城鎮(zhèn)化背景下河流生境評(píng)價(jià)
——以深圳市為例

高雯琪,陸 穎,屈 霄,劉 晗,辛 未,虞文娟,周偉奇,3,王偉民,陳宇順,*

1 中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所淡水生態(tài)與生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢 430072 2 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100085 3 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049 4 深圳市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站,深圳 518049

21世紀(jì)以來,隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程的加快,城市的不斷擴(kuò)張和人口的逐漸增加導(dǎo)致了資源的過度消耗以及污染物的大量排放,產(chǎn)生了一系列的生態(tài)環(huán)境問題[1-2]。城市群經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展使得自然景觀、土地利用和生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生了深刻變化[3-4]。河流生態(tài)系統(tǒng)作為城市生態(tài)系統(tǒng)的一部分,提供了改善生態(tài)環(huán)境、維護(hù)生物多樣性、調(diào)節(jié)氣候、景觀美學(xué)等多項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能[5],與此同時(shí)也不可避免地受到城鎮(zhèn)化進(jìn)程的影響[6-7]。生物多樣性銳減[8]、水體污染[9]、生境退化[10]、河流水系結(jié)構(gòu)和水文過程不斷被改變[11]等多種河流生態(tài)系統(tǒng)問題隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展日益突出,河流生態(tài)系統(tǒng)的退化趨勢(shì)明顯。河流生境是河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,為水生生物的生存和繁衍提供了場(chǎng)所,是河流水生生物和物理環(huán)境的自然紐帶,也是河流生態(tài)系統(tǒng)健康和完整的重要因素[12-13]。河流生境評(píng)價(jià)是有效揭示河流生態(tài)健康影響因子的重要方法,可為河流生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與修復(fù)提供基礎(chǔ)支撐。如何在高度城鎮(zhèn)化背景下合理有效地保護(hù)和修復(fù)河流水生態(tài)環(huán)境,對(duì)于城市的未來發(fā)展及規(guī)劃管理具有極其重要的戰(zhàn)略意義。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于河流生境評(píng)價(jià)已有較多研究[14],根據(jù)評(píng)價(jià)方法的技術(shù)特征,可以將河流生境評(píng)價(jià)方法分為四個(gè)類型：水文水力法、河流地貌法、生境預(yù)測(cè)模擬法以及綜合評(píng)價(jià)法[15-16]。其中,綜合評(píng)價(jià)法種類較多,擁有較為成熟的研究方法及理論體系。此類型生境評(píng)價(jià)方法是對(duì)河流生境進(jìn)行總體把握,對(duì)河流水質(zhì)、水文特征、物理結(jié)構(gòu)、植被特征與人類干擾等多個(gè)指標(biāo)按照一定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分評(píng)價(jià)。美國(guó)的快速生物評(píng)價(jià)方法(Rapid Bioassessment Protocols, RBPs)[17]、英國(guó)河流生境調(diào)查(River Habitat Survey, RHS)[18]以及澳大利亞溪流狀態(tài)指數(shù)法(Index of Stream Condition, ISC)[19]等均屬于綜合評(píng)價(jià)法。我國(guó)已在許多區(qū)域都開展了河流生境調(diào)查,但專門針對(duì)城市河流生境評(píng)價(jià)研究較少,作為全國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的窗口城市,深圳市的河流生境調(diào)查研究更是匱乏。基于此,本研究參考了中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站在《河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)指南》[20]和《河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)估技術(shù)指南》[21]中提出的生境調(diào)查與評(píng)估的方法,結(jié)合北美的河流生境評(píng)價(jià)方法[17],對(duì)深圳市城鎮(zhèn)化程度較高的深圳河流域及城鎮(zhèn)化程度較低的坪山河流域的河流生境進(jìn)行定量調(diào)查和評(píng)價(jià)。本研究旨在探討深圳市不同城鎮(zhèn)化程度的流域河流生境的差異與主要影響因素,為深圳市河流生境恢復(fù)和生態(tài)保護(hù)提供研究基礎(chǔ)與科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

深圳市是中國(guó)南部海濱城市,毗鄰香港,是我國(guó)改革開放和經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的窗口城市。位于北回歸線以南,東經(jīng)113°43′—114°38′,北緯22°24′—22°52′之間。所轄范圍呈狹長(zhǎng)型,東西寬,南北窄,地勢(shì)東南高,西北低,全市總面積1948.7 km2。深圳市地貌類型多樣,有低山、丘陵、平原、臺(tái)地,其中丘陵面積最大,平原次之。深圳市所處緯度較低,屬亞熱帶海洋性氣候,雨量充沛,日照時(shí)間長(zhǎng)。深受季風(fēng)影響,夏季盛行偏東南風(fēng),高溫多雨；其余季節(jié)盛行東北季風(fēng),天氣較為干燥,氣候溫和[22]。全市境內(nèi)流域面積大于100 km2的河流有5條,即深圳河、觀瀾河、茅洲河、龍崗河和坪山河。深圳河流域作為城鎮(zhèn)化高速和高度發(fā)展的典型區(qū)域[23],其土地利用類型主要為建設(shè)用地。坪山河流域由于其地貌特征,流域內(nèi)土地利用包含大面積森林用地,建設(shè)用地占比及城鎮(zhèn)化水平低于深圳河流域。

深圳河流域位于深圳市中南部,屬獨(dú)立入海水系,主要由深圳河及其支流組成。深圳河發(fā)源于牛尾嶺,干流流經(jīng)深圳與香港,自東北向西南流入深圳灣,中下游為深圳與香港特別行政區(qū)的界河。主流長(zhǎng)37 km,流域面積297.4 km2。深圳河流域主要包括羅湖區(qū)全部、福田區(qū)及龍崗區(qū)的部分區(qū)域,是深圳市的政治、文化和經(jīng)濟(jì)中心,人口密集,經(jīng)濟(jì)活動(dòng)頻繁,城鎮(zhèn)化水平高[24]。

坪山河流域位于深圳市東北部,全流域地貌以丘陵、臺(tái)地、低山為主,流域水系發(fā)達(dá),河流水庫(kù)眾多。坪山河屬于東江水系支流淡水河的一級(jí)支流,發(fā)源于深圳市三洲田梅沙尖,自西向東流經(jīng)深圳龍崗區(qū)進(jìn)入惠州市,在下土湖匯入淡水河,最后進(jìn)入東江,河長(zhǎng)約33 km。坪山河流域總面積約181 km2,其中位于基本生態(tài)控制線內(nèi)的面積約78 km2,流域植被發(fā)育較好,是深圳市五大河流中生態(tài)本底最好的一支[25]。

本研究以城鎮(zhèn)化程度較高的深圳河流域及城鎮(zhèn)化程度較低的坪山河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域,于2019年豐水期(8月)和枯水期(11月)對(duì)兩個(gè)研究區(qū)域的樣點(diǎn)河段進(jìn)行河流生境狀況的調(diào)查。樣點(diǎn)布設(shè)采取等距布設(shè)原則,結(jié)合實(shí)際情況,在深圳河流域選取13個(gè)具有代表性的河段、坪山河流域選取12個(gè)具有代表性的河段進(jìn)行采樣調(diào)查,樣點(diǎn)名稱、編號(hào)如表1所示,樣點(diǎn)分布見圖1。

表1 深圳市河流生境調(diào)查采樣點(diǎn)

圖1 深圳市河流生境采樣點(diǎn)分布Fig.1 Distribution of river habitat sampling sites in Shenzhen

1.2 調(diào)查內(nèi)容與方法

參照中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站在《河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)指南》[20]中提出的生境調(diào)查的方法,選擇調(diào)查點(diǎn)位上下100 m河段作為生境調(diào)查單元,使用GPS定位記錄每個(gè)點(diǎn)位的海拔及經(jīng)緯度。通過調(diào)查人員現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)以及無(wú)人機(jī)航拍的方式對(duì)每個(gè)調(diào)查點(diǎn)位的生境評(píng)價(jià)指標(biāo)情況進(jìn)行總體全面的調(diào)查、測(cè)量和記錄。主要調(diào)查內(nèi)容為樣點(diǎn)河段的河長(zhǎng)、河寬、水深、流速、底質(zhì)組成、水體狀況、水生植物種類及分布、河岸特征及周圍人類活動(dòng)方式及強(qiáng)度等。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各項(xiàng)生境評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分,對(duì)各樣點(diǎn)河段的主要生境特征拍照保存以備后續(xù)查閱。進(jìn)行河流生境評(píng)價(jià)時(shí),為了評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性,要近距離觀察河流的生境特征,同時(shí)避免對(duì)河流生境造成干擾,每個(gè)樣點(diǎn)由兩人共同完成生境評(píng)價(jià),取平均值,以免個(gè)人的主觀性對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果造成一定的影響。調(diào)查工具主要包括無(wú)人機(jī)、相機(jī)、測(cè)距儀、彼得森采泥器、采水器等。

1.3 生境評(píng)價(jià)方法

河流生境是水生生物的生存空間及其中環(huán)境因子的總和,一般包括河床、河道、河岸帶3個(gè)部分[26-27]。三大類型下再進(jìn)一步細(xì)分為10個(gè)具體的生境評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)每個(gè)指標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)查評(píng)價(jià)[12,20-21](表2),河床僅包括底質(zhì)指標(biāo),河道包括河道變化、河水水量狀況、水質(zhì)狀況、V/D結(jié)合特性、棲境復(fù)雜度指標(biāo),河岸帶包括河岸穩(wěn)定性、植被多樣性、人類活動(dòng)強(qiáng)度、河岸土地利用類型指標(biāo)。生境評(píng)價(jià)指標(biāo)的賦分標(biāo)準(zhǔn)參照了中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站在《河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)指南》[21]中提出的生境評(píng)價(jià)的方法,每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分范圍為0(最低值)—20(最高值),分為4個(gè)賦分標(biāo)準(zhǔn),對(duì)應(yīng)優(yōu)(16—20分)、良(11—15分)、中(6—10分)、差(0—5分)4個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)[21](表3)。其中,對(duì)河岸帶包含的評(píng)價(jià)指標(biāo)打分時(shí)應(yīng)綜合考慮樣點(diǎn)河段左右岸的生境狀況。

表2 河流生境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表3 河流生境評(píng)價(jià)等級(jí)及賦分標(biāo)準(zhǔn)

每個(gè)樣點(diǎn)河段生境評(píng)價(jià)總分由10項(xiàng)生境評(píng)價(jià)指標(biāo)得分值累加計(jì)算,滿分為200分。參照相關(guān)河流生境質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[21,28],得分>150分等級(jí)為“優(yōu)”、150≥得分>120為“良”、120≥得分>90為“中”、90≥得分>60為“差”、得分≤60為“劣”。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 24.0對(duì)深圳市河流生境評(píng)價(jià)得分進(jìn)行季節(jié)、流域間雙因素方差分析(Two-way ANOVA),分別對(duì)深圳河流域及坪山河流域的生境評(píng)估綜合得分和各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)得分進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)。當(dāng)方差具有同質(zhì)性時(shí),就進(jìn)行LSD(The least significant difference)檢驗(yàn)；當(dāng)方差不具同質(zhì)性時(shí),就選用非參數(shù)Games-Howell檢驗(yàn)。同時(shí)使用軟件R語(yǔ)言(Vegan功能包)對(duì)深圳市河流生境評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析(Principal Component Analysis, PCA),確定生境評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)河流生境質(zhì)量的貢獻(xiàn)率,找出影響深圳市河流生境質(zhì)量的因子。進(jìn)行主成分分析需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。將所有統(tǒng)計(jì)分析的顯著性水平定為0.05。使用SPSS 24.0、excel 2019進(jìn)行基本數(shù)據(jù)處理及圖表繪制。

2 研究結(jié)果

2.1 深圳市河流生境特征

2.1.1生境評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)2019年豐水期和枯水期兩次調(diào)查的河流生境評(píng)估結(jié)果做季節(jié)與流域間的雙因素方差分析(Two-way ANOVA),結(jié)果顯示河流生境結(jié)果在季節(jié)間無(wú)顯著差異,但在流域間差異極顯著,季節(jié)和流域間沒有交互作用(表4)。

依據(jù)河流生境評(píng)價(jià)賦分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)深圳市兩個(gè)流域的樣點(diǎn)斷面進(jìn)行調(diào)查評(píng)價(jià),計(jì)算兩次調(diào)查中各樣點(diǎn)斷面生境評(píng)價(jià)的平均得分(圖2)。兩次河流生境評(píng)價(jià)結(jié)果表明,深圳河流域的13個(gè)生境樣點(diǎn)中,無(wú)生境質(zhì)量分級(jí)為“優(yōu)”和“劣”的樣點(diǎn),僅有1個(gè)樣點(diǎn)的生境質(zhì)量等級(jí)為“良”,占7.7%,有5個(gè)樣點(diǎn)生境質(zhì)量等級(jí)為“中”,占38.5%,有7個(gè)樣點(diǎn)生境質(zhì)量等級(jí)為“差”,占53.8%；坪山河流域的12個(gè)生境樣點(diǎn)中,有1個(gè)樣點(diǎn)的生境質(zhì)量等級(jí)為“優(yōu)”,占8.3%,有5個(gè)樣點(diǎn)的生境質(zhì)量等級(jí)為“良”,占41.7%,有5個(gè)樣點(diǎn)的生境質(zhì)量等級(jí)為“中”,占41.7%,僅有1個(gè)樣點(diǎn)的生境質(zhì)量等級(jí)為“差”,占8.3%,無(wú)生境質(zhì)量等級(jí)為“劣”的樣點(diǎn)(表5)。

表4 季節(jié)、流域間生境評(píng)估結(jié)果雙因素方差分析

表5 深圳市河流生境評(píng)價(jià)結(jié)果分析

圖2 深圳市河流生境評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.2 Results of river habitat assessment in Shenzhen

圖3 深圳市河流生境評(píng)價(jià)指標(biāo)得分狀況Fig.3 Scores of river habitat assessment index in Shenzhen

2.1.2生境評(píng)價(jià)指標(biāo)得分狀況

兩次調(diào)查中深圳河流域及坪山河流域的各樣點(diǎn)生境評(píng)分指標(biāo)得分狀況如圖3所示,除V/D結(jié)合特性指標(biāo)在不同樣點(diǎn)間得分較集中外,其余指標(biāo)得分在不同樣點(diǎn)間的得分區(qū)間跨度大。從各指標(biāo)得分分布來看,深圳河流域的V/D結(jié)合特性、河岸穩(wěn)定性和人類活動(dòng)強(qiáng)度這3個(gè)指標(biāo)得分整體較低,坪山河流域的水質(zhì)狀況指標(biāo)得分最高,底質(zhì)、植被多樣性這兩個(gè)指標(biāo)得分也相對(duì)較高,V/D結(jié)合特性指標(biāo)得分較低。

2.1.3深圳市河流生境差異

對(duì)兩個(gè)流域間生境得分進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA),發(fā)現(xiàn)兩個(gè)流域間生境得分結(jié)果差異極顯著(P<0.01)。深圳河流域兩次調(diào)查平均得分92分,坪山河流域兩次調(diào)查平均得分119分,坪山河流域河流生境質(zhì)量顯著高于深圳河流域。對(duì)兩個(gè)流域生境評(píng)價(jià)指標(biāo)得分進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA),發(fā)現(xiàn)兩個(gè)流域河流的底質(zhì)、河道變化、水質(zhì)狀況、植被多樣性及人類活動(dòng)強(qiáng)度這5個(gè)指標(biāo)得分差異極顯著(P<0.01),剩余5個(gè)指標(biāo)得分無(wú)差異,結(jié)果表明坪山河流域在底質(zhì)、河道變化、水質(zhì)狀況、植被多樣性及人類活動(dòng)強(qiáng)度得分顯著高于深圳河流域(表6)。

表6 不同流域生境評(píng)估指標(biāo)方差分析

在表格的每一行,(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)后標(biāo)有不同字母指示該指標(biāo)在兩個(gè)流域之間存在顯著差異(P< 0.05)

2.2 深圳市河流生境影響因子

對(duì)各項(xiàng)河流生境評(píng)估指標(biāo)結(jié)果進(jìn)行主成分分析,結(jié)果表明,前3個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到70.73%,表明當(dāng)前生境評(píng)價(jià)指標(biāo)能夠很好地體現(xiàn)深圳市河流生境狀況,其中第一主成分的方差貢獻(xiàn)率為38.10%。具有較高因子負(fù)荷的生境評(píng)價(jià)指標(biāo)為影響河流生境質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。由主成分分析結(jié)果可見,第一主成分的關(guān)鍵變量包括人類活動(dòng)強(qiáng)度、植被多樣性、河岸穩(wěn)定性等生境評(píng)估指標(biāo),其中,深圳市河流生境質(zhì)量受人類活動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)的影響最大(表7)。

表7 河流生境評(píng)估指標(biāo)主成分分析

3 結(jié)論與討論

3.1 深圳市河流生境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

深圳市河流生境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果表明城鎮(zhèn)化程度較高的深圳河流域河流生境質(zhì)量總體較差,城鎮(zhèn)化程度較低的坪山河流域河流生境質(zhì)量整體較好。2019年豐水期和枯水期兩次生境評(píng)估結(jié)果無(wú)顯著差異,說明短時(shí)間跨度內(nèi)生境狀況變化不大。兩個(gè)流域間生境評(píng)估結(jié)果差異極顯著,城鎮(zhèn)化程度較低的坪山河流域河流生境質(zhì)量顯著優(yōu)于城鎮(zhèn)化程度較高的深圳河流域,且在多個(gè)生境評(píng)價(jià)指標(biāo)得分都顯著高于深圳河流域。

深圳河流域河流生境調(diào)查樣點(diǎn)除了s1和s2外其他樣點(diǎn)都位于城區(qū)中心。樣點(diǎn)s1和s2位于深圳河流域東北方,屬于丘陵地區(qū),是深圳河流域河流生境評(píng)估得分最高的2個(gè)點(diǎn)位。點(diǎn)位s2兩次調(diào)查平均得分為135分,是深圳河流域河流生境得分最高的點(diǎn)位。該點(diǎn)位生境類似山地溪流,河流維持自然形態(tài),河道內(nèi)無(wú)渠道化、護(hù)坡等人為改造,小生境較多,水質(zhì)清澈,兩側(cè)河岸為自然生境,河岸植被類型豐富且覆蓋面積大。點(diǎn)位s1兩次調(diào)查生境平均得分110分,該點(diǎn)位靠近深圳水庫(kù),底質(zhì)類型主要為碎石、鵝卵石等,水體清澈,河岸無(wú)耕作土壤,植被緩沖帶狀況良好。深圳河流域生境評(píng)估得分最低的點(diǎn)位為s4(平均得分69.5分)、s6(平均得分76.5分)及s9(平均得分70分),這些點(diǎn)位完全位于中心城區(qū),人類活動(dòng)密集區(qū),土地利用類型主要為建筑、交通用地。河道完全渠道化,水泥筑堤,河岸帶缺少植被緩沖帶。河流水量極小且水流形式單一,有些河段甚至面臨周期性斷流的風(fēng)險(xiǎn),由于位于人類活動(dòng)密集區(qū)域,人類干擾強(qiáng)度大,河流周遭頻繁強(qiáng)烈的人類活動(dòng)對(duì)其水質(zhì)影響嚴(yán)重。樣點(diǎn)生境類型的不同是導(dǎo)致深圳河流域不同樣點(diǎn)間河流生境評(píng)價(jià)指標(biāo)得分差異較大的原因。坪山河流域河流生境點(diǎn)位分為2個(gè)區(qū)域,一個(gè)是河流生境較好的丘陵—山地過渡區(qū),兩次生境評(píng)估得分較高的點(diǎn)位如p1(平均得分145.5分)、p2(平均得分152分)、p4(平均得分140分)以及p12(平均得分148.5分)均位于此區(qū)域內(nèi)；另一個(gè)是河流生境質(zhì)量較差的平原城區(qū),此區(qū)域內(nèi)生境點(diǎn)位有p6(平均得分83分)、p7(平均得分92.5分)等,坪山河流域河流生境評(píng)估指標(biāo)得分變幅較大也與這兩種不同的生境類型有關(guān)。丘陵—山地過渡區(qū)河岸帶土地利用類型主要為森林,河流基本保持自然流水狀態(tài),為小型山地溪流。人工改造及人為干擾較少,此區(qū)域植被類型豐富,植被覆蓋率及寬度較高,河流微生境復(fù)雜度高,底質(zhì)組成主要為大石、碎石、鵝卵石等,水體清澈,但其水量較少,水流形式較為單一。而平原城區(qū)河流大部分河段建設(shè)堤岸和硬質(zhì)護(hù)坡,河道渠道化明顯,河岸帶植被多樣性低、覆蓋面積小,人類干擾對(duì)河流影響較大。

綜合兩次調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩個(gè)流域的河流在V/D結(jié)合特性與河水水量狀況這2個(gè)生境評(píng)估指標(biāo)得分均偏低,說明河流水量較少,水流形式單一。高曉薇以深圳河為例,分析了1996—2006年間的深圳河河流健康狀況,發(fā)現(xiàn)深圳河主要問題有水質(zhì)污染嚴(yán)重、河水水量不足[29]。經(jīng)過近些年的城市污染治理,深圳河流域整體水質(zhì)狀況有所改善,在部分樣點(diǎn)仍然存在水質(zhì)污染問題,河水水量不足目前依然是影響深圳河流域河流生境質(zhì)量的重要問題之一。深圳市由于其地理?xiàng)l件特殊,水資源短缺,本地水資源供應(yīng)不足,屬于嚴(yán)重缺水城市[30]。市內(nèi)大多數(shù)河流河道短小,是明顯的雨源性河流特征,缺乏其它的動(dòng)態(tài)補(bǔ)水渠道,水環(huán)境容量偏小。因此,缺水不僅僅是深圳市河流所存在的問題,是整個(gè)深圳市淡水生態(tài)系統(tǒng)所面臨的嚴(yán)峻考驗(yàn)。

3.2 深圳市河流生境狀況影響因素分析

深圳河流域和坪山河流域河流都包含有兩種生境類型,河流生境評(píng)價(jià)指標(biāo)得分跨度較大也與這兩種生境類型相關(guān)。綜合兩個(gè)流域生境評(píng)估結(jié)果,無(wú)論是單個(gè)河流生境評(píng)估指標(biāo),還是整體的河流生境狀況,丘陵—山地區(qū)域河流生境都要好于平原城區(qū)。丘陵—山地區(qū)域周圍為茂密的森林植被,人類活動(dòng)較少,河流的河床、河道及河岸帶大都保持自然形態(tài),河流底質(zhì)組成呈現(xiàn)多樣化,大石、鵝卵石、碎石占比較高,河流微生境較多且復(fù)雜度高,水質(zhì)清澈,河流兩岸為豐富的植被緩沖帶,能有效減少外部干擾對(duì)河流的影響,無(wú)耕地、建筑等土地利用。而平原居民區(qū)河流高度城鎮(zhèn)化,人工改造程度高,河岸筑堤、河道渠道化,底質(zhì)單一,多為細(xì)沙或者淤泥,河流沿岸缺少植被緩沖帶,河岸周遭強(qiáng)烈的人類干擾對(duì)河流水質(zhì)、微生境都造成了不好的影響。丘陵—山地區(qū)域河流生境評(píng)估結(jié)果及各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)均高于平原居民區(qū)域的河流,表明高度城鎮(zhèn)化的發(fā)展會(huì)對(duì)流域內(nèi)河流生境質(zhì)量造成不利影響。羅坤在重慶市兩江新區(qū)流域內(nèi)河流生境調(diào)查表明,城鎮(zhèn)化背景下河流生境質(zhì)量隨著城市化水平的提高而降低[31]。周洪建等分析了深圳市近30年間的河網(wǎng)變化,發(fā)現(xiàn)河網(wǎng)變化及城鎮(zhèn)化是觀瀾河流域生態(tài)系統(tǒng)功能降低的主要原因[32]。城鎮(zhèn)化的發(fā)展對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)帶來了巨大的效益,但伴隨而來的人口增加和高密度聚集也對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)造成了不利的影響。城市人口的增長(zhǎng)帶來了房地產(chǎn)、商業(yè)、工業(yè)和交通的發(fā)展,導(dǎo)致了土地利用的變化[33]。大量土地利用侵占河岸緩沖帶,河岸植被緩沖帶嚴(yán)重縮減甚至消失。研究表明,與其他生態(tài)系統(tǒng)相比,全球土地利用對(duì)淡水生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響最大[34]。

3.3 建議

河流是重要的自然生態(tài)系統(tǒng),承載著陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)間物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息交流的重要生態(tài)功能[35-36]。但是近些年,隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快,河流生態(tài)系統(tǒng)不斷遭受人類活動(dòng)干擾帶來的不良影響,河流生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)退化,河流生境破碎化、水污染、生物多樣性下降等問題亟待解決[8-10]。深圳市出臺(tái)了《深圳市貫徹國(guó)務(wù)院水污染治理行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施治水提質(zhì)行動(dòng)方案》(深府[2015]45號(hào)),明確要求加強(qiáng)河湖生態(tài)保護(hù),提高生物多樣性。河流是水生生物的重要棲息地和關(guān)鍵生境,實(shí)施河流生境修復(fù),有利于提高水生生物多樣性,維護(hù)河流水生態(tài)健康[36-37]。在對(duì)深圳市河流生境質(zhì)量分析和問題識(shí)別的基礎(chǔ)上,從流域總體治理出發(fā),整體規(guī)劃,統(tǒng)籌把握,突破傳統(tǒng)的對(duì)單一生境指標(biāo)進(jìn)行修復(fù)的方法,立足于河流生境的整體修復(fù)。從本研究中深圳市河流生境調(diào)查評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)的問題著手,包括河岸帶生境修復(fù)、河道自然結(jié)構(gòu)修復(fù)、河流水質(zhì)保護(hù)等。基于評(píng)價(jià)結(jié)果,我們提出以下建議：(1)河床生境修復(fù)：在目前自然河流生境的基礎(chǔ)上,從生態(tài)優(yōu)化的角度,在河道內(nèi)人工構(gòu)造巨石、鵝卵石、礫石、細(xì)沙等組合類型的底質(zhì)格局和各種水流類型,營(yíng)造豐富多樣的棲境類型及流水環(huán)境,提高生境類型與水流類型的多樣性[15]。(2)河道生境修復(fù)：從流域整體污染控制及河道的生態(tài)修復(fù)兩個(gè)方面開展河流水污染治理,從源頭上減少污染物排放,修復(fù)河流水生態(tài),改善水動(dòng)力,提高水體自凈能力。減少渠道化河段,綜合考慮多方面因素的前提下盡可能拆除部分河段的硬質(zhì)化材料,恢復(fù)其自然生境。(3)河岸帶生境修復(fù)：在安全范圍內(nèi)下調(diào)水泥等硬質(zhì)護(hù)岸的高度,減少河岸帶固化長(zhǎng)度,建設(shè)親自然的生態(tài)護(hù)岸,為水生生物提供合適的棲息地；在河道空間較大的河段科學(xué)布設(shè)水生植物,也可建設(shè)多種植被類型的生態(tài)浮島[38],為河流水生生物提供食物及小型生境；針對(duì)有限的河岸帶空間,綜合考慮多方面因素,建設(shè)適宜寬度的河岸帶植被,豐富植被類型[39]；減少河道周圍的建設(shè)施工,劃定生態(tài)開發(fā)紅線,科學(xué)規(guī)劃親水河段,使河道和開發(fā)建設(shè)之間保持一定的安全距離,減少人類活動(dòng)干擾,使河流維持正常的自然流通狀態(tài)。