來源：科技日報

原標題：漸進式修復為河流“療傷”

全球近半河流因連通性減弱陷入“亞健康”，超半數河流生物多樣性出現顯著衰退，河流生態正遭遇“全球性陣痛”。如何為退化的河流“療傷”？

華北水利水電大學校長劉俊國團隊與南方科技大學團隊提出漸進式生態修復理論，為這一全球性難題提供了創新性的解決方案。目前，該理論已成功應用，不僅讓永定河、茅洲河等多地的“母親河”重煥生機，還被聯合國環境署列為全球推廣案例。不久前，這一成果入選中國科協生態環境產學聯合體發布的2024年度中國生態環境十大科技進展。

現有修復理論“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。

劉俊國在2024年度中國生態環境十大科技進展發布會上說：“全球近50%的河流因水壩、引水工程等導致連通性減弱，超過一半的河流生物多樣性已發生顯著變化。”從非洲尼羅河到歐洲萊茵河，從中國長江到北美密西西比河，這一現象普遍存在。

應對這場危機，現有理論在用于我國河流修復時面臨雙重困境：國外主流“自修復”理論對于已高度退化的河流來說，如同“讓重癥患者自愈”；而國內曾過度依賴的工程手段雖能短期改善水質，卻忽略了生態系統的整體性。“有些河流看起來‘干凈了’，但水生生物多樣性并未恢復——因為水流的自然節律被破壞，水生生物的產卵場、棲息地消失了。”劉俊國說。

氣候變化也在改變河流生態。劉俊國形象比喻道：“就像人有晝夜節律，河流也有‘四季脈搏’。”河川徑流季節性變化是生態系統的核心“生命線”，但氣候變化正悄然改變這一規律。“此前，學界一直沒徹底弄明白，氣候變暖到底讓河流的季節水量改變了多少？是怎么改變的？”他坦言，“這讓我們在修復河流時像盲人摸象，找不到精準靶點。”在該領域的認知空白，也讓現有修復理論受到挑戰。

從分析節律到理論創新

為摸清河流“脈搏”的變化規律，劉俊國團隊分析了全球1萬多個水文站點的徑流數據。“就像找到了1萬多個地球河流的‘心電圖記錄儀’，我們分析出河流數十年的‘心跳曲線’。”于是，一個驚人的趨勢逐漸清晰：全球約1/5的水文站點，河川徑流季節性已發生顯著變化。“最明顯的是北半球高緯度地區，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。”劉俊國強調，這是全球尺度上，科研人員首次發現該區域徑流呈現季節性顯著減弱的趨勢。

更關鍵的是，團隊找到了“幕后推手”。“我們用最優指紋檢驗法和斯皮爾曼相關系數法驗證，最終認為氣候變化是北半球高緯度地區徑流季節性顯著減弱的主因。”劉俊國解釋，“高緯度地區多積雪、凍土，氣候變暖讓冬季溫度上升，原本冬天凍結的雪和凍土提前融化，補充了河流的基礎流量。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節律被打亂了。”

這一發現打開了氣候變化與河流生態互動的“黑箱”，深化了科研人員對生態水文過程的理解，更揭示了河流修復的核心：要修復河流，先得找回它的自然節律；要找回節律，就得搞懂人類活動如何影響它。

基于這一認知，結合中國河流的退化現狀，團隊原創性地提出“環境治理—生態修復—自然恢復”三階段的漸進式生態修復理論。為讓理論落地，團隊還研發了“固化載體微生物凈水技術”，并入選自然資源部生態修復創新技術名錄。“該技術相當于給河流‘接種’本土有益菌，定向消滅污染物，比化學處理更環保，還能幫河流重建‘微生物生態鏈’。”劉俊國說。

“就像治病，需先排毒——環境治理，再調理——生態修復，最后靠自身免疫力恢復——自然恢復，要分階段、按步驟來。”劉俊國概括該理論具有四大特征：分類施策（根據退化程度選方法）、目標導向（修復目標定量化）、系統治理（算流域整體生態賬）、持續監測（便于動態調整方案）。

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理論重煥生機。據了解，團隊進行了源頭截污、土壤治理、濕地重建和河道修復，并通過生態調水恢復自然徑流。現在，永定河干涸的河道重現水波，雁鴨水鳥回歸，成為京津冀生態廊道的“明珠”。

深圳茅洲河同樣因為漸進式修復理論而實現華麗蛻變。“這條河穿城而過，沿岸工廠、居民區密集，污染負荷極大。”南方科技大學副教授田展介紹，團隊創新性地采用“流域共治”策略，先完成截污納管和工業廢水處理，再運用生態修復技術凈化河道、構建生態護岸，最后通過動態補水恢復生態流量。如今，這條昔日的“黑臭水體”水質提升至地表水Ⅴ類標準，沿岸建成的10公里生態廊道成為城市休閑新地標，創造了超大城市中心區河流治理的典范。

這些實踐推動漸進式修復理論獲得國際認可。

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峰會，46個國家和地區的千余名代表參會。會議通過的《國際生態峰會鄭州宣言》特別強調，漸進式生態修復是復蘇河湖生態的關鍵策略。

目前，該理論及永定河修復已被聯合國環境署作為“中國生態修復成功案例”向全球推廣，國際水文科學協會專門成立“流域漸進式生態修復”工作組，將其納入“國際水文十年計劃（2023—2032）”核心研究方向。“國際社會看到，中國不是簡單‘復制’國外經驗，而是走出了一條符合發展中國家國情的路子。”劉俊國自豪地說。

學術領域同樣反響熱烈。漸進式生態修復理論的相關成果發表于《科學》《地理學與可持續性（英文）》等權威期刊，專著《生態修復理論與應用》成為國際生態學界的“參考書”。國外學者評價這一理論“填補了生態修復理論與實踐的關鍵空白”“推動恢復水文學進入新領域”。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，讓中國生態修復技術有了“國際話語權”。

“從永定河到茅洲河，從中國到全球，我們證明了一件事：河流修復不能急功近利，要尊重自然規律，也要結合當地實際。”劉俊國表示，隨著全球氣候變化加劇，河流生態挑戰將更復雜，“漸進式修復理論不是終點，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’。”