深圳市河道生态修复理念及其治理技术_secret

1、深圳市河道生态修复理念及其治理技术 1乐茂华 2刘军 （1. 深圳市水务局河道堤防处，深圳，518036； 2.广州恒兆环境生物工程有限公司，广州 510300）摘要：深圳市河道水质恶化既是一个水污染问题，也是一个水生态失衡的问题，必须进行生态修复。河道生物修复和生态修复是二个不同概念，生物修复是城市河道水污染控制的手段，是城市污水处理系统的延续，而生态修复则是通过创造适合于各类生物生存的生境条件，形成各种生物群落配比合理、结构优化、功能强大、系统稳定的城市河道良性水生态系统，重建受损河道生态系统的结构和功能。针对深圳市河道现状，提出生态修复的技术和方法。关键词：深圳市 城市河道 生物修复 生

2、态修复 水污染中图分类号 文献标识码 文章编号 The Ecological Restoration Idea and Technology of River in ShenzhenLe Maohua1 Liu Jun2（1. Shenzhen Water authority bureau embankment place，Shenzhen 518036；2. Guangzhou Hengzhao environmental bioengineering CO., LTD. Guangzhou 510300）Abstract：The water quality worsening of riv

3、er in Shenzhen not only is a water pollution question, also is a water ecology unbalanced question, must carry on the ecological restoration. The bioremediation and the ecological restoration of river are two different concepts, the bioremediation is the city river water pollution control methods, i

4、s the extension of city sewage treatment system, but the ecological restoration is through the creation in each kind of living thing survival habitat condition, forms each living thing community allocated proportion reasonable, the structure optimizes, the function formidable, the system stable city

5、 river water ecosystem, reconstructs the ecosystem structure and the function of damage river. In view of the present situation of river in Shenzhen, proposes the technology and the method of ecological restoration.Keywords：Shenzhen；City River；Bioremediation；Ecological Restoration；Water pollution1 深

6、圳市河道基本情况深圳市地处我国东南沿海，总面积2020km2，属南亚热带海洋性季风气候，全年平均降雨量1944mm，全市河流分为东江、珠江口和海湾三大水系。境内共有大小河流300多条，其中流域面积大于10km2的河流有13条，大于100km2的有5条。境内大多数河道呈现山区河流特征，具有流域面积小、流程短、比降陡等特点；而城区内小河道大多自北向南，上游体现为山区河道特征，中游体现为平原城市河网特征，下游河道体现为潮汐河道特征。深圳市河道属雨源性河流，雨水分布极不均匀，汛期洪水暴涨暴落，旱季河道里几乎没水，城市排洪泄洪压力大，上世纪90年代开始，深圳市河道治理以水安全为核心，通过裁弯取直，浆砌石

7、或混凝土护坡、河底和岸坡硬化等水利工程技术，使深圳市河道普遍达到一定的防洪标准，但河道渠化使其丧失生物多样性和生态功能。随着特区经济飞速发展，人口快速增长和城市化进程，大量生活污水、工业废水未经有效处理排入河道，加之面源污染和底泥内源污染，特区河道水质严重恶化，在全市310条河流中，已有219条河流的水质受到不同程度的污染，占河流总数的70%。而城区河道普遍表现为黑臭和富营养特征。 城市河道是城市生态系统的重要组成部分，是城市居民休闲娱乐场所，城市河道污染不仅影响了城市品味和形象，也影响了城市社会经济的可持续发展，为此近几年深圳市投入大量资金，开展了以水污染治理为核心的城市河道综合整治工程，通

8、过截污、驳岸、清淤等工程手段，以及生物飘带、自然生态循环、微生物投放等生物修复技术，使深圳市河道水质显著改善，如市区布吉、新洲、福田等河道上游已基本消除黑臭现象，为河道生态修复提供了良好的物质基础。随着经济发展和人民生活水平的提高，对城市生态、景观功能要求也越来越高，以生态修复为核心的城市河道生态景观改造工程也越来越引起人们重视。2 从生态角度看特区河道及治理现状2.1 河道生态系统城市河道水生态系统由生物群落和与之相适应的环境条件组成，生境因子包括河道形态、结构、水质、水量和水流态、气象条件等，其中水环境是河道生态系统中最重要的生境因子。生物群落包括生产者（植物）、消费者（动物）和分解者（微

9、生物）组成，自然河道生态系统是一个以太阳能驱动的，生产者、消费者、分解者和各种生境因子相互作用的物质循环和能量流动体系，通过生态系统食物链、食物网，维持水生生物群落的生存、繁衍生态平衡，使河道具有自我净化能力。其物质循环中碳循环规模主要与水体中溶解氧、分解者生物量以及反应条件有关；氮、磷等营养盐循环则主要与河道大型水生动植物的捕获或收获有关，通过捕获或收获过程将多余的氮、磷等移出系统。2.2 深圳市河道污染现状 由于人类的活动，使深圳市河道污染日益严重，从污染源上看，深圳市河道污染主要包括点源污染、面源污染和内源污染；从污染物上看，主要包括有机污染和N、P等营养盐污染。深圳市河道水质恶化既是一

10、个水污染问题，也是一个水生态失衡的问题。目前深圳市河道渠化改变了天然河道的地形地貌，使河道植被失去了赖以生存的基础，也不利于微生物附着和微型动物栖息繁殖、高等动物生存；河道形态、结构均质性使河道水流多样性消失；河道裁弯取直使河道水流加速，不利于各种生物栖息；而河底和岸坡硬化切断了水土营养交换，使河水成为孤立于土壤之外的系统，无法独立支撑复杂的水生生物群落，以上因素导致河道生境的恶化，生态链断裂、生态网格结构破碎、生物多样性消失，河道生态系统能量流动和物质循环规模降低，当有机污染和N、P等营养盐进入河道，超出河道自净能力，就会导致河道生态链断裂，系统失衡甚至崩溃。 当大量的有机污染进入河道后，有

11、机物越过消费者直接供应给分解者，使河道微生物生物量大量增加，微生物对有机物分解过程需要消耗水中溶解氧，使河道水体中溶氧降低甚至消耗殆尽，消费者减少甚至消失，使河道生态系统中能量流动和物质循环受阻，生态链断裂，河道水体表现为黑臭。当大量的N、P等营养盐进入河道后，营养盐越过分解者直接供应给生产者，使河道初级生产力失去消费者限制而快速繁殖，这一过程同样会导致河道生态系统中有机碳的积累，使河道生态链受阻，最终消耗水体溶氧，河道水体表现为富营养化甚至黑臭。2.3 深圳市河道治理现状河道治理必须遵循自然生态规律，河道生态系统稳定性处决于其能量流动和物质循规模是否在自然条件所允许的范围之内，而将过量的有机

12、物和营养盐移出系统则是河道治理的根本着眼点。从河道生态系统的结构和功能上看，城市河道治理技术主要为通过截污、清淤等工程措施尽可能减少污染物进入河道；通过河道曝气增氧等生物修复技术将排入河道的多余的有机物分解、转化成二氧化碳而移出河道生态系统；通过对河道形态结构改造，对河道水量、水流态调节，使之适应于各种生物生长，形成生物多样性等生态修复技术，提高河道自净能力，通过对河道动植物的捕获或收获，使河道中多余的N、P等营养盐和有机物单向移出系统；通过河道挺水植物、沉水植物等水生植物引进，河道初级生产力结构调整，植物化感作用控制河道水体富营养化或水华的发生。目前深圳河道治理水质改善工程所采用的河道曝气增

13、氧、生物飘带、 自然循环水处理、河道微生物投放等技术主要是通过富集、添加微生物使河道生态系统中分解者生物量增加、通过机械曝气增加水体溶氧和强化污染物和氧（电子受体）、微生物的传质混合，将有机物转化成二氧化碳和水而移出系统，打通碳循环通道，提高河道生态系统能量流动和物质循环规模。深圳市河道经过近几年的强化治理，已基本完成了对河道有机污染的控制，打通河道生态系统碳循环的通道，但面源污染无法控制，内源污染依然存在，深圳市河道污染源将由点源污染为主转变为以面源污染和内源污染为主，河道污染物将由有机污染为主转变为以N、P等营养盐污染为主，河道治理策略必须由污染源控制、水质净化工程为主转变为以河道生态修复

14、为核心，通过改造河道形态结构，调节河道水量和水流态，构建河道生物多样性，恢复河道洁净好氧生态系统，提高河道自净能力。3 河道生态修复理念及其目标3.1 河道生态修复理念在城市发展的初期，城市河道属于纯自然型的天然河流河道，其形态结构是自然演变的结果，具有生态和景观功能。随着工业化发展，城市规模不断扩大，人口增加，河道被大量占用，原有的消洪、滞洪、蓄洪、储存雨水的湿地、池塘、湖泊、支流等消失，加速了雨水的汇流；城市生态恶化，热岛效应等加强了城市降水的强度和频度；而城市大面积地表硬化和完善的排水设施，更进一步加快城市雨洪汇流速度，增加了河道水流的能量和不可控制性，河道两岸及河床易受冲刷和侵蚀，加剧

15、了城市的水涝灾害。使河道治理理念上以防洪泄洪为目标，对河床进行约束，强调构筑物的坚固和稳定，以工程力学为基础，治理方法上采用拓宽河道，裁弯取直，陡坡护岸，河道渠化，河底硬化，使河道断面湿地消失，河道结构材料均质化，河道生物多样性和自净能力消失。城市河道工程治理又反过来改变了河道原有的水文平衡和水循环模式，使河岸植被与水中生物完全丧失了栖息空间，生物多样性减少到最低，河道生态功能削弱，水体自净能力减退，加上大量工业与生活污水未经有效处理排入河道，使河道水体黑臭或富营养；传统河道治理使河道看起来整洁有序，但无法获得良好的亲水性，视觉美感消失，无法达到生态景观要求。随着经济的进一步发展，人们逐步认识

16、到河道生态系统的恢复对城市生态环境、城市景观、城市品味和城市社会经济可持续发展的重要性，发达国家在水环境治理上加大了力度，将生态修复列为城市河道整治的核心，20世纪90年代以来，德国、美国、日本等国拆除了大量60、70年代建造的钢筋混凝土护岸，使城市河流恢复自然状态；对河道水污染的控制由传统的“污水处理，达标排放”转变为以水资源再生为目标的 “水循环再利用”；对城市河道治理大多采取“高强度治污自然生态恢复”的技术路线，取得较大成效。我国对城市河道治理理念也逐步由工程治理向生物修复和生态修复转变，国务院批准实施的太湖水污染防治“十五”计划中，就明确提出“十五”太湖治理的三大系统，包括治污工程、生

17、态恢复工程和强化管理，将生态修复和生态管理摆到非常重要的位置。经过十多年的综合整治，深圳市河道治理已经进入攻坚阶段，研究表明，目前深圳河道现状既是污染问题，更是生态失衡的问题，对特区河道进行生态修复势在必行。河道生态修复就是重建受损河道生态系统的结构和功能，以及其有关的物理、化学和生物特征，创造一个适合于各类生物生存、各种生物群落配比合理，符合自然演替规律的生境改善、结构优化、功能强大、系统稳定的城市河道良性水生态系统。 城市河道的生态修复，对城市水污染控制具有十分重要意义，城市水环境包括河道湖泊等地表水系统、城市污水处理系统、城市地下水系统，三者之间相互联系，相互作用，共同构成一个整体，城市

18、污水处理系统是一个人为强化的生态系统，主要针对城市点源污染，污水管网是其物质循环和能量流动的通道，而污水处理厂则为强化物质循环和能量流动的节点，对于我国大部分城市来说，污水处理系统为二级生化处理，处理后的中水进入河道后，产生N、P等营养盐污染，面源污染和内源污染也含有大量营养盐，截污后河道水体污染依然存在，生态修复后，具有一定的自净功能，河道生态系统通过对污染物进行分解、转移、吸收、富集等，调整污染物在系统中的输入和输出的途径和数量，增加输出减少输入，河道生态系统的自净作用，是城市水环境污染物控制的重要途径。 城市河道的生态修复，对提高城市防洪排洪能力具有十分重要意义，通过城市河道形态、结构等

19、进行生态改造和生物多样性恢复，形成蜿蜒曲折形态、植被茂密的河岸、起伏多变的河床，和沿河构建的湿地、池塘、洼地等，有利于减低河水流速，消减洪水的破坏能量；通过水体渗透和两岸河畔树林的储水起到调蓄洪水，缓解旱灾；河岸树林带有利于减少热岛效应，调节城市小气候，减少暴雨的频度和强度。 城市河道的生态修复，对城市河道景观建设具有十分重要意义，生态型河道一定是亲水性的，体现了以人为本，人水和谐河道治理的理念，单纯的物理景观缺乏生机，只有将生态和景观结合起来，才能使河道表现出生机盎然的景观效果，体现生态功能和景观效果完美结合。城市河道的生态修复，对城市水资源的综合利用，建立和谐社会具有十分重要意义，河道生态

20、修复消除了河床和岸坡的硬质化，生态护岸与河岸缓冲林带的地表植被与土壤介质具有强烈的过滤与吸附作用，沟通了地表水和地下水的联系，降低地下水污染；减少流域水土流失和地表径流中携带的悬浮粒子与氮磷污染物；沿河而建的湿地、池塘、洼地等起到调蓄洪水，滞洪补枯作用，最大限度利用了雨洪资源，创造良好经济效益，建立良性生态平衡，实现社会经济可持续发展。3.2 河道生物修复和生态修复 生物修复（Bioremediation）是上世纪80年代发展起来的一项低投资，高效益环境治污技术，就是利用特定的生物（主要是微生物，包括土著或外源微生物）在一定的条件下进行消除或富集环境污染物，从而达到对污染环境进行治理的生物过过

21、程。生态修复（Ecological Restoration）是利用生态工学原理、技术，通过河道水污染控制、水量和水流态的调节，河道河底和岸坡的形态结构的生态改造，恢复河道生物多样性，重建河道生态系统的结构和功能，使之达到良性的自然生态平衡。生物修复和生态修复是城市河道治理技术发展的不同阶段和不同层次。二者的目标、应用原理、技术手段、应用生物的种类和适应范围均有一定的差异。 从技术目标上看，生物修复主要以改善河道水质为目的，实际上城市污水处理系统的延续；而生态修复的主要目的是恢复受损的河道生态系统，水质改善是河道生态修复的前提。从技术原理上看，生物修复主要利用环境生物学原理，利用培育的植物、微生

22、物等生物，特别是微生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解，从而使水体得到净化；生态修复则是利用生态工学的原理，通过创造良好而多样化的河道生境，合理引进和配置水生生物群落，促进河道向良性生态系统演替。从采用的技术手段上看，生物修复以环境工程手段为主，如河道曝气、氧化塘、生物接触氧化、曝气生物滤池、复合生态滤床、微生物合酶制剂的投放等；生态修复则主要为河道形态、结构的生态改造，河道水量、水流态人为调节。从适应范围上看，生物修复主要适应于重污染河道，特别是有机污染的黑臭河道，生物修复作为截污不彻底的一个补充措施，有利于降低河水污染，消除河道黑臭现象；生态恢复适应于微污染河道，特别是以N、P

23、等营养盐污染为主的富营养河道。通过生物修复改善河道水质，为河道生态修复创造了良好的基础，而生态修复是河道治理的最高目标。生态修复是构建自然环境和人居环境和谐统一河道治理技术体系。3.3 河道生态修复目标城市河道生态修复工程是师法自然，利用自然界自身的规律恢复其本来面目。其目标是在确保水安全的前提下，恢复和重建河道生态系统的结构和功能，采用生态工程学的方法，通过对河道极其岸坡的形态、结构进行生态学改造，优化河道生物群落，构建河道生物多样性，提高河道自我调节和自净能力，保障城市水资源的循环利用，配合城市生态和景观建设，做到人水和谐，促进城市社会经济可持续发展。3.3.1 河道水污染控制目标河道水污

24、染控制是河道生态修复的基本条件，而河道生态修复反过来又促进河道自我净化能力，在一个健全的河道生态系统中，水质洁净是必然结果。3.3.2 河道水安全目标河道生态建设必须首先确保其防洪排洪能力，城市河道和自然河流不同，沿线人口密集，经济发达，一旦发生水灾，经济损失不可估量。河道生态修复中，河道形态、结构的生态改造虽然有利于调蓄洪水、消减能量、，滞洪补枯，但同时也降低洪水流速、提高慥率，为了避免洪涝灾害，必须相应拓宽河道。3.3.3 河道形态、结构空间异质性、多样性目标河道生物多样性和河道形态、结构空间异质性、多样性息息相关，通过河道形体结构生态改造，形成自然河流蜿蜒的形态，急流、缓流、弯道及浅滩相

25、间的格局，深潭、浅滩交错的形势，再现天然河道河水向两岸渗透，滋养着两岸的植被，提高河道生物群落生境的异质性，构建生物群落多样性，恢复河道水生生态系统结构与功能。3.3.4河道生物多样性目标一条自然的河道和滨水带，必然有凹岸、凸岸、深潭、浅滩和沙洲，它们为各种生物创造了适宜的生境，是恢复河道生物多样性的基础；同时河道生物群落多样性是河道恢复程度的主要衡量标准。河道生物多样性是生态系统顺利实现其对污染物的转移、转化、富集、释放代谢的物质基础，在一个生态系统中，生物多样性越丰富，食物链越复杂，系统越稳定，其自我调节功能和自我修复功能就越强大。建设生态型河道时必须极大地关注恢复生物多样性，尽可能采用土

26、著物种，避免单一物种的恶性繁殖造成河道生态失衡。3.3.5 恢复河道生态系统结构和功能目标从河道生态系统的整体性出发，恢复河道生态系统的结构和功能，在一个健全的河道生态系统中，各类生物相生相克，形成了复杂的食物链（网）结构， 一个物种类型丰富而数量又均衡的食物网结构，其抵抗外界干扰的承载力高，自净能力强，其生态系统中能量流动、物质循环、物种流动等也趋于完善和健康。 河道水-陆-气三相紧密联系，和河道生物群落一起，共同构成开放的河道生态系统，河道生态系统必须具有完整性，连续性和自我调节功能。3.3.6河道水资源的可再生利用目标河道水系是城市水循环的主要通道，为陆地各生态系统输送物质和能量。河道渠

27、化和硬化，改变了自然水循环系统的水文平衡方式，使河道丧失了地下水补给功能，形成区域性地下水沉降“漏斗”。在生态河道建设中，必须将河道水体和城市天然降水排水系统、城市地下水系统、城市污水处理和中水回用系统等统筹考虑，连接成网，尊重自然水循环，促进地表水和地下水交换，充分利用雨水资源，调节水位。将城市水环境建设，水生态修复，水质改善和水资源综合利用整体考虑，重视生态生态需水和景观需水，以保证水资源的良性循环，保障河道水资源可持续利用和多功能开发。3.3.7营造生态景观，建立人水和谐目标河道是人与自然，城市与自然，人与人交流的场所，是城市重要的景观界面，利用景观生态学原理，合理规划河道空间结构，使河

28、水、河岸、滨河带等生态景观要素形成一个生动活泼的有机整体，既符合生态学原理，也具有一定的美学价值，更适合人类居住，使河道景观由单纯的物理景观转变为多样性的生机盎然的生态景观。提高沿河土地利用价值，创造良好经济效益，实现社会经济可持续发展，消除人和自然的对立，建立人水和谐。4河道生态修复技术城市河道湖泊等地表水系统和城市污水处理系统、城市地下水系统是密不可分的，城市河道生态修复不能只局限于河道本身，还必须考虑城市水污染控制，城市水资源循环再生等因素。生态修复技术主要包括河道水文条件的恢复，通过补水调水措施，使河道恢复适宜生物群落生长的水质、水量以及水流态、水深等水文要素；生物栖息地的恢复，通过适

29、度人工干预和保护措施， 恢复河流廊道的生境多样性；生物群落多样性恢复，通过引入本土生物，优化河道生物群落结构，构建生物多样性，恢复河道自然良性生态系统的结构和功能。主要包括河道生态补水、河岸缓冲区修复、河道形态和结构改造、植被恢复和优化、水生生物群落修复技术等。4.1水污染控制技术将城市污水处理系统和地表水系作为一个整体，通过截污措施控制河道点源污染，通过清淤减少河道内源污染。城市河道是一个开放系统，河道面源污染和大部分内源污染很难通过市政工程手段进行控制，主要通过生物修复技术进行治理。应用于河道治理的生物修复技术包括河道曝气增氧、复合生态滤床、氧化塘技术、曝气生物滤床、软性填料、接触氧化、植

30、物浮岛、生物酶制剂和微生物投放，生物促生等，生物修复是城市水污染控制中城市污水处理系统的有力补充，不仅能消减进入城市河道有机污染负荷，对NP等营养盐污染也具有一定的控制作用。4.2河道水量和水流态调节河道是一个具有流动特性的生态系统，河道水体不仅以化学成份和物理性质的变化影响河道生态系统，而且还以其流量、水位、水力坡度等水动力特性，改变河道生态系统，同时缓缓流动的水体，也是河道景观的重要组成部分。通过调整河道水量、水流态等水力特性以达到河流生态的要求，是河流生态系统修复的一个重要途径。河道生态系统的建立和维持，必须维持一定的生态需水量，生态需水量是指维持生态系统中具有生命的生物物体水分平衡所需

31、要的水量，主要包括维护天然植被所需要的水量、保护水生生物所需要的水量，如维持湖泊、河流中鱼类、浮游植物等生存的用水、地下水和河道蒸发损失水分的补给等。 河道生态系统的建立和维持，必须维持一定水流，水流过快，频繁换水，影响了河道生态结构的稳定性，改变河道流速，温度等结构场，如果干扰频率超过河道生态重建恢复的周期，就会破环河道生态系统；河道水流太慢，更新置换水量少，河道自净能力降低，污染物难以迁移和降解；通过对河道水流控制，强化河道对流稀释，动力复氧，沉降吸附功能，有利于提高河道水环境容量和水环境的承载力。 通过全面开拓水源，实现生态补水，维持河道稀释净化水生生物栖息和景观娱乐的需水量；通过综合调

32、水措施，促进河道水体有序流动和置换；通过机械推流，增加水体流动性，沿河兴建跌水、喷泉等设施增强水体混流交换和增氧，通过调节河道水动力学特征，提高河道纳污能力和自净能力，实现水流有急有缓，水位线有涨有落，河滩干湿交替，促进河道水生生物群落的生物多样性。4.3 河岸生态缓冲带构建河岸带植被恢复是河道生态修复的重要技术方法，河岸生态缓冲带是介于河道和河岸之间的生态过渡带，具有明显的边缘效应具有调节气候、涵养水源、滞洪补枯、防止土壤侵蚀、降解环境污染、对面源污染，地表径流营养盐具有阻滞作用、生物廊道、维持生物多样性和生态平衡、保持城市地下水资源平衡以及调节区域、等元素的生物地球化学循环等功能。河岸生态

33、缓冲带尽可能采用多孔渗水路面，植物种植采用本土树种，建立乔、灌、草层级结构，功能完善的河道天然植被带，发挥其生态功能。4.4 生态护岸构建河岸护坡是河道生态系统的重要组成部分，同时也影响着河流的稳定性及行洪能力，传统的河岸防护工程中多采用浆砌或干砌块石、混凝土、预制混凝土块体等结构形式，虽然在保持岸坡的稳定性、防止水土流失、保证防洪安全等方面起到了一定的作用，但对河道景观环境和生态产生了不良的影响，造成水体与陆地环境恶化和生态破坏，护坡硬化割裂了水土联系，使河道水、土和生物群落之间物质循环和能量流动收到破坏，加剧了水污染的程度，降低了河流的自净能力。河床护坡的生态修复方法，拆除原有的石块、混凝

34、土结构，将其改造成适合生物生长的仿自然状态的护坡，护岸材料采用具有耐久性、抗侵蚀性、抗冲性，同时具有渗透性和亲水性材料，最好为天然材料如木桩、竹笼、卵石等。为了维护河岸的稳定性，防止水土流失，可在护岸上种植水生植物和其他植物，植物根系纵横交错于介质和土壤中，增强了河岸带亚表层强度，增加了河岸的稳定性，防止岸坡重力侵蚀；生态护岸和河岸水陆交错的生态活跃区的水生植物，降低水体流动，有利于生物栖息；生态护岸水陆交错区的介质和水生、湿生植物等，可通过渗透、吸收、吸附、滞留、氧化、还原、絮凝、沉淀等物理化学和生物作用，水质河道净化功能。岸坡结构还通过减低河水流速，消减洪水能量，涵养水分、滞洪补枯。生态护

35、岸营造柔美生态岸线，集防洪、生态、景观和自净等功能于一体，代表着护岸技术的发展方向。4.5 河床及河道形态结构生态改造以防洪排洪为主要目的的深圳市河道工程治理，使特区河道形态上裁弯取直，结构上均质化，河床和岸坡硬化，水生植物缺乏有效的生长基质，生物多样性消失，河道生态系统几近崩溃。研究表明，生物群落多样性与生境的空间异质性(spacialheterogeneity)存在正相关关系，一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造更加多样的小生境，允许更多的物种共存，有利于生物群落的多样性。城市河道是一个水-陆-气三相紧密联系的开放生态系统，河流形态的婉蜒曲折形成了急流与缓流相间，造就河道水体流态多样

36、性；河流的横向结构多样性，表现为深潭与浅滩交错，湿地和洼地相间，造就河道干湿交替的复杂的生境；河床材料透水性和结构的多孔性为生物提供栖息场所，也为水生植物生长提供了良好的基质；河床的起伏变化造就了河道水流的多样性；沿河串接的湿地、湖泊、沼泽、洼地等提供了丰富多样的生境，使河道在流速、流量、水深、水温、水质、水文脉冲变化，河床材料及结构等多种生态因子的异质性，形成了丰富多样的河流生物群落。同时弯曲河流和丰富多变、多孔质结构有利于涵养水分、滞洪补枯、减少水土流失、消耗河流能量，强化河流的自净功能，恢复河流的天然景观。针对深圳市河道“三面光”的现状，必须对河道形态和结构进行生态改造，首先拆除河床硬质

37、材料，恢复河底的自然泥沙状态；拓宽河道，采用复式断面形式，恢复一定面积的河滩、河幔地，构建蜿蜒曲折低水位河槽，使河道深潭和浅滩相间，营造接近自然的流路和不同流速带的水流；岸坡采用多孔质材料，为水生和湿生植物提供生长基质，为水生动物提供栖息地；根据河床，制造丰富多变的河底线和河岸线；挖湖增水，恢复沿河串接的池塘、湿地，营造复杂多变的生境；通过翻板闸形成阶梯-深潭的河道纵向结构，人为营造水文脉冲，使河流时急时缓，经常漫过河岸，形成沼泽和湿地，为各类生物创造适宜的环境；对于必须进行渠化的河道，应遵循生态平衡的原则，保留一定的槽蓄作用，使主河槽和河幔河滩地保持水文连通性。4.6 河道生物群落恢复和演替

38、控制受损水环境实际上是生态系统结构和功能的退化，生态链断裂，生态网络结构破坏，生物多样性丧失，必须从构建生物多样性入手，引进关键物种，重建食物链结构。生态修复主要包括生境修复和生物群落恢复和演替，在对河道水体、河床、岸坡结构和形态等生境因子进行修复后，通过人为强制种植植物和放养动物，加速自然生态演替过程，重建水生生物多样性。引进生物物种选择，群落结构的优化，群落演替控制是河道生态修复的关键。 水生植物恢复是生态恢复的重要环节，而沉水植被恢复是生态系统恢复健康的重要标志。水生植物引进的基本原则是本土化，对河道环境有高度的适应性，生长速度较快；植物群落亲和能力强，既不会被原有群落的植物所抑制而不能

39、正常生长，也不会因它的生长而过分影响其他种类的生长，有利于形成物种之间良好的相互促进，相互制约的机制；引进植物有一定的净化水质作用和景观效果。对于外来物种引进要特别谨慎，避免外来物种入侵造成生态灾难4.7 河道生态系统监控和管理生态环境监督管理是城市河道管理的重要组成部分，首先必须建立生态环境标准体系，对河道进行生态监控，发现问题及时处理；把河道割草，动物捕获等作业纳入河道管理规范，控制河道生物量，及时将多余的营养盐和有机物移出河道生态系统，以维持其种群在适度水平。5 河道生态修复治理工程中几个误区5.1 清淤能解决河道内源污染问题城市水环境是一个开放的系统，其水体或是流动的、或受潮汐影响、或

40、间歇性换水，针对水体的各种生物修复措施，如投放外源微生物、生物促生剂等或许是有效的，但其作用可能随水的流动或置换而消失。底泥在城市水环境生态系统中扮演十分重要角色，底泥是河湖生态系统分解者微生物的主要聚集地，底泥营养盐释放为河湖生态系统生产者藻类提供营养，在洁净好氧河涌中，底泥是结纳和分解污染物的“库”，提供上覆水体无机营养盐的“源”，在黑臭水体中，底泥中积累的污染物向水体释放，又成为加剧河涌污染的“源”。河道清淤并不能彻底解决河道内源污染问题，清淤虽然能除去部分已污染的底泥，但我国城市黑臭河涌大部分已有十多年、甚至几十年的底泥积累，底泥厚度一般有一米以上，受工程条件限制，不可能将全部污泥清掉

41、，清淤后的底泥仍为新的污染源，而且清出的底泥容易形成第二次污染。底泥生物氧化就是在泥水界面形成一层棕色氧化膜，如果将水环境比做一个污水处理系统，底泥好氧层即为“活性污泥”，底泥好氧层一方面分解底泥深层厌氧层（黑泥层）不断渗出的有机质和其它污染物，隔阻有毒物质向河涌水体扩散，一方面分解来自河涌污染物、浮游动植物残体。底泥氧化层厚度，很大程度决定了河涌自净能力，底泥氧化层越厚，河涌自净能力越强，反之，河涌自净能力越弱。底泥生物修复对城市水环境生物修复和生态修复具有十分重要的作用。5.2 河道水污染控制中彻底截污的观念在城市河道治理中，往往认为城市河道黑臭或富营养问题是一个单纯的水污染问题，只要通过截污手段，对河道进行彻底截污，就可以根治城市河道黑臭或富营养。从治理技术和手段上看，往往只重视截污、清淤、驳岸等工程手段，而忽视河道生态恢复。事实上，城市河道污染种类众多，来源非常复杂，要做到完全截污是不可能的。根据污染物种类，主要分为有机物污染、营养盐污染、重金属及其它污染；根据污染源可分为外源污染和内源污染，其中内源污染包括河道底泥污染和由于河道藻类繁殖而产生的内负荷（1克藻类约产生0.5克CODcr）；外源污染包括点源污染和面源污染以及大气降尘污染。城市截污工程主要针对点源污染，污水收集管网的滞后将是长期困扰深圳市河道截污效果的一个重要问题，这就