生态系统的修复范文

导语：如何才能写好一篇生态系统的修复，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：生态系统；水土保持；修复

中图分类号：S891+.5 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

城市水环境是城市生态环境的重要组成部分, 也是市民休闲娱乐、维护城市生态平衡的重要手段。但是随着城市快速化发展,我国城市水环境的污染问题越来越严重,一些不法企业和不正确的生活习惯,导致城市当中的一些湖泊、河流失去了生态调节功能,给城市环境发展带来了很大的负面影响,也影响了城市居民生活条件的提高。国家对水问题的认识不断深化，采取了一系列正确的方针和对策措施。几年来，治水理论有新的发展，治水实践发生了深刻变化。现就有关水生态系统保护与修复方面谈谈我的看法。

1 坚持人与自然和谐相处

生态系统是由一切生物群落及其生存环境共同组成的一个动态平衡系统。水是生物群落生命的载体，又是能量流动和物质循环的介质。在满足人们对水的各种不同需求的同时，水利工程还应满足水域生态系统完整性、依存性的要求，恢复与建设洁净的水环境，实现人与自然的和谐。

我们在很长的一段时间内对经济建设和水资源的开发利用方面的人与自然的和谐共处重视不够。对水资源的无节制开发利用，导致江河断流、地下水超采、地面下沉；过度围湖造地，侵占河道，降低了河湖的调蓄能力和行洪能力，加剧了洪水灾害；不注意生态保护，乱砍滥伐，造成水土流失严重，江河湖库淤积。近年来，按照可持续发展的要求，把坚持人与自然和谐共处作为治水思路调整的重要内容提了出来。人类既要适当控制洪水，改造自然，又必须主动适应洪水，协调人与洪水的关系，这样才能保证可持续发展。因此要约束人类自身的各种不顾后果、破坏生态环境和过度开发利用土地的行为，从无序、无节制地与洪水争地转变为有序、可持续地与洪水协调共处。认识到生态环境用水的重要作用，提出水资源的开发利用既要满足经济用水、生活用水的需要，也要充分考虑生态用水、环境用水。

2 坚持合理开发水资源，强化水资源节约、保护、配置工作

随着经济和社会的快速发展和人民群众的生活质量的不断提高，人们对生活用水不再仅仅要求满足于饮用水，对用水的综合欲望显著增加。同时，为了提高人们的生活水平，畜牧养殖业、农业产品深加工业也随之发展，加大了用水量，原有水源满足不了现状要求。水资源短缺的矛盾越来越突出地暴露出来，干旱缺水、水土流失和夏秋季节的内涝，突出问题是干旱缺水。水资源承载能力问题正是在这种背景下提

了出来，并赋予了越来越丰富的内涵。

首先，搞清楚水资源承载能力，是经济社会健康发展的前提。水资源承载能力是指在一定的流域或区域内，其拥有的水资源能够持续支撑经济社会发展规模并维系良好的生态系统的能力。如果经济社会发展在水资源承载能力以内，就有可能实现可持续发展；如果经济社会发展超出了水资源承载能力，就会失去必要的物质基础，就会造成生态的破坏，发展就是不可持续的。

其次，必须看到水资源的承载能力是可以提高的。对水资源进行合理开发、高效利用、优化配置、全面节约、有效保护和综合治理，可以大大提高水资源的承载能力。为此，提出了一系列带有方向性的对策措施。

3 增强公众的水生态环境保护和修复意识

不断增强各级干部和广大群众的环境意识、生态理念和法制观念。列入工作计划，大张旗鼓地宣传生态保护工作的方针政策和法律法规，及时报道和表扬先进典型。

各级教育、宣传、劳动及其它有关职能部门要重视生态系统方面知识教育、培训，面向社会、面向基层，让可持续发展战略深入人心，把生态环境保护和修复建设变成全体公民的自觉行动。鼓励公众参与生态环境保护和修复建设。坚持专门队伍和群众参与相结合的工作思路，积极发动、组织和引导人民群众参与环保工作，形成做好生态环境保护和建设的广泛群众基础。建立和完善公众参与制度，涉及群众利益的规划、决策和项目应充分听取群众的意见。切实维护人民群众的合法权益，继续实行有奖举报制度，积极探索调动群众参与生态环境保护和建设的机制。

4 做好保护与修复工作的几点建议

4.1 充分重视水在生态建设中的作用

水是生态建设的首要制约因素，生态修复怎样才能持久进行？经济社会如何持续发展？所有这些问题的解决根本在于搞好水利水保等基础设施建设。重视水利水保基础设施建设，优化配置、合理开发、有效利用水资源，协调好生产、生活和生态用水。搞好水资源的利用是实施生态修复的关键和保证，立足当前，着眼长远，把生态修复这一新思路、新举措落到实处。

4.2 明确思路，扎实推进水生态修复工作

制定出水生态修复规划。抓好试点，逐步推进。水生态修复是一项全新的工作，在不同的区域，水生态修复的建设内容各异。因此，要在试点的基础上，总结不同地区、不同自然地理和经济社会条件、不同水土流失类型区，实现生态自我修复的措施、效果和有效途径，为大范围开展水态自我修复工作积累经验。要贯彻落实新的治水思路，实施生态修复工程，加快水土流失治理。建议在试点的基础上，进一步总结生态修复经验，扩大范围，大力推广。

4.3 因地制宜、综合治理

水生态系统修复是通过一系列工程与非工程措施改善被破坏的水生态环境，使河流水体生态功能得以恢复。包括河道生态修复、湿地生态修复以及其他水域生态修复。

①河道生态修复主要包括河道特征、植物护坡、水生植物耐污净污等修复，恢复河道自然生态功能。

②湿地一般是指低于地面的低洼区，有储蓄径流、改善小气候、除毒净污的生态功能，也是水生动植物生长栖息的场所。然而由于人类活动影响，导致湖荡湿地面积日趋减少且淤积严重，水污染的影响使水体富营养化加剧，加之外来物种的侵袭，致使湿地水域水草大量繁殖，严重影响水生生物的正常繁衍，水生态平衡受到不同程度的破坏，湖荡湿地功能丧失殆尽。可通过建立湿地保护区和湿地公园等湿地保护措施来保护湿地生态,保护生物多样性。

③除河道、湿地外还存在一些小型水体，如公园、水塘、居住区景观水体等。目前这些水体周边垃圾成堆、水面泡沫漂浮、藻类滋生，严重影响市容景观品位。为使这类水体的生态功能得以修复，改善人居环境，一方面：通过控制污染源、严禁废污水进入；采用曝气设施、人工水车、喷泉等增加水中溶解氧浓度净化水质；人工打捞或药物除藻和清淤等工程措施。另一方面：通过宣传发动，增强居民的环境保护意识，使得人人珍爱“碧水、蓝天”。

4.4 突出重点，加大生态环境综合整治力度

做好水污染防治和“两控区”污染防治工作。要把水环境治理作为重中之重。实行污染物总量控制管理。深入开展各流域水环境综合整治，确保饮用水源安全。在农业上：降低农药和化肥的使用量，利用生物工程开展农林病虫害的综合防治，对畜禽养殖业实行舍饲管理，减少对地表水和地下水的污染。在生活上：建立城镇污水集中处理制度，设立污水处理设备，推广绿色产品，实行绿色消费，清除白色污染。在生产上：严格执行环境保护管理制度，推行使用先进的生产工艺，降耗节水节能，降低生产成本，减少污染物排放，并做到污染物达标排放。

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论文摘要：阐述水利工程与水域生态的关系，介绍了生态水利规划的基本原则：工程安全性与经济性原则；提高河流形态的空间异质性原则；生态系统自设计与自我恢复原则；景观尺度与整体修复原则；反馈和调整设计原则。

1水利工程对河流生态系统的影响

在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。

2生态水利工程

从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。

3生态水利工程的规划设计原则

3.1工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

3.2提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

3.3生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。

将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。

3.4景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。

3.5反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。

参考文献：

［1］董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫［J］.水利水电技术，2003，（7）：1~5.

［2］董哲仁.生态水工学的理论框架［J］.水利学报，2003，（1）：1~6.

［3］董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性［J］.水利学报，2003，（11）：1~7.

［4］MitschW.J.，JorgensenSE..EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration［M］.PublishedbyJohnWiley&Sons，Inc.，Hoboken，NewJersey，2004：134~137.

［5］董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示［J］.中国水利，2003，（11A）：45~47.

［6］O’NeillR.V.，D.L.DeAngelis，J.B.Waide，etal.AHierarchicalCon－ceptofEcosystems［M］.PrincetonUniversityPress，Princeton，NJ.1986：153.

［7］GosselinkJ.G.LandscapeConservationinaforestedWetlandWater－shed［J］.Bioscience，1990，40：588~600.

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在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用,同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性,使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面,似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统的健康和可持续性。

2生态水利工程

从学科发展角度看,现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学,水利工程规划设计主要对象是水文系统,往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法,促进水利工程学与生态学的交叉融合,用以改进和完善水利工程的规划及设计理论,形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如治河、防洪工程),兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产(生态产业)及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段之一。

3生态水利工程的规划设计原则

3.1工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程,在河流综合治理中既要满足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求,也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内,能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时,必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征,动态地研究河势变化规律,保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握,生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选,更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外,充分利用河流生态系统自我恢复规律,是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

3.2提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高,就意味着创造了多样的小生境,能够允许更多的物种共存。反之,如果非生物环境变得单调,生物群落多样性必然会下降,生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化,造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动,特别是大规模治河工程的建设,造成自然河流的渠道化及河流非连续化,使河流生境在不同程度上单一化,引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性,但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种,生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性,使其符合自然河流的地貌学原理,为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后,就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估,建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统(GIS)是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上,确定环境因子与生物因子的相关关系,必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括:调查单个生物因子的基本需求,评估各种生物因子的相互关系和制约条件,对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中,识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子,在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

3.3生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择,也就是说某些与生态系统友好的物种,能够经受自然选择的考验,寻找到相应的能源和合适的环境条件。

将自组织原理应用于生态水利工程时,生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计,建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中,建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同,生态工程设计是一种“指导性”的设计,或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能,可以由自然界选择合适的物种,形成合理的结构,从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明,人工与自然力的贡献各占一半。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时,要求工程师必须放弃控制自然界的动机,树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富,实现人与自然的和谐。需要强调的是,地球上没有两条相同的河流,每一条河流的特点都是各不相同的。因此,每一项生态水利工程必须因地制宜,充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值,寻求最佳的生态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子,也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时,需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度,防止生物入侵。

3.4景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行,而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低,而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划?首先,水

域生态系统是一个大系统,其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起,形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分,形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时,需要对于各种胁迫因素之间的相

互关系进行综合、整体研究。其次,必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点,这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者,河流生态系统是一个开放的系统,与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环,一条河流的生态修复活动不可能是孤立的,还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后,河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出,湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备,同时进行长期的监测和管理。

3.5反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程,河流修复工程需要时间。从长时间尺度看,自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高,同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看,生态系统的演替,即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间,期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构,力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后,就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展,可能出现多种可能性。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的,在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外,人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法,而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行(包括管理)—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中,监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法,一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较,一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

在反馈调整式设计过程中,提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与,通过对话、协商,以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合,提高设计的科学性。

参考文献:

[1]董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫[J].水利水电技术,2003,(7):1~5.

[2]董哲仁.生态水工学的理论框架[J].水利学报,2003,(1):1~6.

[3]董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性[J].水利学报,2003,(11):1~7.

[4]Mitsch W.J.,Jorgensen S E..Ecological Engineering and EcosystemRestoration[M].Published by John Wiley&Sons,Inc.,Hoboken,NewJersey,2004:134~137.

[5]董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示[J].中国水利,2003,(11A):45~47.

[6]O’Neill R.V.,D.L.DeAngelis,J.B.Waide,et al.A Hierarchical Con-cept of Ecosystems[M].Princeton University Press,Princeton,NJ.1986:153.

[7]Gosselink J.G.Landscape Conservation in a forested Wetland Water-shed[J].Bioscience,1990,40:588~600.

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【关键词】黄土高原；综合治理；植被保护与修复；生态学

近年来，由于全球生态环境越来越不规则的现象频繁发生。对此，国家加大对我国生态环境治理的投入，高度重视我国的西部大开发工程，多次强调对西部地区包括我国的黄土高原地区加快速度实行退耕还林、还草，加大对黄土高原的绿化、恢复黄土高原的植被、改善生态环境。但是，就目前黄土高原综合治理的现状来看，还存在着多方面的问题，需要我们引发对其综合治理的生态学思考。

一、对黄土高原综合治理的现状分析

由于黄土高原其特殊地理位置的存在，致使其生态系统显得格外脆弱，对自然灾害的抵御能力较低。在众多地貌特征中，黄土高原处于由沿海向内陆、由平原向山地高原、由森林向草原、由湿润向干旱的过渡，其自然条件多样复杂、相互交错，导致黄土高原缺乏稳定的自然生态环境条件，生态系统十分脆弱，易引发地质地震灾害、气象灾害及水旱灾害，从而导致频繁的发生水土流失、土壤侵蚀、泥沙淤积等自然灾害现象。然而，由于人类不科学的采集、开发与利用，对地表植物进行大规模的滥砍滥伐、过樵过牧，致使生态环境本就脆弱的黄土高原引起强烈的自然环境反应，极大地增加了黄土高原自然灾害发生的频率。

究其以上黄土高原综合治理的现状来看，黄土高原的生态环境已然遭到了破坏，并且恢复起来极为困难。据历史资料详细记载，黄土高原本是沟壑稀少、原貌广阔、植被茂盛的地区，随着人口的日益增加以及人类大量的开采活动，加剧了黄土高原环境的恶化，由于其植被的日渐减少，气候开始变干、土壤大范围的遭到侵袭。显然，在黄土高原生态环境遭到严重破坏的今天，其根本原因是由于人们对植被的大量开垦导致其植被大量减少，使黄土高原的整个生态系统遭到破坏。要想通过对黄土高原进行综合治理使其恢复原貌，仍存在着很大的压力及挑战，必须从根本上对黄土高原的植被进行保护与修复。

二、对黄土高原植被保护与修复的生态学思考

1、必须坚持保护与修复并举的治理方法，加快黄土高原生态系统的恢复

根据黄土高原综合治理的现状分析，必须坚持对黄土高原植被保护与修复并举的方法，才能加快对黄土高原生态系统的修复。

（1）对黄土高原植被保护的生态学思考

所谓保护，就是首先应停止人们对植被大量的开垦和采集，加大力度停止人为的破坏和负面干扰，并通过相关部门加强对黄土高原现有的植被资源进行有效的控制和合理的利用，维护其向良好的方向进行转化，避免其生态系统的恶性循环。

（2）对黄土高原植被修复的生态学思考

所谓修复，就是通过大量的人力、财力、物力重新建立一个原始的、适合其发展的黄土高原生态系统。这种方法也正是当前国际生态学领域研究的重点课题，当然，要想通过对黄土高原进行深入的研究分析，从而找出原始的生态系统，凭借当今的经济条件和科学技术很难实现，就算有充分的经济基础和先进的科学技术支持，要想找到黄土高原原始生态系统的可能性也几乎为零，更不用说重新建立一个适合其发展的原始生态系统了。因此，应该把保护放在首位，把修复定位在对生态功能被破坏或生态功能受阻的情况下，实行保护与修复并举的方法，加快其生态系统的恢复。

值得一提的是，对于黄土高原植被的修复方面，没必要一定要修复到最佳的原始状态，当然这种状态也是无法实现的，那么只要我们将其整个生态系统恢复到某个相对稳定的适中状态即可帮助其整个生态系统自身迅速、持久的提高生产力，靠自身生态系统的维护与发展，最终营造适合黄土高原自身存在及发展的最佳生态环境。

2、制定黄土高原植被保护与修复的规划，并符合客观自然规律

为了响应国家对加强黄土高原生态系统重建的号召，在对其进行植被保护与修复之前，应制定一个符合客观自然规律的生态建设规划，使其在黄土高原的植被修复、生态建设、退耕还林的全过程中，有据所循，对黄土高原生态系统的恢复与整治中可能存在及容易出现的问题，有更加全面的应对措施和解决途径。例如：黄土高原存在着明显的地域差异，其在类型表现上的多样性以及空间尺度上的多级性，都反映了自然界是一个多级的物质系统，并且各级物质系统都有其独立存在发展的客观规律，这些客观规律，在自然界普遍存在且不以人的意志为转移。因此，在进行黄土高原生态系统重建、植被保护与修复的治理前，应制定符合客观自然规律的植被保护与修复规划，确保对黄土高原生态系统的重建及整个治理过程中的科学性、决策性。

结 语

随着经济的日益发展和人口的不断增加，全球的生态环境频繁发生着不规律运行的现象，近些年，地质灾害、气象灾害、水旱灾害等在全世界频繁发生。挽救全球生态系统失衡现象是当前刻不容缓急需解决的问题，我国加大对西部大开发工程的建设与投入，也正是在为挽救全球生态系统失衡现象贡献自己的力量，同时为我国自身的发展提供良好的保障。现如今，我国黄土高原生态环境已经遭到了严重的破坏，要想改善其生态环境必须从根本上加大对植被的保护与修复工作。然而，要想恢复黄土高原良好的生态系统，是一项久远且艰巨的任务，需要我们通过长期的不懈努力、学习以及加深对其植被保护与修复的思考，才能绿化我国的荒山、为我国经济的发展提供良好的生态环境大前提。

【参考文献】

[1]韩新辉.黄土高原退耕还林还草工程生态效应及作用机理研究[D].西北农林科技大学，2008.

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关键词：生态水利工程设计原则

一、 水利工程对河流生态系统的影响

在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。

二、 生态水利工程

从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支-生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。

纵观人类社会对水的开发利用大致经历过五个阶段：

（一）以防洪建设为主的阶段

人类社会要求发展首先要确保自己的安全，特别是人类开始在水域周边定居之后就必须进行防洪建设。一般是堤防、城墙、城区排水系统等，并且随着社会经济水平的提高，不断提高防洪建设水平。

（二）以供水建设为主的阶段

人类社会防洪安全得到一定保障之后，经济就会发展。经济发展到一定程度之后，水的供需矛盾就日益突出，这时各种引水、配水等供水系统的建设成为水利建设的主要内容，经济越发展，要求供水能力和保障率越高。

（三）以水资源保护为主的阶段

伴随社会经济的发展，供水量越高，排污量增加，水域的污染将造成重大社会问题。因而水资源保护、改善水域水质等水环境建设将成为水利建设的主要内容。

（四）以景观建设为主的阶段

在水质问题基本解决之后，随着人类生活水平的不断提高，旅游事业的发展，人们会对水域周边的景观提出较高的要求。因此，以水域空间管理，为人们提供良好的休息娱乐空间为主要内容的水利建设将首先在城市周边地区得到发展。

（五）以生态修复为主的阶段

随着人们对保护生物多样性意识的增强，人们重新审视自然水域在生态环境中的作用，要求恢复水系自然生态功能的呼声越来越高。水域不仅要清洁、美观，而且要求水域生机盎然。即回归自然、修复水域的生态系统成为目前发达国家水系管理的主要内容。

综上所述，在社会经济的不同发展阶段，水利建设所表现的相应内容也有所不同。改革开放以来，由于经济发展十分迅速，而前一时期由于水利建设投资不足，问题积累较多，在现阶段表现的发展阶段性不十分清楚。在防洪方面城市防洪标准较高，大江大河可防中、小洪水；在供水能力方面北方缺水严重，江河断流，但地下水开采能力较强，造成地下水严重超采；水域污染已十分严重，流经城市的水系普遍呈严重污染，重大污染事故时有发生；在一些大城市水系已开始景观建设，但水质普遍较差；水系的生态修复问题尚没有引起足够重视。

现在人们对水利建设的要求应当是全方位的，可以预计在21世纪的前半段，人们将会要求恢复碧水蓝天、山川秀美，要求水系恢复良好的资源功能、环境功能和生态功能。而我国水利现代化要求我们进行大水利建设，在尽可能短的时间内完成水利五阶段的跨越。

三、生态水利工程的规划设计原则

（一）工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

（二）提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

（三）生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。

将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。

（四）景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。

（五）反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计―执行（包括管理）―监测―评估―调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。

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生境修复和生物资源养护的基本原理与过程

1基本原理

生境修复与生物资源养护原理的主要研究内容包括生态系统结构、功能以及生态系统内在的生态学过程与相互作用机制，生态系统的稳定性、多样性、抗逆性、生产力与可持续、先锋群落与顶级群落的发生、发展机理与群落演替规律，不同干扰条件下生态系统的受损过程及其响应机制，生态系统退化的诊断及其评价指标体系，生态系统退化过程的动态监测、模拟、预警及预测等。对一个完整的生态系统修复工程而言，生态系统的各个组成部分都需要在原位经过自然的生态过程，因此，事实上各生态学原理均可应用于生态恢复的实践中。生态系统修复涉及的基本原理主要有限制因子原理、能量流动原理、种群密度制约及分布格局原理、生态适应性理论、生态位原理、演替原理、生物入侵理论、生物多样性原理、功能群构建原理等。其中，干扰与演替原理、功能群构建原理是应用于海洋生态系统恢复中的重要原理。

2基本过程

修复行为实质上是对生态系统的一次新的干扰，很难保证所有修复行为均对目标系统的修复起到正效应。要想系统向预期方向发展，需要有科学的理论框架，制定合理的修复方案，并对方案进行可行性论证。Zedler以湿地生态系统的修复为例，将生态恢复的整个过程划分为5个不同的阶段，即目标设定—开发概念模型、恢复区域的选址优化、原地非生物环境的操控、原地生物区系的操控、生态系统维护等。

Clewell等将生态恢复的过程分为修复计划准备、生态系统健康状况评估、修复计划制定论证、修复行动实施、修复后评估和管理等5个阶段，并指出了生态修复过程中涉及的51条指导原则。

海洋生境修复和生物资源养护设施

1人工鱼礁

人工鱼礁(artificialreef)是人为放置在海底的一个或多个自然或者人工构造物，它能够改变与海洋生物资源有关的物理、生物及社会经济过程，并可改善海域生态环境，营造海洋生物栖息的良好环境，为鱼类等提供繁殖、生长、索饵和庇敌的场所，达到保护、增殖和提高渔获量的目的。用于建造人工鱼礁的材料种类很多，礁体材料的选择直接影响礁体的结构特征和礁区生物的增养殖效果。根据材料的来源不同，人工鱼礁使用的材料可分为天然材料、废弃材料和人造材料等3大类。礁体设计对人工鱼礁效果的发挥至关重要，主要包括礁体材料、重量、形状、几何尺寸、内部结构等因素。礁体的材料、重量、尺寸、结构复杂性、表面粗糙度等应根据规划要求与生物因素和水动力学特征相适应。根据投放的不同目的和用途，人工鱼礁可以分为增殖型鱼礁、渔获型鱼礁和游钓型鱼礁等3种。

2增殖礁及增养殖设施

根据增殖对象生物不同，人工鱼礁可分为藻礁、鲍礁、参礁等，而增殖海参、鲍等海珍品的礁体可统称为海珍品增殖礁，又称海珍礁，。由于礁体可以保护刺参、鲍等海珍品免受敌害侵扰，并可为增殖海珍品提供食物来源和遮蔽场所，因此，海珍礁广泛应用于中国的海珍品增养殖中。在我国，很多种材料被用作刺参的人工附着基或礁体，例如石块、瓦片、混凝土构件、扇贝养殖笼、编织布、塑料构件，甚至柞木枝等。

作者所在的研究团队针对近岸泥沙质海湾、离岸开放海域和静水围堰等增养殖生境的受损现状和刺参、鲍等海珍品的生态习性，发明了适用于近岸海湾的牡蛎壳海珍礁及其配套制作装置、贝类排粪物再利用装置，适用于离岸开放海域的大型藻类抗风浪沉绳式养殖设施、“海龙I型”底播式海水增养殖设施，以及适用于围堰的多层板式立体海珍礁：这些设施设备实现了对不同类别生境的有效修复和高效生态增养殖，为海洋生境修复与海水增养殖产业高效健康发展提供了装备支撑。

海洋生境修复和生物资源养护技术

1海洋生境修复与改良技术

1.1海草床修复技术

海草是单子叶草本植物，通常生长在浅海和河口水域。海草床对海域生境的修复和改良具有重要的生态作用，海草群落不仅是海洋初级生产者，具有高的生产力和固碳能力，还可起到稳定底泥沉积物、改善水体透明度及净化海水的作用；同时，海草还是许多海洋动物重要的产卵场、栖息地、隐蔽场所及直接的食物来源，在全球C、N、P循环中具有重要作用。据《世界海草地图集》显示，1993年到2003年，全世界已经有约26000km2的海草床消失，达到总数的15%。海草床的衰退引起了人们的高度关注，许多国家都开展了海草床恢复方法的研究工作。海草床的恢复主要依靠海草的种子或者构件(根状茎)，主要的方法有生境恢复法、种子法和移植法。

生境恢复法投入少、代价低，但周期长。移植法恢复大叶藻海草床是较为常用的方法，主要有草皮法、草块法和根状茎法，草块法成活率高，但对原海草床有破坏作用；根状茎法节约种源，但固定困难。应用种子来实现低成本、高效率、大规模的恢复海草床也是当前研究的热点，种子法破坏小，但种子难收集、易丧失、萌发率低。

1.2牡蛎礁修复技术

牡蛎礁(oysterreef)指目前正在生长及挽近刚停止生长的、于河口洼地中的牡蛎壳堆积体。牡蛎礁在净化水体、提供栖息生境、促进渔业生产、保护生物多样性和耦合生态系统能量流动等方面均具有重要的生态功能。美国切萨皮克湾(ChesapeakeBay)由于人类活动的影响而引起了生境的退化(富营养化和大叶藻藻床的破坏)及生物资源的衰退(美洲牡蛎数量大为减少)。近年来，弗吉尼亚海洋科学研究所(VirginiaInstituteofMarineScience)的科学家实施了牡蛎礁恢复计划，对礁体生物学、群落发生和营养动态进行了系统研究，并对恢复情况进行了追踪，如Harding研究了恢复的牡蛎礁区域浮游动物群落丰度和组成的水平分布和时间变化，作为切萨皮克湾牡蛎礁恢复进展的潜在标准。该系列研究对当地牡蛎礁的成功修复起到了重要作用。牡蛎礁的修复主要通过结合防浪堤设置专用礁体以及利用牡蛎壳礁体两种方式实现。

1.3珊瑚礁修复技术

珊瑚礁(coralreef)是石珊瑚目的动物形成的一种结构，它们是成千上万的由碳酸钙组成的珊瑚虫的骨骼在数百年至数千年的生长过程中形成的。珊瑚礁被称作“热带海洋森林”，其生态系统具有很高的生物多样性和重要的生态功能，珊瑚礁为许多动植物提供了生活环境，其中包括蠕虫、软体动物、海绵、棘皮动物和甲壳动物，此外，珊瑚礁还是大洋带的鱼类的幼鱼生长地。

由于全球气候变暖、自然灾害、海水消耗、过度捕捞、海水污染等原因，导致珊瑚礁的衰退现象严重。世界珊瑚礁现状调查显示，全世界19%的珊瑚礁已经消失，15%的珊瑚礁在10~20年内将有消失的危险，20%的珊瑚礁在20~40年内将面临消失。珊瑚礁生态修复的主要方法包括有性生殖法(sexualreproduction)、珊瑚移植法(transplantation)、底质改良法等。有性生殖法是通过自然产卵产生的珊瑚幼虫来培育珊瑚幼体，再将幼体进行移植；珊瑚移植是把珊瑚整体或者部分移植到退化区域，以改善退化区的生物多样性，这是过去几十年来修复珊瑚礁的主要手段；底质改良是通过稳固底质或在底质中增加化学物质，以吸引珊瑚幼虫的附着和珊瑚的生长。

1.4人工鱼礁构建技术

人工鱼礁水动力学特征研究可以为人工鱼礁的选址和设计的优化提供科学依据。了解人工鱼礁水动力学性能需要首先研究人工鱼礁受水流作用时受力的情况和人工鱼礁内部及其周围流场的实际分布情况，其研究方法主要有理论分析、模型实验和数值模拟等。黑木敏郎与中村充在回流水槽中，观察和测定了圆筒形、四角形鱼礁模型周围水流的变化。Fujihara等运用数值计算法对设置鱼礁后的定常层流水域的流场变化进行研究，得到了鱼礁流场的上升流范围及分布特点。国外学者的研究表明：在鱼礁的阻流作用下，鱼礁下游的流场根据紊动程度可分为3个区域：紊流区、过渡区和未受扰动区。通透性礁体和非通透性礁体所产生的紊流区长度比和高度比均不同，通透性礁体的高度比小于1，长度比小于4，而非通透性礁体的高度比一般要大于1而略小于2，而长度比小于14。

合理的选址是人工鱼礁规划设计的基础。人工鱼礁投放区域的选择是否合理关系到其功能能否正常发挥，投放区域不当会造成人力与财力的损失，并有可能对生态环境造成破坏。李文涛等认为人工鱼礁的选址涉及地质科学、海洋科学、气象科学、生物科学、社会学等多个学科，需要考虑海洋物理环境、生物环境和社会等多种因素，其中国家的海洋功能区划以及海底底质类型、水深、水流等因素在人工鱼礁的选址中是必须首先考虑的；王飞等根据水深、底质类型、地形坡度、生物密度、平均流速、离岸距离等影响人工鱼礁选址的因素，并根据各影响因子的重要性程度确定其权重，建立了舟山海域人工鱼礁选址的多因子综合评价模式。

Tian对台湾省老鼠屿沿岸海区的五个预选礁区进行了综合性的选址研究，研究内容包括了海底地形、地貌、底质特性以及海况，调查中使用了回声测深仪、旁扫声纳、重力岩心提取器、地质测试仪、GPS、ADCP(多普勒流速剖面仪)和ROV(水下机器人)等先进的仪器设备。

2海洋生物资源养护技术

2.1人工增殖放流技术

增殖放流是恢复渔业资源、优化水生生物群落结构、提高渔业生产力的有效手段，其形式是通过向天然水域投放鱼、虾、蟹、贝类等各类渔业生物的苗种来达到恢复或增加渔业资源种群数量和资源量的一种方法。19世纪中期，美国、加拿大对红点鲑进行了移植孵化实验，后来又将一种溯河性鲱鱼从北美大西洋沿岸移植到太平洋沿岸，并形成了有价值的自然种群。挪威、英国、丹麦和芬兰也先后进行了鳕鱼和鲆鲽类的资源增殖工作。日本于20世纪60年代提出“栽培渔业”概念，并在濑户内海进行了对虾、真鲷、梭子蟹和盘鲍的放流增殖工作，至2002年，日本放流水产苗种已达83种。

长距离洄游的大麻哈鱼类是目前世界上规模最大、最有成效的增殖种类，前苏联、日本、美国和加拿大等国先后进行了大麻哈鱼的增殖放流，放流数量每年高达30余亿尾，回捕率高达20%。目前世界上有94个国家开展了增殖放流工作，其中64个国家开展了海洋增殖放流工作。

我国近海渔业资源放流工作起步较晚，自20世纪70年代中后期开展对虾增殖放流以来，已经开展了海蜇、三疣梭子蟹、金乌贼、曼氏无针乌贼、梭鱼、真鲷、黑鲷、大黄鱼、牙鲆、黄盖鲽、六线鱼、许氏平鲉等游泳生物以及虾夷扇贝、魁蚶、海参以及盘鲍等底栖生物增殖放流工作，其中中国对虾的增殖和移植、海蜇的增殖、虾夷扇贝的底播移植等工作已初具生产规模和显著的经济效益；但在增殖放流过程中，存在管理体制不够健全、资金投入相对不足、科学研究相对薄弱，缺乏规范的增殖放流技术规程等问题。农业部下发了《全国水生生物增殖放流总体规划(2011—2015年)》，规范和细化了各海域增殖放流任务，提出了渤、黄、东海及南海具体适宜增殖放流的种类，对45种经济物种的适宜放流海域进行了规划。

2.2多营养层次综合增养殖技术

多营养级的综合养殖模式(integratedmulti-trophicaquaculture，IMTA)是近年提出的一种健康、可持续发展的海水养殖理念。对于资源稳定、守恒的系统，营养物质的再循环是生态系统中的一个重要过程，由不同营养级生物，如投饵类动物、滤食性贝类、大型藻类和沉积食性动物等组成的综合养殖系统中，系统中一些生物排泄到水体中的废物成为另一些生物的营养物质来源。因此，这种方式能充分利用输入到养殖系统中的营养物质和能量，可以把营养损耗及潜在的经济损耗降到最低，从而使系统具有较高的容纳量和经济产出。近年来，作者所在的研究团队针对浅海筏式、底播和岛屿的不同特点和增养殖对象的生态特征，研发了筏式贝-藻-参综合养殖、藻-鲍-参生态底播增养殖和离岸岛屿生态增养殖等多营养层次的综合增养殖新技术。

3海洋牧场建设技术

海洋牧场(oceanranching)是一个新型的增养殖渔业系统，即在某一海域内，建设适应水产资源生态的人工生息场，采用增殖放流和移植放流的方法，将生物种苗经过中间育成或人工驯化后放流入海，利用海洋自然生产力和微量投饵育成，并采用先进的鱼群控制技术和环境监控技术对其进行科学管理，使其资源量持续增长，有计划且高效率地进行渔获。建设海洋牧场需要一整套系统化的渔业设施和管理体制，如人造上升流、人工种苗孵化、自动投饵机、气泡幕、超声波控制器、环境监测站、水下监视系统、资源管理系统等。海洋牧场的构想最早是由日本在1971年提出。

1978~1987年，日本开始在全国范围内全面推进“栽培渔业”计划，并建成了世界上第一个海洋牧场——日本黑潮牧场。韩国于1994~1996年进行了海洋牧场建设的可行性研究，并于1998年开始实施“海洋牧场计划”，该计划试图通过海洋水产资源补充，形成牧场，通过牧场的利用和管理，实现海洋渔业资源的可持续增长和利用极大化。美国于1968年提出建造海洋牧场计划，1972年付诸实施，1974年在加利福尼亚建立起海洋牧场，利用自然苗床，培育大型藻类，效益显著。我国在20世纪80年代曾提出开发建设海洋牧场的设想，90年代又有学者对南海水域发展海洋牧场提出建议，并对南海水域进行了多项综合和专项调查，为开发建设海洋牧场提供了背景资料和技术储备。目前中国海洋牧场的开发还仅限于投放人工渔礁和人工放流，并且由于规模较小，形成的鱼礁渔场对沿岸渔业的影响甚微。

海洋生境修复和生物资源养护的监测与评价

1海洋生境修复和生物资源养护系统的监测

生态系统的监测是海洋生境修复和生物资源养护计划的重要组成部分，监测信息的收集是决定恢复生态系统管理方式的重要环节，通过监测可以确定修复工程是否向既定目标发展。因此，制定监测实施标准和规程对于复杂的监测活动十分必要，如美国的加利福尼亚区域海带修复计划中制定了海带恢复和监测规程，规程为参与潜水的志愿者列出了详细注意事项，以保证监测的一致性和精确性；全球海草监测计划(SeagrassNet)也制定了有关海草恢复的监测规程、野外取样和数据处理的注意事项、科学监测手册等。

监测主要分修复前监测和修复的长期监测。通过修复前监测，可以了解生境和生物资源的受损程度，确定现存生态系统的特点，并有助于确定恢复的目标和恢复方式。修复的长期监测是自修复计划正式实施以后对修复的全过程进行的监测，通过长期的系统监测可以对比修复系统与自然系统的特点，便于准确确定退化生态系统修复的生态变动过程及变动方向。

2海洋生境修复和生物资源养护效果的评价

在复杂的环境条件作用下，恢复的目标和效果可能会偏离既定的恢复轨道，因此，对海洋生境修复和生物资源养护效果进行评价是十分必要的。当前对恢复和自然生态系统及其功能参数特征的变异性了解还不够深入，因此，海洋生境修复和生物资源养护效果的评价方法与技术手段也相对复杂。生态修复效果评价的主要方法有直接对比法(directcomparison)、属性分析法(attributeanalysis)和轨道分析法(trajectoryanalysis)。评价生态修复效果应用最广泛的方法是直接对比法，即对比恢复的和自然的生态系统的结构与功能参数，包括生物和非生物环境参数；属性分析法是将恢复的生态系统的属性转化为定量和半定量的数据，以确定生态系统中各属性要素的恢复程度；轨道分析法是一种正处于研究过程中但比较有应用前景的方法，该方法通过定期收集恢复数据并绘制成趋势图，以确定恢复的趋势是否沿预定的恢复轨道进行。

恢复的生态系统的评价标准较为复杂。从生态学角度，恢复的生态系统应包含充足的生物和非生物资源，其能够在没有外界协助的情况下维持自身结构和功能的持续正常运转，且具备能够应对正常环境压力和干扰的抗性。国内外在采用系统模型评价修复效果方面的研究取得了一定进展。Madon等提出了用于规划湿地恢复的生物能量学模型(bioenergeticsmodels)，该模型可以用于评估不同环境条件下鱼类的生长情况，华盛顿大学的研究人员利用该模型评估了河口湿地系统恢复过程中鲑鱼幼鱼的生长情况。Pickering等运用成本效果分析(CEA)、成本效益分析(CBA)和条件价值评估(CVM)等方法从生态学角度评价了人工鱼礁修复近海生态系统的潜力。

Pitcher等采用生态系统空间模拟技术(ECOSP-ACE)预测了香港禁捕保护区内人工鱼礁的资源和渔业的效益。

海洋生境修复和生物资源养护的综合管理

海洋生境修复和生物资源养护的管理是海域管理的重要组成部分，涉及对海洋生态系统的全面了解以及对生境修复和生物资源养护的监测与研究。海洋生境修复和生物资源养护的管理应该从规划开始，一直持续到修复效果达到预定目标。管理的目标是保障修复行动和修复效果的有效性。近年来，基于生态系统的管理(ecosystem-basedanagement，EBM)理念得到充分重视与发展。基于生态系统的管理是一种较为先进的资源环境管理方式，其核心内容是维护生态系统的健康和可持续，该理念强调从海洋生态系统整体出发制定渔业管理决策，并运用多学科知识，加强各部门合作，实现资源开发与生态保护相协调。适应性管理(adaptivemanagement)是海洋生境修复和资源养护中强调的另一种管理模式，该模式承认恢复计划指定过程中无法预测某些不确定发生的事件，管理的目标是解决实施过程中出现的这些不确定事件。该模式涉及附加恢复计划的实施，恢复系统中部分区域的实验研究、不同环境条件下的并行研究计划实施、评估整个过程有效性的实施等。适应性管理的模式广泛应用于海洋生境修复和生物资源养护实践中。

海洋生境修复和生物资源养护研究展望

海洋生境的退化与生物资源的衰退引起了国内外的高度重视，在典型生境的修复、关键物种的保护、修复效果的监测与评价、修复的综合管理等方面取得了较为显著的成效，对缓解海洋生态环境的持续恶化与生物资源的持续衰退起到了重要作用；但在生境修复与生物资源养护原理、生态高效型设施设备、生境修复与生物资源养护新技术、监测评价与管理模型、标准和规范等方面开展的研究与实践工作相对较少，也是制约海洋生境与生物资源持续利用的关键因素，这也必将成为未来研究工作的重点和热点。

1生境修复和生物资源养护原理

生境修复与生物资源养护原理是开展生态系统恢复计划的依据。不同环境条件下的演替规律、功能群结构与功能、不同干扰条件下生态系统的受损过程及其响应机制、生态系统退化的诊断及其评价指标体系依然是未来研究工作的重点。

2生态高效型生境修复和生物资源养护设施设备

生态高效型设施设备的研发是生境修复与生物资源养护工作的基础。该领域未来工作的热点将主要集中在生态高效型人工鱼礁、藻礁与海珍品增殖礁的研发，资源与环境远程监测设施设备的研制，水下摄像与测量仪器的研制等方面。

3环境友好型生境修复和生物资源养护新技术

生境修复与生物资源养护技术是实现预期修复效果的核心。未来研究的重点将集中在生境修复与生物资源养护关键物种的筛选与功能群构建技术、碳汇渔业新技术、海洋牧场构建技术、智能型远程监测与预警预报技术等方面。

4海洋生境修复和生物资源养护监测、评价与管理模型

监测、评价与管理是修复行动有效实施的关键。未来研究工作的重点将集中在监测、评价与管理的智能一体化系统，监测、评价与管理的动态模型等方面。

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关键词湿地保护;湿地生态恢复;技术

湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统，具有保持水源、净化水质、蓄洪防旱、调节气候和维护生物多样性等重要生态功能。健康的湿地生态系统，是国家生态安全体系的重要组成部分和经济社会可持续发展的重要基础。保护湿地以及湿地生态的恢复，对于维护生态平衡，改善生态状况，实现人与自然和谐，促进经济社会可持续发展，具有十分重要的意义。

1湿地保护技术

由于湿地处于水陆交互作用的区域，生物种类十分丰富，仅占地球表面面积6%的湿地，却为世界20%的生物提供了生境，特别是为濒危珍稀鸟类提供了生息繁殖的基地，成为众多珍稀濒危水禽完成生命周期的必经之地。

一个系统的面积越大，该系统内物种的多样性和系统的稳定性越有保证。因此，增加湿地的面积是有效恢复湿地生态系统平稳的基础。严禁围地造田，对湿地周围影响和破坏湿地生境的农田要退耕还湿，恢复湿地生境，增加湿地面积[1]。湿地入水量减少是造成湿地萎缩不可忽视的原因，水文条件成为湿地健康发展的制约因素，需要通过相关水利工程加以改善，增加湖泊的深度和广度以扩大湖容;增加鱼的产量，增强调蓄功能;积极进行各湿地引水通道建设，以获得高质量的补充水源;加强水利工程设施的建设和维护，加固堤防，搞好上游的水土保持工作，减少泥沙淤积;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。

2湿地生态恢复技术

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[2]。根据湿地的构成和生态系统特征，湿地的生态恢复技术可概括为以下3个部分:一是湿地生境恢复技术。湿地生境恢复的目标是通过采取各类技术措施，提高生境的异质性和稳定性。湿地生境恢复包括湿地基底恢复、湿地水状况恢复和湿地土壤恢复等。湿地的基底恢复是通过采取工程措施，维护基底的稳定性，稳定湿地面积，并对湿地的地形、地貌进行改造。基底恢复技术包括湿地基底改造技术、湿地及上游水土流失控制技术、清淤技术等。湿地水状况恢复包括湿地水文条件的恢复和湿地水环境质量的改善。水文条件的恢复通常是通过筑坝、修建引水渠等水利工程措施来实现;湿地水环境质量改善技术包括污水处理技术、水体富营养化控制技术等。二是湿地生物恢复(修复)技术。主要包括物种选育和培植技术、物种引入技术、物种保护技术、种群动态调控技术、种群行为控制技术、群落结构优化配置与组建技术、群落演替控制与恢复技术等。三是生态系统结构与功能恢复技术。主要包括生态系统总体设计技术、生态系统构建与集成技术等。湿地生态恢复技术的研究既是湿地生态恢复研究中的重点，又是难点。

退化湿地生态系统恢复，在很大程度上，需要依靠各级政府和相关部门重视，切实加强对湿地保护管理工作的组织领导，强化湿地污染源的综合整治与管理，通过部门间的联合，加大执法力度。要严格控制湿地氮、磷肥及农药的施用量，控制畜禽养殖场废水对湿地的污染影响，大型畜禽养殖场废水要严格按有关污染物排放标准达标排放，有条件的地区应推广养殖废水土地处理。

植物是人工湿地生态工程中最主要的生物净化材料，它能直接吸收利用污水中的营养物质，对水质的净化有一定作用。目前，在人工湿地植物种类应用方面，国内外均以水生植物类型为主，尤其是挺水植物。由于不同植物种类在营养吸收能力、根系深度、氧气释放量、生物量和抗逆性等方面存在差异，所以它们在人工湿地中的净化作用并不相同。在选择净化植物时既要考虑地带性、地域性种类，还要选择经济价值高、用途广以及与湿地园林化建设相结合的种类，尽可能的做到一项投入多处收益。研究认为，用于人工湿地系统的植物种类应具备以下特征:①有生态接受性，例如，不能对周围的自然生态系统的生态和遗传整体性产生显著的杂草威胁和疾病灾害;②对当地的气候和病虫害具有耐受性;③对污染物和高度富营养化水具有耐受性;④在湿地环境，能够繁殖、建群、扩展和生长;⑤有较高的污染物去除能力，能直接吸收和贮存，或者通过促进微生物的转化作用发挥间接作用[3]。

3湿地重点攻关技术

要加强湿地保护，恢复湿地功能，制定出湿地保护规划。运用环境学、生态学多学科理论和“3S”等先进技术，在查清湿地资源的基础上，建立湿地资源信息数据管理系统和湿地监测系统，及时跟踪和掌握湿地变化动态，开展湿地分布和演变规律、湿地生态系统结构和功能、退化湿地的恢复和重建、湿地水旱灾害、污染等方面的研究，为湿地的科学管理和保护、利用提供科学依据。重点攻关的技术有以下几方面:

(1)湿地退化机理与生态恢复机制。借鉴国外成功经验，建立一套适合我国国情的湿地生态恢复研究方法和技术。加强湿地生态系统结构、功能及生态系统内在的生态学过程与相互作用机制研究，湿地生态系统生产力、恢复力、演替规律、可持续性研究，湿地的环境功能及人类活动对湿地资源与环境的影响研究，不同干扰条件下湿地生态系统的受损过程及其响应机制研究，湿地生态系统退化的景观诊断及其评价指标体系研究，湿地生态系统退化过程的动态监测、模拟及预报研究等[4]。

(2)城市湿地公园建设技术。城市湿地公园是指利用纳入城市绿地系统规划的适宜作为公园的天然湿地类型，通过合理的保护利用，形成保护、科普、休闲等功能于一体的公园。城市湿地公园建设技术研究内容包括城市湿地水系统生态修复技术、城市退化湿地生态修复植物种类筛选、城市退化湿地高效生态修复模式、城市湿地修复生态工程示范关键技术等。

(3)红树林保护与发展关键技术。为提高沿海防护林的总体功能，使林业在解决国家生态环境危机，提高自然环境品质，保护经济建设，维护社会稳定的深层次矛盾中发挥更大作用，国家林业局启动了红树林保护工程。这是继湿地生态系统保护工程以后，我国生态环境建设事业的又一重大拟行举措，也是海岸带林业建设新亮点。今后，需积极开展红树植物引种扩种技术、红树林植被恢复技术、沿海防护林建设中半红树植物营造技术、监测外来引进种对红树林湿地生态影响与生态安全等研究;在红树林湿地生态系统恢复过程中，加强红树植物对潮汐水位适应能力的研究，确定各树种的淹水临界时间;开展红树人工林生态恢复过程中的综合定位研究。

(4)退化湿地生态系统恢复技术。湿地被誉为“地球之肾”。健康的湿地生态系统，是国家生态安全体系的重要组成部分，对经济社会发展发挥着越来越大的作用。应针对不同类型的退化湿地生态系统，开展湿地生态系统恢复关键技术、湿地生态系统结构与功能的优化配置与重构及其调控技术、物种与生物多样的恢复与维持技术、湿地治污生态修复技术等研究;选取各种类型退化湿地的典型代表，进行生态恢复示范研究。

4参考文献

[1] 陈国富，吴黎明.浙江林业生态建设与治理模式[M].北京:中国林业出版社，2001.

[2] 冯宗炜，王效科，吴刚.中国森林生态系统的生物量和生产力[M].北京:科学出版社，1999.

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恢复生态学的基本原理包括限制因子原理、生态系统的结构理论、生态适宜性原理、生态位理论、群落演替理论、生物多样性原理和斑块－廊道－基底理论等（任海等，2001），它们对园林设计及施工具有指导作用。限制因子原理要求在设计中需要找出生态系统恢复的关键因子；生态系统的结构理论要求设计的物种结构能充分利用时空资源，并具备自我维持能力或降低人工维护频度；生态适宜性原理表明多使用乡土植物，并在充分了解植物生态学特性的前提下做种植设计；生态位理论指导植物的搭配，合理安排其在生态系统中的位置与尺度；群落演替理论表明园林绿化可缩短生态恢复时间，但对极端退化的生态系统恢复时，演替理论不适用，只具有指导意义；生物多样性原理要求适当增大物种多样性可使恢复的生态系统稳定性更高；斑块－廊道－基底理论指导景观层次的规划，考虑在生境破碎化的场地中，合理利用空间。

生态修复与风景园林

城市生态系统是个规模大、关系复杂的动态生态系统，它既有自然的组成要素，又有高度人工化的组成要素。城市绿地在改善环境质量、维护城市生态平衡、保持水土、美化景观等方面起着十分重要的作用，乔灌木藤草植物合理地配置在一个群落中，形成复合层次和优美季相景观，具有不同生态特性的植物各得其所，构成一个稳定的群落。由于城市建设造成的人工弃土、土地，改变了地表径流，导致水土流失加剧，大量泥沙及生活垃圾淤积河道，阻塞排水管道，使水土资源遭到破坏。因此，生态修复集成技术可以在方案设计时重点考虑并在园林工程中实施，最终使得城市生态系统向良性方向发展。

园林种植设计在特定的城市生态环境条件下，应将保持水土、抗污吸尘、耐贫瘠、抗病虫害、耐粗放管理、根系发达等作为植物选择的标准。植物的合理配置不但可增加城市建筑艺术效果，丰富城市景观，更能减轻暴雨冲蚀和水土流失，从而改善城市人居环境。在城市园林绿化中，应充分考虑植物的生态位特征，利用不同植物在空间、时间和营养生态位上的分异来配置植物，避免种间直接竞争，形成结构合理、种群稳定的复层群结构，以利种间互相补充，既充分利用水土资源，又能形成优美的景观。

园林工程与生态修复在土方工程、给排水工程、水景工程、园路工程中应结合种植工程，利用园林植物的防护作用实现生态修复。园林排水：园林绿地的排水，一般主要靠地面及明渠排水，结合道路、地形可做成浅沟式排水渠，沟内生长植物，起到减缓径流速度及防止水流冲刷的作用。解决由地表冲蚀措施有：①从竖向设计角度考虑。种植采用铺地植物护坡；②使用工程措施。设置谷坊和挡水石，并与植物搭配消减冲刷力（孟兆祯，2003）。水景护坡：园林中开辟水面要求有稳定的湖岸，在水体边缘必须建造驳岸和护坡，其中植物护坡措施包括防护林、植草和生物－工程综合措施，通常采用深根性和浅根性树种结合的乔灌木混交林。坡面植草可提高坡面抗蚀能力，减小径流速度，增加入渗，防止面蚀和细沟侵蚀，也有助于防止块体运动。生物－工程综合措施，即在工程措施间隙或表面种植植被，以增强其强度，如混凝土构件间隙空格种草，与土工材料配合植草及绿色混凝土模块等。园路铺装：园路按路面材料不同分为：整体路面、块料路面、碎料路面、简易路面等。园路的设计在满足造园艺术要求的前提下尽量利用原地形，以保证路基的稳定，减少土方量及水土流失量；路面应有3％～8％的纵坡和1．5％～3％的横坡。采用生态铺装路面可提高水土流失防治效果，常见种类有透水沥青、透水水泥混凝土、生态透水砖和其他特殊透水材料。新建的居住区中，使用最多的铺装材料是石材，占使用频率的44％，砾石及砖的比例分别占使用频率的18％、20％（黄玲，2009）。

园林生态修复发展趋势

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关键词：水生态保护与修复；课件建设；难点；重点

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）16-0123-02

一、《水生态保护与修复》课件建设的背景和意义

《水生态保护及修复》课程的诞生和建设的原因是：1）严重的与水相关的生态环境问题阻碍了社会经济的可持续发展。2）由于当前水问题是区域发展的一大问题。因此为了保持和发挥我国的生态系统的正常功能，实现可持续发展，以水为主线，从应用的角度进行现状各种生态系统的保护并对退化的生态系统进行修复成为了必然[1]；3）水生态保护与修复是《水污染防治行动计划》的实施的有力途径。《水生态保护与修复》课程是2009年开设的新课程，2012年有正式出版的教材。目前还没有公开出版的课件。该课程是河海大学水文水资源学院以解决当前我国面临的严重的生态破坏与环境污染问题尤其是水问题为目的，实现水生态文明而设立的一门专业主干课程，也是专业核心课程。课程内容具有实践应用性。针对各种生态系统存在的生态环境问题提出生态保护与综合修复的措施及方法，并与实例相结合。课程的内容会随我国水生态保护与修复的进程而发生改变，需要及时更新和扩充。本课程定位为普通高等教育“十二五”规划教材和全国水利行业规划教材课程，适合于生态学、水文学、环境科学及其他相关学科的老师、学生及科研工作者。多媒体课件的建设可以让使用者更便捷的自主学习。更重要的是，信息化时代，适应大学课堂教学时限性及提倡学生的自主性有机统一的特点、网络课件建设的需要和以学生为中心的教学模式的推行，均决定了多媒体课件建设的必要性。课件的建设不仅可以让河海大学的大学生受益，也可让想学习该课程的其他高校的老师、学生及科研工作者受益。

二、《水生态保护与修复》课件建设的重点

1.确定课件内容遵循的原则。《水生态保护和修复》课件内容的出发点和落脚点是水生态文明和可持续发展。因此本课件内容遵循的原则是水生态文明和可持续发展。

2.典型案例素材的收集，突出课件的实用性和代表性。《水生态保护与修复》的突出特征是应用性和实践性，学习此课件的目的就是会制定一个区域的生态保护与修复的方案。如何把一个区域的生态保护与修复的方案包含的内容（生态概况介绍、生态问题及其成因分析、生态退化程度的判定、生态保护与修复方法及生态保护与修复的具体实施步骤）和恰当的实例相结合，让此课件的学习者可以模仿，可以成功地按自己学习的课件理论，为自己关心的区域制定一个完美的生态保护与修复方案，以解决当地由于人类活动所造成与水相关的生态破坏和环境污染问题得到扼制并使退化的生态系统逐渐修复。

3.制作精良的多媒体课件。收集相关文字、声频、视频素材，充分利用来自Internet的信息资源，通过计算机多媒体（视频、声音、动画）图片、文字等来表述并构成课堂要件。在制作多媒体网络课件中，既体现课本知识，如主要知识点、典型区域生态退化程度的判定、针对实际问题进行适宜保护及修复方案的制定等的讲解与交互操练的设计，又驾驭于课本内容之上，突出背景知识的介绍、注重相关知识的链接，以增大学生的信息输入量，扩大学生的知识面，尽可能地调动学生的学习兴趣，帮助学生理解和解Q学习中的重点和难点，实现学生的自主化学习。

4.课件的后评估及完善。通过调查问卷，反馈学生对使用本课件的意见和建议，汇成研究报告，探索适合以学生和使用者为中心的教学模式的网络课件建设的进一步完善的方法。

三、《水生态保护与修复》课件建设的难点

1.内容言简意赅。言简意赅是好的课件的特点。《水生态保护与修复》涉及的内容包括基本理论、生态系统的功能及退化的生态系统、生态系统退化程度的判定、生态保护、生态修复、流域生态修复及水生生态系统的修复。共7章36万2千字的内容要在32学时内以课件形式展现，以水为主线突出应用性也需要言简意赅。

2.案例及时更新。《水生态保护与修复》的研究对象是受到人类活动影响的自然生态系统，随着人类社会经济的发展，对自然生态系统的影响在不断加深加大，如何在案例上体现这种影响。当前全国各大流域和省市都在开展水生态文明建设，进行水生态保护和修复，随着时间的推移老问题会解决，新问题会产生，相关案例也会及时更新。例如南京市母亲湖--玄武湖的主要生态问题是每年六月份左右出现的水体富营养化，已经受到重视，通过清淤疏浚、种植水生植物、放养滤食性鱼类、水道改造、城市雨污分流、城市生活污水处理厂的正常运转和城市绿化带的建设等修复方案来得到改善，但是随着人们生活水平的提高、生活节奏的加快、流动性的加大，宠物的放养概率加大，以及中国节日放生的习俗和人们对放生的误解，水生宠物的放养将给玄武湖水生生态系统带来了的另一潜在的生态问题――生物入侵问题，玄武湖生态系统生物入侵问题及其如何修复成为了需要更新的案例。

3.及时补充前沿知识。水生态保护与修复是新发展起来的学科，知识体系还不完善，好多问题还没研究透彻，得随着学科的发展不断地补充新知识、新理论。比如：生态修复还没有公认的统一的概念和分类体系；生物修复的分类体系还不健全；微生物从胞外环境中吸收摄取物质的方式--胞饮作用的机制还没被公认。针对生态环境问题分类的生态修复研究仅限于水土保持生态修复和环境污染的生态修复；生态系统的生物入侵问题；工程生物在生态修复方面的应用及其风险问题等等，都是有待通过未来的研究来补充的内容。

4.把握全局突出重点。《水生态保护与修复》涵盖内容很多，但课件要在整体框架下突出重点，让学习者根据自己的目的及用途学习和掌握最需要的。而且目的人群不一样，重点不一样。对于河海水文水资源学院资源环境与城乡规划管理专业的学生而言，他们大多数生活在南方水多但水质差的地区，他们关键需要掌握的是水生生态系统的保护和修复，但也需要了解总体的思维过程，在课件中如何体现是一大难点。

论文中已讨论了《水生态保护与修复》课件内容的难点和重点，但还有以下方面没有提到：1）某一区域在进行生态修复之前如何设立生态示范区进行生态修复试验，了解决定生态物修复技术效果的关键因素并评估生态修复技术的可行性和局限性。2）退化的生态系统的修复既是合理地采取可能的一切措施，短期内要达到显著的修复成果是不容易的，因为生态系统对于修复的措施要进行消化，做出反应，得花时间，另外，大气污染的干湿沉降带来的非点源污染是无法短期内彻底消除的，只有每个国家、每个流域、每个地区、每个产业及每个人，都认识到生态环境保护的重要性，均采取节能、节材的生产方式，进行水土保持，不乱砍乱伐、不乱猎乱捕、不随意排污，才有可能保持整个生态保护与修复的良性发展，最终达到生态修复的目的。因此，生态修复不是靠个人的努力，或靠某个专门部门，而是要靠全世界所有的人，所有的部门，同时为有一个健康良性发展的生态型地球而努力才行，因此说“水生态保护与修复不是一个人或一个部门或一个国家的挑战，而是全世界共同的挑战”。如何在本书中阐述和贯穿这种思想，是未来需要探讨和补充的内容。3）当前是与国际接轨的时代，水污染等生态问题也不仅仅是中国有，关于水生态保护与修复不仅仅只是国内需要解决的问题，另外现在高校培养的学生将来不仅仅只在国内，完全有可能在国外就业，这也要求进行双语化的教学，因此也要进行课件的双语化建设。

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关键词：城市；生态水利；建设

中图分类号：F127 文献标识码：A

收录日期：2015年6月16日

南阳市中心城区随着城市化进程的加快，社会发展和经济增长对水资源需求不断增加，大量工业、生活污水不经处理直接排入河道，造成河水严重污染，水质恶化，使内河呈现“臭气熏天、污水横流、蚊蝇乱飞”的状况，城市内河生态系统遭到破坏。多年来，城市地表水资源成为保护和防治的重点对象，但是南阳市中心城区内河水污染的问题并没有得到有效解决，探析中心城区生态水利建设有重要作用。

一、中心城区河流现状

（一）白河。白河系唐白河流域主要干流之一，发源于伏牛山玉皇顶南麓，流经南召县、宛城区、卧龙区、新野县进入湖北，在老河口与唐河交汇成唐白河，至张湾附近注入汉江。白河全长320千米，流域面积12.5万平方千米。白河自东北向西南穿城区，先后有邕河、温凉河、梅溪河、三里河和十二里河汇入。

（二）内河。内河有8条：河、邕河、汉城河、温凉河、护城河、梅溪河、三里河、十二里河。内河总长度约100公里，其中中心城区总长度约70公里。除邕河有效治理外，其他7条污染严重。邕河位于南阳市东郊，邕河综合治理主体工程以城市防洪为基点，综合考虑绿色生态防洪理念，建设城市防洪体系和水系景观，使工程布局和城市发展总体格局协调一致。工程荣获中国科技咨询协会项目创新奖。温凉河在U阳桥上游入白河，河道断面小，河床淤积，污染严重。梅溪河与三里河在南阳市卧龙路三顾桥处交汇，两河河道断面狭窄，淤积严重，灾情较多，交汇后在雪枫桥上游入白河。

二、中心城区生态水利建设存在的问题

（一）内河污染严重。随着南阳市城市化进程加快和中心城区经济、社会发展，大量工业、农业和居民生活污水、废水无序排放，使城市内河成为中心城区的纳污载体，内河恶臭现象普遍，内河水体生态功能下降，内河水环境质量恶劣。

（二）内河生态环境用水短缺。南阳市城市框架拉大和经济发展，导致城市水资源紧缺、城市水生态环境恶劣等一系列问题的产生。城市用水量剧增直接导致城市经济用水对河流生态环境用水的挤占，加剧了城市内河水生态环境质量的退化。

（三）内河生态系统破坏严重。一些强制性修复内河河道的工程措施，致使原本属于河流“曲折蜿蜒”的形状等许多生物赖以维持生存的自然特征消失。对内河人工裁弯取直、河道硬质衬砌等工程措施，改变了内河的自然水循环过程，降低了河道与生态系统其他成员之间的流通交换，致使河流所在区域的局部生态系统瘫痪。加之内河水生态环境用水被挤占，内河容纳沉淀的污染物增多，这些方面的共同作用造成内河生态系统退化。

（四）内河被盲目填占，水面减缩。由于南阳市中心城区土地资源比较紧张，8条内河水面均被人为侵占或缩窄，导致城市内河水域面积急剧减少，造成内河天然调蓄功能严重萎缩，增加了城市内涝发生的几率。

三、中心城区内河生态水利建设重点

（一）内河水生态修复工作。内河水生态修复要适应流域水生态系统状况。一个健康的内河水生态系统是城市得以安全运行的基础保障。要结合城市内河行洪、排涝的功能和特点，积极采用生态水工学等现代先进的科学和技术手段，分期分批、因地制宜的实施内河生态修复，将单一的水工结构转向多功能的环境景观结构。

（二）内河生态河堤建设。内河堤防建设要从防洪排涝向兼顾水生态功能方向转变，在首先保障城市防洪排涝安全的前提下，要遵循生态系统的稳定性，更多地考虑生态型河道护岸，以适应生物生存。

（三）坚持“人水和谐”的理念。从人对河流景观的休闲娱乐、审美等要求的角度出发，生态工程建设和景观建设要同时进行，要更多地考虑内河的城市血脉作用。

（四）水文化建设更为重要。文化作为一个地区文明的标志，它是凌驾于城市硬件设施基础之上的无形资产。中心城区内河水文化厚重，需重视挖掘开发。

四、中心城区内河生态水利建设方法

（一）采用景观生态学基本原理。依据景观生态学的原理，在内河两岸建立绿色廊道，对现有内河尽可能保持原有的宽度和自然的状态，还要建立植被缓冲带，替代人工砌岸，使之成为具有栖息地、生物廊道、水岸过滤带、生物堤等多种生态功能的生态河道。内河两岸要建设线状、带状植被廊道，构建多级绿色廊道网络格局。这样不仅防止水土流失，而且还起到生物迁徙通道的作用。

（二）开展内河综合治理。综合利用生态系统理论、水利工程、景观工程和水文化工程等科学技术方法，结合内河河段功能需求的不同，结合城市规划和区域规划，有针对性地采取治理措施，全方位地进行综合整治，以恢复和提高内河的综合功能。

（三）修复内河的天然形状。也就是开展所谓的“多自然型河流”建设。内河的生命只有回归到自然状态下才具有真正强大的活力。因此，当今的内河治理工作，在保证中心城区防洪和排涝安全的前提下，恢复内河本来自然面貌。

（四）维护内河生态系统。遵循自然规律，根据生物群落演替理论，通过物理、化学和生物等技术手段，控制待修复生态系统的演替方向和演替过程，把退化的生态系统修复或重建到既可以最大限度地为人类所利用，又保持了系统的必要功能，并使生态系统达到动态平衡。为此，要深入调查生活在其中物种的生活习性，利用内河水流特性及生长在其中的生物来改变水环境，进而对整个生态系统起到调控作用。

（五）利用城市水文循环过程修复生态系统。积极利用水文循环过程来达到修复生态系统的目的。要把握人与自然和谐相处的治水理念。首先，有回归自然的治水思想，修复和提高河道的基本功能，维护水生物的多样性和生物链，以提高水体的自然净化能力；其次，在内河整治工程实施中，结合中心城区实际和内河现状，合理选择内河河道护岸的结构形式，尽可能维持内河河道天然断面形状，尽可能采用自然土质岸坡，为水生动物、植物的生长、繁衍、生息创造自然条件，维护内河生物多样性的自然环境，使水生动植物成为水体的主要净化器。

主要参考文献：

[1]林素彬.深圳河治理工程规划思路及效益分析[J].水利水电技术，2015.2.