生态修复技术工程(6篇)
时间:2024-03-28
时间:2024-03-28
关键词:城市水环境;水质污染;生态修复;绿色环保
Abstract:inthecomprehensiveimprovementoftheurbanwaterenvironmentandecosystemrestorationproject,theconstructionofgreenecologicalenvironmentalprotectioncityhome,isthecurrentcityrelievecontradictionbetweensupplyanddemandofwater,improvetheurbanresidentsdailylifeworkqualitylevel,realizingurbansocialeconomyandecologicalenvironmentsustainableandstabledevelopmenttheimportantaction.Ontheanalysisofthecurrentwaterenvironmentproblemsaftercity,withmanyyearsexperience,tothecitywatercomprehensiveenvironmentandecologicalsystemrepairtechnologymeasuresondetailedanalysisresearch.
Keywords:urbanwaterenvironment;Waterpollution;Ecologicalrestoration;Greenenvironmentalprotection
中图分类号:X324文献标识码:A文章编号:
随着城市社会经济的进一步发展,和城市人口急剧增加,城市面临着地下水环境性能变差和内河生态环境严重恶化等问题。如何加快城市水环境综合整治及生态系统修复重建工作,改善城市水环境和生态环境性能水平,是关系到城市社会经济可持续高效稳定发展的重要问题。因此,对城市水环境现存问题及其变化趋势进行认真分析,研究有针对性的综合整治措施方案,不仅有利于城市水资源的可持续高效利用,为城市经济发展提供重要物质基础,同时也能促进城市人与自然的和谐相处[1]。
1城市水环境现状分析
城市人口急剧增长和城市工业化、商业化、经济化水平的进一步提高,推动城市向现代化方法快速建设发展。水资源短缺、水土流失严重、以及水环境恶化等是城市水环境综合整治及生态修复重建的三大技术难题,同时也是制约绿色环保、生态城市家园建设的重要因素。生态环境急剧恶化、水体水质严重污染、以及城市内河洪涝灾害逐年增加等一系列问题,也成为城市规划建设发展必须面临的重要问题。
1.1供水水量不足,水环境人为破坏严重
城市工业化进程的进一步加快,加上城市人口的急剧增加,在日常工作生活中,对用水量需求急剧增加,这在很大程度了加剧了城市供水供需矛盾问题。另外,在城市水资源开发利用过程中,没有结合城市供水水源、规划年供水能力预测、规划年需水量预测等数据信息进行综合考虑。只是简单根据城市供水现存问题,采取在河流上游侧大量修建蓄水工程、引水工程等水利设施,这样导致枯水期由于人为修建水工建筑物的隔阻、拦截等影响,城市河流原有的水循环被认为破坏,导致有限水资源在河流上游侧就被拦截储蓄,造成河流下游城市河道中正常生态环境用水得不到有效保障,河流水环境被严重破坏,进而出现臭水沟等不利问题,直接影响到城市内河生态环境的正常良性循环,不仅影响到城市美观,同时还严重破坏城市河道中的水生环境,河道生态环境修复难度大大增加。城市河道中“三化”(即:河流平面形态直线化、河道断面几何规则化、以及河流加固护岸材料硬质化)等不利现象在城市河道中普遍存在,这样导致城市河道中生物群落多样性和生态系统稳定性遭受大大破坏,河道调蓄自净能力大大虚弱。城市有些区域因经济发展而大肆破坏河道生态系统,甚至采取填河等措施,直接影响到河道正常蓄洪以及灌溉供水等功能。
1.2与水争地,水体面积不断萎缩
城市建筑行业发展和城市化建设进程的加快,与水争地现象已成为城市水环境保护必须面临的严重问题。过度无序的开发抢占有限城市水环境用地,造成水体面积不断萎缩,给城市安全可靠用水埋下巨大水患。
1.3城市污水乱排问题突出,水质污染相当严重
由于城市排污系统规划设计不太科学合理,加上城市居民水环境保护意识不强,城市河道不仅成为城市防洪排涝的主要河道,同时也成为城市居民进行日常生产生活污水和垃圾的处理场所,导致城市内河水水质污染十分严重,甚至出现发黑变臭、生态环境恶变等恶性循环,不仅直接影响到城市居民用水安全水平,同时还大大增加了城市水环境综合整治及生态系统修复保护工程的难度。城市水环境的严重污染和逐步恶变,导致城市内河中的水质普遍达不到城市景观绿化用水水质相关技术标准要求,这样大大降低了城市景观绿化美观水平,增大城市生态环境修复和绿色家园建设难度和成本。
2城市水环境综合整治技术措施
2.1加快城市供水水利设施的建设步伐,为城市提供充足可靠水源
根据城市河流和周期区域河系情况,建设一批重点的骨干水利工程项目,减少城市水资源供需矛盾程度。同时对现有城市水利工程设施,进行全面系统的排查,结合完善的除险加固和配套改造工程,尤其要积极发展小微型水利工程建设,巩固和提高城市现有水利工程的综合和运行效益,有效提高水资源利用效率。
2.2充分调动居民水环境修复保护积极性,全面开展街村河道整治工作
要加强党员先进性教育培训,充分调动城市居民水环境修复保护积极性,全面开展村庄河塘疏浚整治工作,以城市内部村庄河塘疏浚工作为首,全面掀起城市城中村河道疏浚整治工作,按照“沟通水系、调活水体、营造水景、改善环境”等整治工作开展思路,有效推动城市水环境整治工作中在城市居民中自发开展。
2.3建立完善系统城市污水收集系统,逐步回复城市水环境修复能力
建设污水处理厂、重新规划城市污水排放和雨水收集系统、加强城市防洪水利工程功能巩固工程建设等。科学合理地利用雨水、洪水等来涵养城市地下水源,这样不仅有效环境城市水资源供需不足问题,同时还可以增加土壤中的含水量,为水环境生态调节修复提供重要水源,并可以起到调节城市气候环境作用。
3城市河流生态系统修复重建措施
3.1缓冲区生态系统修复
缓冲区是指城市河流与陆地间的交界区域。缓冲区河流具有分蓄、削减洪水等功能;同时缓冲区城市河流与河漫滩间的水文连通性能是影响城市河流物种多样性和生态性能的重要因素。因此,在城市河流缓冲区应结合当地地质、气象等条件,规划种植适应的植物带来有效控制城市河流缓冲区的水土流失,防止或降低洪水等对河道河岸冲刷,同时通过河流水生环境的自净能力对河流中的部分污染物起到一定过滤和净化作用,进而为鸟类、水生生物等提供栖息场所,改善城市河流缓冲区的水生环境,为城市河流的综合整治及生态修复奠定强大的基础。
3.2植被恢复
植被恢复是城市河流生态系统修复工程中广泛采用的技术之一,它是利用植被来影响城市河流中河水的流动性能,提高河岸抗冲刷强度,降低城市河道泥沙沉积程度等。同时合理规划布置植被带,有助于构建城市河流生态廊道,进而改善河流中的水生环境和城市局部环境性能,保护城市河流中的生物种群的多样性,减轻洪涝灾害。另外,植被修复措施可以有效改善城市河流的水体水质,进而为城市景观绿化提供丰富的水资源供应,提供城市绿化景观休闲场所和多种生态服务功能,而城市建设绿色环保家园提供丰富的水资源。对于城市河流生态修复的植被搭配,应遵循植物进化法,即城市河道生态修复植被应包括草类、灌木、以及乔木等多类型多样性的植物种群,这样即可以为城市营造出丰富的绿色环境景观空间,同时也可以为其它生物种群提供栖息、繁殖等场所。通过植被修复,长期保障城市河道的生态水质,确保城市河流生态系统安全健康的生长发展[2]。
3.3生物-生态修复
生物-生态修复技术是将生物自净能力与修复重建工程有机结合起来的城市河道生态系统修复技术,其具有工程总投资较少、管理费用低、能源利用率较高、以及可持续稳定发挥治污和生态修复等功能优势,在城市水环境综合整治及生态修复工程领域具有较高的应用前景。生物-生态修复技术利用城市河流自然生态系统中拥有的自净能力来净化水体水质,主要包括:人工曝气复氧、生物强化人工河道、生态沟渠、以及生态护岸等多种生态修复措施。
3.4河流水生环境生态修复耦合系统
生态修复耦合系统是综合人工湿地、微生物、以及水生生物协同净化等性能,而通过合理的规划设计和搭配形成的河流水环境综合整治及生态系统修复重建系统,可以有效去除城市河道中的营养盐和有机物,进而达到修复城市河流水生环境的目的[3]。
4结束语
城市水环境综合整治及生态系统修复重建规划工程,所涉及的部门和领域众多,亟待社会各界通力合作,确保工程高质、优质、稳定的建设发展。在城市社会经济和生态环境“可持续稳定发展”理念的支撑下,城市水环境综合整治及生态系统修复工作,已成为相关政府必须面临的核心问题。在完善相应的城市污水综合治理和生态环境修复重建技术措施和法规政策文件保障体系的基础上,要形成“技术支撑-机制保障-系统管理”为一体的城市水环境综合整治及生态系统修复制度措施和管理模式,促进城市水环境质量和生态系统性能持续改善,创建“人水和谐”的绿色环境城市空间氛围。
参考文献
[1]廖文根,杜强,谭红武,等.水生态修复技术应用现状及发展趋势[J].中国水利,2006(17):61-63.
[2]刘文高,刘岳洲,张为民,等.浅议太湖流域水环境问题与水生态系统的修复[J].西南给排水,2009(3):6-8.
[3]孙东亚,董哲仁,许明华,等.河流生态修复技术和实践[J].水利水电技术,2006,,3(12):4.
生境修复和生物资源养护的基本原理与过程
1基本原理
生境修复与生物资源养护原理的主要研究内容包括生态系统结构、功能以及生态系统内在的生态学过程与相互作用机制,生态系统的稳定性、多样性、抗逆性、生产力与可持续、先锋群落与顶级群落的发生、发展机理与群落演替规律,不同干扰条件下生态系统的受损过程及其响应机制,生态系统退化的诊断及其评价指标体系,生态系统退化过程的动态监测、模拟、预警及预测等。对一个完整的生态系统修复工程而言,生态系统的各个组成部分都需要在原位经过自然的生态过程,因此,事实上各生态学原理均可应用于生态恢复的实践中。生态系统修复涉及的基本原理主要有限制因子原理、能量流动原理、种群密度制约及分布格局原理、生态适应性理论、生态位原理、演替原理、生物入侵理论、生物多样性原理、功能群构建原理等。其中,干扰与演替原理、功能群构建原理是应用于海洋生态系统恢复中的重要原理。
2基本过程
修复行为实质上是对生态系统的一次新的干扰,很难保证所有修复行为均对目标系统的修复起到正效应。要想系统向预期方向发展,需要有科学的理论框架,制定合理的修复方案,并对方案进行可行性论证。Zedler以湿地生态系统的修复为例,将生态恢复的整个过程划分为5个不同的阶段,即目标设定—开发概念模型、恢复区域的选址优化、原地非生物环境的操控、原地生物区系的操控、生态系统维护等。
Clewell等将生态恢复的过程分为修复计划准备、生态系统健康状况评估、修复计划制定论证、修复行动实施、修复后评估和管理等5个阶段,并指出了生态修复过程中涉及的51条指导原则。
海洋生境修复和生物资源养护设施
1人工鱼礁
人工鱼礁(artificialreef)是人为放置在海底的一个或多个自然或者人工构造物,它能够改变与海洋生物资源有关的物理、生物及社会经济过程,并可改善海域生态环境,营造海洋生物栖息的良好环境,为鱼类等提供繁殖、生长、索饵和庇敌的场所,达到保护、增殖和提高渔获量的目的。用于建造人工鱼礁的材料种类很多,礁体材料的选择直接影响礁体的结构特征和礁区生物的增养殖效果。根据材料的来源不同,人工鱼礁使用的材料可分为天然材料、废弃材料和人造材料等3大类。礁体设计对人工鱼礁效果的发挥至关重要,主要包括礁体材料、重量、形状、几何尺寸、内部结构等因素。礁体的材料、重量、尺寸、结构复杂性、表面粗糙度等应根据规划要求与生物因素和水动力学特征相适应。根据投放的不同目的和用途,人工鱼礁可以分为增殖型鱼礁、渔获型鱼礁和游钓型鱼礁等3种。
2增殖礁及增养殖设施
根据增殖对象生物不同,人工鱼礁可分为藻礁、鲍礁、参礁等,而增殖海参、鲍等海珍品的礁体可统称为海珍品增殖礁,又称海珍礁,。由于礁体可以保护刺参、鲍等海珍品免受敌害侵扰,并可为增殖海珍品提供食物来源和遮蔽场所,因此,海珍礁广泛应用于中国的海珍品增养殖中。在我国,很多种材料被用作刺参的人工附着基或礁体,例如石块、瓦片、混凝土构件、扇贝养殖笼、编织布、塑料构件,甚至柞木枝等。
作者所在的研究团队针对近岸泥沙质海湾、离岸开放海域和静水围堰等增养殖生境的受损现状和刺参、鲍等海珍品的生态习性,发明了适用于近岸海湾的牡蛎壳海珍礁及其配套制作装置、贝类排粪物再利用装置,适用于离岸开放海域的大型藻类抗风浪沉绳式养殖设施、“海龙I型”底播式海水增养殖设施,以及适用于围堰的多层板式立体海珍礁:这些设施设备实现了对不同类别生境的有效修复和高效生态增养殖,为海洋生境修复与海水增养殖产业高效健康发展提供了装备支撑。
海洋生境修复和生物资源养护技术
1海洋生境修复与改良技术
1.1海草床修复技术
海草是单子叶草本植物,通常生长在浅海和河口水域。海草床对海域生境的修复和改良具有重要的生态作用,海草群落不仅是海洋初级生产者,具有高的生产力和固碳能力,还可起到稳定底泥沉积物、改善水体透明度及净化海水的作用;同时,海草还是许多海洋动物重要的产卵场、栖息地、隐蔽场所及直接的食物来源,在全球C、N、P循环中具有重要作用。据《世界海草地图集》显示,1993年到2003年,全世界已经有约26000km2的海草床消失,达到总数的15%。海草床的衰退引起了人们的高度关注,许多国家都开展了海草床恢复方法的研究工作。海草床的恢复主要依靠海草的种子或者构件(根状茎),主要的方法有生境恢复法、种子法和移植法。
生境恢复法投入少、代价低,但周期长。移植法恢复大叶藻海草床是较为常用的方法,主要有草皮法、草块法和根状茎法,草块法成活率高,但对原海草床有破坏作用;根状茎法节约种源,但固定困难。应用种子来实现低成本、高效率、大规模的恢复海草床也是当前研究的热点,种子法破坏小,但种子难收集、易丧失、萌发率低。
1.2牡蛎礁修复技术
牡蛎礁(oysterreef)指目前正在生长及挽近刚停止生长的、于河口洼地中的牡蛎壳堆积体。牡蛎礁在净化水体、提供栖息生境、促进渔业生产、保护生物多样性和耦合生态系统能量流动等方面均具有重要的生态功能。美国切萨皮克湾(ChesapeakeBay)由于人类活动的影响而引起了生境的退化(富营养化和大叶藻藻床的破坏)及生物资源的衰退(美洲牡蛎数量大为减少)。近年来,弗吉尼亚海洋科学研究所(VirginiaInstituteofMarineScience)的科学家实施了牡蛎礁恢复计划,对礁体生物学、群落发生和营养动态进行了系统研究,并对恢复情况进行了追踪,如Harding研究了恢复的牡蛎礁区域浮游动物群落丰度和组成的水平分布和时间变化,作为切萨皮克湾牡蛎礁恢复进展的潜在标准。该系列研究对当地牡蛎礁的成功修复起到了重要作用。牡蛎礁的修复主要通过结合防浪堤设置专用礁体以及利用牡蛎壳礁体两种方式实现。
1.3珊瑚礁修复技术
珊瑚礁(coralreef)是石珊瑚目的动物形成的一种结构,它们是成千上万的由碳酸钙组成的珊瑚虫的骨骼在数百年至数千年的生长过程中形成的。珊瑚礁被称作“热带海洋森林”,其生态系统具有很高的生物多样性和重要的生态功能,珊瑚礁为许多动植物提供了生活环境,其中包括蠕虫、软体动物、海绵、棘皮动物和甲壳动物,此外,珊瑚礁还是大洋带的鱼类的幼鱼生长地。
由于全球气候变暖、自然灾害、海水消耗、过度捕捞、海水污染等原因,导致珊瑚礁的衰退现象严重。世界珊瑚礁现状调查显示,全世界19%的珊瑚礁已经消失,15%的珊瑚礁在10~20年内将有消失的危险,20%的珊瑚礁在20~40年内将面临消失。珊瑚礁生态修复的主要方法包括有性生殖法(sexualreproduction)、珊瑚移植法(transplantation)、底质改良法等。有性生殖法是通过自然产卵产生的珊瑚幼虫来培育珊瑚幼体,再将幼体进行移植;珊瑚移植是把珊瑚整体或者部分移植到退化区域,以改善退化区的生物多样性,这是过去几十年来修复珊瑚礁的主要手段;底质改良是通过稳固底质或在底质中增加化学物质,以吸引珊瑚幼虫的附着和珊瑚的生长。
1.4人工鱼礁构建技术
人工鱼礁水动力学特征研究可以为人工鱼礁的选址和设计的优化提供科学依据。了解人工鱼礁水动力学性能需要首先研究人工鱼礁受水流作用时受力的情况和人工鱼礁内部及其周围流场的实际分布情况,其研究方法主要有理论分析、模型实验和数值模拟等。黑木敏郎与中村充在回流水槽中,观察和测定了圆筒形、四角形鱼礁模型周围水流的变化。Fujihara等运用数值计算法对设置鱼礁后的定常层流水域的流场变化进行研究,得到了鱼礁流场的上升流范围及分布特点。国外学者的研究表明:在鱼礁的阻流作用下,鱼礁下游的流场根据紊动程度可分为3个区域:紊流区、过渡区和未受扰动区。通透性礁体和非通透性礁体所产生的紊流区长度比和高度比均不同,通透性礁体的高度比小于1,长度比小于4,而非通透性礁体的高度比一般要大于1而略小于2,而长度比小于14。
合理的选址是人工鱼礁规划设计的基础。人工鱼礁投放区域的选择是否合理关系到其功能能否正常发挥,投放区域不当会造成人力与财力的损失,并有可能对生态环境造成破坏。李文涛等认为人工鱼礁的选址涉及地质科学、海洋科学、气象科学、生物科学、社会学等多个学科,需要考虑海洋物理环境、生物环境和社会等多种因素,其中国家的海洋功能区划以及海底底质类型、水深、水流等因素在人工鱼礁的选址中是必须首先考虑的;王飞等根据水深、底质类型、地形坡度、生物密度、平均流速、离岸距离等影响人工鱼礁选址的因素,并根据各影响因子的重要性程度确定其权重,建立了舟山海域人工鱼礁选址的多因子综合评价模式。
Tian对台湾省老鼠屿沿岸海区的五个预选礁区进行了综合性的选址研究,研究内容包括了海底地形、地貌、底质特性以及海况,调查中使用了回声测深仪、旁扫声纳、重力岩心提取器、地质测试仪、GPS、ADCP(多普勒流速剖面仪)和ROV(水下机器人)等先进的仪器设备。
2海洋生物资源养护技术
2.1人工增殖放流技术
增殖放流是恢复渔业资源、优化水生生物群落结构、提高渔业生产力的有效手段,其形式是通过向天然水域投放鱼、虾、蟹、贝类等各类渔业生物的苗种来达到恢复或增加渔业资源种群数量和资源量的一种方法。19世纪中期,美国、加拿大对红点鲑进行了移植孵化实验,后来又将一种溯河性鲱鱼从北美大西洋沿岸移植到太平洋沿岸,并形成了有价值的自然种群。挪威、英国、丹麦和芬兰也先后进行了鳕鱼和鲆鲽类的资源增殖工作。日本于20世纪60年代提出“栽培渔业”概念,并在濑户内海进行了对虾、真鲷、梭子蟹和盘鲍的放流增殖工作,至2002年,日本放流水产苗种已达83种。
长距离洄游的大麻哈鱼类是目前世界上规模最大、最有成效的增殖种类,前苏联、日本、美国和加拿大等国先后进行了大麻哈鱼的增殖放流,放流数量每年高达30余亿尾,回捕率高达20%。目前世界上有94个国家开展了增殖放流工作,其中64个国家开展了海洋增殖放流工作。
我国近海渔业资源放流工作起步较晚,自20世纪70年代中后期开展对虾增殖放流以来,已经开展了海蜇、三疣梭子蟹、金乌贼、曼氏无针乌贼、梭鱼、真鲷、黑鲷、大黄鱼、牙鲆、黄盖鲽、六线鱼、许氏平鲉等游泳生物以及虾夷扇贝、魁蚶、海参以及盘鲍等底栖生物增殖放流工作,其中中国对虾的增殖和移植、海蜇的增殖、虾夷扇贝的底播移植等工作已初具生产规模和显著的经济效益;但在增殖放流过程中,存在管理体制不够健全、资金投入相对不足、科学研究相对薄弱,缺乏规范的增殖放流技术规程等问题。农业部下发了《全国水生生物增殖放流总体规划(2011—2015年)》,规范和细化了各海域增殖放流任务,提出了渤、黄、东海及南海具体适宜增殖放流的种类,对45种经济物种的适宜放流海域进行了规划。
2.2多营养层次综合增养殖技术
多营养级的综合养殖模式(integratedmulti-trophicaquaculture,IMTA)是近年提出的一种健康、可持续发展的海水养殖理念。对于资源稳定、守恒的系统,营养物质的再循环是生态系统中的一个重要过程,由不同营养级生物,如投饵类动物、滤食性贝类、大型藻类和沉积食性动物等组成的综合养殖系统中,系统中一些生物排泄到水体中的废物成为另一些生物的营养物质来源。因此,这种方式能充分利用输入到养殖系统中的营养物质和能量,可以把营养损耗及潜在的经济损耗降到最低,从而使系统具有较高的容纳量和经济产出。近年来,作者所在的研究团队针对浅海筏式、底播和岛屿的不同特点和增养殖对象的生态特征,研发了筏式贝-藻-参综合养殖、藻-鲍-参生态底播增养殖和离岸岛屿生态增养殖等多营养层次的综合增养殖新技术。
3海洋牧场建设技术
海洋牧场(oceanranching)是一个新型的增养殖渔业系统,即在某一海域内,建设适应水产资源生态的人工生息场,采用增殖放流和移植放流的方法,将生物种苗经过中间育成或人工驯化后放流入海,利用海洋自然生产力和微量投饵育成,并采用先进的鱼群控制技术和环境监控技术对其进行科学管理,使其资源量持续增长,有计划且高效率地进行渔获。建设海洋牧场需要一整套系统化的渔业设施和管理体制,如人造上升流、人工种苗孵化、自动投饵机、气泡幕、超声波控制器、环境监测站、水下监视系统、资源管理系统等。海洋牧场的构想最早是由日本在1971年提出。
1978~1987年,日本开始在全国范围内全面推进“栽培渔业”计划,并建成了世界上第一个海洋牧场——日本黑潮牧场。韩国于1994~1996年进行了海洋牧场建设的可行性研究,并于1998年开始实施“海洋牧场计划”,该计划试图通过海洋水产资源补充,形成牧场,通过牧场的利用和管理,实现海洋渔业资源的可持续增长和利用极大化。美国于1968年提出建造海洋牧场计划,1972年付诸实施,1974年在加利福尼亚建立起海洋牧场,利用自然苗床,培育大型藻类,效益显著。我国在20世纪80年代曾提出开发建设海洋牧场的设想,90年代又有学者对南海水域发展海洋牧场提出建议,并对南海水域进行了多项综合和专项调查,为开发建设海洋牧场提供了背景资料和技术储备。目前中国海洋牧场的开发还仅限于投放人工渔礁和人工放流,并且由于规模较小,形成的鱼礁渔场对沿岸渔业的影响甚微。
海洋生境修复和生物资源养护的监测与评价
1海洋生境修复和生物资源养护系统的监测
生态系统的监测是海洋生境修复和生物资源养护计划的重要组成部分,监测信息的收集是决定恢复生态系统管理方式的重要环节,通过监测可以确定修复工程是否向既定目标发展。因此,制定监测实施标准和规程对于复杂的监测活动十分必要,如美国的加利福尼亚区域海带修复计划中制定了海带恢复和监测规程,规程为参与潜水的志愿者列出了详细注意事项,以保证监测的一致性和精确性;全球海草监测计划(SeagrassNet)也制定了有关海草恢复的监测规程、野外取样和数据处理的注意事项、科学监测手册等。
监测主要分修复前监测和修复的长期监测。通过修复前监测,可以了解生境和生物资源的受损程度,确定现存生态系统的特点,并有助于确定恢复的目标和恢复方式。修复的长期监测是自修复计划正式实施以后对修复的全过程进行的监测,通过长期的系统监测可以对比修复系统与自然系统的特点,便于准确确定退化生态系统修复的生态变动过程及变动方向。
2海洋生境修复和生物资源养护效果的评价
在复杂的环境条件作用下,恢复的目标和效果可能会偏离既定的恢复轨道,因此,对海洋生境修复和生物资源养护效果进行评价是十分必要的。当前对恢复和自然生态系统及其功能参数特征的变异性了解还不够深入,因此,海洋生境修复和生物资源养护效果的评价方法与技术手段也相对复杂。生态修复效果评价的主要方法有直接对比法(directcomparison)、属性分析法(attributeanalysis)和轨道分析法(trajectoryanalysis)。评价生态修复效果应用最广泛的方法是直接对比法,即对比恢复的和自然的生态系统的结构与功能参数,包括生物和非生物环境参数;属性分析法是将恢复的生态系统的属性转化为定量和半定量的数据,以确定生态系统中各属性要素的恢复程度;轨道分析法是一种正处于研究过程中但比较有应用前景的方法,该方法通过定期收集恢复数据并绘制成趋势图,以确定恢复的趋势是否沿预定的恢复轨道进行。
恢复的生态系统的评价标准较为复杂。从生态学角度,恢复的生态系统应包含充足的生物和非生物资源,其能够在没有外界协助的情况下维持自身结构和功能的持续正常运转,且具备能够应对正常环境压力和干扰的抗性。国内外在采用系统模型评价修复效果方面的研究取得了一定进展。Madon等提出了用于规划湿地恢复的生物能量学模型(bioenergeticsmodels),该模型可以用于评估不同环境条件下鱼类的生长情况,华盛顿大学的研究人员利用该模型评估了河口湿地系统恢复过程中鲑鱼幼鱼的生长情况。Pickering等运用成本效果分析(CEA)、成本效益分析(CBA)和条件价值评估(CVM)等方法从生态学角度评价了人工鱼礁修复近海生态系统的潜力。
Pitcher等采用生态系统空间模拟技术(ECOSP-ACE)预测了香港禁捕保护区内人工鱼礁的资源和渔业的效益。
海洋生境修复和生物资源养护的综合管理
海洋生境修复和生物资源养护的管理是海域管理的重要组成部分,涉及对海洋生态系统的全面了解以及对生境修复和生物资源养护的监测与研究。海洋生境修复和生物资源养护的管理应该从规划开始,一直持续到修复效果达到预定目标。管理的目标是保障修复行动和修复效果的有效性。近年来,基于生态系统的管理(ecosystem-basedanagement,EBM)理念得到充分重视与发展。基于生态系统的管理是一种较为先进的资源环境管理方式,其核心内容是维护生态系统的健康和可持续,该理念强调从海洋生态系统整体出发制定渔业管理决策,并运用多学科知识,加强各部门合作,实现资源开发与生态保护相协调。适应性管理(adaptivemanagement)是海洋生境修复和资源养护中强调的另一种管理模式,该模式承认恢复计划指定过程中无法预测某些不确定发生的事件,管理的目标是解决实施过程中出现的这些不确定事件。该模式涉及附加恢复计划的实施,恢复系统中部分区域的实验研究、不同环境条件下的并行研究计划实施、评估整个过程有效性的实施等。适应性管理的模式广泛应用于海洋生境修复和生物资源养护实践中。
海洋生境修复和生物资源养护研究展望
海洋生境的退化与生物资源的衰退引起了国内外的高度重视,在典型生境的修复、关键物种的保护、修复效果的监测与评价、修复的综合管理等方面取得了较为显著的成效,对缓解海洋生态环境的持续恶化与生物资源的持续衰退起到了重要作用;但在生境修复与生物资源养护原理、生态高效型设施设备、生境修复与生物资源养护新技术、监测评价与管理模型、标准和规范等方面开展的研究与实践工作相对较少,也是制约海洋生境与生物资源持续利用的关键因素,这也必将成为未来研究工作的重点和热点。
1生境修复和生物资源养护原理
生境修复与生物资源养护原理是开展生态系统恢复计划的依据。不同环境条件下的演替规律、功能群结构与功能、不同干扰条件下生态系统的受损过程及其响应机制、生态系统退化的诊断及其评价指标体系依然是未来研究工作的重点。
2生态高效型生境修复和生物资源养护设施设备
生态高效型设施设备的研发是生境修复与生物资源养护工作的基础。该领域未来工作的热点将主要集中在生态高效型人工鱼礁、藻礁与海珍品增殖礁的研发,资源与环境远程监测设施设备的研制,水下摄像与测量仪器的研制等方面。
3环境友好型生境修复和生物资源养护新技术
生境修复与生物资源养护技术是实现预期修复效果的核心。未来研究的重点将集中在生境修复与生物资源养护关键物种的筛选与功能群构建技术、碳汇渔业新技术、海洋牧场构建技术、智能型远程监测与预警预报技术等方面。
4海洋生境修复和生物资源养护监测、评价与管理模型
监测、评价与管理是修复行动有效实施的关键。未来研究工作的重点将集中在监测、评价与管理的智能一体化系统,监测、评价与管理的动态模型等方面。
关键词:北京园博会;生态修复;“锦绣谷”;生态文明
一、研究综述
(一)生态修复概念界定
生态修复是以生态学原理为指导,以物理修复、化学修复及技术工程为手段,通过一定的优化组合,使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的污染环境修复方法。[1]生态修复是相对于生态破坏而言,以生态工程或生物技术为措施,将受损生态系统恢复到原来或与原来相近的结构和功能状态。污染环境的生态修复是指在生态学原理的指导下,对多种修复方式进行优化综合。[2]它具有三个主要特点:①遵照生态学原理中的循环再生、和谐共存、整体优化、区域分异等;②主要通过微生物和植物等的生命活动来完成,生态修复的影响因素多且复杂;③需要物理学、化学、植物学、微生物学、栽培学和环境工程等多学科的合作来保障生态修复的顺利实施。[3]
综合国内外相关学者文献,生态修复在基础理论上达成如下共识:第一,不利干扰是生态系统退化的动力,生态修复的最基本条件是消除不利干扰。[4]第二,退化生态系统的类型主要有裸地、森林采伐迹地、弃耕地、沙漠及垃圾堆放场等。第三,生态修复包括生态系统自然修复和人工修复。第四,生态自我修复的初始条件不同,修复过程将具有明显的系列差异。第五,一系列演替的初始条件和后续条件决定了生态自我修复的演替过程。第六,恰当的演替初始条件的人工组合的实现,会显著促进自然修复过程。第七,与人工修复相比,依靠自然力量进行的生态修复将具有显著的优越性。[5]第八,退化生态系统修复和重建的原则一般包括自然原则、社会经济技术原则和美学原则。[6]
(二)生态修复理论
保持生态平衡是生态建设与环境保护的目标,也就是根据生态学的原理,通过一定的生物、生态工程的技术与方法,让生态系统的结构功能尽可能地保持天然的生态环境。受到破坏的自然环境一般采用生态修复的原理进行生态建设,主要生态修复的手法包括三种(表1)。
(三)生态产业概念与生态可持续发展
1.生态可持续发展
世界环境与发展委员会在著名的布朗特兰报告中《我们共同的未来》里最早提出了关于可持续发展的问题,并将可持续发展定义为既满足当代人发展的需求,又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。可持续发展主要表达代际公平与同代公平伦理,即要在同代公平伦理下实现经济、社会和生态三个系统的持续发展,又要满足代际公平伦理下的三个子系统(包含经济、社会和生态三个子系统)的持续发展(表2)。
生态文明也称环境文明、绿色文明,指人们在改造世界的同时,不断克服改造过程中的负面效应,积极改善和优化人与自然、人与人的关系,建设有序的生态运行机制和良好的生态环境所取得的物质、精神及制度方面的成果的总和。[8]生态文明在可持续发展方面起着至关重要的作用,它是一种全方位、多维度生态发展方式,包括绿色发展、循环发展及低碳发展。
2.生态产业
生态产业是指以生态经济原理和知识经济规律为依据并组织发展起来的,是一种基于生态系统承载能力、具有高效的经济过程及和谐的生态功能的网络型、进化型产业。[9]生态生产体系是指与三种产业相关联的生态农业、生态观光旅游业、生态工业和生态商业。[10]可以通过两个以上的生产体系或环节之间的系统耦合,使物质、能量能多级利用、高效产出,资源环境能系统开发、持续利用。生态产业的组合与设计原则主要包含横向耦合、纵向耦合、区域耦合、柔性结构、功能导向、软硬结合、自我调节、增加就业、人类生态和信息网络(图1)。[11]
党的十报告中指出,坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针,着力推进绿色发展、循环发展和低碳发展。其中,绿色发展包含节约资源、环境友好、舒适宜居三个方面。循环发展是一种新的经济发展模式(图2)主要从提高能源利用效率、开发利用可再生能源及引导消费者行为等方面推进低碳发展。
二、北京园博会的生态修复利用分析
(一)园博园的生态修复实践
北京园博园以绿色、节能、环保、生态技术为理念,其建设不仅处处体现着科技的力量,而且体现出全方位的生态文明发展――绿色发展、循环发展和低碳发展。园区在景观、建筑和市政设施建设上广泛采用了新材料、新科技创新节能成果,如风机沙透水砖、节水浇灌、垂直绿化、地源热泵系统、高承载植草地坪、木塑平台、雨水花园、节水浇灌技术、屋顶绿化、园区雨水利用系统和太阳能光伏发电系统等;同时运用了大型乔木移植技术提高成活率,利用露骨料透水混凝土新型建筑工程技术。这些生态工程技术都体现了生态优先、以人为本、绿色循环、永续利用的园林建设理念,体现了科学与生态的有机结合的价值所在,具有重要的生态科普价值(表3)。
因此,利用生态修复原理对垃圾填埋场进行生态修复,极大地改变了当地的生态环境,同时利用高科技进行能源的循环利用,以实现节约能源的目的。锦绣谷及永定河成功的生态修复的成果,体现了绿色发展、循环发展及低碳发展的全方位、多维度的生态发展方式,进而实现了经济效益、社会效益和生态效益的目标,同时充分体现了生态可持续发展、社会可持续发展及经济可持续发展的三个子系统之间的相关关联关系。
(二)锦绣谷的生态修复
20世纪70、80年代,永定河老河道由于挖砂形成了一个大砂坑,后来逐渐演变为占地面积140公顷左右的建筑垃圾填埋场,且前后有2000多名拾荒者聚集在此,逐渐搭起了2万多平方米的临时建筑。园博园建筑垃圾填埋面积陆地面积52.4%,地基难以处理,垃圾最大填埋深度达到30米。万花锦绣谷原位于永定河河滩地,至园博会筹建时仍留有一个面积约为10公顷的河滩地,其建筑垃圾填埋深度约有20米。如何对其进行修复?园博会秉持尊重自然、保护环境的理念,并通过生态修复原理和技术,把垃圾场变成了绿地,废弃地变成了园林,具有很好的示范性和推广价值(表4)。
园博会(锦绣谷)是永定河生态修复的一部分,它通过对生态修复原理的解剖,让游客了解生态系统作用和价值,明白保护生态环境的重要意义。园博会可以通过开展科普旅游来将其成功的景观生态修复案例弘扬下去。由表4可以看出,园博会可以开通生态科普旅游和技术科普旅游,不仅让游客了解各种植物的品种、特色以及栽培技术,也让游客了解生态的绿色发展、循环发展及低碳发展。实际上,开展生态科普旅游的形式,不仅仅是对园博园内的众多植物的相关知识进行普及,也是对园博会锦绣谷的生态修复原理的普及。大众在观赏园博园内美丽风景的同时,要明白这片壮阔景观是如何化腐朽为神奇的,并在此基础上引申到生态发展和生态文明的发展。
三、总结
(一)基于生态修复的可持续发展
1.生态修复与可持续发展的关系
生态发展是一个广泛的概念,从生态作为经济运行内生变量的角度看,生态发展是指投入要素的“生态资本”存量的增长与质量的提高。生态资本存量的增长是指生态系统中生物多样性的保存与增值。生物多样性包含动物、植物、微生物等各物种以及它们所组成的生态体系和生态过程。生态资本质量的优化是指生态系统保证人类生活素质能力的提高。[13]为实现流域的可持续发展,作为可持续发展系统的一部分――生态可持续发展,在区域可持续发展的复合系统内,以人与自然的协调关系为出发点,必须支撑和适应相应的经济可持续发展和社会可持续发展。生态环境是决定人类生活质量的最主要方面,但在人类过度干扰下,大量的生态环境遭到破坏。而生态恢复就是指停止人类对生态系统的过度干扰,利用生态本身的自适应、自组织和自调控能力,并遵循生态系统演替规律从而实现其回复功能的过程。[14]要摆脱这种不利的生态环境,必须从根本上改变人与自然的关系,必须增强生态发展与经济、社会的可持续发展之间的关系。科学管理生态环境,把经济发展与环境保护协调统一,充分发挥生态系统的自维护功能,借助大自然自身的能力对退化的生态系统进行修复。
2.生态大发展与生态文明理念的弘扬
生态发展是经济可持续发展的基础,生态发展与生态文明的理念就是要认识自然、亲近自然及环保、循环利用、低碳发展、绿色发展的理念。园博会内不仅具有包罗万象的奇花异草,还具有高科技的应用,更具有生态修复原理等生物技术知识。因此,这里蕴含着丰富的生态科普知识,可以通过开展科普教育与传播,将生态发展与生态文明的理念弘扬下去。
3.加强经济的辐射作用
选择在废弃地上建设园博园,具有重大的生态修复示范意义,这也是历届园博会的一个创举。永定河畔的璀璨明珠永定河绿色生态发展带,辐射丰台、石景山、门头沟等区县,是首都“西部生态发展带”的重要组成部分。经过3年建设,永定河畔的园博园,如今已成为京城西南部的璀璨明珠,将会发挥其辐射作用,带动经济的发展。
(二)生态修复在大地园林中的体现
生态修复在大地园林的建设中起着重要的作用,大地园林正积极地应用生态修复技术改善人类居环境和生态环境。近年来,生态修复技术在河流和修理废弃垃圾填埋场等方面取得很大的进展。目前常见的生态修复类型:工业废弃地、垃圾填埋场和受损淡水水域的恢复重建。[15]日本和韩国在河流和废弃垃圾填埋场的生态修复设计方面有一些典型的案例。
1.日本案例
日本江户川支流坂川的古崎净化场,是采用生物-生态方法对河道大水体进行修复的典型工程,它利用卵石接触氧化法对水体进行净化。
2.韩国案例
韩国首尔市兰芝岛世界杯公园就是采用一系列生态修复技术对严重污染的垃圾场兰芝岛垃圾山进行综合整治,如自然修复、植物修复、生物修复、客土重填和土壤安定化工程等。生态修复技术在这些项目中,已经不再是简单的利用沉淀、过滤、曝气和单一的植物进行修复,更多的是在园林设计中与环境工程的生态修复技术相结合并进行综合整治。[16]
3.欧美国家案例
欧美很多国家,通过生态修复公园的废弃地改造的方式,将废弃地改造为充满活力的城市生态公园。德国对废弃地改造时就充分考虑休闲功能的建设,或作为公园或作为运动场地、露宿营地等。
4.中国案例
我国浙江绍兴的东湖风景名胜区就是在矿山废弃地上进行景观再造而修建成的。将生态修复技术与大地园林景观设计有机地结合,使得生态环境被严重破坏的地段重新焕发自然的生机,为生态环境治理带来新的方法和手段。
说明:本文系基金项目,属2013年度研究生科普研究能力提升类项目(2012KPYJD10-19,2013KPYJD28)、国家社会科学基金青年项目(12CJY088)、2011年度北京市属高等学校人才强教深化计划中青年骨干人才资助(PHR201108319)、2012年北京市社科联青年社科人才资助项目(2012SKL027)、北京对外文化交流与世界文化研究基地2013-2014年度青年研究项目(BWSK201304)、2013年北京市优秀人才培养资助项目“北京文化多样性研究:逻辑、案例与政策”项目的研究成果。
参考文献:
[1]周启星,魏树和,张倩茹.生态修复[M].北京:中国环境科学出版社,2005:156-157.
[2]崔爽,周启星.生态修复研究评述[J].草业科学,2008,25(1):86-90.
[3]⑴周启星,宋玉芳.植物修复的技术内涵及展望[J].安全与环境学报,2001,1(3):48-53.⑵朱亮,苗伟红,严莹.河流湖泊水体生物-生态修复技术述评[J].河海大学学报(自然科学版),2005,33(1):59-62.
[4]康乐.生态系统的恢复与重建[A].//马世骏.现代生态学透视[M].北京:科学出版社,1990:300-308.
[5]王振洪,朱晓柯.国内外生态修复研究综述[C].发展水土保持科技,实现人与自然和谐――中国水土保持学会第三次全国会员代表大会,2006:25-31.
[6]彭少麟.恢复生态学,生态学的回顾与展望[M].北京:气象出版社,2004.497-511.
[7]⑴周启星,宋玉芳.植物修复的技术内涵及展望[J].安全与环境学报,2001,1(3):48-53.⑵MohammedHIDore,IanBurton.Environmentaldegradationandremediation:iseconomicspartoftheproblem?[J].Environ.Monit.Assess.2003,86(1):47-61.⑶单孝全.土壤的植物修复与超积累植物研究[J].分析科学学报,2004,20(4):430-433.⑷刘杰,朱义,罗亚平.清除土壤重金属污染的植物修复技术[J].桂林工学院学报,2004,24(4):507-511.⑸刘冰,张光生,周青一,等.城市环境污染的植物修复[J].环境科学与技术,2005,28(1):109-111.⑹周启星,魏树和,张倩茹.生态修复[M].北京:中国环境科学出版社,2005.156-157.⑺朱亮,苗伟红,严莹.河流湖泊水体生物-生态修复技术述评[J].河海大学学报(自然科学版),2005,33(1):59-62.⑻崔爽,周启星.生态修复研究评述[J].草业科学,2008,25(1):87-91.
[8]宋言奇.生态文明建设的内涵、意义及其路径[J].南通大学学报(社会科学版),2008(4):103-106.
[9]王如松.从农业文明到生态文明――转型期农村可持续发展的生态学方法[J].中国农村观察,2000(1):l-8.
[10]王静慧.县域生态农业产业化理论与典型模式研究[D].中国农业大学资源与环境学院,2003:1-38.
[11]王如松.从农业文明到生态文明――转型期农村可持续发展的生态学方法[J].中国农村观察,2000(1):l-8.
[12]马世骏,王如松.社会-经济-自然复合生态系统[J].生态学报,1984,4(1):1-9.
[13]冯静.生态发展是实现经济可持续发展的物质基础[J].生态经济,2000(12):30-31.
[14]于兴军,罗贻芬.可持续发展、水土保持、生态修复――一个合理构架[A].中美水土保持研讨会论文集[C].2003:11.
关键词:湖泊湿地;生态修复;保护措施
作为全球重要的生态系统,湿地所具有的功能有很多,能保护水源,对水质也有净化的作用,能够蓄洪防旱,还能够对气候起到调节作用,为生物提供更好的生存控制,维护其多样性,这些生态功能都是湿地特有的。健康平衡的生态体系是推动我国经济增长重要的一个多组成部分,也是社会可持续性发展中不能缺少的一个系统,我们有必要对生态系统进行修复,并找到有效的保护措施,维护其平衡性,让人类能够和自然和谐发展,从而带动我国经济快速增长。
1湖泊湿地保护技术
湿地的区域是处在水陆交互作用的位置,有着很丰富的生物种类,但是湿地面积并不大,在整个地表面积中才占了6%,然而就是这仅有的湿地面积却是20%左右生物种群的生存空间,尤其是那些非常濒危珍稀的鸟类,它们也是在湿地中生存和繁殖,湿地已经成为多数珍稀濒危的水禽生物最主要的生存之地,还有一部分水禽生物是在湿地中进行季节过度。要是湿地面积足够大足够多,那么在这个湿地系统中生存的物种也就会越多,生态系统也就会更加稳定,为生物种群营造更有利的生存空间。所以,我国非常重视湿地面积的修复,让生态系统更加平衡,同时还要限制人类在湿地周边进行耕地,不能有的造田的行为,如果有已经成为种植地的湿地,就要对其进行收入,让耕地重新变会湿地,让湿地环境得以恢复,并适当增加湿地的面积。近年来,湿地的水量也在逐渐减少,湿地正在逐渐萎缩,这个问题不得不引起相关部门的关注,对其进行保护,让湿地的生态环境得以恢复,加上水文条件的限制也让湿地的健康平衡发展受到了制约,所以还要通过水利工程对湿地环境进行改善,使湖泊深度和其广度都能有效地扩充。此外,还要增加鱼的养殖,让其产量有所增加,控制好调蓄功能,并在各个湿地中加大引水通道的建设,让湿地能获得更多的水源,并保证水源的质量足够好。在湿地环境保护中,要可以在水利工程方便加强设施建设,并对其进行定期维护,河岸堤防也要适当加固,将上游水土的保持工作给做好,清理多余的泥沙,不让其淤积,同时将各个平原结构给恢复好,这样将其蓄纳洪水的功能给提高上来,这样也能为野生动物提供更好的栖息地和繁殖空间。
2湖泊湿地生态修复技术
对湿地进行修复,主要是利用生态技术或者是生态工程去修复已经退化消失的湿地,如果湿地情况非常不好,还可以对其进行重建,使湿地的环境回归到以前健康的状态,让其功能还能发挥,形成一个健康的生态结构,还原湿地原有的生物学特性以及物理、化学特性,让其作用发挥的更加明显。从湿地构成的特征以及生态系统特征来看,修读湿地生态环境主要有3个部分,只有做好这些修复,也就能将湿地原本面貌给还原。第一,湿地生态环境的修复,对于这一修复目标来说,主要是通过相关的技术方法和修复措施,将生态环境的稳定性以及异质性都给提高上来,这个恢复过程既有湿地的基底修复,还有湿地的土壤修复以及湿地水状况的修复,这里所说的基底修复,主要是用工程建筑的措施对基底稳定性进行保护,让湿地面积不会缩小,还能去改造湿地的原本面貌和地形。第二,湿地生物的修复,对于这一修复目标来说,主要就是对选育优秀的物种和科学的培植技术,并引入更好的物种保护技术,还有种群的控制技术等等,让这些技术的作用都能很好地发挥出来,对湿地进行修复。第三,湿地生态系统结构的修复和功能的修复,对于这一修复目标来说,主要是对寻找生态系统的设计技术,对整体结构进行修复,并构建良好的生态系统,科学地应用集成技术,以完成湿地修复。在所有的湿地修复技术中,生态的修复是最难的,也是科研人员重点的研究对象。
退化湿地生态系统恢复,在很大程度上,需要依靠各级政府和相关部门重视,切实加强对湿地保护管理工作的组织领导,强化湿地污染源的综合整治与管理,通过部门间的联合,加大执法力度。要严格控制湿地氮、磷肥及农药的施用量,控制畜禽养殖场废水对湿地的污染影响,大型畜禽养殖场废水要严格按有关污染物排放标准达标排放,有条件的地区应推广养殖废水土地处理。植物是人工湿地生态工程中最主要的生物净化材料,它能直接吸收利用污水中的营养物质,对水质的净化有一定作用。在选择净化植物时既要考虑地带性、地域性种类,还要选择经济价值高、用途广以及与湿地园林化建设相结合的种类,尽可能的做到一项投人多处收益。
3湖泊湿地攻关技术
3.1湿地退化机理与生态恢复机制
借鉴国外成功经验,建立一套适合我国国情的湿地生态恢复研究方法和技术。加强湿地生态系统结构、功能及生态系统内在的生态学过程与相互作用机制研究,湿地生态系统生产力、恢复力、演替规律、可持续性研究,湿地的环境功能及人类活动对湿地资源与环境的影响研究,不同干扰条件下湿地生态系统的受损过程及其响应机制研究,湿地生态系统退化的景观诊断及其评价指标体系研究,湿地生态系统退化过程的动态监测、模拟及预报研究等。
3.2城市湿地公园建设技术
城市湿地公园是指利用纳入城市绿地系统规划的适宜作为公园的天然湿地类型,通过合理的保护利用,形成保护、科普、休闲等功能于一体的公园。城市湿地公园建设技术研究内容包括城市湿地水系统生态修复技术、城市退化湿地生态修复植物种类筛选、城市退化湿地高效生态修复模式、城市湿地修复生态工程示范关键技术等。
3.3退化湿地生态系统恢复技术
湿地被誉为“地球之肾”。健康的湿地生态系统,是国家生态安全体系的重要组成部分,对经济社会发展发挥着越来越大的作用。应针对不同类型的退化湿地生态系统,开展湿地生态系统恢复关键技术、湿地生态系统结构与功能的优化配置与重构及其调控技术、物种与生物多样的恢复与维持技术、湿地治污生态修复技术等研究;选取各种类型退化湿地的典型代表,进行生态恢复示范研究。
结束语
加强湖泊强湿地保护,恢复湿地功能,制定出湿地保护规划,运用环境学、生态学等多学科理论等先进技术,在查清湿地资源的基础上,建立湿地资源信息数据管理系统和湿地监测系统,能有效维护湖泊湿地的生态平衡,让人和自然有良好的生存空间,时间协调发展。
参考文献
[1]白萍萍,张伟,刘晓哲.浅议湖泊湿地的生态修复和保护措施[J].商品与质量,2015.
关键词:河道;生态修复;探索
中图分类号:TV85文献标识码:A文章编号:
什么是生态修复?
生态修复主要是依靠大自然的自我修复能力,并辅助于适当的人工措施,加快破坏了的生态系统的恢复功能,它是一个长期而复杂的系统工程。
河道生态系统是流域生态系统的重要组成部分。我们在水、河流的利用研究和开发都已经达到了非常高的水平。但是近几年来,随着水污染情况的加剧,水的生态修复学研究才被提上日程。
河道生态修复的目的是消除河流域生态系统的不良影响,保持河流生态系统可持续发展。西方一些比较发达的国家和日本在河道修复研究起步较早。他们在实践的基础上,总结了河流生态修复的八项措施:
恢复缓冲带;
重建植被;
修复马蹄形湿地;
降低边坡;
重塑弯曲河谷;
修复浅滩和深塘;
修复水边湿地;
修复河塘。
目前,我们国家经过一些地区对河道生态修复研究和探索,概括了两大类河道生态修复的措施:一类是植物保护法,一类是植物保护同工程技术措施相结合。我国的河道生态修复工作仍然是在初始阶段,缺乏多层次的全方位的生态恢复研究,更没有系统的科学的学习的理论作指导。
以江苏省赣榆县为例。江苏省赣榆县大概有15条河流,在这15条河流中沭河、朱吉河、沙汪河、龙王河这四条河流污染严重。龙王河、沙王河水的质量更是没有达到灌溉农田的程度,几乎寸草不生的河道,各种生物几乎灭绝。因此近些年来,江苏省开始全面进行河道疏浚整治工作。利用这样的时机,开展河道生态修复技术的研究,探索在河道整治过程中,采取那些技术措施,才能既保护河堤坡体结构的稳定性设置,又改善水质,同时提高河流的生物种群,也提高河道其自我净化功能。建立一个与周围环境协同发展的关系,保持社会经济良性循环的可持续发展的系统。
本文以青口河为载体,对河道生态修复技术进行思维构思。
工程调查青口河是赣榆县代表河流之一,全长64公里,在赣榆县长47.5公里,通过赣榆县县城,整个流域面积493平方公里,经过丘陵面积267平方公里,最大洪峰流量约2140立方米/秒。这条河流经区域85%的为山区,地面落差为150米以上,上游河道宽度200〜500米,比降1/400〜1/600的比例;下游河道宽60〜80米,比降7/10,000;滩面完整,为50年一遇的防洪标准。市区内均为水泥路;河坡滩面以下为砌筑的用于保护的坡面,缺乏植被生长的土壤养分状况。下游部分是含盐量很高的土壤,土壤含盐量为0.4%〜0.7%,及其不利于生长植物和动物的繁衍。
河流生态恢复的原则
1自然性原则我们不可能把这条河完全恢复到原始状态。但是在河道生态修复时我们尽量模拟自然的状态,创造良好的环境和景观,促进自然生态系统的良性循环。具体措施如:
使用抛石、木桩等护坡固堤;
在河堤上使用乔木、灌木、草相结合的立体防护;
创建合适生物栖息之地;
增设鱼道;
调整河道结构;
浅滩和沙洲的恢复等。
2生态性原则
以生态为原则,不仅可以降低成本,还能实现对污水处理厂难以处理或处理成本较高的污染物有效果的控制,同时要具有景观效果,并且还可以改善当地的气候,加强生物多样性,保护生态平衡。具体措施如下:
因地制宜地发展池塘、人工湿地、生物栅、生物浮岛等处理技术;
注重河岸植被建设;
河流生态走廊建设;
治理与控制河堤的水土流失;
在水域内,种植各种喜水、耐水植物;
发展水生动物,提高水域生物净化功能。
河道生态恢复技术设计构想1基本思路根据青口河,地理位置和特点,对河流生态修复必须从以下几个方面进行修复:
进行河道生态修复后,既不能影响整个河道的行洪能力,还要在不破坏原坡面的情况下进行生态修复;
对河堤及滩面进行修复时,应选择快速覆盖,根系发达、抗冲刷能力强,适应本地区的乔、灌、草种;
岸坡消落带的生态修复应考虑到防水浪冲刷及适合鱼巢的功能,同时对消落带植物的选择要重点考虑;
对河道整体结构的调整要回归自然,宜宽则宽,宜弯则弯,恢复浅滩和深塘,修复河边湿地;
在不同河段内放养水生动物和微生物,种植水生植物,以分解吸收水体中的营养液,达到净化水体的功能;
对沿线的污水口截流分流,使污水雨水分流,杜绝污水入河;
在物种的选择上要注意选择适宜本地区气候环境,同时不造成外来物种入侵,抗逆性好,管理粗放,植物根系发达,固土能力强;环保效果好,能有效地消除油污、烟尘和有毒化学物质的植物种类。
2生态修复技术
总结制定青口河清淤整治工程修复方案后得出:河道生态修复技术应该“尊重自然”、“人水相亲”、“和谐自然”的思路。在保证水利工程正常作用的前提下,修复河道结构、恢复河道生态平衡功能。使退化的河道生态系统得到修复,达到河流域的生态平衡。
上,中游的河流的特点及整改措施:
上、中游段,按照“谁承包,谁管理、收益”的原则,签定承包合同。
上游和中游的河流情况:
河面较宽,
有不少浅滩,深塘等,
具体措施为:
采取疏通河道中泓;
修复浅滩、深塘水边湿地;
重塑弯曲河谷等工程措施,
调整河道结构。
植被措施布设为,
河堤、滩面以用材林、经济林为主。主要栽植杨树、水杉、板栗、银杏。
堤肩以银杏、水杉间种,间距4米,滩面及内外堤坡栽植杨树、板栗,
河道水面放养水生动物和微生物,种植水生植物,
在浅水区、湿地区种植湿生植物,草种选择菖蒲、水葱、扁杆草、、毛莨等。
河道生态修复项目不是一个孤立的系统,它是一个完整的生态系统。河道生态修复技术也包括植物修复、动物修复、微生物修复相互作用,相互统一。河道内部生物系统和相邻生物系统之间的所有产生的物质与能量的动态互动。
河道生态恢复的真正意义应是在保证边坡稳定的基础,以生物多样性为目标;保证护堤、疏通河道,使河道平衡和谐发展;使水、土壤、生物,形成良性循环;不仅恢复河道景观效果,而且恢复河道的自我修复功能;还应恢复被污染的河水,提高河流的自净能力;从而使整个河流生态系统健康稳定发展。
此文只是以一条河流为范例进行分析,其他河流的河道生态修复技术也应从植被措施、工程措施、水产养殖、生物多样化这些技术入手。
水污染环境的治理是河流生态修复过程中最棘手,最有难度的一项工程。工业废水,生活废水的大量排泄,远远超过了河流的自净能力,是河道生态修复的重要工作之一,也是目前生态修复技术研究的热点和难点。现在仅仅靠人工干预的措施治理河道水污染,这样对水环境的恢复是难以维持的,因此,河流生态修复后的水生系统的稳定性管理技术也还有待进一步研究。
河道生态修复技术需要探索的路还很长,因此目前情况下,我们一定要爱护环境、保护环境,使人和自然和谐相处,走可持续发展道路。
参考文献。
关键词:生态修复技术;现代园林艺术;应用
我国一直在研究有效解决环境资源以及水土流失问题的方法,生态修复技术实质上是一种结合实践总结得出的有效方法。将生态修复技术应用在现代园林艺术中,可以找到其中存在的问题并探索其原理规律,从而实现最佳的生态修复状态。
1生态修复技术概念
当前,我国管理园林的相关人员进行了自然的规划以及设计,整个过程始终遵循基本的生态修复理念。在构思以及规划之后,应用合理以及科学的生态修复技术进行设计,设计内容主要包含以下3个方面:①在修复自然生态环境的同时,需要保障生态自然体系的和谐性以及稳定性。②在修复自然生态环境的过程中,需要保障生态自然体系拥有多样化的自然物种,维持均衡的生态体系。③需要更加合理化地规划自然环境结构,合理地调配好存在于生态自然环境中的各种生物,较好地维持自然生态之前的风貌,防止发生环境衰退等问题。为了让生态保持均衡状态,恢复和谐的自然生态环境,就应遵循相关的科学管理原则,树立可持续发展的理念,更好地改善遭受破坏的生态环境,并且在恢复生态环境的基础之上,有效地发展以及提升自然环境。
2生B修复技术在现代园林艺术中的应用
2.1生态修复技术与现代园林艺术的关系
随着经济的飞速发展以及工业化进程的加快,城市园林的设计与建设也日益增多。我国园林艺术逐步提出“城市园林生态化”这一理念,但是随着资源过度地开发和环境破坏程度的增加,使得现代园林环境不断恶化,因此,生态修复技术应运而生。
2.2应用时遵循的原则
一方面,更加全面地看待生态环境问题,在规划环境的过程中,不仅需要考虑规划的方法以及原理是否符合实际状况,还需要更加密切关注以及重视当前的设计项目,项目设计的理念需要和国家政府的理念保持一致,同步发展环境。
另一方面,可以增加绿化面积,提高修复生态水平。目前,全球气温正处于持续上升的状态,但是植物借助光合作用能够将空气中的CO2转换为O2,因此,增加绿化面积具有十分重要的作用。绿化面积的大小和生态修复的水平有着紧密联系,然而由于我国近年来利用土地的面积越来越多,亟需找到有效方法扩增植被绿化面积。
与此同时,在规划植物的过程中,管理人员可以借助空间优势完成这一目标,合理分布空间以及分配植物,增加绿化面积。此外,针对不同环境状况可以应用合理的措施,在修复生态环境时,设计者应针对规划的不同类型采取不同的修复措施。例如,居民区、工业园区以及街道绿化等,在规划设计街道时,不但需要考虑生态修复效果,还需要考虑到城市的整体视觉效果,以此制订更加合理的设计方案。在规划设计工业园区时,需要针对环境污染等实际问题,制定有效的解决措施。在规划设计居民区时,需要构建和谐氛围以及减少环境污染。
2.3具体的应用方法
在开展实施修复现代园林艺术前,首先应熟练掌握生态修复技术应用特点,使得其更加符合实际要求。在现代园林艺术中,有效应用生态修复技术的具体方法有以下3个:
2.3.1排水方面。当前很多绿化主要是借助排水设备以及地表排水发挥其排水功能。在规划排水设施的过程中,一般会种植大量植物,以缓解水流对地面的影响。在铺设排水设施时,需要在适当的位置应用挡水工具或种植铺地植物,降低水流速度,更加有效解决出现的问题。
2.3.2水景护坡方面。实际操作过程中,就是在水景护坡中增加能够靠边岸的水面,借助护坡以及驳岸更好地保护坡面。护坡上一般选用各种性能的植物进行栽培,避免出现水流渗入等不良状况。
2.3.3设置道路方面。一般选用多种防护效果较好的植物进行混栽,可以避免出现水土流失的情况,以更好地保护路面。
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