闡明了水生態(tài)系統的概念，并提出水生態(tài)系統的保護與修復的概念，明確指出了二者的區別，就生態(tài)修復的措施與生態(tài)保護的措施分別列出。舉出水生態(tài)系統保護、修復、利用的典型案例——上海后灘公園，就其中的生境修復與生物多樣性的修復進(jìn)行了詳細說(shuō)明。在最后的總結和反思中，又從水環(huán)境質(zhì)量標準修訂、植物群落修復、微生物群落修復三個(gè)角度提出了相應的建設性意見(jiàn)。

　　1 水生態(tài)系統

　　一個(gè)完整的水生態(tài)系統（圖1），是由水生生物，包括植物、動(dòng)物、微生物以及無(wú)機環(huán)境、水、光、大氣所構成，水生生物與水環(huán)境相互促進(jìn)、相互制約，共同構成的統一動(dòng)態(tài)平衡系統。

圖1 水生態(tài)系統

　　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)系統是一個(gè)開(kāi)放的系統（圖2），不斷地同外界進(jìn)行物質(zhì)和能量交換，來(lái)建造和調整自身結構，為人類(lèi)提供生產(chǎn)生活用水以及水產(chǎn)品等。

圖2 開(kāi)放的水生態(tài)系統

　　人類(lèi)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)系統當中，造成水生態(tài)系統的破壞，使得水體首先被污染。近年來(lái)的水體變化趨勢是三類(lèi)以上的水體在逐漸增加，四類(lèi)、五類(lèi)水體在減少，說(shuō)明水污染治理有一些成效。但是，變化的趨勢極其緩慢，而且劣五類(lèi)的水維持在10%左右（圖3），黑臭水體也在逐年增長(cháng)（圖4）。例如，太湖由于水體富營(yíng)養化導致的水滑每年都有發(fā)生，此外還有對水生態(tài)系統過(guò)度開(kāi)發(fā)利用以及圍湖造田導致的棲息地破壞，使得生物多樣性下降，生態(tài)系統退化，由此可知水生態(tài)系統的保護與修復是非常重要的。

圖3 各類(lèi)水系變化趨勢

圖4 黑臭水體數量
 

　　2 水生態(tài)系統保護與修復

　　水生態(tài)系統的保護與修復不能混為一談，它們是兩個(gè)完全不同的概念。水生態(tài)系統保護是控制人為活動(dòng)的不利影響，加強監測，風(fēng)險評估和管理等，避免水生態(tài)系統的退化；水生態(tài)系統修復是利用一系列的學(xué)科理論，以自然恢復為主，輔以人工措施，使之恢復到破壞之前的狀態(tài)。對于自然型岸坡（圖5）沒(méi)有受到人工干擾的水生態(tài)系統，需要通過(guò)監測、管理等措施保護它，避免退化。對于已經(jīng)遭受到破壞的水域生態(tài)系統（圖6），要通過(guò)人為輔助措施，使它的結構和功能恢復到被破壞之前的狀態(tài)，同時(shí)也使它的自我調節能力和自組織能力得到恢復，應對一定條件的外界干擾。

圖5 自然型岸坡
 

圖6 遭受破壞進(jìn)行修復的河床
 

　　進(jìn)行修復的同時(shí)，也要進(jìn)行水生態(tài)系統的保護，以避免遭到二次破壞。修復是保護的前提和基礎，而保護是在修復基礎上的進(jìn)一步優(yōu)化和支持，它們是兩個(gè)不同的概念，需要分門(mén)別類(lèi)地對待。

　　2.1生態(tài)修復措施

　　像我們人類(lèi)一樣，一個(gè)良好的環(huán)境才能讓我們更好地生長(cháng)，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，對于生態(tài)修復的前提應該是對生境的修復，不同的水生動(dòng)植物對水體的深度要求是不一樣的，因此在進(jìn)行生境修復的時(shí)候可以考慮修復自然型的水域基底，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)修復措施，完成了生境修復之后，接下來(lái)需要做的是生物多樣性的修復。

　　生態(tài)系統的結構也就是指的生態(tài)系統的營(yíng)養結構（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)，當生物多樣性越高的時(shí)候，系統當中的捕食關(guān)系才會(huì )越復雜，形成的食物鏈，食物網(wǎng)才會(huì )錯綜復雜的交織在一起，物質(zhì)循環(huán)的渠道也會(huì )更多樣化，這樣的營(yíng)養結構和生態(tài)系統的功能才是更加穩定的。生態(tài)系統的自我調節和自我恢復能力也就更強。

圖7 生態(tài)系統結構與功能

　　一個(gè)健康的生態(tài)系統的結構一定是復雜的，生物多樣性一定是高的，在系統的修復過(guò)程中要對生物多樣性進(jìn)行修復。生物多樣性修復需要對植物、動(dòng)物、微生物進(jìn)行整體全面的修復，植物和微生物的協(xié)同作用可以?xún)艋鬯?，所以在系統的生物修復過(guò)程中可以?xún)?yōu)先考慮植物和微生物的修復，二者的協(xié)同作用將水質(zhì)凈化達到一定的標準，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，完善系統功能，增強系統的干擾能力，實(shí)現系統的自我恢復。

　　2.2生態(tài)保護措施

　　受損的系統除了修復之外，還要對它進(jìn)行保護，防止他進(jìn)行二次受損。生態(tài)系統的保護首先是從源頭遏制住污染，水生態(tài)系統的污染可以分為內源污染，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(chǎng)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，最終使得系統遭受污染。面源污染沒(méi)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(guān)水系自?xún)糇饔?，將黃浦江Ⅴ類(lèi)--劣Ⅴ類(lèi)水凈化成II- -Ⅲ類(lèi)水，并每天持續為世博公園提供2400m3的II- -Ⅲ類(lèi)生態(tài)活水量。

　　基底范圍內現狀主要為工業(yè)和倉儲用地，場(chǎng)地內的水系污染和土壤的重金屬污染非常嚴重，后灘公園作為上海市區黃埔江邊僅有的一塊濕地，蘊含著(zhù)非常深厚的文化底蘊，是非常重要的濕地，因此如何保護修復以及重建生態(tài)濕地，是項目的一大挑戰。

　　3.1生境修復——河床

　　首先是對生境進(jìn)行修復，通過(guò)構建河床底部以及運用改良的黏土有效降低水利對河床的擾動(dòng)，減輕底質(zhì)污染物再次釋放導致的二次污染，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帶的構建（圖8），利用立體分層生態(tài)景觀(guān)格局創(chuàng )新方式，形成深水、淺水、陸域的景觀(guān)，為不同的水生動(dòng)植物提供生境。

圖8 水陸交錯帶

　　3.2生物多樣性修復——植物、微生物、動(dòng)物

　　生境修復之后就是生物多樣性的修復，首先是植物多樣性的修復，通過(guò)將各學(xué)科知識相結合，多種體系比較篩選出了一系列適合這個(gè)場(chǎng)地生長(cháng)的水生植物，進(jìn)行合理的配置。沉水植物對于水體的凈化以及系統的穩定有著(zhù)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，通過(guò)土著(zhù)微生物培育與強化技術(shù)，進(jìn)行提純、復狀、培養，引導土著(zhù)微生物高效穩步地與所在環(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，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(yú)等體系，最后對水生動(dòng)植物和微生物進(jìn)行合理的優(yōu)化配置，并建立魚(yú)、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，穩定結構，增強抗干擾能力，控制水體污染。

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

　　4 總結與思考

　　4.1水環(huán)境質(zhì)量標準修訂
我國現有的水環(huán)境質(zhì)量標準，是一個(gè)統一的質(zhì)量標準，但是天然湖泊與城市用水是兩種不同形式的水體，如果用同樣一種標準標定兩種形態(tài)的水體，是否是合適的。

　　4.2植物群落修復

　　在植物群落修復過(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)現通過(guò)植物間的競爭導致鳶尾死亡了，鳶尾在這樣的環(huán)境中無(wú)法生存，因此鄉土樹(shù)種的選用是對的，相互之間的搭配也是需要后續的研究。水生植物特有的生長(cháng)周期，導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

　　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)凈化的主要機制，但冬季微生物的生命活動(dòng)極其地弱，所以導致濕地的水質(zhì)凈化效果不達標，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(cháng)期從事水域環(huán)境生態(tài)工程、濕地科學(xué)與水域景觀(guān)工程、濱海濕地生態(tài)，景觀(guān)生態(tài)學(xué)，水域景觀(guān)規劃與設計等研發(fā)工作。主持國內外重大科研50余項。發(fā)表論文180多篇，論著(zhù)12部，國家行業(yè)標準2部，獲國家專(zhuān)利46項，獲國家級、省部委獎20多項，以及美國景觀(guān)設計協(xié)會(huì )(ASLA)綜合景觀(guān)設計——最高杰出獎。并培養研究生50多名，指導學(xué)生獲國家級、華東地區與上海市獎20多項。