河流廊道復育 www.epa.url.tw
Stream Corridor Restoration Handbook 林雨莊編譯
United
States Department of Agriculture
The Federal Interagency Stream Restoration
Working Group
第三章 河流干擾
3A自然的干擾
•自然干擾如何有助於塑造當地生態？
•自然干擾是否有害？
•您如何描述或定義自然干擾的頻率和幅度？
•生態系統如何應對自然干擾？
•您應該在河流中預期哪些類型的自然干擾
廊道復育？
3B人為的干擾
•在幾個景觀尺度上有哪些人為干擾的例子？
•一些常見的人為干擾(如水壩)會產生什麼影響，河道化，引進外來物種？
農業，林業，採礦，草食者等土地使用活動的影響有哪些？
遊憩和都市化？
•帶來變化的騷動河道和相關的生態系統是自然事件或人為誘發的單獨發生的活動或同時。
單獨的或組合，干擾把重點放在河道上有可能改變其結構並削弱其履行關鍵生態功能的能力。
這些真實影響干擾可以最好通過它們的影響來理解生態系統結構，過程和第1章和第2章介紹的功能。
內部或附近發生的干擾通往廊道通常會產生因果關係影響鏈，可能是永久性的改變一個或多個特徵穩定的系統。這條鏈的看法是在圖3.2(Wesche1985)所示。
此視圖可以應用於許多河流中廊道復育計畫與回歸的理想目標盡可能的因果鏈計畫和選擇修復替代品。
否則，選擇的替代品可能只是治理症狀而不是問題的根源。
使用這個廣泛的目標周到地使用響應評估和設計過程將大大減少了對三重恐怖經驗的需求並加強了成功的機會復育。被動復育，如追求的關鍵第一選擇，將導致。
任何地方都可能發生騷亂在河道內和相關聯生態系統可以有所不同頻率，持續時間和強度。一次干擾事件可能引發各種干擾頻率持續時間不同，強度和位置。
每這些後續形式的直接或間接干擾應該是在復育計畫中提到並設計成功的結果。
本章重點介紹理解各種各樣的干擾影響河道和相關聯生態系統。我們可以更好確定需要採取什麼行動復育河道結構和理解的功能什麼是干擾的演變強調系統，以及如何系統響應那些壓力。
第3.A節：自然擾亂
本節介紹自然干擾作為眾多潛力涵蓋範圍廣泛的事件時空尺度。
經常是天然再生的代理商和復育，自然干擾簡要介紹為動態系統的一部分和工作中的進化過程河道。
第3.B節：人為誘導的擾動
傳統上使用和管理河道的重點是關於健康和安全或物質財富的社會。Humaninduced形式的干擾和對生態的影響河流的結構和功能因此，廊道很常見。
本節簡要介紹一些這些主要的干擾活動以及它們的潛在影響。
廣泛時間的變化和空間尺度
干擾發生在變化中規模和時間。帶來的變化以土地使用為例，可能發生在在河流或到達的一年規模(輪作)，十年內廊道或河流規模(都市化)，甚至在景觀中的幾十年或廊道規模(長期森林管理)。野生動物種群等作為君主蝴蝶的種群，可能從一年toyear大起大落在全國範圍內保留地點穩定了幾十年。地貌或氣候變化可能發生在數百個成千上萬多年，而天氣每天都在變化。
構造在一段時間內改變了景觀數百至數百萬年，通常超出人類遵守的範圍。構造涉及諸如折疊和斷層或地震等山地建設力量，這些力量會改變地球表面的高度並改變土地的坡度。響應於這些變化，河流通常將修改其橫截面或其平面形狀。相比之下，氣候變化在歷史上甚至在地質上都有記錄。降雨的數量，時間和分佈經常導致景觀中植被，土壤和逕流模式的重大變化。隨著逕流和沉積物承載的變化，河道隨後發生變化。
圖3.1：河流廊道擾動。自然和人為干擾都會導致河流廊道的變化。
圖3.2：由干擾引起的事件鏈。對河流廊道系統的干擾通常會導致河流廊道結構和功能的改變。
洪水，颶風，龍捲風，火災，閃電，火山爆發，地震，昆蟲和疾病，山體滑坡，極端溫度和乾旱是擾亂河道結構和功能的眾多自然事件之一(圖3.3)。生態系統如何應對這些干擾因其相對穩定性，抗性和復育力而異。在許多情況下，他們很少或根本不需要進行補充修復工作。自然干擾有時是再生和復育的動力。例如，某些種類的河岸植物已經調整了它們的生命週期，包括發生破壞性的高能擾動，例如交替的洪水和乾旱。
一般來說，河岸植被具有彈性。破壞成熟的三葉林廊道森林的洪水通常也會為建立新森林創造必要的苗圃條件(Bradyetal.1985)，從而提高河岸系統的復育能力和復育程度。
圖3.3：乾旱-多種自然干擾之一。河流廊道如何應對干擾，取決於它的穩定性、抵抗力和彈性。
圖3.4：山地森林系統。河畔樹木為主的系統由於高生物量、深而成熟的根系和其他適應能力，對許多自然形式的威脅具有抵抗力。
案例分析：山地森林的生態系統復原力
山毛櫸、楓樹林為主的高山森林系統通過改變高生物量和深層建立的根係等屬性，適應了許多類型的自然干擾(圖3.4)。因此，它們相對不受乾旱或其他定期發生的自然干擾的干擾。即使出現諸如火災或昆蟲損害等意外的嚴重壓力，其影響通常只是局部規模，因此整個社區的持續存在微不足道。但是，由於酸雨和不加選擇的伐木以及相關的道路建設等廣泛影響，可能會受到干擾。這些和其他干擾有可能嚴重改變光照條件，土壤濕度，土壤養分，土壤溫度以及對山毛櫸/楓樹森林持久性至關重要的其他因素。在廣泛的干擾之後復育高山森林系統可能需要150年以上。
土地利用活動帶來的人為干擾無疑最有可能對河道的生態結構和功能進行持久的改變(圖3.6)。例如，化學定義的干擾效應可以通過許多活動引入，包括農業(農藥和營養素)，城市活動(生活污水和工業污水)和採礦(酸性礦山排水和重金屬)。
它們有可能擾亂河流中的自然化學循環，從而降低水質。來自農業的化學干擾通常是普遍存在的非點源污染。生活污水和工業污水通常是點污染源，並且通常是持續時間較長的重大負面影響。另外一種非點源污染影響(面源污染)，例如附著在沉積物上的農業化學品和土壤鹽度增加，經常是由於大面積的農業或放牧活動，甚至是遊憩活動(灌溉或大量施用肥料、農藥、釣魚投餌、船舶與車輛廢油等)而發生的。在這些情況下，最好控制源頭的活動，而不是治理河道內的症狀。
生物界定的干擾效應發生在物種(競爭，同類相食等)和物種之間(競爭，捕食等)。這些是自然相互作用，是許多生態系統中種群數規模和社區組織的重要決定因素。經常遇到由於不適當的草食者管理或遊憩活動引起的生物干擾。外來植物和動物物種的引入可以對本地生物群落帶來廣泛，強烈和持續的壓力。物理干擾效應發生在從景觀和河道到河流和河段的任何規模上，在那裡它們可以在當地或遠離原址的地方造成影響。洪水控制，森林管理，道路建設和維護，農業耕作和灌溉以及城市侵占等活動可以對河流流域的地貌和水文以及河流流域內的河道形態產生巨大影響。通過改變植物群落和土壤的結構，這些和其他活動可以影響水的滲透和移動，從而改變逕流事件的時間和幅度。這些干擾也發生在可及範圍內並導致可以在河道復育中解決的變化。例如，河流水力學的改變直接影響系統，導致洪水引起的干擾強度增加。
本節分為兩個小節。首先討論常見的干擾，然後是土地利用活動。
水壩，河道化和外來物種的引入代表了本章後面討論的許多(如果不是全部)土地用途中發現的干擾形式。因此，他們都在提前更具體的土地利用活動的潛在干擾引入單獨討論。許多社會效益來自這些土地利用變化。然而，該書側重於它們對干擾和隨後復育河道的可能性。
從由河流沉積物構成的小型臨時建築物到巨大的多用途結構，水壩可對河道產生深遠而不同的影響(圖3.7)。範圍和影響在很大程度上取決於大壩的目的及其與河流河流量的大小。
大壩排放的變化可能導致下游影響。水電大壩水流可以響應調峰電源需求的每小時和每天的基礎上有很大的不同，影響下游的形態。排放的變化率可能是增加河床侵蝕和隨後河岸棲息地喪失的重要因素。水壩釋放的水與收到的水不同。河流動的河流可以減緩並變成鬆弛的深潭，有時會變成湖泊環境。供水壩可以減少河道河流量，改變河道形態，植物群落和棲息地，或者可以增加河流量，這也會導致河道的改變。
大壩影響河流河道中的居民和遷徙生物。河流動的破壞阻礙或減緩水生生物的通過和遷移，進而影響與河道功能相關的食物鏈(圖3.8)。在沒有高河流量的情況下，淤泥不會從許多水生物種依賴產卵的礫石層中洗掉。上游魚類運動可能被相對較小的結構阻擋。大壩或其水庫可以減緩或停止下游運動。當水流在水庫中消散時，溯河魚類的鮭魚可能失去下游方向的感覺，或者可能受到更多的捕食，改變的水化學和其他影響。大壩也會通過改變水質來影響物種。相對恆定的河流量會產生恆定的溫度，
大壩還會破壞沉積物和有機物質的河流動(Ward和Standford1979)。這對於最大的水壩尤為明顯，而通常海拔較低且深潭較小的水壩僅略微改變了自然洪水和運輸週期。隨著河流的減少，懸浮沉積物的承載減少，沉積物從河流中河流出到水庫底部。懸浮在沉積物中的有機物質，為下游食物網提供了重要的營養物質，也會河流失並河流入河流生態系統。
當懸浮沉積物承載減少時，可能發生下游河床和河岸的沖刷，直到重新建立平衡床承載。精練降低了河床和侵蝕河岸坡和河岸區，重要棲息地的許多物種。如果沒有新的沉積物來源，河流旁邊和河流內的沙洲最終會隨著它們所支持的棲息地和物種而消失。此外，隨著河道切割，河岸帶下面的地下水位也會降低。因此，河道切口可導致河道內營養群落組成的不利變化。
相反，當建造和運營水壩以減少洪水損害時，缺乏大型洪水事件可能導致河道加速和二級河道變窄和填充(Collier等，1996)。
圖3.6：農業活動。土地利用活動可在河流流域和河流廊道造成廣泛的物理、生物或化學干擾。
圖3.7：蓄水壩。水壩的規模和用途以及它們對河流廊道的影響各不相同。
圖3.8：水壩的生物效應。水壩可以封鎖溯河魚類和其他水生生物的遷徙。
像水壩一樣，渠道化和轉移會導致河流動廊道的變化。河流河道化和改道可以破壞某些水生生物生命週期中不同時期所需的湍瀨和深潭複合體。渠道化和改變河道道的洪水消減利益也因棲息地多樣性降低，也造成的生態功能損失。渠道化、河岸河床平滑化，減損河流中的有機物生長、蓄積功能及生物棲息庇護空間，均勻橫截面和平滑水泥面(堤壁、護床工)等也將導致生物棲息地減少(圖3.10)。為了使洪水快速排出，清除河畔林與倒伏樹木，既有的水生大型無脊椎動物的棲息地也會喪失(Bisson et al. 1987, Sweeney 1992)。
河流改道對河流廊道的影響取決於改道的時間和水量，以及影響這些物種繁殖或生長的水溫變化。在取水灌溉水的地方，出現非自然的低流量，更容易升高水溫，含氧量降低，可能造成水生生物的壓力或死亡。同樣的，埤塘、攔水堰、大型蓄水池使水溫保持涼爽，釋放的水會導致下游溫度顯著降低，本地魚類可能無法適應引水設施 (圖3.11)。河流改道對溪流的影響與水壩的影響相似。堤防的效果取決於選址考慮、設計和維護實踐。
引水土渠漏水，灌溉用水流失可能造成濕地。滲漏可能支持植被廊道接近簡單的河岸群落，也可能促進外來物種的傳播，如福壽螺、小花蔓澤蘭、布袋蓮、河殼菜蛤、緬甸小鼠、多線南蜥等，都在人為渠道上有很強的適應力。河流改道也會誘捕魚類，導致產卵減少，物種健康下降，魚類死亡。
減少洪災損失的措施包括各種各樣的戰略，其中一些可能與恢復河流廊道的目標不符。防洪牆和堤防可以通過將高流量的河流限制在一個狹窄的範圍內，從而提高水流的流速和抬高洪水高度。當防洪牆設定在距離溪流較遠的地方時，它們可以定義河流廊道和漫灘的部分或全部自然功能，包括臨時蓄洪。與溪流並列的堤壩往往取代河岸植被。樹木和其他河岸植被的損失或減少會導致前面討論的遮蔭、溫度和養分的變化。排水和河流侵蝕
比如基隆河截彎取直，許多濕地已被排乾，以增加建築使用面積。石門大圳、嘉南大圳，採用多種管理措施，以減少河流中懸浮的沉積物承載。然而，測試表明沉積物問題尚未解決。有些人認為，河床的侵蝕，而不是農田的侵蝕，可能是沉積物的來源。河流流域的侵蝕更可能是排水和隨後河流流域逕流模式變化的結果。
圖3.10：河流渠化。河道內的改造，如均勻橫截面和粗化，導致生態衰退。
圖3.11：河流改道。改道是為了提供多種用途的水，包括農業、工業和飲用水供應。
河道自然地在波動的河流動和季節性節奏的環境中進化。適應這種條件的本地物種可能無法生存。對於在洪水季節和河流量較低的枯水期環境中自然進化的河道，這種模式的減少可能導致新的植物和動物的繼承和本地物種的減少。外來物種侵入後，取得種群優勢後，排擠本地物種的生存資源，形成一個穩定性較低的棲息地。原生動物可能無法從這種改變的條件中獲得相同的生存益處，因為它們不會隨著外來種而進化，食物源減少或滅絕。
外來物種的引入，無論是有意還是無意，都可能導致捕食，雜交和引入疾病等中斷。非本地物種與本地物種競爭水分、養分、陽光和空間，並可能對新配置食物網、棲息地，產生不利影響。在某些情況下，外來植物物種甚至可以通過在河床上形成一個密集的，不可穿透的植物叢林，減損河流的遊憩價值。
圖3.12：渠道化與人為改造的河流，外來物種大量繁殖。
案例分析-水庫大壩的干擾影響
河流收集集水區裡的雨水與有機物、養分進入水體，然侯從上游、中游、下游持續進行運作河流生態系統。水獺修築樹枝壩，可以創造魚類棲地，增加食物來源，對生態影響小，甚至還是有益的。人類為了利用水資源，修築大壩，很大程度的改變水文與生物配置，阻斷流動，攔截泥砂。大壩下游河段，得不到泥砂補充與輸送平衡，河床愈加侵蝕淘空。環境基流量得不到保障，許多物種失去棲息地與生存條件，河流也失去自我修復與水質自淨的功能。由於水庫改變地貌，巨量水體的重壓，上游集水區山坡地更為脆弱，更容易引發崩塌，甚至誘發地震。
在河流上建壩會在河流上游形成水庫。水庫的水會向周邊擴散，淹沒原有的棲息地。大面積的土地由於水壩的建造而被淹沒。新產生的水庫的表面積大於原先河流的面積，使得水分更多地被蒸發。這可能使河流水減少流量與水深。水庫亦使溫室氣體排放增加。水庫最初的注水淹沒原有的植被，使得富含碳的植物和樹木死亡和分解。腐爛的組織向大氣大量排放碳。腐爛的植物沉入不含氧的水庫底部，由於缺乏流水來增加水的含氧量，最終分解成甲烷。
水壩還會成為動物在上下游棲息地之間遷徙的障礙，比如鮭魚與鰻魚。水壩阻礙了它們去溯河或降海的生命繁殖周期，減少魚群的數量。因此，人們採取了種種措施來給魚留下通道。新建的水壩常常有人工的「魚道」或「魚梯」。魚群向下游遷徙也會受到水壩的阻攔，造成向下遷徙魚群數量的減少，除非它們能安全經溢洪道游出。水庫的泛濫也會改變河流周邊的濕地，森林和其他棲息地。河岸和下游地區的生態系統亦受到破壞。在沒有水壩的的河流，其自然的泛濫支持著河岸周圍特別豐富的生物種類。
水壩的建立與沒有水壩的情況相比，水庫中的水在冬天更熱而夏天更涼。當水庫水流入河流，河水的溫度也隨之改變。這對水庫和河流中的動植物均會產生影響，使它們的原生環境變得陌生。水庫下游河段的水，由於水量減少、河深變淺，水溫變得更熱，減低溫度調節功能，外來種的七星鱧、福壽螺、琵琶鼠魚更佔據優勢。
圖3.9：河流構築大壩永久性地改變了下游的功能和生態。(南化水庫)
案例分析-美國新墨西哥州野生動物保護區的外來物種控制
奇特的鹽雪松(檉柳)已成為美國西南部許多河道中的主要木本植物。該物種的廣泛分佈可歸因於其能夠耐受各種環境因素及其對人類活動加速的新河流條件的適應性(例如，夏季洪水或沒有洪水，減少或改變地下水位，來自農業的高鹽度尾水，以及草食者河流流域下游的高水位沉積物)。鹽杉在受管制的河流上特別豐富。它迅速控制河岸棲息地的能力導致排除三葉楊，柳樹和許多其他本地河岸物種。檉柳控制在新墨西哥州中游格蘭德河岸修復和增強在德爾博斯克阿帕奇美國野生動物保護區的一個組成部分。天然棉白/黑柳(胡楊)的多樣鑲嵌塊)森林，豆科豆科植物灌叢和鹽草草地受到這種入侵外來物種的影響。整個庇護區的侵染程度差異很大，從孤立的植物到數千英畝的廣泛單一栽培。在過去的10年裡，庇護區已經嘗試過機械和除草劑計畫，以便可行地控制鹽杉。
該庇護區已經嘗試了幾種在本地植物建立之前控制大型鹽杉單一栽培的技術。在庇護區的三個150英畝的單位上使用了除草劑/廣播燃燒和機械技術(圖3.13)。最初，控制策略是在夏末以2夸脫/英畝的速度空中施用低毒性除草劑，然後在一年後進行廣播處方燒傷。這種控制方法似乎有效;然而，燒傷後廣泛的重新分佈表明除草劑可能沒有時間在燃燒前殺死植物。使用重型設備的機械控制是另一種選擇。根耕和耙一直被用作控制鹽雪的技術。用推土機拉動犁，將剩餘根部的雪松根冠從地面下方約12至18英寸處切斷，然後進行根部耙，將根冠從地面拉出以便以後堆疊。
每種技術都有優點和缺點(表3.1)。成本效益是除草劑/燃燒控制計畫的獨特優勢。如果重新分佈很小並且燃燒會消除大部分的空中植被，那麼成本可能會很低。由於除草劑/燃燒計畫可能具有成本效益，因此該技術再次在庇護區進行試驗。成本是由原始除草劑用較不昂貴的除草劑組合被進一步降低。在廣播燃燒之前延遲2年預計將大大減少重新播種，從而使除草劑有效地在整個植物中移動的時間。除草劑應用的缺點包括在水體附近施用的限制和對鹽杉單一栽培中的天然植物殘餘物的影響。機械控制的優點包括已證實的有效性和更徹底的植被準備。缺點包括顯著的場地干擾，設備故障/延誤，以及在較嚴格的粘土中效果較差。這兩種方法都需要設備操作技能，無論是在空中使用除草劑還是在操作重型設備。庇護區上的其他鹽雪蟲侵襲相對較小，由小群植物或分散的單株植物組成。儘管如此，這些補丁斑塊是積極控制的，以防止蔓延。重型設備需要工作空間，通常僅限於1英畝或更大的場地。對於這些較小的區域，前端裝載機已經裝滿了“託管桿”，它可以像根犁一樣去除單個植物根冠。對於小於1英畝的區域，使用來自小型噴霧器的1％溶液製備現場除草劑。到目前為止，已經控制了大約1000英畝的鹽杉，超過500英畝的土地有效地復育了原生的河岸植被群落。控制技術的組合已被證明是有效的，並在未來繼續使用。
圖3.13：鹽雪松(檉柳)場地(a)處理前和(b)後。結合燃燒、化學處理和機械控制科技可以用來控制鹽雪松，給當地植被一個殖民和建立的機會。
表3.1: Bosque del Apache的鹽雪松控制科技。
土地使用活動
農業活動主要為引水灌溉，轉移河流自然流量量，如果在枯水期未能保持最低基本流量，可能導致水溫過高，或水量不足以維持河流生物生存、繁殖。或水量不足以稀釋污染物，無法發揮自淨功能。
農業活動也可能使用肥料、農藥、深耕鬆土或常年種植相同作物，可能導致氮、磷及土壤化學成分，淋溶注入河流水體，導致氮、磷過高(優養化)，或環境用藥、農藥用藥，賀爾蒙、抗生素、殺蟲劑、毒素等，淋溶注入河流水體，導致河流生物組合異常(更不利於本土物種，更有利於強耐受力的外來物種)，或少數物種滅絕。
以大漢溪為例，上游集水區的降雨量甚高，扣除蒸發蒸騰，年逕流量還有7443百萬立方公尺(約佔90%)。目前石門水庫灌溉面積約25,000公頃，節餘用水則改供公共給水之用，目前農業用水供水量約占55%，公共給水則約為45%。除去颱風暴雨的水無法攔截利用，全年能留給河流的流量非常少。
國外一般農業土地不擔心洪氾淹水，洪氾水與泥砂帶來豐富的養分補充，但是台灣地區地狹人稠，土地利用率高，農業地帶堤防防洪標準不斷提高，很多河流構築石砌、硬鋪面、陡峭坡面的防洪堤防。農業活動與河爭地，河流灘地日漸縮小，河堤日漸增高與平滑化(渠道化)。河流廊道逐漸不利於生物生存，棲息地逐漸劣化或流失。(圖3.14)。
圖3.14：嘉南平原的河流渠道化。
農業最明顯的干擾之一涉及去除原生、河岸和高地植被。生產者通常會盡可能多地耕種生產性土地，以提高經濟效益;因此，犧牲植被以增加耕地面積。為了防範洪水，也常會清除河畔植被，台灣地區的河川更有嚴格的種植管理規定，一般不許可高於50cm的植物。大甲溪、高屏溪等許多河川的中下游河段，堤外高灘地還有密集的農業耕作，高灘地的農業整地幾乎不留濱水緩衝植被。河流廊道很難維持自然植物群落結構，自然野生動物也失去很多棲息地。
隨著植被的組成和分佈的改變，結構和功能之間的相互作用變得支離破碎。從河床，洪氾平原和高地去除植被常常與河道的水文和地貌功能相衝突。這些干擾可導致面片流和細溝侵蝕增加，土壤夯實，滲透減少，陸域地表逕流和污染物遷移增加，河床侵蝕增加，河道不穩定以及棲息地受損。
為保護農業系統而實施的防洪結構和河道改造進一步破壞了河道和相關高地的地貌和水文特徵。出於農業目的，河流經常被拉直或移動到“正方形”田地以便更有效地生產並重建為新的剖面和幾何橫截面以適應增加的逕流。河道也經常被修改以增強用於單一目的的條件，例如魚類棲息地，或管理局部河床等條件侵蝕。這些變化引起的一些潛在影響是受損的高地或河灘地地表和地下水流;提高水溫、濁度和pH值;切割河道;地下水位較低;河床失敗;和水生和陸地物種的棲息地喪失。
圖3.15：農地配合機械耕作重劃為網格矩陣，灌排水系也失去自然彎曲，修改拉直為直線河道。已經給平原水系景觀帶來了重大變化。
耕作和土壤壓實會干擾土壤分配和調節景觀中水流的能力，增加地表逕流，降低土壤的持水能力。在速度和體積增大河流通中的上層土壤頻繁。耕作還經常幫助開發硬盤，增加土壤密度和降低滲透性，限制水進入地下。
由此產生的地表水和地下水流量的變化通常會引發切割河道和類似於前面討論的河流修改的效果。
台灣中南部農業地帶，河流豐枯比相當高(南臺灣9:1，中台灣7:3)，枯水期河流水量與灌溉水庫都難以供應農業灌溉用水。抽取地下水為灌溉者很多。地下水用於灌溉和消耗地下水含水層的地表水轉移帶來了河道的重大變化。地下水含水層一直是農業用水的來源之一 (圖3.15)。地下水抽取過多，很容易造成地層不均勻下陷、河道補充水源減少，枯水期的基本流量更難維持。
農業排水可以將濕地土壤轉化為農業生產，從而降低了地下水位。農地網格狀的排水系統將地下水排放集中到點源，與更自然排放的滲漏和泉水擴散源相反。地下水利用與排水系統，建造水道和排水溝構成了擾動的景觀尺度網絡。這些做法已經消了許多野生動物棲息地和減緩逕流需要的自然過濾系統。結果通常是壓縮和誇大的水文圖。
與農業相關的土壤擾動產生的逕流受到沉積物的污染，沉積物是該國主要的非點源污染物。在生長季節施用的農藥和養分(主要是氮，磷和鉀)可以浸入地下水或在地表水中河流動以河流動廊道，溶解或吸附到土壤顆粒上。這些化學物質可能漂移到河道。來自集中圈養的蓄牧動物糞便的不當儲存或處理是河流廊道的化學和細菌污染物來源。以高屏溪地區為例，旗山美濃地區已經嚴格管理離牧，大規模豬隻養殖已不復見，高屏攔河堰上游能夠維持近乙類水質。但是屏東東港溪流域蓄養了數十萬隻豬與雞、鴨，河流水質常年污黑有臭味，為丁至戊類水質。
土壤鹽度是一種自然發生的現象，最常見於洪氾平原和潮濕土壤，湖泊或淺水位的其他低窪地區。進入這些區域的地表水和地下水中的溶解鹽會集中在淺層地下水和土壤中，因為蒸發蒸發會去除水分。在這些景觀中的農業活動可以通過改變植被模式或在沒有充分排水的情況下施用灌溉水來增加土壤鹽漬化的速率。尤其在乾旱和半乾旱地區，灌溉可以將鹽進入河流流域。由於作物不會耗盡鹽分，它們會在土壤中積累。鹽度大於4mm/厘米可以改變土壤結構，導致植物中的鹽毒性，並降低植物吸水的能力。
自然的森林植被是長期由氣候、降雨、地形、日照、坡度等決定物種的組合結構，也有從樹冠層、樹下層、樹底層、地面層、土壤層互相關聯的生態演替結構。並維持長期的穩定與一定程度的自然干擾(天火、洪水)與再生，集水區森林也與河流生態系維持著養分供給、物種遷徙互動的關係。但是人為造林選擇經濟樹種替代天然樹種，森林多樣性減少、病蟲害風險增加，在採伐更替期，土壤擾動、裸露或殘留許多倒伏樹木，都更容易滾落進入河流。比如南台灣地區2009年莫拉克颱風，中南部山區新增4億立方土砂進入河谷，鬆動推移8億立方土砂留在山坡面上。更有數十萬株的大樹漂流於河床，為了山區聚落與橋梁安全，又必須局部疏濬河道、清理倒伏、阻塞河道之樹木。
森林變薄包括去除成熟樹木或未成熟樹木，為剩餘的樹木提供更多的生長能力。最終收穫可以單獨或成群地去除成熟的樹木。這兩種活動都減少了植被覆蓋。由於樹木中約有一半的營養成分位於樹幹中，因此除去樹木後，營養物質的數量減少了。河道內營養水平可以提高。相反，當樹木被移除時，養分釋放短期增加，然後營養水平長期下降。除去樹木會影響河流的質量，數量和時間，原因與農業無植物清理的原因相同。如果從集水區大面積移除樹木，河水流量會相應增加，洪峰延遲時間縮短、地表水土保持能力減弱，坡面侵蝕增加。總體效果取決於去除的樹木數量及其與河道的接近程度(圖3.16)。如果去除最靠近河流的區域中的植被，則可能發生洪峰增加。河岸植被的長期喪失可導致河岸侵蝕和河道變寬，增加寬度/深度比。夏季水溫可能上升，河畔的遮蔭而減少。去除樹木會使河廊陸域野生動物的庇護棲息地減少，改變生物物種組合。如果河畔大部分樹木被移除。可能使進入河流的樹木、昆蟲有機物減少；河流魚類、無脊椎動物、兩棲動物、鳥類和爬行動物的棲息地喪失。
為下一代所需樹木準備收穫區域通常包括使用規定的火或其他方法來製備種子床並減少來自不想要的物種的競爭。
完全去除競爭物種的機械方法會導致嚴重的土壤壓實，特別是在潮濕的土壤中。這種壓實減少了水的滲透性，並增加了地表逕流和侵蝕。將伐木枝榦碎片移除，可能連帶去除土壤中的重要養分。根據所使用的方法，可能從現場清除大量土壤並堆積碎屑，進一步降低土地生產率。適當的用火焚燒，可以調整土地營養物質，以利生長植物的快速吸收與土壤恢復。
導致顯著壓實或減少滲透的機械方法可增加逕流並因此增加進入河流系統的水量。嚴重的機械干擾會導致嚴重的侵蝕和沉澱。相反，破壞性較小的機械方法可以增加土壤表面的有機物質並增加滲透。每種方法都有優點和缺點。
通過機械方式整地清理或用火焚燒可以對野生動物造成直接傷害。如果場地準備移除了大多數競爭植被，就會發生棲息地的喪失。多樣性的喪失可能改變物種的競爭的與演替。
圖3.16：河岸森林。溪邊森林覆蓋有許多重要功能，如穩定河岸和緩和白天的溪流溫度。
圖3.17：集水區與河流廊道畜牧豬、雞、鴨，很容易引起河流水質的重大污染。
溫帶的大陸草原地區，放養著大量的牛和羊。出於多種原因，河道對牲畜特別有吸引力，它們通常生產率高，提供充足的新鮮嫩草。並且水近在咫尺，陰涼處可以使該地區降溫，斜坡也很平緩。除非經過精心管理，否則牲畜可能會過度使用這些河流兩側並造成嚴重干擾(圖3.17)。但是羊會啃食草根，對草類、灌木及小喬木造成嚴重的傷害。河岸帶少了植被緩衝，加劇了水質污染、防洪調節、生物棲息的不利影響。這些負面影響來自管理不善的草食者系統。 (表3.2)。
熱帶地區的畜牧業，以豬、雞、鴨、水產為主，而且未達到經濟規模，經常養殖數千至數萬隻。排泄物、環境洗滌與飼料殘餘的污染是很可觀的，一頭豬的糞便污染是人類的4倍，如果某個地區圈養100萬頭豬，就相當於產生400萬人口的生活污水量。鴨鵝禽類親水，需要在河流污黑爛泥中濾食有機物。飼養魚、龜、蝦、蟹等水產品，除了廣泛使用生長激素、抗生素、化學飼料，還需要持續換水、洗滌。如果缺乏的污水收集與處理系統，將對河流水質造成重大的污染。
畜牧業帶來大量的動物踐踏、啃食，減少了植被覆蓋，增加土壤壓實度，並減少表土的深度和生產力。河畔喬木的覆蓋面積減少會降低遮蔭並增加水溫，儘管隨著河流寬度的增加，這種影響會減弱。來自高地或河床侵蝕的沉積物可通過增加濁度和附著的化學物質來降低水質。在動物密度很大的情況下，糞便物質可以增加高於標準的營養物承載並引入細菌和病原體。高溫和富含營養的水，可能導致溶氧減少，水生動物群窒息。
河流流域和河道中的地面覆蓋面積大量減少，可能減少滲透並增加逕流，從而導致更高的洪峰和額外的逕流量。當減少的覆蓋層增加陸地河流量並防止滲透時，額外的水可以更快地河流入河道，使得河流動峰值在逕流週期中縮短，從而產生更急遽的洪水災害。畜牧引取大量河水，使基流量的減少和暴雨河流量的增加都可能導致更頻繁的環境災害。
河床下降增加會降低河道容量，增加寬度/深度比，迫使水進入河床，並引起河岸侵蝕。這導致河道不穩定，導致系統中的其他調整。，過量的水進入河道而沒有額外的沉積物可能導致河道向下侵蝕，因為增加的河流能量侵蝕河床底部，切蝕河道。
牲畜的踩踏、啃食植物會對河岸造成實質影響。對土壤的影響尤其取決於土壤含水量，土壤壓實是一個主要問題。土壤類型和水分含量的影響顯著不同。非常乾燥的土壤很少受到影響，而非常潮濕的土壤也可以抵抗壓實。但是水岸乾濕交替的土壤通常更容易受到壓實破壞，也可能容易被踩踏移位，造成河岸崩塌。
草食者動物對土壤的壓實會導致土壤容重增加，滲透減少，逕流增加。毛細管作用的喪失降低了水在土壤剖面中垂直和橫向移動的能力。降低土壤含水量可降低沿河岸依賴植物物種的地點容量，並有利於乾旱的陸地物種。牲畜的踩踏可能破壞土坡護岸，造成水岸崩塌和增加沉澱。過度的土壤干擾會導致溝壑形成並最終導致河道延伸和遷移。不受管理的畜牧業，可能顯著改變河流地貌。水岸不穩定性和增加的沉積可導致河道擴大並增加寬度/深度比。可能會導致曲折增加，從而導致進一步的不穩定。精細物質侵入系統可以改變河道底部成分並改變沉積物運輸關係。
過度的畜牧、養殖會導致河邊植被破壞或受到其他物理損害。擁有水岸的物種和削減水岸的損失可以減少魚類和其他水生物種的棲息地。過度沉澱會導致細小沉積物填充河流礫石，從而減少由於缺氧導致的一些魚卵和新孵化魚類的存活。過高的河流溫度可能對許多關鍵魚類以及兩棲動物都是有害的。優先覆蓋物的喪失減少了河岸依賴物種的棲息地，特別是鳥類。
表3.2：牲畜對河流廊道的影響。
無論是開採煤礦、金屬礦、建築石材、石灰岩、河床砂石等，都強烈依賴河流運輸、加工、洗選，對於河流環境產生深遠的影響(圖3.18)。
露天採礦和地下採礦都會損壞廊道。露天採礦方法包括條帶採礦，露天作業，疏浚，砂礦開采和水力採礦。雖然若干這些方法現在已經不再普遍實行的，但是許多河流都因為採礦造成嚴重干擾，而且負面影響持續數十年。這種採礦活動經常導致河道的破壞。
開採石灰岩、大理石等是燒製水泥或建築施工的材料，經過淘洗的河流卵礫石更是混凝土的重要骨材。依賴大量河水洗滌篩選，不僅大規模擾動河床，更顯著提升河流水濁度、化學濃度，降低溶氧、覆蓋低棲附著藻類與水生昆蟲，消減大量河流生物。採礦運輸道路、機械噪音、夯壓河畔土壤，也是對陸域動植物的顯著干擾。遷徙模式的破壞以及類似的困難都會對陸地野生動物產生嚴重影響。隨著向更耐受物種的轉變，物種組成可能會發生顯著變化。生物總量也可能會下降。
運輸，分期，裝載，加工和類似活動導致土壤的廣泛變化，包括表土和土壤壓實的損失。用於建設設施的直接排水減少了河流流域的生產土壤數量。這些活動減少滲透，增加逕流，加速侵蝕，增加沉積。
採礦活動導致的水文條件變化很大，逕流量的增加和表面粗糙度的降低將導致水文過早出現峰值。隨著基流量減少，河流環境也受到損害。
離開河流流域的水量變化與河流流域中不透水表面的數量或減少的滲透量成正比。表土河流失，土壤壓實，植被喪失和相關行動將減少滲透，增加逕流，增加暴雨河流量和減少基河流。由於土壤儲存減少，離開河流流域的總水量可能會增加。
水和土壤被酸性洗礦水和採礦中使用的化學物質污染。由黃鐵礦等硫化物礦物的氧化形成的AMD很普遍。許多硬岩礦床位於硫化鐵礦床中。在暴露於水和空氣時，這種沉積物會發生硫化物氧化，伴隨著鐵，有毒金屬(鉛，銅，鋅)的釋放和過度的酸性。汞經常被用來從礦石中分離出金;因此，汞也河流入了河流。現今使用吸泥機的礦工經常發現大量的汞仍然存在於河床中。目前的堆浸方法使用氰化物從低質量礦石中提取金。如果不仔細管理操作，這會帶來特殊風險。毒性逕流或沉澱物可以殺死河邊的植被，或者可能導致物種轉向更能容忍採礦條件的物種。這會影響許多物種為掩護，食物和繁殖所需的棲息地。
水生棲息地受到幾個因素的影響。酸性採礦作業排水可以用鐵沉澱物覆蓋河流底部，從而影響底棲和飼養生物的棲息地。部分洗礦作業還在水中加入硫酸，殺死了水生生物。單獨的低pH可能是有毒的，並且大多數金屬在酸性條件下表現出更高的溶解度和更高的生物利用度。沉澱物塗在河底可以消除卵存活的地方。由於水質差，覆蓋率下降和食物基礎有限，孵化的魚可能面臨惡劣的河流條件。
圖3.18：露天採礦結果。由於採礦活動，許多河流仍處於退化狀態。
河濱遊憩活動造成的影響量取決於土壤類型，植被覆蓋，地形和使用強度。與遊憩活動相關的各種形式的腳和車輛交通會破壞河岸植被和土壤結構。
螺旋槳清洗和水置換可以破壞和懸浮海底沉積物，增加水岸侵蝕，迷惑或傷害敏感的水生物種及河畔濕地。船隻或裝載設施的廢物排放或意外洩漏可能會給系統帶來污染物。河流動廊道的集中和分散遊憩用途都可能引起干擾和生態變化(圖3.19)。露營，狩獵，釣魚，划船和其他形式的遊憩活動可能會對鳥類群落造成嚴重干擾。生態破壞主要源於遊憩活動的需求。
在地狹人稠的都市區，許多地方政府將河濱洪氾區開發為河濱公園，使用的人愈多，不透水鋪面、球場、停車場、自行車道、遊憩設施愈建愈多。導致侵蝕和棲息地減少。當步道、自行車道穿過河流、平行河岸或密集使用會破壞河岸植被時，河道的擴大可能會發生(圖3.20)。在河流可以支持遊憩船舶的區域，該系統易受其影響
圖3.19：休閒划船。螺旋槳清洗和油料意外洩漏會降低水流條件。
圖3.20：河濱公園不透水鋪面與設施日漸增加，嚴重破壞河流廊道的生態功能。
河流水系周邊的都市化對河流復育我們提出了特殊的挑戰。都市區域的河流與森林，農村甚至農業河流流域的河流具有根本不同的特徵。河流流域中不透水覆蓋的數量可以用作預測這些差異有多嚴重的指標。由於都市地區建築、道路、停車場、廣場都是不透水鋪面，只有10％的地表逕流水會回歸河川。在暴風雨事件期間，不透水覆蓋物直接影響城市河流(圖3.21)。根據河流流域不透水覆蓋的程度，每年的雨水逕流量可以增加其前期開發率的2至16倍，地下水補給量也會相應減少(Schueler1995)。
城市河流的獨特特徵往往需要獨特的河道復育策略。例如，我們必須認真考慮已經發生或預計會發生的高地開發程度。在大多數項目中，建議或甚至有必要調查是否可以在河流流域內提供上游滯留或保留，以至少部分地復育先前的水文制度。城市河流中的一些關鍵變化值得河流修復我們特別關注，將在以下小節中討論。
人口密集的都市區，依賴水庫大壩攔取河流上游集水區的降水，通過自來水系統供應城市居民使用，也依賴下水道系統收集生活污水，經污水處理場直接排放下游或直接注海。河流減損了大量的自然水量，水庫攔截泥砂，河流也喪失了輸砂功能。
與相關的洪峰河流量平灘河流量(即1.5〜2年一遇暴雨)大幅在城市河流幅度增加。此外，河道每年都會遇到更多的水岸洪水事件，並且會在更長的時間間隔內暴露於嚴重的侵蝕速度(Hollis1975，Macrae1996，BoothandJackson1997)。
由於不透水覆蓋物可防止降雨滲入土壤，因此可用於補給地下水的河流量較少。因此，在無雨長時間，基河流水平通常降低在城市河流(Simmons和雷諾數1982)。
定義了預發展河流河道幾何形狀的水文機制不可逆轉地在更頻繁的基礎上向更高的河流速變化。城市河流中較高河流量的事件能夠比以前更多地在移動沉積物中進行“有效工作”(Wolman，1964)。城市河流的習慣性反應是增加其橫截面積以適應更高的河流量。這是完成由河床下切或河岸增寬，或兩者的組合。城市河道通常將其橫截面積擴大2到5倍，這取決於高地河流流域的不透水覆蓋程度和發育年齡(Arnold等，1982，Gregory等，1992和Macrae)1996年)。
河流河道不僅通過調整其寬度和深度，而且通過改變它們的梯度和曲折來對都市化做出反應(Riley1998)。城市河道也進行了大量修改，以保護鄰近地區免受河床侵蝕或洪水的侵襲(圖3.22)。源頭水流經常被封閉在雨水渠中，而其他水流則通過重型石頭進行河流渠道化，河岸與河床混凝土、重結構化。城市河流獨有的另一種改造是在河道下方或平行於河道下安置衛生下水道。河流的濕潤周長是被覆蓋的河道的總橫截面積的比例在乾燥天氣期間河流水。它是城市河流中棲息地退化的重要指標。考慮到城市河流在其基河流速率下降的同時形成更大的河道橫斷面，因此必然會使濕潤的周邊變小。因此，對於許多城市河流而言，這導致非常淺的低河流量河道在非常寬的河床上徘徊，經常改變其橫向位置以響應暴雨。
比如基隆河內湖河段截彎取直工程，河流失去進入平原盆地的緩衝濕地，造成中游河段汐止地區淹水，與下游河段不易宣洩。還要耗費龐大資源整治中游河段與下游河段的洪水威脅，還要預防後續的問題。
城市河道中的侵蝕速度驚人，再加上活動建築工地的沉積物侵蝕，增加了城市河流的沉積物排放。研究人員已經證明，河道侵蝕占城市河流總沉積物預算的75％(CrawfordandLenat1989，Trimble1997)。與非城市河流相比，城市河流的沉積物排放量往往更高，至少在活動河道擴大的初期階段。
暴雨期間城市河流的水質一直很差。城市雨水逕流含有中到高濃度的沉積物，碳，營養素，微量金屬，碳氫化合物，氯化物和細菌(Schueler1987)(圖3.23)。儘管關於雨水污染物濃度是否實際上對水生生物有毒仍存在相當大的爭議，但研究人員一致認為，河床中沉積的污染物會對河流群落產生不良影響。
無論採用何種具體指標或方法，城市河流都經常被評為具有較差的河道棲息地質量。棲息地退化的例子往往是水窪和湍瀨結構的喪失，河床沉積物的嵌入，淺水流動，侵蝕和不穩定的河岸以及頻繁的河床河流量變化。大型木質碎片(LWD)是許多低階河流水系的重要結構組成部分，形成複雜的棲息地結構。
許多形式的城市發展本質上是線性的(例如，道路，下水道和管道)和交叉河流廊道。河流過境的數量與不透水覆蓋物的比例直接增加(Mayetal.1997)，許多過境點可能成為上游魚類遷徙的部分或全部障礙，特別是如果河床侵蝕到涵洞或管道的固定高度以下。
河岸森林生態河流所發揮的重要作用往往降低城市河流流域由於樹木覆蓋是沿著河流往往部分或全部刪除的結果發展(圖3.24)。
即使保留了河流緩衝區，侵占也常常會降低其有效寬度，本地物種會被外來種的樹木，藤蔓和地面覆蓋物所取代。1到4攝氏度(Galli1991)。由於溫度在河流中的生物和非生物反應的速率和時間中起重要作用，因此這種增加對河流有不利影響。在一些地區，夏季河流變暖可以不可逆轉地將冷水流轉變為冷水甚至溫水流，對鮭魚和其他溫度敏感的生物體產生有害影響。
城市河流的特點是公平到貧瘠的魚類和大型無脊椎動物的多樣性，即使在河流流域不透水覆蓋或種群數密度相對較低的水平上也是如此(Schueler1995，Shaveretal.1995，Couch1997，Mayetal.1997)。復育前期魚類群落或水生多樣性的能力受到許多因素的制約-碳供應，溫度，水文學，缺乏河道棲息地結構以及限制自然重新定殖的障礙等不可逆轉的變化。
表3.3 概述了與主要土地利用相關的干擾活動及其改變河道功能的潛力。干擾的許多潛在影響是累積的或協同的。復育可能無法消除所有干擾因素;但是，解決一兩個干擾活動可以大大減少剩餘的影響。管理的簡單變化，例如在農田中使用保護緩衝帶或管理牲畜進入河岸地區，可以基本上克服不希望的累積效應或協同相互作用。
圖3.21：不透水覆蓋與地表徑河流之間的關係。地表徑河流不透水性新增。在一個河流流域中，只有10%的不透水覆蓋物會導致河流退化。
圖3.22：都市河道改造引起的水文變化。
圖3.23：都市河流水質。地表徑河流攜帶大量污染物進入都市河流，導致水質持續惡化。
圖3.24：河岸侵蝕與破壞。當河岸帶緩衝空間被移除用於建築開發時，引發災害。
表3.3：土地利用活動的潛在影響。
第2部分 擬定河道復育計畫
第4章：組織和識別問題和機會
第5章：發展目標，目標和復育替代方案
第6章：實施，監控，評估和調整
一個詳細考慮和設計的河道復育計畫是任何復育的努力至關重要。復育計畫建立了一個框架，用於記錄在廊道內運行的過程，形式和功能，識別擾亂或消除這些功能的干擾，以及規劃和實施復育活動。復育計畫是基重耀基礎。
■問題解決框架-復育計畫建立了一個框架，用於解決關鍵河流廊道路復育問題，問題和需求。因此，它可以防止脫節的決策，並有助於組織復育活動。
■記錄過程結果-復育計畫通過概述復育過程作為所有後續活動的記錄。結果，該計畫成為可能將“經驗教訓”轉移到其他進行復育工作的團體，並幫助復育過程合法化。
■溝通和外展-該復育計畫用於將廊道復育過程的要素傳達給公眾和其他有關方面。它還具有重要的象徵功能，因為它代表了多個合作夥伴的共同願景。
復育計畫的總體目標將根據當地的需求和目標而有所不同。每個廊道復育計畫都有獨特的生態，社會和經濟條件，這些條件決定了滿足特定需求和不斷變化的環境的活動。儘管存在這些差異，復育計畫應該強調河道的生態完整性。
關於範圍的註釋
雖然這些章節中提出的概念適用於所有復育計畫，但組織結構可以簡化為較小的修復。並非所有修復體都複雜或昂貴。有些可能就像在河道中管理資源的方式稍有變化一樣簡單，只涉及較小的成本。然而，其他復育計畫可能需要大量資金實現計畫復育目標所需措施的複雜性和程度。鑑於復育計畫目標的多樣性，本書的第二部分側重於識別和解釋一個課題。每個倡議都應遵循的復育計畫制定過程。該過程的特點是由幾個步驟組成的決策過程(見圖示)。這些基本步驟包括：組織有序;識別問題和機會;制定目標和目標;選擇和設計修復方案;和實施，監測，評估和適應。這些步驟中的每一步都可以集成到任何特定於程序或機構的復育計畫過程中。另外，這些步驟由於立法授權或內部機構指令而作出的努力。在廊道中具有特殊文化或經濟利益的公民團體或團體(例如，土著部落，體育漁民)也可以啟動復育工作。還有一些人可能會進行河道復育，作為基礎廣泛的合作倡議的一部分，該倡議來自各種資金來源並解決各種利益和目標。
伴隨著對形勢的認識和復育努力的啟動，是“解決方案”的初步提案。從問題/機會識別到識別初始“解決方案”的這種幾乎瞬間的飛躍發生在幾乎所有涉及水和多個土地所有者的倡議的形成階段。這種瞬間的飛躍可能並不總能解決問題或確定機會的真正原因，因此可能不會導致問題成功的復育計畫。通過計畫制定的邏輯過程來實現的項目往往更加成功。
無論復育計畫的起源或引入擬議的“解決方案”，復育計畫過程的領導重點都必須在地方一級;即，推動行動，擁有土地，受影響，可能受益，誰可以做出決定，或誰可以領導的人。通過這種本地領導，可以實施邏輯的，迭代的復育計畫開發過程。通常，這種方法將涉及回到問題或機會的識別，並意識到情況不像最初認為的那麼簡單，需要進一步的定義和改進。
本章重點介紹河流式廊道復育計畫制定的兩個初始步驟-組織和問題/機會識別。該本章分為兩個部分，並討論了每個初始步驟的核心組成部分。
第4.A節：組織起來
本節概述了在進行河廊復育時應考慮的一些組織因素。
第4.B節：問題和機會識別
一旦部分組織後勤工作得到解決，就需要確定影響河道生態系統的干擾以及由此產生的問題/機遇。B節概述了問題/機會識別過程的核心組成部分。規劃修復工作時最常犯的錯誤之一是未能確定要解決的問題的性質以及它們何時，何地以及究竟如何影響河道。
圖P2 河流廊道恢復計畫制定過程