渐进式修复为河流“疗伤”

来源：科技日报

原标题：渐进式修复为河流“疗伤”

全球近半河流因连通性减弱陷入“亚健康”，超半数河流生物多样性出现显著衰退，河流生态正遭遇“全球性阵痛”。如何为退化的河流“疗伤”？

华北水利水电大学校长刘俊国团队与南方科技大学团队提出渐进式生态修复理论，为这一全球性难题提供了创新性的解决方案。目前，该理论已成功应用，不仅让永定河、茅洲河等多地的“母亲河”重焕生机，还被联合国环境署列为全球推广案例。不久前，这一成果入选中国科协生态环境产学联合体发布的2024年度中国生态环境十大科技进展。

现有修复理论“水土不服”

人类活动正在以前所未有的速度重塑着河流生态。

刘俊国在2024年度中国生态环境十大科技进展发布会上说：“全球近50%的河流因水坝、引水工程等导致连通性减弱，超过一半的河流生物多样性已发生显著变化。”从非洲尼罗河到欧洲莱茵河，从中国长江到北美密西西比河，这一现象普遍存在。

应对这场危机，现有理论在用于我国河流修复时面临双重困境：国外主流“自修复”理论对于已高度退化的河流来说，如同“让重症患者自愈”；而国内曾过度依赖的工程手段虽能短期改善水质，却忽略了生态系统的整体性。“有些河流看起来‘干净了’，但水生生物多样性并未恢复——因为水流的自然节律被破坏，水生生物的产卵场、栖息地消失了。”刘俊国说。

气候变化也在改变河流生态。刘俊国形象比喻道：“就像人有昼夜节律，河流也有‘四季脉搏’。”河川径流季节性变化是生态系统的核心“生命线”，但气候变化正悄然改变这一规律。“此前，学界一直没彻底弄明白，气候变暖到底让河流的季节水量改变了多少？是怎么改变的？”他坦言，“这让我们在修复河流时像盲人摸象，找不到精准靶点。”在该领域的认知空白，也让现有修复理论受到挑战。

从分析节律到理论创新

为摸清河流“脉搏”的变化规律，刘俊国团队分析了全球1万多个水文站点的径流数据。“就像找到了1万多个地球河流的‘心电图记录仪’，我们分析出河流数十年的‘心跳曲线’。”于是，一个惊人的趋势逐渐清晰：全球约1/5的水文站点，河川径流季节性已发生显著变化。“最明显的是北半球高纬度地区，如西伯利亚、北欧、加拿大等地河流的‘四季脉搏’正在被打乱——夏季汛期没那么猛，冬季枯水期也没那么干，全年水量变得更平均。”刘俊国强调，这是全球尺度上，科研人员首次发现该区域径流呈现季节性显著减弱的趋势。

更关键的是，团队找到了“幕后推手”。“我们用最优指纹检验法和斯皮尔曼相关系数法验证，最终认为气候变化是北半球高纬度地区径流季节性显著减弱的主因。”刘俊国解释，“高纬度地区多积雪、冻土，气候变暖让冬季温度上升，原本冬天冻结的雪和冻土提前融化，补充了河流的基础流量。这就像给河流输液，让它在枯水期也不缺水，但代价是河流的季节节律被打乱了。”

这一发现打开了气候变化与河流生态互动的“黑箱”，深化了科研人员对生态水文过程的理解，更揭示了河流修复的核心：要修复河流，先得找回它的自然节律；要找回节律，就得搞懂人类活动如何影响它。

基于这一认知，结合中国河流的退化现状，团队原创性地提出“环境治理—生态修复—自然恢复”三阶段的渐进式生态修复理论。为让理论落地，团队还研发了“固化载体微生物净水技术”，并入选自然资源部生态修复创新技术名录。“该技术相当于给河流‘接种’本土有益菌，定向消灭污染物，比化学处理更环保，还能帮河流重建‘微生物生态链’。”刘俊国说。

“就像治病，需先排毒——环境治理，再调理——生态修复，最后靠自身免疫力恢复——自然恢复，要分阶段、按步骤来。”刘俊国概括该理论具有四大特征：分类施策（根据退化程度选方法）、目标导向（修复目标定量化）、系统治理（算流域整体生态账）、持续监测（便于动态调整方案）。

打造河流重生的“中国样本”

理论的生命力在于实践。

北京永定河曾因断流、污染而“伤痕累累”，如今通过渐进式修复理论重焕生机。据了解，团队进行了源头截污、土壤治理、湿地重建和河道修复，并通过生态调水恢复自然径流。现在，永定河干涸的河道重现水波，雁鸭水鸟回归，成为京津冀生态廊道的“明珠”。

深圳茅洲河同样因为渐进式修复理论而实现华丽蜕变。“这条河穿城而过，沿岸工厂、居民区密集，污染负荷极大。”南方科技大学副教授田展介绍，团队创新性地采用“流域共治”策略，先完成截污纳管和工业废水处理，再运用生态修复技术净化河道、构建生态护岸，最后通过动态补水恢复生态流量。如今，这条昔日的“黑臭水体”水质提升至地表水Ⅴ类标准，沿岸建成的10公里生态廊道成为城市休闲新地标，创造了超大城市中心区河流治理的典范。

这些实践推动渐进式修复理论获得国际认可。

2024年12月，刘俊国作为共同主席在河南郑州主持第七届国际生态峰会，46个国家和地区的千余名代表参会。会议通过的《国际生态峰会郑州宣言》特别强调，渐进式生态修复是复苏河湖生态的关键策略。

目前，该理论及永定河修复已被联合国环境署作为“中国生态修复成功案例”向全球推广，国际水文科学协会专门成立“流域渐进式生态修复”工作组，将其纳入“国际水文十年计划（2023—2032）”核心研究方向。“国际社会看到，中国不是简单‘复制’国外经验，而是走出了一条符合发展中国家国情的路子。”刘俊国自豪地说。

学术领域同样反响热烈。渐进式生态修复理论的相关成果发表于《科学》《地理学与可持续性（英文）》等权威期刊，专著《生态修复理论与应用》成为国际生态学界的“参考书”。国外学者评价这一理论“填补了生态修复理论与实践的关键空白”“推动恢复水文学进入新领域”。更具分量的是，该理论支撑了1部国际标准和3部团体标准，让中国生态修复技术有了“国际话语权”。

“从永定河到茅洲河，从中国到全球，我们证明了一件事：河流修复不能急功近利，要尊重自然规律，也要结合当地实际。”刘俊国表示，随着全球气候变化加剧，河流生态挑战将更复杂，“渐进式修复理论不是终点，而是新起点。它告诉我们，只要找对方法、循序渐进，每条受伤的河流都能找回属于自己的‘四季律动’。”