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论河流生态修复目标

  良好的河流生态可以为经济社会提供承载,但退化的河流生态会成为其发展的天花板。习近平总书记强调,当前和今后相当长一个时期,要把修复长江生态环境摆在压倒性位置,共抓大保护,不搞大开发。长江生态环境只能优化、不能恶化。《长江经济带生态环境保护规划》提出严守资源利用上线、生态保护红线、环境质量底线,加大河湖、湿地生态保护与修复,把实施重大生态修复工程作为推动长江经济带发展项目的优先选项。

    河流生态系统是以水循环为纽带,以水系及河道为主脉,一个基于气候、水文、地质和生物等自然要素以及人类社会经济发展要素在内的复杂、复合生态系统。在河流保护与修复的实践中,必须首先认识河流生态修复特点、明确修复目标,目标的定位决定了河流生态修复的方向。
    国内河流生态修复现状
    近几十年来,河流生态修复受到各国重视,成为相关领域的研究热点,并取得了诸多进展,出现了大量的针对某一具体河流的修复工程实例。概括而言,国内目前河流生态修复现状存在“四多四少”现象。
    工程措施多,非工程措施少。河流生态修复现状多注重水文情势修复、水质改善、河流地貌修复和生物多样性保护等工程措施,大多数修复案例是在河段尺度水利工程、环境工程、水土保持工程、生物技术和工程设施调度技术的应用与示范。而对于非工程措施,诸如管理制度、体制机制、监测与评估等,却较少采用。而非工程措施可以通过约束或减少人类开发利用活动,以依靠自然力与生态系统的自组织能力,使退化的河流生态系统向有序的方向演替,是河流生态修复一个重要的方面。
    治理措施多,预防措施少。河流污染治理目标是河流生态修复的初级阶段目标。河流生态修复多对污染、物种退化这些显性因素采取治理工程措施,尚缺少预防性、综合性措施,例如实施全河流禁渔、禁止采砂等措施,停止人类的干扰活动,以自然之力恢复河流生态。
    单一局部多,综合整体少。河流生态系统修复时间尺度一般关注短、中与长3 个时间尺度,空间尺度关注区域、流域、河流廊道与河段4个尺度。就河流生态修复现状而言,单要素的多,多要素综合的少;河道内局部的多,河道内外整体的少;城市河段的多,河流整体的少;河段小尺度的多,流域大尺度的少。特别是缺乏将流域作为一个“系统”的整体研究,在系统科学分析流域山、江、湖、海之间强烈而深刻的相互作用和彼此复杂的反馈机理基础上,统筹实施河流生态修复。
    短期临时多,长远统筹少。现阶段的河流生态系统的修复主要集中于结构性修复,试图稳定或优化某一时间点及空间位置上的生境,创造适宜的生物栖息条件。缺少遵从流域山水林田湖共生性的自然特征,按照生态系统的整体性、系统性及其内在规律,从长远系统实施河流水资源、水环境、水生态协同统筹治理。
    对河流生态修复的认识
    关于何为河流生态修复,可谓仁者见仁、智者见智,从出发基础、过程、目标到相关具体措施均有不同程度差异。主要的认识差异有:(1)完全复原,完全恢复生态系统的结构和功能到干扰前的状态;(2)修复,部分恢复生态系统的结构和功能到干扰前的状态;(3)增强,一定程度的改善环境质量;(4)创造,开发一个原来不存在的新的河流生态系统,形成新的河流地貌和河流生物群落;(5)自然化,针对已形成的新的河流生态系统,以自然之力建设动态稳定、可以自我调节的河流系统。
    对于国内河流生态修复实践而言,就是要对河流生态系统减少人为干扰,减轻负荷压力,依靠或利用河流生态系统的自我调节能力,采取工程和非工程措施,修改受损河流物理、生物或生态状态的过程,增加生态系统的价值和生物多样性的活动,保护和恢复河流系统达到一种更接近自然的状态,使开展修复工程后的河流较目前状态更加健康和稳定。基于此,河流生态修复目标乃至实践,不能脱离河流发展阶段、气候条件(天),不能割裂河流所处流域的水力联系、地形地貌(地),不能营造人水对立、完全以生态为本(人),不能一成不变地设定修复目标基准(基),而是要做到“天地人基,和谐统一”。
    首先,顺天时,河流生态修复不要逾越发展阶段,脱离社会的认识阶段。河流生态修复要与人类社会对河流环境保护认识的阶段相切合。在“人定胜天”阶段,河流的开发利用是第一位,河流的修复服务于这一目标;在“生态至上”阶段,河流的保护是第一位的;在“人与自然和谐”阶段,人类开发利用与自然环境保护相协调,持续发展成为首选。不同阶段,社会形成的认识会决定河流生态修复的目标、方式与实践。
    人类与河流的关系可以分为:原始自然阶段、河流工程控制阶段、河流污染治理阶段和河流生态系统综合修复阶段等四个阶段,在原始纯自然阶段,人类与河流基本能和谐相处。在河流工程控制阶段,人类通过工程手段发挥河流多种功能, 来满足人类发展的需求。在河流污染治理阶段,人类需要控制对河流的不当利用,控制污染排放量并使其在河流承载力之内。在河流生态系统综合修复阶段,人类要采取河流保护和修复措施,使受损河流恢复其功能健康。国际上,河流保护工作始于治理河流水质污染,进而到小型河流的物理栖息地重建,再后发展到河流生态整体修复。河流治理和修复必须与所处人类与河流关系的相应阶段相适应,必须具备相应的条件,不要逾越发展阶段,如对于污染严重的河流在尚未治理污染完成时,不要开展河流物种恢复、栖息地再造等生态修复工程。
    其次,应地利,河流生态修复不要割裂流域水系的水力联系,脱离所处环境背景。在河流修复过程中,应将河流所在的流域作为一个整体来考虑。河流是陆地径流及侵蚀物质通向海洋的主要通道,是陆地生态系统循环的纽带,是地球水循环中最重要的环节之一。河流从源头到河口,上下游、干支流、左右岸、水量水质之间相互关联、相互影响,且随着水流量、水流情势从上游到下游的变化,影响并改变了河流生物多样性、生态系统完整性。每条河流是一个完整而连续的自然综合体,具有水文系统的连续性、生态系统的连续性、陆域的连续性等。
    河流生态修复应基于河流所处流域内生态过程的理解,从流域系统的整体性着手,在综合分析的基础上作为一个整体开展实施。任何对流域局部或某一要素的干扰都会引起整个流域系统的变化,需要特别关注各种干扰对流域的累积影响,避免随水体流动而呈现从上游到下游的放大趋势。还要关注流域内各类土地利用与河流生态系统的作用关系,通过植被覆盖改变来恢复流域的产、汇流机制及治理衍生的水土流失,控制农业、林地等的面源污染问题。河流生态修复中,要综合考虑社会、经济与生态等各方面的综合协调,实现流域的可持续发展。
    此外,由于河流所处区域气候条件、地貌和水文条件等生态环境背景等存在地域的差异性和特殊性,河流退化生态系统的恢复与重建,要因地制宜,与当地的气候条件、地貌和水文条件等相适应。
    再者,营人和,河流生态修复不要对立人与河流生态关系,要人水和谐。河流生态系统是人类赖以生存和社会经济可持续发展的物质基础和必要条件;而人类的社会活动和经济活动,又直接或间接影响了河流生态系统。可持续发展强调社会公平是环境保护得以实现的机制和目标。人类的可持续发展,经济可持续是基础,生态可持续是条件,社会可持续才是目的。
    河流生态修复实践中,应把人自身纳入河流生态系统加以考虑。人既是河流生态退化的外部干扰、影响因素,也要作为河流生态系统的组成要素,在设定修复目标时,将满足人的需求作为目标的一部分进行考虑。
    最后,定基准,河流生态修复不应食古不化,目标要随环境变化而动态调整。河流生态修复的基准,一般会以人类大规模开发活动前的河流生态状况作为基准,或以自然地理条件相近的其他健康良好河流作为基准。河流生态系统空间尺度变化巨大,河流的几何尺度特征是纵向尺寸比横向和深度方向大几个数量级,是狭长的开放系统。流域水文、地貌因子,如流量、节律、河道、河漫滩、河流台地、冲积扇、河谷等长周期因子,在更大空间尺度、较长时间尺度影响河流生态系统,成为河流生态系统演变的驱动因素。河流生态修复要顺应长周期因子变化并与其协调,修复目标要与河流自然修复的动力(水文条件、泥沙、地质地貌等)相向,不应唯未开发的历史状况为基准。
    与此同时,近百年来人类大规模开发,不仅是天然的、未受干扰的河流,就是尚保持一定自然属性的河流也寥寥无几,且大多数河流的历史资料稀少、缺乏。此外,随着人类在河流上建设水利设施、进行渔业捕获、取水与排放污水等开发活动,河流生态系统随之演进且多不可逆,在生态学意义上讲,完全恢复人类大规模开发活动前的河流生态状况是不可能的。因而,需要在正视河流开发现状的基础上,权衡满足经济社会需求与河流自然生态系统底线,合理确定河流修复目标,采取措施保护和恢复河流系统达到一种更接近自然的状态,使修复工程后的河流较目前状态更加健康和稳定。
    河流生态修复目标分析
    河流生态修复中诸多复杂的关系和不同需求之间的平衡,决定河流生态修复不仅是自然科学和社会科学问题,同时也是管理问题。根据河流现状和未来经济社会发展规划,设定不同的生态保护目标等级,确定相应的保护水平,优化流域内人与水的二元关系,是科学指导河流保护与修复实践的重要一环。
    确定河流生态修复目标,实质就是定义一个期望的未来河流状况。从人与河流关系发展阶段来看,河流生态目标的确定是有一个发展过程的。初期的修复目标是水质达标;之后发展为针对某一种指示生物进行修复,让指示生物返回河流;进一步提出的是修复河流生态系统的完整性,提高生物群落的多样性。河流生态修复目标应该是具体的、可量化的,可以从淡水生态系统完整性5个组成部分:水文情势、连通性、水质、栖息地、生物群落着手,分解为若干指标,并分别赋值或给以明确的准则。
    河流生态修复的难点,并不在于保护目标的选择,而在于破除既有利益关系,包括人与人之间利益关系,人与自然间的利益关系,重建新的利益关系,以优化河流生态系统服务功能。对于处于人类干扰下变化的河流生态系统,其修复目标既不能简单化为恢复到原始的自然生态系统状态,也不应该通过高投入使生态系统维持在历史上出现过的某一状态。河流生态修复的过程应该是通过生态设计,在减少人类干扰行为的同时,着眼于河流生态系统结构与功能的恢复,改善河流当前生态系统的完整性和可持续性,开启一种新的、具有综合生态系统服务功效的新生态系统演化。
    河流生态修复实践,经历了从对河流形态到功能、过程和动力学的修复,从单一针对某个河流水质的小尺度修复到河流生态系统、流域乃至整个区域的大尺度修复,从简单的工程修复到河流整体修复战略的转变。
    习近平总书记强调,当前和今后相当长一个时期,要把修复长江生态环境摆在压倒性位置,共抓大保护,不搞大开发,把实施重大生态修复工程作为推动长江经济带发展项目的优先选项。长江经济带重大生态修复工作被提到了前所未有的高度,但长江生态环境问题的复杂性、复合性强,“头痛医头、脚痛医脚”很难取得好的效果。建议长江生态修复要按照河流生态系统的整体性、系统性及其内在规律,以流域为整体,在《长江经济带生态环境保护规划》等河流保护规划基础上,统筹考虑河流上中下游河流生态修复目标,工程措施与非工程措施并重,人工适度干预与自然界修复相结合,最终实现修复河流生态系统的目标。  (作者单位:中国长江三峡集团公司)
文章作者:孙志禹 徐辉 李翀责任编辑:张濛