总结
1.世界人口越来越城市化，溪流和河流作为景观的低点，对与城市化和集水区郊区化相关的变化特别敏感，并受到其深刻影响。
2.河流恢复是一种越来越流行的管理策略，用于改善退化城市溪流的物理和生态条件。在城市集水区，雨水管理、河岸稳定、河道重新配置和河岸重新种植等多种管理活动可以被描述为河流恢复项目。
3.城市溪流的恢复比人口较少的集水区的恢复更昂贵，也更困难。高财产价值、细分的土地和密集的人类基础设施（如道路、下水道）限制了城市河流恢复方案的空间范围，而暴雨水和相关的沉积物和污染物负荷可能限制了恢复项目逆转退化的潜力。
4.为了有效，城市溪流恢复工作必须纳入更广泛的集水区管理战略。一个关键的科学和管理挑战是制定标准，以确定何时城市河流恢复的设计方案受到如此大的限制，以至于恢复到参考或城市化前的条件是不现实或不可行的，以及何时河流恢复是改善这些退化生态系统生态状况的可行和有效的战略。
介绍
未来30年?多年来，预计到年，世界上几乎所有的人口增长都将发生在城市地区，其中60%以上的人口在城市地区（UNPD，）。城市地区根据人口密度有不同的定义。例如，美国人口普查局将城市地区定义为人口密度至少为每平方公里人的核心地区和总密度至少为每个平方公里人的所有周边地区。UNPD（）预测，由于农村向城市迁移和农村向城市转变，城市地区的增长率将几乎是世界人口增长率的两倍。发达国家75%的人口已经生活在城市或城市附近，但即使在这些地区，预计人口规模也会大幅增长（UNPD，）。例如，在欧洲和北美，到年，居住在城市地区的人口比例应达到85%（UNPD，）。预计整个发展中世界的城市人口增长将更加迅速（UNPD，）。
这种增长和人口再分配对生态的影响是深远的。城市化造成的森林和农业用地损失影响了当地气候和空气质量，改变了能源和营养流，并导致当地生物多样性下降（Vitousek等人，年；Grimm等人，年；Alberti等人，年；Dudgeon等人，年）。由于流水占据了景观中地势最低的区域，它们综合了土地利用变化的影响，因此对城市化非常敏感。随着土地上的植被被清除，取而代之的是大量的不透水表面，如沥青、混凝土和屋顶，流入溪流的径流量增加；受纳河流的水文和地貌发生了根本性的变化；生态变化的后果可能是严重而复杂的（Wolman，；沃尔什，年；Paul和Meyer，年）。城市化同时增加了水和营养物质的负荷，同时简化了接收河道，将城市河流从一个正常运行的生态系统变成了一个高效的排水沟。
对土地利用变化可能对河流系统提供人类生活所依赖的生态和社会服务的能力产生影响的担忧（PostelRichter，）导致了对城市河流恢复的重大投资的启动。此外，由于美国约17%的城市土地位于百年一遇的洪水区，恢复城市地区的河流泛滥平原和湿地可以减少洪水造成的死亡和财产损失，这一认识推动了投资（Palmer，AllanMeyer，）。事实上，河流和溪流恢复已经成为一种世界性现象，也是一项蓬勃发展的事业（例如，NRC，；Henry，Amoros和Roset，年；Carpenter等人，年；Bernhardt等人，年）。城市河流恢复的目标应该是恢复非城市河流的生态结构和功能的本质，并重建这些生态属性的自然时间和空间变化，而不是稳定的条件（例如Palmer等人，）。在某些情况下，城市河流恢复工作试图通过重塑河道、控制栖息地异质性和重新种植河岸植被来扭转数十年来的物理退化，以使河流生态系统恢复到非城市的“参考”条件。然而，在许多城市环境中，被称为“河流修复”的管理活动几乎完全专注于稳定河岸，以保护下水道和建筑物等基础设施。
在本文中，我们（i）简要总结了城市化对溪流的影响；（ii）研究目前可以和正在做什么来恢复城市溪流；以及（iii）考虑到限制城市环境中恢复选择的众多因素，是否以及何时应尝试恢复城市溪流。
城市溪流：水文复杂，地貌简化，生态功能减弱
最近发表了关于城市地区溪流排水的快速扩展的文献的优秀评论（PaulMeyer，；Walsh等人，b），因此我们在这里只简要描述了城市化的影响。最明显和直接的后果是，在施工阶段，不透水表面积增加，从而增加了流入受流的径流、更高的峰值流量、更大的水出口和更高的泥沙量（DunneLeopold，；ArnoldGibbons，；McMahonCuffney，；Rose和Peters，；NelsonBooth，；Walsh、Fletcher和Ladson，a）。随着时间的推移，随着集水区的建设（新的建设减缓或停止），水文变化仍然存在，但向溪流输送的泥沙量急剧减少（Trimble，；Wheeler、Angermeier和Rosenberger，），导致河道侵蚀，有时还会导致河道宽度和深度（切口）急剧增加（Booth，；Leopold、Huppman和Miller，）。河道形态的这些变化使河流与其泛滥平原断开，减少了弯曲度，并使河流剖面均匀化（Hammer，；道格拉斯，年；罗伯茨，年；布斯，年）。Leopold，HuppmanMiller（）将这些水文地貌变化描述为小流域“城市化周期”的一部分。历史上，密封和管道排水系统以及渠化加剧了这些影响，渠化通常用于减少横向河道迁移和管理流量，以保护城市基础设施（DunneLeopold，）。
最近的一些论文为这些公认的水文地貌模式添加了生态学观点（例如，Wang等人，；Murdock，RoelkeGelwick，；Grimm等人，；Groffman，Dorsey和Mayer，；Harbott和Grace，；Kominkova等人，年；Meyer，Paul和Taulbee，年，Morgan和Cushman，）。类似于利奥波德的“城市化周期”，其他人将可预测的变化称为“城市溪流综合征”（Meyeretal.，；Walshetal.，b），并指出对城市溪流的物理影响通常与生物丰富度的降低有关（ArnoldGibbons，；Makepeace，SmithStanley，；PaulMeyer，；Meyer等人，；沃尔什等人，a）。因此，人们可以使用“通用”一词来描述城市溪流，指出尽管集水区地质、气候和植被存在重要差异，但城市溪流的状况绝大多数是由城市化集水区产生的水、沉积物、营养物质和污染物的时间和体积变化所控制的。
城市化与河流水文
流域城市化对河流水文的影响最明显、最一致的是峰值流量高、基流减少的过程线变化。发展中的集水区增加了不透水覆盖层，从而减少了蒸散和土壤渗透。其结果是更高的峰值流量、更湍急的溪流流量和减少的地下水-地表水交换，从而可能导致地下水补给和地下水位带规模的总体减少（例如Delleur，；Groffman等人，年；GroffmanCrawford，年）。由于地下水储量减少，许多城市溪流的基流也减少了。在大多数城市，城市雨水排水系统加剧了高峰流量的问题，管道雨水排水网络有效地将雨水直接排入河道（BoothJackson，；Walsh等人，a）。这些雨水/下水道网络有效地绕过了河漫滩（和污水处理厂），将污染物从道路和建筑物直接输送到地表水中（PaulMeyer，；CWP，年）。为了说明这一点，请考虑溪流网络的典型视图（图1），以及如果考虑到该溪流与下水道和雨水管道地下网络之间的直接联系，该视图将如何变化，这些管道和雨水管道的数量随着该地区的建设而不断增加。有了适当的污水处理设施和生态良好的雨水设计，这些管道的流出不需要进一步降解溪流（DreherPrice，；Schueler和Holland，年）。然而，在大多数城市，下水道和雨水管道往往年久失修。因此，在现实中，城市溪流“网络”延伸到河道之外，形成一系列相连的人造管道和排水沟。
城市化与河流地貌
工程师和公共工程经理历来试图保持渠道“形状、尺寸和模式不变”（Schumm，）。这种对物理河道稳定性的渴望导致了城市河道的高度简化——在最极端的情况下，城市河道被限制在混凝土河道中或通过地下管道。更常见的是，城市溪流的河岸已经用超大的巨石或抛石“硬化”，以防止横向河道迁移和河岸侵蚀。通常，这些硬化的溪流在物理上远未达到传统意义上的稳定，即河道形式没有逐渐调整（Schumm，；HenshawBooth，），但城市河道往往会逐渐扩大和侵蚀（Hammer，；Leopold等人，）。受高度影响的城市河道通常在深度或河床材料颗粒尺寸方面变化不大。下切或河道切割是城市河道的一个常见特征，这是由于高流量冲刷流量和河道迁移的横向限制（Wolman，；HenshawBooth，年）。
城市化与河流/河岸生态
与几十年来对城市溪流的水文地貌研究形成对比（例如，Wolman，；Leopold等人，年），生态学研究最近才开始