左宇玲，陈隽祎

（中船第九设计研究院工程有限公司，上海市 200063）

0 前言

上海市经过三十余年的攻坚克难，至2010年底基本实现了消除黑臭的阶段性目标[1]。“十二五”期间，上海市河道水环境治理方向将从“消除黑臭、改善水质”为主向“稳定水质、修复生态”为主转变[2]。和国内外其他城市一样，为满足不同时期对河道功能的需求，上海河道整治理念在探索过程中也在不断调整和提升，从单纯注重水安全，将除涝泄洪、水土保持和航运功能等要求放在首位，到注重水安全、水环境与水景观结合，再到现在注重生态修复等阶段，把生态建设放在了突出的位置。因此，在满足防洪除涝、灌溉、航运、景观、休闲等河道基本功能的基础上，恢复河道的生态系统显得十分重要。

生物群落设计是河道生态治理中最重要的组成部分，欧美和日本等发达国家早在20世纪90年代初就提出了“近自然河道”、“多自然型河川”的理念，并相继提出实施方案进行生物群落设计及生态系统构建[5-7]。国内对河道生态治理也非常重视，陆续也有包括北京温榆河、成都府南河等在内的一系列成功案例[5]，但至今仍没有较为系统的标准及规范。本文将在调查研究上海部分已建及在建生态河道生物群落设计的基础上，提出适合上海市河道生态治理中生物群落设计的关键要点及优化方案，初步提出适合区域河道生态治理的技术要求。

1 河道生态治理内涵

河道生态治理的内涵是动态变化的，在不同时间尺度和不同空间尺度具有不同涵义和目标要求。本文中的河道生态治理是指根据城市生态文明建设需求及水功能区划，将生态学原理和生态动力学理论纳入水利工程的规划设计，在河道陆域控制线范围内实施的以修复和重建河道生态系统及改善景观为目的，为生物创造适宜的生境条件以维护河道趋向生态健康发展的治理工程。

河道生物群落设计是指科学配置河道陆域控制线范围内的生物种群，使种群之间的营养关系、生境关系和互惠共利关系能趋向和谐而稳定。

2 生物群落设计的基本原则

综合性原则：在保证河道防洪、排涝、引水等基本功能的前提下，充分考虑河流的生态功能、水质净化、生态景观等功能的需要。

协调性原则：体现河道及周边区域发展的特点，注重与沿线整体风貌相协调，河道生态景观与周边景观相协调。

自然性原则：坚持恢复河道自然水生态系统生境，因地制宜，充分利用现状河道的形态、地形、水文等条件；物种的选择及配置宜以本土种为主，构建具有较强的自我维持及稳定的水生态系统。

经济性原则：与经济、社会发展同步，节能高效；统筹前期建设与后期管护，尽可能降低前期建设成本和后期的养护费，实现河道生态治理的可持续性发展。

3 生物群落设计的分类

根据区域发展和河道整治情况，在生物群落设计过程中，对于不同自然环境及人文背景的河道，可分为中心城区和郊区城镇化地区、新城新镇和大型居住区以及农村河道3类进行设计。

中心城区和郊区城镇化地区河道：该类河道周边区域为建成区，护岸（坡）、截污、防汛通道等工程已基本建成，河道平面形态基本固定。

新城新镇和大型居住区河道：该类河道周边区域一般为规划建设区，用地性质已经确定，平面形态可在规划绿化带范围内进行局部调整。

农村地区河道：该类河道周边区域一般为农业生产用地或农村建设用地，可在原有河道基础上进行拓宽或为新开河道，河道用地较为充裕，河道平面形态可在规划绿化带范围内进行较大调整。

4 不同类型河道生物群落设计的重点

4.1 中心城区和郊区城镇化地区河道

中心城区和郊区城镇化地区河道形态基本固定且周边区域用地限制较大，河道形态调整难度较大，宜遵循河道现有的形态布局，河道生态治理重点放在河道内部的微地形改造、护岸改造、水质净化及生态绿化，在可能的局部区域和河段进行生物群落设计，设计方案应突出“美观、人文气息”。

4.2 新城新镇和大型居住区河道

新城新镇和大型居住区河道用地较为宽裕，人文景观要求较高，河道生态治理重点放在河道生境多样性的营造、水质净化、水生动植物的恢复及生态景观营造，宜遵循半自然生态原则进行生物群落设计，既满足河流的本身功能要求，又满足景观、生态功能及多功能开发的要求，设计方案应突出“美观、近自然”。

4.3 农村地区河道

农村河道用地较为宽裕，人文景观要求较低，河道生态治理重点放在生物多样性的保护及营造、水生动植物的恢复及生态绿化，宜遵循近自然生态原则进行生物群落设计，在河道原有的环境条件下，尽量维持河道的地貌和自然形态，保留原有的湿地生态环境，设计方案应突出“野趣、原生态”。

5 陆域植物群落恢复设计

河道生物群落设计中，陆域植物群落恢复设计是实现整体美观的重点，除满足景观营造的要求外，还需从物种配置、群落结构层面上体现出生态合理性，最终体现其生态服务功能。

5.1 物种配置原则

本地物种优先：以当地自然河道植物群落作为模拟的样板，物种选择以土著种或已归化的植物为主体。

空间配置和谐：考虑不同物种之间的搭配，合理配置乔木、灌木、草本、藤本，形成一个种间协调、外貌优美、层次分明的植物群落。

时间配置合理：注重植物的季相变化，充分考虑常绿、半常绿、落叶植物的四季配置，花卉植物不同花期之间的衔接，形成春夏秋冬不同的景观。

物种多样性：研究群落中物种的丰富程度、稳定性水平以及自然环境条件与群落的相互关系。

5.2 群落结构要求

平面布置。因地制宜采用斑块状、条带状、混合栽种等方式布置绿化植物，保证绿化带平面整体上的连续性。利用不同物种在时空上的分异特征进行配置，形成乔、灌、草错落有致、季相分明的多层次立体化结构。对于原有较为自然的河道植物群落，特别是古树名木和体形较好的孤植树应予以保存和利用。

断面布置。构建完整的、适应水陆梯度变化的植物群落，从河道常水位至陆域控制线范围内依次体现湿生植物到中生植物过渡的渐变过程。硬质护岸宜配置藤本植物或垂挂植物。

种植密度。宜根据不同植物的尺寸、株形及体量，结合其萌枝、分蘖特点，同时按照有关工程规范及施工经验，合理确定每种植物的种植密度。

5.3 推荐植物配置

中心城区及郊区城镇化地区河道陆域植物群落的植物配置要注重硬质护岸的软化，在物种选择上要与周边用地类型相适应；新城新镇和大型居住区河道陆域植物群落的植物推荐配置要体现出半自然化的风貌，营造出高格调的滨水植物景观，体现亲水和谐性；农村地区河道陆域植物群落的植物配置要体现原生态风貌，注重土著树种与经济作物的合理组合，可适当采用果树等经济树种，注重地被植物的应用。

5.4 其他

陆域植物群落具有较强的生态拦截功能，可针对农业面源及道路雨水的污染特征，选择耐受性较好、根系发达、拦截能力较强的植物合理组合，通过陆域植物物理结构的保障，充分发挥河滨缓冲带的生态拦截净化和水土保持作用。

6 河道水生生物群落恢复设计

上海河网密布，河道众多，河道的功能特性种类较多，但水质改善是区域内河道共同的需求，而河道水体中的水生植物、水生动物以及微生物等是在水质改善中起重要作用的生物要素，所以在河道水生生物群落恢复设计中，发挥其水质改善净化功能是关键环节。

6.1 水生植物配置

水生植物按生态习性分为四大生态类群：挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物。

6.1.1 类群配置原则

配置原则：从河道沿岸向水体深处一般依次为挺水植物、浮叶植物和沉水植物。漂浮植物的配置不受水体深度的影响。

种植生境要求：挺水植物配置在河道沿岸带浅水处（水深约0.2 m），可以起到截流地表径流、营造水景观、为水禽提供繁殖、栖息场所等功能；浮叶植物通常可以在水深0.5～1.5 m的静水水域进行配置，增加水面景观的多样性；沉水植物的种植区域在0.5～2.0 m水深处，具体深度根据相应河道的水体透明度而异，是河道水质改善直接起到重要功能的生物要素；漂浮植物通常只在污染较为严重的水域生态治理时使用，仅适宜在静水水域进行圈养，防止在水域恣意漂浮蔓延。

6.1.2 种类配置原则

土著种优先原则：挺水植物优选土著种，慎用外来种，可适当配置景观物种或归化种，农村河道尽量采用土著种；沉水植物在公共河道水域仅能选用土著种，杜绝外来种；浮叶植物选择景观效果好的物种进行配置，慎重选用容易蔓延的种类。

生物多样性原则：考虑高矮形态搭配、沉水挺水型搭配、生长季节性搭配、观叶和赏花等多种类搭配，以增强水生植物的多样性。

水质净化原则：水生植物不仅要求耐污能力强，也要求具备较强的净化能力，有针对性地进行布置，如需要去除河道底泥中的氮磷，可选择芦苇、花叶芦竹、水芹、灯芯草等，需要去除水体中的氮磷，可选择金鱼藻、轮叶黑藻、苦草等。

景观美化原则：在水平布局上要注意有花植物与无花植物的搭配，在空间配置上要注意植物高矮之间的搭配，季节配置上要注意水生植物季相的景观生态环境。

管养简易原则：充分考虑后续维护的便利与成本，尽可能选择管养方便的水生植物进行栽种，如在开放性水体中，不引入浮萍、满江红、槐叶萍、水葫芦、大薸等漂浮植物，需保证一定畅水率的河道尽量不引入荇菜、菱等容易蔓延的浮叶植物。

6.1.3 种植方式建议

挺水植物在水深较深不能满足种植要求的区域，可设计种植平台进行种植。种植平台可用木桩、仿木桩、砖砌、石砌、卵石等围护。容易蔓延的挺水植物如芦苇、香蒲也可用种植平台、种植槽、种植盆等进行根控种植。挺水植物的种植方式根据地形可以条状、块状或丛状进行设计。

沉水植物的种植以数个优势种为主的群落设计为主，种植方式有营养植株移栽、种子撒播、营养繁殖体（根茎、块茎、球茎、冬芽、石芽等）播种。

浮叶植物、挺水植物也可设计浮床或浮岛进行水质改善和景观营建。

6.1.4 种植时间要求

挺水植物适合在春季（3～5月）进行种苗移植，或在6～9月进行营养植株移植，或在冬季（12月至翌年2月）进行根茎等营养繁殖体移植。为了尽快获得成型效果和保证存活率，4～5月份以成型的种苗移植为佳。

沉水植物种植根据种植方式不同，选择不同的时间。苦草、黑藻、金鱼藻、眼子菜等植物的营养植株移栽可在5～9月份进行；沉水植物的芽孢、根茎、石芽等宜在11月至翌年2月进行，不同种类的播植时间不同。河道生态治理工程建议按营养植株移栽的时间进行，可缩短工期。

浮叶植物（睡莲）主要用根茎和块茎进行种植，宜在4~9月移植。

6.1.5 水生植物推荐

挺水植物：主要有芦苇、莲、梭鱼草、黄菖蒲、再力花等。

浮叶植物：主要有睡莲、萍逢草等。

沉水植物：主要有轮叶黑藻、金鱼藻、苦草、马来眼子菜、大茨藻、小茨藻、蓖齿眼子菜、菹草、狐尾藻、轮藻（大型藻类）等。

6.2 水生动物配置

水生动物是水域生态系统中主要的消费者，可以增强生物多样性，延长水体食物链，稳定水生态系统，但应遵循生物学和生态学规律，不可盲目地进行放养。

6.2.1 水生动物种类选择

水生动物的食性不同，在生态系统中的营养地位不同，对水环境的影响也不同，河道生态治理中宜选择对水质改善起到重要作用的功能性种类。如以滤食性和碎屑食性为主的鱼类和底栖动物种群中，适当考虑一些肉食性鱼类；在人为建植沉水植物的河道，禁止投放草食性鱼类。

6.2.2 水生动物放养对水质的要求

不同水生动物对水质有不同的要求，如鱼类正常生长存活的溶氧含量要求大于3.0 mg/L，鱼苗溶氧含量要求大于5.0 mg/L，但鲫鱼对水体溶氧要求较低，可以在溶氧量为0.5～1.0 mg/L的水体生活。河道生态治理中应充分考虑水生动物对水质的适应性，针对不同生境进行设计。

6.2.3 严禁设计外来物种

外来物种的引入会改变河道水体原有的物种组成，如河道中出现外来鱼类时，有可能引起土著鱼类在种类和数量上的优势地位被外来鱼类所取代，土著鱼类资源逐渐衰竭，引起已趋向稳定的河道水生态系统重新失衡，而凶恶的观赏鱼类进入自然河道还有可能产生更大的危害，甚至对人类生命财产造成威胁。

7 其他设计因素的考量

生物群落设计过程中，在考虑生物种类及数量本身的设计外，还有两方面内容需要通过实践及数据分析进行完善：

一方面是生物群落设计过程中新工艺引入机制仍需完善。现有运用于生物群落设计中的工艺（如浮床、种植槽等）在上海已属于较为成熟或者已有成功实例的工艺技术，但对于不断涌现的新工艺、新材料和新方法，在实际工程的应用中，仍需要建立导入机制，从而规范河道生态治理中生物群落设计方案的深度和广度，以推动生态修复技术的不断发展。

另一方面是河道生态治理过程中生物群落设计相关的评价体系仍未形成。其中尤以河道生态修复效果评价体系最为重要，如河道水面植被覆盖率、陆生植被恢复系数、生物种类的增加数量、生物多样性、景观多样性评价标准等，量化相当困难又非常必要，需要在今后的工作中不断完善和规范。

8 总结

相比欧美及日本等发达国家，我国河道生态治理相关规范及标准制定起步较晚，其中生物群落设计更没有相关专业文本及规范加以定义及约束。同时，由于上海感潮河网的特性，国际上现有的一些设计方案并不完全适用。在河道生态治理过程中，立足于现状，采用适合本地的土著种，在空间上、时间上的合理布置物种，实现河道生态治理的可持续性发展。

[1]中国环保网.上海今年年底前实现全市河道消除黑臭目标[EB/OL].http://www.chinaenvironment.com,2010.

[2]上海政府网.市水务局印发关于开展河道生态治理试点工作的实施意见（暂行）[EB/OL].http://www.shanghai.gov.cn,2011.

[3]叶碎高，王帅，韩玉玲.近自然河道植物群落构建及其对生物多样性的影响[J].水土保持通报,2008,28(5):108-112.

[4]孟智奇.长三角地区饮用水源污染水体的微生物修复研究[D],杭州：浙江大学，2010.

[5]胡孟春，张永春，唐晓燕,等.城市河道近自然修复评价体系与方法及其在镇江古运河的应用[J].应用基础与工程科学学报.2010,18(2):187-195.

[6]财团法人河道整治中心.多自然型河流建设的施工方法及要点[M].周怀东，杜霞，李怡庭,等译.北京:中国水利水电出版社，1996.

[7]季永兴，魏梓兴,等.上海多自然型河流整治实践与探索[J].长江流域资源与环境（学报），2008(2):264-269.