河岸地區管理

河岸地區管理

 

靠近水的土地是許多動植物（包括人類）生存的基礎。鳥類和其他野生動物聚集在河岸地區，通常非常豐富。同時，社會重視河岸地區的食物和纖維生產、交通、娛樂和自然風景。本報告審查了河岸地區的結構和功能，它們是如何被人類活動改變的，它們的法律地位，以及它們的管理和恢復潛力。

為編寫本報告而召集的委員會代表了不同的背景，其中包括生態學、水文學、環境工程以及水資源法律和政策的各個方面。此外，委員會成員來自不同的地理區域，具有不同的研究和管理經驗。這個小組在兩年的時間裡開了五次會。

這項研究是國家研究委員會（NRC）報告的一項成果。魏蘭德：特色和邊界。

1995年的研究承認，不同氣候下河流的漫灘具有相似的功能，但只有潮濕氣候下的漫灘才足夠濕潤，才能被指定為濕地。很明顯，濕地的定義是：在生根區選擇能夠耐受缺氧的植物所必需的最低土壤飽和度的存在，這一定義排除了許多河岸地區。另一方面，河岸地區主要是由它們的位置定義為那些與河流、河流和湖泊接壤的土地。（沒有正當理由排除河口海岸線和海岸線）雖然濕地和河岸地區提供了許多相同的環境功能，但它們的定義之間的差異反映在保護水準的巨大差異上。

 

河岸帶的結構與功能

河岸帶是水和物質在縱向、橫向和縱向三維相互作用的產物。它們包括河道系統的一部分和相關特徵（礫石壩、島嶼、木屑）；受洪水、沉積物沉積、土壤形成過程和水可利用性影響的不同演替狀態的植被帶；以及穀壁高地的過渡帶，所有這些都在沖積含水層的下面。

河流過程、沉積物動力學和生物地球化學相互作用：

河岸地區除降水外，還接受來自三個主要水源的水：（1）地下水排放，（2）來自相鄰高地的地表和淺層地下水流（山坡徑流），以及（3）來自相鄰地表水體的多路徑水流。由於與地下水的相互作用，河岸地區既可以獲得水，也可以失去水。根據環境的不同，地下水可能直接通過河岸沉積物，或完全通過更深的水流路徑繞過它們。流經河岸區域表面的水流可以通過河道漫灘流、山坡徑流和降雨直接流入這些飽和區域。漫灘流量與山坡流量的相對重要性隨河流序次的增加而增加。

該管道還可以通過管道堤岸滲透向河岸地區供水。實際上，河岸蓄水是指當河床水位較高時，河道水橫向進入地下河岸區，然後在河床水位下降時逐漸移回河道。低流變交換是指河道內的水流進入地下沉積物並返回下游河道。所有這些過程都會影響河岸地區的蓄水、物理和化學變化以及河岸植物群落的組成和範圍。與鄰近河道（例如，通過堤壩或河道切口）在水文上斷開連接的河岸地區失去了許多生態功能。

不同的流態具有相應的泥沙動力，有助於塑造河岸地區。儘管降水和徑流促進了高地的侵蝕和泥沙向河道的輸送，但河岸地區可能會截留其中一些顆粒。一旦含沙水流到達河流系統，下游河道坡度的減小首先導致中游河道物質（礫石、卵石）沉積，然後在最低流速環境（如海岸段）中沉積細物質（砂、粉砂）。洪水往往會重修河道沉積物，使河岸地區不斷獲得和失去基質，這是決定其性質和生產力的關鍵過程。河岸植被通過在洪水期間提供水力阻力，在泥沙動力學中發揮作用。洪水之後，河岸植被在河床、河岸和漫灘的新暴露區域形成，在隨後的洪水期間為這些區域提供穩定性。

在河岸地區發現的土壤在結構、粒徑分佈和其他性質上具有顯著的空間變異性，不僅在河岸地區，而且在給定的土壤剖面內也具有垂直變異性。這種變異性是河流流態和泥沙輸移之間相互作用的結果，同時伴隨著當地地質、河道形態和河岸植被的變化。高流量時期和河流在長時間內的橫向遷移可以形成許多河岸系統共有的地貌，特別是在無約束或相對寬闊的沖積河谷。這些包括曲流、牛腿、天然堤壩、點壩、次級河道、漫灘和階地。

對於水性化學品和顆粒，與河岸地區相關的主要轉化和運輸過程包括滲透、沉積、過濾、吸附、降解和同化。在滲透過程中，溶解的化學物質和微粒進入地下，這是由河岸地區的大孔植被或凋落物層促進的，這些植被或凋落物層對地表水流具有很高的阻力，並降低其流速（這促進了先前懸浮在徑流中的沉積物的沉積）。地表徑流期間河岸植被對固體顆粒的過濾會截留較大的土壤顆粒、團聚體和顆粒有機物，而吸附到土壤中的粘土和有機物會截留溶解的化合物，如正磷酸鹽、重金屬和一些殺蟲劑。最後，河岸帶的植物和微生物組合可以通過許多不同的機制轉化化學物質，如反硝化和同化。這些歸宿和遷移過程發生在流經河岸土壤的地下水中、在鬆軟水域棲息地（即淺層和緩慢移動的河道段）中以及在低流變帶中。這些機制在控制水質方面的重要性取決於山坡徑流在河岸地區保留的時間、地表和地下水流是否集中並僅流經河岸地區的一部分以及相鄰河道的水流順序。

氣候和由此產生的河岸植被

氣候通過溫度、降水量、蒸散量和徑流對河岸帶的結構和功能有很大的影響。洪水通過控制河岸植被的萌發和幼苗的成功建立以及它們的長期存活，對確定河岸植被的組成具有重要作用。乾旱地區的河流經歷的洪水流量可能比其基本流量大一個數量級。這將導致更大的流量變化和物理干擾，從而促進能夠承受這些干擾條件的樹種和相關植物組合的生長。不同河流過程產生的微地形變化支持了物種豐富度，否則不會發生。

雖然物理干擾是許多河岸地區普遍存在的控制特徵，但土壤濕度和地下水位的深度也會影響植物群落的組成。例如，在較低海拔的潮濕氣候中的河岸地區通常經歷持續淹水或飽和帶來的土壤缺氧，在這些地區，控制河岸物種組成比物理干擾更為重要。

因此，氣候的區域變化導致北美河岸植物群落的變化。例如，大平原以東的河岸地區有26到33個樹屬，而西部地區則有9到22個。儘管代表河岸樹屬的區域差異很大，但在整個大陸的河岸地區發現了榿木、白楊木和柳樹屬的核心。

河岸植被具有許多重要功能。它在洪水期間提供對流動水和徑流的摩擦和阻力，通過根的生長和腐爛形成土壤大孔隙，並通過根穩定河岸。樹木攔截、儲存和蒸發一部分降水。實際上，深根河岸植被利用的水量一直是一個令人嚴重關切的問題，特別是在乾旱地區。河岸植物冠層在影響河流溫度和水生物種健康方面具有重要作用。最後，森林河岸地區為溪流和湖泊提供木材，這有助於維持它們的物理棲息地，減緩沉積物和有機物的下游路徑，增加水流的水力阻力，並為微生物和無脊椎動物提供食物供應。

河岸地區的環境服務

河岸帶的基本生態功能可分為三大類：（1）水文和泥沙動力學，（2）生物地球化學和養分迴圈，（3）生境和食物網維持。與水文和泥沙動力學有關的功能包括儲存地表水和泥沙，從而減少河岸地區下游洪水造成的損害。河岸地區在淺層地下水流中截留、迴圈和積累不同程度的化學成分，其社會效益是清除地表水流和淺層地下水中的污染物，否則可能污染附近的水體。

維持生物多樣性是河岸地區最重要的功能之一，是除鳥類和其他野生動物棲息地外，許多有價值漁業的基礎。河岸功能區對魚類的好處直接來自於植被在控制溫度、河流結構和沉積方面的作用。河岸地區本身是豐富的動物生活的家園，包括無脊椎動物、幾乎所有兩棲動物和許多爬行動物、大多數鳥類物種（特別是在半乾旱的西部）和許多具有半水生生境的哺乳動物物種。與高地和濕地相比，河岸地區除了具有獨特的植物組合特徵外，還經常蘊藏著稀有的植物物種。

除了支援生物多樣性外，河岸地區的一些環境服務可以通過技術提供，例如防洪水庫和污染物去除處理廠。然而，這些替代是針對單一功能，而不是河岸地區同時執行的多種功能，對社會的直接成本很低。

河岸帶具有重要的水文、地貌和生物功能。它們包括複雜的地上和地下生境，這些生境是由水生和陸地生態系統之間過渡帶中生物物理過程的匯合而形成的。河岸系統特有的地貌、植物群落以及相關的水生和野生物種與水作為干擾源和生物群的關鍵需求的作用有著內在的聯繫。

與流域面積成比例的河岸地區比高地具有更多的生物生產功能。它們為各種水生和陸生生物提供溪流小氣候改造和遮蔭、河岸穩定和沉積過程改造、有機垃圾和木材到水生系統、養分保留和迴圈、野生動物棲息地和食物網支持。儘管在大多數流域中，河岸帶僅占土地總面積的一小部分，但它們是生物多樣性的區域熱點，與較大的景觀形成鮮明對比，表現出較高的生物生產力。這一點在乾旱地區尤為突出，這一點可以從沿著河道和沖溝發現的大量動植物物種中得到證明。

河岸帶的人類改變

由於全世界人類使用了一半以上地理上可到達的河流徑流，它們對河岸地區的結構和功能的重大影響並不奇怪。影響包括河流和河岸地區水文的變化、地貌結構的改變和河岸植被的消失。在過去的100年裡，美國河岸土地面積和狀況的急劇下降就是這些影響的證明。

水文地貌變化

通過修建水壩和其他結構、跨流域引水和灌溉來控制水文狀況，有助於切斷河流與其河岸地區的聯繫。水文擾動機制和泥沙輸移模式的變化包括下游水流時間的改變、洪峰流量的衰減和其他影響。

水壩對上游有直接的影響，因為洪水導致河岸結構和功能完全喪失。下游效應包括由於壩後滯留而引起的泥沙輸移變化，從而使壩下河道變得越來越“缺沙”。第二種下游變化與大壩施工後的河流流態有關。大型水壩可以抑制正常情況下可能出現的高流量，增加中等流量的持續時間，甚至降低下游河段的水流量，導致河岸森林大量減少。堤防同樣有效地切斷了河道與其相鄰河岸區域之間的水文聯繫（即，頻率、規模和漫灘流持續時間）。距離河流系統較遠的堤壩（尤其是位於河流彎曲帶以外的堤壩）的受損程度較小。

河岸穩定結構護岸和拋石、石籠、丁壩和防波堤也影響了河岸系統的特性。拋石消除了自然穩定河岸的植物物種的小生境。此外，由於許多河岸結構降低了沿河道邊緣的水力粗糙度（即水流的摩擦阻力），因此在高流量期間，河岸沿線的流速更大，這常常妨礙許多河岸植物物種的生存。

渠化將河流轉化為更深、更直、通常更寬的水體，以便於下游的水輸送，從而使緊鄰的漫灘區域不會像洪水一樣長或深，從而降低土壤含水量。渠化有直接影響通過使用重型設備破壞河岸植被，或通過移動河道到沒有天然河岸植被存在的新位置。河道化通過降低地下水位和減少漫灘水流頻率，間接地降低了河岸植被的生存能力。渠化帶來的流量增加壓縮了輸水週期，使河流變得更加“耀眼”，侵蝕率也在增加。下游影響包括更高的洪峰和更大的泥沙、營養物和污染物負荷。

由於河岸植被附近地下水位降低，從地表水和地下水中取水可能對河岸地區的功能產生嚴重的有害影響。為西部大面積供水而抽取地下水的現象越來越普遍。由於洪泛區地下水與地表水普遍連通，地下水位下降可間接由地表水抽取或大壩建設對地表水流量的調節引起。在河岸地區地下水位元降低一米，有時足以引起河岸樹木的水分脅迫，特別是在美國西部。

歷史上，在乾旱和半乾旱氣候條件下，潛水植物（喜水植物）從河岸地區被清除，因為它們被視為與其他用水者競爭，特別是灌溉農業和市政當局。然而，潛水植物的根除幾乎破壞了河岸植被提供的所有生態和地貌效益，包括穩定沖積填土、遮蔭、提供木材和小生境。

農業

對河岸地區的第二個主要影響是它們通過土地用途（如林業、種植業和畜牧業）轉化為其他植物物種。森林定期砍伐樹木有可能改變河岸森林的長期組成和特徵。如果採伐了大量的立木或採伐間隔時間較短，河岸森林的組成、結構和功能幾乎肯定會發生重大變化。河岸森林的採伐可以增加到達溪流的太陽輻射量，從而提高水溫，影響水生初級生產力。植被覆蓋物的移除會損害河岸地區保持水、沉積物和氮、磷等營養物質的能力。一般來說，當森林被砍伐或採伐到河岸和湖岸線時，森林對河岸結構和功能的影響要大得多。

在全國範圍內，傳統農業可能是河岸帶面積減少的最大原因。未開發河岸土地轉為農業有可能減少入滲，增加地表流量和峰值徑流率。這導致高侵蝕率，淹沒了河岸植被與沉積物，限制了河岸地區的過濾功能。河道通過拓寬河道或降低河床來增加其橫截面積，以適應較高的流量。排水農業區還經歷了許多生物過程的規避，這些過程通常發生在河岸地區。最後，從上坡運輸農用化學品會對河岸地區和下游接受水域的動植物造成負面影響。

牲畜放牧的主要影響包括植被的清除和踐踏、下層土壤的壓實以及外來植物物種和病原體的傳播。放牧還可以改變水文和火災干擾狀況，加速侵蝕，並減少植物或動物繁殖的成功和/或植物的建立。家畜放牧的長期累積效應包括群落、生態系統和景觀尺度上動植物的結構、組成和生產力的變化。牲畜對河岸地區的影響不成比例，因為它們往往集中在這些富含飼料和水的地區。儘管本地有蹄類動物可以對河岸植被造成類似類型的破壞，但它們的影響通常比在支援這兩種情況的地區的牲畜的影響小得多。

工業、城市和娛樂影響

各種採礦方法會嚴重破壞河岸地區。根據採礦作業的類型、規模和位置，可開挖整個山坡，並移動或掩埋其水系。礦業廢料有時沿河道沉積，破壞河岸植被，尤其是含有砷、鎘、鉻、銅、鉛、汞、鋅等有毒金屬。當採礦作業暴露在大面積裸露的地面上時，降雨期間地表流量和產沙量會大幅增加。除非設計和運行良好的滯留池系統到位，否則這種徑流可能會大大增加向附近河岸地區的輸沙量。河谷底部的金礦開採尤其有害，因為所有河岸植被都被清除，土壤和下伏礫石基底被機械挖掘。

交通系統直接和間接地改變了許多河岸地區。河流運輸常常需要清除河岸上的大木頭和其他障礙物。對河岸系統也很重要的是渠化、船閘建設和維護這些交通走廊的其他方面的廣泛影響。公路和鐵路系統經常沿河和湖泊選址，導致河岸植被從路基佔用的區域中除去，地形的改變提供路基基礎，以及局部水文修改來重新路由地表水和地下水。在公路或鐵路建設過程中遇到彎彎曲曲的河流或溪流時，通常會填充部分河道，以保持道路直線，但會減少河道長度。橋樑或涵洞需要沿河岸修建橋臺，以提供道路支撐。由於橋臺在物理上限制了水流，因此可以有效地消除水流未來的橫向調整。如下文所述，對於城市發展，公路系統和河岸地區以外的城市道路可以增加地面流量峰值，從而從根本上改變相鄰河岸地區的水文干擾狀況。

城市化和不透水表面的增加深刻地改變了流域水文和植被，從而改變了河岸地區的結構和功能。由於植被被不透水表面（道路、建築物、停車場）所取代，滲透、地下水補給、地下水對溪流的貢獻和溪流基流都減少，而地表流量和峰值徑流速率增加。河道通過增加其橫截面積來適應更高的流量。這種河道不穩定引發了河岸地區的河岸侵蝕和棲息地退化迴圈，與河道化類似。在一定的不可滲透性（約10至20%）以上，城市河流水質始終被歸類為貧瘠。城市化的第二個影響是由於開發後地表水流和淺層地下水流進入和橫向河岸區域的方式發生了變化。發展促進了不太可能分散在河岸地區的集中流的形成，大大降低了它們清除污染物的潛力。城市化和發展在很大程度上永久損害了河岸帶的功能。

河岸地區是很受歡迎的娛樂活動場所，可以將沉積物、營養物、細菌、石化產品、殺蟲劑和垃圾引入鄰近水體。對河岸土壤的影響包括步行、動物或車輛的踐踏，從而導致壓實、破壞土壤生物群和增加侵蝕。對植被的破壞可能是偶然的，如踩踏或故意的，如為建造娛樂設施或收集木柴而將其移走。河岸地區的遊憩活動可能對動物生活產生負面影響，其方式包括直接干擾、改變或破壞棲息地；污染；或引入病原體。

為各種目的引進外來動植物物種對河岸地區產生了重大影響。對外來生物最普遍的關注是它們對本地物種的遷移以及隨後對生態系統特性的改變。例如，在美國西南部的大部分地區，鹽杉已經取代了棉白楊和其他原生河岸樹。由於水壩造成的洪水流量減少，以及由於取水導致的地下水位元下降，這種情況更加惡化。其他外來植物，已成為豐富的河岸社區包括蘆葦金絲雀草，荊棘，蘇格蘭掃帚，中國女貞和葛根。

全球氣候變化可能導致河岸結構和功能的變化，包括河岸地區因應海平面上升和溫度變化而發生的變化。儘管如此，儘管氣候變化很可能是重大的，但土地和水的使用變化已經並將繼續在中短期內對河岸地區產生最大的影響。

美國河岸土地現狀

對國家河岸面積的評估很少，對河岸土地狀況的綜合研究也很少。目前估計的河岸面積從3800萬英畝到1.21億英畝不等。雖然現有資料變化很大，但很明顯，河岸地區在美國陸地總面積中所占比例很小，可能不到5%。實例表明，在某些地區，天然河岸植被的損失高達95%，表明河岸地區是該國變化最嚴重的景觀之一。

關於河岸條件的資訊也同樣多變和稀少。不到一半的由土地管理局管理的公共河岸地區（不包括阿拉斯加）被評為健康地區（儘管這很少揭示東部河岸地區的狀況，那裡的公共土地比例很小）。30萬英里（占總量的10%）和500多萬英畝湖泊的水質受損表明，與受損河流相鄰的河岸地區也在遭受類似的退化。最後，濕地的歷史趨勢提供了河岸土地趨勢的線索，因為這些地區有時重疊。從1780年到1980年，每個州的濕地面積都出現了下降，22個州的損失超過50%。

美國大部分河岸地區已經被改造或退化。雖然評估河岸地區狀況的景觀研究有限，但它們表明，河岸森林的空間範圍已大大縮小，漫灘上的植物群落已轉為其他土地用途或已被開發所取代，木本和非木本河岸帶群落面積均有所減少。與歷史上發生的情況相比，這些河岸地區的功能大大削弱。

沒有對河岸地區的趨勢進行全面或方法上一致的監測。直到最近才對河岸系統的面積範圍和狀況進行了評估。不幸的是，這些努力的範圍有限（覆蓋了一小部分常年河流，幾乎沒有斷斷續續和短暫的河流），由於方法不同，很難進行比較，而且它們只提供了對國家河岸系統的零散看法。

由於缺乏關於河岸土地狀況和趨勢的資訊，非常需要對河岸覆蓋率進行全面和嚴格的評估。繪製河岸地區地圖的國家方案應納入廣泛可得的遙感資料，例如衛星多光譜資料，這些資料可用於對各州的土地覆蓋和土地利用資訊進行分類和繪製地圖。

河岸保護的法律對策

只有在過去十年裡，河岸地區才開始得到法律承認，成為需要特別注意的地方。法律和計畫的保護程度、重點和空間覆蓋範圍在聯邦、州和地方各級都有很大的差異。各種各樣的法律提供了説明保護河岸地區或河岸地區某些方面的機制。然而，這些法律很少反映出人們對河岸地區本身作為獨特的物理和自然系統以及作為支援多種重要功能和保證特殊管理和保護的景觀的認識。相反，保護河岸地區是其他目標的間接結果，如水質保護或棲息地管理。

對於各國在處理保護私人擁有的河岸地區問題時採用的管制和非管制辦法，一個重大的限制是，它們的成功是以所實施的做法的數量來衡量的，很少是以實際的環境改善來衡量的。間接的成功指標（如“安裝的河岸緩衝區英里數”）是典型的州和聯邦保護計畫，而不是衡量水質的改善。由於這些不確定的指標，以及許多修復項目相對較新，很難知道聯邦、州和地方專案是否已經或將有效地恢復私有土地上河岸地區的結構和功能。使用保護地役權和其他激勵措施誘使土地所有者將河岸地區作為緩衝區、自然區或開放空間，以及為綠道或野生動物區購買河岸土地的興趣似乎越來越大。預計最大總日負荷（TMDL）計畫（源自《潔淨水法案》）對河岸帶有重大影響，因為許多開發的TMDL實施計畫要求恢復河岸帶作為需要的管理措施來實現非點源污染的必要減少。

公共土地和資源的使用和管理受聯邦和州法律管轄。適用的具體聯邦法律取決於哪種制度（如國家森林、土地管理局、土地、野生和風景

摘要15

通過將水權擴大到河道內使用，有機會保護河岸地區。西方國家現行的水法遵循先占原則，即第一個控制並積極開發和使用水資源的國家對所有其他索賠人擁有受保護的水權。在東部各州，水權被賦予與水體相鄰的土地所有者（河岸主義）。儘管這兩個系統都不保護溪流或其河岸地區的用水需求，但仍有人試圖修改州法律，承認河道內用水並賦予其水權。

私人土地上的森林、牧場、農業用地、住宅用地和城市用地的管理方針和條例差別很大。沒有一個國家有一個通用的土地使用法或框架來協調多種用途（如林業、放牧、農業、採礦、城市發展）的景觀管理。儘管許多國家願意管制或管理河岸地區私人土地上的木材採伐，但它們幾乎不願意限制其他農業活動，除非在一些已證明存在水質問題的地區。相反，人們更傾向於通過保護區計畫、保護區加強計畫和水質激勵計畫等計畫提供的激勵措施，促使農業實踐發生變化。

各國應考慮指定與水底相鄰的河岸緩衝區，在該緩衝區內，某些活動將被排除在外，其他活動將得到管理。保護河岸地區對水質、魚類和野生動物利益的廣泛重要性，要求國家一級的土地使用管制方案平等對待所有河岸土地所有者，如《麻塞諸塞州河岸保護法》。至少，各國應該考慮為敏感地區建立這樣的緩衝區（切薩皮克灣就是這樣）。在沒有全國性的計畫的情況下，應該鼓勵地方政府發展河岸緩衝區。

很少，如果有的話，聯邦法規明確提到河岸地區的價值，因此通常不要求或確保河岸地區的保護。甚至《國家野生和風景河流法》也只提到某些河岸價值或資源；它不將河岸地區視為自然系統，也不要求對河流走廊進行綜合管理。此外，管理聯邦土地管理的法規沒有指示機構在允許的土地使用之間發生衝突時優先考慮河岸地區的保護。這種缺乏國家河岸的任務與聯邦濕地法的存在形成鮮明對比。

應管理公共土地，以保護和恢復河岸地區的功能。聯邦土地管理機構應頒佈法規，要求恢復和保護其管轄的河岸地區（與生境有關的、水文的、水質的、美學的、娛樂的）的價值和服務。各機構至少應評估河岸地區的狀況，必要時制定和實施恢復計畫，排除不相容的用途，並管理其他用途，以確保其與河岸地區保護相容。理想情況下，國會應該頒佈立法，承認河岸地區的無數價值，並指示聯邦土地管理和監管機構優先保護這些價值。

如果河流和溪流能夠模擬自然過程線，河道內水流法可以説明保護河岸地區。歷史上，水資源配置一直傾向于人類對水的需求，而不是將其用於環境需求。最近，在某些情況下，通過保持最小流量來滿足自然系統的需求。由於河岸功能取決於水文制度的全方位變化，因此，重新引入或維持這種水流制度（除了最小水流）對於恢復和維持健康的河岸系統是必不可少的。

河岸帶管理

為了改善現有河岸帶的生態功能和可持續性和生產力，需要反映一系列目標的戰略。保護（保存或維護）完整的河岸地區是至關重要的，因為這些地區是瞭解其他恢復工作的目標和效果的寶貴參考點，也是將原生生物重新引入退化地區的重要遺傳物質來源。保護完好地區的措施往往相對容易實施，成功的可能性很高，而且比恢復退化系統的費用低。

恢復是指修復退化河岸帶的狀況和功能的過程。特別是生態恢復的既定目標是恢復前期特徵。有許多河岸系統可以實現生態恢復。然而，也有一些情況下，水文擾動狀態（如水壩）、自然過程（如全球氣候變化）、河道和漫灘形態（如。管道切口）和其他影響（例如，物種的滅絕，生物入侵）可能阻礙恢復以前存在的組成和功能。儘管如此，即使在這種情況下，也常常有機會對河岸地區進行重大的生態改善，並至少部分恢復它們以前履行的許多職能。

評估工具

為了使決策者能夠有效地管理河岸地區，他們需要瞭解這些地區的狀況和狀況。本專案有多種評估工具可供使用，儘管大多數已開發用於濕地。儘管如此，如果進一步改進，這些工具可以有助於確定恢復活動的優先次序，並更有效地為恢復專案分配資源。雖然沒有國家承認的評估河岸地區生態狀況的議定書，但有幾種方法和方法，從景觀水準到特定地點，從快速和定性到研究水準和基於模型，從那些旨在回答生態問題的人到那些致力於解決社會經濟問題的人。

三種基於參考的方法可能是特別有用的適當功能條件（pfc）、氫對稱方法（hgm）和生物完整性指數（ibi）。所有這些項目都旨在通過將項目現場與預期沒有人類活動或干擾最少的現場進行比較，説明評估生態系統的狀況。一旦方法以指南（對於hgm）或索引（對於ibi）的形式開發出來，它們的應用就相對簡單了。pfc是最快速的評估方法，因為它是在實地進行的，而且結果是“立即”知道的。雖然pfc是定性的，依賴于專家組的知識和判斷，但hgm和ibi是基於在評估員參與之前從未改變的地點收集和分析的定量資料（儘管收集和分析此類資料需要相當多的專業知識）。與pfc不同，hgm和ibi都不是主要為河岸地區開發的，兩者都需要修改其資料收集和分析方法。

目前用於濕地和水生生態系統的大多數評估工具的基本概念可轉移到河岸地區，這表明可以對這些工具進行修改，以評估河岸地區的狀況。在某些情況下，這將需要從水生部分擴展到漫灘和河岸地區的陸地部分。在濕地是河岸地區主要組成部分的情況下，修改將是最小的。

良好的功能條件為河岸帶評價提供了良好的第一代框架。這種方法可以迅速應用，在快速識別已嚴重退化的河岸地區方面可能有最大的效用。然而，目前在pfc中沒有考慮河岸生物，因為評估主要評估物理因素。獨立的測試和評估對於確保pfc的準確性、可用性和可信性在任何給定區域的不同河岸區域套件中都是至關重要的。

水文對稱方法和生物完整性指數在評價河岸帶狀況方面具有相當大的潛力。hgm（最初為濕地開發）提供的資料不僅對條件評估有用，而且對區域或流域恢復工作的總體設計也有用。大多數IBI評估僅限於水生生態系統。hgm和ibi都應修訂，以便在河岸地區使用，例如，通過制定河岸植物群落的完整性指數。

管理策略

河岸地區可能的修復活動範圍很廣，從單一地點的簡單活動到大型項目。在許多情況下，可以做相對容易的事情來改善河岸地區的狀況，例如種植植被，拆除小型防洪建築物，或者減少或消除壓力源，例如放牧或林業。如果恢復的目標是改善整個河流系統，則需要採取更全面的流域辦法，並可能需要採取諸如消除自然水文制度障礙等管理戰略。恢復可以是被動的（停止導致退化的活動）或主動的（管理以加速自我維持和生態健康系統的發展）或兩者兼而有之。成功的恢復需要當地的水文和生態知識，包括自然變異範圍、干擾狀況、土壤和地貌以及植被。

 

如果水壩、堤壩、船閘、低引水管道或下游蓄水池顯著改變了自然水文狀況（和相應的泥沙輸移狀況），可能最重要的恢復需要是盡可能重建或恢復這些擾動狀況。迄今為止，在大多數情況下，涉及水流制度變化的修復，如大壩重新調節，都是針對魚類種群的，而沒有考慮河岸目標。恢復自然流態應著重于重建重新連接和定期重新配置河道和漫灘棲息地所需的洪峰流量的大小、頻率和持續時間。幸運的是，目前的研究正在證明週期性洪水在塑造河道、建設漫灘、形成回水落差和支持河岸植被方面所起的重要作用。因此，一些地方的大壩運行正在發生變化，以便至少能夠控制一些洪水。鑒於目前水資源基礎設施的水準，築壩河流可能永遠不會有完全複製壩前水流狀態的流量釋放，築壩河流的上游部分可能永遠不會恢復。然而，在許多地區，可能存在改變流量釋放模式的重大機會，以便它們對下游河岸地區的水文需求越來越“友好”。通過改變堤壩、堤壩和其他旨在阻止水流離開河道的結構，也有相當大的潛力恢復河岸地區。

側重于使水文制度恢復到更自然狀態的戰略對於恢復河岸功能具有最大的潛力。河岸植被隨著河流和河流環境的變化而演變，並適應其變化的水流模式。改變大壩運行、移除堤壩，以及以其他方式重建更自然的水流狀態和相關的泥沙動力學，對於恢復河岸植被及其提供的功能至關重要。地貌恢復不可能帶來的複雜性，將導致一個功能齊全的河流走廊與自由流動的沉積物和有機質之間的管道和河岸地區的交換。

在可能的情況下，應修改大壩操作，以説明恢復下游河岸地區。為了改善河岸植物群落，越來越需要將更大的流量輸送到河流的長段。應監測控制大壩流量對下游河岸地區的影響，以説明確定那些有助於河岸恢復的做法。在大多數情況下，可能無法恢復壩前條件，但可能會創造出一條更小、更自然的河流，模仿歷史河流的許多特徵。

未來漫灘的結構開發應盡可能遠離溪流、河流和其他水體，以説明減少其對河岸地區的影響。結構發展通常對許多河岸地區的規模、性質和功能具有重大而持久的影響。因此，防止近流地區不必要的結構發展，應是地方、區域和國家各級的高度優先事項。此外，通過保護地役權獲得的土地可用于以更自然的狀態保留洪泛平原內目前未開發的土地。

植被管理

由於植被對河岸地區生態功能的根本重要性，在這些地區，植被已經退化或被移除，因此植被恢復是任何恢復工作的必要組成部分。在許多情況下，河岸植被的恢復可以簡單地通過停止那些導致退化的土地和水的使用方法來實現（被動恢復）。在不首先消除或扭轉退化原因的情況下，主動恢復已改變的系統的嘗試不太可能實現河岸植被的功能。

對於歷史上採伐的河岸森林，可能有機會將被動和主動恢復方法結合起來。保護河岸植被免受未來收穫將是一種被動的做法。積極的恢復方法包括種植本地樹木，通過中間收穫鼓勵後期演替階段更快速的發展，以及增加溪流中的大型木材以達到生態目標。

在太平洋西北部的河岸地區，一種常見的恢復策略是將大木材重新引入溪流中。不幸的是，這樣做常常沒有考慮到長期恢復河岸森林。木材甚至被添加到歷史上從未含有可觀數量的溪流中（如草地）。在將大型木材引入河流之前，必須確定木材是否適合創造與恢復目標相關的生境條件和生態過程。

對於過度放牧的河岸地區，被動恢復方法只是通過圍欄、牧群管理或其他方法將家畜排除在河岸地區之外。將牛排除在河岸地區是恢復和維持水質和水文功能、植被覆蓋和成分以及原生物種棲息地的最有效工具。一旦生態和水文功能恢復，如果管理得當，在某些情況下放牧可能會產生輕微影響。

如果牛不被排除在因牲畜放牧而退化的河岸地區，如果不改變放牧管理，情況就不可能改善。改變使用季節、減少放養率或放牧期、使該地區在幾個季節內停止使用牲畜和/或實施不同的放牧制度，都可以改善河岸條件和功能。儘管完全排斥以外的放牧策略可能會促進恢復，但它們可能進行得更慢，失敗的風險也更大。

在支援農業作物的河岸地區，本地植物的長期損失和外來植物的廣泛出現增加了實現恢復目標的難度，因此可能需要對河岸地區進行積極的管理（使用已建成的緩衝區）。緩衝帶是一種有價值的保護措施，具有許多重要的水質功能。在適當的條件下，這些緩衝液對去除地表和淺層地下水流中的各種污染物非常有效。當山坡徑流緩慢而均勻地通過河岸帶時，它們對改善水質最為有效，並且沿著較低階的河流，在到達河道之前，更多的水流穿過河岸區。河岸緩衝區應被視為一種輔助農田和高地保護措施的次級實踐，並“拋光”高地地區的山坡徑流。

即使河岸緩衝帶對於去除污染物的效果微乎其微，但它們仍然很有價值，因為它們提供了眾多的棲息地、防洪、地下水補給和其他環境服務。除非制定新的評估程式，同時考慮河岸地區的水質和生態功能，否則河岸帶的大小（寬度和長度）和組成（植被類型、其他特徵）不太可能以優化其環境保護潛力的方式確定。

與森林、放牧和農業用地相關的河岸地區為恢復整個景觀的棲息地連通性提供了一些社會的最佳機會。以優化其作為動植物棲息地價值的方式管理河岸植被將需要在特定場地和景觀尺度上進行規劃和採取行動。此外，還需要更為綜合的管理，採用功能性方法，並尋求為各種本地物種優化棲息地。目前，許多河岸帶管理都受到單一物種或分類群的影響。

其他活動的管理

上面討論的許多恢復戰略涉及土地和水的利用變化，這將需要對河岸地區為什麼重要有一個新的理解。通過改進教育計畫，這些土地的生態重要性和內在的人類價值可能會更好地與現代社會相互競爭的需求和需要相平衡。

儘管娛樂性利用為促進河岸地區的管理提供了極好的機會，但河岸地區的大多數娛樂性開發缺乏健全的生態評估和規劃。未來的管理應結合使用景觀視角的精心設計、對某些與河岸地區的保護或修復不相容的用途的限制，以及當地社區和其他利益相關者的參與。管理河岸地區娛樂活動的目的是使自然功能（如野生動物棲息地）永久化，同時允許人類使用和享受這些地區。

要想成功地實現河岸管理的積極變革，就需要向廣泛和多樣化的受眾提供更多關於河岸地區的正規教育。它應該包括傳統教育機構，並直接接觸決策者、自然資源人員、政府官員、開發商、土地所有者和廣大公眾。自然資源專業人員需要在其正式背景和培訓之外拓展他們的視野。公眾對水彩的審美鑒賞力已經很高了。應利用這種認識進一步加強對河岸地區的公共管理。

結論

河岸地區提供基本的生命功能，如維持水流、迴圈營養、過濾化學物質和其他污染物、捕獲和重新分配沉積物、吸收和滯留洪水、維持魚類和野生動物棲息地，以及支持廣泛生物群的食物網。至少五項國家政策目標的未來成功——保護水質、保護濕地、保護受威脅和瀕危物種、減少洪水破壞和聯邦公共土地的有益管理——取決於河岸地區的恢復。

河岸地區目前的法律和監管狀況驚人地多樣化。根據河岸地區是公有的還是私有的；是否在聯邦、州或地方管轄之下；以及土地是農業用地、造林用地、牧場還是城市用地，對待河岸地區的方式存在顯著差異。這與20多年來聯邦政府的存在為當地實踐提供了一定穩定性的濕地情況形成了鮮明對比。

很大程度上由於河岸地區的地理多樣性，指望一種恢復方法或少數法律戰略能夠解決河岸地區面臨的眾多問題是不現實的。儘管如此，本報告中的許多建議都是根據以下基本原則提出的：河岸地區受水文驅動，水文變化是最有害的影響之一。

由於各種原因，委員會沒有具體討論經濟問題，儘管一些客座發言者提供了經濟觀點和分析。在我們的審議中，管理和保護河岸地區的成本和收益是非常重要的。這一點在關於法律和社會問題的一節中尤其明顯，這兩個問題都是固有的經濟問題。

對這一範圍的任何研究都應是全面和區域平衡的。然而，在國家一級的河岸討論中產生的許多圖像都是以西方國家為背景的。此外，旱地灌溉、水法和公共土地上的牲畜放牧等主題與“河岸”一詞密切相關。儘管這些主題適用于該國其他地區，但在美國西部，這些主題最為明顯（也最需要注意），那裡有如此多的土地由公眾託管。如果聯邦政策造成了問題，在大多數情況下，必須援引聯邦政策來解決問題。

委員會要感謝那些參加委員會審議的人。來自美國環境保護署的Joe Williams、John Meagher和Steve Schmelling、來自美國地質調查局的Gail Mallard和Jonathan Friedman、來自美國農業部自然資源保護局的Mitch Flanagan、Dennis Thompson和Dave Seery作了來自贊助組織的介紹；土地管理局的唐·普裡查德和美國林業局的傑裡·克裡斯特納和吉姆·塞德爾。受邀的主持人還包括來自馬里蘭自然資源部的安妮·海爾斯頓·斯特朗、來自亞利桑那州立大學的茱麗葉·斯特隆伯格和羅伯特·奧馬爾特、來自自然保護協會的派翠克·麥卡錫、來自伊利諾伊大學烏爾巴納分校的大衛·科瓦西克和約翰·布拉登、來自愛荷華州立大學的喬·科萊蒂、來自美國林業局國家農林中心；美國魚類和野生動物局的查克·伊里亞德和鄧尼斯·彼得斯。

委員會有幸在委員會會議期間進行了幾次實地考察。以下個人感謝他們參與組織和指導這些旅行：Robert Parmenter，克裡夫達姆，James Gosz來自新墨西哥大學；Richard Schultz，Tom Isenhart，Bill Simpkins從愛荷華州立大學；Jerry Hatfield和Dana Dinnes美國農業研究服務；土地管理局的韋恩·埃爾莫爾、美國林業局的蘇珊·霍爾茲曼和退休的約翰·安德森。

委員會成員感謝國家研究委員會的蘿拉·埃勒斯在作為委員會的機構記憶、組織委員會會議以及綜合、協調和編輯報告方面所發揮的領導作用。安妮塔·霍爾在為我們的會議創造無問題安排方面發揮了重要作用。

更為正式的是，根據NRC報告審查委員會批准的程式，該報告已由從不同角度和技術專長中挑選的個人進行審查。這項獨立審查的目的是提供坦率和批判性的意見，以幫助作者和NRC使已發表的報告盡可能健全，並確保報告符合客觀、證據和對研究指控的反應性的機構標準。審查和手稿草稿保密，以保護審議過程的完整性。我們感謝下列個人參加本報告的審查：猶他大學法學院的羅伯特·阿德勒；麻塞諸塞大學阿默斯特分校的保羅·巴特恩；亞利桑那州立大學的南茜·格林；蒙大拿州立大學的克萊頓·馬婁；華盛頓大學的羅伯特·奈曼；布賴恩·裡克特。自然保護協會；愛荷華州立大學理查·舒爾茨；亞利桑那州立大學茱麗葉·斯特隆伯格。

儘管上述審查人員提出了許多建設性意見和建議，但他們沒有被要求認可這些結論或建議，也沒有在報告發表前看到報告的最後草稿。這份報告的審查由加州大學伯克利分校的威爾福德·加德納負責。由NRC任命。他負責確保按照機構程式對本報告進行獨立審查，並認真考慮所有審查意見。本報告的最終內容完全由編寫委員會和NRC負責。

摘要

概述

《聯邦清潔水法》要求保護濕地免受退化，因為濕地具有多種重要的生態作用，包括維持高水質和為魚類和野生動物提供棲息地。在過去的15年裡，這種保護減緩了自歐洲殖民地以來美國濕地面積急劇下降的速度。然而，對濕地的保護一般不包括河岸地區，即河流、湖泊和河口等水域的邊界地帶，儘管它們通常提供與濕地相同的許多功能。尤其是在該國更乾旱的地區，河岸地區支援著絕大多數野生動物物種，它們是包括樹木在內的主要木本植被所在地，它們圍繞著通常唯一可用的地表水供應。這些特徵使河岸地區對人類發展具有吸引力，導致其變化的規模類似於濕地退化。

人們越來越認識到濕地和河岸地區在功能上的相似性，以及它們在法律保護上的差異，因此國家研究委員會（NRC）於1999年對河岸地區進行了一項全面的研究（由7個聯邦機構贊助）。研究的目標是：

定義“河岸”一詞的含義。

描述自然河岸地區的結構和功能（注意美國各地以及河岸地區與相鄰水基和高地之間的差異）。

•記錄人類對河岸地區的影響，並評估目前的河岸面積，

•評估評估河岸地區狀況的方法，

•建議改善對森林、農業和已開發土地上河岸地區的管理（包括河岸地區完全生態恢復戰略以及反映各種目標的部分功能），以及

•探索影響河岸地區的無數聯邦、州和地方法律、法規、政策和指導檔。

如下文所述，NRC委員會得出了若干總體結論和建議，旨在提高對河岸地區與其生態和社會價值相稱的認識。更詳細的結論和建議載於本摘要和整個報告。

恢復美國水底的河岸功能應該是一個國家目標。在過去幾十年中，聯邦和州的項目越來越注重保持或改善水質、確保魚類和野生動物物種的可持續性、保護濕地和減少洪水事件的影響。由於河岸地區在單位面積的基礎上發揮了不成比例的生物和物理功能，它們的恢復對實現《清潔水法》、《瀕危物種法》和《洪水災害防治方案》的目標有重大影響。

保護應是生態條件最好的河岸地區的目標，而退化的河岸地區則需要恢復。河岸地區的管理應優先考慮保護那些處於自然狀態或接近自然狀態的地區，防止將來發生變化。然後，可以根據提供環境服務的相對潛在價值和/或成本效益和恢復工作成功的可能性，優先考慮改變或退化地區的恢復工作。在整個美國許多河岸地區都發生了退化的地方，恢復這些地區的功能有著巨大的機會。

河岸管理需要耐心和毅力。全國許多河岸地區目前的退化狀況代表了各種土地利用和人類變化所造成的無數、持續和經常是遞增的影響的累積、長期影響。改善和恢復許多退化河岸地區的功能需要相當長的時間（幾年到幾十年）。與恢復相稱的是，必須努力提高社會對哪些河岸功能已經喪失以及哪些可以恢復的認識。

摘要

儘管許多河岸地區可以恢復和管理，以提供其許多自然功能，但它們不能免受鄰近高地管理不善的影響。上坡管理可以顯著改變上坡河岸區的陸流量和時間、泥沙的產生以及到達下坡河岸區的水質，從而影響河岸區充分發揮功能的能力。因此，如果要改善河岸地區，必須解決導致河岸退化的上坡做法。換言之，河岸地區管理必須是良好流域管理的一個組成部分。

定義“河岸”

河岸地區受到不同程度的關注，這取決於調查領域。100多年來，“河岸”一詞一直與水法密切相關。“河岸”水權通常為其財產與河流、河流或其他水體接壤的土地所有人提供將該水的一部分用於各種目的的權利。在基礎科學中對“河岸”一詞的認識是最近的事；自1970年以來，有關河岸地區的生態、水文、生物地球化學、美學、文化和社會問題的資訊激增。

由於我們對河岸地區如何運作的理解相對較新，對這個術語的單一精確的生態定義尚未出現。然而，對“河岸”的大多數科學定義都有共同的特點，包括在景觀、水文、有時植被和土壤類型中提到位置。由於缺乏一個一致的定義被認為是聯邦和州計畫可能管理和保護這些地區的一個主要問題，NRC委員會制定了以下定義。

河岸地區是陸地生態系統和水生生態系統之間的過渡地帶，其生物物理條件、生態過程和生物群的梯度不同。它們是地表和地下水文將水體與其相鄰高地連接起來的區域。它們包括那些對水生態系統（即影響區）的能量和物質交換產生重大影響的陸地生態系統部分。河岸地區毗鄰多年生、間歇和短暫的溪流、湖泊和河口海岸線。

這一定義的一個重要特點是，河岸地區的概念在環境條件和旱地與水生生態系統之間具有梯度。圖ES-1中的陰影影響區表示該梯度。雖然河岸地區在典型的景觀環境中包括一些濕地，也包括鄰近的水生和高地環境的一部分，但這些系統之間有著重要的區別（第1章）。