成為行業(yè)領(lǐng)先水平。

表1列出河道生態(tài)修復(fù)的各項(xiàng)原則。

河道生態(tài)修復(fù)應(yīng)是一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)，它不僅包括植物，還包括動(dòng)物及微生物，系統(tǒng)內(nèi)部之間，以及系統(tǒng)與相鄰系統(tǒng)間均發(fā)生著物質(zhì)能量和信息的交換，具有很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性。真正意義上的生態(tài)修復(fù)應(yīng)該是在保證邊坡穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，以營造邊坡及河道內(nèi)生物多樣性為目標(biāo)。在水-土-生物之間，形成物質(zhì)、信息和能量循環(huán)體系，通過良性循環(huán)，進(jìn)行自我組織和自我修復(fù)，使生態(tài)修復(fù)不僅具有景觀效果，還能修復(fù)受污染的河流水體，提高河道的自凈能力，從而為整條河流生態(tài)系統(tǒng)的健康提供保障。

2 水環(huán)境生物棲息地重建技術(shù)

河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)僅從植被措施的角度考慮，這些技術(shù)還不是真正意義上的生態(tài)修復(fù)。要重建一個(gè)健康的河道生態(tài)系統(tǒng)，除采取工程和植被措施外，還必須有選擇地放養(yǎng)水生動(dòng)物及微生物，恢復(fù)生物的多樣性，重建生物棲息地。因此，在水體生態(tài)安全的基礎(chǔ)上，恢復(fù)河道總體生物棲息功能是河流進(jìn)一步的發(fā)展需要，一條生物共生、魚蝦鳥類豐富的河道是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本要義。

表1 河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)原則一覽表

棲息地又稱生境，是生物生活或居住的范圍的環(huán)境。常決定一種生物的存在與否，如林地生境中的不同樹冠層、樹干、枯枝落葉層、土壤腐殖質(zhì)層、林下的灌木層、草本層及活地被層等。在每個(gè)棲息地中都有特定的動(dòng)、植物種，每個(gè)種亦有其特定的棲息地。因此，棲息地的種類或數(shù)目是決定在生境中生活的物種種數(shù)的主要因子。生境或群落的結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，其含有的生物種類愈多。

通過研究與實(shí)踐，總結(jié)出一系列恢復(fù)河流生物棲息的策略。包括：柔化岸線、培育濕地、建設(shè)生態(tài)邊溝、局部設(shè)置生物繁衍區(qū)及配置生物取食生活區(qū)，通過上述方法完成河道的生物棲息地重建功能。

2.1 柔化岸線，以階梯臺(tái)階、石籠、種植駁岸等方式建設(shè)駁岸

盡可能地柔化岸線是濱水生態(tài)建設(shè)中公認(rèn)的有效策略，通過梯級(jí)臺(tái)階，石籠、種植駁岸等形式柔化駁岸等技術(shù)也越來越成熟，能有效地起到柔化駁岸的功能。

表2列出水岸形態(tài)修復(fù)的各種策略。

表2 水岸形態(tài)修復(fù)策略一覽表

2.2 設(shè)置集中與分散型濱水濕地，培育生境

在柔化駁岸的基礎(chǔ)上，有目的地規(guī)劃出集中與分散型濕地，濕地可以很好地起到凈化雨污，培育生境，以及創(chuàng)造生態(tài)景觀的作用（見表3）。

表3 常見濱水生態(tài)濕地類型與建設(shè)方式一覽表

2.3 建設(shè)生態(tài)邊溝，截留并凈化建筑與道路雨污

對(duì)水體的污染主要來自人為活動(dòng)產(chǎn)生的雨污，在未經(jīng)有效凈化與處理前排入水體，致使水體環(huán)境破壞。在主要的雨污產(chǎn)生區(qū)、主干道旁設(shè)置生態(tài)邊溝已越來越被認(rèn)同。利用生態(tài)邊溝調(diào)蓄暴雨、凈化污染，同時(shí)培育生物棲息地環(huán)境。

2.4 局部創(chuàng)造以片林和生態(tài)池塘為代表的生物棲息地，力爭促進(jìn)蜻蜓與螢火蟲等生物棲居

片林和生態(tài)池塘是生物多樣性培育最主要的兩種景觀形態(tài)，局部創(chuàng)造50～100 m見方的片林，對(duì)總體生物棲息的幫助非常明顯；生態(tài)池塘對(duì)大多數(shù)兩棲生物，如蜻蜓、蝴蝶、螢火蟲的生命歷程都是必備的。

2.5 植物種植設(shè)計(jì)兼顧鳥類與昆蟲棲居與取食要求，做到適宜生物棲居

植物設(shè)計(jì)對(duì)生物多樣性的增長也是非常重要的，蜜源植物，鳥類喜棲居、喜食植物對(duì)生物多樣性的培育是非常有價(jià)值的，因此在種植設(shè)計(jì)中，事先規(guī)劃設(shè)計(jì)好合適的品種，對(duì)生物多樣性的繁榮會(huì)起到很大的幫助。

3 結(jié)語

河道生態(tài)修復(fù)與棲息地建設(shè)越來越成為河道景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)重要的思考對(duì)象，經(jīng)過很長時(shí)間的研究與實(shí)踐，總結(jié)出下述五條策略可以有效地推進(jìn)河流景觀帶的全面建設(shè)。

（1）柔化岸線，以梯級(jí)臺(tái)階、石籠、種植駁岸等方式建設(shè)駁岸；

（2）設(shè)置集中與分散型濱水濕地，培育生境；

（3）建設(shè)生態(tài)邊溝，截留并凈化建筑與道路雨污；

（4）局部創(chuàng)造以片林和生態(tài)池塘為代表的生物棲息地，力爭促進(jìn)蜻蜓與螢火蟲等生物棲居；

（5）植物種植設(shè)計(jì)兼顧鳥類與昆蟲棲居與取食要求，做到適宜生物棲居。