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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(chǎng)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(huì)經(jīng)濟(jì)、工農(nóng)業(yè)的發(fā)展、人類(lèi)干擾活動(dòng)的不斷增強(qiáng)，以及對(duì)水資源利用強(qiáng)度的趨增和對(duì)濱水帶的不合理利用，導(dǎo)致越來(lái)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(xiàn)侵蝕，水文條件變化，生境惡化，水域富營(yíng)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(kāi)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(lái)更成為生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿，對(duì)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(duì)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(guò)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(guò)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(guò)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(duì)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(guò)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(chǎng)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(guò)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(xiàn)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(lè)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(kāi)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(guò)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(kāi)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(lèi)活動(dòng)對(duì)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(guò)度發(fā)展[7]，也使濱水帶長(zhǎng)期處于衰退過(guò)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(mén)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(guò)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(lèi)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(lái)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(lèi)發(fā)展對(duì)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(kāi)發(fā)，我國(guó)許多濱水帶已被建立成近直立人工護(hù)岸、魚(yú)塘灘地及農(nóng)田，這對(duì)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(zhǎng)，導(dǎo)致植物對(duì)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(yíng)養(yǎng)鹽限制等因素都會(huì)影響植物生長(zhǎng)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(wú)脊椎動(dòng)物的主要棲息地，是魚(yú)類(lèi)覓食的場(chǎng)所和保護(hù)區(qū)；深槽還是魚(yú)類(lèi)的保護(hù)區(qū)和緩慢釋放到水體的有機(jī)物的儲(chǔ)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(zhǎng)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(guó)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(yíng)造不同水深、流場(chǎng)，具有施工設(shè)備簡(jiǎn)單、工效高、操作技術(shù)簡(jiǎn)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(guò)濾功能，植物根系可以通過(guò)生態(tài)袋自由生長(zhǎng)，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(guò)植物根系降低土壤孔隙水壓來(lái)加固土層和提高抗滑力、抗侵蝕性，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（圖2）。國(guó)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(guó)內(nèi)外對(duì)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。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
2.1.2駁岸改造技術(shù)
駁岸設(shè)計(jì)形式對(duì)濱水帶生態(tài)景觀影響較大。現(xiàn)今由于缺乏合理的生態(tài)規(guī)劃意識(shí)，多數(shù)城鄉(xiāng)的濱水帶以混凝土近直立式人工駁岸為主，隔斷了水陸生態(tài)交錯(cuò)帶，且其地面污染物經(jīng)雨水沖刷后直接進(jìn)入水體，加重水質(zhì)污染。因此，駁岸改造也是退化水岸生態(tài)修復(fù)的重要手段之一[2]。瑞士和德國(guó)在20世紀(jì)80年代末就提出“自然型護(hù)岸”，日本在90年代初也提出“多自然型河道治理”技術(shù)，并在生態(tài)型護(hù)坡結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行大量的實(shí)踐[11]。生態(tài)型護(hù)岸是指恢復(fù)后的自然河岸或具有自然河岸“可滲透性”的人工護(hù)岸。它具有增強(qiáng)岸坡的穩(wěn)定性、防止水土流失、成本小、工程量小、環(huán)境景觀協(xié)調(diào)性好、適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。駁岸改造為生態(tài)型護(hù)岸在國(guó)外已有較廣泛應(yīng)用，包括扦插—拋石聯(lián)合技術(shù)、固化技術(shù)護(hù)岸、直立式生態(tài)護(hù)岸、生態(tài)磚護(hù)岸、生態(tài)袋護(hù)岸等（表2），技術(shù)也較為成熟。國(guó)內(nèi)生態(tài)護(hù)岸開(kāi)始較晚，以植被護(hù)岸結(jié)合，依照規(guī)模最小化、外型緩坡化、內(nèi)外透水化等原則進(jìn)行，使工程結(jié)構(gòu)對(duì)水岸生態(tài)系統(tǒng)沖擊最小，同時(shí)創(chuàng)造動(dòng)物棲息及植物生長(zhǎng)所需的多樣性生活空間。生態(tài)型護(hù)岸技術(shù)種類(lèi)多樣，從美化環(huán)境、改善水質(zhì)等方面加以考慮，形成各種不同的生態(tài)型護(hù)岸。張誼[20]在駁岸的處理上推廣生態(tài)駁岸，提出根據(jù)不同的濱水?dāng)嗝孢x擇自然原型駁岸、自然型駁岸及臺(tái)階式人工自然駁岸。夏繼紅等[21]認(rèn)為生態(tài)護(hù)坡不僅僅包括植物，提出了生態(tài)護(hù)坡的設(shè)計(jì)原則，即水力穩(wěn)定性原則和生態(tài)原則。孫東亞等[15]強(qiáng)調(diào)盡可能保持天然斷面，也可按復(fù)式斷面、梯形斷面、矩形斷面的順序選擇。
2.1.3水文恢復(fù)技術(shù)研究
水文情勢(shì)（HydrologicalRegime）是水生生物群落重要的生境條件之一[22]，水生態(tài)系統(tǒng)的生物過(guò)程對(duì)于水文過(guò)程的變化呈現(xiàn)明顯動(dòng)態(tài)響應(yīng)。反之，生物過(guò)程對(duì)水文過(guò)程也產(chǎn)生重要反作用。Poff等[23]早在1997年就提出自然水流范式（NatureFlowParadigm,NFP），認(rèn)為未被干擾狀況下的自然水流對(duì)于水生態(tài)系統(tǒng)整體性和支持土著物種多樣性具有關(guān)鍵意義[24]。Johnson等[25]結(jié)合俄明州1990—1993年河岸帶植被及河流水體調(diào)查分析研究徑流變化對(duì)濱水帶植被的影響。土地使用方式的改變和水利工程等系列人類(lèi)活動(dòng)，改變自然水文過(guò)程，打破水流與泥沙運(yùn)動(dòng)的平衡，不同尺度下改變棲息地條件。在濱水生態(tài)修復(fù)工程中，可以把自然水文過(guò)程作為一種參照系統(tǒng)，但不可能完全恢復(fù)自然水文過(guò)程，需各利益相關(guān)者協(xié)商，確定合理、可行的目標(biāo)。Bockelmann等[26]整合了水動(dòng)力-水質(zhì)二維模型(DIVAST)，發(fā)展出一種生態(tài)水文模型。Robertson等[27]研究表明漫灘洪水是維持濱水景觀生態(tài)修復(fù)植被生長(zhǎng)和繁殖的主要?jiǎng)恿Γ蜎](méi)狀況對(duì)植物的發(fā)育和生長(zhǎng)以及分布影響很大。國(guó)內(nèi)，吳春篤等[28]對(duì)濱水水文情勢(shì)與植被關(guān)系與作用機(jī)制進(jìn)行研究，表明地形起伏、水位變幅、淹水時(shí)間、季節(jié)變化等是控制濱水植被分布的關(guān)鍵因素。顏昌宙等[29]也認(rèn)為水位的漲幅和水質(zhì)條件不僅影響水岸帶生態(tài)環(huán)境的理化性質(zhì)，而且也是最終選擇水岸濕地生物群落的主要因素之一。水質(zhì)條件恢復(fù)和水位的漲幅是影響水岸帶生態(tài)恢復(fù)與重建成敗的關(guān)鍵因素，在植物群落生態(tài)修復(fù)集成技術(shù)研究中有待進(jìn)一步深入探討其解決模式。
2.2濱水帶生物廊道恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究
廊道（Corridor）是指景觀中與相鄰兩邊環(huán)境不同的線(xiàn)性或帶狀結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化和構(gòu)建聯(lián)系廊道有利于維持物質(zhì)、能量流通[30]。通過(guò)生物廊道可將破碎的生境斑塊連接起來(lái)。充分發(fā)揮水岸生態(tài)系統(tǒng)中通道和廊道作用、過(guò)濾和障礙作用、生境作用等[31]，最大限度地進(jìn)行植物群落空間配置，能有效增加生物多樣性、削減污染物負(fù)荷、發(fā)揮水生植物強(qiáng)凈化能力、增強(qiáng)邊緣效應(yīng)，并提供水生動(dòng)物及鳥(niǎo)類(lèi)等生物覓食、繁衍的生存空間，增強(qiáng)濱水沿岸生態(tài)廊道功能，從而改善水質(zhì)，優(yōu)化群落空間結(jié)構(gòu)，恢復(fù)和穩(wěn)定水岸生態(tài)系統(tǒng)，提升濱水帶環(huán)境與生態(tài)水平。
2.2.1水生植物凈化技術(shù)研究
水生植物是水岸生態(tài)系統(tǒng)的重要初級(jí)生產(chǎn)者，能夠通過(guò)多種機(jī)制影響生態(tài)系統(tǒng)，這些機(jī)制包括營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)、抑制風(fēng)浪和藻類(lèi)、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的沉積、穩(wěn)定沉積物和岸坡、降低水體營(yíng)養(yǎng)鹽含量以及為水生動(dòng)物提供覓食和庇護(hù)場(chǎng)所等[32-33]，使整個(gè)水生生態(tài)系統(tǒng)處于良性循環(huán)。水生植物的喪失使濱水岸線(xiàn)退化，導(dǎo)致浮游藻類(lèi)的大量生長(zhǎng)；而良好的水生植被可使濱水空間保持清新的水質(zhì)和較低營(yíng)養(yǎng)水平。國(guó)內(nèi)外已廣泛開(kāi)展利用水生植物凈化水體的研究，并取得了一些成功。1953年，德國(guó)Seidel博士[34]在研究中發(fā)現(xiàn)蘆葦能去除大量有機(jī)和無(wú)機(jī)物。Seidel與Kickuth合作并由Kickuth于1972年提出的根區(qū)理論[35]，標(biāo)志著水生植物作為一種獨(dú)具特色的新型污水處理技術(shù)正式進(jìn)入水污染控制領(lǐng)域。我國(guó)利用水生植物凈化水質(zhì)的研究從20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始[36]，包括靜態(tài)條件下單一物種及多種植物配植對(duì)污染物濃度較高的污水的凈化作用，濱水帶不同種類(lèi)水生植物適合的生態(tài)位不同和凈化效果不同（表3）[37-46]。其中蔡佩英等[41]通過(guò)研究9種水生植物對(duì)模擬污水中的氮、磷的生物凈化效果；衣十妹等[42]研究不同植物對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體凈化效果，表明水生植物在生長(zhǎng)過(guò)程中吸收、同化氮、磷等植物必需的多種元素，有較強(qiáng)的水體凈化能力。王超等[47]通過(guò)對(duì)江蘇如泰運(yùn)河農(nóng)村段和城區(qū)段的觀測(cè)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩岸蘆葦對(duì)水體氨氮具有很強(qiáng)的吸附和截流作用，以及城區(qū)護(hù)坡工程破壞了河道兩岸生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，水生植物為魚(yú)類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)等水生動(dòng)物的棲息和繁殖提供豐富多彩的環(huán)境條件[15]，且具備很強(qiáng)的環(huán)境生態(tài)功能，在調(diào)節(jié)城鄉(xiāng)小氣候、降低熱島效應(yīng)方面也具有明顯的作用[1]。
2.2.2水生植物群落結(jié)構(gòu)配置技術(shù)研究
一個(gè)完整的水岸生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該包括一定寬度的完整植被結(jié)構(gòu)[11]。岸坡植被在形成濱水物理和生物特性的過(guò)程中起著重要的作用，是環(huán)境活力和變化的敏感邊界。水生植物種群的減少是健康水岸生態(tài)系統(tǒng)退化的重要標(biāo)志[1]。水生植物群落的配置應(yīng)以濱水岸帶存在過(guò)的某營(yíng)養(yǎng)水平階段下植物群落的結(jié)構(gòu)為模板，考慮生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)及景觀原則，適當(dāng)?shù)匾胗刑厥庥猛尽⑦m應(yīng)能力強(qiáng)、生態(tài)效益好的物種，配置多種、高效、穩(wěn)定的植物群落，構(gòu)建主要包括兩方面內(nèi)容：水平空間的配置和垂直空間的配置[1]。Mander等[48]研究認(rèn)為河岸帶植被寬度大于39m時(shí)河岸帶最優(yōu)，在15m至39m間時(shí)較好，不能低于7m。Swanson等[49]認(rèn)為濱水植被多數(shù)情況下呈斑塊狀分布，植物種總數(shù)呈拋物線(xiàn)狀分布。陳吉泉[50]認(rèn)為岸坡植被能夠提供物種源和棲息地，是水體中粗木質(zhì)碎屑和養(yǎng)分能量的來(lái)源，過(guò)濾、調(diào)節(jié)由陸地流向水體的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，同時(shí)還具有景觀廊道功能。王準(zhǔn)[51]對(duì)上海新型護(hù)岸綠化種植進(jìn)行了研究，把濱水綠化根據(jù)護(hù)岸形式分別提出適宜種植方法及可選用的綠化植物。江明喜，蔡慶華[52]研究了長(zhǎng)江三峽地區(qū)干流河岸植物群落進(jìn)行了物種組成、物種多樣性及群落等級(jí)劃分。艾訓(xùn)儒等[53]初步分析了洪家河流域天然植物群落主林層優(yōu)勢(shì)種重要值、生活型譜以及喬木層和灌木層物種多樣性指數(shù)、群落均勻度等。徐曉清等[54]研究表明合理把握植物耐水濕性與觀賞性，創(chuàng)造有地域特色濱水植物景觀。吳彩蕓等[55]對(duì)杭州水景綠化使用的水生植物及其配置進(jìn)行了調(diào)查研究，結(jié)合景觀生態(tài)學(xué)原理，初步探討了不同種類(lèi)的應(yīng)用特點(diǎn)和不同水體環(huán)境中的生態(tài)配置模式。朱強(qiáng)等[56]從河流廊道對(duì)生態(tài)廊道寬度及其影響因素分析，提出生態(tài)廊道寬度需根據(jù)地形、氣候等具體情況而定。張建春等[57]通過(guò)水岸帶理論和實(shí)踐研究，進(jìn)一步植物多樣性和優(yōu)化配置是退化濱水景觀帶恢復(fù)與重建的關(guān)鍵。總體來(lái)看，國(guó)內(nèi)外對(duì)濱水自然植物群落的研究較成熟，而從景觀生態(tài)學(xué)角度系統(tǒng)的對(duì)水生植物群落人工配置的研究較少，有待于進(jìn)一步深入研究。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
2.3濱水景觀設(shè)計(jì)技術(shù)研究
濱水帶景觀廊道網(wǎng)絡(luò)不是孤立存在，是較特殊的空間，它具有特定的生境背景，并與其他形式的廊道連接一起，共同形成了流域的空間景觀格局[58-59]。處于水、陸2個(gè)不同的界域本身存在著高差等諸多問(wèn)題，通過(guò)濱水帶合理的處理，維護(hù)濱水景觀空間品質(zhì)、提升濱水景觀空間固有特色，形成濱水帶的獨(dú)特線(xiàn)型景觀[60]。濱水帶廊道是關(guān)鍵的景觀特征，其生物多樣性水平非常高。早在19世紀(jì)后半葉，濱水區(qū)的設(shè)計(jì)便開(kāi)始出現(xiàn)，但多追求休閑、游憩、商業(yè)等功能，就如Jackson[61]認(rèn)為的“景觀是人們有意識(shí)創(chuàng)造的、推進(jìn)或阻礙自然過(guò)程的空間”。20世紀(jì)60—70年代，McHarg的工作及其《自然設(shè)計(jì)》一書(shū)標(biāo)志著景觀生態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)代的到來(lái)[59,62]。景觀生態(tài)學(xué)是研究景觀單元的類(lèi)型組成、空間配置及其與生態(tài)學(xué)過(guò)程相互作用的綜合性學(xué)科，而濱水景觀設(shè)計(jì)技術(shù)是以景觀生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)構(gòu)建高度空間異質(zhì)性的濱水區(qū)域，配置景觀要素[58]。隨著景觀生態(tài)學(xué)研究的繼續(xù)深入，20世紀(jì)90年代后，城鄉(xiāng)水岸帶生態(tài)恢復(fù)設(shè)計(jì)開(kāi)始較多地運(yùn)用。濱水區(qū)再度成為設(shè)計(jì)對(duì)象，且更加注重可持續(xù)規(guī)劃的意義。通過(guò)景觀要素的合理配置，使濱水在縱、橫、深三維方向都具有豐富的景觀異質(zhì)性，通過(guò)超大尺度空間原則，環(huán)境優(yōu)先原則，文脈原則[63]，形成淺灘-深槽序列、急流-緩流相間、植被錯(cuò)落有致的景觀空間格局[58]，生物的組成、結(jié)構(gòu)、類(lèi)群、動(dòng)態(tài)、生態(tài)等自然特性，并深刻影響了生物群落生態(tài)功能的發(fā)揮。觀測(cè)和研究表明，景觀格局影響生物多樣性、種群動(dòng)態(tài)、動(dòng)物行為和生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程等。換言之，提高景觀空間異質(zhì)性，有利于增強(qiáng)生物多樣性，有利于生態(tài)修復(fù)。生物多樣性可提高景觀異質(zhì)性[58]。同時(shí)功能性與生態(tài)性結(jié)合的設(shè)計(jì)也愈來(lái)愈受設(shè)計(jì)者所追求。張飲江等[64-65]應(yīng)用水生態(tài)學(xué)原理，研究世博園區(qū)水體生態(tài)景觀關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)后灘水岸生態(tài)景觀與水體自?xún)舻耐昝澜Y(jié)合。俞孔堅(jiān)等[66]在廣東中山岐江公園的胡岸設(shè)計(jì)中使用一種親水生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)——棧橋式生態(tài)親水護(hù)岸，實(shí)現(xiàn)較大水位變化下的濱水帶仍具有親近人、生態(tài)和美的效果。在濱水景觀設(shè)計(jì)時(shí)，作為一個(gè)藝術(shù)品來(lái)對(duì)待，賦予其藝術(shù)的表現(xiàn)力和生命力，力求為人們創(chuàng)造高品質(zhì)的修養(yǎng)身心的場(chǎng)所[2]。
2.4水岸健康生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能技術(shù)研究
2.4.1結(jié)構(gòu)及功能優(yōu)化配置與調(diào)控技術(shù)研究退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與恢復(fù)生態(tài)學(xué)已成為國(guó)際生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。據(jù)研究[29]，就水岸生態(tài)系統(tǒng)而言，世界20%以上的岸坡植被已不復(fù)存在，剩余部分也正迅速的消失或退化。退化的水岸帶往往存在植被破壞嚴(yán)重、生物多樣性降低、小氣候惡化、土壤侵蝕、生態(tài)系統(tǒng)功能喪失等。恢復(fù)水體“生命”狀態(tài)的的一個(gè)重要前提條件是同時(shí)恢復(fù)水岸生態(tài)系統(tǒng)[29]。一個(gè)受損或退化的生態(tài)系統(tǒng)，在對(duì)其恢復(fù)的過(guò)程中，實(shí)際表現(xiàn)出的是生態(tài)上的改進(jìn)和構(gòu)建，強(qiáng)調(diào)參考條件，即生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的因子；而生態(tài)的恢復(fù)，從某種意義上講，表現(xiàn)的是一種動(dòng)態(tài)的結(jié)果[67]。針對(duì)不同的區(qū)域和現(xiàn)實(shí)條件，生態(tài)構(gòu)建和生態(tài)恢復(fù)應(yīng)該同時(shí)并存，從不同的角度來(lái)維系生態(tài)系統(tǒng)的安全。國(guó)外對(duì)水岸生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能優(yōu)化配置與調(diào)控技術(shù)研究發(fā)展較快，其中主要是通過(guò)恢復(fù)和重建后的岸坡植被對(duì)水陸生態(tài)系統(tǒng)間的物流、能流、信息流和生物流起到廊道、過(guò)濾器和屏障作用的功能，控制水土流失，保護(hù)水岸，增加動(dòng)植物物種種源，提高生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力，調(diào)節(jié)微氣候和美化環(huán)境等進(jìn)行水岸生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重建實(shí)驗(yàn)研究工作。加拿大學(xué)者Chibbar等[68]應(yīng)用生態(tài)生理學(xué)原理選擇白楊樹(shù)種，成功地恢復(fù)了美國(guó)內(nèi)華達(dá)州Truckee河的濱水帶灘地生態(tài)系統(tǒng)；Barton等[69]研究了美國(guó)佐治亞州東部受核電站排出的熱水和淤泥影響的Savannah河的河岸帶退化生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)植樹(shù)造林恢復(fù)了河岸帶生態(tài)系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究還處于起步階段，并且多集中在理論方面的研究[11]。董哲仁等[12]首先提出了“生態(tài)水工學(xué)”的工程理念，認(rèn)為水工學(xué)應(yīng)吸收、融合生態(tài)學(xué)的理論，滿(mǎn)足人們對(duì)水的各種不同需求的同時(shí)，還應(yīng)滿(mǎn)足水生生態(tài)系統(tǒng)完整性、依存性的要求，恢復(fù)與建設(shè)潔凈的水環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。杜佳沐等[70]將魚(yú)、貝、植物組合研究，發(fā)現(xiàn)其對(duì)水質(zhì)改善明顯，為水岸生態(tài)系統(tǒng)自然修復(fù)提供技術(shù)支撐。張建春等[71]通過(guò)施加優(yōu)化的人為生態(tài)工程措施對(duì)退化河岸帶進(jìn)行了近6年的試驗(yàn)，研究表明，這些措施能迅速提高土壤肥力，改善河岸帶下墊面的微生態(tài)環(huán)境，形成喬、灌、草組成的濱水帶植物群落。
2.4.2穩(wěn)定化長(zhǎng)效管理技術(shù)研究水岸生態(tài)系統(tǒng)的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)過(guò)程十分活躍，生態(tài)脆弱性也非常明顯[29]。隨著生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)項(xiàng)目尺度[30]的增加，水生植物群落尚不穩(wěn)定，生態(tài)系統(tǒng)更顯脆弱，需要進(jìn)行長(zhǎng)期的結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化，適應(yīng)性管理的復(fù)雜性也會(huì)大大增加。水岸生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定化長(zhǎng)效管理是指導(dǎo)人類(lèi)科學(xué)管理和改造自然的重要理論依據(jù)[1]。濱水帶的保護(hù)和管理也逐漸成為國(guó)外一個(gè)比較熱門(mén)的研究，恰當(dāng)?shù)臑I水帶管理使其功能得到更好的發(fā)揮。但是，對(duì)于水岸生態(tài)系統(tǒng)多穩(wěn)態(tài)特性早就有所認(rèn)識(shí)，只是沒(méi)有提升為系統(tǒng)全面的理論，并主動(dòng)用來(lái)指導(dǎo)濱水帶管理。水岸生態(tài)系統(tǒng)的多平衡態(tài)特性早已為許多生態(tài)學(xué)家認(rèn)識(shí)[72-73]。在演替過(guò)程中哪些種的出現(xiàn)將由機(jī)遇決定，演替的途徑也是難以預(yù)測(cè)的。而國(guó)內(nèi)的研究相對(duì)較少。恢復(fù)或重建水生態(tài)系統(tǒng)需要長(zhǎng)期的人力、物力和財(cái)力投入，并在初步建立水生植物后，采取持續(xù)、有效、適宜的管理方式，建立環(huán)境與生物之間的正反饋效應(yīng)。孫東亞等[74]對(duì)河流生態(tài)修復(fù)適應(yīng)性管理的特征和面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行分析，并提出河流生態(tài)修復(fù)的適應(yīng)性管理方法。
3研究展望
我國(guó)關(guān)于退化濱水景觀帶植物群落生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究，尚處于定性、概念性、單一性的分析層面，而較深入的、復(fù)雜的、集成技術(shù)的研究報(bào)道甚少。因此，如何通過(guò)定量的、集成的技術(shù)研究，探討水岸生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，確定恢復(fù)對(duì)象的時(shí)空范圍及生境情況（如基底、駁岸、水文等），分析生境狀況與污染類(lèi)型，評(píng)價(jià)樣區(qū)并了解導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)退化的原因與過(guò)程，根據(jù)生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化和景觀條件，提出生物廊道恢復(fù)理念，探索退化濱水景觀帶植物群落生態(tài)修復(fù)集成技術(shù)，確定恢復(fù)與重建生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的理想目標(biāo)，進(jìn)行濱水景觀生態(tài)恢復(fù)實(shí)踐，并檢測(cè)恢復(fù)中的關(guān)鍵變量與過(guò)程、評(píng)價(jià)恢復(fù)程度等，這是目前生態(tài)學(xué)者面臨的重要任務(wù)和挑戰(zhàn)。尤其是我國(guó)濱水帶生態(tài)系統(tǒng)受損與破壞特別嚴(yán)重，河流、湖泊等水生態(tài)環(huán)境惡劣[11]，實(shí)施退化水岸生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)健康保育戰(zhàn)略，保持水岸生態(tài)系統(tǒng)及其服務(wù)功能的長(zhǎng)期健康穩(wěn)定，是促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)保障[75]。通過(guò)基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究與實(shí)踐探索，可為水岸生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐，以全面有效的提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。今后，濱水景觀帶植物群落生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系，主要從以下方面展開(kāi)深入研究：（1）濱水帶深槽-淺灘序列的修復(fù)和重建的深入細(xì)化、量化及推廣運(yùn)用；（2）濱水區(qū)植被配置寬度與生物多樣性的定量關(guān)系研究；（3）水岸生態(tài)系統(tǒng)的生物學(xué)與生態(tài)學(xué)過(guò)程的規(guī)律與特征研究[11]；（4）以生態(tài)學(xué)、景觀學(xué)、水力學(xué)、土力學(xué)、生物學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等為學(xué)科背景，交叉與滲透，分析水岸生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)理和濱水帶植物群落特征，進(jìn)一步深入研究生境恢復(fù)、生物廊道恢復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)；（5）濱水灘涂植物種群格局對(duì)水流結(jié)構(gòu)的影響，建立水流阻力數(shù)學(xué)模型，加強(qiáng)防風(fēng)、消浪對(duì)堤岸保護(hù)作用的機(jī)制與實(shí)踐研究；（6）退化濱水景觀帶植物群落生態(tài)修復(fù)集成技術(shù)研究；（7）結(jié)合景觀文化、景觀格局、尺度效應(yīng)等景觀生態(tài)學(xué)原理，系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、量化配置濱水景觀帶人工植物群落；（8）濱水帶穩(wěn)定化長(zhǎng)效管理技術(shù)深入研究。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#