前言：中文期刊网精心挑选了生态系统的修复范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
生态系统的修复范文1
关键词：水土保持; 生态修复;退化生态系统; 概念; 技术方法
Abstract: This paper summarizes the basis of analyzing the existing ecological restoration research results and proposes a generalized concept of ecological restoration of soil and water conservation ecological rehabilitation and special soil and water conservation, and the types and technical method were discussed.
Keywords: soil and water conservation; ecological restoration; degraded ecosystem; concept; technical method
中图分类号：S157文献标识码：A文章编号：
生态修复( Ecolog ical Remediation) 的叫法主要应用在我国和日本。日本学者多认为, 生态修复是指通过外界力量使受损生态系统得到恢复、重建或改进( 不一定完全与原来的相同) ,这与欧美学者“生态恢复”概念的内涵类似; 焦居仁( 2003) 认为, 为了加速被破坏生态系统的恢复, 可以辅助人工措施为生态系统健康运转服务, 加快恢复生态系统被称为生态修复。该概念强调生态修复应该以生态系统本身的自组织、自调控能力为主, 以人工调控能力为辅。
生态重建( Ecological Reconstruction) 一般是指通过外界力量使完全受损的生态系统恢复到原初状态。
生态改建( Ecolog ical Renewal) 一般是指通过外界力量对部分受损的生态系统进行改善, 增加人类所期望的人工特点, 减少人类不希望的自然特点。
1.针对生态修复概念的界定
生态修复已广泛应用到环境、水利、林业、农业等诸多领域, 因而统一生态修复概念的界定是十分必要的, 这须遵循以下原则:
(1) 应统一“生态”的内涵。生态系统简称生态, 是指人类种群周围空间中直接或间接影响人类生存、生活和发展的各种自然因素的总体, 亦称自然环境系统, 包括阳光、温度、气候、地磁、空气、水、岩石、土壤、地壳的稳定性等无机组分和动物、植物、微生物等有机组分。
(2) 应与国际上相应概念的内涵保持相似性。为了加强与发达国家的科技合作与交流, 我国所界定的生态修复的内涵应与国际接轨。
(3) 应具有通用性。生态修复所界定的概念应适用于环境、水利、林业、农业等不同领域, 不应因研究领域不同而产生歧义。
基于以上原则, 笔者把生态修复概念界定为: 在特定的区域、流域内, 依靠生态系统本身的自组织和自调控能力的单独作用, 或依靠生态系统本身的自组织和自调控能力与人工调控能力的复合作用, 使部分或完全受损的生态系统恢复到相对健康的状态。
2．水土保持生态修复的类型
2. 1 广义水土保持生态修复类型
依据生态修复对象的不同, 广义水土保持生态修复可划分为如下类型:
(1) 退化坡面生态系统生态修复。指对退化耕地、林地、草地、荒地等生态系统的生态修复, 这是水土保持生态修复的重点。
(2) 退化河流生态系统生态修复。指对主要因人为驱动力所导致的退化河流生态系统的生态修复。2003 年以前, 水土保持主要是以小流域为单元进行综合治理的, 因小流域的面积均较小, 其汇水的部位基本上都是季节性河道, 或发生暴雨时才有径流流过, 这样的河流或沟道并不构成水生态系统, 无需进行生态修复; 2003 年以后, 水土保持综合治理大示范区建设在全国广泛开展起来, 大示范区的面积可逾1000km2, 位于大示范区的河流有些是常年性河流, 尤其是在湿润地区均是常年性河流。这些常年性河流的水生态系统常因各种人为驱动力的作用而退化, 对这样的河流生态系统进行生态修复也是水土保持生态修复的范畴。
(3) 内陆河流域退化绿洲生态系统生态修复。内陆河流域从上至下, 可分为山区生态系统和平原区生态系统。以河流为中心, 从内往外, 平原区生态系统又可分为绿洲生态系统和荒漠生态系统, 而绿洲生态系统由内往外又可再分为人工绿洲生态系统和天然绿洲生态系统。内陆河流域退化绿洲生态系统的生态修复主要是指对退化天然绿洲生态系统的生态修复。
(4) 退化水库生态系统生态修复。对位于大示范区内的退化水库生态系统进行生态修复也属于水土保持生态修复的范畴。
(5) 退化矿区生态系统生态修复。是指对废弃矿地生态系统进行生态修复。
2. 2狭义水土保持生态修复类型
依据生态修复所依靠的作用力不同, 狭义水土保持生态修复可分为:
(1) 生态自然修复, 即完全依靠生态系统本身的自组织和自调控能力进行生态修复。
(2) 自然和人工共同修复生态, 即以依靠生态系统本身的自组织和自调控能力为主, 以人工调控能力为辅进行生态修复。
3． 水土保持生态修复的技术方法
3. 1广义水土保持生态修复的技术方法
3. 1. 1退化坡面生态系统生态修复
(1) 退化耕地生态系统的生态修复。少施化肥, 增施农家肥料; 种植绿肥植物, 增加固氮作物品种; 轮作、套作, 间种、混种; 减少化学防治, 增加生物防治; 植等高植物篱等。
(2) 退化林地、草地、荒地生态系统的生态修复。在封禁的基础上, 补种乡土树种、草种。封禁在我国早就得到广泛的应用, 这里需要强调的是封禁只是解除了导致坡面生态系统退化的不合理放牧、刈割、开垦、樵采、挖药材等人为压力( 或称人为驱动力) , 还需预防、解除导致坡面生态系统退化的自然驱动力, 如火灾、鼠害等。一般来说, 自然驱动力并不是导致坡面生态系统退化的主要驱动力, 但也不容忽视。封禁时间的长短因生态系统类型、受损程度、气候等因素的不同而不同, 一般来说, 乔木林、灌木林、草地生态系统可分别为8 年以上、5～8 年、3～5 年。
3. 1. 2 退化河流生态系统生态修复
在土壤侵蚀地区, 导致河流退化的驱动力主要有修路、开矿、樵采、河岸放牧、化肥与农药的面源污染、工业废水与生活污水的点源污染、过度捕鱼等, 对由于这些驱动力所导致的退化河流生态系统进行生态修复, 最重要的是要减轻或解除导致河流生态系统退化的驱动力, 让河流休养生息。此外, 还可采取如下两种方法: 一是减少河流人工直线化的程度, 增加河流弯曲度, 以增加河流生境的多样性, 进而增加水生生物多样性;二是在河流两岸种植生物隔离带( 种类和宽度应因地制宜) , 一方面防治面源污染, 另一方面为河流水生生物增加营养源。
3. 1. 3 内陆河流域退化绿洲生态系统生态修复
一是合理开发利用水资源, 实施生态应急补水工程, 至少要满足天然绿洲生态系统最小生态需水量; 二是合理调整土地利用结构, 适当减少人工绿洲面积, 使人工绿洲和天然绿洲面积比例调整到1：1 左右。
3. 1. 4 退化水库生态系统生态修复
对退化水库生态系统的生态修复可采取与退化河流生态系统相同的方法。
3. 1. 5 退化矿山生态系统生态修复
该生态系统的土壤、植物等组分完全受损, 缺乏植物生长所需要的营养元素, 对这种严重退化的生态进行生态修复, 可采取的方法有: 覆盖土壤, 对土壤进行物理处理, 添加营养物质, 去除有害物质, 种植适应性强的先锋树种或草种、间种乡土树种或草种。
3. 2 狭义水土保持生态修复的技术方法
(1) 生态自然修复的基本技术方法是封禁法。该方法适用于受损程度较轻的生态系统。
(2) 自然和人工共同修复生态的基本技术方法是“封禁+补种”法。该方法适用于受损程度较重的生态系统
4．结 语
水土保持是土壤侵蚀地区经济社会可持续发展的生命线,是生态环境建设的主体。水土保持生态修复的提出与实施是水土保持工作理念的重大创新, 但水土保持生态修复不应局限于当前的狭义水土保持生态修复, 应从狭义水土保持生态修复向广义水土保持生态修复转变。即使实现了这样的转变, 水土保持生态修复也只是水土保持流域综合治理的一个重要方面,它不能完全替代人工造林种草等水土保持生物措施, 更不能替代坡改梯、淤地坝、谷坊、小型水库、蓄水池等水土保持工程措施。
参考文献
生态系统的修复范文2
关键词：生态水利工程设计原则
一、水利工程对河流生态系统的影响
在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程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，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。
二、生态水利工程
从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。
三、生态水利工程的规划设计原则
1、工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。
对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。
2、提高河流形态的空间异质性原则
一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。
在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。
3、生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。
将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。
传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。
自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。
4、景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。
景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。
5、反馈调整式设计原则
生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。
生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。
意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。
在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。
参考文献：
［1］董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫［J］.水利水电技术，2003，（7）：1~5.
［2］董哲仁.生态水工学的理论框架［J］.水利学报，2003，（1）：1~6.
［3］董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性［J］.水利学报，2003，（11）：1~7.
［4］MitschW.J.，JorgensenSE.EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration［M］.2004：134~137.
［5］董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示［J］.中国水利，2003，（11A）：45~47.
［6］O’NeillR.V.，D.L.DeAngelis，J.B.Waide，etal.AHierarchicalCon－ceptofEcosystems［M］.PrincetonUniversityPress，Princeton，NJ.1986：153.
［7］GosselinkJ.G.LandscapeConservationinaforestedWetlandWater－shed［J］.Bioscience，1990，40：588~600.
生态系统的修复范文3
要坚持长期修复和保护。水生态系统处于不断的变化和发展之中，在对其进行修复和保护的过程中，一定要长期坚持，不动摇、不懈怠，在施工过程中贯彻落实新的保护理念，完善修复环节，加大保护力度。
2加强对水生态系统保护与修复的重视度
水生态系统的保护与修复是近年来才提出的国家战略重点项目，有些资源保护单位对其的重视度不够，意识较为淡薄。水土保持的第一要素就是水资源，生态系统的有效建设也一定要以水资源的基础建设为依据。因此，我国各相关单位一定要重视水生态系统的保护修复工作，完善基础设施建设，实现资源的优化配置，合理开发资源，做好协调生产工作，并立足未来，从长远角度考虑，将该工作列为国家发展的重要内容，实现新措施的有效运用。
3因地制宜、综合治理、坚持创新
众所周知，我国国土面积广阔，水生态系统由于地区差异，会出现不同的问题，解决水土流失问题，也不能仅仅依靠一种策略。坚持因地制宜、综合治理和创新发展的方法就显得尤为重要。
3.1针对水生态修复保护系统地的差异，应该采取因地制宜的方式予以完善。
例如，在农田边缘开挖截根沟，在与林地接壤处挖掘排水沟，对潜在威胁大的水蚀沟采用回填对策等等。
3.2采取不同的生物措施实施保护修复。
根据季节差异进行植树，结合土壤特点，因地制宜的选取种植树木，在保护植被覆盖率的基础上，利用沟谷营建水源涵养林，并做好防风固沙、排水种植等工作，有效缓解冲刷侵袭。
3.3创新保护与修复方法。
具体而言，要创新体制，发挥制度的规范作用，完善监管，加强验收，保证权责分明。此外，还要深化改革，改进以往的治理方法，调动广大人民群众的参与热情，并坚持技术创新，采取高科技方式对水生态系统进行研究，尊重科学，做好系统建设工作。
4扎实推进水生态系统的保护修复工作
明确思路，打好工作基础是有效保护与修复水生态系统的关键。国家在系统维护动工前可以搭建试点项目，结合地区差异和自然状况特点，对水生态系统进行综合治理。在试点工程建设过程中国，对水土流失问题进行综合分析，积累工作经验，并进一步贯彻落实新的治水方式，总结技术问题，扎实科学基础，从而完善保护修复能力，推广现代化新技术。
5结语
生态系统的修复范文4
[论文摘要]开展生态修复研究与实践，应理清环境、生态、环境生态、生态恢复、生态建设、生态工程等与之相关的一些概念及科学内涵，避免概念上的混乱。我国的生态工程与国外的环境生态修复和生态恢复有较大差别，将生态学应用于农林水等生产领域，是我国生态工程研究与实践的突出特点。流域生态修复是今后生态修复的发展方向，水土保持工程是建设项目生态修复的主体;当前亟待开展生态修复机理、生态修复潜力、生态修复指标体系等方面的研究。
在人与自然和谐相处，人口、资源和环境协调发展战略思指导下，水利部提出了“加强封育保护，充分发挥生态自我修能力，加快水土流失防治步伐”的水土流失防治新思路。全水土保持生态修复试点启动后，各地因地制宜，采取措施，加配套，积极开展封山禁牧、轮封轮牧，努力探索和总结生态修的技术和经验。生态修复已为水土保持工作者所熟知，但其学涵义及有关问题尚待明确和研究。现对生态修复的若干关概念、理论及有关问题作一讨论，以期达到抛砖引玉之目的。
1 生态修复相关的重要概念和理论
1.1 环境与生态
广义上讲，环境是人以外的一切事物的总和，如现代人居环境即为广义的环境概念;狭义上讲，环境是影响有机体生长、发展和生存的外界物理条件的总和。生态系统简称生态，是有生命的主体(包括人类)与无生命的客体的总和。研究有机生命体与无机环境关系的科学称为生态学，研究生命体以外的无机环境的科学称为环境学。生态修复的研究与实践离不开环境学和生态学，而后者尤为重要。
1.2 生态环境与环境生态
生态包括环境，“生态环境”的说法是不科学和难以理解的，可以牵强地理解为与生命体最密切相关的环境。我国所谓的生态环境实际就是生态，准确地讲“生态环境建设”应为“生态建设”[1]。生态修复是对生态系统的修复，故不能称为生态环境修复。
环境虽然是无机的，但完全从无机角度理解环境是不完整的。特别是自然环境，本身是生物体或生物群体周围的整体状况，只有应用生态学原理研究、认识和理解环境，才能更有效地解决环境问题，这就是环境生态学。环境生态作为概念不易理解，但环境生态学无疑是科学的，他对生态修复理论和技术的形成起到了直接的推动作用。
1.3 干扰与生态演替
自然界发生的大大小小的事件，如火灾、水灾、泥石流、虫害、大风、人类活动等，改变着生态系统的结构与功能，这些事件称之为干扰。干扰可分自然干扰和人为干扰。干扰促使某一相对稳定的生态系统发生变化，旧的环境和物种破坏了，新的环境和物种又会产生，并在一定时间内维持其相对稳定。在没有严重干扰的情况下，自然生态系统会定向地、有秩序地由一个阶段发展到另一个阶段，这称为生态内因演替。演替的结果，最终会出现一个相当稳定的生态系统状态，这称为顶极稳定状态。每一演替阶段有其特定生物群落特征，顶极稳定状态的群落称为顶极群落。干扰常使生态系统受损并改变，称为外因演替。生态系统正常演替总是从低级向高级发展，而干扰使演替进程发生变化，严重时，如人类大规模活动，则使生态系统向相反方向演替，这称为逆序演替。生态修复就是使扰生态系统的逆序演替转向正常演替[2]。
1.4 生态稳态与生态阈值
生态系统不是绝对平衡的，而是永恒地发生着演替，旧的平衡打破了，新的平衡就会产生，当演替到顶极状态时，在很长时间内将处于相对稳定状态，即稳态。生态系统动态平衡中的稳定状态，称为生态稳态。稳态生态有相当强的自我调控能力，在干扰作用下虽不断地振荡和变化，但只是量变;当干扰严重并超过其调控能力时，系统将发生质变、崩溃，而走向逆序演替，甚至不可逆演替。稳态生态抵抗干扰的自我调节能力的限度称为生态阈值[2]。只有研究生态稳态和生态阈值，才能确定修复生态系统的类型、区域、难易程度、时间周期，并确定合理的修复指标。
1.5 人与自然共生理论
人与自然共生和和谐相处，是人类对“自然改造论”深刻反思后产生的新认识。人是自然生态系统的组成部分，不是其对立面，脱离生态规律的自然改造，损害了自然生态系统，必然损害人自身。人与生物、生物与生物之间存在着互利互惠的共生现象。任何形式的自然改造必须建立在人与自然共生的基础之上。F.Vester基于共生现象的研究，总结了人类系统与生物系统之间生物控制的8条规律。据此研究，生态学家提出了以最小能量输入和最小物质消耗以保证生态系统自我调节和恢复能力的生态设计原则。这也是生态修复规划设计的指导思想。
2 国外的环境生态修复与生态恢复
修复的本意是对错误和缺陷进行纠正的作用或过程，修复最早从污染环境治理角度被定义为:借助外界作用力使某个受损的特定对象部分或全部恢复到原初状态的过程。环境生态修复起源于环境修复，生态恢复又受环境生态修复的影响。
2.1 环境修复与环境生物修复
环境修复是对被污染的环境采取措施使污染物浓度降低到未污染前的状态。早期的环境修复主要采用工程技术手段，以后采用物理和化学手段。1972年美国尝试采用微生物生命代谢活动降解管线泄漏造成的汽油污染，1989年对Exxon Val-dez油轮泄油造成污染的阿拉斯加海海面进行修复(阿拉斯加研究计划)，从而出现了环境微生物修复技术，后来出现了环境植物修复技术，最终形成了环境生物修复技术。环境生物修复被定义为利用生物生命代谢活动降解被污染环境的污染物，并使之无毒化和无害化。
2.2 环境生态修复
20世纪60年代，美国生态学家H.T.Odum提出生态工程概念，受此启发，欧洲一些国家尝试应用研究，并形成所谓“生态工程工艺技术”，实际属于清洁生产的范畴。随着生态学与环境生态学的发展，90年代美、德等国家提出通过生态系统自组织和自调节能力来修复污染环境的概念，并通过选择特殊植物和微生物，人工辅助建造生态系统来降解污染物，这一技术被称为环境生态修复技术。由于生态系统的复杂性，该技术至今还不成熟，国外的环境生态修复也只是对轻度污染陆地的环境修复，最典型的事例就是通过湿地自调节能力防治污染。这与我国的生态自我修复有很大差别。
2.3 生态恢复
生态系统的修复范文5
关键词：生态水利工程；设计原则；安全经济；反馈调整
中图分类号：TV文献标识码： A
水利工程建设是国民经济发展的一项基本内容，对于推动农业、水利水电以及社会经济等方面都具有很大的作用。同时，水利工程属于一种改造自然的工程，其影响了自然河流的多样性、流动性以及连续性，会在一定程度上影响河流生态系统的自然发展状况，在当前自然生态环境恶化加剧的形势下，如何协调水利工程发展需求和自然河流生态环境之间的关系就显得尤为重要。
1工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安个、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、十旱等自然力荷载
对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险，这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的定期定点监测和评估。
2 河流形态的空间异质性原则
一个地区具备空间异质性，是指在这个地区的空间中，可以存在着多种不同种类的生物物种，这就意味着该地区的生态环境状况良好，有利于自然生态循环的发展。若该地的空间异质性较差，就会降低生物群落的多样性，使得生物物种减少，生物群落密度变小，这自然就会使生态系统环境恶化。为此，在进行水利工程的设计中，必须要考虑到河流形态的空间异质性。
目前，很多大型水利工程建设都对自然河流的生态系统造成了不同程度的破坏，这不仅会使河流中的生物物种减少，也会引起水质变化，继而造成严重的环境破坏。为了改变这种情况，除了要加强人工种植或养殖来增大生物群落的多样性，还要做好生态水利工程建设的设计工作，尽可能地保持河流的原始面貌，保存其自然空间的异质性，降低人工水利工程对生物群落多样性的不利影响。
3 生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统可持续发展，指的是生态系统自身组织功能的表现形式，即生态系统的自组织。自组织的意思是指某个系统按照相互默契和相互协调的原则，各自尽其自己的责任做好分内之事的同时又能和对方形成协调的有序结构。生态系统自组织的主要机理是指系统中物种的自然选择，即生态系统之内的物种或者某些与该生态系统有一定友好关系的物种，在自然环境下寻找到能够为自己提供相应的能源和资源，并适合自己生存的自然环境。因此，在进行生态水利工程设计时，一定要遵循生态系统的自组织原则，不要试图人为地去对自然环境进行改变甚至是控制，而是要利用生态系统的自组织和自设计的功能，让海洋生态系统或者江河生态系统中的物种对其生存环境进行自然选择，以求实现人与自然和谐共生的最终目的。在设计一项生态水利工程时，都要将这一原则考虑进去，尊重河流和物种的自然属性和自然选择，从而制定和寻找到最佳的生态水利工程设计方案。
4 景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长时期和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和局部范围内进行。小范围的生态修复小但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或河岸植被。
一般来讲，景观尺度由空间尺度与时间尺度两部分构成。在河流生态修复过程中，由于水域生态系统是一个极其复杂的生态循环系统，其并不单单指河流中的生态系统，还包括其周边或其他相关的生态系统，这些水文系统与生物系统相互交织，共同决定了水域生态系统的稳定。因此，在对河流水域生态系统进行修复时，必须要从整体空间考虑，协调进行修复。
5 反馈调整式设计原则
生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。
除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整，这种不确定性使生态水利工程设计不同与传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法，是按照“设计―执行(包括管理) ―监测―评估―调整”这样一种流程，以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测，评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及其发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。
6结语
本文主要论述分析了在生态水利工程建设的设计中应当遵循的几种设计原则，这些设计原则是从保护河流生态系统环境出发的。不可否认，水利工程建设对于改造自然，提高社会生产水平有着重要意义，但在兼顾社会发展的同时，也必须要注意到水利工程建设对生态环境的影响，以促进人与自然的和谐相处，共同发展。
参考文献
[1] 刘正茂,赵艳波,崔玉玲,王艳玲. 生态水利工程设计应遵循的理论与技术路线[J]. 水利发展研究. 2007.
生态系统的修复范文6
关键词：生态 水利 工程 设计 原则
水利工程对经济与社会发展的巨大作用勿庸置疑。但是也必须看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的干扰【1】。水利工程对于河流生态系统的胁 迫主要表现在两方面：一是自然河流的渠道化。包括平面布置上的河流形态直线化，即将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的人工河流。包括河道横断面几何 规则化，即把自然河流的复杂形状变成梯形、矩形及弧形等规则几何断面。还包括河床和边坡材料的硬质化，即渠道的边坡及河床采用混凝土、砌石等硬质材料。二 是指自然河流的非连续化。筑坝是顺水流方向的河流非连续化，流动的河流生态系统变成了相对静止的人工湖，流速、水深、水温及水流边界条件都发生了重大变 化。库区内原来的森林、草地或农田统统淹没水底。陆生动物被迫迁徙。水库形成后也改变了原来河流营养盐输移转化的规律。由于水库截留河流的营养物质，气温 较高时，促使藻类在水体表层大量繁殖，产生水华现象。藻类蔓延遮盖住大植物的生长使之萎缩，而死亡的藻类沉入水底，在那里腐烂的同时还消耗氧气。溶解氧含 量低的水体会使水生生物“窒息而死”。由于水库的水深高于河流，在深水处阳光微弱，光合作用也弱，导致水库的生态系统比河流的生物生产量低，相对要脆弱， 自我恢复能力弱。河流泥沙在水库淤积，而坝下清水下泄又加剧了对河道的冲蚀，这些变化都大幅度改变了生境。由于靠水库进行人工径流调节，改变了自然河流年 内丰枯的水文周期规律，即改变了原来随水文周期变化形成脉冲式河流走廊生态系统的基本状况。最后，众所周知，不设鱼道的大坝对于洄游鱼类是致命的屏障。另 一类非连续化是由于河流两岸建设的防洪堤造成的侧向水流的非连续性。堤防妨碍了汛期主流与岔流之间的沟通，阻止了水流的横向扩展。堤防把干流与滩地和洪泛 区隔离，使岸边地带和洪泛区的栖息地发生改变。原来可能扩散到滩地和洪泛区的水、泥沙和营养物质，被限制在堤防以内的河道内，植被面积明显减少。鱼类无法 进入滩地产卵和觅食，也失去了避难所。鱼类、无脊椎动物等会减少，导致滩区和洪泛区的生态功能退化。
概况地讲，被改造过的河流生 态系统是由三个子系统组成。即：由动物、植物和微生物组成的生命系统，这是生态系统的主体。广义的水文系统，包括地表和地下水体、土地、气候系统等。再有 就是工程设施系统，这是人类改造河流的结果。后面两个子系统组成生境，是生命支持系统。由于水利工程系统改变了河流形态，水库调度运行又改变了原有的水文 规律，造成河流生态系统的生境变化，其结果可能造成河流生态系统生物群落多样性的下降，使生态系统退化。
对于水利工程对河流生态系统的胁迫，应该采取正视而不是回避的态度。传统意义上的水利工程学作为一门重要的工程学科，以建设水工建筑物为手段，目的是改造和控制河流，以满足人们 防洪和水资源利用等多种需求。现代科学发展使我们认识到，传统意义上的水利工程学在力图满足人的需求时，却在不同程度上忽视了河流生态系统本身的需求。而 河流生态系统的功能退化，也会给人们的长远利益带来损害。未来的水利工程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，似应强调水利工程在满足人 类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象 是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学的理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水 利工程的规划及设计理论，形成水利工程学的新的学科分支－生态水利工程学（Eco-Hydraulic Engineering）。生态 水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学【2】 【3】。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严 重干扰河流重点进行生态修复。
生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）以及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建 设的主要手段之一。图1表示了生态水利工程在河流生态建设中的地位。图中右侧表示人类活动对自然河流生态系统的干扰过程，左侧表示人类活动对扰的河流 生态系统的修复过程。
这里讨论的生态水利工程学的基本原则也是生态水利工程规划设计的基本原则，笔者试归纳为以下五项内容。
1．工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一种综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运以及旅游等需求，也要兼顾生态系统可持续性的需求。 生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久 性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考 虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。
对于生态水利工程的经济 合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中需要进 行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。
2.提高河流形态的空间异质性原则
有关生物群落研究的大量资料表明，生物群落多样性与非生物环境的空间异质性（spacial heterogeneity）存在正相关 关系。这里所说的“生物群落”是指在特定的空间和特定的生境下，由一定生物种类组成，与环境之间相互影响、相互作用，具有一定结构和特定功能的生物集合 体。一般所说的“生物群落多样性”指生物群落的结构与功能的多样性。实际上，生物群落多样性问题是在物种水平上的生物多样性。
非生物环境的空间异质性与生物群落多样性的关系反映了非生命系统与生命系统之间的依存和耦合关系。一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生 境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统的某种 程度的退化。
河流生态系统生境的主要特点是：水－陆两相和水－气两相的联系紧密性；上中下游的生境异质性；河流纵向的蜿蜒性；河 流横断面形状的多样性；河床材料的透水性等。水－陆两相和水－气两相的紧密关系，形成了较为开放的生境条件；上中下游的生境异质性，造就了丰富的流域生境 多样化条件；河流纵向的蜿蜒性形成了急流与缓流相间；河流的横断面形状多样性，表现为深潭与浅滩交错；河床材料的透水性为生物提供了栖息所。由于河流形 态异质性形成了在流速、流量、水深、水温、水质、水文脉冲变化、河床材料构成等多种生态因子的异质性，造就了丰富的生境多样性，形成了丰富的河流生物群落 多样性。所以说，提高河流形态异质性是提高生物群落多样性的重要前提之一【4】。
由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造 成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度的退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样 性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其它生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河 流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。
在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流地貌历史和现状进行勘查和评估。 包括河流与相关湿地、湖泊的形状与构成、水下地形勘测、水位变化幅度、河流平面弯曲度、河流横断面形状及河床材料、急流与深潭比例、河床的稳定性及淤积及 侵蚀状况等，建立河流地貌数据库。河流生物调查，包括植物、鱼类、鸟类、两栖动物和无脊椎动物等的物种分布地图以及规模和存量，建立生物资源数据库。遥感 技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。
关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因 子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转 化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分 类和评估。需要强调的是，在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地设计。
3．生态系统自设计、自我恢复原则
有关生态系统的自组织功能的讨论始于上世纪60年代，以后有不同学科的众多学者涉足这个领域。以各种不同形式构成的自组织功能，是自然生态系统的重要特征。
生态学用自组织功能来解释物种分布的丰富性现象，也用来说明食物网随时间的发展过程。生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种 的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。在这种情况下，生境就可以支持一个能具有足 够数量并能进行繁殖的种群。自组织功能原理与达尔文的进化论有相似之处，只是研究的尺度不同而已。达尔文的进化论研究是在地球生物圈所有种群的尺度上进行 的，而自组织功能是在生态系统中种群之间发生的。
生态系统的自组织功能对于生态工程学的意义是什么呢？& nbspH.T.Odum认为：“生态工程的本质是对自组织功能实施管理。”（1989）【5】。Mitsch认为：“所谓自组织也就是自设计” （2004)【6】。将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建 筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或 者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人 工与自然力的贡献各占一半【7】。
我国古代传统哲学注重人与自然的和谐相处，老子主张：“人法地，地法天，天法道，道法自然”。 反映了一种崇尚自然，遵循自然规律的哲学观。在建筑理念方面，提倡“工不曰人而曰天，务全其自然之势”（《管氏地理指蒙》），“虽由人作，宛自天开” （《园冶》），都提倡一种效法自然，依靠自然的思想。国际生态学界一些学者认为，系统生态学的哲学理念应该追溯到公元前11世纪中国的周代。其中“阴阳五 行”、万物竞争共存和相生相克等哲学思想，体现了促进与抑制，成长与腐朽，合成与异化之间的平衡与转化，这些正是现代生态学的哲学基础。
传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控 制自然界是不可能的，这种一厢情愿的企图最终往往归于失败。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球 上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生 态工程方案。
自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。
要区分两类扰的河流生态系统。一类是未超过本身生态承载力的生态系统，是可逆的。当去除外界干扰即卸荷以后，有可能靠自然演替实现自我恢复的目标。另 一类是被严重干扰的生态系统，它是不可逆的。在去除干扰即卸荷后，还需要辅助以人工措施创造生境条件，再靠发挥自然修复功能，有可能使生态系统实现某种程 度的修复。这就意味着，运用生态系统自设计、自我恢复原则，并不排除工程师和科学家采用工程措施、生物措施和管理措施的主观能动性。转贴于 4．景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。
所谓“整体性”是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。
这里说的“景观”（landscape）是指生态学中的景观尺度。关于生态学的尺度问题，O’Neill，认为：“生态学不可能建立在单一的时空尺度 上，它应该适应所有尺度的调查研究。”（1986）【8】。按照这种观点，尺度和层次成为生态学发展的关键。目前生态学理论把生物圈划分为11个层次， 依次是生物圈、生物群系、景观、生态系统、群落、种群、个体、组织、细胞、基因和分子。景观的尺度如何掌握？景观尺度包括空间尺度和时间尺度。
为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。一条河流的广义水文 系统包括从发源地直到河口的上中下游地带的地下水与地表水系统，流域中由河流串联起来的湖泊、湿地、水塘、沼泽和洪泛区。广义水文系统又与生物系统交织在 一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素 之间的相互关系进行综合、整体研究。如果仅仅考虑河道本身的生态修复问题，显然是把复杂系统简单割裂开了。
其次，必须重视水域生 境的易变性、流动性和随机性的特点，表现为流量、水位和水量的水文周期变化和随机变化，也表现为河流淤积与侵蚀的交替变化造成河势的摆动。这些变化决定了 生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。生态系统的变化范围从生境受到限制时期的高 度临界状态到生境扩张时期的冗余状态。
再者，要考虑生境边界的动态扩展问题。由于动物迁徙和植物的随机扩散，生境边界也随之发生 动态变动。Gosselink(1990)在研究水域生态系统物种管理的尺度问题时认为，对于给定需要修复的物种，考虑的范围应是这个物种的分布区 【9】。举例来说，为便于理解，可以借用“流域”这个概念，比如一个地区野鸭的种群也有一个“鸭域”。所谓“鸭域”的范围应该包括物种个体在恶劣的条件下 迁徙到的任何地方以及支持此物种的生态系统。这个范围的边界，应划定在某特定物种经常利用的一个很大的空间内。如果进一步扩展，还应该包括所谓“临时生 境”，指在自然界对于物种产生胁迫的时期，成为该物种的避难所的地区。如果这个地区有若干种标志性动物，那么物种管理的范围边界将是这些物种“域”的包络 图。另外，还要考虑流域之间的协调问题。考虑到河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能 是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调，
最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过 程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。需要对历史资料进行收集、整理，以掌握长时间尺度的河流变化过程与生态现状的关系。河流生态修复是靠时间作工作 的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15到20年的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。
需要说明的是，对于规划、评估、监测这些不同的任务，工作对象的空间尺度可能是不同的。监测工作应该在尽可能大的尺度内进行。比如修复一块湿地以吸引鸟 类，经过一年或者更长的时间均告失败。这就需要考虑是否有质量更好的生境吸引了候鸟而改变了它们的迁徙路线，监测工作可能在大陆的范围内开展。而评估工作 可能在跨流域的尺度上进行。规划工作的尺度可能是流域或河流廊道。所谓“河流廊道”（River corridor）泛指河流及其两岸与 生物栖息地相关的土地，也有定义其范围为河流与对应某一洪水频率的洪泛区。至于河流修复工程项目的实施，一般在关键的重点河段内进行。
5．反馈调整式设计原则
生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统 有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代 替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。
生态水利工程设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求 最终形成一个健康、可持续的河流生态系统【10】【11】。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期 的目标发展，可能出现多种可能性。最顶层的理想状态应是没有外界胁迫的自然生态演进状态。在河流生态修复工程中，恢复到未受人类干扰的河流原始状态往往是 不可能的，可以理解这种原始状态是自然生态演进的极限状态上限。如果没有生态修复工程，在人类活动的胁迫下生态系统的进一步恶化，这种状态则是极限状态的 下限。在这两种极限状态之间，生态修复存在着多种可能性。针对具体一项生态修复工程实施以后，一种理想的可能是：监测到的各生态变量是现有科学水平可能达 到的最优值，表示生态演进的趋势是理想的。另一种差的情况是，监测到的各生态变量是人们可接受的最低值。在这两种极端状态之间，形成了一个包络图。一项生 态修复工程实施后的实际状态都落在这个包络图中间。
意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了 自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式 的设计方法。是按照“设计－执行（包括管理）－监测－评估－调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物 监测和水文观测。这就需要在项目初期建立完善的监测系统，进行长期观测。依靠完整的历史资料和监测数据，进行阶段性的评估。评估的内容是河流生态系统的结 构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比 较。评估的结果不外乎有几种可能：1）生态系统大体按照预定目标演进，不需要设计变更；2）需要局部调整设计，适应新的状况；3）原来制定的目标需要重大调整，相应进行设计。
在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。
Design Principles of Eco-hydraulics Engineering
Abstract :The concept of eco-hydraulic engineering is proposed.
It integrates the technology of hydraulic engineering with ecology.
Based on the analysis of stress of hydraulic engineering on river
ecosystem the requirements for ensuring healthy ecosystem and
sustainable development for river are suggested.These requirements
include the principles in five scopes: engineering safety and
economy， spatial heterogeneity of river morphology， self-design
and self-restoration of ecosystem， landscape scale and integrated
river ecosystems restoration and design methodology process based
on feedback and adjustment.
参考文献
【1】董哲仁，水利工程对生态系统的胁迫[J]，水利水电技术，2003年7期，
P1-5
【2】 ASCE River Restoration Subcommittee& nbspon Urban Stream Restoration，
Urban stream Restoration[J]，Journal of Hydraulic Engineering ASCE，
July 2003， pp 491-493
【3】董哲仁，生态水工学的理论框架[J]，水利学报， 2003年第1期P1-6
【4】董哲仁，河流形态多样性与生物群落多样性[J]，水利学报，2003年第11期，
P1-7
【5】Odum， H. T. 1989. Ecological engineering and self-organization[D].
Pages 79-101. In: W. J. Mitsch and S. E. Jorgensen， eds.， Ecological
Engineering: An Introduction to Ecotechnology. Wiley， New York.
【6】 Mitsch W. J.& Jorgensen S E.， Ecological Engineering and Ecosystem
Restoration[M]. PP 134-137， Published by John Wiley& Sons， Inc.，
Hoboken， New Jersey， 2004
【7】董哲仁，荷兰围垦区生态重建的启示[J].中国水利，2003年11A期，P45-47
【8】O’Neill， R.V.， D.L.DeAngelis， J.B. Waide， and T.F.H.Allen. 1986.
A Hierarchical Concept of Ecosystems[M]. Princeton University Press，
Princeton， NJ.153pp
【9】Gosselink，J.G.， 1990， Landscape Conservation in a forested Wetland
Watershed[J]. Bioscience 40:588-600
【10】 Mitsch， W.J. and J.G.Gosselink. 2000. Wetland[M]， 3rd ed. Wiley，
New York.920pp.
【11】董哲仁河流生态恢复的目标[J].中国水利，2004年第10期，P1-5
【12】董哲仁美国基西米河生态恢复工程的启示，水利水电技术，2004年第9期，
