浅谈中医思维在水生态修复中的应用
转：水生态信息网 2021-04-19
2018年4月习近平总书记实地考察长江，曾痛心地形容长江：“病了，病得不轻了”，并开出了行之有效的方子，“治好长江之病还是用老中医的办法，追根溯源、分类施策。开展生态大普查，系统梳理隐患和风险，对母亲河做一个大体检。祛风驱寒、舒筋活血、通络经脉，既治已病，也治未病，让母亲河永葆生机活力。”习近平总书记的方子，形象阐述了水生态修复的中医思维。
2018年4月总书记视察长江
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一、水生态修复概述
水生态系统由水生生物群落与生境共同构成的具有特定结构和功能的动态平衡系统。其中生物是生命系统，生境是生物的生命支持系统。生境与生物群落具有统一性，有什么样的生境就造就什么样的生物群落。生态系统具有自我调节能力，水生态系统破坏基本机理是外界干扰的压力超过水生态系统的自我调节能力。水生态修复以停止人为干扰为前提，以生态系统自我调节能力为主，并辅以适度的人工措施。水生态修复的主要任务包括生境修复和水生生物群落修复，其中生境修复包括水质提升、水文条件改善、地貌修复（如河流纵向连和横向连通性修复、河流纵向和横向的多样性、河床材料的透水性等）；水生生物群落修复主要指恢复生物多样性和生态结构完整性。
水生态修复主要任务
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二、中医与水生态修复相似性及启发
中医是在古代朴素的唯物论和自发的辨证法思想指导下，通过长期医疗实践逐步形成并发展成的医学理论体系，主要特色包括整体观、平衡观、辨证观和养生观等。水生态系统和人体都是有机“生命体”，都具有自我调节和恢复能力，水生态系统退化或受损如同人体生病，水生态修复与中医在指导思想和诊疗方法上必然存在共通之处。
1、整体观——水生态系统是个有机生命体
中医认为人是一个有机整体，以五脏为中心，通过经络，把六腑、五体、五官九窍、四肢百骸等全身器官组合成一个有机整体，并通过精气血液的作用，完成机体统一的功能活动。就病理变化而言，各脏腑组织之间，各局部与整体之间，在病理上可相互影响、相互传变而产生复杂的病理变化。人与外界环境的统一性，人的生命活动规律以及疾病的发生等都与自然界的各种变化（如季节气候、地区方域、昼夜晨昏等）息息相关。水生态系统也是有机生命体，具有整体性。(1)生境与生物群落的统一性。有什么样的生境就造就什么样的生物群落。如高温、静水、透明度低、光照强、磷高氮低的水体，适于蓝藻生长，容易爆发蓝藻水华。又如河流的蜿蜒性使得河流形成急流和浅滩，形成急流生物群落和缓流生物群落，急流生物为了在高流速中生存，一般具有流线型的体型，或扁平体型。生境多样性是生物群落多样性的基础。(2)水生态系统结构整体性。水生态系统以水为载体，生物群落间形成食物链和食物网，相互依存，相互制约，相互作用，实现能量流动、物质循环和信息传递。(3)空间尺度的整体性。河道以水为载体，上下游、干支流构成有机整体。上游污染可以影响下游；上游建坝可以影响千里之外的河口咸潮入侵和鱼类洄游。同时，水体的上、中、下层也是有机整体。如底泥内源污染直接影响上覆水的水质；根据鱼的食性，可以分为上层鱼、中层鱼和下层鱼。(4)水生态系统与外界环境的统一性。水生态系统与气候条件息息相关，气候变暖、降雨形态改变、极端天气频发等都会给水生态系统带来严重影响。在当前水环境治理和水生态修复工程实践中存在的误区，其实质就是对水生态系统的整体性认识不清。典型的问题有：
河道硬化制约河流生态系统的整体性构建。河床和岸墙硬化不利于微生物附着，无法满足水生植物的生长，无法为鱼类等水生动物提供栖息、繁殖的场，生态系统全局性损毁，水体自净能力差。
忽略岸上、岸下的整体性，截污未完成，在河道进行水质提升。科学的做法应该是“水陆同治”。
忽略上游与下游的整体性，上游污染严重没治理，在下游河道原位强化处理。
忽略水质与水生态局部和整体的关系。一是污染治理与生态修复不同步，污染源头未采取措施，就在河道进行水生态工程，水生动植物难以存活，水生态系统无法在此环境下构建成功。二是治污与治水本末倒置。水质对于水生态系统是局部和整体的关系，以“水质好”为治水的终极目标，而不是以“水好”（构建水生态系统，恢复水体自净能力）为目标。甚至为水质达标，大量使用化学药品，实际上使得水体大伤元气，如同重病出院的病人，虽然各项体检指标正常，但身体虚弱，抵抗力差。在水体里花再大的代价，最终污染还是“反复治，治反复”。
水生态系统结构整体性
水生态系统空间尺度整体性
2、平衡观——水生生物群落之间相生相克维持水生态系统动态平衡
中医借鉴了我国古代的阴阳五行学说，认为疾病的基本病理机制是病邪作用于人体而引起的体内阴阳失衡。五脏（肝心脾肺肾）对应五行（木火土金水），五脏之间相生相克，以维持机体的生理平衡和功能稳定，当五脏中的某一脏有病，可以通过母子相及和乘侮等传变形式影响到其他四脏。中医的治疗原则有调节人体阴阳平衡、补母泻子、抑强扶弱等。
中医平衡观——“五行”理论体系
水生生物群落包括藻类（浮游植物）、浮游动物、细菌、底栖动物、水草、鱼类等。水生物群落间通过食物链、食物网和营养竞争等关系形成相生相克关系，维持水生态系统的动态平衡。如鱼与草存在相生相克关系：草“生”鱼，体现在水草光合作用产氧，为鱼类生活提供适宜环境，水草为鱼类摄食、产卵和避难场所提供场所。鱼“克”草，体现在鱼会吃草，草鱼吃60～80公斤水草才能长1公斤肉；鱼类捕食搅动底泥引起水体浑浊，不利于水草光合作用。再如，水草与藻类存在相克关系：竞争营养盐；水草分泌化感物质抑制藻类生长；藻可以在水体上层，降低水体透明度，影响水草光合作用。又如细菌与草存在相生关系：细菌降解有机物可为水草提供无机盐；水草的根系及叶面是天然的生物膜；水草光合作用为细菌降解有机物提供氧气。再如藻类之间也存在相克关系，它们存在生存空间和营养盐的竞争。湖塘等水体可以利用蓝藻、绿藻和硅藻之间营养盐竞争，通过水体中补充芽孢杆菌、光合细菌、硝化细菌等等有益菌类，降解水体和底泥有机物“肥水”，促进绿藻和硅藻大量繁殖，防治蓝藻水华。下图为封闭浅水湖塘水体生物群落相生相克关系示意图。通过下图，可以解释外来污染为什么会使健康“草优型”系统如何失衡退化转化为“藻优”型系统。一个“草优型”生态系统草、虾、鱼和谐共存，维持相对平衡状态。随着外来污染物增加，水体营养物质增加，浮游植物开始繁殖，水体透明度降低；水体透明度降低，沉水植物光合作用减弱，生长受到抑制；沉水植物与浮游植物属于相克关系，沉水植物生长受到抑制，则藻类繁殖更加迅速。经过一段时间的此消彼长，沉水植物逐步消失。沉水植物逐步消失，对抑制底泥悬浮的过滤功能减弱，底层鱼类觅食搅动引起的底泥悬浮进一步加重水体混浊，进一步不利于沉水植物生长。沉水植物消失，小鱼、小虾等水生动物因无避难场所和栖息环境，也逐步消失，以沉水植物为食的鱼类也逐步消失。最后就形成了藻优型水生态系统，主要生物群落是藻类、浮游动物、滤食性和杂食性鱼类。水生生物群落之间相生相克，牵一发可能动全身。水草、鱼、藻等生物都是有能量的生命体，代表着水生态系统的某一局部功能，局部功能丧失最后会引起整个系统退化或崩溃。以笔者2018年调研的东莞某湿地水绵爆发案例为例。东莞某人工湿地，2017年因洪水导致沉水植物消亡，主要湿地生物是沿岸种植的美人蕉、旱伞草等挺水植物，水生动物主要以福寿螺和罗非鱼为主。2018年4月，湿地养护单位为消灭福寿螺，投加杀螺剂，结果引起鱼大规模死亡，5月全塘水绵爆发。原因在于，投加杀螺剂前，水生态系统虽然生物多样性单一，但也基本处于平衡，罗非鱼可以摄食一定福寿螺幼螺，抑制福寿螺的过度繁殖；同时罗非鱼觅食会搅动底泥，引起水体混浊，可以抑制水绵等藻类生长；在缺乏食物时，罗非鱼也会摄食水绵。而投加杀螺剂，杀螺的同时把鱼也全部杀死，这时生态系统平衡彻底崩溃。鱼全部消灭之后，水透明度大幅度提高，再加上温度适宜，形成了适宜水绵生长的环境。水绵没有天敌，短时间内就大规模爆发，覆盖整个水面。水生生物之间的相生相克关系是水生态修复的重要依据。食物链、食物网关系越复杂，生物多样性越丰富，水生态系统越稳定，水生态系统对外界的抵抗力和恢复力越强，越不容易产生水质恶化、藻华等不良现象。藻类（浮游植物）、浮游动物、微生物、底栖动物、水草、鱼类是水生态系统的五大功能系统，如同人体五脏，相互制约、相互依存，其中以水草系统和微生物系统最为关键，是水生态系统的“本”，水生态修复一般从微生物和水草着手。
浅水湖塘水生生物群落相生相克图
沿箭头方向 + 表示相生（有利于）， - 表示相克（不利于）
3、养生观（治未病）——构建和维护水生态系统是预防水质恶化、藻华等不良现象的根本
中医强调预防为主，主张“未病养生”。养生是以传统中医理论为指导，调理身体阴阳气血等平衡，增强人体抗病能力，让人体少生病、不生病，纵使得病也能尽快痊愈，痊愈后少复发。固本培元治未病是中医养生的基本原则之一。脏腑功能强健，则阴阳协调，“正气内存，邪不可干”。如脏腑功能衰退或失常，则防病抗邪的能力降低。养生保健重在摄养脏腑，增强脏腑功能。而肾为先天之本，脾为后天之本，调摄脏腑以脾肾为先。
中医养生观
水生态修复同样需要“治未病”思想。一是治水不仅着眼于水质提升，更要着眼于水生态系统构建。水质是标，水生态系统是本。水生态系统不可避免地会受到干扰，如截污不完全导致的水体污染。只有建立水生态系统，恢复良好的自我调节能力（包括水体自净能力），才可以从根本上预防水质恶化、藻华爆发等不良现象。藻类、浮游动物、细菌、底栖动物、水草和鱼类是水生态系统的五大功能系统，其中以水草系统和细菌系统最为关键，水生态修复的“固本培元”一般先从细菌和水草着手。二是水生态系统也需要养生。初步修复完成的水生态系统“身体虚弱”需要建立长效的管理和维护机制，否则验收成功短期内效果良好，不久系统又将失衡甚至崩溃。水质良好但水生态系统不健全的水体，也要“固本培元”，改造成增强水体的自净能力。以东莞万江区东湖为例。该湖位于小享社区中心地段，湖面约15000m2，水深约1.5～3.0m。该湖治理前水体处于富营养化，蓝绿藻等藻类频发。采用珠江水利科学研究院专浮岛式生态处理系统进行“固本培元”，显著改善了水生态系统结构，增强水生态系统的抵抗力，治理后至今未爆发藻华。
东莞东湖——浮岛生态系统“固本培元”
4、辨证观——水生态修复要抓住主要矛盾，不能“头痛医头，脚痛医脚”
辨证论治是认识疾病和解决疾病的过程，是指导中医临床工作的基本原则。“证”是指疾病的病理，“症”是指疾病的临床表现。辨证是通过“望闻问切”分析判断病理的过程。论治是根据辩证结果确定相应的治疗方法。中医治病不是着眼于病，而是着眼于证。同一疾病在不同的发展阶段，可以出现不同的证；而不同的疾病在其发展过程中又可能出现同样的证。证同治亦同，证异治亦异；同病可以异治，异病可以同治。例如，感冒“症”相同，都是头身疼痛，但证可能是风寒感冒，也可能是风热感冒。只有辨别清楚是风寒还是风热，才能确定恰当有效的治疗方法，风寒选用辛温解表，风热选用辛凉解表方法，而不是单纯“见热退热”、“头痛医头”。
中医辨证观及辨证论治
辨证观应用于水生态修复，要求针对不同的河、湖、塘、水库，具体问题具体分析，因地因时制宜，“一河一策”、“一湖一策”。水生态修复的“辨证”，要把表面“症状”和局部问题放到整体中去考虑，要考虑生境与生物的联系，上游与下游的联系、干流与支流的联系，岸上与岸下的联系（如黑臭在河里，根子在管网），水生态系统与外界环境的联系（如富营养化与气温有关），生境与生物群落的联系（如河流鱼类繁殖与水库建设引起河流生境碎片化有关），水生生物群落之间的联系（如菌相可以决定藻相），以及水生态修复阶段性与全局性的联系（如水质提升是水生态修复的阶段性目标）等等。水生态修复的“望闻问切”包括和水生态监测和污染源调查等。“论治”就是根据“辨证”结果，采取科学、经济、合理的治理措施。
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三、辩证论治案例运用
下面以黑臭湖塘水生态修复、河道黑臭水体治理、水库（湖塘）蓝藻藻华治理为例，阐述水生态修复辩证论治。
1、黑臭湖塘水生态修复
黑臭水体的水生态修复一般可以分为3个阶段，不同阶段“证”不同“治”亦不同，见表1。以暨南大学华文学院校园景观湖龙湖为例。龙湖水域面积3500m2，水深1～2m，水体不流动，常年有少量生活污水进入，水体黑臭。其“证”在于长期的污染物累积，加上水体不流动，水体复氧能力不足，导致的水体黑臭。要求在不清淤的前提下治理。治理大致分为三个阶段：第一阶段，推流曝气机增加水体溶解氧，加速水体循环，逐步恢复水体自净能力；第二阶段，适当降低水位，布设浮岛，种植狐尾藻、黑藻等耐污性强的先锋植物，进一步去污控藻，提高透明度，为沉水植物生长创造条件；第三阶段，优化沉水植物结构（苦草面积占60%，黑藻、金鱼藻、睡莲等占40%），并投放底栖动物、肉食性鱼类等，构建良性水生态系统。
暨南大学华文学院龙湖水生态修复后实景（水下森林）
2、河道黑臭水体治理
断头浜水力控导示意
3、蓝藻藻华治理
蓝藻藻华成因复杂，与气温、水质、水流、水文、水生生态系统结构等都有关系，证不同，治亦不同。以江西省寻乌县九曲湾水库蓝藻治理为例。该水库是寻乌县城区居民的唯一供水水源地，一般在4月～10月之间爆发蓝藻水华。首先基于水生态调查及污染源调查对水库蓝藻爆发成因进行“辨证”：（a）上游果树种植及上游河道农村生活污水排入导致水库总氮、总磷指标；（b）具有滤（捕）食蓝藻种群的鱼类以及浮游动物缺失。“论治”的总体思想：综合治理，削弱“生”藻要素，加强“克”藻要素，主要采用以下5方面治理措施：一是通过上游截污、生态前置库工程减少总氮、总磷入库量；二是通过生态浮岛、沉水植物人工沉床及生物网膜等，改善水库库区内的生物栖息地环境；三是采用上流式太阳能活水设备，打破水体垂直分层，加强表面水流扰动，抑制蓝藻生长；四是放养大量鲢鳙鱼、蚌类、螺类等滤食性水生动物，完善水生态系统结构和功能。经过治理，九曲湾水库库区总氮1.26mg/l降为0.65mg/l，总磷从0.05mg/l降为0.02mg/l；藻类细胞密度总和分别下降了79.4%和85.4%，蓝藻细胞密度平均值分别下降了88.5%和97.7%。
九曲湾水生态修复工程
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四、小结
根据中医思维，研究提出水生态修复主要观点如下：（1）水生态系统的整体性决定水生态修复的复杂性，既不能头痛医头脚痛医脚，也不能千篇一律的系统治理，而是“辨证”（即抓住主要矛盾）前提下的系统治理。（2）水生态系统依靠水生生物群落之间相生相克以维持动态平衡。藻类、浮游动物、细菌、底栖动物、水草和鱼类均代表着水生态系统的某一局部功能，局部功能之间相互影响，某一功能受损或过亢会影响整体功能。水草系统和细菌系统最为关键，水生态系统之“本”。（3）水生态系统重在固本培元治未病。治水的根本是构建具有活力、组织力和恢复力的水生态系统，而不是仅仅着眼于水质。水生态修复既要重视治理，也要重视维护。（4）水生态修复如同良医用药。技术上有3个关键要素：一是基于水生态调查基础上的“辩证”，要考虑生境与生物的联系，上游与下游的联系、干流与支流的联系，岸上与岸下的联系，水生态系统与外界环境的联系，生境与生物群落的联系，水生生物群落之间的联系，以及水生态修复阶段性与全局性的联系等等；二是要能开出良方，在深刻认识水生态修复单项技术（如水力控导技术、浮岛技术、人工湿地技术、沉水植物技术、底泥改良技术、絮凝技术、微生物强化、水生生物多样性构建等）机理和效果的基础上善于打“组合拳”；三是要有良药，就是拥有科学、经济、高效三位一体的技术、工艺或设备。
