滨水带生态修复技术研究进展

滨水带生态修复技术研究进展

滨水区是水和陆地的生态交错带，具有明显的边缘效应。它用于抵抗洪水、调节水流、维护水土、蓄水、减少洪水、净化水质等。改善水生生态系统，调节微气候，改善区域生物多样性和美化环境，优化水生环境，为水生动物提供栖息地生存、繁殖和繁殖、诱饵和育肥的功能，避免其他系统的替代作用。自20世纪70年代起,人们开始关注滨水带研究。滨水带生境、生物廊道、生态恢复成为改善滨水带生态系统结构和功能的必然选择,近年来更成为生态环境领域的研究热点和前沿,对于保障城乡生态健康与安全,促进城乡生态性和经济性协调发展具有重要意义。滨水景观植物群落生态修复不仅要从结构稳定性,同时也应从生态系统保育角度考虑,综合对滨水生境、生物廊道、岸坡种群等生态因子的影响,考虑其能否保持水岸生态系统的可持续性,能否保持景观的可协调性。因此,本文通过研究水岸生态系统的结构和功能特征,就退化滨水景观带植物群落重建与生态修复技术的研究现状,详细分析与讨论生境恢复、生物廊道恢复、景观格局美化、水岸生态系统结构与功能优化等,为滨水景观带植物群落生态修复集成技术研究提供理论依据和技术支撑。1海岸生态功能和退化的原因1.1陆相中的水岸生态系统—滨水带生态环境功能滨水带作为水生态系统的重要组成部分,是水、陆生态系统间的过渡区,同时,其本身也是一个生态系统——水岸生态系统,是地球生物圈中一种十分重要的生态过渡带,含有边界和梯度2个特点1.2滨水景观特色滨水空间是连接水域与陆域交界的特殊空间,通过合理处理两个界面,使之有机结合,维持滨水景观空间品质、提升滨水景观空间固有特色,形成滨水带独特的线型景观。滨水带经济美学价值主要包括:(1)水岸文化、水工美学等人文景观价值,丰富地域风貌;(2)优美的滨水景观空间给人们提供休闲、娱乐的空间,具较强的游憩功能;(3)经济价值明显,优美的自然景观成为城乡开发中的旅游等资源,促进城乡景观繁荣昌盛。1.3系统稳定性下降退化生态系统是指生态系统的结构和功能可能在自然因素和人为干扰的作用下发生位移,位移的结果打破原有生态系统的平衡,使系统固有的功能遭到破坏或丧失,稳定性和生产力降低,抗干扰能力和平衡能力减弱2关于河岸生态恢复的科学研究在可持续发展思想的指导下,生态系统健康学逐渐成为一门新兴学科2.1栖息地恢复关键的研究受水陆生态系统共同影响,滨水带形成独特的生境类型。发育良好的滨水带具有一定的结构,即水体-沼泽带-洲滩带-低湿地带-陆地2.1.1水岸带基底改良为防洪防汛与经济开发,我国许多滨水带已被建立成近直立人工护岸、鱼塘滩地及农田,这对滨水带的基底结构造成严重破坏,且致风浪经护岸岩壁反射形成驻波,浪高增至两倍,更不利水生植物生长,导致植物对基底作用减弱,破坏程度进一步恶化。基底是水生植物扎根的基础,淤泥底质特征、有机质和营养盐限制等因素都会影响植物生长和群落结构。水岸带基底的突出特点是水分多,土壤肥力较高,空气湿度也较高(1)深槽-浅滩序列技术。自然滨水的水系纵断面可表现为深浅交替的凹岸和凸岸,也就是河道、湖泊内的深槽与浅滩。浅滩增加的紊动促进水流加强充氧外,其凸段底层也成为很多水生无脊椎动物的主要栖息地,是鱼类觅食的场所和保护区;深槽还是鱼类的保护区和缓慢释放到水体的有机物的储存区(2)生态清淤技术。基底改良也可通过植物根系降低土壤孔隙水压来加固土层和提高抗滑力、抗侵蚀性,稳定结构(图2)。国外较为常用的是“土壤生物工程”技术,从最原始的柴木枝条防护措施发展形成一套完整的理论体系和施工方法,并得到广泛应用。孙东亚等目前,国内外对水岸带基底特性研究较少,特别是深槽-浅滩序列的修复和重建技术,更多的运用于河流、湖泊水域内部基底,在滨水带上的运用还处于起步阶段,需要进一步的深入细化、量化,及推广运用。2.1.2人工驳岸建设驳岸设计形式对滨水带生态景观影响较大。现今由于缺乏合理的生态规划意识,多数城乡的滨水带以混凝土近直立式人工驳岸为主,隔断了水陆生态交错带,且其地面污染物经雨水冲刷后直接进入水体,加重水质污染。因此,驳岸改造也是退化水岸生态修复的重要手段之一2.1.3关于水文恢复技术的研究水文情势(HydrologicalRegime)是水生生物群落重要的生境条件之一2.2滨水走廊生物走廊恢复关键研究廊道(Corridor)是指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构,强化和构建联系廊道有利于维持物质、能量流通2.2.1生态系统研究水生植物是水岸生态系统的重要初级生产者,能够通过多种机制影响生态系统,这些机制包括营养竞争、抑制风浪和藻类、促进营养物质的沉积、稳定沉积物和岸坡、降低水体营养盐含量以及为水生动物提供觅食和庇护场所等2.2.2植被结构对水生植物群落的配置一个完整的水岸生态系统应该包括一定宽度的完整植被结构总体来看,国内外对滨水自然植物群落的研究较成熟,而从景观生态学角度系统的对水生植物群落人工配置的研究较少,有待于进一步深入研究。2.3滨海景观规划技术研究滨水带景观廊道网络不是孤立存在,是较特殊的空间,它具有特定的生境背景,并与其他形式的廊道连接一起,共同形成了流域的空间景观格局2.4河岸健康生态系统的结构与功能技术的研究退化生态系统的恢复与恢复生态学已成为国际生态学研究领域的热点。据研究2.4.2长期稳定管理技术的研究水岸生态系统的生物学和生态学过程十分活跃,生态脆弱性也非常明显3城市滨水景观生态修复集成技术应用与研究我国关于退化滨水景观带植物群落生态修复技术研究,尚处于定性、概念性、单一性的分析层面,而较深入的、复杂的、集成技术的研究报道甚少。因此,如何通过定量的、集成的技术研究,探讨水岸生态系统的结构和功能特点,确定恢复对象的时空范围及生境情况(如基底、驳岸、水文等),分析生境状况与污染类型,评价样区并了解导致生态系统退化的原因与过程,根据生态、社会、经济、文化和景观条件,提出生物廊道恢复理念,探索退化滨水景观带植物群落生态修复集成技术,确定恢复与重建生态系统结构与功能的理想目标,进行滨水景观生态恢复实践,并检测恢复中的关键变量与过程、评价恢复程度等,这是目前生态学者面临的重要任务和挑战。尤其是我国滨水带生态系统受损与破坏特别严重,河流、湖泊等水生态环境恶劣今后,滨水景观带植物群落生态