3.1.2 河流生态恢复
（7） 河流生产力理论
• 河流生产力理论：强调受控河流生态系统的营养 盐(碳源)主要依赖于上游输送，以及区域生物群 落和缓冲区域的输入。
• 河流内部初级生产力是河流向下游输送能量的重 要组成部分。
3.1.2 河流生态恢复
（8） 流域概念
• 流域概念：认为河流栖息地具有等级结构，强调 河流与流域在时间、空间尺度上联系密切，范围 从河流网络到水池、浅滩和微型栖息地等。
第三讲 河流生态修复
黄钰铃 2013
水利部索丽生副部长讲话
海宁河流生态修复项目现场考察
主要内容
3.1河流修复基本理论 3.2河流生态修复历史与内容 3.3河流修复的措施与技术 3.4河流水环境修复典型实例
河流生态修复的概念
• 美国土木工程师协会：—— • 河流恢复目的是促使河流系统恢复到较为
法”10字方针 • 第三阶段 （1996 ～ 2010）:“以治水为中心，全面规划，远近
结合，突出重点，分步实施”，实施苏州河水质变清。
3.2.2 河流生态系统修复内容
1） 河流自然环境的恢复 • 恢复河流的形态﹑结构和自然特征， • 对污染而言应侧重于河流水质恢复。 2） 河流生态系统结构和功能的恢复 • 结构的恢复？ • 功能的恢复？
3.1.2 河流生态恢复
（3） 河流水力概念
• 河流水力学概念：强调物种的显著变化与溪流水 力特性的转变具有联系，可通过流速、水深、糙 率和坡度等指标进行描述；
• 流速的时空变化对生物系具有明显的影响作用， 尤其是河底无脊椎动物和藻类。
十一五科技支撑计划——
3.1.2 河流生态恢复
（4） 养分螺旋概念
3.1.2 河流生态恢复
（6） 洪水脉冲概念
某些鱼类的产卵来自 洪水脉冲的信号？
• 洪水脉冲：强调洪水对河道、洪泛平原生态系统
的影响，洪泛平原的养分循环主要依赖于洪水周
期和区域植被覆盖。
• 洪积平原对洪水峰值的坦化，减弱洪水效应和缓 冲水位短期波动，增加地下水的补给量；洪水脉 冲有助于鱼类繁殖；缓冲区域对养分、泥沙的自 然过滤，有助于控制洪积平原的非点源污染等。
3.2 河流生态修复历史与内容
3.2.1 河流污染物控制及生态修复历史
• 世界各国的水污染，以泰晤士黑臭、缺氧为代表 的第一代水污染，
• 以日本水俣病的重金属﹑有毒化学品为代表的第 二代水污染，
• 美国-加拿大湖泊的氮﹑磷等营养元素为代表的第 三代水污染-富营养化。
(1)泰晤士河污染治理
• 19世纪上叶，伦敦人口增长带来大量的生活污水， 未经任何处理直接排入泰晤士河的感潮河段。
体恢复工程
摘引自：董哲仁，2005
河流生态修复的工作内容
生态修复 工作内容
水质改善
水文情势 改善
地貌景观 修复
物种保护 /恢复
非生命因 子调控
水利工程 生态调度
濒危/珍稀 特有物种
3.1河流修复基本理论
• 河流生态修复是重建系统干扰前的结构与
功能及有关的物理、化学和生物学特征，使其 发挥应有的作用。 • 其包括两个修复：（1）景观修复;
• 苏州河源于江苏太湖，污染的主要原因：生产﹑生活污水的排 放﹑底泥中有机物的释放﹑截流系统溢流﹑不利水动力条件﹑ 船舶污染及市政雨污水泵站的排放等。
苏州河污染治理计划分3个阶段实施： • 第一阶段（1993 ～ 1995）:合流污水治理一期工程 • 第二阶段（1995 ～ 1996）:“截流﹑清底﹑引清﹑裁湾﹑立
（2）生态修复
3.1.1 河流景观修复
景观生 态学
• 景观修复：从景观尺度上考虑恢复，研究景 观要素间的物质、能量交换与动态平衡。
• 景观恢复：注重于景观格局及其各要素间的 功能联系，使生态系统回到以前或与之相近 的状态。
3.1.2 河流生态修复
• 在河流生态系统的长期研究过程中，提出了大 量河流生态系统的基础理论：
（1） 地带分布概念
• 地带分布概念：根据河流中鱼类栖息特性将河 流分为不同区域，分析相关影响因素，或者根 据大型脊椎动物的分布群落进行划分。
3.1.2 河流生态恢复
（2） 河流连续体概念 longitudinal
• 首次对河流生态系统在纵向上的种群结构和功能 特性进行描述。
• 强调河流生态系统中从源头到河口的非生物环境 具有连续梯度，主要通过有机质的分布和大型无 脊椎动物的功能等体现。
（据水工程生态研究所 常剑波资料）
Water Level (m)
46
45
Spawning records
44
43 31 42 30 23
41 29 22
40 28 21
27 20
26 19
18
17
Yidu
Jianli Guangji
Month.date 4.30 5.10 5.20 5.30 6.10 6.20 6.30
针对以上泰晤士河污染治理经过两个阶段： • 第一阶段治理（58-1891）：主要侧重于污水截污
和化学处理； • 第二阶段治理（1900-至今）：主要侧重于污水管道
以及污水处理厂建设。
（2）莱茵河污染治理
• 莱茵河治理计划：从河流整体生态系统出发，把大马 哈鱼回到莱茵河作为治理效果的标志。
（3）苏州河污染治理
• 描述有机质在河流生态系统纵向的动态变化。 • 可通过螺旋长度进行描述:螺旋长度越短，
表明养分在河流生态系统中的利用效率越高 • 螺旋长度是河流生态系统中养分的运移速率
和滞留过程的函数。
3.1.2 河流生态恢复
（5） 连续中断概念 • 连续中断：认为大坝(干扰)中断河流生态系
统的连续性，引起河流上下游的非生物/生 物参数和过程发生转变。
图1 洪水脉冲生态过程示意图
洪水脉冲生态效应
• 长江的四大家鱼每年5~8月水温升高到18℃ 以上时，如逢洪水，家鱼便集中在重庆至 江西彭泽的38处产卵场进行繁殖。
• 家鱼在涨水第一天开始产卵，如江水不再 继续上涨或涨幅很小，产卵活动即告终止。
自从1956年开 始的长期观测表明， 四大家鱼在水位上 涨时产卵形成高峰。
自然的状态，在此状态下，河流系统具有 可持续特征，并可提高生态系统价值和生 物多样性。（ASCE，2003）
西方国家河流保护发展阶段
• 上世纪50年代开始以水质恢复为重点 • 到80年代初期转入建设小型河流的生态
恢复工程 • 到80年代末期进入以单一物种恢复为标
志的大型河流恢复行动 • 90年代开始规划流域尺度的河流生态整