原標題:漸進式修復(fù)為河流“療傷”
全球近半河流因連通性減弱陷入“亞健康”,超半數(shù)河流生物多樣性出現(xiàn)顯著衰退,河流生態(tài)正遭遇“全球性陣痛”。如何為退化的河流“療傷”?
華北水利水電大學(xué)校長劉俊國團隊與南方科技大學(xué)團隊提出漸進式生態(tài)修復(fù)理論,為這一全球性難題提供了創(chuàng)新性的解決方案。目前,該理論已成功應(yīng)用,不僅讓永定河、茅洲河等多地的“母親河”重?zé)ㄉ鷻C,還被聯(lián)合國環(huán)境署列為全球推廣案例。不久前,這一成果入選中國科協(xié)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)學(xué)聯(lián)合體發(fā)布的2024年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展。
現(xiàn)有修復(fù)理論“水土不服”
人類活動正在以前所未有的速度重塑著河流生態(tài)。
劉俊國在2024年度中國生態(tài)環(huán)境十大科技進展發(fā)布會上說:“全球近50%的河流因水壩、引水工程等導(dǎo)致連通性減弱,超過一半的河流生物多樣性已發(fā)生顯著變化?!睆姆侵弈崃_河到歐洲萊茵河,從中國長江到北美密西西比河,這一現(xiàn)象普遍存在。
應(yīng)對這場危機,現(xiàn)有理論在用于我國河流修復(fù)時面臨雙重困境:國外主流“自修復(fù)”理論對于已高度退化的河流來說,如同“讓重癥患者自愈”;而國內(nèi)曾過度依賴的工程手段雖能短期改善水質(zhì),卻忽略了生態(tài)系統(tǒng)的整體性?!坝行┖恿骺雌饋怼蓛袅恕?,但水生生物多樣性并未恢復(fù)——因為水流的自然節(jié)律被破壞,水生生物的產(chǎn)卵場、棲息地消失了?!眲⒖f。
氣候變化也在改變河流生態(tài)。劉俊國形象比喻道:“就像人有晝夜節(jié)律,河流也有‘四季脈搏’。”河川徑流季節(jié)性變化是生態(tài)系統(tǒng)的核心“生命線”,但氣候變化正悄然改變這一規(guī)律?!按饲?,學(xué)界一直沒徹底弄明白,氣候變暖到底讓河流的季節(jié)水量改變了多少?是怎么改變的?”他坦言,“這讓我們在修復(fù)河流時像盲人摸象,找不到精準靶點。”在該領(lǐng)域的認知空白,也讓現(xiàn)有修復(fù)理論受到挑戰(zhàn)。
從分析節(jié)律到理論創(chuàng)新
為摸清河流“脈搏”的變化規(guī)律,劉俊國團隊分析了全球1萬多個水文站點的徑流數(shù)據(jù)?!熬拖裾业搅?萬多個地球河流的‘心電圖記錄儀’,我們分析出河流數(shù)十年的‘心跳曲線’?!庇谑牵粋€驚人的趨勢逐漸清晰:全球約1/5的水文站點,河川徑流季節(jié)性已發(fā)生顯著變化?!白蠲黠@的是北半球高緯度地區(qū),如西伯利亞、北歐、加拿大等地河流的‘四季脈搏’正在被打亂——夏季汛期沒那么猛,冬季枯水期也沒那么干,全年水量變得更平均?!眲⒖鴱娬{(diào),這是全球尺度上,科研人員首次發(fā)現(xiàn)該區(qū)域徑流呈現(xiàn)季節(jié)性顯著減弱的趨勢。
更關(guān)鍵的是,團隊找到了“幕后推手”。“我們用最優(yōu)指紋檢驗法和斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)法驗證,最終認為氣候變化是北半球高緯度地區(qū)徑流季節(jié)性顯著減弱的主因。”劉俊國解釋,“高緯度地區(qū)多積雪、凍土,氣候變暖讓冬季溫度上升,原本冬天凍結(jié)的雪和凍土提前融化,補充了河流的基礎(chǔ)流量。這就像給河流輸液,讓它在枯水期也不缺水,但代價是河流的季節(jié)節(jié)律被打亂了?!?/p>
這一發(fā)現(xiàn)打開了氣候變化與河流生態(tài)互動的“黑箱”,深化了科研人員對生態(tài)水文過程的理解,更揭示了河流修復(fù)的核心:要修復(fù)河流,先得找回它的自然節(jié)律;要找回節(jié)律,就得搞懂人類活動如何影響它。
基于這一認知,結(jié)合中國河流的退化現(xiàn)狀,團隊原創(chuàng)性地提出“環(huán)境治理—生態(tài)修復(fù)—自然恢復(fù)”三階段的漸進式生態(tài)修復(fù)理論。為讓理論落地,團隊還研發(fā)了“固化載體微生物凈水技術(shù)”,并入選自然資源部生態(tài)修復(fù)創(chuàng)新技術(shù)名錄?!霸摷夹g(shù)相當(dāng)于給河流‘接種’本土有益菌,定向消滅污染物,比化學(xué)處理更環(huán)保,還能幫河流重建‘微生物生態(tài)鏈’?!眲⒖f。
“就像治病,需先排毒——環(huán)境治理,再調(diào)理——生態(tài)修復(fù),最后靠自身免疫力恢復(fù)——自然恢復(fù),要分階段、按步驟來?!眲⒖爬ㄔ摾碚摼哂兴拇筇卣鳎悍诸愂┎撸ǜ鶕?jù)退化程度選方法)、目標導(dǎo)向(修復(fù)目標定量化)、系統(tǒng)治理(算流域整體生態(tài)賬)、持續(xù)監(jiān)測(便于動態(tài)調(diào)整方案)。
打造河流重生的“中國樣本”
理論的生命力在于實踐。
北京永定河曾因斷流、污染而“傷痕累累”,如今通過漸進式修復(fù)理論重?zé)ㄉ鷻C。據(jù)了解,團隊進行了源頭截污、土壤治理、濕地重建和河道修復(fù),并通過生態(tài)調(diào)水恢復(fù)自然徑流?,F(xiàn)在,永定河干涸的河道重現(xiàn)水波,雁鴨水鳥回歸,成為京津冀生態(tài)廊道的“明珠”。
深圳茅洲河同樣因為漸進式修復(fù)理論而實現(xiàn)華麗蛻變?!斑@條河穿城而過,沿岸工廠、居民區(qū)密集,污染負荷極大?!蹦戏娇萍即髮W(xué)副教授田展介紹,團隊創(chuàng)新性地采用“流域共治”策略,先完成截污納管和工業(yè)廢水處理,再運用生態(tài)修復(fù)技術(shù)凈化河道、構(gòu)建生態(tài)護岸,最后通過動態(tài)補水恢復(fù)生態(tài)流量。如今,這條昔日的“黑臭水體”水質(zhì)提升至地表水Ⅴ類標準,沿岸建成的10公里生態(tài)廊道成為城市休閑新地標,創(chuàng)造了超大城市中心區(qū)河流治理的典范。
這些實踐推動漸進式修復(fù)理論獲得國際認可。
2024年12月,劉俊國作為共同主席在河南鄭州主持第七屆國際生態(tài)峰會,46個國家和地區(qū)的千余名代表參會。會議通過的《國際生態(tài)峰會鄭州宣言》特別強調(diào),漸進式生態(tài)修復(fù)是復(fù)蘇河湖生態(tài)的關(guān)鍵策略。
目前,該理論及永定河修復(fù)已被聯(lián)合國環(huán)境署作為“中國生態(tài)修復(fù)成功案例”向全球推廣,國際水文科學(xué)協(xié)會專門成立“流域漸進式生態(tài)修復(fù)”工作組,將其納入“國際水文十年計劃(2023—2032)”核心研究方向?!皣H社會看到,中國不是簡單‘復(fù)制’國外經(jīng)驗,而是走出了一條符合發(fā)展中國家國情的路子。”劉俊國自豪地說。
學(xué)術(shù)領(lǐng)域同樣反響熱烈。漸進式生態(tài)修復(fù)理論的相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)》《地理學(xué)與可持續(xù)性(英文)》等權(quán)威期刊,專著《生態(tài)修復(fù)理論與應(yīng)用》成為國際生態(tài)學(xué)界的“參考書”。國外學(xué)者評價這一理論“填補了生態(tài)修復(fù)理論與實踐的關(guān)鍵空白”“推動恢復(fù)水文學(xué)進入新領(lǐng)域”。更具分量的是,該理論支撐了1部國際標準和3部團體標準,讓中國生態(tài)修復(fù)技術(shù)有了“國際話語權(quán)”。
“從永定河到茅洲河,從中國到全球,我們證明了一件事:河流修復(fù)不能急功近利,要尊重自然規(guī)律,也要結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H?!眲⒖硎?,隨著全球氣候變化加劇,河流生態(tài)挑戰(zhàn)將更復(fù)雜,“漸進式修復(fù)理論不是終點,而是新起點。它告訴我們,只要找對方法、循序漸進,每條受傷的河流都能找回屬于自己的‘四季律動’?!?/p>