实现河流生态恢复的目标

(1)河流生态恢复目标的表述。在“河流生态恢复”的目标方面,学术界存在着不同的表述,这些表述也反映了不同的学术观点,从过程、目标到相关措施都有很大的差别。对于河流生态恢复定义有以下主要表述。

“完全复原”(full restoration,Cairns,1991),定义为“使生态系统的结构和功能完全恢复到干扰前的状态”。完全复原首先是河流地貌学意义上的恢复,这就意味着拆除大坝和大部分人工设施以及恢复原有的河流蜿蜒性形态。然后,在物理系统恢复的基础上促进生物系统的恢复。

“修复”(rehabilitation),定义为“部分地返回到生态系统受到干扰前的结构和功能”。

“增强”,(enhancement,National Research Council 1992),定义为“环境质量有一定程度的改善”。

“创造”,(creation,National Research Council,1992),定义为“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”。

“自然化”(naturalization,Rhoads and Herricks,1990)。“自然化”的出发点是,由于人类对于水资源的长期开发利用,已经形成了一个新的河流生态系统,而这个系统与原始的自然动态生态系统是不一致的。在承认人类对于水资源利用的必要性同时,强调要保护自然环境质量。通过河流地貌及生态多样性的恢复,达到建设一个具有河流地貌多样性和生物群落多样性的动态稳定的、可以自我调节的河流系统。

对应不同的恢复目标,采取不同的措施。概括各种措施不外以下几种:①人工直接干预。通过人工栽种植被,改变植被结构,引进某些生物以达到生态恢复的目标。②自然恢复。主要依靠生态系统自设计、自组织、自修复和自净化的功能,达到生态恢复目标。③增强恢复。是介于以上两种方法的中间路线。在初期的物质和能量的投入基础上,靠生态系统自然演替过程和河流侵蚀与泥沙输移实现恢复目标。

上述几种恢复目标中,实现“创造”这种目标,主要靠人工直接干预。其余几种目标依靠增强恢复和自然恢复,不过侧重点有所不同。

(2)各种恢复目标的异同。上述几种生态恢复目标存在着共同点。首先,都是从河流生态系统的整体性出发,确定恢复的着眼点是河流生态系统的结构和功能。研究表明,在一个淡水水域中,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,生态功能(如能量流动、物质循环、物种流动等)也会趋于完善和健康。其次,各种恢复目标都把生物群落多样性作为恢复程度的主要衡量标准,而不是仅仅恢复岸边植被或恢复某些单一物种。最后,从生物群落多样性与河流生境的统一性原理出发,都强调恢复工程要遵循河流地貌学原理。(www.xing528.com)

至于几种恢复目标的差别,一些学者对于“完全恢复”这种目标提出置疑。到底恢复到什么历史时期的状况?几十年前抑或几百年年前?由于缺乏河流干扰前的地图、文字或其他图像等科学资料,所以弄清楚干扰前的河流状况是十分困难的。何况在近代社会人们在河流上已经建设了大量的水利设施,在经济社会发展中发挥着巨大效益。闸坝、堤防、航道等这些基础设施已经成了河流恢复的重要约束条件。如果全面拆除大坝及各种水利设施以恢复河流的原始面貌,从经济分析和防洪安全观点看可以说是不现实的。如上述美国在20世纪90年代拆除了180座坝,尽管占美国大坝总数比例甚小,约为0.23%,而且多为低坝,同样在科学界引起争论。著名生态学家William Mitsch(2004)指出,回顾90年代在进行拆除大坝行动前,“对于拆坝带来的影响方面科学研究论证很不充分,往往是零散片断地进行,采取的方法是一种‘学院式’的方法而不是用整体式方法。比如一位科学家研究对于鱼类的影响,另一位科学家研究无脊椎动物,第三位可能去分析水样。”另一位学者Hart(2002)批评说:“已往拆坝的科学论证工作是基于定性的观察而不是定性的测量。由于缺乏对于总体因素比如泥沙输移和水温等重要因素的全面分析,拆坝行动论证中对于拆坝的理由和造成的影响分析往往基于错误的假设。”

其次,对于“创造”一个新的河流生态系统,也有不同观点。更多的学者主张,应该更多地依靠自然界的力量,依靠自然演替过程实现生态恢复的目标。人工生态系统的建立具有很大的不确定性,何况新的人工生态系统的成本要高得多。欧洲国家和日本的河流恢复实践大多倾向于在承认河流开发现状的基础上,进行河流的生态恢复。在权衡满足经济社会需求与满足生态健康关系上,大体采取二者并重的立场。

(3)如何结合我国的国情。如何结合我国的国情考虑河流生态恢复工程?首先,对于水利工程建设,要采取面对现实的态度,承认水利工程对于国家经济社会发展的重要作用。为防洪、供水、灌溉、发电和航运等目的,现在和将来,社会都离不开水利工程。如果在我国侈谈为恢复河流生态而大规模拆除大坝,将是完全脱离社会实际的。如果简单引用西方学者观点一概反对建坝,恐怕也失之偏颇。我们要承认水利工程为经济社会服务这个基本现实,在此基础上,研究河流生态恢复问题。同样,针对工程对生态系统的胁迫问题,也应该采取面对现实的科学态度,而不是回避的态度。要承认并且深入研究这些负面影响。新建水利工程需要在充分论证对生态系统的影响基础上进行建设。对于新建和已建工程,要采取各种工程措施、管理措施和生物措施,尽可能减轻对于河流生态系统的压力,对于生态系统的胁迫给予补偿,在一定程度上恢复河流原有的面貌。总之,应该提倡“趋利弊害”的原则,而不主张“因噎废食”的做法。

我国治水历史悠久,古籍记载的大禹治水约发生在公元前21世纪,说明中华民族大规模的治水活动至今已经有4000余年的历史。古往今来大规模水利工程建设,包括筑坝、筑堤、裁弯取直、渠道化、人工河网化等,已经使我国众多的自然河流面貌发生了巨大的变化。尽管我国有大量的古籍记载了历代治水的历史、对策,但是仍然缺乏大中型河流的包括生态状况的自然演变和人类活动的科学资料。在美国可以讨论河流恢复的目标是欧洲移民到达前河流未受干扰的状况,其实那不过是二三百年前的历史,而对于我国来说,如果讨论恢复到干扰前的状况是完全缺乏科学基础的。退而言之,即使讨论恢复到50年前大规模水利建设前的河流生态状态,在缺乏较完整的科学资料条件下,制定这样的生态恢复目标同样会遇到困难。我国河系的中下游地区,人口密集,土地利用高,为防洪目沿河筑堤,已经成为河流恢复的主要约束条件。大范围地调整河流地貌学特征,对于大中型河流来说余地已经不多。

综上所述,在我国对大中型河流生态“完全恢复”可以说是不现实的。在我国需要全面介绍发达国家提出的“河流恢复”的战略规划和经验。实际上,主张拆坝,实现“完全恢复”河流原貌的,仅是一种学派主张。西方各国也是因地制宜地制定河流恢复的目标,制定河流恢复的规划并进行设计和实施。同样,我们也应该吸取西方有益的经验,实事求是地研究我国河流恢复的问题。

考虑到我国目前经济发展阶段,从经济实力看,在我国多数地区也不可能按照西方国家的高标准进行河流恢复建设。生态建设要进行经济分析,充分考虑投入产出关系,取得生态效益的最大化。在我国值得提倡经济可行的技术路线是充分利用生态系统自设计,自组织的功能,实现生态系统的自修复。重点是减轻人为对河流生态系统的胁迫,包括强化治污和污水排放控制已经控制取水保持最低生态需水量等。在河流恢复工程中,在初期投入少量资金,建设必要的辅助人工措施,最大限度地发挥生态系统自修复功能。如果靠国家大量投资进行河流生态建设,力图“创造”一个新的生态系统,本质上说,这也是“改造自然”的一种新翻版。

所以,在我国恢复目标不是返回到某种本来不清楚的原始状态,也不是创造一个全新的生态系统,而是立足河流生态系统现状,积极创造条件,发挥生态系统自恢复功能,使河流廊道生态系统逐步得到恢复,促进其具有健康性和可持续性。

按照我国的国情和治河经验,治河工程大多是综合治理,在我国现实可行的路线是,结合河流防洪、整治和城市水景观建设等工程项目,综合开展河流生态恢复建设。重要的问题是水利工程建设如何处理好人与自然的关系。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,结合我国的情况,要改变水利工程建设的目的仅仅是为开发利用水资源这种单一目标,而是强调水利工程在满足人类社会需求的同时,应兼顾水域生态系统的健康性和可持续性。为此,就要需要吸收生态学知识,促进水利工程学与生态学的结合,改善水利工程的规划设计方法,发展生态水利工程学,尽量减少对于生态系统的胁迫。