本节主要介绍了河流生态修复的概念框架(图3.2),明确了河流生态系统的组成要素、经济社会对河流功能的需求,以及生态修复主要因素之间的联系。该框架旨在应对挑战,为河流生态修复规划的制定提供理论基础。
该框架共包括七个部分。前四部分涉及如何分析评估流域层面的现状问题;后三部分涉及如何开展河流生态修复,以及河流生态修复战略的制定和实施。针对每一部分,该框架确定了一个最根本的问题,作为制定河流生态修复战略时必须考虑的核心问题。
概念框架的第一部分(即河流生态系统的关键影响因素)与外部诱因(驱动力和压力)有关。这些诱因来源于自然过程和人类活动两方面。人类活动包括农业、城镇化或其他土地利用的变化,这些活动可能导致河流系统内部的物理变化。气候变化是一个属于自然过程的外部诱因,与人类活动和水文循环有关联。这部分的关键问题是:什么是影响河流生态系统的关键因素?
第二部分是影响河流生态状况和功能的流域过程。流域过程包括水文过程、养分循环过程、地貌过程(如景观侵蚀、泥沙迁移)、流域内的能量流动、生态过程等。在开展河流生态修复时,必须回答如下问题:这些过程如何塑造和改变河流生态系统?这些过程之间的相互关系是什么?河流状况的变动对这些过程会造成何种影响?只有弄清这些问题,才能很好地平衡流域过程。这部分的关键问题是:河流生态系统是如何发挥作用的?
图3.2 河流生态修复的概念框架
第三部分是关于河流健康状况的表征要素。认识河流健康的表征要素,是开展决策,制定有针对性、可度量的修复目标的基础。河流健康状况包括水文情势、水质、物理形态(如构成栖息地的河道和洪泛平原等)和生物状况。在了解某个时间点的河流健康状况的同时,还必须识别河流健康状况的演化趋势,例如,水质或生物状况的变化,这种变化可能对河流系统的其他要素产生的影响,河流健康状况今后可能出现的变化等。这部分的关键问题是:河流生态系统的结构和现状如何?
第四部分是关于河流可提供的服务功能。河流生态修复的概念框架中一个至关重要的内容是明确河流服务,即河流可提供给人类和大自然的福利。要识别河流服务,需要了解河流在自然环境以及在支持经济社会发展中的作用。了解河流提供生态系统服务的能力及其在维护生态健康方面的作用,可有效地支持决策的制定。这些信息可以让人们了解河流所提供的服务及受益对象、受损或受威胁的服务功能,以及当改善河流健康和功能后,河流提供的服务的改善潜力。这部分的关键问题是:河流生态系统可以提供哪些福利?
前四部分获得的流域现状的信息,可支持对河流生态修复对策的制定。
第五部分是关于优先目标及策略。了解流域现状可以更好地确定河流生态修复需要优先解决的问题和策略,确定应该在什么样的尺度内制定河流生态修复方案的目标和需要实现的效果,以满足生态保护、经济发展、社会和文化效益、水安全方面的要求。目标制定应该综合考虑与河流系统相关的环境、社会和发展目标,并以当前的河流系统状况和正在发生的或未来可能发生的变化为基础。这部分的关键问题是:我们希望从河流生态系统中获得什么?
第六部分是评估对策、制订计划。在明确了不同目标优先顺序的基础上,可以制订相应的修复规划。制订过程中需要考虑不同修复措施的成本和效益,以及措施的可行性和实施的尺度问题。这部分的关键问题是:河流生态修复的最佳方案是什么?
第七部分是河流生态修复战略框架的最后一部分,主要涉及实施问题。本部分除了包括河流生态修复战略所需的措施外,还包括相关的适应性管理措施。必须监测和评估河流生态修复实施效果,以了解原先的假定条件是否正确,以及是否需要对河流生态修复方案作出调整。这部分的关键问题是:河流生态修复战略是否起效?