退化滨水景观带植物群落生态修复技术研究进展 - 生态环境学报

1370 生 态 环 境 学 报 第 21 卷 第 7 期 (2012 年 7 月 )表 3 水 生 植 物 净 化 水 体 功 效 分 析Table 3 The efficacy analysis in purification of aquatic plants类 别 适 合 水 深 /cm[37-46]常 见 挺 水 植 物净 化 能 力中 文 名 学 名 TN/% TP/%挺 水 植 物 湿 地 型 ≤20 梭 鱼 草 Pontederia cordata L. 12.6~91.9 50.9~99.5菖 蒲 Acorus calamus 74~83.23 80.2石 菖 蒲 Acorus gramineus 81.2 77.2水 芹 菜 Oenenthe decumbens 51.3~78.6 55.6~74.4香 菇 草 Hydrocotyle vulgaris 89.0 81.9浅 水 型 20~80 黄 菖 蒲 Iris pseudacorus 68.7 73.6黄 花 鸢 尾 Iris wilsonii 24~79.7 79.0千 屈 菜 Spiked Loosestrlfe 69.7 74.1美 人 蕉 Canna indica 27.9~82 60.5~88.0慈 姑 Sagittaria sagittifolia 81.2 60.9深 水 型 ≥80 芦 苇 Phragmites communis Trirn 31.4~78.7 40.1~96.9水 葱 Scirpus tabernaemontani Gmel 66.7~89.5 78.9~83.3茭 白 Z.latifolia Turcz 17.8~52.2 59.6~71.6浮 叶 植 物 ≤250 睡 莲 Nymphaea tetragona 13.8 15.8荷 花 Nelumbo nucifera 15.2~48.8 62.4~75.9漂 浮 植 物 ≤250 凤 眼 莲 Eichhornia crassipes 34.2~47.7 69.6~80.2空 心 莲 子 草 Alternanthera philoxeroides 14.4~35.7 63.7~75.7沉 水 植 物 ≤200 伊 乐 藻 Elodea Canadensis 60.7~61.2 70.2~74.4眼 子 菜 PotamogetonoctandrusPoir 42.68 61.27金 鱼 藻 Ceratophyllum demersum L. 43.99 62.23菹 草 Potamogeton crispus 16.57 47.4~87.9够 提 供 物 种 源 和 栖 息 地 , 是 水 体 中 粗 木 质 碎 屑 和养 分 能 量 的 来 源 , 过 滤 、 调 节 由 陆 地 流 向 水 体 的有 机 物 和 无 机 物 , 同 时 还 具 有 景 观 廊 道 功 能 。 王[51]准 对 上 海 新 型 护 岸 绿 化 种 植 进 行 了 研 究 , 把 滨水 绿 化 根 据 护 岸 形 式 分 别 提 出 适 宜 种 植 方 法 及 可[52]选 用 的 绿 化 植 物 。 江 明 喜 , 蔡 庆 华 研 究 了 长 江三 峡 地 区 干 流 河 岸 植 物 群 落 进 行 了 物 种 组 成 、 物[53]种 多 样 性 及 群 落 等 级 划 分 。 艾 训 儒 等 初 步 分 析了 洪 家 河 流 域 天 然 植 物 群 落 主 林 层 优 势 种 重 要值 、 生 活 型 谱 以 及 乔 木 层 和 灌 木 层 物 种 多 样 性 指[54]数 、 群 落 均 匀 度 等 。 徐 晓 清 等 研 究 表 明 合 理 把握 植 物 耐 水 湿 性 与 观 赏 性 , 创 造 有 地 域 特 色 滨 水[55]植 物 景 观 。 吴 彩 芸 等 对 杭 州 水 景 绿 化 使 用 的 水生 植 物 及 其 配 置 进 行 了 调 查 研 究 , 结 合 景 观 生 态学 原 理 , 初 步 探 讨 了 不 同 种 类 的 应 用 特 点 和 不 同[56]水 体 环 境 中 的 生 态 配 置 模 式 。 朱 强 等 从 河 流 廊道 对 生 态 廊 道 宽 度 及 其 影 响 因 素 分 析 , 提 出 生 态廊 道 宽 度 需 根 据 地 形 、 气 候 等 具 体 情 况 而 定 。 张[57]建 春 等 通 过 水 岸 带 理 论 和 实 践 研 究 , 进 一 步 植物 多 样 性 和 优 化 配 置 是 退 化 滨 水 景 观 带 恢 复 与 重建 的 关 键 。总 体 来 看 , 国 内 外 对 滨 水 自 然 植 物 群 落 的 研究 较 成 熟 , 而 从 景 观 生 态 学 角 度 系 统 的 对 水 生 植物 群 落 人 工 配 置 的 研 究 较 少 , 有 待 于 进 一 步 深 入研 究 。2.3 滨 水 景 观 设 计 技 术 研 究滨 水 带 景 观 廊 道 网 络 不 是 孤 立 存 在 , 是 较 特殊 的 空 间 , 它 具 有 特 定 的 生 境 背 景 , 并 与 其 他 形式 的 廊 道 连 接 一 起 , 共 同 形 成 了 流 域 的 空 间 景 观格 局 [58-59] 。 处 于 水 、 陆 2 个 不 同 的 界 域 本 身 存 在着 高 差 等 诸 多 问 题 , 通 过 滨 水 带 合 理 的 处 理 , 维护 滨 水 景 观 空 间 品 质 、 提 升 滨 水 景 观 空 间 固 有 特色 , 形 成 滨 水 带 的 独 特 线 型 景 观 [60] 。 滨 水 带 廊 道是 关 键 的 景 观 特 征 , 其 生 物 多 样 性 水 平 非 常 高 。早 在 19 世 纪 后 半 叶 , 滨 水 区 的 设 计 便 开 始 出 现 ,但 多 追 求 休 闲 、 游 憩 、 商 业 等 功 能 , 就 如 Jackson [61]认 为 的 “ 景 观 是 人 们 有 意 识 创 造 的 、 推 进 或 阻 碍 自然 过 程 的 空 间 ”。20 世 纪 60—70 年 代 ,McHarg的 工 作 及 其 《 自 然 设 计 》 一 书 标 志 着 景 观 生 态 设[59,计 时 代 的 到 来 62] 。 景 观 生 态 学 是 研 究 景 观 单 元的 类 型 组 成 、 空 间 配 置 及 其 与 生 态 学 过 程 相 互 作用 的 综 合 性 学 科 , 而 滨 水 景 观 设 计 技 术 是 以 景 观生 态 学 为 基 础 , 设 计 构 建 高 度 空 间 异 质 性 的 滨 水区 域 , 配 置 景 观 要 素 [58] 。 随 着 景 观 生 态 学 研 究 的继 续 深 入 ,20 世 纪 90 年 代 后 , 城 乡 水 岸 带 生 态恢 复 设 计 开 始 较 多 地 运 用 。 滨 水 区 再 度 成 为 设 计对 象 , 且 更 加 注 重 可 持 续 规 划 的 意 义 。 通 过 景 观要 素 的 合 理 配 置 , 使 滨 水 在 纵 、 横 、 深 三 维 方 向都 具 有 丰 富 的 景 观 异 质 性 , 通 过 超 大 尺 度 空 间 原则 , 环 境 优 先 原 则 , 文 脉 原 则 [63] , 形 成 浅 滩 - 深 槽序 列 、 急 流 - 缓 流 相 间 、 植 被 错 落 有 致 的 景 观 空 间格 局 [58] , 生 物 的 组 成 、 结 构 、 类 群 、 动 态 、 生 态等 自 然 特 性 , 并 深 刻 影 响 了 生 物 群 落 生 态 功 能 的发 挥 。 观 测 和 研 究 表 明 , 景 观 格 局 影 响 生 物 多 样性 、 种 群 动 态 、 动 物 行 为 和 生 态 系 统 过 程 等 。 换言 之 , 提 高 景 观 空 间 异 质 性 , 有 利 于 增 强 生 物 多样 性 , 有 利 于 生 态 修 复 。 生 物 多 样 性 可 提 高 景 观异 质 性 [58] 。 同 时 功 能 性 与 生 态 性 结 合 的 设 计 也 愈[64-65]来 愈 受 设 计 者 所 追 求 。 张 饮 江 等 应 用 水 生 态学 原 理 , 研 究 世 博 园 区 水 体 生 态 景 观 关 键 技 术 ,

张 饮 江 等 : 退 化 滨 水 景 观 带 植 物 群 落 生 态 修 复 技 术 研 究 进 展 1371实 现 后 滩 水 岸 生 态 景 观 与 水 体 自 净 的 完 美 结 合 。[66]俞 孔 坚 等 在 广 东 中 山 岐 江 公 园 的 胡 岸 设 计 中 使用 一 种 亲 水 生 态 护 岸 设 计 —— 栈 桥 式 生 态 亲 水 护岸 , 实 现 较 大 水 位 变 化 下 的 滨 水 带 仍 具 有 亲 近 人 、生 态 和 美 的 效 果 。 在 滨 水 景 观 设 计 时 , 作 为 一 个艺 术 品 来 对 待 , 赋 予 其 艺 术 的 表 现 力 和 生 命 力 ,力 求 为 人 们 创 造 高 品 质 的 修 养 身 心 的 场 所 [2] 。2.4 水 岸 健 康 生 态 系 统 结 构 与 功 能 技 术 研 究2.4.1 结 构 及 功 能 优 化 配 置 与 调 控 技 术 研 究退 化 生 态 系 统 的 恢 复 与 恢 复 生 态 学 已 成 为 国际 生 态 学 研 究 领 域 的 热 点 。 据 研 究 [29] , 就 水 岸 生态 系 统 而 言 , 世 界 20% 以 上 的 岸 坡 植 被 已 不 复 存在 , 剩 余 部 分 也 正 迅 速 的 消 失 或 退 化 。 退 化 的 水岸 带 往 往 存 在 植 被 破 坏 严 重 、 生 物 多 样 性 降 低 、小 气 候 恶 化 、 土 壤 侵 蚀 、 生 态 系 统 功 能 丧 失 等 。恢 复 水 体 “ 生 命 ” 状 态 的 的 一 个 重 要 前 提 条 件 是 同时 恢 复 水 岸 生 态 系 统 [29] 。 一 个 受 损 或 退 化 的 生 态系 统 , 在 对 其 恢 复 的 过 程 中 , 实 际 表 现 出 的 是 生态 上 的 改 进 和 构 建 , 强 调 参 考 条 件 , 即 生 态 系 统结 构 的 因 子 ; 而 生 态 的 恢 复 , 从 某 种 意 义 上 讲 ,表 现 的 是 一 种 动 态 的 结 果 [67] 。 针 对 不 同 的 区 域 和现 实 条 件 , 生 态 构 建 和 生 态 恢 复 应 该 同 时 并 存 ,从 不 同 的 角 度 来 维 系 生 态 系 统 的 安 全 。 国 外 对 水岸 生 态 系 统 结 构 及 功 能 优 化 配 置 与 调 控 技 术 研 究发 展 较 快 , 其 中 主 要 是 通 过 恢 复 和 重 建 后 的 岸 坡植 被 对 水 陆 生 态 系 统 间 的 物 流 、 能 流 、 信 息 流 和生 物 流 起 到 廊 道 、 过 滤 器 和 屏 障 作 用 的 功 能 , 控制 水 土 流 失 , 保 护 水 岸 , 增 加 动 植 物 物 种 种 源 ,提 高 生 物 多 样 性 和 生 态 系 统 生 产 力 , 调 节 微 气 候和 美 化 环 境 等 进 行 水 岸 生 态 系 统 恢 复 和 重 建 实 验[68]研 究 工 作 。 加 拿 大 学 者 Chibbar 等 应 用 生 态 生理 学 原 理 选 择 白 杨 树 种 , 成 功 地 恢 复 了 美 国 内 华达 州 Truckee 河 的 滨 水 带 滩 地 生 态 系 统 ;Barton[69]等 研 究 了 美 国 佐 治 亚 州 东 部 受 核 电 站 排 出 的 热水 和 淤 泥 影 响 的 Savannah 河 的 河 岸 带 退 化 生 态 系统 , 通 过 植 树 造 林 恢 复 了 河 岸 带 生 态 系 统 。 国 内相 关 研 究 还 处 于 起 步 阶 段 , 并 且 多 集 中 在 理 论 方面 的 研 究 [11] [12]。 董 哲 仁 等 首 先 提 出 了 “ 生 态 水 工学 ” 的 工 程 理 念 , 认 为 水 工 学 应 吸 收 、 融 合 生 态 学的 理 论 , 满 足 人 们 对 水 的 各 种 不 同 需 求 的 同 时 ,还 应 满 足 水 生 生 态 系 统 完 整 性 、 依 存 性 的 要 求 ,恢 复 与 建 设 洁 净 的 水 环 境 , 实 现 人 与 自 然 的 和 谐 。[70]杜 佳 沐 等 将 鱼 、 贝 、 植 物 组 合 研 究 , 发 现 其 对水 质 改 善 明 显 , 为 水 岸 生 态 系 统 自 然 修 复 提 供 技[71]术 支 撑 。 张 建 春 等 通 过 施 加 优 化 的 人 为 生 态 工程 措 施 对 退 化 河 岸 带 进 行 了 近 6 年 的 试 验 , 研 究表 明 , 这 些 措 施 能 迅 速 提 高 土 壤 肥 力 , 改 善 河 岸带 下 垫 面 的 微 生 态 环 境 , 形 成 乔 、 灌 、 草 组 成 的滨 水 带 植 物 群 落 。2.4.2 稳 定 化 长 效 管 理 技 术 研 究水 岸 生 态 系 统 的 生 物 学 和 生 态 学 过 程 十 分 活跃 , 生 态 脆 弱 性 也 非 常 明 显 [29] 。 随 着 生 态 系 统 修[30]复 项 目 尺 度 的 增 加 , 水 生 植 物 群 落 尚 不 稳 定 ,生 态 系 统 更 显 脆 弱 , 需 要 进 行 长 期 的 结 构 调 整 和优 化 , 适 应 性 管 理 的 复 杂 性 也 会 大 大 增 加 。 水 岸生 态 系 统 稳 定 化 长 效 管 理 是 指 导 人 类 科 学 管 理 和改 造 自 然 的 重 要 理 论 依 据 [1] 。 滨 水 带 的 保 护 和 管理 也 逐 渐 成 为 国 外 一 个 比 较 热 门 的 研 究 , 恰 当 的滨 水 带 管 理 使 其 功 能 得 到 更 好 的 发 挥 。 但 是 , 对于 水 岸 生 态 系 统 多 稳 态 特 性 早 就 有 所 认 识 , 只 是没 有 提 升 为 系 统 全 面 的 理 论 , 并 主 动 用 来 指 导 滨水 带 管 理 。 水 岸 生 态 系 统 的 多 平 衡 态 特 性 早 已 为许 多 生 态 学 家 认 识 [72-73] 。 在 演 替 过 程 中 哪 些 种 的出 现 将 由 机 遇 决 定 , 演 替 的 途 径 也 是 难 以 预 测 的 。而 国 内 的 研 究 相 对 较 少 。 恢 复 或 重 建 水 生 态 系 统需 要 长 期 的 人 力 、 物 力 和 财 力 投 入 , 并 在 初 步 建立 水 生 植 物 后 , 采 取 持 续 、 有 效 、 适 宜 的 管 理 方式 , 建 立 环 境 与 生 物 之 间 的 正 反 馈 效 应 。 孙 东 亚[74]等 对 河 流 生 态 修 复 适 应 性 管 理 的 特 征 和 面 临 的挑 战 进 行 分 析 , 并 提 出 河 流 生 态 修 复 的 适 应 性 管理 方 法 。3 研 究 展 望我 国 关 于 退 化 滨 水 景 观 带 植 物 群 落 生 态 修 复技 术 研 究 , 尚 处 于 定 性 、 概 念 性 、 单 一 性 的 分 析层 面 , 而 较 深 入 的 、 复 杂 的 、 集 成 技 术 的 研 究 报道 甚 少 。 因 此 , 如 何 通 过 定 量 的 、 集 成 的 技 术 研究 , 探 讨 水 岸 生 态 系 统 的 结 构 和 功 能 特 点 , 确 定恢 复 对 象 的 时 空 范 围 及 生 境 情 况 ( 如 基 底 、 驳 岸 、水 文 等 ), 分 析 生 境 状 况 与 污 染 类 型 , 评 价 样 区 并了 解 导 致 生 态 系 统 退 化 的 原 因 与 过 程 , 根 据 生 态 、社 会 、 经 济 、 文 化 和 景 观 条 件 , 提 出 生 物 廊 道 恢复 理 念 , 探 索 退 化 滨 水 景 观 带 植 物 群 落 生 态 修 复集 成 技 术 , 确 定 恢 复 与 重 建 生 态 系 统 结 构 与 功 能的 理 想 目 标 , 进 行 滨 水 景 观 生 态 恢 复 实 践 , 并 检测 恢 复 中 的 关 键 变 量 与 过 程 、 评 价 恢 复 程 度 等 ,这 是 目 前 生 态 学 者 面 临 的 重 要 任 务 和 挑 战 。 尤 其是 我 国 滨 水 带 生 态 系 统 受 损 与 破 坏 特 别 严 重 , 河流 、 湖 泊 等 水 生 态 环 境 恶 劣 [11] , 实 施 退 化 水 岸 生态 系 统 恢 复 和 生 态 系 统 健 康 保 育 战 略 , 保 持 水 岸生 态 系 统 及 其 服 务 功 能 的 长 期 健 康 稳 定 , 是 促 进区 域 经 济 社 会 全 面 、 协 调 和 可 持 续 发 展 的 基 础 保障 [75] 。 通 过 基 础 研 究 、 应 用 研 究 与 实 践 探 索 , 可为 水 岸 生 态 系 统 的 恢 复 提 供 理 论 依 据 与 技 术 支撑 , 以 全 面 有 效 的 提 高 生 态 环 境 质 量 。今 后 , 滨 水 景 观 带 植 物 群 落 生 态 修 复 技 术 体系 , 主 要 从 以 下 方 面 展 开 深 入 研 究 :(1) 滨 水 带深 槽 - 浅 滩 序 列 的 修 复 和 重 建 的 深 入 细 化 、 量 化 及推 广 运 用 ;(2) 滨 水 区 植 被 配 置 宽 度 与 生 物 多 样

1372 生 态 环 境 学 报 第 21 卷 第 7 期 (2012 年 7 月 )性 的 定 量 关 系 研 究 ;(3) 水 岸 生 态 系 统 的 生 物 学与 生 态 学 过 程 的 规 律 与 特 征 研 究 [11] ;(4) 以 生 态学 、 景 观 学 、 水 力 学 、 土 力 学 、 生 物 学 、 经 济 学等 为 学 科 背 景 , 交 叉 与 渗 透 , 分 析 水 岸 生 态 系 统退 化 机 理 和 滨 水 带 植 物 群 落 特 征 , 进 一 步 深 入 研究 生 境 恢 复 、 生 物 廊 道 恢 复 等 关 键 技 术 ;(5) 滨水 滩 涂 植 物 种 群 格 局 对 水 流 结 构 的 影 响 , 建 立 水流 阻 力 数 学 模 型 , 加 强 防 风 、 消 浪 对 堤 岸 保 护 作用 的 机 制 与 实 践 研 究 ;(6) 退 化 滨 水 景 观 带 植 物群 落 生 态 修 复 集 成 技 术 研 究 ;(7) 结 合 景 观 文 化 、景 观 格 局 、 尺 度 效 应 等 景 观 生 态 学 原 理 , 系 统 优化 设 计 、 量 化 配 置 滨 水 景 观 带 人 工 植 物 群 落 ;(8)滨 水 带 稳 定 化 长 效 管 理 技 术 深 入 研 究 。参 考 文 献 :[1] 叶 春 . 退 化 湖 滨 带 水 生 植 物 恢 复 技 术 及 工 程 示 范 研 究 [D]. 上 海 :上 海 交 通 大 学 , 2007: 1-5, 9-16.YE Chun. Studies on macrophyte restoration in the damaged aquatic-terrestrialecotone and engineering demonstration[D]. Shanghai:Shanghai Jiao Tong University, 2007: 1-5, 9-16.[2] 朱 学 燕 . 滨 水 城 市 驳 岸 景 观 设 计 方 法 研 究 [D]. 武 汉 : 武 汉 理 工大 学 , 2008: 1-7.ZHU Xueyan. Study on embankment landscape-design in a waterfrontcity[D]. Wuhan:Wuhan University of Technology, 2008: 1-7.[3] GREGORY S V, SWANSON F J, MCKEE W A, et al. An ecosystemperspective of riparian zones[J]. Bioscience, 1991, 41: 540-551.[4] 叶 春 , 于 海 婵 , 宋 祥 甫 , 等 . 底 泥 对 沉 水 植 物 生 长 和 群 落 结 构 的影 响 [J]. 环 境 科 学 研 究 , 2008, 21(5): 178-183.YE Chun, YU Haichan, SONG Xiangfu, et al. Influence of sedimentcondition on growth and community structure of submerged plants[J].Research of Environmental Sciences, 2008, 21(5): 178-183.[5] 邓 红 兵 , 王 庆 礼 , 蔡 庆 华 . 流 域 生 态 学 : 新 学 科 、 新 思 想 、 新 途 径[J]. 应 用 生 态 学 报 , 1998, 9(4): 443-449.DENG Hongbing, WANG Qingli, CAI Qinghua. Watershed ecology-newdiscipline, new idea and new approach[J]. Chinese Journalof Applied Ecology, 1998, 9(4): 443-449.[6] 江 明 喜 , 邓 红 兵 , 蔡 庆 华 . 神 农 架 地 区 珍 稀 植 物 沿 河 岸 带 的 分 布格 局 及 其 保 护 意 义 [J]. 应 用 生 态 学 报 , 2002, 13(11): 1373-1376.JIANG Mingxi, DENG Hongbing, CAI Qinghua. Distribution patternof rare plants along riparian zone and its implication for conservationin Shennongjia area[J]. Chinese Journal of Applied Ecology,2002, 13(11): 1373-1376.[7] 颜 昌 宙 , 金 相 灿 , 赵 景 柱 , 等 . 湖 滨 带 退 化 生 态 系 统 的 恢 复 与 重建 [J]. 应 用 生 态 学 报 , 2005, 16(2): 360-364.YAN Changzhou, JIN Xiangcan, ZHAO Jingzhu, et al. Ecologicalrestoration and reconstruction of degraded lakeside zone ecosystem[J].Chinese Journal of Applied Ecology, 2005, 16(2): 360-364.[8] 赵 晓 英 , 孙 成 权 . 恢 复 生 态 学 及 其 发 展 [J]. 地 球 科 学 进 展 ,1998,13(5): 474-480.ZHAO Xiaoying, SUN Chengquan. Restoration ecology and advance[J].Advance in earth sciences, 1998, 13(5): 474-480.[9] 戈 锋 , 叶 春 , 冯 冠 宇 , 等 . 基 于 熵 权 综 合 健 康 指 数 法 的 太 湖 湖 滨带 水 生 态 系 统 研 究 [J]. 内 蒙 古 示 范 大 学 学 报 : 自 然 科 学 汉 文 版 ,2010, 39(6): 623-626.GE Feng, YE Chun, FENG Guanyu, et al. A research for water ecosystementropy comprehensive health index method in the lakefrontof Taihu lake[J]. Journal of Inner Mongolia Normal University:Natural Science Edition, 2010, 39(6): 623-626.[10] MCCLAIN M E, BOYER E W, DENT L, et al. Biogeochemical hotspots and hot moments at the interface of terrestrial and aquaticecosystems[J]. Ecosystems, 2003, 6: 301-312.[11] 冯 育 青 , 王 莹 , 阮 宏 华 . 水 岸 带 研 究 综 述 [J]. 南 京 林 业 大 学 学 报 :自 然 科 学 版 , 2009, 33(6): 127-131.FENG Yuqing, WANG Ying, RUAN Honghua. A review of the researcheson riparian zones[J]. Journal of Nanjing Forestry University:Natural Science Edition, 2009, 33(6): 127-131.[12] 董 哲 仁 , 孙 东 亚 . 生 态 水 利 工 程 原 理 与 技 术 [M]. 北 京 : 中 国 水利 水 电 出 版 社 , 2007: 1-553.DONG Zheren, SUN Dongya. Principles and Technologies ofEco-Hydraulic Engineering[M]. Beijing: China WaterPower Press,2007: 1-553.[13] Young T P. Restoration ecology and conservation biology[J]. BiologicalConservation, 2000, 92: 73-83.[14] 邓 红 兵 , 王 青 春 , 王 庆 礼 , 等 . 河 岸 植 被 缓 冲 带 与 河 岸 带 管 理 [J].应 用 生 态 学 报 , 2001, 12(6): 951-954.DENG Hongbing, WANG Qingchun, WANG Qingli, et al. On riparianforest buffers and riparian management[J]. Chinese Journalof Applied Ecology, 2001, 12(6): 951-954.[15] 孙 东 亚 , 董 哲 仁 , 许 明 华 , 等 . 河 流 生 态 修 复 技 术 和 实 践 [J]. 水利 水 电 技 术 , 2006, 37(12): 4-7.SUN Dongya, DONG Zheren, XU Minghua, et al. River ecologicalrestoration: techniques and practics[J]. Water Resources and Hydropowerengineering, 2006, 37(12): 4-7.[16] 赵 进 勇 , 孙 东 亚 , 董 哲 仁 , 等 . 河 流 地 貌 多 样 性 修 复 方 法 [J]. 水利 水 电 技 术 , 2007, 38(2): 78-83.ZHAO Jinyong, SUN Dongya, DONG Zheren. Techniques for restorationof river geomorphology diversity[J]. Water Resources andHydropower engineering, 2007, 38(2): 78-83.[17] 朱 泊 涛 , 姜 蕴 华 , 江 明 , 等 . 吹 填 法 筑 堤 在 呼 兰 河 堤 防 上 的 应 用[J]. 水 利 科 技 与 经 济 , 2008, 14(6): 494-495.ZHU Botao, JIANG Yunhua, JIANG Ming, et al. Application ofhidraulic fill embankment method in the Hulan river[J]. Water ConservancyScience and Technology and Economy, 2008, 14(6):494-495.[18] 陈 静 , 赵 祥 华 , 和 丽 萍 . 湖 泊 陡 岸 带 生 态 建 设 基 底 修 复 工 程 技 术[J]. 环 境 科 学 与 技 术 , 2007, 30(5): 21-23.CHEN Jing, ZHAO Xianghua, HE Liping. Rehabilitation techniqueof foundation base for ecological belt construction in littoral abrupt-slotof lake[J]. Environmental Science & Technology, 2007,30(5): 21-23.[19] 季 永 兴 , 刘 水 芹 , 张 勇 . 城 市 河 道 整 治 中 生 态 型 护 坡 结 构 探 讨 [J].水 土 保 持 研 究 , 2001, 8(4): 25-28.JI Yongxing, LIU Shuiqin, ZHANG Yong. Bio-technical research ofslope protection structure for urban river improvement[J]. Researchof Soil and Water Conservation, 2001, 8(4): 25-28.[20] 张 谊 . 论 城 市 水 景 的 生 态 驳 岸 处 理 [J]. 中 国 园 林 , 2003, 1: 52-54.ZHANG Yi. The design of ecological embankment of the river incity[J]. Chinese Landscape Architecture, 2003, 1: 52-54.[21] 夏 继 红 , 严 忠 民 . 国 内 外 城 市 河 道 生 态 型 护 岸 研 究 现 状 及 发 展 趋势 [J]. 中 国 水 土 保 持 , 2003, 3: 20-21.XIA Jihong, YAN Zhongming. Present study and development tendencyof ecological bank protection of urban channels both at homeand abroad[J]. Soil and Water Conservation in China, 2003, 3:20-21.[22] FENNESSY M S, MITSCH W J. Effects of hydrology on spatialpatterns of soil development in created riparian wetlands[J]. WetlandsEcology and Management, 2001, 9: 103-120.[23] POFF N L, ALLAN J D, BAIN M B, et a1. The Natural Flow Regime-Aparadigm for river conservation and restoration[J]. BioScience,1997, 47(11): 769-784.[24] 董 哲 仁 . 河 流 生 态 系 统 结 构 功 能 模 型 研 究 [J]. 水 生 态 学 杂 志 ,2008, 1(1): 1-7.DONG Zheren. The research on structure and function model ofriver ecosystem[J]. Journal of Hydroecology, 2008, 1(1): 1-7.[25] 徐 洁 思 . 上 海 市 河 岸 带 植 物 配 置 研 究 [D]. 上 海 : 华 东 师 范 大 学 ,2008: 7-8.XU Jiesi. Effect of plant disposition on riparian zone, Shanghai[D].Shanghai: East China Normal University, 2008: 7-8.[26] BOCKELMANN B N, FENRICH E K, LIN B, et a1. Developmentof an ecohydraulics model for stream and river restoration[J]. EcologicalEngineering, 2004, 22: 227-235.[27] ROBERTSON A J, BACON P, HEAGNEY G. The responses offloodplain primary production to flood frequency and timing[J].Journal of Applied Ecology, 2001, 38: 126-136.[28] 吴 春 笃 , 孟 宪 民 , 储 金 宇 , 等 . 北 固 山 湿 地 水 文 情 势 与 湿 地 植 被

张 饮 江 等 : 退 化 滨 水 景 观 带 植 物 群 落 生 态 修 复 技 术 研 究 进 展 1373的 关 系 [J]. 江 苏 大 学 学 报 : 自 然 科 学 版 , 2005, 26(4): 331-335.WU Chundu, MENG Xianmin, CHU Jinyu, et al. Correlation betweenhydrological situation and Vegetation in Mount Beigu weUand[J].Joumal of Jiangsu University: Natural Science Edition, 2005,26(4): 331-335.[29] 王 莹 . 秦 淮 河 河 岸 带 与 太 湖 湖 滨 带 土 壤 特 性 的 初 步 研 究 [D]. 江苏 : 南 京 林 业 大 学 , 2007: 1-15, 36-38.WANG Ying. The study on soil nature at riparian zone of Qinhuairiver and Taihu lake[D]. Jiangsu: Nanjing Forestry University, 2007:1-15, 36-38.[30] 傅 伯 杰 , 陈 利 顶 , 马 克 明 , 等 . 景 观 生 态 学 原 理 及 应 用 [M]. 北 京 :科 学 出 版 社 , 2008: 1-358.FU Bojie, CHEN Liding, MA Keming, et al. Application of LandscapeEcology Theory[M]. Beijing: Science Press, 2008: 1-358.[31] 王 莹 莹 , 王 幼 芳 , 汪 岱 华 , 等 . 千 岛 湖 生 境 片 断 化 对 苔 藓 植 物 多样 性 的 影 响 [J]. 植 物 科 学 学 报 , 2011, 29(4): 435-445.WANG Yingying, WANG Youfang, WANG Daihua, et al. Effect ofhabitat fragmentation on bryophytes diversity in the thousand-islandlake region[J]. Plant Science Journal, 2011, 29(4): 435-445.[32] 刘 春 光 , 邱 金 泉 , 王 雯 , 等 . 富 营 养 化 湖 泊 治 理 中 的 生 物 操 纵 理论 [J]. 农 业 环 境 科 学 学 报 , 2004, 23(1): 198-201.LIU Chunguang, QIU Jinquan, WANG Wen, et al. Advances ontheory of biomanipulation in control of eutrophicated lakes[J].Journal of Agro-Environment Science, 2004, 23(1): 198-201.[33] 李 文 朝 . 浅 型 富 营 养 湖 泊 的 生 态 恢 复 : 五 里 湖 水 生 植 被 重 建 实 验[J]. 湖 泊 科 学 , 1996, 8: 1-10.LI Wenchao. Ecological restoration of shallow, EutrophicLakes-Experimental studies on the recovery of aquatic vegetation inWuli lake[J]. Journal of Lake Sciences, 1996, 8: 1-10.[34] HOUSE C H, BERGMANN B A, STOMP D J, et al. Combiningconstructed wetlands and aquatic and soil filter for reclamation andreuse of water[J]. Ecological Engineering, 1999, 12: 27-38.[35] BRIX H. Use of constructed wetlands in water pollution control:Histroical development, present status, and future perspectives[J].Water Science and Technology, 1994, 30(8): 209-223.[36] 葛 滢 , 常 杰 , 王 晓 月 , 等 . 两 种 程 度 富 营 养 化 水 中 不 同 植 物 生 理生 态 特 性 与 净 化 能 力 的 关 系 [J]. 生 态 学 报 , 2000, 20(6):1050-1055.GE Ying, CHANG Jie, WANG Xiaoyue, et al. Relationship betweenthe physiological characters and purification ability of differentplants in waters with two trophic levels[J]. Acta Ecologica Sinica,2000, 20(6): 1050-1055.[37] 祝 宇 慧 , 赵 国 智 , 李 灵 香 玉 , 等 . 湿 地 植 物 对 模 拟 污 水 的 净 化 能力 研 究 [J]. 农 业 环 境 科 学 学 报 , 2009, 28(1): 166-172.ZHU Yuhui, ZHAO Guozhi, LI Lingxiangyu, et al. Purificationability of wetland plants for simulated wastewater[J]. Journal ofAgro-Environment Science, 2009, 28(1): 166-172.[38] 胡 菊 芳 . 梭 鱼 草 在 人 工 湿 地 中 的 生 长 和 污 水 净 化 效 果 研 究 [D].广 州 : 华 南 师 范 大 学 , 2010: 28-34.HU Jufang. Plant growth and decontamination effect of pontederiacordata in constructed wetlands[D]. Guangzhou:South China NormalUniversity, 2010: 28-34.[39] 杨 集 辉 , 周 守 标 , 谢 传 俊 , 等 . 菖 蒲 和 石 菖 蒲 的 生 长 特 性 及 其 对生 活 污 水 净 化 功 能 的 比 较 研 究 [J]. 激 光 生 物 学 报 , 2008, 17(3):417-422.YANG Jihui, ZHOU Shoubiao, XIE Chuanjun, et al. ComparativeStudies on Growth Character of Acorus calam us and A.tatarino-wiiand Their Purification Function in Sewage[J]. Acta Laser BiologySinica, 2008, 17(3): 417-422.[40] 李 欲 如 , 操 家 顺 . 冬 季 低 温 条 件 下 浮 床 植 物 对 富 营 养 化 水 体 的 净化 效 果 [J]. 环 境 污 染 与 防 治 , 2005, 27(7): 505-508.LI Yuru, CAO Jiashun. Purification effects of floating bed plants oneutrophic water body under low temperature in winter[J]. EnvironmentalPollution & Control, 2005, 27(7): 505-508.[41] 蔡 佩 英 , 刘 爱 琴 , 侯 晓 龙 . 9 种 水 生 植 物 对 模 拟 污 水 中 氮 、 磷 的 生物 净 化 效 果 [J]. 福 建 农 林 大 学 学 报 : 自 然 科 学 版 , 2010, 39(3):313-318.CAI Peiying, LIU Aiqin, HOU Xiaolong. Biological purificationeffect of nine aquatic plants on N and P from simulationwastewater[J]. Journal of Fujian Agriculture and Forestry University:Natural Science Edition, 2010, 39(3): 313-318.[42] 衣 十 妹 , 武 鹏 , 张 鹰 . 不 同 植 物 对 富 营 养 化 水 体 净 化 效 果 的 研 究[J]. 安 徽 农 业 科 学 , 2011, 39(20): 12307, 12408.YI Shimei, WU Peng, ZHANG Ying. Study on purification of eutrophicatedwater body by various plants[J]. Journal of Anhui AgriculturalSciences, 2011, 39(20): 12307, 12408.[43] 高 光 . 伊 乐 藻 、 轮 叶 黑 藻 净 化 养 鱼 污 水 效 果 试 验 [J]. 湖 泊 科 学 ,1996, 8(2): 184-188.GAO Guang. Experimental studies on the effect of purification offishculture waste water by elodea nattall and hydrilla verticillata[J].Journal of Lake Sciences, 1996, 8(2): 184-188.[44] 孙 游 云 , 沈 奕 红 , 孙 跃 , 等 . 养 殖 伊 乐 藻 治 理 富 营 养 水 体 : 以 浙江 慈 溪 市 的 实 验 为 例 [J]. 现 代 城 市 研 究 , 2005, 4: 21-24.SUN Youyun, SHEN Yihong, SUN Yue, et al. Study on the treatmentof eutophication by planting elodia Nuttallii: With a case studyon Cixi county-Zhejiang provinc[J]. Modern Urban Research, 2005,4: 21-24.[45] 赵 迪 . 刺 苦 草 等 水 生 植 物 对 富 营 养 化 程 度 不 同 水 体 净 化 作 用 研究 [D]. 安 徽 : 安 徽 农 业 大 学 , 2010: 17-32.ZHAO Di. Purification of eutrophicated water by vallisneria spinulosa[D].Anhui: Anhui Aguicultural University, 2010: 17-32.[46] 郭 长 城 , 喻 国 华 , 王 国 祥 . 菹 草 对 水 体 悬 浮 泥 沙 及 氮 、 磷 污 染 物的 净 化 [J]. 水 土 保 持 学 报 , 2007, 21(3): 108-111, 117.GUO Changcheng, YU Guohua, WANG Guoxiang. Removal of potamogetoncrispus to suspended sediment and N, P of water[J].Journal of Soil and Water Conservation, 2007, 21(3): 108-111, 117.[47] 王 超 , 王 沛 芳 , 唐 劲 松 , 等 . 河 道 沿 岸 芦 苇 带 对 氨 氮 的 削 减 特 性研 究 [J]. 水 科 学 进 展 , 2003, 14(3): 311-317.WANG Chao, WANG Peifang, TANG Jingsong, et al. Ammoniasorption and retention characters in the riparian reed zone[J]. Advancsein Water Science, 2003, 14(3): 311-317.[48] Mander U, Kuusemets V, Krista L, et al. Efficiency and dimensioningof riparian buffer zones in agricultural catchments[J]. EcologicalEngineering, 1997, 8: 299-324.[49] Gregory S V, Swanson F J, McKee W A, et al. An ecosystem perspectiveof riparian zones[J]. Bioscience, 1991, 41: 540-551.[50] 陈 吉 泉 . 河 岸 植 被 特 征 及 其 在 生 态 系 统 和 景 观 中 的 作 用 [J]. 应 用生 态 学 报 , 1996, 7(4): 439-448.CHEN Jiquan. Riparian vegetation characteristics and their functionsin ecosystems and landscapes[J]. Chinese Journal of AppliedEcology, 1996, 7(4): 439-448.[51] 王 准 . 上 海 河 道 新 型 护 岸 绿 化 种 植 设 计 [J]. 上 海 交 通 大 学 学 报 :农 业 科 学 版 , 2002, 20(1): 53-57.WANG Zhun. Advanced green-planting design forbank-protectionof river courses in Shanghai[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University:Agricultural Science, 2002, 20(1): 53-57.[52] 江 明 喜 , 蔡 庆 华 . 长 江 三 峡 地 区 干 流 河 岸 植 物 群 落 的 初 步 研 究 [J].水 生 生 物 学 报 , 2000, 9: 459-463.JIANG Mingxi, CAI Qinghua. Preliminary studies on the riparianplant communities of main channel in the Three Gorges area,theYangtze river[J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 2000, 9: 459-463.[53] 艾 训 儒 , 熊 彪 . 洪 家 河 流 域 天 然 植 物 群 落 生 态 学 特 性 研 究 [J]. 湖北 民 族 学 院 学 报 : 自 然 科 学 版 , 2006, 3: 101-104.AI Xunru, XIONG Biao. Study on the ecological characteristic ofthe natural Community in Hongjiahe Valley[J]. Journal of Hubei InstituteNationalitites: Natuarl Science Editition, 2006, 3: 101-104.[54] 徐 晓 清 , 施 侠 , 郝 日 明 . 南 京 主 要 滨 河 绿 地 植 物 群 落 的 调 查 [J].江 苏 林 业 科 技 , 2006, 2: 4-7.XU Xiaoqing, SHI Xia, HAO Riming. Survey of community of themain riverside green space in Nanjing[J]. Journal of Jiangsu ForestryScience & Technology, 2006, 2: 4-7.[55] 吴 彩 芸 , 夏 宜 平 . 杭 州 园 林 水 景 的 水 生 植 物 调 查 及 其 配 置 应 用 [J].中 国 园 林 , 2005, 8: 83-88.WU Caiyun, XIA Yiping. The status and landscape uses of aquaticplants in waterscape of Hangzhou[J]. Chinese Gardens, 2005, 8: 83-88.[56] 朱 强 , 俞 孔 坚 , 李 迪 华 . 景 观 规 划 中 的 生 态 廊 道 宽 度 [J]. 生 态 学报 , 2005, 5(9): 2406-2412.ZHU Qiang, YU Kongjian, LI Dihua. The width of ecological corridorin landscape planning[J]. Acta Ecologica Sinica, 2005, 5(9):2406-2412.[57] 张 建 春 , 彭 补 拙 . 河 岸 带 研 究 及 其 退 化 生 态 系 统 的 恢 复 与 重 建 [J].生 态 学 报 , 2003, 23(1): 56-63.

1374 生 态 环 境 学 报 第 21 卷 第 7 期 (2012 年 7 月 )ZHANG Jianchun, PENG Buzhuo. Study on riparian zone and therestoration and rebuilding of its degraded ecosystem[J]. Acta EcologicaSinica, 2003, 23(1): 56-63.[58] 董 哲 仁 . 试 论 河 流 生 态 修 复 规 划 的 原 则 [J]. 中 国 水 利 , 2006, 13:11-21.DONG Zheren. Discussion on principles of river ecological restorationplanning[J]. China Water Resources, 2006, 13: 11-21.[59] 俞 孔 坚 , 李 迪 华 . 景 观 设 计 : 专 业 学 科 与 教 育 [M]. 北 京 : 中 国 建筑 工 业 出 版 社 , 2003: 1-315.YU Kongjian, LI Dihua. Landscape Architecture: The professionand education[M]. Beijing: China Architecture & Building Press,2003:1-315.[60] 王 淑 华 , 王 辉 . 滨 水 空 间 的 景 观 立 体 化 设 计 [J]. 山 西 建 筑 , 2009,35(12): 15-16.WANG Shuhua, WANG Hui. Landscape stereo design of waterfrontspace[J]. Shanxi Architecture, 2009, 35(12): 15-16.[61] JACKSON J B. Discovering the Vernacular Landscape[M]. YaleUniversity Press, 1984: 1-180.[62] MCHARG I L. Design With Nature[M]. John Wiley& Sons Inc,1969: 1-16.[63] 唐 剑 . 浅 谈 现 代 城 市 滨 水 景 观 设 计 的 一 些 理 念 [J]. 中 国 园 林 ,2002, 18(4): 33-38.TANG Jian. Discussing of the theory about the waterside landscapedesign on modernizing the city[J]. Chinese Gardens, 2002, 18(4):33-38.[64] 张 饮 江 , 董 悦 , 金 晶 . 世 博 园 后 滩 水 域 生 态 修 复 与 景 观 设 计 [J].园 林 , 2010, 8: 18-21.[65] 张 饮 江 , 何 培 民 , 徐 姗 楠 . 上 海 世 博 园 区 景 观 水 系 生 态 要 素 的 构建 [J]. 中 国 园 林 , 2008, 24(5): 31-34.ZHANG Yinjiang, HE Peimin, XU Shannan. Ecological ElementConstruction of the Water Landscape of Shanghai Expo[J]. ChineseGardens, 2008, 24(5): 31-34.[66] 俞 孔 坚 , 胡 海 波 , 李 健 宏 . 水 位 多 变 情 况 下 的 亲 水 生 态 护 岸 设 计 :以 中 山 岐 江 公 园 为 例 [J]. 中 国 园 林 , 2002, 1: 37-38.YU Kongjian, HU Haibo, LI Jianhong. Design accessible and ecologicalwater edges for unstable water level: Qijiang park inZhongshan city[J]. Chinese Gardens, 2002, 1: 37-38.[67] 黄 春 晖 , 高 峻 . 生 态 构 建 : 恢 复 生 态 学 的 新 视 点 [J]. 地 理 与 地 理信 息 科 学 , 2004, 20(4): 52-55.HUANG Chunhui, GAO Jun. Ecological architecture-new sight ofrestoration ecology[J]. Geography and Geo-Information Science,2004, 20(4): 52-55.[68] CHIBBAR R N, Chen Haojie. From gene shuffling to the restorationof riparian ecosystems[J]. Trends Plant Science, 1999, 4: 337-338.[69] BARTON C, NELSON E A, KOLKA R K. Restoration of a severelyimpacted riparian wetland system-The pen branch project[J]. EcologicalEngineering, 2000, 15: 3-15.[70] 杜 佳 沐 , 张 饮 江 , 张 磊 , 等 . 鱼 贝 植 物 组 合 对 上 海 白 莲 泾 生 态 修复 效 应 研 究 [J]. 环 境 科 学 与 技 术 , 2010, 33(5): 6-11.DU Jiamu, ZHANG Yinjiang, ZHANG Lei, et al. Effect of ecologicalrestoration by combined system of plants, fishes and shellfishesin Shanghai Bailianjing River[J]. Environmental Science & Technology,2010, 33(5): 6-11.[71] 张 建 春 , 史 志 刚 , 彭 补 拙 . 皖 西 南 大 别 山 麓 河 岸 带 滩 地 生 态 重 建与 植 物 护 坡 效 能 分 析 [J]. 山 地 学 报 , 2002, 20(1): 85-89.ZHANG Jianchun, SHI Zhigang, PENG Buzhuo. Ecologicalreestablishment of riparian beach and functions of dike protection atfoot of Dabei mountain in Anhui provinces[J]. Journal of MountainScience, 2002, 20(1): 85-89.[72] MAY R M. Thresholds and breakpoints in ecocystems with a multiplicityof stable states[J]. Nature, 1977, 269(6): 471-477.[73] MOSS B. Engineering and biological approaches to the restorationfrom eutrophication of shallow lakes in which aquatic plant communitiesate important components[J]. Hydrobiologia,1990(200/201): 367-377.[74] 孙 东 亚 , 董 哲 仁 , 赵 进 勇 . 河 流 生 态 修 复 的 适 应 性 管 理 方 法 [J].水 利 水 电 技 术 , 2007, 38(2): 57-59.SUN Dongya, DONG Zheren, ZHAO Jinyong. Adaptive managementmethodologies in river restoration[J]. Water Resources andHydropower engineering, 2007, 38(2): 57-59.[75] 金 相 灿 . 湖 泊 富 营 养 化 控 制 和 管 理 技 术 [M]. 北 京 : 化 学 工 业 出版 社 , 2001: 1-224.JIN Xiangcan. Technologies of Lake Eutrophication Control andManagement[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2001: 1-224.Research progress on the ecological rehabilitating technologies with ecologicallandscape plant communities for degraded waterfrontZHANG Yinjiang, JIN Jing, DONG Yue, FANG Shubo, DUAN Ting,ZHAI Sifan, CHEN Lijing, ZHANG ManmanEngineering Research Center for Water Environment Ecology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, ChinaAbstract: As an important ecotone between water and land, with a high velocity of materials, nutrients and energy flow turnoverrates, the water fronts have high ecological, economic and aesthetic values. In recent years, due to the deficiency of scientific ecologicalplanning, most of the waterfronts were built with erect artificial revetment. For the strengthening adverse natural and anthropogenicdisturbances, the waterfronts has confronted by the habitat destroying, species population decreasing and other associatedenvironment quality degrading. With the analysis of ecological landscape function and the reasons and mechanism about the degradationof the riparian buffers, this paper summarized the related technologies research on degraded waterfront landscape with plantcommunity ecological restoration at home and abroad. Contents of habitat restoration, biological corridors restoration, landscapepattern beautify and the waterfront ecosystem structure and function optimization were deeply discussed. The perspective researchdirections on waterfront ecological restoration technology were also provided. Based on the multi fields' rules of ecology, landscapearchitecture, hydraulics, soil mechanics, biology economics and other subjects, methods of waterfronts plant disposition were quantitativelyanalyzed. Finally, further analysis on the mechanism of waterfront ecosystem degradation and refine waterfront deeptrough-shoal sequence, quantifying the relationship between the widths of the waterfront vegetation with the biodiversity, and deepeningthe stabilization of long-term management techniques were pointed out. The aim of this study was to provide a referenceguidelines for the ecological restoration technologies for China's degraded waterfront. We believed this study should be helpful toimprove the environment quality of the water front effectively.Key words: riparian buffers; riparian ecosystem; ecological restoration; aquatic vegetation; habitat; biological corridor; landscapedesign