第六章水域与湿地生态系统的恢复重建

#第八章水域与湿地生态系统的恢复重建第一节岸带生态系统的恢复重建不同尺度下不同类型的生态交错带均显示出较高的生物多样性,水陆交错带（海岸带；河岸带）等湿地生态交错带往往形成物种富集区,人类活动强烈改变了岸带生态系统的自然景观格局,引起生态交错带结构和功能的变化.海岸带；河岸带生态系统的恢复重建势在必行。一.海岸带生态系统的恢复重建（一）海岸生态系统的定义海岸带是海陆之间起交互作用的过渡地带,又可称为海陆交界带或水陆交界带.具有复杂多样的环境条件和丰富多彩的自然资源。海岸带由海岸（潮上带）；海滩（海涂；潮间带）和水下岸坡（潮下带）三部分组成,以海岸线为基线,向海陆两侧扩展,包括海岸环境及其毗连的水域.实际上是指海岸线向海陆两侧扩展一定距离的带状区域,兼有海洋和陆地两个生态系统的特征。海岸带是地球生态系统中最有生机的部分之一,同时也是生态系统平衡非常脆弱的地带。海岸带是地球上海；陆；气系统物质.能量；信息交换最频繁；最集中的区域,受物理；化学；生物；地质等多种因素的制约,是一个多功能；多界面.多过程的生态系统。海岸带生态系统属于过渡性生态系统.一般认为它由四个典型的生态子系统组成,包括海岸生态系统和近海海洋生态系统.以及部分陆地生态系统的森林；草原等）和部分湿地生态系统的a滩涂；沼泽等）。这四个子系统既保持着相对的独立性和完整性.又通过彼此之间的能量流动和物质循环构成一个联系紧密的大系统—海岸带生态系统.它具有较高的生物多样性和复杂多变的脆弱性。（二）全球海岸带生态系统的概况据统计，全球海岸线的总长度为16x104km（图6-1）。全球100km海岸线内的湿地生态系统的面积约为2700x104km2,其中欧洲和俄罗斯最高，约为550x104km2北美洲次之.约为150x104km2km2中美洲和加勒比海最小，约为150XI0'km2.1995年时，居住在海岸线100km以内的人数已超过22亿，约占全球人口密度的39。同时,每年还有上万人到海岸边度假旅游（表6-1）.（三）海岸带生态系统的功能海洋渔业是海岸生态系统中重要的组成部分,约有95%的捕鱼活动是在海岸生态系统中进行的.1997年从海洋和内陆水体中收获的海产品共640X104t,A类消费290x104t.另有290x104t用于制作动物饲料。海岸带还是旅游度假；休闲娱乐的理想场所,每年可以创造较高的经济收益（表6-2）。除提供生态服务和产品价值外,海岸生态系统还是一个天然的过滤系统。红树林；湿地和海草河床等海岸生态系统可以过滤或降解有毒污染物.吸收营养物质,井有助于控制病原体的繁殖。（四）海岸带主要的生态环境问题人类不合理的开发降低了海岸带生态系统的自我恢复能力,并使海岸带生态环境产生退化（洪华生等,2003）。赤潮危害赤潮（图6-2）原本是水生植物群落演替过程中发生的一种自然现象,赤潮生物的暴发性繁殖和死亡会引起水质的严重退化和生态平衡破坏,但人类大规模的工农业生产所带来的环境污染加剧了这一现象发生的次数和危害的程度。虽然赤潮发生的机理尚未弄清,但目前公认的是赤潮的发生与海岸带水体的富营养化程度有关,而海域的富营养化则很大程度上来自排人海域的工业废水和生活污水中的N；P及有机污染物，农田施用化肥的大量流失也是海域富营养化的重要来源（孙冷和黄朝迎.1999i张汉光，1999）。红树林破坏红树林是生长在热带；亚热带海岸潮间带的木本植物.红树林生长区内有丰富的物种多样性，生物资源丰富.对全球C、N等物质循环有重要意义，同时又能有效防-止海岸侵蚀。我国红树林主要分布在福建；两广及海南等地区，据报道.20世纪80年代初期我国尚有红树林约40000km2，20世纪90年代初仅剩下约15000km2，而且多变为低矮的次生群落.渐失其经济和生态价值。红树林的破坏.不但损害了海洋生物资源，而且带来了海岸侵蚀等人为灾害（李凡和张秀荣.2000）a渔业资源下降渔业资源和海洋生物多样性的下降可归因于河口等上游的毁林.工业污染及水坝的构建所造成的局部海域生物栖息地退化和破坏，但过度捕捞是造成海洋生物产量下降的主要原因。对某些经济物种的过度捕捞，将损害该物种的再生产能力.缩短食物链的传递，从而影响整个海域的生物恢复和多样化分布.由此渔业资源难以持续利用。海水养殖过度海岸带海水养殖是对海洋海产量的重要补充.但是这种高密集度的养殖方式有可能导致增养殖海区水质污染和生态系统失衡,进而产生各种危害增养殖生物的病害.使增养殖业遭受巨大损失。养殖过程中过剩的饵料；鱼虾排泄的废物和病菌将溶人海水.改变海岸带局部海域的水质状况和生态平衡,许多物种,包括植物和动物将难以继续生存,海水躬自净能力从而严重下降。而且,大规模的海水养殖将使水体和底泥中的营养物质含量升高,在闷热；无风等情况下还有可能引发"人为赤潮...海水养殖的副作用是:其排泄的废物将破坏滩涂的生物栖息地环境,而生物栖息地环境的改变将危及海岸带原先的地貌特征。例如,对虾养殖将导致附近红树林的退化和消失。化肥农药污染农田施用的化肥；农药随着径流进入海洋•造成海岸带海水营养盐水平骤然上升。由于PcBs•有机磷等农药在自然环境中降解缓慢.而对生物体的危害性又很大。相应地,由于非点源污染分布区域广大,难以集中处理.而且受种植作物.以及化肥和农药种类；季节；大气输送和降雨量等多种因素的影响和制约.难以定量地研究区域中农业活动对N；P积累和对海岸带整体污染的贡献。工业和生活污染工业部门将大量高浓度有机和无机废水排人海洋,如印染废水；重金属废水和强酸性废水等将给海洋生物带来灾难,而低浓度的有害成分将在有机体内存留，引起基因变异和生活习性改变，并通过食物链积累和放大•间接地损害了人类的健康。而大量使用含磷洗涤剂导致生活污水含磷量升高,这已被认为是海域富营养化的重要因素之一。工业废水的排放是许多发展中国家的最大污染来源,而合成有毒有机化学物被认为是一系列海洋生态毒理改变的致因,并将最终危及人类的健康。如今,合成有机物已经广布于海洋的每一个角落,尤其是在海岸带地区。海岸工程建设•围海造田和海水入侵围海造田的确缓解了部分地区耕地缺乏的难题•但围海造田不当也给海洋经济可持续发展带来了众多的危害（图6-3）or东湛江港所在的斜麻湾，填海造田已使湾内纳潮量减少了1/4,航道水域缩小，湛江湾内的几个军港发生不同程度的淤积•福建厦门湾受九龙江输沙影响，三角洲陆地以每年150m的速度向海延伸，目前其东湾已缩小40，湾内纳潮量减少38，海湾环境发生了巨大的变化（李凡和张秀荣，2000）由于超采地下水•海岸沙砾和不合理的海岸建设，已引起海岸带的海水入侵•海岸侵蚀和海岸线后退。一些来自陆源的海岸带威胁•如农业；林业；海岸建设和旅游业等•这些往往是海域营养盐•农药和油类等污染的重要来源。河口上游不合理的水坝建设；毁林及分流都将对海岸带河口区的生物栖息地生物群落的构成产生重大不可逆转的影响。港口发展建设和海岸沙石开采也会毁坏海岸带一些生物的重要栖息地片，起海岸侵蚀和栖息地退化。固体垃圾污染滨海旅游和陆源固体废物流失等人类活动将使塑料垃圾进人海洋，目前已被认为是海岸带固体废物的主要成分.其带来的环境影响很多，包括：通过缠绕•堵塞•降低再生产能力等途径降低海洋野生动物的生存能力：其上附着的菌类可传播海洋疾病等，同时海滩的塑料废物堆积将使滨海降低其美学价值.也将对旅游资源的可持续利用造成一定的损害（Murray和Gregory.2000）。（五）海岸带恢复技术为了减少海岸带资源破坏和避免生态进一步恶化.利用人工措施对已受到破坏和退化的海岸带进行生态恢复是改善海岸带现状的重要途径之一P海岸带生态恢复的理论基础是根据生态学原理，通过一定的生物;生态以及工程的技术与方法，人为地改变和切断生态系统退化的主导因子或过程•调整•配置和优化系统内部及其外界的物质；能量和信息的流动过程和时空次序•使生态系统的结构•功能和生态学潜力尽快成功地恢复到一定的或原有乃至更高的水平（叶功富等，2006）。海岸带恢复必须遵循海陆统筹的原则，以海洋；海岸带的生态环境承载力去规范陆域各种开发活动的方向；规模和强度。目前生态恢复的基本思路是，根据地带性规律;生态演替及生态位原理选择适宜的先锋植物•构造种群和生态系统，实行土壤•植被与生物同步分级恢复，以逐步使生态系统恢复到一定的功能水平s海岸带生态恢复的总体目标是，采用适当的生物；生态及工程技术，逐步恢复退化海岸带生态系统的结构和功能肩终达到海岸带生态系统的自我持续状态。人工河流水系的重新设计随着对淡水需求的日益增长•使得淡水资源量以及泥沙等沉积物锐减•引起海岸带沉陷;海水入侵，海岸带湿地大量消失。对人工河流水系的重新设计，是海岸带生态恢复的基础。海岸带恢复计划的措施主要是：重新设计河口水系，拆除海岸线和人海河流上的一些障碍物，重新恢复泥沙自然沉积和自然的水力平衡，从而起到控制海水入侵；防止海岸沉陷；保护海岸带湿地的目的。在美国佛罗里达州•为了恢复佛罗里达湾（FloridaBay）的自然生态环境，1995年实施了佛罗里达湾和泰勒沼泽（Taylorslough）计划，从而改善和恢复了佛罗里达湾海岸带生态环境。人工鱼礁生物恢复和护滩技术渔民很早就发现沉船周围水域中渔获量较高.于是想到将结构物用石块加重沉到水下，来提高捕获量，这就是人工鱼礁的方法。20世纪70年代,日本提出建造新型人工鱼礁保护水生动物以提高海岸带生物量.20世纪90年代,人们利用"矿物增长"（mineralaccretion）技术建造新型鱼礁.即在人工鱼礁上通人低压直流电.利用引起海水电解析出的碳酸钙和氢氧化镁等矿物附着在人工鱼礁上.形成类似于天然珊瑚礁的生长过程,在鱼礁不断增长的同时促进周围生物量的增长,达到海岸带生物种群恢复和海岸带保护的目的。海岸带湿地的生物恢复技术采用人工方法恢复和重建湿地是海岸带生态恢复的重要措施。在路易斯安娜萨宾自然保护区和得克萨斯海岸带地区,利用"梯状湿地技术（marshterra-cingtechnique）,在浅海区域修建缓坡状湿地,湿地建好后在上面种植互花米草及其他湿地植被.修建梯状湿地可以减弱海浪冲击；促使泥沙沉积；保护海滩,同时也可以为海洋生物提供栖息地（李红柳等,2003）。利用培育移植技术恢复红树林：巴基斯坦Indus三角洲红树林的面积在最近10年中大幅度减少。由于淡水流量大幅度减少及水坝的建设使供红树林生长的淤泥大量减少olucN巴基斯坦中心与sindh省林业部联手开始恢复被破坏的红树林生态系统q从1985年开始，一项旨在通过种植白骨壤（Avicenniamarina）和红茄客（Rhizophoramucronata）来恢复红树林树种的大型项目启动,人们将白骨壤的种子放在花盆中培育6个月到1年，之后将其移植到需要恢复的地区，而红茄家的种子则直接在恢复区内种植。自1985年以来，在lndus三角洲恢复的红树林面积已达1.2x104hm2,其中大多数种植的是白骨壤二.河岸带生态系统的恢复重建（—）河岸带生态系统的定义河岸带生态系统位于河水与陆地交界处的两侧.其范围包括河流廊道的高低水位之间以及从河流高水位至被洪水影响的高地区域，是陆地生态系统和水生生态系统的生态过渡区（Naiman和Decamps.1997;Naiman等.1993）.河岸带地区具有明显的边缘效应和丰富的生物多样性，是地球上多样性最丰富；变化最快；最为复杂的陆地生境之一，具有一系列的环境.社会和经济功能。（二）河岸带生态系统的特征河岸带生态系统是一类具有高地下水位的生态系统，具有独特的植被；土壤.地形地貌和水文特性。这些特性决定了河岸带生态系统的独特性.复杂性和动态性。构成河岸带生态系统的任何一个要素或者生物和物理过程的改变，都会引起其他要素和过程的变化（图6-4）。河岸带生态系统是陆地-水生生态系统相互作用的产物.与周围区域相比具有异常高的植物物种丰富度。河流水体的流动变化特性决定了河岸带植被群落和生态过程的连续进化。河水的频繁作用使得河岸带地区地形地貌和土壤结构经常发生复杂变化，导致河岸带植被呈斑块分布。河岸带植被种类丰富且独特，通过物质；能量和物种的交换.与相邻的水生生态系统和陆地生态系统发生强烈的相互作用（黄凯等，2007）。（三）河岸带生态系统的功能张建春和彭补拙（2003）将河岸带生态系统的功能归纳为：滞纳颗粒物质，过滤来自高地和地表径流所带来的污染物;维护遭受侵蚀的河岸i改进邻近地区的微气候并过滤受污染的空气;维持地表水的蓄积和地表及地下水的循环变动;产生并保持新的水陆交错植被群落i维持生境的离散和湿地之间的连接;维持无脊椎动物的丰富性和多样性i避免由于树冠阴影的影响而使水生巨型植物疯长i维持湿地内部的生境结构及其食物链.河岸带的功能可以简化为河岸带的廊道.缓冲带和护岸功能三大类（图6-5）。廊道功能廊道是组成景观的结构单元之一，具有生境；传输通道；过滤和阻抑作用，并可作为能量；物质和生物（个体）的源或汇.河岸带的廊道功能主要包括（Boon,1997）:增加物种种类的多样性（常住和暂时）；团为相邻地区之间物质和能量交换提供场所;团为该地区物种提供安全地带或其他资源：为生物提供分散和迁移的路径。根据河流廊道及其溶解物原理；宽度原理；连接度原理，具有宽而浓密植被的河流廊道可控制来自景观基底的溶解物质，为两岸内部物种提供足够的生境和通道，并能更好地减少来自周围景观的各种溶解物污染，保证水质不间断的河岸植被廊道能维持诸如水温低；含氧高的水生条件.有利于某些鱼类生存。缓冲带功能河岸缓冲带的功能是维持和提高水质.从地表径流中移除杀虫剂和化学物质。缓冲带可以是任何一种植被类型，包括草地.森林及各种形态的草本层等。如果有足够的面积，一个良好的缓冲带可以提供大量的动植物栖息地。护岸功能河岸侵蚀是一个复杂的现象，受多种因素的影响P河岸植被覆盖的密度与类型对河岸侵蚀的防护作用影响较大.沼泽植被通过保护河岸，覆盖河谷和河床降低了河床中的水流速度.防止了水流侵蚀.促进了泥沙沉积.在河边建造篱笆.树木和其他土木工程是最经济.最自然和最有效的方法。河岸带的护岸功能主要表现在:减小河岸一侧水流流速从而降低河水的侵蚀速度i通过河岸植物根系，增强河岸亚表层的强度以提高河岸的稳定性i作为河岸缓冲带可以防止漂浮物或冰块对河岸的影响.从而保护河岸（张建春和彭补拙.2002）。（四）河岸带生态系统退化机制在流域尺度上，生物及物理干扰的幅度和频率决定了河岸带植被群落的特徵和功能.以及河岸带生态系统物种的演替,流域特征（地形；地质；气候等邝4决定了这些过程的发展以及河岸带与周围系统的连接。在局部地区,生物的相互作用和外来物种的入侵则是导致河岸带植被多样性丧失的一个重要原因（黄凯等.2007）。河流水文特征的改变河流水文特征改变对河岸带生态系统的影响机制主要是通过改变河岸带土壤湿度；氧化还原电位；生物生存环境以及沉积物传输规律等途径产生作用。水文特征改变导致的洪水冲刷频率和幅度过小,使河岸带土壤湿度减少,地下水位降低，植被退化i洪水过大则使河岸带土壤饱和，洪泛区生物生存环境恶化，从而摧毁河岸植被.使河岸带物种多样性减少q筑坝；修建水库和引水分洪水坝能拦蓄大量的泥沙和营养物质，修建水库使河流流速减慢导致强水动力条件下的沉积物传输变成弱水动力条件下的沉降.使下游河流所携带沉积物大量减少，打破了河流与河岸带之间的沉积物动态平衡，进而使下游河岸带沼泽.湿地不断萎缩丧失。筑坝；修建水库还使河岸带生态系统破碎化，影响鱼类迁移和河岸带物种的扩散及其连续性。河岸带地区通常具有丰富的水媒传播植物，河流能够将大量的植物袍子长距离传输。筑坝隔断了河流的自然流动.破坏河流传播途径，导致河岸带植物区系的破碎化，进而使河岸带廊道的生态连续性遭到破坏.筑坝.修建水库和引水分洪的影响机制主要是通过改变河流自然水文和水力学特性，导致下游河岸带洪水干扰频率和幅度降低；改变沉积物传输规律，使河流沉积物负荷减少而使下游河岸带受到侵蚀而退化i改变河道物理形态.使河岸带生态连续性和生态完整性受到破坏，河岸带物种多样性减少。3.河道沟渠化河道沟渠化是指为了提供航道或增强行洪能力，对河道进行加宽；加深；裁弯取直和边岸衬砌等。河道沟渠化导致河岸带生态系统退化的影响机制主要表现在:将河水限制在河道内使河岸带丧失了河水的周期性冲刷作用，导致河岸带土壤湿度降低；河滩湿地萎缩以及水生植被退化；河岸带水位变动的消失干扰了河流与河岸带之间的物质能量循环，在水位回退期间的有机质更替；无脊椎动物和草食性鱼类迁移均被干扰而消失；生态系统食物链及生态平衡被打破，河岸带水生生物.水禽的栖息地丧失。4.人类活动人类活动导致河岸带生态系统退化的影响机制主要反映在人为清除河岸植被，改变土地利用格局，使河岸带景观均一化；洪水影响最小化。这些人为过程发生时.河岸带原始植被遭到破坏，土壤侵蚀加剧，鱼类和无脊椎动物的栖息地丧失•从而影响河岸带生态系统的结构和功能。城市化（urbanization）是河岸带退化的一个重要原因。城市化使河岸带地区地表硬化，沉积物产量减少.城市排水管网系统绕过河岸带地区直接进入河流。在河岸带发展农业和畜牧业时，人类清除河岸带植被造田；牲畜的践踏和啃啮可直接破坏河岸带植被。牲畜践踏可压实河岸带土壤•使径流加快从而减少可供植物利用的水分；牲畜啃啮导致草本植物茎叶消失，可使土壤温度上升.加快土壤表面的蒸发作用。外来物种的入侵河岸带生态系统的退化往往伴随着原始植被的退化和大量外来物种的入侵。外来物种入侵的主要影响表现在降低河岸带原始植被群落的多样性和功能.直接改变河岸带动物栖息地及河岸带有机物输入•影响水陆生态系统的物质能量交换等。流域尺度的干扰河岸带生态系统处在其所连接的河流流域之中，流域范围内的人类活动诸如农业；林业活动，道路修建等对河岸带生态系统产生间接的影响。流域是水和沉积物产生的一个基本单元，其产量和流域内的地质；气候；土壤.植被和土地利用等有关。流域内的人类活动能够在流域尺度上影响水和沉积物的产生，从而影响某一河段内水和沉积物的通量，导致河流洪峰流量增加和河流基本径流量改变，进而对河岸带生态系统产生间接的影响。流域尺度的干扰对河岸带的影响具体表现在:河道刷深；河道淤积；河岸带地下水位降低和河流冲刷过程改变等。（五）河岸带生态系统的恢复策略和方法退化河岸带生态恢复是指通过生物•生态及工程和管理手段•使河岸带生态系统结构;功能和生态学潜力恢复到一定的或者干扰前的水平。在进行生态恢复前首先应该优先考虑河岸带的自然恢复，明确干扰行为排除后河岸带是否能够自然恢复。当自然恢复无法达到预期目标时，则必须采取针对性的措施和主动的恢复方法，如改变河道内部.河岸带结构；种植计划等。退化河岸带恢复过程是人为或自然干扰破坏河岸带生态系统的逆向演替。国内外学者就退化河岸带生态系统恢复提出了一世策略和方法°wissmar和Beschta（1998）认为有效的河岸带生态恢复工程应包括：确定生态恢复目标（生态目标和物理目标）；基础数据和历史资料收集（地形地貌；水利条件调查等）i基于当地残遗生物物种特性的工程设计；长远的生态恢复规划；实施和监测。张建春和彭补拙（2002）认为，河岸带生态恢复首先必须根据河岸带的物理和生态特征以及受干扰的状况，正确地进行诊断分类，同时对影响河流的干扰类型和频率进行分类•并预测其物理和生物特征的变化，然后根据不同的自然地带性规律；生态演替及生态位原理选择适宜的先锋植物；构造种群和生态系统，实行土壤；植被与生物同步分级恢复。Kershner（1997）提出了一套基于流域分析方法（watershedanalysis）的退化河岸带生态恢复方法.包括7个关键步骤:流域系统特征分析.主要问题识别；现状评价；参考（退化前）状态描述；生态恢复目标确立；综合分析.恢复对策措施推荐。该方法主要侧重于分析的过程,其中.参考状态描述的目的在于确定目标;综合分析在于总结前述过程的研究,为确立推荐方案提供基础。综上所述,退化河岸带生态系统恢复应该基于景观生态学从流域尺度上进行考虑.在详细了解流域景观的时间和空间动力学变化特征的0河流连接度和功能.河岸带和陆地生态组成等）的基础上,识别影响河岸带生态系统的生物和物理作用过程,以及导致河岸带生态系统退化的干扰因子,在此基础上确定最适合的恢复工程地址.并针对不同的干扰类型采取相戌的对策措施。其中.正确识别自然影响和人为干扰所造成的河岸带功能和特性的改变最为关键第二节河流生态系统的恢复重建河流是流水作用形成的主要地貌类型,汇集和接纳地面径流和地下径流.沟通内陆和海洋,是自然界物质循环和能量流动的一个重要通途。河流生态系统在稳定水文环境；恢复生态平衡；提供生态服务；保护生物多样性等一系列可持续发展重大问题上具有重要的作用。然而.人类对河流的干预,极大地改变了自然河流生态系统。人类社会要实现可持续发展，就必须适当控制ii人力"对河流生态系统的干预，适当解放’（自然力“对河流生态系统的塑造和优化。河流系统的功能不同的河流在其不同阶段的主要功能具有很大差异，一般地.河流所具有的主要功能归纳如下（倪晋仁和刘元元，2006）:输水泄洪功能河流的输水功能可将地面短期积水及时排掉，并在不降水时汇集源头和两岸的地下水，使河道中保持一定的径流量.也使不同地区间的水量得以调剂。河流及其沿岸的洪泛区具有蓄洪能力，可自动调节水文过程，舒缓洪水向陆地的漫淹。另一方面，人类侵占河流洪泛区开展生产生活活动.并采取各种工程控制措施防止洪水向陆地的侵袭航运功能河流的航运功能极大地方便了地区之间的人口.物资等的流动。输沙功能输沙功能是一项河流必须满足的重要功能。对于一些多沙河流来说.甚至在输沙功能得到满足时.河流的所有其他功能都自动得以满足。河流输沙功能的衰竭将导致河道淤积的加剧和河流系统功能的丧失。发电功能河流因地形地貌的落差产生并储蓄了丰富的势能，水力发电是该能的有效转换形式.尼罗河的阿斯旺高坝每年提供的电能占20世纪70年代埃及发电总量的一半。我国黄河；长江等主要河流的水力发电也对社会的发展作出了重要贡献。供水功能人类的生存；生活；生产都离不开河流所提供的淡水资源。河流生态系统为人类饮水、农业灌溉、工业用水以及城市用水等提供了保障。6.自净功能河流生态系统能够通过自然稀释；扩散；氧化等一系列物理和生物化学反应来净化由径流带人河流的污染物.河流的自净功能保证了各种物质在河流生态系统中的循环利用，有效地防止了物质过分积累所形成的污染，使河流水环境得到净化和改良。生态功能河流为各种动植物提供了其生存所必需的淡水和栖息环境.河流生态功能包括对生物生存繁衍的支持和对各种栖息环境的支持等方面，是维持河流生态系统生物群落和栖息环境动态稳定的功能。河流对生物生存的支持功能最典型地体现在鱼类.河流对栖息环境的支持功能则主要体现在由河流形态的多样性所产生的生境多样性。湿地；河口三角洲；河岸缓冲带等都是构成河流生态系统的重要生境和子系统q河流生态系统的自我调节能力与生态系统结构密切相关，它反映了河流抵御外来干扰和维持系统平衡的能力.景观娱乐功能河流的娱乐功能是河流系统功能的重要组成部分.狭义的河流景观系指水面；河岸绿化带以及滨河建筑物等给人们带来的视觉上的美感，通常由河道.河滩和河岸植被三部分组成。河流景观娱乐功能主要表现为亲水功能和空间功能。广义的河流景观内涵被延伸到河流的自然循环和系统的平衡和健康。河流景观的结构和功能由河流自身的内在特征决定，同时在很大程度上受到外部扰动的影响q对于以观赏和娱乐作为部分功能的河流水体而言,由于河流景观与娱乐环境用水的水质要求并不太高,所以水量经常成为考虑的主要因素河流的上述功能相互联系.相互影响.相互制约,任一项功能的衰退都可能导致整个河流系统功能偏离平衡。河流生态系统恢复的迫切性随着科学技术的进步和工农业生产的发展,人类对河流的开发利用已经超过了河流的承载能力。例如,我国海河流域水资源的开发利用率超过90拓.明显超出国际公认的不影响河流生态环境的水资源开发率（40拓）,过度的开发利用导致了河流生态系统的退化。近几十年来.河流汇水区植被覆盖下降.城市各类污染排放；河流库坝工程建设.水资源过量开采；河流渠化.人工化.裁弯取直等对河流生态系统的结构；功能与动力学过程造成严重破坏.引发全球范围的河流生态系统退化与服务功能下降。河流退化成为全球性的生态环境问题。河流生态系统广泛联系着湿地.湖泊.海洋及森林；草地等,孕育着多种多样的物种,特别是鱼类。天然河渠有利于植物和鱼类的生长,它所形成的湿地具有显著的白净能力。但堤防工程建设破坏了水-陆的连续性,使沿河湿地大量消失。堤防的建设以混凝土护岸为主,混凝土河道切断了水土之间的联系和相互作用,其单调的水流状况不利于水生动植物的繁衍。堤防建设後,径流的人为控制程度提高,河流常常是富营养化和被严重污染的状态,大量的生物物种消失•例如美国佛罗里达州的Kissimmee河在20世纪60年代为防洪将160km的弯曲河流改为78km长；60m宽和9m深的混凝土水渠.导致了原河内的鱼类和水禽数量分别下降了75和90（Mark等,2000）。河流在建坝後,其物理.化学和生态特征都呈现出不同程度的病态,流域生态系统受到扰动和破坏,如河流干枯；湿地干涸以及三角洲和海岸线的退缩。水库建设破坏了流域；河口和近海地区的自然环境和生态系统,导致生物物种的灭绝和生物多样性的退化。河流被节点化；台阶化,其自然径流模式和正常的地质作用过程被改变。河水流速降低，自净能力削弱，水质下降,河道内外大量的生物数目就会减少q对白然水文过程的改变打破了自然状态下水的流动和沉淀物运输的平衡状态,之后需要花上百年的时间才能形成新的动态平衡,也可能永远都无法恢复原有的生态平衡（龙迪和潘巍,2006）.埃及的阿斯旺大坝自1970年投入使用以来,使得尼罗河上捕鱼业能捕捞到的品种几乎下降了2/3.地中海沙丁鱼的捕获量也因此下降了80%江河流域大规模蓄水.弓l水，改变水量分配和河川径流模式，使水文循环和自然环境劣变。例如黄河干流上已建和在建的大型水库（水电站）有irl峡.刘家峡；龙羊峡等10多座q按照水库调节流量的原理，有10多座大型水库调节的黄河应在洪水期洪峰得到削减不产生洪水灾害，枯水期流量增大从而维持正常水面和水深。然而，黄河近年来却频繁断流，严重影响到断流地区人民生活和工农业生产正常用水q黄河断流主要不仅与黄河总水量少.流域干旱有关，更与大坝拦蓄使径流量减少密切相关。黄河中上游逐级开发电站；修建水库，致使中下游河段水量减少，下游成为地上河.泥沙淤积。另外，大规模的河湖围垦；河网改造；岸边工程等，使季节性淹没区减少，天然湿地大量丧失，鱼类泅游通道不畅，各种适生生境；栖息地被大量压缩，有的甚至造成食物链中断，许多河流已由生物多样性丰富的生态系统渐渐变为不适于生物生存的环境了.如何对受捞河流生态系统进行修复，使河流重新回到健康状态已经成为人类亟待解决的环境问题之一。河流生态系统恢复重建的原则和方法河流生态恢复是指使用综合方法，使河流生态系统恢复因人类干扰而丧失或退化的自然功能。（—）河流生态恢复原则河流生态恢复受到越来越广泛的关注，在河流生态恢复中应遵循的原则有以下几点自然循环原则这是河流生态修复的基本原则。利用河流生态系统的自我调节能力.因势利导地采取适当的人为措施，使河流系统朝着自然和健康的方向发展.最大限度地构造人类和河流融洽和谐的环境.全面综合考虑气候.地质地貌；植被条件；河流状况；土地利用；城市规划；人口社会.产业结构；污染特征和管理机制等因素，可以查明河流受损的程度和原因，并据此明确河流治理修复的阶段和相应措施。功能性需求原则河流系统的健康.依赖于河流各项功能的发挥P为科学评估河流主要功能的状况，需要制定合理的表述各项功能的指标体系，明确各项指标对应平衡状态的标准，建立基于功能需求的受损河流修复的目标函数主功能优先原则河流系统各项功能的重要程度在不同河段和不同时段有所不同.当各项功能不能同时满足时，可以优先考虑河流的主功能，并依此来确定相应的功能指标。多功能协调原则河流系统健康所需满足的各项功能具有不同的指标要求.需要在单项功能指标分析的基础上.按照多功能协调的原则考虑各项功能.各项指标值之间的相互协调分时段考虑原则在不同的时间尺度或不同时段,河流系统会因外部条件改变或各项功能主导作用的交替变化而具有不同的动态变化特征。从较长的时段来看,河流系统功能的生态修复不可一蹴而就.对于受损程度不同；约束条件不同的河流,应该根据实际情况合理规划治理修复进程,明确河流当前所处的修复阶段。从每一具体阶段来看,应明确该阶段的治理修复目标,采取适当的修复措施。分段细化原卯河流的不同河段可能在河道比降；河道断面和平面形态等方面存在很大差异)而且各项功能在不同河段的指标值以及满足程度也不尽相同。因此.应该按照分河段细化的原则选择最具优先权的河段入手进行生态修复,通过局部细化与整体优化的结合达到满意的修复效果。生物多样性原则生物多样性是河流生态系统平衡和河流系统健康的基础。因此,河流生态修复应该遵循生态学中的生物多样性原则,在防止生物入侵的前提下片入本土生物,构建生境廊道,保护和增加河流系统生物多样性。景观美化原则河流生态修复应按照景观生态学原理,增加景观异质性.保留原河道的自然线形.运用植物以及其他自然材料构造河流景观。综合效益最大化原则河流生态系统的复杂性决定了最终修复结果和演替方向的不确定性,从而使得河流生态修复具有周期长；风险大；投资高的特点。因此,需要从流域系统出发进行整体分析,将近期利益与远期利益相结合,通过费用效益分析对现有限公司件下的费用.效益进行比较,根据河流所处的治理修复阶段.提出河流修复的最佳方案,获得最大的河流修复成效.实现社会；经济和生态环境效益的最大化。利益相关者有效参与原则河流生态修复需要考虑大众的接受；认同和支持。因此,在整个河流修复的过程中都应贯穿利益相关者有效参与的原则,最大限度地反映不同利益相关者的需求,从而使各方面的利益得以有效协调.使生态修复计划得以顺利实施.使河流系统得以健康维护。河流生态恢复的技术方法河流生态修复的目标是恢复河流系统的各项功能.从而恢复河流系统的健康。所以.各项河流生态修复技术应具有针对性,从修复各项功能指标入手,修复河流系统健康。河流生态修复的主要技术方法包括缓冲区恢复；植被恢复等技术。河道近自然恢复河道近自然恢复措施是指人类基于对生态系统的深刻认识.为实现生物多样性的保护以及对河流自然资源的永续利用,以生态为基础；以安全为原则；以恢复河流生态系统功能为目的的系统工程.河道的近自然恢复方法包括生态调节措施和工程改造措施。生态调节措施是指不拆除原有的破坏河流生态系统的水利工程,而对其进行改造的措施，如碎化混凝土河底，等宽河道中修建河心岛等i工程改造措施则是要拆除原有的水利工程,按照生态原则修建近自然治理的工程措施,如拆除高大；陡峭的护岸而修建长缓护坡,改变原有的堤线,恢复湿地.河岸缓冲带等(表6-3)。从生态学角度看，河道平面形态设计应该以自然河道平面或长期发展形成的河道形态为依据，保持和设计一些河溪自然形成的婉蜒蛇曲和蓄水湖池.以及河溪的网络结构。河道横断面根据景观；亲水；自然生态的要求.结合景观规划设计，在不改变河道行洪能力的情况下.改变单纯梯形断面的简单模式，采用多层台阶状复式断面结构.并兼顾各段独特风格和整体协调一致性(图6-6)。河流横向生态修复河流横向生态修复如图6-7所示。缓冲带修复:缓冲带是指河道与陆地的交接区域，如果这一区域较宽.也可称之为河边湿地.河谷或洪泛平原。在河流两岸各设置一定宽度的缓冲带是重要的河流横向生态修复方法.缓冲带修复可起到分蓄和削减洪水的功能.同时还具有其他修复作用，包括将洪水中污染物沉淀；过滤；净化.改善水质;截留.过滤暴雨径流，净化水体;提供野生动植物的生息环境i保持景观的自然特徵;为人类提供良好的生活休闲空间等。植被恢复:植被恢复是最普遍的河流修复的重要技术方法。植被可以通过影响河流的流动；河岸抗冲刷强度；泥沙沉积；河床稳定性和河道形态而对河流产生重大影响。工程修复:在配置缓冲带的同时，降低边坡是最有效的恢复措施。降低河道边坡的效益是多方面的。首先可降低河岸塌方频率，从而减少直接进入河流的泥沙;其次能够增加河道的宽度，形成类似于洪泛平原的区域。浅滩和深塘构建:由于较陡的护坡和颗粒较粗的泥沙，河流将自然地形成深浅交替的河段.称之为浅滩和深塘(湿地)。在坡度较陡和粗颗粒泥沙的河段.应把浅滩和深塘构建作为河流恢复的主要措施之一。河流纵向生态修复流量补偿:流量是河流的一项重要的水文特征.它的变化会对河流和流域的生物分布及其丰度带来影响.对于大流域上的综合利用工程.应有选择地对待补偿流量问题,最好使有限的河流维持足够大的流量,或者与天然径流量相同.以保持已经平衡了的生态环境.使其有十分类似于原始或天然的生物组成。（2）库区自然环境的补偿性恢复:构建和改善水库附近的野生动物生长环境.以替代失去的野生动物的栖息地,是库区自然环境恢复的重要措施。如加拿大老人河大坝修建以后,由于水库蓄水.200头常栖鹿和350~400头越冬鹿丧失了栖息地,各种动物都失去了树木的遮掩和屏障.还丧失了4处草原猎鹰的筑巢场所及5处黄腹土拨鼠的居留地;为了恢复库区自然生态环境,将1oookm2土地作为野生动物的栖息地,筑建了约25km长的挡雪栏.从积雪区获得的补水能够供给该地区的防护林生长,原有的5处湿地通过确保供水；建立水鸟栖息地，沿岸种植灌木和树木等措施得到了改善i在水库附近的深冲沟中修建了27座挡水小坝和壕沟，以便蓄留春季径流，维持树木生长i在水库周围还规划了24个供鸟类栖息的湿地，通过在悬崖边挖洞建起了30个猛禽栖息场所，并在原来土拔鼠居留地附近正常蓄水位以上为其建造替代生长环境（龙笛和措巍，2006）。通过一系列恢复措施，老人河库区周围的自然环境得到了明显改善。（3）消落带生态系统的恢复重建:由于水库调蓄运行和自然条件等原因，水位发生频繁的大幅度波动，水库周边消落带漫滩湿地和植被系统容易遭受破坏。因此片肖落区和水库边缘植被的恢复与重建十分必要P清落带生态系统的恢复重建具有其独特的方式.最佳选择是以植被工程为主；土石工程为辅的模式进行治理，即在环库的土质库岸段营造人工的.湿地的；固土能力强的草丛；湿地灌丛.湿地森林等保护型；经济型及观赏型植被.建立防止岸坡遭受侵蚀的立体防护林带。第三节湖泊生态系统的恢复重建湖泊为人类提供了水资源；生物资源；旅游资源；矿产资源和湿地资源，在国民经济和社会可持续发展中占有重要地位。湖泊内的生物群落与其生存环境之间，以及生物群落内不同种群生物之间不断进行着物质交换和能量流动，并处于互相作用和互相影响的动态平衡之中这种动态平衡系统即湖泊生态系统（lakeecosystem）。随着城市化进程的加快，围垦和城市开发使湖泊面积锐减，大量工农业废水；生活污水的排放.使湖泊生态系统遭到严重破坏，大大降低了湖泊对经济和社会可持续发展的支持能力片l发了一系列的生态环境问题。因此，保护和恢复湖泊生态系统是当前急需解决的问题。湖泊生态系统服务功能（一）资源功能湖泊不仅为居民提供必要的水源.同时还为城市提供防御.运输；防洪抗旱；补充地下水源等服务功能。例如聊城东昌湖古时即称为护城河，担负着城市的防御功能，京抗大运河穿其而过，繁荣了沿岸经济.使聊城成为沿岸九大商埠之一。南京市的玄武湖；莫愁湖等以其美丽的自然风光和历史文化吸引了大批游客和市民前往，对繁荣旅游业起到了重要的作用。（二）净化功能正常情况下，当工农业生产和人类其他活动等产生的农药；工业污染物；有毒物质进入湖泊时，湖泊的生物和化学过程可使有毒物质降解和转化。成小资等（2002）对南京莫愁湖的研究结果表明，水生植被系统在完整的湖区水体中的总氮；总磷比水生植被系统不健全的湖区低43.7和50.3。（三）防洪排涝功能湖泊是蓄水防洪排涝的天然“海绵••，可以在暴雨和河流涨水期储存过量的降水，避免发生洪涝灾害q以开封市为例，新中国成立以来市区内河流湖泊面积减少了大约200km2，其暴雨强度由此增加了1.33倍，市区内积水成涝的几率由此增加了1.5倍。（四）维持生物多样性的功能湖泊独特的生态环境决定了生物种类；物种总数；物种多样性都高于周围地区。如东昌湖地处暖温带，自然生态环境较优越，生物资源颇为丰富.湖区水生及沿岸植物种类达200多种，人工饲养及野生动物种类达70多种，其中国家级保护动物有中华沙秋鸭；天鹅；灰鹤；雀鹰等。外界干扰对湖泊生态系统的影响近几十年以来.在环境变化和人类活动加剧的影响下，许多湖泊的自然资源遭受严重破坏，生物多样性锐减.各种功能逐渐丧失（熊飞等，2006）。（—）环境变化对湖泊生态系统的影响气候变暖全球气温升高会引起湖泊降水量；蒸发量；水温；气压；风；水中溶解氧量；生物活动等发生改变.气候变暖是导致湖泊水位下降和面积萎缩的主要因子之一。水体平均温度升高，使冬季冰冻期缩短，夏季水温上升，直接影响整个湖泊生态系统的平衡。水位变化对湖泊水面影响很大，从而影响湖泊生态系统的正常功能。酸雨在湖泊生态系统中，当水体PB（6.5时，水体酸化对生物影响开始显现，随着水体酸化程度的加大，对水生态系统的影响也越发明显。研究表明.大部分水生生物对水体酸化及其所导致的水化学改变非常敏感.酸丽对生物体的影响包括代谢失调；死亡率增加；活性降低及繁殖率降低，从而引起生物多样性下降，群落结构简单化，食物链和种间关系遭到破坏.正常的生态平衡严重失调臭氧层破坏臭氧层被大量损耗后.吸收紫外辐射的能力大大减弱，导致到达地球表面的紫外线辐射明显增加.湖泊生态系统中，紫外线辐射能穿透10m的水层，直接对水生生物产生损伤而且会影响生态位和食物链，从而影响生态系统的结构。此外，紫外辐射还可以通过抑制藻类和各种细菌的生长及光解途径，对碳循环氮循环和硫循环产生影响.从而影响生态平衡和水体的自净能力（二）人类活动对湖泊生态系统的影响入湖污染各种点源和面源污染物中氮；磷等营养盐类汇入湖泊，并大量富集.给湖祚带来了难以控制的富营养化问题。过量的营养物质输入湖泊生态系统.会产生诸多生态环境问题如水华的形成.溶解氧下降鱼类死亡生物多样性降低等，从而影响生态系统的结构和功能，造成湖泊生态系统的恶性循环。如吉林省长春市的南湖，随着城市发展和市区扩大，人为活动影响加剧，排入南湖的污水逐年增加，水质逐渐恶化，1980年和1983年南湖局部水面出现什水华",湖水水质骤然恶化，溶解氧降至0~1.2mg/L,透明度仅为o.2（王宁等.2004）p除工业；农业;畜牧业等较为明显的人湖污染源外，水产养殖和旅游污染也是引起湖泊退化的主要原因。发展湖泊养殖时.向湖内投入大量的人畜粪便.B巴料•使水体呈现富营养化状况•养殖产生的副产物如剩余饵料•鱼虾粪便及死鱼虾均会导致水体污染;同时，密布的网箱阻碍水体的自然流动，严重影响水体正常的稀释自净功能。此外，随着旅游活动的加剧，垃圾污染；游船污染以及一些人为破坏活动等都会对湖泊生态系统产生负面影响。围湖垦殖大量的围湖垦殖不仅破坏了湖泊的自然景观,而且给湖泊生态系统带来巨大的负面影响q首先，垦殖活动改变了湖区的地表形态，直接导致湖泊蓄洪；调蓄能力的下降，例如，湖泊面积的萎缩致使洞庭湖在20世纪90年代调蓄洪水的能力仅为1954年调蓄洪水能力的55.4i其次，围湖垦殖会导致湖区气候变化和生物资源的破坏，湖泊围垦造成了鱼类生物多样性的下降，破坏了水鸟的栖息生境•从而影响到湖泊湿地生物群落结构的多样性i另外，围湖垦殖还会对湖区带来一些其他的生态问题,如大面积芦苇的种植和频繁的水灾•会加剧湖区血吸虫和其他病害的传播。水利工程水利工程的建设会造成江湖阻隔•导致江湖复合生态系统的退化和景观破碎，从而造成蓄洪能力下降;湖水自净能力下降；江湖间水生生物交流中断。从渔业角度看，水利工程造成的江湖阻隔削弱了长江通江湖泊的生态功能，成为导致鱼类资源下降和种类结构改变的主要原因之—。发电和灌溉等水利工程的调度和使用不合理，会对湖泊水资源状况产生影响，从而影响湖泊生态环境的恶化。另外，湖泊沿岸水利防浪堤和混凝土河床等人工设施的建设也会对湖泊生态系统产生一定程度的影响。防浪堤切断了湖泊与陆地的天然联系，破坏了湖泊的白净能力和生态系统的完整性。过度捕捞无节制的过度捕捞使许多湖泊渔业生产遭到破坏，鱼类种群结构发生变化湖泊生态系统偏离平衡状态，导致湖泊鱼类资源的衰竭.过度捕捞在影响鱼类资源的同时.也会对捕捞对象的生长产生一定的胁迫作用引起鱼类的低龄化；小型化.性成熟提前。过度捕捞还会对湖中其他水生生物产生一系列的连锁反应，破坏湖泊生态系统的结构，如对青海湖裸鲤的过度捕捞导致以其为食的鸟类资源的衰退。此外，渔业捕捞活动所带来的燃油泄漏.废弃物的丢弃等会造成湖区水质的污染和鱼类产卵场；栖息生境的破坏。外来种入侵在湖泊治理过程中，外来物种的盲目引进，对当地湿地生态系统带来不利影响。20世纪30年代作为饲料；观赏植物和防治重金属污染的植物引种的水葫芦，现已成恶性杂草c昆明滇池水面上布满水葫芦，使得很多水生生物处于灭绝边缘。湖泊生态恢复的主要内容湖泊生态恢复的核心和最终目标是通过重建和恢复水生生态系统受干扰前的功能及相应的物理；化学和生物特征，即在水生生态系统恢复的过程中要求重建干扰的物理条件，调整水和土壤中的化学条件，再建水体中的植物；动物和征生物群落。生态恢复的基本思路是运用地带性规律；植被演替规律及生态位原理.选择先锋植物，依照乔木；灌木与草本植物相结合的原则进行种群和生态系统的构建，实现土壤；植被与生物的同步分级恢复，使退化的生态系统逐步恢复到一定的功能水平。退化湖泊生态系统的恢复工作最初始于湖泊的污染治理和控制。20世纪50年代欧洲和北美洲的湖泊出现较严重的富营养化，湖泊污染源控制成为生态环境建设的重点工作。污染源控制措施有力实施后，一世湖泊的生态环境及时得到了修复，如位于美国西雅图的华盛顿湖在人湖污水实行导流后，水质得到改善，藻类水华消失，浮游动物和鱼类群落得到了恢复（carpenter等.1999）。然而.还有一些湖泊在外源控制初期湖水营养盐浓度下降较快,但随后营养盐维持在一个较高而相对稳定的水平,水华可能还会十分严重,针对这样的湖泊生态恢复,20世纪80年代,欧洲和北美洲开展了以生物操纵为主的生态恢复。20世纪90年代,我国开始了湖泊生态恢复的实验与研究。21世纪初,随着湖泊富营养化的加剧,湖泊生态恢复得到了广泛重视.先后在滇池等地开展了湖泊生态恢复的研究与工程示范.取得了一些阶段性的良好效果。目前较成功的湖泊恢复都是在外源负荷完全或基本控制的情况下实现的.而我国人口众多,污染负荷量大,一时还难以实现外源负荷的有效控制.湖泊污染治理与生态恢复面临着更严峻的挑战。湖泊生态恢复的关键技术以往研究的经验和教训表明,对湖泊水生生态系统的恢复,最主要的是先控制湖泊富营养化问题,关键是减少营养盐的输入；重建湖泊水生生态系统的植被,即必须采取顶端控制和底端治理相结合的治水策略。所谓顶端控制就是控制进入湖区的污染物的来源（点源和非点源）,底端治理就是对湖泊本身的综合治理,包括对湖泊典型区域的底泥疏浚和水生植物的恢复。（—）营养盐输入的顶端控制湖泊面临的主要胁迫包括：营养物质的输入（点源和非点源污染）导致的富营养化i过度养殖引起的水文及水体物理条件改变;外来种入侵以及由于人类活动造成的大量污染物的涌入.湖泊生态系统营养盐输入的顶端控制可分为控制源头污染和控制迁移途径两大类。控制源头污染指减少潜在运移的污染物数量,控制迁移途径指在污染物的运移途径中通过滞留径流；增加流动时间减少进人水体的污染物量。尹澄清等（1995）研究了在白洋淀进行组建的湖周水生植物构成的水陆交错带对陆源营养物质的截留作用,其研究结果表明湖周水陆交错带中的芦苇群落和群落间的小沟都能有效地截留陆源营养物质。因此,可以通过生态治理途径以及与此配套的生态管理模式,逐渐缓解和控制富营养化问题,主要措施包括：恢复或重建环湖湿地保护带环湖湿地能有效地阻滞；截留地表径流携带的悬浮物,降解和吸收氮；磷等污染物和其他有机物,从迁移和转化的途径上有效控制地表径流和潜流营养物入湖。这也是控制非点源污染的主要手段之—。恢复或重建入湖河流的河口湿地系统通过人工恢复耐污的；对污染物吸收量大的湿生和陆生植物,发挥植物良好的物理阻滞作用和净化作用.从水域径流控制入湖营养物质的输入。在提高水生植物对河水和地表径流净化作用的研究方面.重要工作是选择合适的水生植物种类和确定不同植物群落的组合。大量研究结果表明,不同物种或同一物种在不同湿地环境中的净化效果都会具有较大的差异性.植物构成的多样性对水体的净化效果明显高于单一物种。挺水植物如芦苇；水葱通过对水流的阻尼和减小风浪扰动使悬浮物沉降,起到净化水质的作用;浮叶植物和漂浮植物在光照和营养盐竞争上比浮游植物有优势，有良好的净化水质作用，且兼有经济效益和观赏价值i沉水植物和湖底水生植被可阻止上层水体动力扰动湖底,遏制底泥营养盐的释放,同时沉水植物通过养分竞争.生化相克等作用抑制浮游植物的生长。（二）湖泊生态系统的底端治理以生态工程原理为指导的底端治理在污染水体生态恢复中起到关键作用，主要利用植物及微生物与环境之间的相互作用，通过分解；吸收或吸附作用.对环境中的有机污染物和无机污染物进行清理，使水体生态环境重新得到恢复.包括植物恢复技术（如植物萃取技术；根际过滤技术；植物固化技术）和微生物修复技术（如集中式微生物系统水体修复技术；高效复合微生物菌群水体修复技术）。（三）湖岸带生态建设湖岸带生态建设的目标是通过生境改善和物种的恢复和保护，逐步恢复湖滨带退化生态系统的结构和功能，达到其自我维持和良性循环状态。生态建设包括湖滨湿地恢复及湖岸绿化。在恢复湖滨湿地时要注意保护当地物种多样性.保障湿地边缘生存物种的栖息场所和食物来源，在不同湿地；水道和周围地区建立能供物种迁徒的廊道.在湿地中建立走道来规范人类活动（陈甜甜和夏宜平，2006）.湖岸绿化应该完善环湖林带防止堤土流失;林带以乡土树种为主结合引进树种，形成缓冲带C注意防护能力强的树种与风景树种；经济树种的搭配，以及乔；灌；草的合理搭配：增加景观异质性和系统稳定性。第四节湿地生态系统的恢复重建湿地是水域和陆域相交错而成的特殊生态系统，具有多种功能.是自然界中最富有生物多样性的景观。湿地作为全球重要的生态系统之一，其巨大的物质生产和生态环境功能是其他生态系统无法替代的。一、湿地退化的概念美国Minnehaha流域管理委员会的研究人员将湿地退化定义为：湿地退化是指由于人类活动的影响而使湿地只能提供最小的功能和价值的变化，主要的人类活动包括排水；分水岭转移；物质填充；挖掘；污染物排放；植被破坏或邻近高地的管理。该定义强调了人类活动的影响对湿地功能和价值的破坏.《美国国家食物安全行为指南》为：湿地退化是由于人类活动的影响导致湿地的一种或多种功能减弱.受损或破坏。该定义强调了人为活动对湿地的作用.指出湿地的退化主要是湿地功能的退化（王世岩.2003，崔保山等,2006）。我国学者认为,湿地退化主要是指由于自然环境的变化.或是人类对湿地自然资源过度地以及不合理地利用而造成的湿地生态系统结构破坏；功能衰退；生物多样性减少；生物生产力下降以及湿地生产潜力衰退.湿地资源逐渐丧失等一系列生态环境恶化的现象（张晓龙和李培英,2004;王世岩.2003）.湿地退化是—种生态退化,是自然和人为因素共同作用下湿地生态系统的逆向演替过程湿地退化后湿地生态系统的结构发生变化,功能发生衰退,甚至丧失.系统主要表现出缓冲能力减弱,敏感性和脆弱性增加,对自然或人为扰动的抗逆性降低多样性减少且趋于单一化。湿地退化的机理从全球范围看,湿地退化和受损的主要原因是人类活动的干扰,其内在实质是系统结构的紊乱和功能的减弱.而外在表现上则是生物多样性下降或丧失以及自然景观的衰退。湿地退化的影响因素主要有以下几方面:湿地围垦与资源开发生物资源利用湿地水资源利用和工程建设等方面（表6-4）。（一）气候干旱化水资源系统是时空密切联系的动态系统,水量平衡是区域水资源持续利用的重要保证。场地水环境系统是区域水环境大系统的一个分支,系统中任何部分的变化必然引起整个区域水量平衡的变化。由于持续高温和干旱,一些地区的地表水面积锐减,多数泡沼水量明显减少,甚至处于枯水状态,以致湿地矿物质富集,水的矿化度增高,形成很多盐碱化湿地.恶化河流.泡沼的水质.（二）水利工程设施影响人为修建一世控制性水利工程如防洪大堤和水库等,切断了下游泡沼湿地汛期洪水的补给,破坏了湿地水文过程,出现盐碱化甚至干涸的现象。如向海湿地的水源主要靠霍林河和额穆泰河补给,但是霍林河上游白云花水库的修建对下游产生较大的影响.每年的4~6月由于中上游灌溉用水增加.下游水量陡减,如遇到枯水年下游可发生断流,沿河湿地得不到充足的地表水补给,水位下降（卞建民等,2004）。（三）土地资源的不合理开发经济利益的驱动使人类盲目开垦湿地资源,导致湿地中的芦苇生长受到严重破坏.面积和产量急剧下降,局部地段湿地面积下降10以上。湿地面积的下降和芦苇的减少,导致湿地的疏干；草根层破坏.降低了湿地对洪水的拦蓄功能。同时,湿地破坏后湿地向地下水补给水分的功能丧失.降低了地下水储量。湿地疏干後,湿生植被演变为中生或旱生植被,覆盖率降低,扩大了地表蒸腾蒸发.加剧了干旱化.盐碱化和风沙化的程度,导致区域生态环境的恶化。（四）湿地退化的制度成因湿地退化除了认识上的原因外,更为重要的是缺乏一套严格的体制和制度来强制性地限制人类活动（邓培雁和刘威,2007）。市场失灵与湿地退化在理想的市场经济条件下,市场机制可以实现资源的最优配置。但在现实中由于前提条件的不足,市场机制通常起不到最优配置资源的作用，即经济学生所谓的市场失灵（marketfailures）p市场失灵可以进一步被定义为.市场在引号经济过程走向社会最优化方面的无能为力,其中一个主要方面就是无法把外部影响反映在成本和价格中，或者是减少了效用和利润，使那些并未直接参与市场活动的当事者不得不承受这些外部性的侵害。按照制度理论，湿地功能与效益所表现出的经济属性，即效益外部性；公共物品性.产权的不完整性等.在自由市场经济体制的资源配置方式下，均属于市场失灵的范围，必然造成湿地资源的过度利用或低效利用，进而造成湿地丧失或退化。（1）外部性的存在:湿地外部性的存在使湿地生态系统的许多功能与效益+如作为重要物种的栖息地；调节气候.净化污染物等被排除在市场之外，其他人不用通过市场交换就能获益，即这些效益具有明显的正外部性。由于外部性的存在，湿地的市场价格不能如实反映其真实的价值.在开发利用过程中倾向于榈湿地低效率配置。（2）公共资源的特性:湿地所提供的许多功能和服务具有公共物品性质，扭调节气候；净化水质.调蓄洪水；维持生物多样性等。由于公共资源的非排他怊决定其消费具有共享性，一个人的消费不会影响或妨碍其他人的消费，即使他不愿意为湿地效益的消费付费.也不可能把他排除于湿地效益的消费之外，这种悍形为消费者"搭便车"提供了可能。由于环境效益的非排他性在现实中导致市场无力将其外溢的收益内部化，无法将"搭便车"者排除于受益范围，表现出公共犊品特有的强烈外部性，最终导致市场对公共物品的无效配置c这也是湿地价住被低估的原因之一，认为湿地的功能与效益是不用付费就可获得的，湿地具有萄低的价值。（3）产权不完整:建立明晰的产权是市场配置资源的根本前提，湿地效益启外部性特点及非排他性决定了湿地效益产权的不完整.使得市场机制不能自司将湿地资源配置到最有效的用途.湿地的许多效益常常超出特定湿地系统的空间范围，湿地所有者对湿地的功能边界控制能力有限.无法完整地拥有湿地带刃的所有收益。政府失灵与湿地退化政府失灵（governmentfailures）是指政府的行为不能纠正市场失灵，反而传湿地资源配置更加缺乏效率和公平。一般认为，政府失灵包括政策失灵和管道失灵。政府失灵导致的湿地退化主要包括:政府的不恰当行为导致湿地资源过度利用或污染破坏,缺乏政府干预所导致的湿地利用方式改变。（1）政策失灵:一些与湿地保护无关的政府政策往往比直接的湿地政策对湿地生态系统的影响更大。例如美国对开垦新耕地的补贴及经营上的优惠政策就刺激了对湿地的围垦和开垦i我国过去片面强调（’以粮为纲，弓1起了大面积毁林开荒;毁草开荒和园湖围海造田造地等现象，对自然生态环境造成严重的负面影响i追求农业高产，导致化肥的使用越来越多，而对化肥的补贴，使得化肥大量使用片l起了我国南方一些湖泊及海岸湿地的富营养化问题日趋严重。（2）管理失灵:我国湿地资源的开发利用与环境保护基本上是以行业和部门管理为主，所涉及的部门;行业;国家与地方;集体与个人之间存在利益冲突，管理牵涉面广，涉及部门多，常常造成管理上的混乱，不同地区与部门在湿地开发和保护管理方面存在各自为政;条块分割以及机构设置重复的现象，这些都不利于湿地资源的有效保护和管理.湿地管理体制中存在管理部门间的权限重叠部分过多，湿地资源的一些产权同时委托给不同政府部门.相互侵权现象较为严重。退化湿地的恢复湿地恢复是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建，再现干扰前的结构和功能，以及相关的物理;化学和生物学特性，使其发挥应有的作用.包括提高地下水位来养护沼泽.改善水禽栖息地;增加湖泊的深度和广度以扩大湖容门普加鱼的产量，增强调蓄功能;迁移湖泊;河流中的富营养沉积物以及有毒物质以净化水质:恢复泛滥平原的结构和功能以利于蓄纳洪水.提供野生生物栖息地以及户外娱乐区，同时恢复水质（崔保山和刘兴土，1999）。（一）湿地恢复理论指导湿地恢复的理论主要有次生演替理论；自我设计（self-design）理论和人侵（invasion）理论D次生演替理论认为，只要将受损生态系统的生境条件（对湿地而言最重要的是水位）恢复至受损前的状态，该系统的植被（乃至整个生物群落）便可以循序地按照一定演替轨迹自动向前发展，直至恢复为受拶前水平（所谓的"轨迹模式traiectorymodel）。人工干预的目的，一是要确保生境条件的恢复，二是要加速这一自然过程。这个指导恢复生态学的核心理论.近来受到了挑战：在圣迭戈湾（sweetwater）沼泽，植被10年来的年间变异及方向不明的变化表明该沼泽植被没有向原来状态恢复的迹象。自我设计（或自我调节）理论认为，在微型干扰下，泥炭沼泽可自动恢复.入也种对湿地植被的影响，目标种（desiredplant）；非目标种（undesiredplant）以及外来种在受损湿地中的定居和扩散等都可用该理论描述c（二）湿地恢复原则及目标湿地恢复的主要原则（1）可行性和可操作性原则：湿地恢复的可行性包括两个方面，即环境的可行性和技术的可操作性。通常情况下，湿地恢复的选择在很大程度上由现在的环境条件及空间范围所决定。在了解湿地生态系统的基底上，找出哪些地区需要恢复.哪类地区能够恢复，采取什么办法是可行的c（2）稀缺性和优先性原则：湿地恢复要具有针对性，必须要从当前最紧迫的任务出发。例如一些濒临灭绝的动植物物种，它们的栖息地恢复非常重要.即所谓的稀缺性和优先性。（3）最小风险和最大效益原则：湿地恢复不仅要考虑区域经济承受能力.而且要考虑恢复的经济效益和收益周期.（4）生物配置多样性原则：湿地恢复的过程中，应根据环境条件的多样性，优化.配置物种组合，恢复湿地生态系统的生物多样性。湿地恢复的目标根据不同的地域条件.不同社会；经济；文化背景要求，确立不同的湿地恢复目标：有些目标是恢复到原来的湿地状态;有些目标是重新获得一个既包括原有特性•又包括对人类有益的新特性状态i还有些目标是完全改变湿地的原有状态等。（三）湿地恢复的技术湿地恢复策略赵晓英和孙成权（1998）认为.不同的湿地类型.恢复的指标体系及相应策略有所不同（表6-5）。对沼泽湿地而言，由于泥炭提取；农业开发和城镇扩建使湿地受损和丧失.如要发挥沼泽在流域系统中原有的调蓄洪水；滞沉积物；净化水质；美学景观等功能.必须重新调整和配置沼泽湿地的形态；规模和位置，因为并非所有的沼泽湿地都有同样的价值（李丽和石月珍，2004）。就河缘湿地来讲，面对不断的陆地化过程及其污染，其恢复策略应主要集中在洪水危害的减小及其水质的净化上.通过疏浚河道；河漫滩湿地自然化；增加水流的持续性；防止侵蚀或沉积物进入等来控制陆地化，通过切断污染源以及加强非点源污染净化使河流水质得以恢复。对于红树林湿地而言.保持陆地径流的合理方式.严禁滥伐及矿物开采；保证营养物的稳定输入等是其恢复策略的主要内容湿地恢复策略经常由于缺乏科学知识而无法全面实施，特别是有机体对湿地丧失的原因.湿地的自然特性和对一些显著环境变量的控制等要素的响应机制还不明确。因此.对湿地水动力的理解及不同受损类型影响的评价是决定恢复策略成败与否的关键所在。湿地恢复的内容湿地恢复总体上应以保护；促进恢复和有条件的适度利用为原则（图6-8），从湿地水体；底质和生物等方面展开.实施内外环境建设；保护利用；理化技术与生态工程；传统模式与高新技术相结合的一系列示范工程,实现湿地无公害产业化开发和资源化处理,恢复和增加生物多样性及湿地景观.改善湿地生态系统的结构与功能e通过湿地生态系统及其生境恢复.实现湿地的防风护堤；洪水控制.野生生物保护；水质改良；污染控制；污水处理；渔业生产和生态旅游等功能。由于退化湿地生态系统的胁迫因素和恢复目标不同.其生态恢复设计的总体思路也不同(表6-6)。(1)湿地生境恢复:湿地生境恢复应结合原有湿地类型和地貌景观.形成深水.浅水；沼泽；滨水直至旱生的主体生境序列.继而利用坡度；光照；土壤；水体的组合,对每一生物圈层进行小气候生境的营造。根据生态学边缘效应原理,注重生境类型间的渗透与过渡,尽可能将那世符合审美情趣的生境与生物群落进行有序组织。(2)栖息地恢复:通过合理设计物种与生境间的搭配关系.依据物种的生态学特征和生境大小等.恢复和改善生物栖息环境。利用湿地自然景观要素(如森林.草地；芦苇地；浅水带等),营造鸟类理想栖息地;在河岸生态园种植湿地植物.为水禽和候鸟提供良好生活环境;通过天然招引和人工放养手段,经过一段时间抚育和自我繁衍平衡后,形成鱼类；两栖类；水禽类等的自然栖息环境,构成较完善的湿地生态链.恢复湿地生态稳定性和自我维持能力。基底恢复:湿地基底恢复主要通过工程措施,对湿地地形和地貌进行敢造.维护基底稳定与湿地面积,包括基底改造；水土保持；清淤等技术。水体恢复:湿地水体恢复包括水温条件恢复和水环境质量改善。乓体措施有:筑坝(抬高水位来养护沼泽.增加河体深度和广度以扩大河容.增强调蓄功能)及修建引水渠等。湿地水环境质量改善以生物措施为主,如在景观设计中有意识仿效自然.种植一些既有良好景观效果.又能有效净化水质的湿地植物,通过发达的根系能吸附水中悬浮物。而根系越发达产生的氧气越多,使大量好氧菌及深层厌氧菌对水体污染物质逐级吸收和降解。土壤恢复:在湿地土壤里加入修复剂,转化和驱除污乐物:利用具有超积累功能的植物吸收一些重金属污染物i在土层缺乏的地方采取客土移植，并适当引种植物，通过植物新陈代谢.增加i壤肥力；增加支流数目.恢复水文状况.进而恢复湿地基质条件。通过提高植被覆盖率.对不同坡度和地形进行改造(如坡改梯；修排水沟等)；加强农田基本建设；防止水土流失；建立复合农业系统；优化施肥等措施促进土壤恢复.湿地生物恢复:湿地植被恢复可采取物种选育；培植；引入；保护和移植，以及种群动态调控；群落优化配置与组建.生态演替控制等技术.使植被覆盖率达到50以上.在工程实施中.可将水生；湿生植物的种子.根茎；鳞茎.根系.幼苗和成体，甚至种子库土壤作为湿地植被恢复的材料。植被恢复优先利用原有种子库，短期恢复可选择育苗。湿地恢复初期，通常沉水植物困漂浮及水分浑浊，存在生存和繁殖困难而不被考虑，但中；后期引人沉水植物可有效维持底泥稳定。湿地植被恢复过程中，还要对外来物种实施防范性控制和实时控制。防范性控制是从源头上杜绝外来有害物种和病源虫源入侵，物种引进要经过严格的专家论证和病虫害检疫i实时控制是对已发现的外来物种•评价其环境效应和危害性，对有害外来物种采取生态控制为主，人工控制为辅的手段.最大限度降低其危害性。物种引入要实施严格的物种筛选与安全测试.确保遗传稳定和生态安全。湿地结构与功能恢复:在恢复湿地动物.植物;水体等自然景观的同时,创造必要的人工景观和多种生境,增强湿地景观美学感受。主要方法有限公司环境改造工程，采用芦苇.灌草；乔木等喜水湿地植物.分不同区域对现有和规划水系的驳岸进行处理，用自然;柔和而有修复功能的土质护岸，使土壤与植物相互作用；植物绿化以多样性为原则，尽量使用乡土植物与水生花卉•适当选择常绿树种•构成丰富的景观效果i低洼部分恢复水域，采用较多曲折岸线.不仅在空间上形成开敞;幽闭;线状等变化.而且布置了较多堤;湾;洲;岛，达到增强景观多样性和增加边缘生境的目的i岛内进行鱼虾放养•为景观生态系统的稳定性提供支持。

自然囲秦类虫山化湿地存在的主要问题翟保护恆引人拱水慎蹇杀统图週地存在的主要问融及理注态恢豊方案｛|:保世弔芒皿力表£"(,湿地生态系统恢复设计及其应用范国调整議地的生恣靈统设计作为洪水及鵰点池篙染控制的得地d态设卄士息工程设H■技札水土怩持栋■草技术〔半点曲控制按术；水土流塢控制号保护技术技术描施物理r化学及生辆处理技术土壊生物自净技术就地氓地问幣岸地湿地遞整淀地谨％K湿地开食区厢地恢复与血建厘地保护：唯懸采统枸建勺生态工棉與炕技术渎水控制湿地啦it非点源丙蟲悴制能地进计流域农业区及农场区簸城农业区用于污水处理的程地忙歳设汁城审污水"工业锻水自然囲秦类虫山化湿地存在的主要问题翟保护恆引人拱水慎蹇杀统图週地存在的主要问融及理注态恢豊方案｛|:保世弔芒皿力表£"(,湿地生态系统恢复设计及其应用范国调整議地的生恣靈统设计作为洪水及鵰点池篙染控制的得地d态设卄士息工程设H■技札水土怩持栋■草技术〔半点曲控制按术；水土流塢控制号保护技术技术描施物理r化学及生辆处理技术土壊生物自净技术就地氓地问幣岸地湿地遞整淀地谨％K湿地开食区厢地恢复与血建厘地保护：唯懸采统枸建勺生态工棉與炕技术渎水控制湿地啦it非点源丙蟲悴制能地进计流域农业区及农场区簸城农业区用于污水处理的程地忙歳设汁城审污水"工业锻水分类应用范閘&底流湿地垃计摩漏湿地谴汁岛屿序列求建、t哩証甩恢SL生物多样性恢复、河逍胳治、沖杭舫护林.生誉定位观圖口然湿地坟坐邂化或明显变化｛如沼泽陆地［匕湿地变再猊田)提咼植Mffil率、艳戕恢靭、外来麴种榨制.野生刷曲ftt护主境栖,0JtH我Q、水件啊S>I蛾恢臭、娠底恢勾人沟迪和