闡明了水生態(tài)系統(tǒng)的概念，并提出水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與修復(fù)的概念，明確指出了二者的區(qū)別，就生態(tài)修復(fù)的措施與生態(tài)保護(hù)的措施分別列出。舉出水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、修復(fù)、利用的典型案例——上海后灘公園，就其中的生境修復(fù)與生物多樣性的修復(fù)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。在最后的總結(jié)和反思中，又從水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)修訂、植物群落修復(fù)、微生物群落修復(fù)三個(gè)角度提出了相應(yīng)的建設(shè)性意見。

　　1 水生態(tài)系統(tǒng)

　　一個(gè)完整的水生態(tài)系統(tǒng)（圖1），是由水生生物，包括植物、動(dòng)物、微生物以及無(wú)機(jī)環(huán)境、水、光、大氣所構(gòu)成，水生生物與水環(huán)境相互促進(jìn)、相互制約，共同構(gòu)成的統(tǒng)一動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)。

圖1 水生態(tài)系統(tǒng)

　　水生植物不斷從大氣中吸收二氧化碳，釋放氧氣；水生動(dòng)物則不斷吸收氧氣，釋放二氧化碳。水生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)（圖2），不斷地同外界進(jìn)行物質(zhì)和能量交換，來(lái)建造和調(diào)整自身結(jié)構(gòu)，為人類提供生產(chǎn)生活用水以及水產(chǎn)品等。

圖2 開放的水生態(tài)系統(tǒng)

　　人類活動(dòng)所產(chǎn)生的一些污染物，如果不經(jīng)過(guò)處理則會(huì)進(jìn)入到水生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中，造成水生態(tài)系統(tǒng)的破壞，使得水體首先被污染。近年來(lái)的水體變化趨勢(shì)是三類以上的水體在逐漸增加，四類、五類水體在減少，說(shuō)明水污染治理有一些成效。但是，變化的趨勢(shì)極其緩慢，而且劣五類的水維持在10%左右（圖3），黑臭水體也在逐年增長(zhǎng)（圖4）。例如，太湖由于水體富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致的水滑每年都有發(fā)生，此外還有對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)過(guò)度開發(fā)利用以及圍湖造田導(dǎo)致的棲息地破壞，使得生物多樣性下降，生態(tài)系統(tǒng)退化，由此可知水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與修復(fù)是非常重要的。

圖3 各類水系變化趨勢(shì)

圖4 黑臭水體數(shù)量
 

　　2 水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)

　　水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與修復(fù)不能混為一談，它們是兩個(gè)完全不同的概念。水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)是控制人為活動(dòng)的不利影響，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理等，避免水生態(tài)系統(tǒng)的退化；水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)是利用一系列的學(xué)科理論，以自然恢復(fù)為主，輔以人工措施，使之恢復(fù)到破壞之前的狀態(tài)。對(duì)于自然型岸坡（圖5）沒有受到人工干擾的水生態(tài)系統(tǒng)，需要通過(guò)監(jiān)測(cè)、管理等措施保護(hù)它，避免退化。對(duì)于已經(jīng)遭受到破壞的水域生態(tài)系統(tǒng)（圖6），要通過(guò)人為輔助措施，使它的結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)到被破壞之前的狀態(tài)，同時(shí)也使它的自我調(diào)節(jié)能力和自組織能力得到恢復(fù)，應(yīng)對(duì)一定條件的外界干擾。

圖5 自然型岸坡
 

圖6 遭受破壞進(jìn)行修復(fù)的河床
 

　　進(jìn)行修復(fù)的同時(shí)，也要進(jìn)行水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)，以避免遭到二次破壞。修復(fù)是保護(hù)的前提和基礎(chǔ)，而保護(hù)是在修復(fù)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步優(yōu)化和支持，它們是兩個(gè)不同的概念，需要分門別類地對(duì)待。

　　2.1生態(tài)修復(fù)措施

　　像我們?nèi)祟愐粯?，一個(gè)良好的環(huán)境才能讓我們更好地生長(zhǎng)，動(dòng)物微生物也是這樣的，一個(gè)良好的生境才能為他們的生存提供有利的條件，對(duì)于生態(tài)修復(fù)的前提應(yīng)該是對(duì)生境的修復(fù)，不同的水生動(dòng)植物對(duì)水體的深度要求是不一樣的，因此在進(jìn)行生境修復(fù)的時(shí)候可以考慮修復(fù)自然型的水域基底，形成深草淺灘的河床，為不同的水生動(dòng)植物提供生境。蜿蜒曲折的自然型岸坡可以增加水土交錯(cuò)帶的面積，可以為兩棲的動(dòng)物提供生境，還有像污染底泥的生態(tài)清瘀等生態(tài)修復(fù)措施，完成了生境修復(fù)之后，接下來(lái)需要做的是生物多樣性的修復(fù)。

　　生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也就是指的生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)（圖7），是由一系列的捕食和被捕食關(guān)系形成的食物鏈和食物網(wǎng)，當(dāng)生物多樣性越高的時(shí)候，系統(tǒng)當(dāng)中的捕食關(guān)系才會(huì)越復(fù)雜，形成的食物鏈，食物網(wǎng)才會(huì)錯(cuò)綜復(fù)雜的交織在一起，物質(zhì)循環(huán)的渠道也會(huì)更多樣化，這樣的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)的功能才是更加穩(wěn)定的。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和自我恢復(fù)能力也就更強(qiáng)。

圖7 生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

　　一個(gè)健康的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一定是復(fù)雜的，生物多樣性一定是高的，在系統(tǒng)的修復(fù)過(guò)程中要對(duì)生物多樣性進(jìn)行修復(fù)。生物多樣性修復(fù)需要對(duì)植物、動(dòng)物、微生物進(jìn)行整體全面的修復(fù)，植物和微生物的協(xié)同作用可以凈化污水，所以在系統(tǒng)的生物修復(fù)過(guò)程中可以優(yōu)先考慮植物和微生物的修復(fù)，二者的協(xié)同作用將水質(zhì)凈化達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，適宜水生動(dòng)物生存以后，再適時(shí)逐步投入不同的水生動(dòng)物，最終在生態(tài)系統(tǒng)中形成一個(gè)完整的食物鏈，食物網(wǎng)，使生物多樣性得到全面恢復(fù)，完善系統(tǒng)功能，增強(qiáng)系統(tǒng)的干擾能力，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自我恢復(fù)。

　　2.2生態(tài)保護(hù)措施

　　受損的系統(tǒng)除了修復(fù)之外，還要對(duì)它進(jìn)行保護(hù)，防止他進(jìn)行二次受損。生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)首先是從源頭遏制住污染，水生態(tài)系統(tǒng)的污染可以分為內(nèi)源污染，外源污染，外源污染的范圍較為廣泛，因此也是控制過(guò)程中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。外源污染又分為點(diǎn)源污染和面源污染，點(diǎn)源污染就是生活污水和工廠污水有固定排放點(diǎn)的污染源，面源污染是指降水、融雪，沖刷作用將地表以及建筑物表面各種污染物攜帶進(jìn)入地表徑流，最終使得系統(tǒng)遭受污染。面源污染沒有一個(gè)固定的排放點(diǎn)，是整個(gè)一個(gè)面域上的污染，因此防治和控制更加地困難。

　　點(diǎn)源有雨污分流、截污納管；面源有提高雨水下滲率，減少地表徑流，具體措施有滲水鋪裝、下沉綠地、生態(tài)排水溝、雨水花園等，也可以降低雨水中污染物濃度，具體措施有綠色建筑、生態(tài)岸坡、雨水收集凈化集成體系等。

　　3 典型案例——上海后灘公園

　　上海后灘公園，引水于黃浦江，僅通過(guò)30000m2的后灘生態(tài)景觀水系自凈作用，將黃浦江Ⅴ類--劣Ⅴ類水凈化成II- -Ⅲ類水，并每天持續(xù)為世博公園提供2400m3的II- -Ⅲ類生態(tài)活水量。

　　基底范圍內(nèi)現(xiàn)狀主要為工業(yè)和倉(cāng)儲(chǔ)用地，場(chǎng)地內(nèi)的水系污染和土壤的重金屬污染非常嚴(yán)重，后灘公園作為上海市區(qū)黃埔江邊僅有的一塊濕地，蘊(yùn)含著非常深厚的文化底蘊(yùn)，是非常重要的濕地，因此如何保護(hù)修復(fù)以及重建生態(tài)濕地，是項(xiàng)目的一大挑戰(zhàn)。

　　3.1生境修復(fù)——河床

　　首先是對(duì)生境進(jìn)行修復(fù)，通過(guò)構(gòu)建河床底部以及運(yùn)用改良的黏土有效降低水利對(duì)河床的擾動(dòng)，減輕底質(zhì)污染物再次釋放導(dǎo)致的二次污染，同時(shí)改良的黏土也可以吸附一部分氮磷，降低水體的污染物含量。第二種就是水陸交錯(cuò)帶的構(gòu)建（圖8），利用立體分層生態(tài)景觀格局創(chuàng)新方式，形成深水、淺水、陸域的景觀，為不同的水生動(dòng)植物提供生境。

圖8 水陸交錯(cuò)帶

　　3.2生物多樣性修復(fù)——植物、微生物、動(dòng)物

　　生境修復(fù)之后就是生物多樣性的修復(fù)，首先是植物多樣性的修復(fù)，通過(guò)將各學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，多種體系比較篩選出了一系列適合這個(gè)場(chǎng)地生長(zhǎng)的水生植物，進(jìn)行合理的配置。沉水植物對(duì)于水體的凈化以及系統(tǒng)的穩(wěn)定有著非常重要的作用，所以這邊也采用了苦草等一些常用的沉水植物，建立沉水植物凈化的體系，同時(shí)將沉水飄浮植物合理共建，豐富生物多樣性。第二個(gè)就是微生物多樣性的修復(fù)，通過(guò)土著微生物培育與強(qiáng)化技術(shù)，進(jìn)行提純、復(fù)狀、培養(yǎng)，引導(dǎo)土著微生物高效穩(wěn)步地與所在環(huán)境體系自行建立聯(lián)系。第三個(gè)是動(dòng)物的生物多樣性修復(fù)，采用水體動(dòng)物配置優(yōu)化技術(shù)，建立多層次，按程序，定量投放魚等體系，最后對(duì)水生動(dòng)植物和微生物進(jìn)行合理的優(yōu)化配置，并建立魚、草、貝共生的體系，營(yíng)造不同空間互利共生的關(guān)系，全面提升生物多樣性，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)抗干擾能力，控制水體污染。

　　經(jīng)過(guò)一系列的水生態(tài)處理修復(fù)之后的上海后灘公園，現(xiàn)在是集水質(zhì)處理、生態(tài)旅游、科普教育于一體的場(chǎng)地。

　　4 總結(jié)與思考

　　4.1水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)修訂
我國(guó)現(xiàn)有的水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，但是天然湖泊與城市用水是兩種不同形式的水體，如果用同樣一種標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定兩種形態(tài)的水體，是否是合適的。

　　4.2植物群落修復(fù)

　　在植物群落修復(fù)過(guò)程中，植物物種的選用，大部分人優(yōu)先想到優(yōu)先考慮相同物種，筆者在研究的時(shí)候就選美人椒等這幾種上海常用的，混種在一起營(yíng)造水生植物群落，但最后我們會(huì)發(fā)現(xiàn)通過(guò)植物間的競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致鳶尾死亡了，鳶尾在這樣的環(huán)境中無(wú)法生存，因此鄉(xiāng)土樹種的選用是對(duì)的，相互之間的搭配也是需要后續(xù)的研究。水生植物特有的生長(zhǎng)周期，導(dǎo)致冬季低溫情況下不可避免地枯萎，因此冬季條件下如何保障生物多樣性，枯萎的植物如果不及時(shí)打撈會(huì)造成二次污染，又如何去解決。

　　4.3微生物群落修復(fù)

　　做人工濕地的時(shí)候，微生物和植物的相互作用是人工濕地水質(zhì)凈化的主要機(jī)制，但冬季微生物的生命活動(dòng)極其地弱，所以導(dǎo)致濕地的水質(zhì)凈化效果不達(dá)標(biāo)，冬季的耐低溫的微生物的激活該如何做。

　　張飲江：就職于上海海洋大學(xué)水域環(huán)境生態(tài)上海高校工程研究中心。長(zhǎng)期從事水域環(huán)境生態(tài)工程、濕地科學(xué)與水域景觀工程、濱海濕地生態(tài)，景觀生態(tài)學(xué)，水域景觀規(guī)劃與設(shè)計(jì)等研發(fā)工作。主持國(guó)內(nèi)外重大科研50余項(xiàng)。發(fā)表論文180多篇，論著12部，國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2部，獲國(guó)家專利46項(xiàng)，獲國(guó)家級(jí)、省部委獎(jiǎng)20多項(xiàng)，以及美國(guó)景觀設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)(ASLA)綜合景觀設(shè)計(jì)——最高杰出獎(jiǎng)。并培養(yǎng)研究生50多名，指導(dǎo)學(xué)生獲國(guó)家級(jí)、華東地區(qū)與上海市獎(jiǎng)20多項(xiàng)。