作者：張飲江 金晶 董悅 方淑波 段婷 翟斯凡 陳立婧 張曼曼 單位：上海海洋大學(xué)水域環(huán)境生態(tài)上海高校工程研究中

濱水區(qū)是水陸生態(tài)交錯(cuò)帶，具明顯邊緣效應(yīng)，在抵御洪水、調(diào)節(jié)徑流、保持水土、蓄洪抗旱、降解污染、凈化水質(zhì)等改善水域生態(tài)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)微氣候、提高區(qū)域內(nèi)生物多樣性、美化環(huán)境等優(yōu)化水域環(huán)境方面及為水生動(dòng)物提供棲息生存、繁衍生殖、索餌育肥、逃避敵害場所等都具有其它系統(tǒng)不可替代的作用[1-4]，是城鄉(xiāng)最富有魅力的界面，也是理想的生態(tài)走廊，還是城鄉(xiāng)景觀中最具表現(xiàn)力地帶。但隨著社會經(jīng)濟(jì)、工農(nóng)業(yè)的發(fā)展、人類干擾活動(dòng)的不斷增強(qiáng)，以及對水資源利用強(qiáng)度的趨增和對濱水帶的不合理利用，導(dǎo)致越來越多濱水區(qū)的環(huán)境容量和生態(tài)承載力不堪重負(fù)，濱水岸線侵蝕，水文條件變化，生境惡化，水域富營養(yǎng)化，濱水帶退化，生物多樣性下降，水岸生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)破壞，景觀美學(xué)價(jià)值降低[1]，嚴(yán)重影響人們生活質(zhì)量與健康水平。自20世紀(jì)70年代起，人們開始關(guān)注濱水帶研究。濱水帶生境、生物廊道、生態(tài)恢復(fù)成為改善濱水帶生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的必然選擇，近年來更成為生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿，對于保障城鄉(xiāng)生態(tài)健康與安全，促進(jìn)城鄉(xiāng)生態(tài)性和經(jīng)濟(jì)性協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。濱水景觀植物群落生態(tài)修復(fù)不僅要從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)也應(yīng)從生態(tài)系統(tǒng)保育角度考慮，綜合對濱水生境、生物廊道、岸坡種群等生態(tài)因子的影響，考慮其能否保持水岸生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性，能否保持景觀的可協(xié)調(diào)性。因此，本文通過研究水岸生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能特征，就退化濱水景觀帶植物群落重建與生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，詳細(xì)分析與討論生境恢復(fù)、生物廊道恢復(fù)、景觀格局美化、水岸生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能優(yōu)化等，為濱水景觀帶植物群落生態(tài)修復(fù)集成技術(shù)研究提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1濱水帶生態(tài)景觀功能及退化原因

1.1濱水帶生態(tài)環(huán)境功能

濱水帶作為水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是水、陸生態(tài)系統(tǒng)間的過渡區(qū)，同時(shí)，其本身也是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)——水岸生態(tài)系統(tǒng)，是地球生物圈中一種十分重要的生態(tài)過渡帶，含有邊界和梯度2個(gè)特點(diǎn)[5]。濱水帶的環(huán)境功能主要包括：（1）對水、陸生態(tài)系統(tǒng)間的物流、能流、信息流和生物流發(fā)揮過濾器和屏障作用的緩沖帶功能，調(diào)節(jié)微氣候；（2）抵御洪水、調(diào)節(jié)徑流、保持水土、蓄洪抗旱等防洪消浪功能；（3）提高生物多樣性[6]，為水生動(dòng)植物提供棲息生存、繁衍生殖、索餌育肥、逃避敵害等棲息場所；（4）水、陸邊界的特殊生境保護(hù)功能；（5）穩(wěn)定護(hù)岸，控制土壤侵蝕的護(hù)岸功能[7]。

1.2濱水帶經(jīng)濟(jì)美學(xué)價(jià)值

濱水空間是連接水域與陸域交界的特殊空間，通過合理處理兩個(gè)界面，使之有機(jī)結(jié)合，維持濱水景觀空間品質(zhì)、提升濱水景觀空間固有特色，形成濱水帶獨(dú)特的線型景觀。濱水帶經(jīng)濟(jì)美學(xué)價(jià)值主要包括：（1）水岸文化、水工美學(xué)等人文景觀價(jià)值，豐富地域風(fēng)貌；（2）優(yōu)美的濱水景觀空間給人們提供休閑、娛樂的空間，具較強(qiáng)的游憩功能；（3）經(jīng)濟(jì)價(jià)值明顯，優(yōu)美的自然景觀成為城鄉(xiāng)開發(fā)中的旅游等資源，促進(jìn)城鄉(xiāng)景觀繁榮昌盛。1.3水岸生態(tài)系統(tǒng)退化原因退化生態(tài)系統(tǒng)是指生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能可能在自然因素和人為干擾的作用下發(fā)生位移，位移的結(jié)果打破原有生態(tài)系統(tǒng)的平衡，使系統(tǒng)固有的功能遭到破壞或喪失，穩(wěn)定性和生產(chǎn)力降低，抗干擾能力和平衡能力減弱[8]。水岸生態(tài)系統(tǒng)退化的主要表現(xiàn)是濱水帶生態(tài)特征的變化，即濱水帶生態(tài)過程及功能的削弱或失衡。導(dǎo)致濱水空間水岸生態(tài)系統(tǒng)退化的原因主要包括氣候變化、生物入侵、混凝土直立式駁岸開發(fā)、植被消失、不合理水資源利用等。同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人類活動(dòng)對濱水帶的影響愈加廣泛，大面積的駁岸工程、圍網(wǎng)養(yǎng)殖、不合理的水利設(shè)施以及旅游業(yè)的過度發(fā)展[7]，也使濱水帶長期處于衰退過程，影響水岸生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。

2退化濱水空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀

在可持續(xù)發(fā)展思想的指導(dǎo)下，生態(tài)系統(tǒng)健康學(xué)逐漸成為一門新興學(xué)科[9]，水岸生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境功能、生態(tài)功能、經(jīng)濟(jì)以及美學(xué)價(jià)值是否健全，是衡量濱水帶水環(huán)境是否健康穩(wěn)定的主要因素。2003年，Michael等[10]論述了水-陸交錯(cuò)帶的作用和功能。完整的水岸生態(tài)系統(tǒng)有利于實(shí)現(xiàn)水、陸連通，促進(jìn)水、陸系統(tǒng)之間的物質(zhì)、能量流，保證水、陸生態(tài)系統(tǒng)健康和穩(wěn)定。濱水帶生態(tài)修復(fù)的理論基礎(chǔ)是恢復(fù)生態(tài)學(xué)[1]，即根據(jù)景觀生態(tài)學(xué)原理，通過一定的生物、生態(tài)工程的技術(shù)與方法，依據(jù)人為設(shè)定的目標(biāo)，使濱水帶生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)學(xué)潛力盡可能地恢復(fù)到原有或更高的水平。濱水帶的生態(tài)修復(fù)，通常采取四步曲，即生境恢復(fù)、生物廊道恢復(fù)、景觀格局美化、水岸生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能優(yōu)化（表1）。2.1生境恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究受水陸生態(tài)系統(tǒng)共同影響，濱水帶形成獨(dú)特的生境類型。發(fā)育良好的濱水帶具有一定的結(jié)構(gòu)，即水體-沼澤帶-洲灘帶-低濕地帶-陸地[11]（圖1）。這種結(jié)構(gòu)在自然條件下呈與水邊平行的帶狀[12]。而退化濱水空間帶來的卻是生境破碎化，不僅使濱水生境面積減少，同時(shí)使各小生境間產(chǎn)生一定空間距離隔離。濱水帶生境的消失和破碎是人類發(fā)展對生物多樣性最嚴(yán)重、最直接的威脅。假設(shè)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)退化的壓力只是暫時(shí)的，那部分喪失的生境和減少的種群是可以恢復(fù)的[13]。因此，濱水帶生境恢復(fù)技術(shù)，為濱水帶生態(tài)修復(fù)創(chuàng)造良好的生境條件，是退化濱水景觀帶植物群落生態(tài)恢復(fù)的前提。

2.1.1基底改良技術(shù)研究

為防洪防汛與經(jīng)濟(jì)開發(fā)，我國許多濱水帶已被建立成近直立人工護(hù)岸、魚塘灘地及農(nóng)田，這對濱水帶的基底結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞，且致風(fēng)浪經(jīng)護(hù)岸巖壁反射形成駐波，浪高增至兩倍，更不利水生植物生長，導(dǎo)致植物對基底作用減弱，破壞程度進(jìn)一步惡化。基底是水生植物扎根的基礎(chǔ)，淤泥底質(zhì)特征、有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)鹽限制等因素都會影響植物生長和群落結(jié)構(gòu)。水岸帶基底的突出特點(diǎn)是水分多，土壤肥力較高，空氣濕度也較高[14]。（1）深槽-淺灘序列技術(shù)。自然濱水的水系縱斷面可表現(xiàn)為深淺交替的凹岸和凸岸，也就是河道、湖泊內(nèi)的深槽與淺灘。淺灘增加的紊動(dòng)促進(jìn)水流加強(qiáng)充氧外，其凸段底層也成為很多水生無脊椎動(dòng)物的主要棲息地，是魚類覓食的場所和保護(hù)區(qū)；深槽還是魚類的保護(hù)區(qū)和緩慢釋放到水體的有機(jī)物的儲存區(qū)[15]。由于深槽和淺灘可產(chǎn)生急流、緩流等多種水流條件，同時(shí)適合不同生物發(fā)育和生長需求，而形成豐富的生物群落。因此，創(chuàng)建交替出現(xiàn)的深槽和淺灘序列是基底改良的主要措施之一[16]，也是恢復(fù)濱水帶生態(tài)環(huán)境的一個(gè)重要方面。深槽-淺灘序列修復(fù)和重建在濱水空間生態(tài)修復(fù)上的運(yùn)用和研究仍較少。國內(nèi)外常用的方法有吹填造灘技術(shù)、生態(tài)袋技術(shù)、生物磚技術(shù)等。吹填造灘技術(shù)可有效營造不同水深、流場，具有施工設(shè)備簡單、工效高、操作技術(shù)簡單、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)最早應(yīng)用于河道疏浚、吹填造陸等方面，采用吹填法造灘在20世紀(jì)80年代才逐漸廣泛應(yīng)用[17]，陳靜等[18]采用吹填技術(shù)，在目標(biāo)水域邊界構(gòu)筑水下圍捻，形成緩坡淺灘，改善濱水帶自然條件。生態(tài)袋具有良好的固土作用，透水不透土的過濾功能，植物根系可以通過生態(tài)袋自由生長，進(jìn)而進(jìn)一步穩(wěn)定生境基底，同時(shí)又提升濱水綠化品味。（2）生態(tài)清淤技術(shù)。基底改良也可通過植物根系降低土壤孔隙水壓來加固土層和提高抗滑力、抗侵蝕性，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（圖2）。國外較為常用的是“土壤生物工程”技術(shù)，從最原始的柴木枝條防護(hù)措施發(fā)展形成一套完整的理論體系和施工方法，并得到廣泛應(yīng)用。孫東亞等[15]也強(qiáng)調(diào)采用生物工程技術(shù)改良基底，為濱水帶生態(tài)修復(fù)創(chuàng)造良好的生境條件。季永興等[19]提出在河道護(hù)坡結(jié)構(gòu)中使用發(fā)達(dá)根系固土植物、土工材料復(fù)合種植基、植被型生態(tài)混凝土、水泥生態(tài)種植基、土壤固化劑等生態(tài)護(hù)坡方法。目前，國內(nèi)外對水岸帶基底特性研究較少，特別是深槽-淺灘序列的修復(fù)和重建技術(shù)，更多的運(yùn)用于河流、湖泊水域內(nèi)部基底，在濱水帶上的運(yùn)用還處于起步階段，需要進(jìn)一步的深入細(xì)化、量化，及推廣運(yùn)用。