河流生态修复理论技术及其应用
水生态修复技术在水环境修复中的应用及发展

水生态修复技术在水环境修复中的应用及发展摘要:我国尚属于发展中国家,经济发展对水资源较为依赖,国内的水生态环境污染严重,我国当前水资源的污染状况十分严重,超过六成的河流、湖泊及湿地的生态系统已经受到了不同程度的损害,治理形式十分严峻。
关键词:水生态;保护与修复;关键技术;发展水生态修复技术是生态工程技术的一种,主要利用水生态学中自我修复的原理对受污染的水体进行修复。
本文简要介绍了水生态修复技术的分类,分析了其在水环境修复中的重要应用,展望了水生态修复技术在未来的发展趋势。
1水生态修复技术及其应用现状水环境指的是自然生态系统中湖泊、江河等水体和其湿地组成的河湖生态系统。
水环境中的水域空间是水生生物群落和一些两栖生物群落的重要生存环境。
近些年来随着科技的进步,人类的活动范围不断扩大,社会的经济增长方式也有所改变,对水资源的利用达到了空前的地步,对水环境造成了严重的损害,这对整个环境的生态平衡有很大的负面影响。
水生态修复技术是生态工程技术的一种,利用恢复生态学和水生生态学来对受损的水生态环境进行结构和功能的修复,促进水生态系统的完整性恢复。
目前,水生态修复技术主要有两类:一是采用生物生态方法来处理和修复受损水生态环境;二是利用生态水利技术来达到治理受损水生态环境的目标。
2生物生态治理技术2.1生物修复技术生物修复技术是利用生物的新陈代谢对受损水体中的有机物和氮、磷等营养素进行净化治理,是我国最常用的治理技术之一。
生物修复技术包括人工湿地技术、土地处理技术、高效微生物固定化技术、水生植物处理和生物浮岛技术等。
人工湿地技术即是在一定条件下对生活污水、工业生产污水、农业污染水源和富营养化水体进行吸附、降解、转化等程序后,高效降低水体中的金属元素、有机物和病原微生物等。
人工湿地技术相对于天然湿地有许多优势,比如可靠性较高,对环境危害因素针对性较高等,缺点在于占用的土地面积较大,建设成本较高。
土地处理技术是一种相对传统的处理方法,主要是将土地作为处理的基本单位,并利用土壤中的微生物和植物的根茎等来实现对水体的净化功能,该技术的操作步骤简单,成本较低,便于实施,但是缺点也非常明显,包括处理能力较低,整个污水处理过程耗时过长等。
水环境生态修复技术

技术挑战
技术适用性
不同地区的水环境问题 具有差异性,需要因地 制宜地选择和调整生态
修复技术。
长期效果评估
修复技术实施后,需要 长时间监测和评估其效 果,以确定是否达到预
期目标。
技术协同性
水环境生态修复往往涉 及多种技术的综合运用 ,如何实现技术之间的
协同是关键。
公众参与与意识
提高公众对水环境问题 的认识,并鼓励他们参 与到生态修复工作中。
植物修复技术具有成本低、效果好、环境友好等优点,但 也存在一定的局限性,如处理周期较长、对某些重金属的 去除效果不佳等。
动物修复技术
动物修复技术是指利用水生动物如鱼 类、贝类和甲壳类等对污染物的吸收 和转化功能,达到净化水体的目的。
动物修复技术主要包括滤食性动物和 底栖动物两种类型,滤食性动物如鱼 类可以通过滤食作用去除水体中的悬 浮颗粒物和藻类等污染物,底栖动物 如贝类和甲壳类则可以通过吸附和富 集作用去除水体中的重金属和有机污 染物。
湖泊底质改善
通过清淤、底质改良等手 段,改善湖泊底质环境, 提高湖泊水质。
河流生态修复
河流生态系统恢复
通过恢复河流的自然状态 、修复河流生态系统,提 高河流的自净能力。
河流生态流量保障
通过合理调度水资源,保 障河流生态流量,维护河 流生态系统的稳定。
河流岸线修复
通过修复受损的河岸,提 高河岸的抗洪能力和生态 功能。
创新阶段
随着科技的不断进步和创新,水 环境生态修复技术也在不断创新 和完善,为解决全球水危机提供 了有力支持。
02
主要生态修复技术
微生物修复技术
微生物修复技术是指利用微生物的生命 代谢活动来减少污染物的浓度或毒性,
生态修复技术及其应用案例分析

生态修复技术及其应用案例分析生态环境问题已经成为了全球性的难题,人们开始意识到保护环境对于人类未来的生存至关重要。
生态修复技术应运而生。
它是以一种可持续的方式来恢复生态系统的自然过程,并在必要时对其进行修复和保护的一种科学技术,旨在创造一个人与自然和谐共存的环境。
一、湿地修复技术湿地是生态系统中生命力最强的地方之一,它可以为人们提供重要的生态物质和生态服务,如水文调节、修复和净化水体等。
湿地的修复技术主要涉及到植被修复、水质改善、生物多样性保护等方面。
植被修复技术是通过引入湿地原生的植物,创造一个适合它们生长的生态环境,提高湿地的营养和生态系统的生态链条,进而促进湿地的健康发展。
水质改善技术则是通过一些湿地内的生态过程来修复湖泊、河流和水库等地的水质问题。
比如,通过利用湿地内的微生物来降解有害物质,净化水质。
生物多样性保护技术主要是指受威胁或濒危的动植物物种的保护和繁殖,以及湿地内其他自然生态环境的保护,例如天然栖息地的保护和尽量避免人类破坏湿地等。
二、森林生态修复技术世界上的森林覆盖面积正在迅速减少,这对于地球的生态环境会带来极大的负面影响,如全球气候变暖等。
因此,森林修复技术是目前非常重要的技术之一。
森林生态修复技术可以涉及到多个方面,如森林种植、生态改善、土地保持、生态监测等。
森林种植技术是通过选择适合生长的树种,使用生态环境友好型的方式,重建已经丧失的森林,增加森林覆盖率,改善大气环境,缓解地球面临的气候变化问题。
生态改善技术则是通过在森林生态系统内引入一定数量的种群来激活生态系统,增加生物之间的相互作用,提高生态系统的稳定性和生态功能。
同时,生态改善技术还可以通过对森林中出现的害虫和疾病进行控制来提高森林稳定性和生存能力。
土地保持技术主要是指采用一系列适合该区域地质和土壤条件的技术,防止风蚀、水蚀、土壤侵蚀等现象。
生态监测技术主要以数字化的方式对森林生态系统里的动植物生存环境、树木生长情况及其他生态监测指标进行定量化和监测。
水利水电工程水土保持生态修复技术

水利水电工程水土保持生态修复技术摘要:水利水电工程作为水资源利用的主要形式,在水利水电工程运行中可通过水资源合理利用,创作出电力资源,以此来为人们生产、生活提供电能服务。
但从实际情况来看,我国水利水电工程建设中,由于管理和技术层面的不到位,也连带出了很多生态环境方面的负面影响,造成了水土流失等问题。
因此,当前还需能够在水利水电工程建设中做好生态修复技术的合理应用,加速整合水利水电工程经济效益、社会效益与生态效益,实现良性发展目标。
本文在分析水利水电工程生态修复特点的基础上,深入分析了该技术的应用对策。
关键词:水利水电工程;水土保持;生态修复技术1生态修复技术及其应用价值1.1生态修复技术概述生态修复就是在自然界的环境条件下,根据其本身的调控功能,对其进行调控与修补,并以此为前提,实现其良性、有序的发展。
由于人类越来越多的生产、生活行为已经打破了原有的生态平衡,必须使之回归到原有的平衡,即“生态修复”。
通常情况下,在相关部门的技术人员的帮助下,以现有的自然规律为指导,运用现代的技术,对自然的生态进行修复,进而达到对生态环境中物种、生物多样性的恢复。
因此,在传统上,生态修复技术不是一种功能性修复,而是一种对环境进行改造的过程。
当前,任何一项科技都无法实现对各类天然生态系统的有效治理,而因其对各种生态系统的治理要求也不尽相同。
1.2生态修复技术的应用价值中国拥有众多的江河湖泊,发展水利资源,对于国民经济和社会发展都有着极其重大的现实意义,极大地促进了我国的经济和社会发展。
水电工程存在着不可持续、易受到环境污染等问题。
从社会效益上讲,水力发电项目对提高社会的稳定性、减少对用电的约束、提高电力产量等都有积极的作用。
但从环保角度来看,水利建设必然会对周围的生态环境造成一定的冲击,从而对该区域的自然平衡造成一定的冲击。
综上所述,在建设过程中,水利水电工程工作人员不仅要重视对环境的保护,同时也要利用生态修复技术,保持水土,让水利水电工程更好地为国家和社会服务。
水利工程水土保持中生态修复技术的应用研究

对于目前的生态修复情况,最重要的是土壤资源的修复与保护,土壤的质量会直接影响生态修复的结果。在以往的水利工程项目施工中,通常采用比较粗放式的施工方式,如开挖弃渣的方式,从而使土壤遭到破坏,同时,在施工后,将工程弃渣回填到土壤中,导致回填土地中无法种植植物,而且植物也不能吸收土壤中的养分与水分。所以,在水利工程施工中,必须重视土壤保护工作,施工技术容易使表层土壤遭受到破坏,而施工废渣会使地表植物受到破坏,对此,必须保护好表层土壤与地表植物,以此防止水土流失情况的发生。
关键词:水利工程;水土保持;生态修复技术;应用
1生态修复技术及其应用作用
生态修复技术是指针对自然规律对自然生态系统展开人工修复的一系列过程。生态修复并非是传统意义上的功能修复,而是改善生态环境,保障植被多样性,注重对自然生态系统的重塑、引导、发展。从某种意义来说,人类无法直接修复自然生态系统,但可以通过科技手段,为自然恢复提供良好的外部环境,提高自然生态系统的修复速率。将生态修复技术应用到水土保持生态建设中,可以充分利用丘陵、山地的水土资源,提高土地的生产力,发挥土地的经济效益、社会效益。水土保持生态建设要求提高土地资源利用率、通过植树造林美化环境。水土保持生态建设作为一门多学科科目,包括环境学、生物学、地质学等,整个生态项目建设十分复杂。所以,我们要加强生态修复技术的研究工作,结合国家的法律法规,做好环境规划,促进生态系统良性循环的同时,加强水土流失治理,实现水利事业的可持续发展目标。
3水利工程建设过程中水土流失的危害
水土流失是自然因素和人为因素共同作用产生的。自然因素主要包括暴雨、地面陡坡和地面无植被等;人为因素主要是人类对森林无止境地开发,对草原的过度放牧,以及水利工程建设后没有对地面进行修复。水土流失的危害主要包括冲毁田地、降低土壤肥力以及影响生态平衡等。
生态水利河流湖泊生态治理理论及案例分析

生态水利河流湖泊生态治理理论及案例分析生态水利是一种综合运用生态学、水文学和水利学等相关科学理论和技术手段对水库、河流、湖泊等水域进行生态调控的水利工程。
生态水利河流湖泊生态治理的目标是恢复和维持水域的自然生态平衡,保护和增进水体生态系统的功能,提高水体的水质和生态环境。
本文将从理论和实践两方面进行生态水利河流湖泊生态治理的案例分析。
一、生态水利河流湖泊生态治理的理论基础1.生态系统恢复理论生态系统恢复理论是生态水利河流湖泊生态治理的核心理论之一、生态系统恢复是指在水力工程建设或人为活动造成生态系统破坏后,通过科学手段和技术措施,恢复、改善或再造受破坏的生态系统的过程。
生态系统恢复的基本原则包括原位修复、自然复建和仿生复制原则。
2.水环境保护理论水环境保护理论强调保护水体的生态功能和水质环境的稳定性。
通过构建合理的水源涵养区、湿地保护区和水生态保护区等,保护和修复水体的自洁能力,减少水体的污染负荷和水体的排放量,提高水体的自净能力,使水环境得到有效保护。
3.水环境质量评价理论水环境质量评价是生态水利河流湖泊生态治理的重要工具之一、通过对水体水质参数的测定、水质模型的建立和水环境质量评价指标的应用,对水体的污染程度和水质变化进行定量评价,为水体的生态调控和治理提供科学依据。
二、生态水利河流湖泊生态治理的案例分析1.青海湖生态治理青海湖是中国第三大淡水湖,也是中国最大的内陆湖泊。
由于农业、畜牧业和工业的影响,青海湖面临着生态环境恶化和水体水质下降的问题。
为了保护青海湖的生态环境,中国政府实施了一系列生态治理措施,包括湖岸防护林的建设、湖泊清淤和水体生态调控等。
通过这些措施,青海湖的水质得到了有效改善,湖泊的生态环境得到了恢复。
2.三峡水库生态调控三峡水库是世界最大的水利工程之一,对长江流域的生态环境产生了影响。
为了保护和修复长江流域的生态系统,中国政府实施了一系列水生态恢复和调控措施。
其中包括推进河流湿地的保护和恢复、实施鱼类放流和濒危物种保护等。
环境科学中的生态修复理论与技术

环境科学中的生态修复理论与技术随着城市的不断扩张以及人类活动的持续发展,环境污染的问题日益严重化。
为了维护人类生存环境和生态系统的平衡,环境科学学科逐渐发展起来。
在环境科学领域,生态修复理论和技术是一种重要的环境保护方式,其主要目的是通过人类的努力,修复和改善生态环境,提高生态系统的健康水平。
本文将介绍生态修复理论和技术的基本概念、原理以及实践应用情况。
一、生态修复理论的基本概念1.1生态修复的定义生态修复是通过一系列的生态学方法,对生物多样性、生态系统功能和结构等方面进行重建和恢复的过程。
生态修复强调的是在生态系统遭受损害时,通过一系列有效的措施来恢复生态系统的结构完整、功能鲜活、物种丰富多样以及生态具有稳定性。
1.2生态修复理论的基本原则生态修复理论的基本原则主要包括以下几个方面:(1) 灵活性原则:生态修复应该按照实际情况来选择有效的修复措施,即修复方法应该因地制宜,选择适用于局部情况的方法。
(2) 生态系统原则:生态修复应该侧重于生物多样性、生态系统的结构完整性和功能特点,而不仅仅是针对个别生态组件的修复。
(3) 持续性原则:生态修复应该着重于实现生态系统的长期稳定发展,以及对环境质量的持续改善。
1.3生态修复技术的分类生态修复技术常常被分为三类,即生物学修复技术、工程修复技术和社会心理修复技术。
(1) 生物学修复技术:一种主要通过种植植物、恢复草地、重建湿地等方式来恢复和改善受损生态环境的技术。
(2) 工程修复技术:一种主要通过土壤治理、植被覆盖、渗水控制等方式来恢复和改善生态环境的技术。
(3) 社会心理修复技术:该技术主要是通过社会心理干预、环境信息宣传以及环境教育等方式来促进公众对可持续发展的意识和理解,从而实现生态修复的目的。
二、生态修复技术在实践中的应用2.1水体生态修复水体是一个维系人类和自然生态平衡的重要元素,但是随着人们对水资源的过度开发和污染,水质质量急剧下降,生态系统受到破坏,导致水体生态系统的异常和病态化。
水环境治理中水生态修复工程技术的应用探讨

水环境治理中水生态修复工程技术的应用探讨摘要:水环境治理一直是环保领域的重点研究方向。
水生态修复工程技术可以用于修复和保护水资源,减少洪水和污染物的排放。
本文探讨了水生态修复工程技术的应用,包括选择合适的技术、工程的设计和施工、以及监测和评估。
本文介绍了水生态修复工程技术的原理和应用。
这些技术包括水文循环、土壤改良、植被恢复和水生生物修复等。
在选择技术时,需要考虑当地的水质情况和生态系统类型,以及技术的成本、施工周期和可持续性等因素。
本文还探讨了水生态修复工程技术在水环境治理中的应用。
这些技术可以用来解决不同类型的环境问题,例如洪水、污染源、湿地等。
在设计和施工方面,需要进行全面的考虑,以确保工程能够达到预期的效果。
同时,需要进行定期的监测和评估,以监控技术的发展和应用。
本文旨在探讨水生态修复工程技术在水环境治理中的应用,以及如何选择和应用该技术,以实现最佳的治理效果。
关键词:水环境修复工程工程技术引言:随着城市化进程的不断加速和水资源的日益短缺,水环境治理成为当前社会的重要议题。
水生态修复工程技术是水环境治理手段中的一种,通过采用各种技术手段,实现对水资源的修复和保护。
在当前水环境治理中,水生态修复工程技术的应用得到了广泛的关注和探讨。
水生态修复工程技术是指通过各种技术手段,对已污染的水体进行修复和再生,同时保护水资源。
该技术包括生物净化技术、水环境治理技术、水质提升技术等。
其中,生物净化技术是水生态修复工程技术中最常用的一种。
该技术通过将污染水体中的微生物进行培养和筛选,实现对污染物质的降解和吸附。
水环境治理技术则是指在水体污染后,通过水质监测、评估和控制,对水质进行提升和改善。
在实际应用中,水生态修复工程技术的应用受到了广泛的认可。
例如,在某城市进行的一项调查显示,采用水生态修复工程技术后,城市的水质得到了明显的提升[1]。
一、保护与修复我国水生态环境的重要意义保护与修复我国水生态环境的重要意义在于:1.确保地表和地下水质安全:水生态环境的保护与修复可以保证我国的地表和地下水质安全,防止污染和过度开采对水资源的危害,确保人民生活和工业用水的需求。
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河流生态修复理论技术及其应用提要:本文提出了河流生态修复整体模型,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,对典型示范工程进行了简单介绍。
关键词:胁迫,生态修复,模型,示范工程T HEORIES AND PRACTICES OF RIVER RESTORATIONDong Zheren, Sun Dongya, Peng JingABSTRACT:The holistic model of river ecosystem structure and function is proposed. Stresses of hydraulic engineering on river ecosystems are analyzed comprehensively. Countermeasures and technologies are brought forward for ecological compensations and rehabilitations, which overcome some shortcomings of traditional methodologies in hydraulic project planning, design and management. One demonstration project on river restoration is briefly introduced. Keywords: Stress, river restoration, holistic model, demonstration project1、前言水利工程在防洪、灌溉、供水、发电、航运和旅游等诸多方面对于保障社会安全、促进经济可持续发展发挥着巨大的作用,这是举世公认的事实。
但是另一方面,水坝和堤防建设、河道整治工程和跨流域调水工程等各类水利工程对于河流、湖泊生态系统也造成了胁迫效应。
水利工程的负面影响主要表现为改变了自然水文规律和引起地貌特征变化,从而不同程度地改变了生境条件,导致淡水生态系统结构和功能的变化。
水利工程的生态影响问题引起了社会各界的广泛关注,也逐渐变成了水利水电建设发展的瓶颈问题。
如何正确对待和处理水利工程的生态影响问题,需要坚持可持续发展的原则,用辩证的观点进行分析。
在工程技术层面上,纵观传统意义上水利工程的建设和管理目标,都是以建设和运行工程设施为手段,通过改造和控制河流,实现预期的经济效益和社会目标。
传统意义上的水利工程尽管满足了社会经济需求,但是在不同程度上忽视了淡水生态系统的健康需求,因此对生态系统构成了胁迫效应。
面对这个复杂问题,应坚持全面权衡利弊,力争趋利避害的辩证思维方法,探索通过工程措施、生物措施和管理措施,尽量避免、缓解或补偿水利工程对于河流生态系统的负面影响,达到社会经济效益与生态保护二者兼顾的目标。
本文系统阐述了水利工程的生态影响现象,分析了胁迫效应的机理,对于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和河流廊道生态修复技术,对典型示范工程进行了介绍。
2、水利工程对河流生态系统胁迫和机理分析自然力和人类活动对于淡水生态系统构成双重胁迫。
各类水利工程对淡水生态系统的胁迫是大规模人类活动的负面影响之一。
这种影响主要表现为改变了自然水文规律和引起地貌特征变化,从而不同程度地改变了生境条件,导致淡水生态系统的结构和功能的变化。
2.1 水文-生物-生态功能河流连续体四维模型本文作者根据近20 多年来生态学理论的发展以及对于河流生态系统的认识深化,在前人提出的河流连续体概念(Vannote, 1980)的基础上,通过进一步完善,提出“水文-生物-生态功能河流连续体”概念。
所谓“水文-生物-生态功能河流连续体四维模型”的内涵是:由河流水文-水力学过程空间连续性;生物群落结构空间连续性;营养物质流和能量流空间连续性;信息流空间连续性为要素的河流连续体模型,同时,考虑水文、生物及河流生态系统演变和进化的动态特征,需要建立时间坐标和尺度。
(1)河流水文-水力学因子三维连续性河流的流动是水体一种不可逆的单向运动,河流的水文-水力学因子用流量、水位、流速、脉动压力、水温等指标度量。
如果在河流的某一横断面建立三维坐标系,即水流的瞬时流动方向y 轴(纵向),在地平面上与水流垂直方向x 轴(横向),与地平面垂直向下的z轴(竖向),借以考察河流的三维运动(图1)。
在纵向y 方向河流的流动是主导方向,河流的流量、流速、脉动压力、水温等沿上中下游都是连续分布的,反映了河流顺水流方向的连续性。
河流是一个动态过程,河流依照水文学规律呈周期变化,形成年内洪水与枯水期交错发生的格局。
当洪水发生时,河水向侧向x 方向漫溢,使主流、河滩、河汊、静水区和湿地连成一体,形成复杂的水流系统,这就是河流侧向x 轴的连通性。
在竖向z 轴是地表水与地下水连接的通道,通过渗透的方式向地下水补给。
绝大部分自然河流的河床材料构成具有透水性的特征,因此在z 方向水体的连续性可以理解为渗透性。
(2)河流生物群落结构连续性河流不仅是一个流动的物理系统,更是一个动态的生态系统。
生物群落随河流水文-水力学特征(流量、水位、流速、流量、脉动压力、水温等)连续性变化也呈现连续性分布。
尽管大型河流可能穿过不同的气候分区,河流高程沿河流纵坡有很大差别,但是沿河流的生物群落仍然遵循连续性分布的规律。
这不仅反映在沿河流廊道植被的连续性分布,而且水生动物、无脊椎动物、昆虫、两栖动物、水禽和哺乳动物等都是遵循连续分布的规律,形成丰富有序的食物链(网)。
这种连续性的产生是由于在河流生态系统的演替过程中,生物群落对于水域生境条件不断进行调整和适应,反映了生物群落与淡水生境的适应性和相关性。
(3)营养物质流和能量流连续性河流的连续性不仅是生物群落分布的连续性,更是生态系统生物学过程的连续性。
由于水体具有良好的可溶性,使河流成为生态系统营养物质输移、扩散的主通道。
河流泥沙的输移扩散是河流运动的重要的因子。
附着在泥沙表面的营养物质随泥沙的运动迁移转化。
河流的纵向(y 轴)流动把营养物质沿上中下游输送。
在洪水季节洪水漫溢,又在横向(x 轴)把营养物质输送到河滩、河汊、静水区和湿地。
每年洪水的到来,对于河流的水生生物和水陆交错带的植物无疑是莫大的福音。
在河流的竖向(z 轴)河流向地下含水层的补给以及相对应化学成分的变化,并且在竖向还进行着营养物质的输移转化。
正因为如此,大多数河床含水层存在着丰富的生物量。
在上述3 个方向营养物质的输移转化,表现为营养物质流与能量流的空间与时间连续性,使得下游的生态过程与上游的生态过程直接相关。
(4)河流信息流的连续性河流为诸多鱼类和其它水生生物提供生命信号。
随着水文周期的变化,河流水位消长。
当洪水漫溢河滩和河汊、水陆交错湿地,一些鱼类离开河槽到河滩、河汊及湿地寻找避难所或产卵;当水位消落,鱼类又回到河流主槽。
鱼类的这些生命活动是对水位变化的正面响应。
河流的流速、水温等同样是众多水生生物的生命信号。
我国著名的中华鲟是一种溯源产卵洄游鱼类,每年秋季中华鲟成群结队逆流而上,在长江上游重庆以上河段的深潭及金沙江的急流中产卵,幼鱼顺江游到大海,在海洋生活10 余年后仍然返回长江上游,2000 公里不迷路。
其产卵季节与河流水温带来的信息关系密切,而河流的流速和脉动压力无疑对洄游鱼类长距离运动的导航信号。
由于河流的水文-水力学因子在空间上的连续性,就使得河流走廊的生态系统结构呈现连续性特点。
由于河流水文-水力学因子在时间上的连续性以及气候因素的影响,就使得河流走廊的生物群落随时间出现年内周期性的变化。
2.2 人类活动和水利水电工程对于河流生态系统的胁迫人类活动对于河流生态系统的胁迫,从更大的尺度研究应该包括近代人类活动引起的全球变化如气候变化引起河流径流量的变化,酸雨引起的河流水质变化等。
人类对水土资源的开发利用以及其他经济活动引起对于河流的胁迫效应,包括:水污染,超量用水,土地利用方式变化,对湖泊和河流滩地的围垦,生物入侵。
几千年来人类为了防洪安全与经济发展,对于河流进行了大量的人工改造。
特别是近一百多年来利用现代工程技术手段,对河流进行了大规模开发利用,兴建了大量工程设施,改变了河流地貌学特征。
河流近一百年来的人工变化超过了数万年的自然进化。
水利工程对于河流生态系统的胁迫主要来源于以下两个方面:一是河流的人工改造,包括1)自然河流的渠道化,2)自然河流的非连续化;二是跨流域调水工程,如图2 所示。
河流的人工渠道化破坏了自然河流所特有的蜿蜒性特征,改变了深潭与浅滩交错,急流与缓流交替的格局。
不透水和光滑的护坡材料阻碍了地表水与地下水的联通,改变了鱼类产卵条件。
这些因素的叠加,造成生物异质性下降,导致生物栖息地的质量的下降。
水域生态系统的结构与功能随之发生变化,特别是生物群落多样性将随之降低,引起淡水生态系统不同程度的退化。
(a) 自然状态河流,(b) 建设梯级水坝后的河流图 2 河流非连续化示意图上节提出的“水文-生物-生态功能河流连续体四维模型”概念,说明河流生态系统是一种开放的、流动的生态系统,其连续性不仅指一条河流的水文学意义上的连续性,同时也是对于生物群落至关重要的营养物质输移的连续性。
大坝将河流拦腰斩断,改变了连续性河流的规律,形成了河流的非连续性特征。
流动的河流变成了相对静止的人工湖,无论是库区还是大坝下游河段的流速、水深、水温及水流边界条件都发生了变化。
建有坝后式水电站的大坝运行是根据防洪和兴利需要进行调度,采用人工泄流方式,坝后经常或间断有水流下泄。
堤防工程妨碍了汛期主流与岔流之间的沟通,阻止了水流的横向扩展,形成另一种侧向的水流非连续性。
堤防把干流与滩地和洪泛区隔离,使岸边地带和洪泛区的栖息地发生改变。
跨流域调水工程打破了流域、水系的自然格局,改变了水文循环条件,对于水域和陆地生态系统产生胁迫效应。
针对水利工程对河流生态系统的胁迫问题,需要吸收生态学的理论知识,完善传统的水利工程技术,探索生态水利工程建设技术方法,构建与生态友好的水利水电工程技术体系,开展河流生态修复工作。
3、河流生态修复规划与河流健康评估河流生态修复规划与评估包括四部分主要内容:现状及历史调查分析;制定河流生态修复目标;提出规划对策,包括工程任务、管理措施和建立监测与评估系统;进行经济-生态效益综合评估。
编制河流生态修复规划的主要技术流程如下:(1)明确规划的总体思路,包括指导思想,遵循原则,体现人口-资源-环境协调的可持续发展观和人与自然和谐的理念。