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英国河流生态修复:基于自然的解决方案

时间:2023-08-03 来源:《中国水利报》

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埃德尔斯顿河修复前

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埃德尔斯顿河修复后   

随着全球气候变化和人类活动加剧,世界各国普遍面临河流生态退化的严峻挑战。《自然》杂志的一项最新研究发现,全球一半以上的河流每年都会断流。过去50年,全球淡水物种减少了约83%,河流生态系统严重受损。河流生态修复已成为全球可持续发展的当务之急。

自20世纪80年代以来,英国成立了河流修复中心,在水生态治理领域探索开展了大量实践。

基于自然理念制定法规标准

基于自然的解决方案,是目前世界上生态保护修复的主要理念,通常定义为“保护、可持续利用和恢复自然生态系统及已受破坏生态系统的行动,以有效和适应性地应对社会挑战,并提供人类福祉和生物多样性效益。”欧盟解释,“向自然学习,受自然启发,借助自然力量进行恢复。”

英国是“基于自然的解决方案”理念的践行者,根据欧盟《水框架指令》《栖息地指令》《洪水指令》等相关法规,先后制定了《给水留出空间》《河流环境改善计划》《河流修复战略规划》《自然洪水管理手册》《河流修复技术手册》等法规和标准,并应用于实践。2016年,世界自然保护联盟英国委员会和苏格兰水技术中心联合编制了《河流修复与生物多样性:英国和爱尔兰基于自然的河流修复方案》。基于数十年工作实践,该书分析总结了河流生态修复的常用方法和综合效益,为进一步改善河流生态提出具体建议。

专家认为,开展河流生态修复的第一步,是从流域水文、地形地貌、生态生境等方面开展现状调查,了解河流退化的根本原因和修复需求。具体而言,基于现状设定修复“基线”,根据现有资源评估修复潜力,预判修复工作启动后的各种情景,并制定详细预案,细化时间进度安排,标注关键节点,展望预期成果。

英国河流栖息地调查结果显示,在英格兰、威尔士和北爱尔兰等地区,受人类活动影响造成生态退化的河段已超过河流总长的50%,包括河道裁弯取直和渠化、堰坝及堤防建设、护岸加固、蓄滞洪区改造等。此外,极端天气事件频发也加剧了这一趋势。

河流生态修复的最终目标,不是要退回到开发利用之前的原生态,而是在确保防洪、供水、发电等效益的同时,最大程度地提升河流的生态服务功能。另外,设定目标时不能只关注景观、水质等问题和近期效益,还要综合考虑全局利益和长远效益。在具体项目实施中,英国相关部门将恢复水生生物栖息地和多样性,尤其将标志性物种的种群数量设为修复目标,以重塑河流生态系统的自然过程、水文情势及栖息地环境,最终达到提升和维护河流生境完整性、多样性和连通性的目的。

河流修复的实用技术

英国目前已累计实施4800多个河流生态修复项目,英国河流生态修复中心为此编写了《河流修复技术手册》,针对河源、急流、缓流等不同河流类型和条件,提出了12种措施及实用技术,大致可分为三类。第一类是恢复河流的横向连通性,改善裁弯取直的河道,恢复其蜿蜒形态,形成回水区域;采用自然形态的护岸边坡替代混凝土护岸;实施洪水管理,恢复河漫滩湿地。第二类是恢复河流的纵向连通性,疏浚河床,治理废弃河道,移除障碍物;利用分水堰、溢洪道、跌水等优化调整河床高程、水位和流速等。第三类是改善水体和栖息地状况,恢复生物多样性。加强入河排污口管理;在河床铺设沙砾石,恢复河床自然形态;对公共和私人活动、动物迁徙开放通道等。

梅耶斯溪位于伦敦东北部,自20世纪30年代建成公园后,受开挖涵洞、加装围栏等影响,溪流的生态功能被严重制约。2010年,当地启动了梅耶斯溪公园景观总体规划实施,通过重新规划约1公里长的河流走向,种植超过1.5万株草本植物和800棵树,拆除人工护坡、恢复自然护岸,形成蜿蜒流态和回水池塘,实现新增1.5公顷洪泛区和人工湿地及50万立方米蓄洪空间,有效缓解了高温、暴雨等影响。梅耶斯溪公园因此成为英国第一个适应气候变化的样板公园。

埃德尔斯顿河是苏格兰特威德河支流,全长23公里。19世纪早期渠化后,下游城镇洪水风险大幅度增加,埃德尔斯顿河被认定为生态状况“差”的等级。2013年,苏格兰政府委托邓迪大学等单位联合实施为期三年的河流拯救计划,种植了约14万棵、覆盖66公顷的原生阔叶林,治理了1.8公里河段,修建了56座木质建筑和13个共5000平方米的入渗塘,用于蓄滞暴雨洪水、降低洪峰流量,为流域水生生物提供了独特的栖息地环境。项目实施后,埃德尔斯顿河大型无脊椎动物群落显著增加,鳟鱼和鲑鱼产卵区面积大幅度提升,河流生态评价等级迅速上升至“中等”,并呈现出持续好转的趋势。

罗特溪位于苏格兰安格斯高地,是大西洋鲑鱼和淡水珍珠蚌类的特别保护区,面积约40平方公里。20世纪50年代,当地部门对罗特溪下游1.2公里河段进行渠化衬砌,严重影响河流自我修复能力和横向连通性。2012年,苏格兰环境署与地方渔业信托基金合作,开展河流生态修复工作,以历史水系图为参考,恢复了百年前下游河道蜿蜒曲折的自然流态,有效改善了流域内鱼类和蚌类的栖息条件。修复工程完成后的第一年,当地鲑鱼和鳟鱼数量增长了75%以上,水獭也重新出现在河流附近。罗特溪流域生态评价等级显著提升,成为了欧洲河流生态修复的范例。

曼诺河位于威尔士和英格兰边界地区,全长约112公里,砾石河床,流速快。河道上建于19世纪2.6米高的肯特彻奇堰,是英国同类工程中规模最大的,20世纪70年代被废弃后,肯特彻奇堰一直是阻碍鱼类洄游的屏障。2011年,威尔士环境署组织对肯特彻奇堰进行拆除,不仅重塑了河流自然形态,还有效恢复了长度160多公里的洄游鱼类和无脊椎动物栖息地,妥善解决了泥沙淤积问题。2015年,曼诺河的大西洋鲑鱼和鳟鱼数量已恢复到建设堰坝前的水平,域内还出现了新的淡水珍珠蚌类栖息地。

监测评估检验修复效果

监测评估是河流生态修复不可或缺的环节,不仅保障修复实施效果,而且为下一步落实改进措施及技术推广提供借鉴。由于河流栖息地和生物多样性恢复通常需要较长的时间,因此评估需要至少5年以上监测数据。河流生态评估的对象是具有生态功能的水体、动植物群落、栖息地等,评估内容包括不同时间周期和空间分布的水文特征、物理特征、化学特征及生物特征。

英国河流修复中心在《实用监测指南》一书中提出了6种监测方法,并给出了具体操作指南和每项技术的成本预算。英国淡水生态协会建立了全国河流无脊椎动物预测和分类系统,用于动态模拟、实时分析和预测多种水生无脊椎动物群落分布情况。

英国专家认为,通过最小限度的人工干预并优先考虑自然过程,可以促使河流栖息地自我修复更具韧性和可持续性,并降低生态治理和保护成本;通过效益评估和宣传,也有利于鼓励利益相关方,积极参与河流修复项目,包括土地所有者、河流信托基金、非政府组织、民间团体和社区等,共同开发修复后的商业价值。相关评估显示,如果投入1英镑用于河流生态修复,可以给社会带来7英镑的长期回报。

近年来,在习近平生态文明思想指引下,我国在河湖生态保护和治理领域取得了长足进步,江河湖泊生态系统质量明显改善。从长期来看,结合国情水情,实施具有本国特色的河流生态修复行动,复苏河湖生态环境,大有可为,利在千秋。


作者:刘博 责任编辑:王盛楠