新时代江河湖库消落带生态修复技术体系研发、实践与成效

张利超　于长俊　叶玉成　李梅　冯激　金志伟　周广天　吴桐菲

［关键词］ 消落带；江河湖库；水土保持；水生态；修复治理；“双碳”目标；新时代

［摘 要］ 近年来江河湖库消落带出现了包括水土流失、植被退化、近岸水体水质富营养化等生态功能明显退化问题，严重影响了江河湖库生态系统的功能。南昌工程学院张利超博士团队依托国家水利风景区、国家湿地公园及大中型水库工程建设，在江西及全国率先系统性地成功构建了一整套基于多维立体林草复合生态修复与重建理论的新时代“江河湖库消落带多维立体林草复合生态修复体系（林泽系统）”，在江西及全国首次系统性地成功研发并实地应用了修复效果显著、成本低廉、推广性强的“江河湖库消落带多维立体林草复合生态修复与重建关键技术体系”，让生态退化的消落带变成了色彩缤纷美丽的“水上森林”景观带，在江西省成功建成了四大技术应用示范点，取得了显著的应用示范成效，可为国家生态文明试验区（江西）、生态鄱阳湖流域、南方红壤区等区域生态环境复苏、实现“碳达峰、碳中和”的“双碳”目标提供重要的科技支撑。

［中图分类号］ S157[文献标识码]CDOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.06.003

［引用格式］ 张利超，于长俊，叶玉成，等.新时代江河湖库消落带生态修复技术体系研发、实践与成效[J].中国水土保持，2024（6）：8-11.

党的二十大报告强调，“统筹水资源、水环境、水生态治理，推动重要江河湖库生态保护治理”。水利部党组书记、部长李国英在水利部2022年水利科技工作会议上强调，要深入贯彻落实习近平总书记“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路和关于治水重要讲话指示批示精神、关于科技创新重要论述精神，要加快重大问题科技攻关，指出推动新阶段水利高质量发展，比以往任何时候都更需要水利科技创新支撑和引领，在河湖保护治理方面，重点开展河湖生态廊道退化与复苏机理等研究。

江河湖库消落带是水生生态系统与陆地生态系统之间的功能界面，也是健康江河湖库生态系统不可缺少的重要组成部分。水库的调度引起水库水位变动，使得周围库岸形成了一定高差的消落带。库区消落带是水位反复周期变化的干湿交替区，是库区水域与周边陆地环境的过渡地带，同时具有水、陆两个环境的特点[1]。江河湖库消落带是水陆生态系统能量、物质和信息转换的交错地带，具有缓冲带和护岸的重要生态功能，该区域对外界环境的变化十分敏感，是生态环境容易被破坏、较难恢复的一个重点保护区域[2]。消落带生态环境由其地貌形态、组成物质、土壤、地下水、气候和植被等要素组成，由于其特殊性、不稳定性、脆弱性，且易受到外界环境的干扰，因此消落带出现的一系列生态环境问题日益明显和突出[3]。

随着我国经济的快速发展和城市化进程的推进，江河湖库消落带区域的生态环境问题日益凸显，如水土流失、水体污染、生物多样性下降等。据江西省水文监测中心统计显示，2022年6月下旬以来，受降雨持续偏少的影响，我国第一大淡水湖鄱阳湖水位持续走低，2022年11月17日出现有记录以来最低水位6.46 m，低于原最低水位0.65 m，区内土壤养分流失严重、植被发育不良等问题突出，对区域生态安全和社会经济发展造成了严重影响。未来建议加强区域植被管理，根据退化情况补植适宜湿地生长的植物来提高植被丰富度，重塑湿地动物栖息环境，进而推动食物网复杂化，使湿地生态系统趋向稳定化[4]。

因此，开展江河湖库消落带生态修复技术研究，服务于消落带生态环境建设和保护，深入践行新发展理念，坚持生态优先、绿色发展，保障江河湖库区生态环境的稳定安全，对于促进江河湖库区经济社会可持续发展有重大的现实和深远意义。

1 技术体系研发

南昌工程学院张利超博士团队依托国家水利风景区、国家湿地公园及大中型水库工程建设，结合国家自然科学基金、江西省水利科技计划等项目的科学研究、技术研发与应用示范，经过5 a多的艰辛探索、技术研发与工程建设实践，紧紧围绕贯彻落实中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于加强新时代水土保持工作的意见》，在江西及全国率先系统性地成功构建了一整套基于多维立体林草复合生态修复与重建理论的新时代“江河湖库消落带多维立体林草复合生态修复体系（林泽系统）”，在江西及全国首次系统性地成功研发并实地应用了修复效果显著、成本低廉、推广性强的“江河湖库消落带多维立体林草复合生态修复与重建关键技术体系”，取得了显著成效，让生态退化的消落带变成了色彩缤纷美丽的“水上森林”景观带。“江河湖库消落带多维立体林草复合生态修复体系（林泽系统）”是一种针对消落带区域生态环境问题，采用多维立体林草复合的技术手段进行生态修复的系统。具体来说，该体系主要是在消落带区域，通过种植耐瘠薄、耐水淹、耐干旱、萌蘖能力强、成活率高、水土保持能力强、根系发达、固土能力强、耐冲刷的乡土植物，并且选择的植物无潜在生态危害[5-7]，形成多层结构的林草复合体系。这样采用立体布局的方式，利用消落带地形特点，在不同高度和坡度上种植不同类型的林草植被，可以充分利用空间资源，有效提高消落带植被覆盖度与生态功能，减轻消落带区域的水土流失、水体污染等生态环境问题，提高生态系统的稳定性与生态服务功能，提供多样化的生境，促进生物多样性保护，维护生态平衡，有利于实现经济、社会与生态的协调发展，促进区域的高质量发展。

2 示范点建设成效

鄱阳湖棠荫岛省水文生态监测研究基地（大型湖泊）：通过“鄱阳湖退化湖滨带林草复合生态系统”典型示范，实现了“水生态系统修复+湖库滨水带景观美化+水利工程防冲防浪固堤安全”的三统一。

国家湿地公园与国家级水利风景区景德镇市玉田水库（中型水库）：已完成5 a多的实施、建设与相关科研工作，通过在江西典型水库淹没区构建库滨带林草复合生态系统，实现了库区“生物（植物）多样性提升+水质改善+美丽乡村建设”的三统一。

景德镇浯溪口水利枢纽工程（大型水库）：通过在典型库区村庄营造门塘水系“末端阻控减污技术”，实现了“面源污染防治+美丽乡村建设+助力乡村振兴”的三统一。

共青城鄱阳湖支流博阳河入鄱阳湖区域（江河）：通过在典型江河滨水区推广“末端阻控减污技术”，实现了“水生态修复治理+景观提升+农村污水处理”的三统一。

3 管理模式研究

水库消落带管理模式研究主要关注如何实现水库消落带的科学管理，以保护消落带生态环境，促进高质量发展。一是对水库消落带生态环境特征进行研究，分析水库消落带的地理位置、地形地貌、土壤类型、气候条件、植被覆盖等特点，揭示消落带生态环境的演变规律[8]，为科学管理提供依据；二是建立水库消落带生态系统健康评价指标体系，对消落带的生态系统健康状态进行评价，为制定针对性管理措施提供参考与指导；三是分析现有水库消落带管理模式的优势和不足，探讨适应不同地区与水库特点的管理模式，提高消落带管理效果；四是针对消落带生态环境问题，研究相应的生态修复与重建技术，如土壤改良、植被恢复、水资源调控等，以实现消落带生态环境的恢复和改善[9]；五是探讨水库消落带在农业、林业、旅游业等领域的综合利用途径，实现资源优化配置，提高消落带的经济效益。

3.1 日常管理与维护

水库生态修复日常管理与维护措施是一项系统工程，需要多部门协同合作，共同维护水库水体的水质与生态环境。应加强对水库流域内污染源的管理，限制有毒有害物质的排放；对于农业、工业与生活污水排放，应设立污水处理设施，确保其达标排放。同时，根据水库的调度运行规程，合理控制水库水位，确保水库在枯水期有一定的水量，以便于进行污染物降解与生态修复[10]。通过环保宣传教育，提高水库流域内居民和企业的环保意识，使其积极参与到水库生态修复工作中，共同维护水库生态环境。

3.2 加强生态环境监测

通过资料收集和现场调查，掌握消落带水位变化、地形地貌与土地利用方式、水环境质量等生境因素，统计消落带面积和岸线长度，确定消落带修复区域范围，了解其保护与管理的总体情况。定期对水库水质进行监测，了解水库水质状况，及时发现水质问题。监测项目包括水温、pH值、氧化还原电位、透明度、总氮含量、总磷含量、化学需氧量等。此外，还要监测土壤状况和植被状况，重点调查周围污染源[11]。监测时间及频次，原则上应在每年5月、8月开展。

3.3 植物群落日常管理

定期对植物群落进行巡查，观察植物生长状况，及时发现和处理病虫害、生长异常等问题。保持植物群落土壤的肥沃和通气性，定期进行松土、施肥和浇水。根据植物生长需求，合理施用有机肥、化肥和微量元素肥料。采用生物防治和化学防治相结合的方式，预防和控制植物群落的病虫害，如定期喷洒生物农药、利用昆虫天敌进行生物防治等。根据植物生长状况，定期进行修剪和整枝，适时对枯萎的植被进行补植，以保持植物群落的生长活力和良好的景观效果。加强植物群落所在地的生态环境保护，防止水土流失、水源污染等环境问题，维护植物群落的生存环境[12]。及时清除外来入侵物种，防止对消落带生态系统产生危害。

3.4 创新管理模式与实践

江西省立足标准化、规范化、信息化“三化”建设，探索出了一系列具有区域特色的水库管理创新模式，为全省水利高质量跨越式发展贡献了智慧和力量。具体有“产权国有+区域集中管护”模式、“以大带小”管护模式[13]、“托管+第三方管护”物业化模式、专业信息化管理模式等。

3.5 完善管理机制研究

确立负责水库消落带管理的政府部门或机构，明确其职责和权限，以确保消落带管理工作的顺利进行。制定和完善有关水库消落带管理的法规和政策，为消落带管理提供法律依据，如制定有关消落带生态环境保护、水资源利用和土地管理等方面的法规。建立水库消落带监测与评估体系，定期对消落带的水质、生态环境、土地利用等进行监测和评估，及时发现问题并采取相应措施。采取生态修复和保护措施，改善水库消落带的生态环境，如实施水土保持工程、植被恢复工程、生态廊道建设等。对水库消落带区域内的水资源进行合理利用，如发展节水农业、生态旅游等，以促进区域经济和社会发展。建立跨部门协同与合作机制，加强各部门间的信息沟通和资源共享，共同推进水库消落带管理工作。通过实施这些措施，有助于实现水库消落带管理的目标，保障水库的可持续利用与生态环境的可持续发展。

3.6 加强监督，强化消落带突发事件处置能力

在水库消落带设置水质、生态环境、气象等监测站点，收集实时数据，建立监测预警系统。通过对数据的分析和处理，及时发现和预测可能出现的突发事件，为提前采取措施提供科学依据。建立对地方政府、相关部门、企事业单位和公众的信息发布和沟通渠道，定期发布水库消落带监测数据和预警信息，提高信息透明度，确保各方及时了解和应对突发事件[14-15]。针对可能出现的突发事件，多部门协同合作，制定应急预案，明确应急处置的组织结构、职责分工、预警级别、应急措施和救援流程等。定期组织应急演练，提高应急响应能力和协同处置能力，建立跨部门协同与合作机制，加强各部门间的信息沟通、资源共享和协同处置，确保突发事件得到快速、有效处置。建立专业的应急队伍，配备先进的监测设备、救援设备和防护设备，提高应急响应能力。同时，加强对应急队伍的培训和演练，提高其专业技能和救援能力。加强与科研院所的合作，针对水库消落带突发事件的成因、演变和处置方法等开展研究，为突发事件处置提供科技支持。通过实施上述措施，有助于提高监督预警能力和强化水库消落带突发事件处置能力，实现水库消落带管理的目标，保障水库的可持续利用与生态环境的可持续发展。

3.7 设立消落区、保留保护区与生态修复区

根据水库的地理位置、水文特征、生态环境等因素，合理划定消落区、保留保护区与生态修复区的范围[16]。在实际工作中，可以参考相关法律法规和政策文件，结合实地调查和专家意见，确保区域划定的科学性和合理性。针对消落区、保留保护区和生态修复区的特点和功能，制定相应的管理措施。例如，在消落区加强水资源管理，合理调控水库水位；在保留保护区限制人类活动，保护水源地和湿地生态环境；在生态修复区实施生态修复和保护工程，维护生物多样性。建立水库消落带监测与评估体系，定期对消落区、保留保护区与生态修复区的水质、生态环境、土地利用等方面进行监测和评估，及时发现问题并采取相应措施。加强各部门间的信息沟通、资源共享和协同处置，确保消落带管理工作的高效开展。例如，在政策制定、生态保护、水资源管理等方面，与相关部门共同研究、共同推进。

4 结束语

南昌工程学院张利超博士领衔的团队在江西及全国率先系统性地成功研发并实地应用了“江河湖库消落带多维立体林草复合生态修复与重建关键技术体系”，该体系可以有效预防和治理水土流失、解决水体污染等生态环境问题，提高区域生态系统的稳定性和生态安全水平。加强消落带水土保持与水生态保护修复治理，可以促进生态改善，实现经济、社会与生态的协调发展。通过生态技术手段，能提高水资源利用效率与效益，降低环境污染，有助于优化水资源管理与合理调配水资源，保障水资源供给与需求平衡，可为国家生态文明试验区（江西）、生态鄱阳湖流域等区域实现“碳达峰、碳中和”的“双碳”目标提供重要的科技支撑。此外，开展新时代江河湖库消落带水土保持与水生态保护修复治理关键技术研究及应用，有助于丰富我国生态环境保护技术体系，为其他类似区域的生态环境保护工作提供借鉴和参考。同时，在研究的过程中可能产生新的理论、方法和技术，有助于推动科技创新，提升我国在生态环境保护领域的国际竞争力。

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收稿日期： 2024-03-06

基金项目： 国家自然科学基金项目（41967012）；江西省水利科技计划项目（202324TGKT11，202425TGKT10，202224ZDKT17，202324TGKT08，202425TGKT08）

第一作者： 张利超（1983—），男，黑龙江佳木斯人，高级工程师，博士，江西水土保持规划与设计、生态建设与发展战略研究领域权威知名专家，主要从事水土保持科研、规划设计、技术研发与应用示范、生态建设与发展战略研究等方面工作。

E-mail： 13617005728@163.com

（责任编辑 徐素霞）