受损河岸生态系统修复研究进展

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1、第36卷第1期东北师大学报自然科学版Vol.36No.12004年3月JOURNALOFNORTHEASTNORMALUNIVERSITYMarch2004!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!［文章编号］1000-1832（2004）01-0095-06受损河岸生态系统修复研究进展杨海军1，内田泰三2，盛连喜1，王德利1（1.东北师范大学植被生态教育部重点实验室，吉林长春130024；2.日本东京大学大学院农学生命科学研究科，东

2、京113-8657）［摘要］基于传统水利工程设计理念修建的河流护岸工程只考虑工程的耐久性及施工的方便性而使用混凝土或钢筋混凝土材料，忽略了河流的生态功能，从而破坏了河流的各种生态过程，导致河流污染严重，生态作用越来越小.分析了国内外关于受损河岸生态系统修复的研究现状及存在的问题，并提出了我国开展受损河岸生态系统修复研究需要解决的问题、应采取的研究方法.［关键词］受损河岸生态系统；生态设计；生态修复［中图分类号］X171.4［学科代码］610·1020［文献标识码］A河流护岸工程对我国国民经济的发

3、展起到了举足轻重的作用，但随着我国经济实力、人们环境保护意识的不断提高和科学技术的进步，应重新认识和利用河流，从生态环境保护的角度系统地研究和整治河流.河岸生态系统是联系陆地和水生两大类生态系统的纽带，它将陆地高等和低等绿色植物合成的有机物质、岩石风化物、土壤生成物以及陆生生态系统中转化的物质不断输入河流，成为河流生态系统的营养物质的重要来源［1!3］.因此，河岸生态系统的变化动态，既是陆地生态系统变化状况的反映，又是水生生态系统动态的重要影响因素.目前我国河岸生态系统受损严重.河岸生态系统受损

4、的根本原因在于水利工程设计上，基于牛顿力学而形成的以“还原论”思想为基础的工程技术体系.这种传统技术的核心是工程结构的安全性及耐久性，材料主要是施工性好、耐久性强的混凝土或钢筋混凝土.其缺点在于没有考虑人工构造物对生物及其生态环境的影响.由此产生的结果是自然河流形态的直线或渠道化和河岸的混凝土化，其必然导致河流的生态作用越来越小、水质恶化、生境的丧失或被阻断、物种减少等河流生态系统的退化［1!3］.国外对修复受损河岸生态系统的研究发展很快，20世纪60年代后期，德国及瑞士认［收稿日期］2003-

5、12-08［基金项目］国家自然科学基金资助项目（30370280）；中国博士后科学基金资助项目（2003033386）；日本学术振兴会及留学人员科研启动基金资助项目［作者简介］杨海军（1965-），男，博士，教授，主要从事恢复生态学研究.96东北师大学报自然科学版第36卷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，开始进行如何把生态学原理应用于土木工程，修复受损河岸生态系统的实验研究.l986年日本开始学习欧洲的河流治理经验，并在理论、施工及高新技术的各个领域丰富发展了“受

6、损河岸生态系统修复技术”，由此诞生了生态学与土木工程学有机融合的“应用生态工学”及其理论［4!9］.!我国河流整治工程中的生态学问题河流整治工程主要有堤防工程、护岸工程、丁坝等.其主要目的是提供更大的泄洪能力、维持最优水深、整治不平衡的河道和单纯防止河床、河岸冲刷侵蚀等.为实现上述目的，目前我国河流整治工程的主要形式为：（l）蛇形天然河道的直线化或渠道化；（2）河岸或河床的混凝土化.堤防、河岸防护等各种河流整治工程必将隔断陆地和水生两大类生态系统之间的相互联系，改变自然河流的生态功能和生态过程，

7、产生河岸植物消失、河流自身净化能力降低及鱼类等水生生物栖息地消失等一系列生态学问题［l!3］.近年来，我国水利学者董哲仁等已深刻认识到在水利工程设计和施工中对生态环境的影响，正在努力探索修复受损河流生态系统的技术手段［l0!l5］.l.l河道的直线化对河流生态系统的影响天然河流具有浅滩和深潭的交替结构.河流中浅滩和深潭是水生生物不同生命周期所必需的生存环境，河道的直线或渠道化常常会破坏这些地带［l!3］.河道整治工程削减的洪水效益往往被生境多样性减少引起的生态损失所抵消.从生态学的角度看，弯曲的

8、河流具有更高的生态效益，如减少水土流失、扩大生境面积、增加生境多样性等.l.2河岸或河床的混凝土化对河流生态系统的影响河道横断面单一化和河床、河岸的混凝土化破坏了原来生活在泥沙中的某些生物的生境，导致大量底栖生物的消失；也会导致河床、河岸带和河心岛生活的物种，由于生境的改变而消失.近年来，水利工作者已深刻认识到水利工程对生态系统的影响，但是在水利工程的施工和设计上仍然存在着很多问题.尽管北京、上海、天津等少数大城市已经着手对城市河流的生态环境进行较大规模的整治，但这些河道治理工程在很大程度上仍然