论河流及海洋水域生态影响因素及生态修复

闫允君

摘要：从水域生态的类型划分上来说，可以简单地将水域生态分为河流（淡水类）水域生态和海洋（咸水类）水域形态，河流及海洋水域生态有一定的相似性，也有一定的不同。目前学术界关于河流及海洋水域生态影响因素及生态修复有不同的观点。就研究结果来看，绝大多数的研究人员都认为影响河流及海洋水域生态的关键因素在于人为因素，而在修复方式上，多数是通过先进化的技术进行探讨。如生态袋砖改善河流水域生态、海水生态浮床改善海洋水域生态等。

关键词：河流水域；海洋水域；水域生态；影响因素；生态修复

1.河流（淡水）水域生态影响因素的研究综述

相较于海洋生态系统来说，河流的社会经济功能更为广泛，河流不仅具有供水的经济功能，还具有发电的社会经济功能，同时还有维持全球物质和水分循环、调节气候具有一定的作用，是人类生活及社会活动正常发挥的保障，河流水域生态受到人类活动影响更为明显。因为人类活动强度的增加河流生态也受到了诸多的负面影响，全世界范围内许多河流都面临着严重的水域生态问题，全世界未受到人类影响的河流生态系统寥寥无几，大多数的国家都存在着一定的河流生态系统破碎化情况，尤其是在一些发展中国家，其河流生态系统破坏类破碎化程度更是非常显著，尤其是发展中国家更是深受其害，A.K.米斯拉在《城市化对印度恒河流域水文水资源的影响》（1）一文中介绍了城市化对恒河流域水域生态的干扰和影响，指出水域生态恶化的原因主要来自于城市化进程中对恒河水质恶化。关于河流水域生态影响因素，绝大多数的研究者都认为来自于人类活动、水利设施的修建等。

1.1影响河流水域生态的关键因素

一是电厂。研究学者金腊华，黄报远，刘慧璇，等（2）对湛江电厂周围水域生态的情况进行了调查，发现湛江电厂队海水生态的影响主要体现在排水口附近温升在两度以上的狭小区域，电厂排水引起的水温上升对浮游生物和鱼类的影响较为明显，研究学者王丹也有相同的意见，在《象山港电厂温升水域海洋生态环境变化分析》（3）.以象山港电厂为例进行了讨论，其指出，夏季电厂增温区生物物种和数量减少导致整个渔业生产和海洋微生物的生长受到一定的影响，但电厂取水对大型水生生物和鱼类造成的危害更大，尤其是电厂取水对鱼类造成的冲撞危害也影响了水域生态。

二是船舶压载水携带外来物种。研究学者沈欣军，白希尧，汤红，等（4）对船舶压载水携带外来物种及其对生态环境的影响进行了探讨，其指出随着航运业的不断发展，船舶压载也是一种外来物种传播的媒介，让不同水域的物种传播到不同的其他水域，这些物种种类繁多，普遍具有适应性强、危害性大的特点，其指出控制船舶压载水的排放对于解决其对水域生态环境产生的影响具有一定的作用。SIMIC（5）在《全球性产业联盟（GIA）成立应对船舶压载水携带海洋外来生物入侵》同样指出这一问题。

三是水利工程。研究学者刘庄，沈渭寿，吴焕忠（6）从水情、水生生物、水环境质量等方面分析了水利设施对淮河水域生态环境的影响，其研究结果指出水利设施对水水域生态环境产生影响，水利设施的调节作用让大部分湖泊平均水位提升，水位下降，且被人开发幅度较大，阻碍了水生生物的回流通道，因此导致河流水流流速发生变化，水生生物数量种类都也有一定的变化，水体自净能力下降；除此之外，研究学者还指出水利设施在建设过程中因为闸坝的不合理调度，也可能会影响到突发性水污染事故。

1.2水利设施影响河流水域生态的主要表现形式

Sparks R提出了水域生态的层次分析法，在第一层次是在水利枢纽工程影响下导致能量和物质流入水域生态系统，对水域中的非生物环境产生一定的影响，这也是导致水域系统要素变化的根本原因，主要是因为水域水利水质的变化而影响环境的变化，而在第二个层次则因为水利枢纽条件变化引起水域生态系统结构和初级生物的非生物变化与生物变化，主要体现在水域中所涉及到的浮游生物、水生大型植物、岸边植被的变化；第三层次是由于第一层次和第二层次的综合利用导致生物种群发生了变化，直接导致水域河流生态环境的健康有一定的变化，在这一层次中体现出无脊椎动物，鱼类和鸟类，浦乳动物的变化等。

首先是对非生物环境的影响，陈常梅，陆经纬，李丽华对水利工程对水与生态的影响进行了探讨，水利工程对河流生态系统中非生物环境的影响，主要体现在水利工程的水库拦沙使得泥沙含量减少，浑浊量降低等情况，除此之外，一些水利工程还可能影响河流水域中氮含量，ph值和营养物的改变。除此之外，水利工程对水域径流的影响也有一定的作用，研究学者张竞月 指出，水位的波动从各个方面影响了水生生物的栖息地、水生生物光照、气候和波浪的改变等都会影响水域生物的生態模式。研究学者王同顺认为河流的水位变化，尤其是水域水位、涨落程度、频率和持续时间导致生态系统功能的主要因子发生了转变，因此大多数的河流水域径流及泥沙的运动规律呈现出季节性的变化，水利工程对下游的影响范围更大。

其次是对浮游生物和水生附着物的影响，黄荣静研究指出在上游库区内，浮游生物主要是生活在静水或缓流水的环境中，而在水库未修建时生物的种类比较少，水库修建让水流流速减缓，因此导致库区无机悬浮物和有机碎屑在库区沉积，进而增加了库区的无机和有机营养物，为浮游生物的生长创造了有利的条件；在水库蓄水之后，水生附着物对于淹没对象、较大的植物都会有一定的影响。在下游河道水库蓄水后，水浑浊度也将影响到总富有生物。

1.3修复河流水域生态的方法研究

随着全球范围内对水域生态系统的重视程度不断提升，各国对水域生态修复技术的研究也呈现出更为深入的研究，尤其是在一些发达国家对水域生态修复的研究和实验较多，技术也相对较为成熟，较大的水域生态系统修复工作也有了一些实力，如泰晤士河、密西西比河等一些大型的水域生态系统都已经在进行修复，并且取得了一定的成果，欧盟还提出了改善水质的修复计划，这是河流管理史上推动河流修复的重要推动力。

河流生态系统是一个开放、复杂、动态、非平衡、非线形的生态系统，而修复河流生态系统的核心，便是要对河流生态系统组成结构功能内容进行了解。Borella P，Guerrieri E对军团菌进入人工水域的机制以及使它们在水生生境中生存和生长的因素进行了探讨，其研究结论认为军团菌表现出独特的和多种策略通常损害其他细菌生存。这些策略包括进入活的非可培养的能力在（VBNC）状态，增加细胞内多种原生动物，如变形虫，在生物膜和生物能增强/其他水生细菌的存在抑制了生存。研究学者侯棻指出，河流修复其本意应该是恢复河流水域生态系统，或接近于受到受损之前的状态，修复河流水生态，意味着重建受干扰水域的功能及相关的物理化学和生物特征研究，学者指出，修复是一种可能的保护手段，其主要的目的是为了让河流不再处于半自然的状态。

2.海洋水域生态影响因素的研究综述

海洋生态系统是由海洋生态系统、海洋经济系统与海洋社会系统组成的具有海洋特色的复合系统。海洋水生态的开发利用和保护需要以海洋或海岸带资源为对象，研究与海洋直接相关的生产、流通、销售、服务、消费等相关经济活动。

2.1海洋生态与海洋经济可持续发展

目前大多数学术研究者对海洋水域生态的研究，多数是是结合海洋生态经济学概念进行研究，由于海洋已经成为一种有效的经济场合，并且是诸多经济活动的场所，因此在进行经济环境、资源社会协调发展的过程中，将海洋水域生态作为一种生态经济学进行讨论，是不少经济学家和生态学家在研究海洋生态，水域生态环境过程中关键讨论的问题。Auster P J，Bergstad O A对北大西洋的水域生态数据进行建模和海底栖息地渔业调查，通过对水资源的调查和监测，系统地分析了水资源开发与水环境保护，其认为海洋水域生态系统是一个由许多组件组成的复杂系统，无法通过传统的归纳方法的事件处理，海洋存在生态系统的自我强化的循环，这种系统在常规力量下有助于维护生态系统的连贯性。

2.2影响海洋水域生态的关键因素

海洋水域生态涵盖整个海洋生物营养、环境和竞争相互作用，以及这些对海洋系统生产力、动态和结构的影响。1982年，Barnes R S K，Hughes R N.在《An introduction to marine ecology[M]//An introduction to marine ecology》这本教科书中对海洋生态概念和水域生态提出启发性的介绍。并将影响海洋水域生态的关键因素重点放在人类影响方面，并在渔业、海洋生态系统和人类干扰和养护方面进行了探讨，尤其是对渔业、海洋生态系统、养护和污染进行分析，并且认为人类活动是影响海洋水域生态的关键因素。

Danielopol D L，Gunatilaka A对澳大利亚一些地区的例子进行探讨。同样突出了人的利用和对海洋水域生态环境的影响。对海洋生态系统和物理条件之间的关系：珊瑚礁和珊瑚群落；珊瑚礁鱼类群落；其他礁组件和流程；海藻、海草和其他季节性；动态基质；潮间带-曼相关的生态系统，湿地、盐沼和海岸等进行调查发现，该区域的人类使用和管理，包括渔业对其生态环境影响巨大。Ulanowicz R E对海的咸水生态进行了研究，其指出海洋生态系统食物网本质上是从陆地或淡水不同，这意味着研究影响海洋水域生态的关键因素也必须重视食物网。研究学者对当前我国海洋生态受污染的因素进行综合性调查，尤其是对渤海长三角珠三角等沿海地区区域经济和海洋经济发展影响因素进行进步的，调查分析结果，发现影响海洋水域生态的关键一，要素在于无机氮活性磷酸盐和石油类。

此外，化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量比地球以前经历过的海水化学变化要快得多，绝大多数学者认为这种变化的速度和程度会影响浅海海洋生物，直接影响到海洋水域生态，江刚指出增加的CO2扩散从大气进入海洋水面，导致CO2分压的增加，并减少[CO32-]和pH的CO2驱动海洋酸化导致减少碳酸钙（碳酸钙）在海洋表面的水饱和状态，对钙化的潜在影响较为明显。Kurihara H，晴子 栗原.Kurihara，H讨论了目前的研究主要集中在海洋酸化对早期发育和繁殖阶段的钙化作用，两者都认为在一个生命周期对环境变化最脆弱的阶段。实验室的实验表明，海洋酸化对施肥，负面影响卵裂，包括棘皮动物，双壳贝类的沉降和生殖阶段，珊瑚、甲壳动物。在高CO2浓度的耐受性方面，存在显著的个体发育影响和种属差异。得出的结论是，在未来的海洋酸度变化可能会影响人口规模和动态，以及钙化的群落结构，因此将对海洋生态系统产生负面影响。

2.3海洋水域生态的监测及修复研究

首先，对于海洋水域生态的监测。Jennings S，Andersen K H在1975年提出浮游生物指示灯、浮游生物记录器对海洋水域生态情况进行调查，并把科学和工业结合起来。目前这种生态足迹法在海洋水域生态监测和海洋水域生态修复中非常常见，研究学者张瑜提出，利用生态足迹指数进行可持续发展测度研究，对海洋渔业生态足迹指数进行渔业资源的可持续利用有着重要意义。研究学者李忠义，金显仕，庄志猛，等对稳定同位素技术在水域生态系统研究中的应用进行了探讨，其指出，稳定同位素是一种天然的方式，在水域生态学的应用应该被重视，在水域生态系统的应用具有重要的意义。除此之外，时间序列观测是海洋学的一个重要组成部分。在过去的二十年中，时间序列扩大了人们海洋生态过程的认识，是改进物理地球化学生态海洋动力学模型的重要组成部分。

其次，关于海洋水域生态修复，肖楚田在《武汉极地海洋世界：污染控制與水体生态修复并重》中提出，水质改善、保护工程与景观建设相结合是海洋水域生态修复的有效方法；除此之外，近年来很多研究人员将研究重点还放在了高效能、低成本的咸水型生态浮床的开发，2010年11月6日，厦门 大学海洋与环境学院、近海海洋环境科学国家重点实验室黄凌风教授牵头承担的"十一五"863计划海洋技术领域"成功研究出了一种“海水生态浮床技术”，该技术取得了一定的修复成果，并且突破了"耐海水修复植物选育"和"耐海水柔性浮床"两项主要关键技术。

注释：

（1）A.K.米斯拉，朱庆云.城市化对印度恒河流域水文水资源的影响[J].水利水电快报，2011，32（8）：14-18.

（2）金腊华，黄报远，刘慧璇，等.湛江电厂对周围水域生态的影响分析[J].生态科学，2003，22（2）：165-167.

（3）王丹.象山港电厂温升水域海洋生态环境变化分析[D].中国海洋大学，2014.

（4）沈欣军，白希尧，汤红，等.船舶压载水携带外来物种及其对水域生态环境的影响[J].生态学杂志，2004，23（1）：125-128.

（5）SIMIC，张善杰.全球性产业联盟（GIA）成立应对船舶压载水携带海洋外来生物入侵[J].海运纵览，2009（3）：38-38.

（6）刘庄，沈渭寿，吴焕忠.水利设施对淮河水域生态环境的影响[J].地理与地理信息科学，2003，19（2）：77-81.