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1、河流生态修复的研究内容和理论技术摘要：系统分析国内关于受损河流生态系统在生态修复方面的研究现状及存在的问题,指出我国开展河流生态修复研究的主要包括的内容。系统阐述了水利工程对河流生态系统胁迫及其机理,对传统意义上的水利工程规划设计理念和方法进行了系统的反思,总结了河流生态修复规划原则与评估方法及河流廊道生态修复技术。关键词：河流生态系统；生态修复；河流健康评估一、引言河流是水循环中重要的一环,被誉为大地的血脉。传统的水利工程为我国国民经济的发展发挥了举足轻重的作用，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，从生态
2、、环境保护等多维的角度系统的研究和整治河流，已经成为水利工必须面对的重要课题。我国传统水利工程技术的核心是工程结构的安全性及耐久性,材料主要是混凝土或浆砌石，没有考虑人工构造物对生物及其生态环境的影响，由此产生的结果是河流廊道的作用越来越小、水质恶化、生境的丧失或被阻断、物种减少等生态系统的退化。二、我国河流生态修复的研究现状及存在的问题近年来,我国对自然河岸带植被结构和功能以及管理的生态学研究非常关注，正在努力探索修复受损河流生态系统的新理论和技术手段。北京、上海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，在我国河流
3、整治中存在的主要问题是河道的直线化或渠道化以及河岸的混凝土化,这必然导致鱼类等水生生物栖息、产卵的河道浅滩和深潭结构丧失。同时河床、河岸的表面积减少,导致产生利于水质净化能力的微小动物及微生物难以生存,从而带来了一系列生态学问题。三、我国开展河流生态修复研究的内容和方法“受损河流生态系统修复”是根据需要和可能按照生态学原理设计并建设符合人类文明进步和可持续发展的健康河流生态系统。即预先对河道整治工程进行生态设计,实现在生态系统零损失的前提下,对河流自然资源和环境进行合理利用。（一）研究目的受损河流生态系统修复就是通过在传统河道整治工程
4、设计中,根据生态学原理,对河道整治工程结构进行生态设计,在生态学和土木工程学的边界领域,创建新的理论、知识和技术体系。其主要研究目的为:理论上,改变传统水利工程设计思想,在确保河道安全和经济的基础上,将生态学原理应用于水利工程设计中,在水利工程学和生态学的边界领域，创建新的理论、知识和技术体系。实践上，基于生态学原理设计的水利工程不仅为动植物及微生物提供生存空间，同时也给人类提供河岸休闲景观空间，实现我国城市由工程水利到环境水利和资源水利的变革。（二）研究内容河流生态修复主要是通过新的设计理论及实践,将受损河流尽可能修复重建为具有如浅
5、滩和深潭交替结构等的自然河流状态，具体的恢复重建内容如下表所示。河流生态修复与重建的内容表1.适于生物生存的生境缀块构建研究混凝土式护岸没有植物根系可进入的孔隙,土壤动物及微生物也不可能生存,其生境被阻断,河道的自净能力降低。因此,修复混凝土受损河岸生态系统需要在土木工程设计上改变传统的混凝土护岸工程设计,在能够达到防止河岸崩塌及侵蚀的同时,创造出动植物及微生物能够生存的多孔隙河岸工程生态结构,并保持生境缀块的连续性,促使河岸植物连续生长,并确保鱼类等水生动物移动的路径。在用土木工程技术构建的多孔隙的河岸空间上,构建初始河岸植物群落,
6、并在人工启动下使其向顺行演替发展。2.适于生物生存的生态修复材料研究第一种是芦苇等护岸植物材料。芦苇具有适应性广,抗逆性强的特点,多自然生长在江、河、湖、海岸淤滩等地，具有很强的净化水质和保持水土的功能。同时芦苇群落是水陆生态系统交错区的代表性群落,也是动植物及微生物的重要生存空间，欧美及日本等国多采用芦苇修复混凝土受损河岸生态系统。第二种是生物相容型混凝土材料。适于生物生存的生态修复材料主要是研究动植物及微生物能够和谐共存的生物相容型混凝土。利用多孔混凝土空隙的透气、透水等性能,渗透植物所需营养,生长根系这一特点来种植草、灌木及乔木
7、等植物,恢复河岸植物群落。（三）研究方法此项研究应在工程控制论“反馈-控制”的基本范式指导下进行,其研究流程如下图所示。研究流程图1.河岸工程生态结构设计与构建初始植物群落的调查(调查与实验目的设定)（1）河道生态学条件调查。包括动植物、微生物适于生存条件的调查,生境缀块连续性条件的调查。（2）河岸工程学条件的调查。包括工程地质、地貌条件的调查,土壤侵蚀的调查,水质污染的调查。2.生境缀块模型的构建和修复材料研究(假说的设定)（1）适于生物生存生境缀块模型的构建。（2）适于生物生存的生态修复材料研究。包括适于生物生存的植物材料,适于生
8、物生存的混凝土材料。3.生境缀块模型的构建和修复材料研究(假说的实验)包括生境缀块模型实验和生态修复材料实验。4.模型和材料验证（假说的验证）包括客观性验证和主观性验证。5.典型事例积累和理论发展包括典型生境缀块构建事例
