水生态学视角下的河道疏浚与生态恢复

收稿日期：2023-12-10

作者简介：马明珠（1982—），女，甘肃平川人，工程师，研究方向为河道采砂、疏浚。

摘 要：随着城市化进程的不断推进和人类活动的增加，许多河流面临着水质恶化、生态系统退化等问题。为了改善河流环境，河道疏浚成为一种常见的工程手段。阐述了河道疏浚的定义、分类以及水生态系统的关键要素，分析了河道疏浚与生态效应的关系，提出了可持续性评估与生态友好型疏浚策略的重要性，通过实际案例分析展示了生态友好型疏浚的实施，为未来河道疏浚工程提供更加科学、可持续发展的生态恢复方案。

关键词：水生态学；河道疏浚；生态恢复

中图分类号：TV85 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）03–0-03

传统的河道疏浚常常只注重水流通畅，而对水生态系统的影响关注较少。因此，从水生态学的角度对河道疏浚进行全面深入的研究，不仅有助于更好地理解疏浚对生态系统的影响机制，而且也为制定更科学的疏浚策略提供了重要的理论依据。

1 水生态学视角下的河道疏浚影响机制

1.1 河道疏浚的定义与分类

作为水利工程的重要组成部分，河道疏浚在水生态学视角下具有广泛而深刻的影响。河道疏浚是指通过清淤、开挖或其他工程手段，清理和排除河道底床沉积物，以维护河流通畅、防治洪涝、改善水质的工程活动。其定义不仅涵盖了对水体物理结构的维护，还包括对水体生态系统的影响与调控。

河道疏浚可分为机械疏浚和水利疏浚两大类。机械疏浚主要依赖于各类挖掘设备，通过人工或机械方式清理和开挖河道沉积物，具有高效、快速的特点，适用于一些需要迅速疏浚的紧急情况。水利疏浚则更注重利用水流自身的力量进行沉积物的搬运和清理，包括激流冲刷、水位调控等方式，更加注重对水生态系统的保护和恢复。

1.2 水生态系统的关键要素

水生态系统作为一个复杂而敏感的生态体系，其关键要素直接影响了河道疏浚对生态系统的影响机制。水生态系统的关键要素包括水质、水温、水位、水流速等多个方面。水质是水生态系统的基本特征之一，涵盖了水中溶解氧、营养盐、重金属等多个指标，对水生生物的生存繁衍、生态平衡具有至关重要的影响。水温对水生态系统中的生物行为、代谢过程、生态链条等方面均有重要作用，是维持水生生物生存和生态平衡的重要因素。水位和水流速则直接影响着水体的水动力学特性，对底栖生物、水生植被分布、栖息地的形成等方面具有显著的影响[1]。

在进行河道疏浚时，工作人员要综合考虑这些关键要素的影响。机械疏浚可能导致水动力学特性发生瞬时改变，使水位、水流速产生短期波动，而水利疏浚则更注重通过水位调控等手段来维持水生态系统的平衡。因此，在实施河道疏浚工程时，必须全面考虑水生态系统的多方面要素，以减小对水生生物和生态平衡的不良影响，促使河道疏浚与水生态系统的和谐共生。

1.3 河道疏浚对水生态系统的直接与间接影响

作为一项工程活动，河道疏浚对水生态系统的影响涉及直接、间接影响2个方面。直接影响主要包括物理性变化，如河床深度、河道形态等的改变。机械疏浚可能引起底质悬移，改变水底结构，影响底栖生物的栖息地，而水利疏浚则通常通过水位调控来实现，直接影响水体的水动力学特性，改变水温、水质等环境参数。这些直接影响可能导致水生生物的迁徙、栖息地的丧失，对水生态系统的结构和功能造成直接冲击。

河道疏浚的间接影响更为复杂。一方面，疏浚可能改变水体的输沙能力，影响沉积和悬浮物质的分布，进而影响水质和底栖生物；另一方面，疏浚工程可能改变水流动态，导致水生植被的变化，影响河道的生态景观，进而对鸟类等上游生态系统产生间接影响。工作人员应全面考虑上述复杂而多样的间接影响，以更好地了解河道疏浚对水生态系统的全局影响。因此，在进行河道疏浚规划和实施时，必须深入研究这些直接与间接效应，从而科学、有效地维护水生态系统平衡。

2 河道疏浚与生态效应的关系

2.1 水质改善效应

在水生态学视角下，河道疏浚具有显著的水质改善效应。第一，通过清除淤积物、悬移沉积底质，疏浚能够减少底泥中的富营养物质和有机物的积累，有力地削减水体富营养化的趋势。这对于改善水质、减少藻类过度生长、降低水中营养物质的浓度具有积极作用。

第二，河道疏浚能够提高水体的通气性，加强水体与大气的交换，有利于氧气的溶解和二氧化碳的释放，从而促进水体中的气体平衡。这对于水体中的藻类和底栖生物的生存都具有积极的影响，有助于维持水生态系统的健康状态。

第三，疏浚过程中的底床搅动和水体对流也可促使底质中的有机物质释放，提高溶解氧水平，进而改善水体的生态环境[2]。因此，水质改善是河道疏浚直接可观测到的生态效应之一，为水生态系统的恢复与健康发展提供了实质性的支持。

2.2 水生生物群落动态

河道疏浚对水生生物群落动态产生深远的影响。第一，通过淤积物的清理，疏浚消除了河道底质的过度积聚，为水生生物提供了更为适宜的栖息环境。这对底栖生物的生存繁衍具有积极影响，推动了水生态系统中底栖生物群落的恢复与发展。

第二，对水生植被的再生和生长具有明显的促进作用。通过疏浚改善水域的透明度，增加了光照的深度，有利于水中植物的光合作用。这不仅提供了更多氧气，也为鱼类等水生动物提供了丰富的栖息和繁衍场所，推动了水生植被与动物之间的良性互动。

第三，河道疏浚还能够减缓水流速度，形成适宜的水体环境，有利于鱼类等迁徙性生物的通行。这对于保护和恢复鱼类等水生动物的栖息地，维护生物多样性具有重要作用。因此，深入了解水生生物群落动态的变化机制，有利于科学指导河道疏浚工程的实施，增强水生态系统中生物多样性，提升河流生态健康水平。

2.3 生态系统稳定性与多样性

河道疏浚对生态系统的影响主要体现在稳定性与多样性2个方面。第一，通过有效疏浚，水体流通畅通，底栖生物和水生植被得以均衡分布，提高了整个生态系统的稳定性。有序的水流有助于调节环境参数，创造适宜的生存条件，减少生态系统的波动性，维护其长期稳定运行。

第二，疏浚增加了生态系统的多样性，清理底质并创造更多的栖息场所，促使各类水生生物在不同微环境中繁衍生息。这种多样性有助于形成复杂的生态关系网，提高系统对外界干扰的抵抗力，增强其自我调节和修复的能力[3]。

第三，生态系统的多样性也可以对水生植被和底栖生物的群落结构产生积极影响，维持生态系统的动态平衡。因此，深入理解河道疏浚对生态系统稳定性与多样性的影响机制，有助于科学引导河道管理，最大程度地促进水生态系统的健康发展。

3 可持续性评估与生态友好型疏浚策略

3.1 环境影响评估（EIA）在河道疏浚中的应用

在河道疏浚的过程中，环境影响评估（EIA）作为一项关键的可持续性评估工具发挥着重要作用。第一，EIA能够系统性地评估河道疏浚对周边自然环境的潜在影响，包括但不限于水质、土壤、植被等方面。通过详细调查和分析，EIA能够提前识别可能出现的环境问题，为采取相应的预防和治理措施提供科学依据。

第二，EIA能够评估河道疏浚对生物多样性和生态系统功能的可能影响。通过对濒危物种、栖息地破坏等方面的评估，可以预测疏浚工程可能导致的生态系统变化，并制定相应的保护和修复计划。这有助于确保河道疏浚在改善水体通畅性的同时，最小化对生态系统的负面影响。

第三，EIA能够评估疏浚工程对社会经济的潜在影响，包括就业机会、交通、水资源利用等方面。通过综合考虑环境、经济和社会3个层面的因素，EIA为制定全面可持续的河道疏浚方案提供了科学依据。因此，在实施河道疏浚工程之前，工作人员应充分应用环境影响评估工具，确保疏浚活动在可持续性发展框架下推进。

3.2 可持续性指标与评价体系

可持续性评估在河道疏浚中的应用不仅依赖于EIA，还需要建立一套全面而科学的可持续性指标与评价体系。第一，关键的可持续性指标主要包括水质、水量、水生生物群落结构、河岸生态系统健康等方面。这些指标能够全面地反映河道疏浚对水域生态系统的影响，包括直接和间接的效应。

第二，评价体系需要基于多层次、多维度的原则，综合考虑自然环境、社会经济和生态系统健康。例如，考虑水体通畅性改善的同时，也需评估是否破坏了原有的栖息地、是否引起水生生物迁徙障碍等。这种综合性的评价能够确保疏浚活动在解决特定问题的同时，不引发其他潜在的环境和生态问题。

第三，在建立评价体系时，还应注重时间维度，考虑河道疏浚对水域生态系统的长期影响，包括对生态系统动态平衡、演替过程的理解，以及在疏浚后可能出现的恢复时间等方面的考虑。通过引入时间因素，评价体系更能全面反映疏浚活动的可持续性。

3.3 生态友好型疏浚的实际案例分析——以南京洪泽湖河道改造工程为例

南京洪泽湖河道改造工程作为一个生态友好型疏浚的实际案例，突出了在河道改造中如何兼顾生态环境保护和水利工程效益的双重目标。

该项目通过科学的水文水质调查，全面了解了洪泽湖河道的生态状况。基于调查结果，制定了可持续性评估方案，考虑了水生态系统的关键要素、湿地保护、水质改善等多个指标，以综合评估河道改造对生态系统的潜在影响。其在实际疏浚过程中，采用了精细化的工程技术，避免了对湿地和水生植被的过度破坏。通过合理的工程设计和执行，减少了对水生生物栖息地的扰动，有助于维持和改善河道的生态多样性。

在河道改造后，应注重生态修复工作，通过植被恢复和湿地重建等手段，促使河道周边的生态系统迅速恢复。这不仅有利于维持河道的自净能力，还有助于提高河道周边农田的生产水平，实现了水土保持和农业可持续发展的有机结合[4]。

由此可见，南京洪泽湖河道改造工程充分体现了生态友好型疏浚策略的核心理念，通过科学评估、精细设计和生态修复，实现了河道改造和生态环境保护的双赢。这为其他类似工程提供了有益的经验，强调了在水利工程中注重生态可持续性的必要性。

4 水生态学视角下的河道疏浚与生态恢复策略

4.1 综合治理与综合效益

水生态学视角下的河道疏浚与生态恢复策略中，综合治理是一项关键而复杂的工作。首先，通过全面了解河道的地貌、水文、水质等情况，确定治理的具体目标和重点区域。随后，在综合治理过程中，采用多种手段，如物理疏浚、植被修复、湿地建设等相互配合的措施，以期实现多层次、多方面的效益。

在物理疏浚方面，工作人员应根据河道不同部位的淤积情况，采用合适的疏浚工艺，保障水体的通畅流动。同时，注重维护和保护原有的湿地和水生植被，减少对生态系统的影响。植被修复则可以通过引入适宜的水生植物，加强河岸植被的恢复，提高生态系统的稳定性和多样性。

综合治理还包括湿地建设。通过合理规划湿地区域，可以促进水体中的自净作用，提高水质。湿地的建设不仅有助于净化水体，还为众多水生生物提供了理想的栖息环境，促进生态平衡的形成。

4.2 恢复生态系统功能的手段

恢复生态系统功能的手段在水生态学视角下的河道疏浚与生态恢复策略中具有重要意义。第一，通过引入适应性强、生态服务功能显著的水生植物，可以增强河道生态系统的自我净化能力。同时，这些水生植物会在水体中吸收有机质和营养物质，有利于降低水体富营养化的程度，有效改善水质。

第二，通过恢复湿地功能，提高水生态系统的抗干扰能力。湿地不仅可以过滤水体中的污染物质，还提供了丰富的栖息地和食物来源，有助于各类水生生物的繁衍。因此，在恢复生态系统功能中，湿地建设是一项关键措施。合理规划湿地区域，通过湿地植被的恢复和湿地水体的修复，增加水生生物的多样性，推动整个生态系统的恢复。

第三，通过科学、合理的鱼类管理措施，调控河道中的鱼类种群结构，促进鱼类的自然繁殖。这有助于恢复河道生态系统中的食物链关系，提高系统的稳定性。同时，合理的捕捞政策和鱼类保护措施，有利于确保生态系统中各类生物的相对平衡[5]。

4.3 水生态学原理在疏浚工程中的应用

水生态学原理在河道疏浚与生态恢复工程中的应用具有重要的指导意义。第一，通过深入了解水生态系统的自然演变规律，工作人员可以制定更加科学、合理的河道疏浚方案。根据河道水流速度、植被分布、底质类型等生态要素，优化疏浚方向和强度，最大限度地减小对生态系统的干扰。

第二，水生态学原理为河道疏浚过程中的生态保护提供了理论依据。在疏浚工程中，要根据水生生物的季节性和繁殖习性，合理规划施工时间，避免对生物群落造成过大的影响。同时，结合鱼类的洄游规律，采取措施确保鱼类的通行，保障河道的生态通道。

第三，水生态学原理还指导了河道植被的恢复与构建。通过选择对水质适应性强、对水生态系统具有重要功能的水生植物，促使河道植被的健康生长。这不仅可以减缓水流速度，减少河道泥沙的冲刷，还为水生动物提供了理想的栖息地。

第四，水生态学原理在水域生态系统管理中强调系统综合治理。疏浚工程要综合考虑河道水质、植被、生物等要素，实施多层次、多角度的治理措施，以确保生态系统的整体健康。这包括合理配置湿地、鱼类资源管理、水质监测等方面，形成一个全面的生态保护网络。

5 结束语

水生态学视角下的河道疏浚与生态恢复不仅是一项具体的工程实践，更是对生态学原理的应用与拓展。采用科学、合理的疏浚措施可以显著提高水体质量、促进生物多样性，为水域生态环境的保护和改善提供了有力的支持。在未来的河道管理与生态保护中，相关部门应更加全面、科学地应对各种挑战，为保护和改善水域生态环境提供更多的智慧和方案。

参考文献

[1] 穆丽.太原市周家山段汾河流域生态保护修复工程浅析[J].山西水土保持科技，2020（1）：40-41.

[2] 刘优，龙翔宇，杨帆.城市河道生态治理与修复措施研究[J].陕西水利，2023（3）：98-99，109.

[3] 莫启导.城市河道水体生态疏浚综合治理的实践研究[J].水利技术监督，2022（9）：253-255，269.

[4] 李长雨.河道疏浚技术在河道整治中的应用研究[J].黑龙江水利科技，2022，50（2）：172-174.

[5] 王中正，赵中华，赵红霞，等.灌河生态综合治理河道清淤疏浚工程设计[J].河南水利与南水北调，2022，51（5）：4-5.