城市河流生态系统评价及修复建议探讨

颜达涛，付成龙

（1.重庆市水利电力建筑勘测设计研究院有限公司，重庆 400000；2.重庆市潼南区水利局，重庆 402660）

0 引言

作为地球生命的重要组成部分和人类生存发展的基础，河流孕育了无数文明，创造了无数辉煌的城市。作为城市的生态载体，河流在社会、生态、经济等方面有极高的价值[1]。河流在城市发展中承担着供水、排水、防洪、景观娱乐、生态服务和文化载体等多种自然和社会功能[2]。近年来由于城镇化快速发展，国家经济的腾飞，人类的生产生活对河道生态造成了很大的负面影响，城市河流污染日趋严重，对居民的生活质量产生了较大影响[3]。

目前我国城市河流生态问题主要表现在3 个方面，包括河岸硬化对水生态系统造成破坏、水体受到外来污染水质恶化、河道断面单一对生物多样性造成影响。如何彻底解决这3 个问题是城市河流生态修复与保护的关键点，目前随着民众生态环保意识的加强，越来越多的科研机构、企业单位、学者团体开展河流生态修复研究，但目前相关工作多集中于针对某一具体河流或河段的修复工程实例[4]，缺乏宏观整体的生态修复思想，因此如何科学合理的规划设计城市河道水生态修复与保护是解决河道生态问题的重要手段。

1 评价理论体系

城市河流生态系统具有调节气候、改善生态环境等诸多作用，因此，必须运用某种指标和手段，对其进行全面评价，并进行治理和管理具有重要意义。

1.1 评价的标准

从生态系统的层面来看，一个健康的生态系统应当是相对稳定的、可持续的，也就是说，一个具有一定生命力的生态系统能够保持自身的自我组织，能够在外部环境的压力下很容易复原。其中生态健康理念被普遍认可，包括六个层面：自我平衡，无病征，多样性，恢复力，活力和维持系统各组成部分之间的平衡。

生态系统健康主要包括活力、恢复力、组织、生态系统服务功能的维持、管理选择、外部输入减少、对邻近系统的影响以及人类健康影响等8 个方面。在这八项准则中，最主要的是前三项。活力是指生态系统的能源投入和养分的循环能力，以其原始生产力和物质循环为主要指标。恢复力是指在胁迫结束后，系统能够抵抗和恢复的能力。组织是指随着生态系统的次生演替而改变和影响的复杂体系[4]。

1.2 评价方法

为了使生态系统健康的概念有实际操作性，需要对其进行评价。但由于在概念上存在分歧，并且要评价的生态系统类型各异，因此也产生了多种评价指标体系。这些指标体系主要分为3 类：①生态指标。在生态系统水平和群落层次上设计指标。②人类健康和社会经济指标。主要应用在一些与人类有密切关系的生态系统中，如流域内的生态系统。③物化指标。探究影响生态系统变化的非生物原因。目前河流生态系统健康评价方法可分为指示物种法和综合指标法。实际上，河流生态系统健康评价的最佳途径是微观与宏观相结合的综合性研究。

1.2.1 指示物种评价法

指示物种评估生态系统的健康状态，其指标包括关键物种、特有物种、指示物种、濒危物种、长寿物种、环境敏感物种等。当前所面临的主要问题包括：对指示种的筛选标准不够清晰，部分使用了不适当的分类；由于某些监测指标的选取不当，导致了生态环境的健康评估出现偏差，无法全面反映生态环境的动态变化。因此，在进行河流生态系统健康评估时，必须慎重选用指示种类和指标，并充分考虑其敏感性与可靠性，也就是确定其对流域自然生态系统的影响。

1.2.2 综合指标法

综合指标法是以生态系统特性及其服务功能为依据，构建指标体系，以反映其基本特点。首先，要选用能够表征城市河流生态系统主要特征的指标。其次，要对其进行归类区分，并对其在生态环境中的作用进行分析。再次，对这些特征因子进行度量，确定每个特征因子在流域生态系统健康中的权重系数，每类特征因子在流域生态系统健康中的比重。最后，提出了一套综合评价指标体系，该指标不仅要反映整个河川的整体卫生状况，还应反映出其健康状况和发展趋势。

2 城市河道水生态修复与保护

2.1 生态修复

河流生态系统是在河流空间中共同栖息的所有生物及其环境之间不断进行物质循环和能量流动而形成的统一整体，能通过自我调节机制，保持自身的动态平衡，但是，在人类的干扰下，生态系统的平衡得以被打破，生物多样性下降，生态系统稳定性和抗逆能力减弱，在这种情况下，开展河流生态修复尤为重要，河流生态修复是通过外力使受损的生态系统得到恢复、重建或改进，达到恢复河流生态多样性的作用。

2.2 河流水生态修复与保护原理

河流水生态修复与保护的两种原理为循环再生原理及和谐共存原理。

2.3 河流水生态修复与保护技术

河流水生态修复与保护技术主要包括水质改善、水文情势改善、河流地貌修复及生物群落多样性恢复。

3 龙溪河水生态修复与保护工程设计

3.1 龙溪河项目简介

重庆市开展了龙溪河碧道示范段建设。碧道建设的主要内容为水资源保障、水安全提升、水环境改善、水生态修复与保护、景观与游憩系统构建。龙溪河是长江北岸的一条二级支流，其源头从梁平区的东明月山的东边山脚下，从梁平区的铁凤山的西北方向开始，两源在垫江县的交汇，经过普顺，大顺，高安，至高洞，与原忠县沙河交汇，始称“龙溪河”，然后继续向西，流经长寿境六剑滩，经过石堰，龙河，双龙，云集，狮子滩，宜丰，但渡，凤城，最后在长寿市区下游3km，汇入长江。

3.2 清除入侵有害植物工程设计

入侵有害植物是外来物种中规划的物种，会严重的破坏当地的生态系统，导致生物多样性的丧失。龙溪河河道两侧存在入侵植物蔓延的现象，主要入侵植物包含薇甘菊及五爪金龙，清理面积63hm2，对应植物量3765t，采用人工防治及清理的方式，清理后的植物残体经破碎、烘干及碳化，碳化后的灰渣按照相关要求处置。

入侵植物清理完成后需要对清理效果进行复查，设计设置监测样地核查入侵植物清除效果，确定入侵植物复发及扩散情况，监测点布设原则为2hm2布设一个检测点，每个监测点为20m×20m 标准地，面积为400m2。通过人工清除及复查监测，达到基本清除入侵植物的目的，龙溪河两岸生态系统得以逐步恢复。

3.3 滨水岸线修复工程设计

滨水岸线修复是提高生态连通性、空间异质性及消减河岸污染的一种手段，本设计遵从因地制宜的原则，对除农保地范围外大坳坝至迎宾大桥段现状岸线进行生态提升，清除岸线修复区域内的枯叶腐草等垃圾、有害杂草、局部零星分布的入侵植物（五爪金龙、薇甘菊），清表面积共计6.62hm2。岸线整理后，在常水位淹没区及常水位线以上部分清理区范围，通过新建沉水、挺水、湿生等本土植物带增加植物覆盖和种类，补植面积共计6.9hm2。为水生动物提供食物来源和栖息地，让两栖类动物能在水域与河岸间自由迁徙及完成其生命周期演化，也为水鸟生态廊道的建设提供生态基底。根据现状护岸型式及植被分布情况，按照“保、除、疏、刈、种”五字原则，因地制宜地确定了各段岸线生态修复的设计。岸线修复典型断面如图1 所示。

图1 岸线修复典型断面

3.4 洲岛生态修复

河流廊道由河流串联起来的流域内各基底及斑块的有机共同体及景观格局，是陆生与水生生物间的过渡带。河流洲岛及河滨漫滩是在河流的演变中自然形成，是河流廊道重要的生态基底及物质循环斑块，提高其生物多样性及景观空间异质性是河流生态修复的重要内容。

龙溪河流域有丰富的洲岛、边滩资源，河滨漫滩沿主河槽基本呈连续性分布，但目前部分洲岛生态资源退化，入侵植物入侵严重，人为开垦现象比较严重，洲岛生态系统失衡，无法有效实现洲岛与河流生态系统的良性循环，故本项目选取两处洲岛（1#洲岛及2#洲岛）开展生态修复工作。1#洲岛面积4hm2，主要建设内容为通过生态清表、生态滞留坑的构建、乡土植被的优化、生物栖息结构营造（图2）、生态监测等，提升景观空间异质性。同时配合乡土植被修复、生物塔搭建、迁徙廊道构建等措施，在恢复乡土植被覆盖率和多样性的基础上，进行栖息地的营造，从而逐步建立起稳定、健康的洲岛生态系统。2#洲岛面积12hm2，主要建设内容为岛面清表、原生植被复育、补植（芦花岛植被种群），达到芦苇、蒲苇种群恢复的效果，并且营造蒹葭苍苍、十里芦苇岛的生态美景。

图2 生物栖息结构营造

3.5 街口植被保育湿地

湿地一般分布在陆地系统和水域系统之间的过渡带，在多水的环境下由负地形或岸边带及其所承载的水体、土壤与生物相互作用所形成的统一整体。街口保育湿地位面积约2hm2，运用漫滩现状清理、湿地地形重塑、乡土植物保育及复育、生物栖息结构营造措施，根据湿地植物区系特征及植物种类的组成，现在和过去的分布及演替，构建河滩湿地系统，在生态恢复的同时，构建本地区乡土物种保育库。保育湿地如图3 所示。

图3 保育湿地

3.6 效果评估

从河流生态系统的多样性、生境的异质性及河岸生境质量等方面对实施生态修复后进行评价，结果表明，龙溪河碧道建设段生态系统恢复良好、入侵植物基本清除、乡土植被保育状况良好、滨水景观打造出色、基本满足碧道示范段的示范作用。工程实施后，入侵植物得到有效控制，滨水生态岸线得到恢复，洲岛生态多样性得到保障，街口保育湿地得到有效的保护。

4 结语

本文以龙溪河生态环境改造为案例，阐述了河流水生态修复的有效方案。城市河流治理已经从黑臭水体治理逐步转向河流水生态修复与保护，如何全方面提升河道生态功能价值，是政府、公益团体、研究机构及相关企业共同需要面对的，未来城市建设也必将越来越追求生态系统建设，提升城市生态多样性，形成城市亮丽的名片，最终实现生态文明的美好愿景。