河流生态学的理念及其在河流治理中的应用

赵伟东

(五常市水务局河道管理站，黑龙江五常150200)

河流的天然状态，往往不能完全为人类提供安全、舒适的生活环境，为了抵御水患灾害，保护河流沿岸生产、生活环境的安全，古往今来人类利用一系列治河建筑物来改变河道的天然情况，保障河流沿岸生产和生活活动的安全;同时通过堵塞汊流，疏浚浅滩，裁弯取直等措施，从而改善汛期过水能力，增加枯水期航深。研究表明，过去的河流治理中仅仅注重了人类的需求，忽视了河流生态的需要和保护，导致河流生态环境恶化。生态水利工程是寻求河流开发利用与恢复和保护之间完美结合有利工具，也为河流治理提供了新方法和思路。

1 河流生态学的理念

1.1 河流廊道的理念

景观生态学中用基质、斑块和廊道来描述不同的生态系统，廊道是指不同于景观中面积最大、连通性最好的景观类型－基质的狭长地带。按照廊道的结构划分，可以分为线状廊道、带状廊道和河流廊道3个类型［1］。

景观生态学中把与河流联系密切的河岸带和洪泛区这个复杂的生态系统，包括陆地、植物、动物及其内部的河流网络，称作河流廊道。河流廊道包括河道边缘、河漫滩、堤坝和部分高地［2］。河流廊道的宽度的变化，具有十分重要的生态功能意义。河流廊道的重要生态功能包括物质传输、污染物净化，并是动植物迁移、传播的通道和水生、陆生植物的栖息地。

河流廊道在控制水流和矿质养分流动方面具有十分重要的作用。当河流廊道较宽，延伸到河流两岸的高地时，径流和洪水的泛滥就会减小到最低程度，河岸侵蚀与矿质养分径流也会得到控制，河流沉积物和悬浮颗粒含量也相应最低，所以宽河流廊道内的水质一般比较好。

1.2 多自然型河流的理念

多自然性河流是日本学者提出的概念，其含义是尽量保持河流的自然状态，维护河流形态的多样性［3］。

不同的河流形态具有不同的生态功能。河流的不同形态在地貌上的表现不同，所具有的生态功能就有所不同。比如河流的蜿蜒程度不同，河段的水流状况就会不同，提供给不同的鱼类产卵、生存条件会不同;同时，河流的浅滩、深滩以及与之相连的湿地等，都具有特殊的生态功能和作用［4］。

河流形态多样性是生境多样性的基础。河流生态的多样性提供了生境的多样性，为河流廊道内的不同生物提供了不同的生存环境，保证不同的生物的生长、发育和繁衍的空间。

河流形态的多样性是河流生物多样性的条件。生物多样性是生态系统健康和稳定的基础和条件，然而只有河流廊道内形态具有多样性，生境才会具有多样性，生物多样性才能有保证。

河流的形态是河流自然演化的结果，具有人为方式不能模拟的作用和价值，在河流生态保护中意义十分重要。

2 河流生态学理念在河流治理中应用问题

生态水利工程将河流生态学的理念应用到河流治理中，指导河流治理的规划、设计与施工环节。河流生态学理念在河流治理中的应用，主要应体现在下述方面:

2.1 保护与恢复河流廊道的完整性

黑龙江省河流廊道普遍被严重破坏，尤其是平原区的河流，城市河段，由于城市发展和建设的需要，河流廊道被人为地缩窄，廊道基本上仅仅剩下河道;农村河段大部分地区农田已经开垦到了河边，形成了洪水冲刷后陡立的、参差不齐的土质河岸，遇到洪水极其不稳定。不论是大的河流，像松花江、嫩江等，还是中小河流，像呼兰河、阿什河、蚂蚁河等，均严重地存在着河流廊道被严重破坏的状况，致使流域的生态系统多样性受到破坏，河流廊道的生态环境质量下降，流域生态功能退化。因此，在河流治理中应重点保护河流廊道的完整性，创造条件积极恢复受损的河流廊道，扩大河流横向和纵向的连通性，横向上逐步清除河滩地上的农田，恢复河滩地和河岸边湿地、泡沼;纵向上保障河流的连续性，维持河流生态基流，重现河流的生机与活力。

2.2 维护河流形态的多样性

在河道治理的过程中应该尽力保持河流的自然状态，已经总结出的“宜弯则弯、宜宽则宽、人水相亲、和谐自然”的先进理念值得提倡和推广。河流形成的蜿蜒曲折的形态，是河流长期演化的结果，是河流与环境之间形成的平衡状态，河流的浅滩、深潭，具有不同的水流状态，为不同的水生生物提供了适生环境。因此，除非迫不得已的情况下，在河流的治理中实施的裁弯取直，人为地改变河道的走向是极其不可取的做法。传统的河流治理给河流留下的空间太小，有时对河流形态的改变也较大，这是错误的做法。应该从保证河流生态环境的观点出发，尽可能不对河流进行“脱胎换骨”的改造。

2.3 恢复与重建河岸植被带

河岸植被带是河流廊道的重要组成部分，河滨植被带具有十分重要的稳固河岸的作用，河岸植物的根系，如柳树及其它喜水植物盘根错节，与河岸的土体形成一体，恰似一道天然的河堤，具备较强的抗冲刷能力，保证河岸的稳定与安全。流域的地表径流通过两岸的坡地向河道汇集，径流在经过河岸植被带的过程中，茂密的植被带可以过滤地表径流中的悬浮物质，尤其是在洪水期地表径流往往夹带着大量的枯枝落叶和地表垃圾，河岸植被带可以有效地拦截这些物质，保持径流的清洁。研究表明，由于河岸植被带的存在，为植物和动物提供了良好的营养供给和生存空间，河岸植被带孕育了很多特有的植物和动物物种，造就了流域内独有的生物多样性条带。目前河岸植被带缺失状况主要表现在固岸保护林残缺不全、缺少管理林带和河漫滩草地带，恢复河岸植被带是未来河流治理的主要任务之一。国际上保护河岸植被带的通行做法是在河岸两侧保留一定宽度的河滨植被管理带，其中划分为保护区和管理区，一般保护区的宽度为30～50 m，管理区的宽度为20～30 m。根据河流的大小、河流生态保护的重要程度，规划设计河滨植被带的宽度，逐步恢复和重建河滨植被带。

2.4 开发和使用生态友好型工程材料

泥沙质河岸是天然河岸的主要组成物质，天然河底也沉积着一定厚度的淤泥与沙砾。河岸的土壤、泥沙中有大量的动物和微生物，河底的淤泥和沙砾是底栖生物的生存空间，这些动物、微生物和底栖生物在水生生态系统中具有净化水质、维护生态平衡的功能，一旦河岸与河底被硬质化，会导致生物和底栖生物的消失和河流生态功能的退化。

自然河流两岸生长发育着茂密的植物，横向上根据植物对水分要求的不同，发育着挺水植物带、湿水植物带和过渡带，组成完整的河岸缓冲带;纵向上沿河流廊道，形成河流绿色廊道，也提供了绿色为主的河流景观和生态廊道。河岸景观被混凝土、砌石等硬质材料包裹后，植物的根系很难穿过坚硬的表面，不利于植物的生长和发育，不仅严重地破坏和干扰河岸植被带的形成，而其将河岸绿色植被景观变成了单一灰白色调的人工建筑物，与自然河流既不协调。

生态型河流护岸是指在确保一定防洪能力的前提下，强调河流生态系统和景观的保护，重视护岸工程与河岸亲水设施结合的护岸设计。

生态友好型工程材料有生物护岸、生态型硬质护坡、土工织物护岸和植物材料护岸。国内外在工程中已经广泛地采用这些材料用于工程实践中，取得了良好的效果，在河流治理设计中应进一步推广和使用。

［1］何兴元.应用生态学［M］.北京:科学出版社，2004.

［2］高甲荣，冯泽深，高阳，刘英，等.河溪近自然评价—方法与应用［M］.北京:中国水利水电出版社，2010.

［3］财团法人河口整治中心(日).河流与自然环境［M］.郑州:黄河水利出版社，2004.

［4］董哲仁，孙东亚.生态水利工程原理与技术［M］.北京:中国水利水电出版社，2007.