第11章-水域与湿地生态系统的恢复重建2016

✓ 基于景观生态学从流域尺度上考虑。
第二节 河流生态系统的 恢复重建
河流是流水作用形成的地貌类型，汇集和接纳地 面径流和地下径流，沟通内陆和大海，是自然界 物质循环和能量流动的一个重要通途。河流看作 地球动脉。
人类的生存文明和经济发展，总是与和流域有着 密不可分的关系。
人类对河流的干预，极大地改变了河流自然生态 系统。 自然力。
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，反过来使增养殖业遭受巨大损失。
卫星地图显示，汕头湾出海口已完成围海造 地20平方公里
围海造地的确缓解了部分地区耕地缺乏的困难， 但围海造地不当，也给海洋经济可持续发展带来 了众多的危害。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。
✓ 江河流域大规模蓄水、引水，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。黄河 断流
✓ 大规模的河湖围垦、河网改造、岸边工程等，使 天然湿地大量丧失，鱼类洄游通道不畅，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，河口和近海地区的自然环境和生态系统 破坏，导致生物物种的灭绝和生物多样性的退化；
✓河流横向生态修复 ➢缓冲带修复 ➢植被恢复 ➢工程修复 ➢浅滩和深塘构建
降低边坡
河流横向的生态修复（改自高阳等，2007）
三、河流生态系统恢复重建的原则和方法
✓ 河流纵向生态修复
➢流量补偿 ➢库区自然环境的补偿性恢复
重建野生动物栖息地
➢消落带生态系统的恢复重建 －植被工程为主，土石工程为铺
第三节 湖泊生态系统的 恢复重建
一、海岸带生态系统的恢复重建
（五）海岸带恢复技术 ✓人工河流水系的重新设计 ✓人工鱼礁生物恢复和护滩技术 ✓海岸带湿地的生物恢复技术
创建湿地条件， 梯状湿地技术
种植湿地植被。 培育移植技术恢 复红树林
美国东海岸Poplar岛人工恢复工程
二、河岸带生态系统的恢复重建
（一）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 。
湖泊生态系统
湖泊内的生物群落同其生存环境之间，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(Lake ecosystem)。
主要湖泊：鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖、巢湖、 南四湖、滇池、洱海、镜泊湖、日月潭、青海湖、纳 木错、羊卓雍错、呼伦湖、博斯腾湖
一、海岸带生态系统的恢复重建
（四）海岸带主要的生态环境问题 ✓ 赤潮危害－浮游生物，赤潮藻 ✓ 红树林破坏（4万减少到1.5万km2） ✓ 渔业资源下降－生物栖息地退化，过度渔业 ✓ 海水养殖过度－饵料、排泄物和病菌 ✓ 化肥农药污染－多氯联苯 ，有机磷 ✓ 工业和生活污染－印染废水、重金属废水和强酸性
1995年居住在海岸边的人口数量（引自WRI，2007）
距海岸距离 人口数量(百万) 占全球人口相对密度（%）
25 km以内
1,144
20
50 km以内
1,646
29
100 km以内
2,213
39
一、海岸带生态系统的恢复重建
（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%的捕鱼都捕于或生长于海岸生态系统中。
二、河岸带生态系统的恢复重建
（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。
城市化的加剧会导致岸带生 态系统的退化
二、河岸带生态系统的恢复重建
（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。改变河道内部和河岸带结构，植被 带构建。
✓ 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。
二、外界干扰对湖泊生态系统的影响
（一）环境变化对湖泊生态系统的影响 ✓ 气候变暖 ✓ 酸雨 ✓ 臭氧层破坏
（二）人类活动对湖泊生态系统的影响
✓ 入湖污染－点面污染，养殖，旅游 ✓ 围湖垦殖 ✓ 水利工程-江湖，湖泊陆地 ✓ 过度捕捞－鱼类资源的衰竭 ✓ 外来种入侵－水葫芦
随着城市发展和市区扩大，人为活动影响 加剧，排入吉林省长春市的南湖的污水逐 年增加，水质逐渐恶化，1980年和1983年 南湖局部水面出现“水华”，湖水水质骤 然恶化，溶解氧降至0-1.2mg/L，透明度仅 为0.2 m。
一、河流系统的功能
（一）输水泄洪功能 （二）航运功能 （三）输沙功能 （四）发电功能 （五）供水功能 （六）自净功能 （七）生态功能 （八）景观娱乐功能
二、河流生态系统恢复的迫切性
✓ 水资源过渡利用，海河90％，40％ ✓ 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、截弯取直等。 ✓ 水利工程建设。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；
生物（植被）
生物、物理过程 生物、物理过程
河岸带生态系统
生物、物理过程
土壤、地形、地貌
水文
河流生态系统组成及其联系（黄凯等，2007）
二、河岸带生态系统的恢复重建
（三）河岸带生态系统的功能 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 ：
✓ 廊道功能（宽度） ➢ 增加物种种类的多样性（长期和暂时）； ➢ 为相邻地区之间物质和能量交换提供场所； ➢ 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。
2600个－1平方
公里
一、湖泊的生态系统服务功能
（一）资源功能 （二）净化功能－有毒物质降解和转化 （三）防洪排涝功能 （四）维持生物多样性的功能
聊城东昌湖古时即称为护城河，担 负着城市的防御功能，京杭大运河 穿其而过，繁荣了沿岸经济，使聊 城成为沿岸九大商埠之一。
对南京莫愁湖的研究结果表明，水 生植物被系统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％。
二、河岸带生态系统的恢复重建
✓ 缓冲带功能 河岸缓冲带其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。
✓ 护岸功能 ➢ 减小河岸一侧水流流速降低河水的侵蚀速度； ➢ 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； ➢ 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 。
三、河流生态系统恢复重建的原则和方法
（一）河流生态恢复原则
自然循环原则 功能性需求原则 主功能优先原则 多功能协调原则 分时段考虑原则
分段细化原则 生物多样性原则 景观美化原则 综合效益最大化原则 利益相关者有效参与
三、河流生态系统恢复重建的原则和方法
（二）河流生态恢复的技术方法
✓河道近自然恢复：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； ➢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 。
湖泊面积的萎缩致使洞庭湖90年代调蓄洪 水能力仅为1954年调蓄洪水能力的55.4％
水葫芦等浮水植物的疯长，让滇池内许 多水生生物处于灭绝的边缘。上世纪60 年代以前滇池主要水生植物有16种，水 生动物68种，但到上世纪80年代，大部 分水生植物就开始逐渐消亡
三、湖泊生态恢复的主要内容
✓在恢复水生生态系统恢复的过程中要求重建干扰 前的物理条件，调整水和土壤中的化学条件，再 植水体中的植物、动物和微生物群落。 ✓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。 ✓控制污染负荷量—美国，中国
较高生物多样性，复杂多变的脆弱性
一、海岸带生态系统的恢复重建
（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16万km。全 球海岸线内的湿地生态系统的面积约为2700万 km2，其中欧洲和俄罗斯最高，约为550万km2 ；北美洲次之，约为500万km2；中美洲和加 勒比海最小，约为，在最小的范围内形成不同 流速，扩大生物生存空间 松散的河底物质能为水生动物提供避难所 ，为鱼类提供丰富的多样性空间
提高水宽、水深的差异性，创造两栖动物 生活区域 提高河流自净能力，形成断面流速分布多 样化，促进河岸植被生长
提高水宽、水源的差异性，增加流速的差 异性（使水流方向发生改变），河床物质 的多样性增加 提高纵、横断面流速的差异性，形成急滩 －浅滩的模式，在固底工程之间形成河床 物质的差异和变化
目的 河底差 异性
横断面 差异性
纵断面 差异
提高河 流的通 达性
近自然河道形态恢复措施及其生态作用
措施 采用不同颗粒径石块铺设 改造完全硬化河床，使水体与河床 物质之间交换顺畅 在河床上放置大块石
创造平缓水区 自然形成淤积（心岛、边滩）
横向工程（丁坝、固底工程） 斜坡固底工程