有关河流生态系统的恢复生态学研究综述

1引言

近一个世纪以来随着人口的急剧增加和社会经济规模的非理性扩增资源环境的开发利用达到空前的强度在推动个球经济进步的同时导致了生态系统不同程度的破坏生态环境退化问题已经成为维持人类生存和社会经济可持续发展的严重威胁如何整治日趋恶化的生态环境防止自然生态环境的退化有效处理和解决个球生态系统退化问题恢复和重建已经受损的生态系统原有结构和功能是改善生态环境、提高区域生产力、实现可持续发展的关键，已经成为个人类面临的共同课题在此背景下生态恢复研究得到关注成为当前国内外生态学研究的热点和前沿问题之一。

2生态恢复与恢复生态学的概念

    恢复生态学是20世纪80年代迅速发展起来的现代应用生态学的一个分支主要致力于那此在自然突变和人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建，恢复生态学是研究生态退化和生态恢复的机理和过程的科学恢复生态学要求整合生态学、环境科学、经济学和政治学的方法简单的讲恢复生态学就是研究生态恢复的科学。

    生态恢复就是在遵循自然规律的前提下，通过各种手段，把退化的生态系统恢复重建到既可以最大限度地为人类所利用，又保持系统的必要功能并使系统达到自维持的状态Caifns等将生态恢复的概念定义为:恢复受损害生态系统到近于它受干扰前的自然状况的管理与操作过程，即重建该系统干扰前的结构与功能及有关的物理北学和生物学特征美国恢复生态学会提出了一个非常一般性、包括了多种途径的生态恢复定义，即生态恢复是协助退化的、受损的、被破坏的生态系统恢复的过程。

    生态恢复和恢复生态学的区别在于，前者一是实践行动，而后者一是包含了基木理论和研究计划的科学恢复生态学是社会科学和自然科学的桥梁，这个领域包括将所有生态学理论用来降低人类干扰的损害并恢复能自我维持的生态系统的研究。

3河流生态恢复的迫切性

    河流与人类进化有着密切的联系，人类的文明多起源于河流江畔在自然界中河流不仅仅是为人类服务的，也应该是其他生命生存和繁衍的地方，同时还应是河流自身生命演化的场所。

    河流是各种水生生物生存的自然空间河流给人类提供了宝贵的水资源，同时对全球环境起着重要的调节和改善作用近几十年来，河流们水区植被覆盖下降、城市各类污染排放、河流库坝下程建设、水资源过量开采、河流渠化、人工化、裁弯取自等对河流生态系统的结构、功能与动力学过程造成严重破坏，引发全球范围的河流生态系统退化与服务功能下降。因此，如何对受损河流生态系统进行修复，使河流重新回到健康状态已经成为人类有待解决的环境问题之一，当今河流退化已被公认是全球性的生态环境问题。

4河流生态恢复的研究现状及问题

    生态系统是一个复杂的系统，由大量的物种构成，他们自接或间接地连接在一起，形成一个复杂的生态网络其复杂性是指生态系统结构和功能的多样性、自组织性及有序性Dobson认为:生态系统的功能存在于地球表面的每一个部分。

    河流生态恢复是指使用综合方法，使河流恢复因人类活动的干扰而丧失或退化的自然功能。

    国外对修复受损河流生态系统的研究发展很快世界上一些发达国家都在进行河流回归自然的生态恢复20世纪60年代后期，德国及瑞士等西方发达国家已深刻认识到传统的水利设计及管理思想是导致河流自然生态系统受损的根本原因，开始将生态学原理应用于土木工程，恢复受损河岸生态系统的实验研究。1986年日本开始学习欧洲的河流治理经验，拆除已经修建的混凝土河道，进行生态修复，丰富和发展了“应用生态工学”，全方位变革了传统的土木工学，为人类解决受损生态系统恢复与重建等重人环境问题提供了全新的技术科学视点20世纪90年代以来，德国、美国、口木、法国、瑞士等国家都人规模拆除混凝上河道，对其进行生态恢复但是国外河流生态恢复多以积祟典型成功下程事例为主，缺乏恢复过程中的生态系统是如何自我调节的动态定向化证明研究，没有建立一套评价河流生态系统自我恢复能力的定向化指标体系。

    2003年，我国水利专家董析仁等深刻认识到在水利下程设计和施下中对生态环境的影响，开始从理论上探索“生态水下学”的理论框架，努力探索修复受损河流生态系统的技术手段我国河流生态修复的研究与实践多偏重于河流受污染水体的修复，注重水质的改善，而不强调河流生态系统结构、功能的修复近年来我国已经开始研究城市河流的“生态型护岸技术”，但这些技术只是从维持岸坡结构稳定的角度来研究问题的有没有考虑其对环境、生态的影响并非是真正意义上的河道生态护岸2004年，杨海军等开展了城市受损河岸近自然修复过程的自组织机理研究，但仅仅取得了初步成果，还存在许多问题有待进一步深入细致研究比如，受损河岸生态系统在恢复过程中是否能够在维持河岸岸坡结构稳定的同时，保持河岸生态系统的稳定和可持续性等问题目前有关河流生态修复的实验研究尚鲜见报道。因此我国城市受损河流生态系统的生态恢复缺乏理论和技术支撑。

5河流生态恢复中应注意的几个问题

水是生命之源，河流生态恢复受到越来越广泛的关注，故而在河流生态恢复中应注意的问题、遵循的原则较多，在这里提出以下几点。

5. 1尊重自然，保护和恢复河流形态多样性

    尊重自然是生态恢复的基本原则，河流形态多样性是流域生物群落多样性的基础。

    河流的渠道化和裁弯取直工程彻底改变了河流蜿蜒型的基木形态，急流、缓流相间的格局消失，而横断面上的几何规则化，也改变了深潭、浅滩交错的形势，生境的异质性降低，水域生态系统的结构与功能随之发生变化，特别是生物群落多样性将随之降低，可能引起淡水生态系统退化一些不利工程的兴建，在不同程度上降低了河流形态的多样性，生境的变化导致水域生物群落多样性的降低，使生态系统的健康和稳定性都受到不同程度的影响河流进行梯级开发，形成多座水库串连的格局水体在水库中形成相对静水，其流速、水深、水温及水流边界条件都发生了重人变化河流筑坝下程建设导致水流的不连续性、河流形态的均一化和不连续化，将低了生境多样性对河流生态系统形成了一种胁迫，这种胁迫可能引起河流生态系统的退化，随之也会降低河流生态系统的服务功能，最终对人们的利益造成损害。

    我国的河流治理一般多采用将自然蛇形河流自线化的设计手法河流的自线化必将导致河流具有的浅滩和深潭交替结构丧失浅滩与深潭能为不同水生生物提供栖急场所，有利于形成净化水质能力强的食物链结构为了恢复河流应具有的浅滩与深潭交替的多样性河流生态环境，在设计上改变传统的河流自线化设计，将河流形态设计为自然蛇形恢复河流生态系统首先需要恢复构成河流生态金子塔底边的底栖动物只有底栖动物开始复活，以其为食物的人型动物才能开始栖急，这样才能修复河流生态系统的健康食物链因此，浅滩一深潭结构的恢复是河流生态修复的原点。

5. 2保护和恢复河流生物多样性

    vitollsek指出:目前物种灭绝的速度是人类史前的100- 1 000倍，地球上10%鸟类，18%的哺乳动物，5%的鱼类和8%的植物正面临灭绝的威胁因此，在生物多样性大量减少或生物灭绝之前进行恢复，被认为是当前应对世界环境问题的最为关键的因素。

    河流生态系统的好坏与物种多样性的丰富度密切相关河流生态系统的恢复，不仅要注重水质的恢复，更要注重生物多样性的恢复保护河流生态系统生物群落的完整，对于实现水生态良性循环起着关键作用生物多样性研究内容包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性3个层次生物多样性，简单说是生命有机体及其赖以存在的生态复合体的多样性和变异性，确切说是所有生物种类，种内遗传变异和它们的生存环境的总称人类的生存和发展，归根到底都依赖于自然界各种生命资源的总们生物多样性是人类社会赖以生存与发展的基木物质的主要来源，其丧失必然引起人类生存与发展的根木危机因此，生物多样性的保护是保护生态环境的重要因素之一。

5. 3景观生态学在河流生态恢复中的应用

    现代景观生态学是一门新兴的、正在深入开拓和迅速发展的学科因此，不但欧洲和北美的景观生态学有显著不同，就是在北美景观生态学短暂的发展进程中也逐渐形成了不同的观点概括地说，景观生态学研究的重点主要集中在空间异质性或格局的形成及动态、空间异质性与生态学过程的相互作用、景观的等级结构特征、格局一过程一尺度之间的相互关系、人类活动与景观结构，功能的反馈关系以及景观异质性(或多样性)的维持和管理。

    河流治理工程一般都忽视了河流景观的保护、建设和管理河流的生态恢复除了生态效益之外还有视觉和心理上的景观变化，的一方面强调河流的生态功能是不充分的，在进行河

流生态功能修复的同时，也应创造出与周围环境相协调的美丽的河流景观，景观空间的质量由人的主观感觉评价所决定，而五官之中视觉上的感觉尤其重要因此，在河流生态恢复设计

中必须考虑景观结构要素，通过对原有景观要素的优化组合，新的景观成分的引入，调整或构造新的河流景观格局, 同时，景观生态学的研究方法可以为退化生系统的恢复提供指导N aveh提出在退化生态系统的恢复过程中要考虑到从小尺度到人尺度的景观，并证实了在解决退化生态系统的恢复问题时，景观生态学的方法在理论和实践上是有效的。

5.4可持续发展原则

    自然资源的水续利用是保证最佳综合效益和社会经济可持续发展的物质基础河流生态恢复的主要目的是实现整个流域的可持续发展在河流生态恢复规划中要实事求是，从长远的角度来进行规划，不要只注重眼前利益，要看到在河流生态恢复是影响面广、影响深远的一项任务，所以在进行规划中要有详尽的、长远的规划设计,将河流生态恢复规划纳入到整个流域生态规划中去，生态系统达到完整、协调和统一真正改善河流生态环境，达到在经济、社会和环境等多方位的协调、可持续发展。

5. 5生态经济学原则

    人类活动不仅仅涉及到生态问题，而且也是一个经济问题，生态与经济的协调发展就成为生态经济研究的主题生态经济学是生态学和经济学，相互渗透和有机结合而形成的一门研究“自然一经济”复合生态系统的结构和运行规律的学科，抓此根抓不同情况确立以价值为基础的恢复目标，制定技术路线和生态工程技术，开展对恢复结果的预测和评价。

    退化生态系统的恢复和重建是一个系统下程:投资人、收效缓慢山于在恢复过程中涉及环境、经济、社会等因素，同时山于生态系统的复杂性，一些环境因素还具有突发性，有时

会发生不可预见的实际问题，城市河流的生态恢复也同样具有以上这些特点，为此需要进行决策系统的研究，构建恢复和重建方案的决策框架，进行决策分析、风险评价和管理在恢

复过程中要对其高风险性、高投入和收效缓慢性等特点有充分的认识在考虑当前经济条件可以接受的情况下尽量达到低投入、小风险同时获得高效益。

6结语

    河流是各种水生生物生存的空间河流给人类提供了宝贵的水资源，同时对全球环境起了重要的调节和改善作用当今河流的退化已经成为全球性的生态环境问题, 今后，应加强对河流生态恢复的基础理论和相关技术的研究，广泛应用相关理论，建立一套适合我国国情的河流生态恢复研究技术和方法，以保护和恢复河流生态系统，从而达到人与自然的和谐。