丁坝在华南受损河流中的生态修复作用机理

维持河流健康已是世界各国面临的重大难题。丁坝具有水利、生态和亲水功能，但是以往侧重研究丁坝的水利功能，而对其生态修复机理不甚明了，使实践带有经验性和盲目性。为解答上述问题，本项目拟采用水槽模拟和原位河流实验相结合的研究方法，将丁坝所塑造的水文过程与能够衡量河流生态健康的指示物种的生物学特性相结合，研究：（1）实验河流生态健康指示物种的确定；（2）指示物种适宜生境因子的确定；（3）适宜指示物种栖息的丁坝设计参数及其配置格局；（4）指示物种对丁坝所塑造生境的响应过程。实现揭示丁坝在受损河流中的生态修复作用机理的理论目标及确定适宜指示物种栖息的丁坝设计参数及其配置格局的应用目标。预期结果有望，在学科发展上，丰富发展生态学和水力学的相关基础理论；在应用上，为丁坝发挥最佳河流生态修复作用提供科学的设计理论依据，并为我国受损河流的生态修复提供科学支持。具有重要的理论意义。

维持河流健康已是世界各国面临的重大难题。丁坝具有水利、生态和亲水功能，但是以往侧重研究丁坝的水利功能，而对其生态修复机理不甚明了，使实践带有经验性和盲目性。. 为解答上述问题，本项目采用水槽模拟和原位河流实验相结合的研究方法，将丁坝所塑造的水文过程与能够衡量河流生态健康的指示物种的生物学特性相结合，研究结果表明:.（1）关于实验河流生态健康指示物种的确定。通过3年原位观测，实验河道只有在修复后的第3年调查到了罗非鱼（Oreochromis mossambicus）和胡子鲶（Clarias fuscus）,且罗非鱼种群占绝对优势，因此确定罗非鱼为河流生态健康的指示种。.（2）指示物种适宜生境因子及其参数的确定，根据罗非鱼指示种的生理生态参数，再通过水槽的实验，确定其生态水深为30~60cm，生态流速为30~80cm/s；沙泥质河床利于罗非鱼筑巢。.（3）适宜指示物种栖息的丁坝设计参数及其配置格局的研究结果表明，最适宜指示种栖息的丁坝设计参数为：丁坝的长度为河宽的十分之一、高度为设计洪峰流量时水深的三分之一、丁坝间隔为丁坝长度3倍、配置方向为垂直于水流方向；.（4）作为优良的指示生物，广泛存在于河流中的底栖生物能够更好的反映丁坝塑造生境中河流微生境质量。以底栖动物功能摄食类群为指示物种，研究整个实验河段的对丁坝所塑造生境的响应过程结果为：观澜河综合治理3年后，到2014年观澜河上、中、下游4个断面底栖动物群落恢复过程为，观澜河中游清湖（G3）样点的Shannon-Wiener物种多样性指数最高，生物量最高。G1样点虽然种类数多于G3样点，但其均匀度差，最耐污的寡毛类的种类和数量比例高于G3样点，总体状况劣于G3样点。表明丁坝这一生态修复措施能够为底栖动物的恢复提供改善水质条件以外的促进作用，但在高污染的背景条件下，这种促进作用差异并不显著。即，一方面表明河流生态健康的恢复是一项复杂的综合系统工程，其彻底的恢复需与其它种类有效措施联合使用。. 本研究的成果，在学科发展上，丰富发展了生态学和水力学的相关基础理论；在应用上，为丁坝发挥最佳河流生态修复作用提供了科学的设计理论依据，并为我国受损河流的生态修复提供了科学支持。