導語：如何才能寫好一篇生態(tài)修復的特點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：水土保持；生態(tài)修復；特點；原則

中圖分類號：S157 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

生態(tài)環(huán)境的日益退化已成為當前我國所面臨的重要問題之一，其中生態(tài)環(huán)境的退化所導致的一個特征就是引起水土流失。因此，實施水土保持生態(tài)修復是當前我國生態(tài)建設工作的重點。

1、實施生態(tài)修復的合理性

從某種意義上來說生態(tài)修復是一個相對宏觀的概念，它是在以人工措施輔助的條件下應用生態(tài)系統(tǒng)自我組織和自我調(diào)節(jié)能力來對被破壞的生態(tài)系統(tǒng)進行修復或者加速已被破壞生態(tài)系統(tǒng)的恢復的一種理念，輔以人工是為了加快生態(tài)系統(tǒng)恢復的步伐?？茖W研究表明，自然植被有著自身演替規(guī)律可以自己完成自身的更新并具有強烈再生能力，可以自己恢復。這就要求我們實施生態(tài)修復遵循自然生態(tài)本身所具備的自然規(guī)律，靠其循環(huán)再生能力恢復植被，從而來治理水土流失，使其朝著人與自然和諧相處的方向發(fā)展。

我國幅員遼闊，水土流失面積巨大，情況復雜，在當前社會經(jīng)濟狀態(tài)下，水土流失問題已刻不容緩。研究表明完全依靠傳統(tǒng)的水土保持措施很難有效控制水土流失，而且傳統(tǒng)的水土保持措施存在很多弊端，已不能適應新時期生態(tài)環(huán)境建設的要求。近年來我國各地實行的封山育林、建立自然保護區(qū)、水土保持示范區(qū)等措施，已經(jīng)驗證了生態(tài)修復在增加地表覆蓋、控制水土流失方面起到了的良好效果。有專家研究表明生態(tài)修復能夠提高土壤肥力和水保工程效益，如通過自我修復形成的林分單位面積活立木蓄積量比同齡人工林林分平均增加5立方米，質(zhì)量也遠遠勝于人工林，而且森林土壤肥力及土壤涵養(yǎng)水分養(yǎng)分的能力會大大提高。因此在水土保持措施采取生態(tài)修復，可用較少的投入得到較大的成績，在較短的時間內(nèi)恢復植被，較好的減少或控制水土流失。

2、水土保持生態(tài)修復的特點

2.1水土保持生態(tài)修復的主要手段需重視封育保護

水土保持生態(tài)修復是通過降低乃至解除生態(tài)系統(tǒng)超負荷的壓力，從而依靠自然的再生以及調(diào)控能力促進植被的恢復以及水土流失的治理。因此，在水土保持生態(tài)修復中，采取封山禁牧，停止人為干擾是其主要的手段之一，而封禁是其核心。在大量的實踐證明中可以看出，采取封禁治理，能夠在很大程度上提高林草的覆蓋率，土壤侵蝕模數(shù)明顯降低，從而使水土流失問題得到有效的治理，很好的改善了當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

2.2水土保持生態(tài)修復適宜程度和難度將有很大的差別

水土保持生態(tài)修復適宜地區(qū)的選擇是有條件的，不同地區(qū)的適宜程度和生態(tài)修復的難度差異很大。其主要表現(xiàn)在以下幾點：(1)對于人口密度以及土地承載力小的地方越適宜生態(tài)修復的開展；(2)地區(qū)的降水量需保持最少在300mm以上；(3)為了能夠更好地保障耐旱、耐貧瘠草、灌的生長，區(qū)域內(nèi)的土層厚度應超過10cm；(4)即使區(qū)域水土流失嚴重，但并非是寸草不生；(5)區(qū)域內(nèi)的林草覆蓋率需大于10%；(6)人均基本農(nóng)田需大于0.03hm²；(7)區(qū)域內(nèi)無嚴重的地質(zhì)災害，如泥石流、滑坡等等。理論上講，水土保持生態(tài)修復只要是對土地沒有高效高產(chǎn)要求以及不是寸草不生的情況下都可以實施，但是其修復的適宜程度和難度將有很大的差別。

2.3水土保持生態(tài)修復離不開人工及政策措施的輔助

依靠封禁并非是水土保持生態(tài)修復的唯一途徑，其生態(tài)修復離不開人工以及政策措施的輔助。其一，可采取人工育林育草的措施加快封的生物量生長，例如：因地制宜地補植補種、防治病蟲害等。同時，保證生態(tài)用水等措施也是非常重要的。其二，有必要采取相應的管理措施，只有將封的管理工作做好，才能夠更好地保障居民的生產(chǎn)生活，同時也能夠更好地促進封水土保持生態(tài)修復取得一定的成效。

2.4水土保持生態(tài)修復周期比較長

由于植被的生長需要一定的時間，相比較于工程措施而言，生態(tài)修復的周期較長，其效益往往需要3-5年之后才將慢慢體現(xiàn)。例如：經(jīng)果林在3-5年就能夠大見成效；坡改梯及小型水保工程當年就能見到成效。同時，植被恢復的速度與當?shù)氐淖匀粭l件有著緊密的聯(lián)系，自然條件差的條件下，植被恢復的速度自然變慢。由此可見，水土保持生態(tài)修復的成效相對來說較為緩慢，其功能的完善與發(fā)揮所花費的時間要更長。

3、水土保持生態(tài)修復的原則

3.1生態(tài)學為主導的原則

水土保持生態(tài)修復的基礎依據(jù)是生態(tài)學的理論及原理，進行水土保持生態(tài)修復時，需要堅持生態(tài)學為主導，遵循生態(tài)學的規(guī)律以及原則。只有在充分理解和掌握了生態(tài)學的理論和原則的基礎上，才能更好地處理生物與生態(tài)因子間的相互關系，了解生態(tài)系統(tǒng)的組成以及結構，掌握生態(tài)系統(tǒng)的演替規(guī)律，理解物種的共生、互惠、競爭、對抗關系等，從而更好地依靠自然之力來恢復自然。

3.2流域整體修復的原則

因為水土保持生態(tài)修復屬于小流域綜合治理中對生態(tài)修復理論以及技術的應用，以提升生態(tài)系統(tǒng)自我修復能力來加快水土流失的治理步伐。因此，對小流域治理中的生態(tài)修復，需要以流域為單位，從整體設計上保持生態(tài)修復的布局。與此同時，由于流域與上游以及下游之間有著緊密的聯(lián)系，為了使生態(tài)修復效果更佳，將流域作為一個單元進行規(guī)劃設計是一個必要的措施。

3.3因地制宜原則

我國是一個領土面積廣闊的國家，不同的地區(qū)自然條件差別較大，在降水量、水土流失強度、林草覆蓋率、人口以及社會經(jīng)濟條件等都有著很大的差別。因此，生態(tài)修復的措施上也有著一定的區(qū)別。由此可見，在一個地區(qū)的成功實例，并非完全適宜另一個地區(qū)，機械、教條的應用甚至無法達到治理的效果。在進行水土保持生態(tài)修復工作中，需要根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況，通過認真分析研究植被恢復的特點，從而選擇出適宜的生態(tài)修復技術及方法，促進生態(tài)修復工作的順利開展。

3.4生態(tài)修復措施和工程措施相結合的原則

水土保持生態(tài)修復措施并不能夠?qū)鹘y(tǒng)的以及成功的水土保持措施完全替代，一些比較成功的水土保持工程措施在治理水土流失方面發(fā)揮著極其重要的作用，例如：坡面水系工程、經(jīng)果林建設工程。水土保持生態(tài)修復作為治理水土流失的新技術以及新手段，是傳統(tǒng)水土流失質(zhì)量的進一步完善，在生態(tài)修復規(guī)劃以及設計中，需要將生態(tài)修復措施和工程措施相結合，從而使水土保持工作得到最佳的發(fā)揮。

3.5生態(tài)修復措施和非工程措施相結合的原則

政策保障以及公眾支持是水土保持生態(tài)修復工作順利開展的必要前提。有效的開展封禁措施、退耕還林、生態(tài)移民以及產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整工作，就需要政策保障以及公眾支持。著重從兩個方面出發(fā)：其一，加強對公眾的宣傳和教育，使之得到當?shù)毓姷闹С忠约皡⑴c，從而更好地落實修復措施；其二，這些措施的采取需要一系列的政策和機制來保證，例如：封居民的生活保證、產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整的進行、生態(tài)移民權益的保障以及退耕還林后農(nóng)民土地的補償?shù)鹊?，這些都需要有相應的非工程措施與之配合，而這些措施是生態(tài)修復工作的重要組成。

3.6經(jīng)濟可行性原則

雖然水土保持生態(tài)修復具有省錢且效果顯著的優(yōu)點，但是這并不意味著在進行水土保持生態(tài)修復規(guī)劃設計中不考慮經(jīng)濟可行性的原則。所謂的經(jīng)濟可行性原則，是在水土保持生態(tài)修復工作中的投入既要符合當前經(jīng)濟發(fā)展水平，使資金的投入有可靠的保證，又要分析封禁、退耕還林等水土保持生態(tài)修復手段對當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的影響，對于一些條件允許的地區(qū)可以實行嚴格的封禁，若條件不允許則應該從經(jīng)濟可行性原則出發(fā)，將采用與利用相結合，從而保證既能夠做到經(jīng)濟的發(fā)展，又能夠很好的保護對生態(tài)環(huán)境。

結束語

總之，水土保持生態(tài)修復作為生態(tài)修復工作中的一個重要組成部分，是當前生態(tài)修復工作的重點。通過依靠生態(tài)系統(tǒng)本身的組織和調(diào)控或與人工調(diào)控能力的復合作用，使部分或完全受損的生態(tài)系統(tǒng)恢復到相對健康的狀態(tài)。以促進植被恢復，保持水土，改善生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。

參考文獻

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水源短缺加劇

導致汾河水源短缺情況加劇的主要原因一是降水減少、經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源需求量增加等，引起汾河中下游干流河道斷流；二是工業(yè)和城市生活嚴重依賴地下水開采，以及農(nóng)業(yè)用水增加，致使地下水嚴重超采，造成水位急劇下降；三是污水垃圾處理水平低，中水價格不合理，回用規(guī)模小，加劇水資源的短缺；四是植被被破壞，土壤儲存水分能力下降；五是煤炭等礦產(chǎn)資源的過度開采，造成水資源的嚴重破壞。

生物多樣性急劇減少

汾河中下游流域的生物多樣性在人為因素影響下急劇減少，主要是河道喬灌木的過度砍伐，造成了大量動物、植物、微生物受到威脅；其次是為了提高糧食產(chǎn)量和加大畜牧業(yè)的發(fā)展，人們過度開墾和過度放牧，造成生物所需的食物大大減少；三是捕撈業(yè)的發(fā)展，人工過度的捕撈使得生物數(shù)量大大降低，很多種類已經(jīng)絕跡；四是山西工業(yè)化的發(fā)展造成環(huán)境污染，很多不能適應環(huán)境的生物被很快淘汰。

生態(tài)修復技術概述

水環(huán)境生態(tài)修復技術是通過調(diào)控水生態(tài)環(huán)境中相互制約又相互促進的各環(huán)境影響因子，促使其形成平衡和穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)為目標。生態(tài)修復技術包括利用培育的高等植物或培養(yǎng)、接種的微生物的生命代謝活動，對水體中污染物進行富集、轉(zhuǎn)化、吸收及降解，使水質(zhì)得到凈化的相關技術。該技術具有修復效果穩(wěn)定、低耗能或不需耗能、工程造價相對較低、運行成本低廉以及不形成二次污染等特點，主要用于受污染而失衡的自然水生系統(tǒng)的修復。這類水生態(tài)修復技術在發(fā)達國家已經(jīng)得到較為成功的應用，在我國也開始大量的應用，主要有土地處理、高效微生物固定化和人工濕地等技術。

1土地處理技術

廢水的土地處理，是將一、二級處理出水用于農(nóng)田、牧場或林木灌溉，或?qū)⒃瓘U水經(jīng)土壤滲濾后回注于地下水等處理技術的總稱。廢水中通常含有農(nóng)作物需要的各種營養(yǎng)成分。據(jù)我國一些城市污水的測定結果表明，污水中含T-N為30~90mg/L，NH3-N為20~50mg/L，P為3~4mg/L，K為5~40mg/L。上述養(yǎng)分經(jīng)一級或二級處理后只有少量被除去，而大部分隨出水排出。利用廢水灌溉，不僅解決了農(nóng)牧林業(yè)對水、肥兩大要素的需求，并通過其中的腐植性提高土壤肥力和地溫，可獲得十分顯著的增產(chǎn)效果，而且能除去人工生化處理難以除去的N，P營養(yǎng)物和難生化降解有機物，進一步降低COD，SS和病原菌，使廢水資源得到再生。

2高效微生物固定化技術

高效微生物固定化技術是近年來隨著廢水處理的不斷完善和需求而發(fā)展起來的新型技術。是指將經(jīng)過培養(yǎng)的高效微生物、酶或菌藻共生群限制在特定的材料區(qū)域內(nèi)部，達到提高微生物或酶的濃度，創(chuàng)造有利于生物代謝的環(huán)境，有效減少微生物流失，并使固液容易分離的目的。該類技術主要用于治理富營養(yǎng)化水體。

3人工濕地技術

人工濕地是在土地處理、穩(wěn)定塘和生物濾池等污水處理技術基礎上發(fā)展起來的一種人工構建并控制的、主要利用天然凈化能力的污水處理和生態(tài)修復技術。它利用了微生物、濕生植物和動物等一系列生物的代謝活動，綜合了物理的、化學的和生物的復雜過程，使污水中污染成分得以降解，并將其無害化或轉(zhuǎn)化為可利用的物質(zhì)。

人工濕地技術的可行性分析

1人工濕地水質(zhì)凈化機理

人工濕地床基具有巨大表面積、特定的化學組成和無數(shù)的植物根系及其代謝產(chǎn)物（氧、生物活性物質(zhì)），為污染物的過濾截留、物理和化學吸附、化學分解和沉淀、生物攝取和氧化分解、礦化等提供了很好的條件。污水中的有機物主要依靠人工濕地床基內(nèi)的物理和生物、化學的綜合過程去除；不溶性有機物被過濾截留、水解、生物攝取和氧化分解；溶解有機物直接被水解、生物攝取和氧化分解；氨氮在床基中大部分通過硝化—反硝化生化過程被去除，部分氨氮和硝氮通過植物吸收而去除；有機氮主要呈懸浮狀，被床基過濾截留，并通過生化作用礦化為氨氮、硝氮，進而通過植物吸收和硝化—反硝化過程去除；污水中磷大多以正磷酸鹽形式存在，并主要通過人工濕地床基中的鈣、鐵、鋁離子沉淀固著，以及植物的吸收過程去除，沉淀固著在床基中的磷可通過床基料更換而移出；污水中一些微量的金屬通過人工濕地床基的吸附或沉淀作用去除，被濕地植物吸附、吸收去除。污水中大部分病原菌和病毒被人工濕地床基好氧微生物攝食分解，部分被植物根系分泌物殺滅。

2人工濕地的類型分析

從工程設計的角度出發(fā)，按照系統(tǒng)布水方式的不同或水在系統(tǒng)中流動方式不同劃分為表面流人工濕地（自由表流濕地和構筑表流濕地）、潛流人工濕地（水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地和復合式潛流濕地）。不同類型的人工濕地對特征污染物的去除效果不同，具有各自的優(yōu)缺點。表面流人工濕地和自然濕地類似，污水從濕地表面流過，在流動的過程中得到凈化。這種類型的人工濕地具有投資少、操作簡單、運行費用低等優(yōu)點，但占地面積較大，水力負荷率較小，去污能力有限。

垂直潛流人工濕地是指污水從濕地表面縱向流向填料床的底部，床體處于不飽和狀態(tài)，氧可通過大氣擴散和植物傳輸進入人工濕地系統(tǒng)。其硝化能力高于水平潛流人工濕地，可用于處理氨氮含量較高的污水。其缺點是對有機物的處理能力不如水平潛流人工濕地系統(tǒng)，落干/淹水時間較長，控制相對復雜，夏季有孳生蚊蠅的現(xiàn)象。水平潛流人工濕地因污水從一端水平流過填料床而得名，它由一個或多個填料床組成，床體填充基質(zhì)，床底設有防滲，防止污染地下水。與表面流人工濕地相比，水平潛流人工濕地的水力負荷較大，對BOD5、CODcr、SS、重金屬等污染指標的去除效果好，而且很少有惡臭和孳生蚊蠅現(xiàn)象，有利于在北方地區(qū)的冬季運行。

沈陽環(huán)境科學研究院開發(fā)的復合流式潛流人工濕地技術（以水平流為主，與垂直流結合）中的復合流濕地結構由底至上分別為防滲區(qū)、導淤區(qū)、主控區(qū)及種植區(qū)。與其他類型人工濕地相比，復合流式潛流人工濕地的水力負荷大，對BOD5、CODcr、SS、氮磷等污染指標的去除效果好，而且很少有惡臭和孳生蚊蠅現(xiàn)象，特別是能有效地解決濕地系統(tǒng)的淤堵問題和北方地區(qū)的冬季運行問題。

3人工濕地生態(tài)修復適用性分析

從汾河流域亟待解決的主要生態(tài)環(huán)境問題來看，主要是水污染的治理、生物多樣性的恢復以及水資源的保護和利用問題。而人工濕地的技術特點正是以不同類型的濕地系統(tǒng)的營建和組合來實現(xiàn)河流水質(zhì)的凈化、生物棲息地的營建和水源涵養(yǎng)與保護，這從形式到內(nèi)容都與汾河生態(tài)修復的總體目標相一致。再從該技術的經(jīng)濟可行性和技術成熟性來看，人工濕地技術是目前水質(zhì)凈化與生態(tài)修復技術中投資較低，且便于維護管理的實用技術。目前，我國已經(jīng)頒布實施了《人工濕地污水處理工程技術規(guī)范》，使人工濕地生態(tài)治污技術進入到標準化、規(guī)范化的階段,在河道與湖泊水體凈化和生態(tài)修復方面已有很多成熟應用的經(jīng)驗。從人工濕地類型特點的適用性來看,水平潛流人工濕地和復合流式潛流人工濕地的選用有利于處理污染負荷較高的水體,適宜凈化目前汾河中下游嚴重污染的水質(zhì)。表面流人工濕地處理負荷雖然較低，但便于在汾河灘地應用，對河水水質(zhì)有較好的緩沖調(diào)整作用，有利于汾河流域生物多樣性的改善與營建。

因此，可根據(jù)汾河及其支流的不同河道特點、河床與灘地的可利用性、不同河段的水質(zhì)污染狀況和生態(tài)修復目標，在不同河段將潛流濕地與表流濕地優(yōu)化組合，合理布設。對于汾河太原出境處的嚴重污染河段還可考慮適當?shù)念A處理措施，以保證水質(zhì)達標及濕地系統(tǒng)的入水要求。綜上，結合汾河流域的生態(tài)環(huán)境問題和人工濕地生態(tài)修復的技術特點，以人工濕地為主要技術手段實施該流域的生態(tài)修復是可行的。

汾河流域污染治理和生態(tài)修復的對策

1源頭治理調(diào)整布局和優(yōu)化結構

對生活污水及工業(yè)廢水要進行源頭治理，堅決杜絕未經(jīng)處理直接向汾河排污。在沿岸幾個重點排污城市應增擴建污水廠，擴大處理規(guī)模，中小城市也應因地制宜地建設合適規(guī)模的污水處理廠或污水處理設施。工業(yè)廢水應當根據(jù)各個企業(yè)的產(chǎn)品及所產(chǎn)廢水性質(zhì)區(qū)別對待，經(jīng)過處理的廢水，有回用條件的應該回用，不能回用的也要實行達標排放，應堅持“誰污染，誰治理”的原則，從污染源上治理汾河水污染。對于汾河中下游流域的污水治理，應結合實際情況，建議污水先通過城市污水廠處理，再通過濕地系統(tǒng)處理后排放入河，這樣對于水環(huán)境容量較低、自凈能力較弱的汾河來講是十分必要的，有利于汾河的斷面達標。特別是人工濕地技術，不但成本低，而且植物根系土壤可以涵養(yǎng)水分，大量植被的形成有利于生物數(shù)量與種類增多，同時可營建生態(tài)景觀，恢復人與自然和諧相處的生態(tài)環(huán)境。

2加快汾河支流流域治理

汾河支流是汾河全流域的重點水源補充，直接影響著汾河流域的水生態(tài)環(huán)境，與其生態(tài)修復息息相關，故針對汾河支流應采取有效的治理措施。第一，對汾河支流流域內(nèi)的污染源進行治理，從源頭上對排入汾河支流的污水進行治理，降低入河的水質(zhì)指標，為汾河支流的生態(tài)修復做準備；第二，以人工濕地技術為主，在汾河支流干線實施生態(tài)修復，提高水環(huán)境容量；第三，在汾河支流入汾河河口處營建河口人工濕地，利用潛流濕地、功能表流濕地和景觀表流濕地相結合的方式進一步改善汾河的支流水質(zhì)，同時營造濕地景觀環(huán)境，提高汾河流域河口環(huán)境質(zhì)量。

3落實汾河流域干流人工濕地生態(tài)修復工程

以汾河流域干流殊區(qū)域重點段生態(tài)修復為基礎，以人工濕地生態(tài)修復技術為依托，加快落實汾河整個流域干流人工濕地生態(tài)修復工程，改善汾河水水質(zhì)指標，增強汾河的自凈能力。通過濕地工程的營建，流域內(nèi)的植被系統(tǒng)逐漸得到修復，野生動物系統(tǒng)也會隨之得到恢復，有效地提高了生物多樣性，從而使汾河流域生態(tài)環(huán)境從根本上得到修復。

4提高全民水憂患意識，依法保護水資源

水是生命的源泉，是人類生存的命脈。水利，是農(nóng)業(yè)的命脈，也是工業(yè)和整個國民經(jīng)濟的命脈，是國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)和基礎設施。因此，必須加大宣傳力度，增強全民水憂患意識，強化水利基礎產(chǎn)業(yè)的重要地位。加大環(huán)保宣教力度，提高環(huán)保法律法規(guī)的普及，提高全民的環(huán)境意識和法制觀念。公眾要通過擴展環(huán)境權益來提高環(huán)境意識，把個人的環(huán)境意識的提高過程與對人們切身利益的保護和改善聯(lián)系起來，自覺參與環(huán)境管理。

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廣東省水土保持生態(tài)建設分區(qū)原則:一是同一分區(qū)內(nèi)，自然和社會經(jīng)濟條件、水土流失特點具有較為明顯的相似性;二是與既有水土保持分區(qū)成果具有一致性，同時強化水土流失防治的特點進一步分區(qū);三是同分區(qū)應集中連片，適當兼顧行政區(qū)劃的完整性;四是二級分區(qū)側(cè)重防治措施布局基本一致。根據(jù)以上原則將廣東省劃分為6個一級區(qū)，17個二級區(qū)。具體分區(qū)如下:

1．1Ⅰ粵東丘陵山區(qū)強度侵蝕綜合治理區(qū)

該區(qū)范圍包括梅州市全境，河源市的龍川縣、和平縣、紫金縣、東源縣、源城區(qū)、惠州市的惠東縣以及潮州市的饒平縣。區(qū)域內(nèi)年均降雨量為1750mm，以丘陵山區(qū)為主，地帶性土壤主要為赤紅壤、紅壤，水土流失面積占全省的29．45%。本區(qū)劃分3個二級亞區(qū)，I1東江、韓江中上游丘陵山區(qū)重度溝蝕崩崗侵蝕綜合治理區(qū)，以強度的溝蝕和崩崗為主，崩崗面積常占坡面面積30%～50%，面積可達數(shù)公頃，極度發(fā)育的崩崗互相串通成崩崗群，使地形支離破碎;部分丘陵地表嚴重沙化。I2河源—燈塔盆地中度水蝕綜合治理區(qū)，為紅色巖系成土母質(zhì)，土層較薄，吸熱性能好，容易風化碎裂，經(jīng)水流沖刷，容易發(fā)生面蝕溝蝕，出現(xiàn)大量基巖。I3平蕉豐饒山地中度水蝕生態(tài)修復預防保護區(qū)，由于瓷土、稀土資源開采較為嚴重，局部存在中度水土流失。本區(qū)自然侵蝕較嚴重，特別是河源、梅州等地崩崗侵蝕發(fā)育，處于地質(zhì)活躍期，在水土保持生態(tài)建設中應以崩崗治理、小流域綜合治理為重點，選擇一批危害嚴重、影響較大的崩崗優(yōu)先治理，同時對易誘發(fā)崩崗發(fā)育的小流域進行監(jiān)測預報，并做好五華水土保持試驗站及龍川水土保持監(jiān)測站建設。東江、韓江中上游丘陵山區(qū)重度溝蝕崩崗區(qū)以崩崗治理為重點，河源一燈塔盆地中度水蝕區(qū)以溝蝕的綜合治理為主;同時加強該區(qū)的生態(tài)建設和水源區(qū)的保護。平蕉、豐饒山地中度水蝕區(qū)以生態(tài)修復預防保護為主，保障當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在措施布局上，利用工程措施和生物措施相結合的方法，重點治理崩崗。

1．2II粵西丘陵山地中度強烈侵蝕生態(tài)修復綜合治理區(qū)

該區(qū)范圍包括肇慶市全境、云浮市全境、茂名市全境。區(qū)內(nèi)年均降雨量1800mm，地貌以低山高丘為主，海拔多在400m以內(nèi)，土壤主要為赤紅壤、山地紅壤和山地黃壤，水土流失面積占全省21．78%，以溝蝕、面蝕為主。本區(qū)通過近年來持續(xù)的綜合治理，水土流失得到了有效控制。目前水土流失主要分布在西江沿岸丘陵，新興丘陵盆地的花崗巖地區(qū)、羅定盆地的紅色巖系地區(qū)、鑒江中上游丘陵的花崗巖及混合巖地區(qū)。區(qū)內(nèi)劃分5個二級區(qū):II1德慶云浮高要崩崗侵蝕綜合治理區(qū);II2羅定盆地新興盆地中度水蝕綜合治理區(qū);II3封開懷集四會廣寧山地丘陵輕度侵蝕生態(tài)修復預防保護區(qū);II4郁南信宜高州丘陵山地輕度侵蝕生態(tài)修復預防保護區(qū);II5茂名電白廉江化州丘陵臺地中度侵蝕生態(tài)修復綜合治理區(qū)。本區(qū)重點要把綜合治理和生態(tài)修復結合起來，搞好造林綠化、封山育林，嚴禁亂砍亂伐;繼續(xù)以工程與植物措施相結合的方法加快治理現(xiàn)有水土流失。德慶、云浮、高要崩崗侵蝕區(qū)和羅定盆地、新興盆地中度水蝕區(qū)為治理重點，加強崩崗綜合治理和區(qū)域生態(tài)環(huán)境修復。封開、懷集、四會、廣寧山地丘陵輕度侵蝕區(qū)，以及郁南、信宜、高州丘陵山地輕度侵蝕區(qū)，要加強該區(qū)水土保持監(jiān)督管理。茂名、電白、廉江、化州丘陵臺地中度侵蝕區(qū)既要做好綜合治理，也要對局部進行生態(tài)修復。

1．3Ⅲ粵北丘陵山地中度侵蝕生態(tài)修復預防保護區(qū)

該區(qū)范圍包括韶關市、清遠市全境、河源市的連平縣、惠州市的龍門縣、廣州市的從化市。區(qū)內(nèi)地貌以低、中山為主，年均氣溫19．5℃，年均降雨量在1920mm，占全省水土流失面積的28．23%，水土流失程度較輕，以潛蝕、輕度面蝕為主。其中潛蝕在本區(qū)水土流失中占很大比例，石灰?guī)r區(qū)成土困難，易發(fā)生石漠化。本區(qū)劃分4個二級區(qū):Ⅲ1南雄始興盆地強度水蝕綜合治理區(qū);Ⅲ2北江中上游低中山、巖溶地區(qū)中度侵蝕生態(tài)修復預防保護區(qū);Ⅲ3連平新豐翁源山地丘陵中度水蝕生態(tài)修復預防保護區(qū);Ⅲ4佛岡從化龍門丘陵臺地輕度水蝕生態(tài)修復預防保護區(qū)。治理措施以封山為主，人工植草、修魚鱗坑和水平溝、建梯田、筑排洪道以及種植林木等為輔。以保護現(xiàn)有植被為重點，同時注重水土保持監(jiān)督管理，禁止亂開濫墾和對林木的無序采伐。逐步開展石漠化治理和坡耕地改造，同時對滑坡、泥石流的高發(fā)區(qū)做好預報預測，并采取必要工程防治措施。

1．4IV粵東沿海丘陵平原山地輕度侵蝕生態(tài)修復重點監(jiān)督區(qū)

該區(qū)范圍包括汕頭市全境、汕尾市全境、揭陽市全境及潮州市潮安縣、湘橋區(qū)。區(qū)內(nèi)年平均降水量2000mm，整個地形自西北向東南依次是中低山丘陵、臺地或階地沖積平原。地帶性土壤主要有黃壤(海拔600m以上)、赤紅壤(海拔600m以下)、水稻土、鹽漬土等。水土流失較輕，占全省水土流失面積的6．31%。自然水土流失以面蝕為主，人為水土流失加劇并有面積增大的趨勢，主要為陡坡開荒、開發(fā)區(qū)建設、采石取土等。本區(qū)劃分2個二級區(qū):IV1揭潮汕平原臺地輕度水蝕生態(tài)修復重點監(jiān)督區(qū);IV2惠來普寧陸豐低山丘陵中度水蝕生態(tài)修復重點監(jiān)督區(qū)。本區(qū)應以生態(tài)修復為重點，同時注重預防監(jiān)督和局部水土流失治理。揭潮汕平原輕度水蝕區(qū)以預防監(jiān)督為重點;惠來普寧陸豐低山丘陵中度水蝕區(qū)以自然生態(tài)修復為重點，重視水保林、經(jīng)濟果林、植草等措施治理，并加強對開發(fā)建設項目的監(jiān)管。對于人為侵蝕中的采石、采礦等造成的水土流失，應提高水土保持方案審查率，根據(jù)實際情況實施整治破碎山口、將棄土回填洼地、植樹種草覆蓋等措施。對開發(fā)區(qū)和修路等形成的侵蝕區(qū)，要提高治理標準，按照城鎮(zhèn)綠化標準要求進行造林、種草、種花或恢復耕地。

1．5V珠三角洲平原丘陵輕度侵蝕生態(tài)修復重點監(jiān)督區(qū)

該區(qū)范圍包括深圳市、珠海市、中山市、東莞市、佛山市、江門市、陽江市全境和惠州市的博羅縣、惠陽區(qū)、惠城區(qū)以及廣州市除從化外的全部地區(qū)。區(qū)內(nèi)平原面積大，是全省最主要的人為水土流失地區(qū)，占全省水土流失面積的11．32%。近年來，各地在對局部水土流失較嚴重區(qū)域采取綜合治理的基礎上，加強水土保持監(jiān)督執(zhí)法工作，落實開發(fā)建設項目水土保持方案報告制度，保護水土資源，改善生態(tài)環(huán)境，使國民經(jīng)濟和社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。本區(qū)劃分3個二級區(qū):V1珠海臺山陽江陽西沿海丘陵中度水蝕生態(tài)修復重點治理區(qū)、V2三角洲河網(wǎng)平原微度侵蝕生態(tài)修復重點監(jiān)督區(qū)和V3鶴山高明開平恩平陽春輕度水蝕生態(tài)修復重點監(jiān)督區(qū)。水土保持生態(tài)建設過程中應以預防監(jiān)督為重點，同時做好局部水土流失治理和城市水土保持建設。珠海、臺山、陽江、陽西沿海丘陵中度水蝕區(qū)以生態(tài)修復和局部面蝕、溝蝕治理為重點。三角洲河網(wǎng)微度侵蝕區(qū)以生態(tài)修復，預防監(jiān)督為重點，加強水資源保護。鶴山、高明、開平、恩平、陽春輕度水蝕區(qū)以預防監(jiān)督為重點。建設惠州水庫水土保持涵養(yǎng)林示范區(qū)、珠海、深圳生態(tài)園林城市示范點。該區(qū)水土保持需更加注重生態(tài)效益、美化環(huán)境，要充分考慮規(guī)劃范圍內(nèi)的水、土資源的承載能力，以不影響和破壞區(qū)域范圍內(nèi)的水、土資源平衡為限。

1．6VI雷州半島平原臺地輕度侵蝕生態(tài)修復重點監(jiān)督區(qū)

該區(qū)包括湛江市全境，年平均降雨量1648mm，季節(jié)性干旱較為嚴重。區(qū)內(nèi)地形平緩，土壤多為潮砂泥土、磚紅壤等，輕度面蝕為主，占全省水土流失面積的1．91%。水土流失主要發(fā)生在海洋沉積物形成的砂土或細砂土，以及花崗巖、砂頁巖形成的麻紅赤土和黃紅赤土的臺地。水土保持生態(tài)建設中應以生態(tài)修復為重點，同時加強生態(tài)林建設規(guī)劃，限制桉樹的種植范圍，增加植物多樣性，提高森林的生態(tài)效益，還要注重水資源保護和高效利用。加強監(jiān)督管理，控制人為水土流失。

2結論

篇4

 

1. 建設生態(tài)水利工程的必要性

 

水利工程指具有防洪、排澇、河道整治、發(fā)電、灌溉、供水、航運、生態(tài)環(huán)境等單一功能或多種功能的興利除害的工程，這就是傳統(tǒng)的水利工程。傳統(tǒng)的水利工程規(guī)劃規(guī)劃主要對象是水文系統(tǒng)，往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風險等問題。生態(tài)水利，就是按照生態(tài)學原理，遵循生態(tài)平衡規(guī)律的法則和要求建立起來的滿足良性循環(huán)和可持續(xù)利用的水利體系，生態(tài)水利工程不僅需要滿足工程本身的生態(tài)規(guī)劃要求，又要滿足整個流域水系的生態(tài)要求，或者說在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，是指進行傳統(tǒng)水利建設的同時(如防洪、河道整治工程)，兼顧河流生態(tài)修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態(tài)修復。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術、清潔生產(chǎn)和環(huán)境立法和資源管理一起，成為河流生態(tài)建設的主要手段。建設人類美好的生存環(huán)境和社會持續(xù)發(fā)展，需要生態(tài)水利工程。

 

2. 當前生態(tài)水利工程工作面臨的困難

 

2.1 生態(tài)水利工程規(guī)劃缺乏基于不同區(qū)域的評價標準和規(guī)劃方法。

 

生態(tài)水利工程對于工程的服務目標具有明顯的地域性區(qū)別，因為對于不同地區(qū)的生態(tài)環(huán)境來說它們都具有自己的特點，所以生態(tài)水利工程每個地區(qū)也應該具有不同的特點，必須因地制宜的進行規(guī)劃。對于我國的生態(tài)水利工程建設來說也有了一些大體的方法和規(guī)劃標準，但是對于不同地區(qū)的工程來說就沒有具體的規(guī)劃指標和參考模式。因此，對于我國現(xiàn)階段的生態(tài)水利工程的規(guī)劃和建設來說還具有很大的問題，最主要的就是缺乏針對于不同地區(qū)生態(tài)環(huán)境特點的把握以及因地制宜的不同規(guī)劃方案。

 

2.2 生態(tài)水利工程規(guī)劃工作的目標和標準的確定比較難。

 

對于生態(tài)水利工程來說其建設的目標和任務與原有單一的水利工程建設來說有所不同，它更加注意維護和保證生態(tài)環(huán)境的健康和發(fā)展，主要任務和目標就是實現(xiàn)人類和生態(tài)系統(tǒng)的和諧相處。所以基于這種特殊的任務，生態(tài)水利工程建設的第一步就是確定好規(guī)劃的目標和建設標準，對于工程要達到的標準都要有一個具體的量化。目前我國的生態(tài)保護工作的目標還都處于定向描述的階段，沒有明確的目標和標準，也沒有具體量化的一些要求，所以這也就給工程的預期目標和標準的建設以及工程的建設質(zhì)量都帶來了一定的困難。

 

2.3 生態(tài)水利工程規(guī)劃缺少生態(tài)水文測驗資料。

 

對于工程的建設來說，一些前期必備的資料是必不可少的，生態(tài)水利工程建設依然如此。生態(tài)水文的測驗資料是生態(tài)水利工程規(guī)劃的關鍵和重要參考內(nèi)容。如果不能從水文測驗站的觀測資料去分析水文過程對生態(tài)過程的正負影響機理，就很難基于生態(tài)系統(tǒng)的自組織規(guī)律尋求生態(tài)水利工程的規(guī)劃理論、方法與技術參數(shù)。當前，我國水文測驗工作相對落后，水文測驗站還不能適應當前生態(tài)水利工程規(guī)劃對資料的需求。有關生態(tài)水文站方面的規(guī)劃與布局在我國還未正式開展，國內(nèi)也少有報道，不過我國已經(jīng)提高了對這方面工作的重視程度，經(jīng)過一段時間的努力也會有一定的發(fā)展的。

 

2.4 生態(tài)水利工程規(guī)劃技術人才匱乏。

 

不管對于什么類型的工程來說，人才都是工程建設中必不可少的關鍵組成部分。實現(xiàn)生態(tài)水利工程是水利工程和生態(tài)學的有機結合，需要生態(tài)水利工程的規(guī)劃人員不僅具備水利工程規(guī)劃的知識和經(jīng)驗，還要具備生態(tài)保護和生態(tài)恢復學的理論和知識。以往的人才培養(yǎng)目標和方向，使兩者分屬于不同的學科與專業(yè)，具有兩方面綜合知識和規(guī)劃能力技術人才匱乏，加之生態(tài)水利工程的實踐活動的經(jīng)驗缺乏，可以參考與借鑒的規(guī)劃項目有限，難以保證生態(tài)水利工程的規(guī)劃水平和質(zhì)量。

 

3. 生態(tài)水利工程基本規(guī)劃原則

 

3.1 工程安全性和經(jīng)濟性原則。

 

(1)生態(tài)水利工程是一種綜合性工程，既要滿足人類的需求，同時也要考慮可持續(xù)發(fā)展的要求。另外，生態(tài)水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態(tài)學原理。生態(tài)水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規(guī)律，以確保工程設施的安全、穩(wěn)定和耐久性。

 

(2)從生態(tài)水利工程的經(jīng)濟上分析，應準尋風險小效益大的基本原則，由于生態(tài)系統(tǒng)的演變方向是隨機的，生態(tài)水利工程規(guī)劃具有一定的風險，這需要在規(guī)劃規(guī)劃中進行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估。另外，應該合理的利用生態(tài)系統(tǒng)的恢復能力，力爭以最小的投入獲得最大收獲的規(guī)劃路線。

 

3.2 生態(tài)系統(tǒng)自我規(guī)劃、自我恢復原則。

 

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能是其重要特征。生態(tài)學用自組織功能來解釋物種分布的豐富性現(xiàn)象，也用來說明食物網(wǎng)隨時間的發(fā)展過程。生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種，能夠經(jīng)受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環(huán)境條件。在這種情況下，生境就可以支持一個能具有足夠數(shù)量并能進行繁殖的種群。自組織功能原理與達爾文的進化論有相似之處，只是研究的尺度不同而已。達爾文的進化論研究是在地球生物圈所有種群的尺度上進行的，而自組織功能是在生態(tài)系統(tǒng)中種群之間發(fā)生的。依靠生態(tài)系統(tǒng)自規(guī)劃、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結構，從而完成規(guī)劃和實現(xiàn)規(guī)劃。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明，人工與自然力的貢獻各占一半。

 

3.3 景觀尺度及整體性原則。

 

(1)河流生態(tài)修復規(guī)劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內(nèi)進行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復效率要高。小范圍的生態(tài)修復不但效率低，而且成功率也低。所謂“整體性”是指從生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能出發(fā)，掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的交互作用，提出修復河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法，而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。

 

(2)同時，必須重視水域和生態(tài)環(huán)境的易變性、流動性和隨機性的特點，表現(xiàn)為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機變化，也表現(xiàn)為河流淤積與侵蝕的交替變化造成河勢的擺動。這些變化決定了生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的變化范圍從生境受到限制時期的高度臨界狀態(tài)到生境擴張時期的冗余狀態(tài)。

 

(3)再者，要考慮生境邊界的動態(tài)擴展問題。由于動物遷徙和植物的隨機擴散，生境邊界也隨之發(fā)生動態(tài)變動。

 

(4)最后，河流生態(tài)修復的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進是一個動態(tài)過程。每一個河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。需要對歷史資料進行收集、整理，以掌握長時間尺度的河流變化過程與生態(tài)現(xiàn)狀的關系。河流生態(tài)修復長期的工作。有研究指出，濕地重建或修復需要大約15到20年的時間。因此對于河流生態(tài)修復項目要有長期準備，同時進行長期的監(jiān)測和管理。

 

3.4 反饋調(diào)整式規(guī)劃原則。

 

3.4.1 生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態(tài)系統(tǒng)的進化需要數(shù)百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態(tài)系統(tǒng)的演替，即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實的。

 

3.4.2 生態(tài)水利工程規(guī)劃主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結構，力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項目按照規(guī)劃執(zhí)行以后，就開始了一個自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。這個過程并不一定按照規(guī)劃預期的目標發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。最理想狀態(tài)應是沒有外界脅迫的自然生態(tài)演進狀態(tài)。在河流生態(tài)修復工程中，恢復到未受人類干擾的河流原始狀態(tài)往往是不可能的，可以理解這種原始狀態(tài)是自然生態(tài)演進的極限狀態(tài)上限。如果沒有生態(tài)修復工程，在人類活動的脅迫下生態(tài)系統(tǒng)的進一步惡化，這種狀態(tài)則是極限狀態(tài)的下限。在這兩種極限狀態(tài)之間，生態(tài)修復存在著多種可能性。針對具體一項生態(tài)修復工程實施以后，一種理想的可能是：監(jiān)測到的各生態(tài)變量是現(xiàn)有科學水平可能達到的最優(yōu)值，表示生態(tài)演進的趨勢是理想的。另一種差的情況是，監(jiān)測到的各生態(tài)變量是人們可接受的最低值。在這兩種極端狀態(tài)之間，形成了一個包絡圖。一項生態(tài)修復工程實施后的實際狀態(tài)都落在這個包絡圖中間。

 

3.4.3 意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外，人類系統(tǒng)的變化及干擾也導致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程規(guī)劃不同于傳統(tǒng)工程的確定性規(guī)劃方法，而是一種反饋調(diào)整式的規(guī)劃方法。是按照“規(guī)劃-執(zhí)行(包括管理)-監(jiān)測-評估-調(diào)整”這樣一種流程以反復循環(huán)的方式進行的。在這個流程中，監(jiān)測工作是基礎。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。這就需要在項目初期建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)，進行長期觀測。依靠完整的歷史資料和監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行階段性的評估。

 

3.4.4 評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進行生態(tài)修復的河流比較。評估的結果不外乎有幾種可能：

 

(1)生態(tài)系統(tǒng)大體按照預定目標演進，不需要規(guī)劃變更;

 

(2)需要局部調(diào)整規(guī)劃，適應新的狀況;

 

(3)原來制定的目標需要重大調(diào)整，相應進行規(guī)劃。

 

4. 結束語

 

生態(tài)水利工程是一門將生態(tài)學和工程學很好的結合在一起的一門學科，也是將人與自然和諧相處的思想很好的運用于實際的學科。因此在生態(tài)水利工程的規(guī)劃過程中，提倡科學家、管理者和當?shù)鼐用窦吧鐣鹘绲膹V泛參與，通過對話、協(xié)商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高規(guī)劃的科學性。

篇5

關鍵詞：生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展環(huán)境修復

隨著地球上人口的劇增和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，特別是工業(yè)革命以來，人類對自然資源需求水平不斷提高，生產(chǎn)強度日益加大，有毒、有害廢氣物質(zhì)不斷的輸入環(huán)境，遠遠超過了環(huán)境的自凈能力而導致環(huán)境污染日益嚴重。為了解決人類面臨的這個重大問題，對于大氣污染和地表水污染之力的研究已十分廣泛，許多技術已相當成熟并被廣泛應用。

對于污染土壤及地下水的之力來說，由于其具有隱蔽性、滯后性、累積性以及難治理和修復周期長等區(qū)別與大氣和地表水體污染的特點，其修復問題已成為環(huán)境科學研究日益活躍的領域，同時也是世界性難題。雖然人們已在污染土壤及地下水物理修復和化學修復領域進行了有益探索，形成了一些實用技術，但這些修復方法往往會破壞場地結構、造成二次污染，對于污染面積巨大且污染程度較輕的土壤甚至難以應用。為此，近年來，人們在污染環(huán)境的物理修復、化學修復甚至生物修復取得一定成功的基礎上，進一步提出了生態(tài)修復的理念，并對其概念、內(nèi)涵、原理、產(chǎn)業(yè)化途徑等進行了理論上的探索和實踐上應用的探索，試圖以生態(tài)學的原理和方法，在污染環(huán)境的修復和治理過程中實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，從而達到可持續(xù)發(fā)展。

一、生物修復—生態(tài)修復的基礎

生物修復是對污染環(huán)境實施修復、之力的最為重要的技術之一，是正在發(fā)展中的技術，是生態(tài)修復的基礎。

目前被廣泛認同的生物修復定義，是指微生物催化降解有機污染物，從而修復被污染環(huán)境或消除環(huán)境中的污染物的一個受控或自發(fā)進行的過程，這是狹義的定義。

除了微生物修復外，植物修復、動物修復乃至酶學修復等方式的出現(xiàn)，賦予了生物修復更廣泛的內(nèi)涵，即生物修復是指利用細菌和真菌等微生物、蚯蚓等動物以及水生藻類、陸生植物，甚至酶及分泌物等的代謝活性降解、減輕有機污染物的毒性，改變重金屬的活性或在環(huán)境中結合態(tài)，通過改變污染物的化學或物理特性二影響其在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和降解速率。

目前使用最廣、最有效的生物修復技術仍是微生物修復。

二、物理與化學修復—生態(tài)修復的構成要素

從修復原理來看，物理修復與化學修復是指充分利用光、溫、水、土、氣、熱等環(huán)境要素，根據(jù)污染物的理性性質(zhì)，通過機械分離、蒸發(fā)、點解、磁化、冰凍、加熱、凝固、氧化—還原、吸附—解吸、沉淀—溶解等物理怪和化學反應，使環(huán)境中污染物被清除或轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。通常，為了節(jié)省環(huán)境治理的成本，物理修復或化學修復往作為生物修復的前處理階段，近年來根式作為生態(tài)修復的構成要素。無論是環(huán)境要素或生態(tài)因子，還是工程措施，對于修復生物的生命活動來說，是非常重要的影響要素。若將它們有機的結合起來，使環(huán)境條件和生態(tài)因子在有利于生物生活的同時，也有利于污染物的去除或轉(zhuǎn)化，將極大地提高生物修復或植物修復的效率，這一點對于生態(tài)修復來說是至關重要的。

物理與化學修復措施與生物修復的結合，是生態(tài)修復必不可少的構成要素，其利用的是否直接關系到生態(tài)修復的有效性和成敗。在實際的修復過程中，把物理修復、化學修復措施更好地與生物修復結合起來，才能形成有效的生態(tài)修復技術。

三、植物修復—生態(tài)修復的基本形式

植物修復這一概念大約是1980年代前期提出來的，其最初的思想是利用超累積植物的的超量富集作用來去除污染環(huán)境中多余的重金屬。

目前，植物修復這一技術已經(jīng)涵蓋了污染環(huán)境治理的各個方面，如城市樹木、草坪乃至花卉植物對大氣或室內(nèi)空氣的凈化；池塘中水生植物通過對氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的利用而對富營養(yǎng)化水體的凈化；污染土壤及水體中無機污染物的去除及有機污染物的講解等。

在污染環(huán)境治理中，從形式上來看，似乎主要是植物在起作用，但實際上植物修復過程中，往往是植物、根系分泌物、根際圈微生物、根際圈土壤物理和化學因素（這些因素可以部分人為調(diào)控）等在共同起作用。因而，總的來說，植物修復幾乎包括了生態(tài)修復的所有機制，是生態(tài)修復的基本形式。

利用植物對重金屬如Ni、Zn、Cd、Hg、Cu、Se,放射性核素如Cs、Sr、Ur，多環(huán)芳徑，石油，化學農(nóng)藥，有機氯溶劑如TCE，廢棄炸藥如TNT等的修復研究均有報道。

篇6

論文摘要：闡述水利工程與水域生態(tài)的關系，介紹了生態(tài)水利規(guī)劃的基本原則：工程安全性與經(jīng)濟性原則；提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則；生態(tài)系統(tǒng)自設計與自我恢復原則；景觀尺度與整體修復原則；反饋和調(diào)整設計原則。

1水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響

在社會生產(chǎn)過程中水利工程對經(jīng)濟與社會有著巨大的作用，同時也要看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變。這些改變對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權衡社會經(jīng)濟需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關系方面，似應強調(diào)水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。

2生態(tài)水利工程

從學科發(fā)展角度看，現(xiàn)在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學，水利工程規(guī)劃設計主要對象是水文系統(tǒng)，往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風險等問題。學科的進一步發(fā)展應吸收生態(tài)學理論及方法，促進水利工程學與生態(tài)學的交叉融合，用以改進和完善水利工程的規(guī)劃及設計理論，形成水利工程學新的學科分支——生態(tài)水利工程學。生態(tài)水利工程學作為水利工程學的一個新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術方法的工程學。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，是指進行傳統(tǒng)水利建設的同時（如治河、防洪工程），兼顧河流生態(tài)修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態(tài)修復。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術、清潔生產(chǎn)（生態(tài)產(chǎn)業(yè)）及環(huán)境立法和資源管理一起，成為河流生態(tài)建設的主要手段之一。

3生態(tài)水利工程的規(guī)劃設計原則

3.1工程安全性和經(jīng)濟性原則

生態(tài)水利工程是一項綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態(tài)學原理。生態(tài)水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規(guī)律，以確保工程設施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設施必須在設計標準規(guī)定的范圍內(nèi)，能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律，保證河流修復工程的耐久性。

對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結果事先難以把握，生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規(guī)劃設計中進行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估。另外，充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復規(guī)律，是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術路線。

3.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

一個地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高，就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環(huán)境變得單調(diào)，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化，造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動，特別是大規(guī)模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種，生態(tài)水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創(chuàng)造條件。

在確定河流生態(tài)修復目標以后，就應該對于河流進行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進行勘查和評估，建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術和地理信息系統(tǒng)（GIS）是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎上，確定環(huán)境因子與生物因子的相關關系，必要時建立某種數(shù)學模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括：調(diào)查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關系和制約條件，對于“關鍵種”或標志性生物的環(huán)境因子進行分類和評估。在眾多的環(huán)境因子中，識別那些對于系統(tǒng)的結構和功能具有重要意義的環(huán)境因子，在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。

3.3生態(tài)系統(tǒng)自設計、自我恢復原則

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種，能夠經(jīng)受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環(huán)境條件。

將自組織原理應用于生態(tài)水利工程時，生態(tài)工程設計與傳統(tǒng)水工設計有本質(zhì)的區(qū)別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計，建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中，建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同，生態(tài)工程設計是一種“指導性”的設計，或者說是輔設計。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結構，從而完成設計和實現(xiàn)設計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明，人工與自然力的貢獻各占一半。

傳統(tǒng)的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態(tài)水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設計這個寶貴財富，實現(xiàn)人與自然的和諧。需要強調(diào)的是，地球上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態(tài)水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值，尋求最佳的生態(tài)工程方案。

自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質(zhì)、土壤、地貌、水文特征等生態(tài)因子，也取決于生物的種類、密度、生物生產(chǎn)力、群落穩(wěn)定性等多種因素。在利用自設計理論時，需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進外來物種時要持慎重態(tài)度，防止生物入侵。

3.4景觀尺度及整體性原則

河流生態(tài)修復規(guī)劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內(nèi)進行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復效率要高。小范圍的生態(tài)修復不但效率低，而且成功率也低。整體性是指從生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能出發(fā)，掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的交互作用，提出修復河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法，而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。

景觀則是指生態(tài)學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規(guī)劃？首先，水域生態(tài)系統(tǒng)是一個大系統(tǒng)，其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設施系統(tǒng)。廣義水文系統(tǒng)又與生物系統(tǒng)交織在一起，形成自然河流生態(tài)系統(tǒng)。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分，形成對于水域生態(tài)系統(tǒng)的正負影響。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時，需要對于各種脅迫因素之間的相互關系進行綜合、整體研究。其次，必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，這些特點決定了生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態(tài)系統(tǒng)。再者，河流生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時進行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán)，一條河流的生態(tài)修復活動不可能是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復活動進行協(xié)調(diào)。最后，河流生態(tài)修復的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進是一個動態(tài)過程。每一個河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。河流生態(tài)修復是靠時間做工作的。有研究指出，濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態(tài)修復項目要有長期準備，同時進行長期的監(jiān)測和管理。

3.5反饋調(diào)整式設計原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態(tài)系統(tǒng)的進化需要數(shù)百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態(tài)系統(tǒng)的演替，即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實的。

生態(tài)水利工程規(guī)劃設計主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結構，力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項目執(zhí)行以后，就開始了一個自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。

意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外，人類系統(tǒng)的變化及干擾也導致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設計方法，而是一種反饋調(diào)整式的設計方法。是按照“設計—執(zhí)行（包括管理）—監(jiān)測—評估—調(diào)整”這樣一種流程以反復循環(huán)的方式進行的。在這個流程中，監(jiān)測工作是基礎。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進行生態(tài)修復的河流比較。

在反饋調(diào)整式設計過程中，提倡科學家、管理者和當?shù)鼐用窦吧鐣鹘绲膹V泛參與，通過對話、協(xié)商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高設計的科學性。

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篇7

在社會生產(chǎn)過程中水利工程對經(jīng)濟與社會有著巨大的作用,同時也要看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動性,使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變。這些改變對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權衡社會經(jīng)濟需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關系方面,似應強調(diào)水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。

2生態(tài)水利工程

從學科發(fā)展角度看,現(xiàn)在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學,水利工程規(guī)劃設計主要對象是水文系統(tǒng),往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風險等問題。學科的進一步發(fā)展應吸收生態(tài)學理論及方法,促進水利工程學與生態(tài)學的交叉融合,用以改進和完善水利工程的規(guī)劃及設計理論,形成水利工程學新的學科分支——生態(tài)水利工程學。生態(tài)水利工程學作為水利工程學的一個新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術方法的工程學。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是:對于新建工程,是指進行傳統(tǒng)水利建設的同時(如治河、防洪工程),兼顧河流生態(tài)修復的目標。對于已建工程,則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態(tài)修復。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術、清潔生產(chǎn)(生態(tài)產(chǎn)業(yè))及環(huán)境立法和資源管理一起,成為河流生態(tài)建設的主要手段之一。

3生態(tài)水利工程的規(guī)劃設計原則

3.1工程安全性和經(jīng)濟性原則

生態(tài)水利工程是一項綜合性工程,在河流綜合治理中既要滿足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運等需求,也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學原理,也要符合生態(tài)學原理。生態(tài)水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規(guī)律,以確保工程設施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設施必須在設計標準規(guī)定的范圍內(nèi),能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時,必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征,動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律,保證河流修復工程的耐久性。

對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟合理性分析,應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結果事先難以把握,生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規(guī)劃設計中進行方案比選,更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估。另外,充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復規(guī)律,是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術路線。

3.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

一個地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高,就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環(huán)境變得單調(diào),生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化,造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動,特別是大規(guī)模治河工程的建設,造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化,使河流生境在不同程度上單一化,引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性,但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種,生態(tài)水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性,使其符合自然河流的地貌學原理,為生物群落多樣性的恢復創(chuàng)造條件。

在確定河流生態(tài)修復目標以后,就應該對于河流進行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進行勘查和評估,建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術和地理信息系統(tǒng)(GIS)是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎上,確定環(huán)境因子與生物因子的相關關系,必要時建立某種數(shù)學模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括:調(diào)查單個生物因子的基本需求,評估各種生物因子的相互關系和制約條件,對于“關鍵種”或標志性生物的環(huán)境因子進行分類和評估。在眾多的環(huán)境因子中,識別那些對于系統(tǒng)的結構和功能具有重要意義的環(huán)境因子,在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。

3.3生態(tài)系統(tǒng)自設計、自我恢復原則

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機理是物種的自然選擇,也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種,能夠經(jīng)受自然選擇的考驗,尋找到相應的能源和合適的環(huán)境條件。

將自組織原理應用于生態(tài)水利工程時,生態(tài)工程設計與傳統(tǒng)水工設計有本質(zhì)的區(qū)別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計,建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中,建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同,生態(tài)工程設計是一種“指導性”的設計,或者說是輔設計。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設計、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結構,從而完成設計和實現(xiàn)設計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明,人工與自然力的貢獻各占一半。

傳統(tǒng)的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態(tài)水利工程時,要求工程師必須放棄控制自然界的動機,樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設計這個寶貴財富,實現(xiàn)人與自然的和諧。需要強調(diào)的是,地球上沒有兩條相同的河流,每一條河流的特點都是各不相同的。因此,每一項生態(tài)水利工程必須因地制宜,充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值,尋求最佳的生態(tài)工程方案。

自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質(zhì)、土壤、地貌、水文特征等生態(tài)因子,也取決于生物的種類、密度、生物生產(chǎn)力、群落穩(wěn)定性等多種因素。在利用自設計理論時,需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進外來物種時要持慎重態(tài)度,防止生物入侵。

3.4景觀尺度及整體性原則

河流生態(tài)修復規(guī)劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎上進行,而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內(nèi)進行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復效率要高。小范圍的生態(tài)修復不但效率低,而且成功率也低。整體性是指從生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能出發(fā),掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的交互作用,提出修復河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法,而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復問題,也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。

景觀則是指生態(tài)學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規(guī)劃?首先,水

域生態(tài)系統(tǒng)是一個大系統(tǒng),其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設施系統(tǒng)。廣義水文系統(tǒng)又與生物系統(tǒng)交織在一起,形成自然河流生態(tài)系統(tǒng)。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分,形成對于水域生態(tài)系統(tǒng)的正負影響。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時,需要對于各種脅迫因素之間的相

互關系進行綜合、整體研究。其次,必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點,這些特點決定了生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態(tài)系統(tǒng)。再者,河流生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng),與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時進行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán),一條河流的生態(tài)修復活動不可能是孤立的,還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復活動進行協(xié)調(diào)。最后,河流生態(tài)修復的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進是一個動態(tài)過程。每一個河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。河流生態(tài)修復是靠時間做工作的。有研究指出,濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態(tài)修復項目要有長期準備,同時進行長期的監(jiān)測和管理。

3.5反饋調(diào)整式設計原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程,河流修復工程需要時間。從長時間尺度看,自然生態(tài)系統(tǒng)的進化需要數(shù)百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高,同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看,生態(tài)系統(tǒng)的演替,即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時間,期望河流修復能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實的。

生態(tài)水利工程規(guī)劃設計主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結構,力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項目執(zhí)行以后,就開始了一個自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發(fā)展,可能出現(xiàn)多種可能性。

意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的,在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外,人類系統(tǒng)的變化及干擾也導致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設計方法,而是一種反饋調(diào)整式的設計方法。是按照“設計—執(zhí)行(包括管理)—監(jiān)測—評估—調(diào)整”這樣一種流程以反復循環(huán)的方式進行的。在這個流程中,監(jiān)測工作是基礎。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法,一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項目初期狀況比較,一種是與自然條件類似但未進行生態(tài)修復的河流比較。

在反饋調(diào)整式設計過程中,提倡科學家、管理者和當?shù)鼐用窦吧鐣鹘绲膹V泛參與,通過對話、協(xié)商,以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合,提高設計的科學性。

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篇8

（漳衛(wèi)南運河邯鄲河務局河北邯鄲056001）

【摘要】針對衛(wèi)河邯鄲段水質(zhì)現(xiàn)狀及水資源利用存在的問題，從水資源系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)互動協(xié)調(diào)的角度出發(fā)，提出了該河段生態(tài)演替式水體修復技術模式。選取金灘鎮(zhèn)順道店典型試驗區(qū)，選取利用氧化塘、生物膜、浮島、人工濕地、水生植物、水生動物凈化水體等修復技術方案，論證了衛(wèi)河邯鄲段生態(tài)演替式水體修復模式的合理性。

關鍵詞 水體污染；生態(tài)演替式；水體修復

EcologicalSuccession-typeWaterRestorationTechnologyinHandanReachofWeiRiver

LiuYa-feng

(HandanManagementBureauofSouthZhangweiCanalHandanHebei056001)

【Abstract】AimingattheexistingproblemsofthewaterqualityandwaterresourcesutilizationofHandanreachofWeiRiver,ecologicalsuccession-typewaterrestorationtechnologywasdiscussedfromthewatersystemandecologicalsystempointofview.Asatypicalexperimental,thetechnologiesofoxidationpond,biofilm,floatingisland,artificialwetland,aquaticandaquaticplantwereusedinJintanTown.Thetestresultsshowthatecologicalsuccession-typewaterrestorationtechnologyinHandanReachofWeiRiverisReasonable.

【Keywords】Waterpollution;Ecologicalsuccession-type;Waterrestoration

面對日趨嚴峻的水資源情勢，世界各國均把污水截流、廢水達標排放和控制排污總量作為河道整治的首要措施。海河水利委員會及衛(wèi)河沿岸各級政府不斷加大污水治理力度，控制進入河道的污染物，實施截污工程，對河流水質(zhì)改善起到了巨大的作用。但由于歷史的原因，眾多規(guī)模較小的排污口無法納入到截污工程之中，零散分布的點源污染和大范圍的農(nóng)業(yè)面源污染往往直接入河，未經(jīng)處理的污水順河排向下游，造成下游水體污染、臭氣彌漫，嚴重影響了周邊環(huán)境以及當?shù)鼐用竦恼Ｉa(chǎn)和生活。由于點源污染、面源污染在漳衛(wèi)南水系極為嚴重，僅僅靠控源來治理河水污染是不夠的，因此，強化水體的自凈能力，對河道污水進行原位或異位處理，成為河道污水修復的重要措施之一。

1.水質(zhì)現(xiàn)狀及水資源利用存在的問題

1.1水質(zhì)現(xiàn)狀。

近年來，由于衛(wèi)河邯鄲段上游入境水量的減少和沿途污水大量匯入，致使該河段水體感官性狀極差，水體呈黃褐色并伴有惡臭。該河段設有留固和龍王廟兩個監(jiān)測點，檢測結果表明，水質(zhì)類別均為大于Ⅴ類。其主要污染物質(zhì)為氨氮、CODMn、CODCr、BOD5、揮發(fā)酚等，超標倍數(shù)分別為5.2、2.7、2.8、1.0、1.4。河段內(nèi)水體已經(jīng)完全喪失了其使用功能。

1.2水資源利用存在的問題。

邯鄲市多年平均衛(wèi)河水利用量為1336萬m3，多年平均利用率僅為1.71%。衛(wèi)河水資源利用率低的原因很多，但其來水水質(zhì)差、不能直接大量應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是其主要原因之一。衛(wèi)河水質(zhì)的嚴重污染不僅直接影響了沿河兩岸經(jīng)濟的發(fā)展，而且對周圍的生態(tài)環(huán)境造成了不利影響，因此，改善衛(wèi)河水質(zhì)，是改善衛(wèi)河流域生態(tài)環(huán)境和提高衛(wèi)河水資源利用率，實現(xiàn)衛(wèi)河流域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關鍵。

2.修復及利用工程模式

針對衛(wèi)河水質(zhì)現(xiàn)狀及水資源利用存在的問題，綜合考慮國內(nèi)外水體修復技術及實踐，提出衛(wèi)河邯鄲段水體修復工程模式。

2.1生態(tài)演替式水體修復。

生態(tài)演替式水體修復技術是利用培育的植物、動物或培養(yǎng)接種的微生物的生命活動，對水體污染物進行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，從而使水體得到凈化的技術，同時可將綠化環(huán)境及景觀改善結合起來，創(chuàng)造人與自然融合的優(yōu)美環(huán)境。結合本河段特點，利用衛(wèi)河防洪堤內(nèi)外廢棄河道和堤內(nèi)分布低洼灘地，如順道店廢棄河段、金灘鎮(zhèn)廢棄河段等建立生態(tài)演替式水體修復工程，對河道水體進行逐級修復。

2.2溝渠濕地控制面源污染。

衛(wèi)河邯鄲段處于平原地區(qū)，農(nóng)業(yè)是該地區(qū)的主要經(jīng)濟命脈，農(nóng)藥、化肥和養(yǎng)殖業(yè)形成的面源污染是該地區(qū)的主要污染源之一，汛期徑流將其直接帶入河道，造成河水污染。為此，在防洪堤外1Km范圍內(nèi)建立排水溝網(wǎng)，溝內(nèi)種植植物，形成溝渠濕地，將汛期徑流滯蓄在溝渠濕地內(nèi)，進行初步凈化，然后集中排入河道或引入堤內(nèi)的生態(tài)演替式水體修復工程。

2.3邯鄲市生態(tài)水網(wǎng)蓄水利用。

為提高邯鄲市對衛(wèi)河水資源的利用率，可通過提水泵站，在非灌溉季節(jié)向邯鄲東部生態(tài)水網(wǎng)蓄水。主要工程有：（1）軍留泵站，向東風渠供水；（2）岔河咀泵站，向小引河供水；（3）路莊泵站，向民有干渠供水。為保證邯鄲市生態(tài)水網(wǎng)水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境，在引水渠首建造2～3Km長的生態(tài)演替式水體修復工程，水體經(jīng)修復后再引入生態(tài)水網(wǎng)。

3.生態(tài)演替式水體修復技術

由于衛(wèi)河水體污染嚴重，衛(wèi)河水利用的關鍵是水體的修復凈化，因此，本文針對生態(tài)演替式水體修復工程技術進行進一步研究。

3.1修復目標。

（1）針對衛(wèi)河下游河道水質(zhì)污染現(xiàn)狀，綜合考慮處理工藝的有效性、長效性、經(jīng)濟性和生態(tài)兼容性等，將各種處理技術合理結合，充分發(fā)揮各種技術的優(yōu)越性，對河道污染水體進行處理，力求持續(xù)發(fā)揮和強化河流自身的凈化能力，減少能源消耗和二次污染，同時與親水景觀建設結合，使處理工藝親切自然，更富人性化。

（2）通過水體修復，消除爭氧物質(zhì)，穩(wěn)定水體的高溶氧狀態(tài)，快速培植優(yōu)勢好氧微生物，打造生態(tài)基礎，并通過水生動、植物定向培養(yǎng)、建立起人工生態(tài)，通過人工生態(tài)向自然生態(tài)演替，恢復水體生物多樣性，并充分利用自然系統(tǒng)的循環(huán)再生、自我修復等特點，實現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。

3.2技術要素。

衛(wèi)河邯鄲段生態(tài)演替式水體修復技術包括氧化塘技術、生物膜對水體的凈化作用、浮島的凈化作用、水生植物凈化景觀化應用、水生動物凈化水體、人工濕地等。在本工程應用中，根據(jù)水體污染程度，水體環(huán)境資源現(xiàn)狀等考慮選用不同的技術組合，以呈現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟效益的雙贏。

（1）氧化塘。

典型區(qū)氧化塘設置厭氧塘和兼性塘。厭氧塘內(nèi)依靠厭氧菌的代謝功能，使有機底物得到降解。兼性塘從上到下分為三層：上層好氧區(qū)、中層兼性區(qū)、塘底厭氧區(qū)。

（2）生物膜。

生物膜技術通過在固定支架上設置生物填料，為參與污染物凈化的微生物、原生動物、小型浮游動物等提供附著生長條件，使大量參與污染物凈化的生物在此生長。由于其固著生長而不易被大型水生動物和魚類吞食，使單位體積的水體中生物數(shù)量成幾何級數(shù)增加，可強化河湖水體的凈化能力。

（3）浮島。

本工程的浮島是一種像筏子的人工浮體，在上邊栽培一些美人蕉之類的植物，漂浮在水面。人工浮島的水質(zhì)凈化針對富營養(yǎng)化的水質(zhì)，利用生態(tài)工程學原理，降解、吸收水中的COD、氮、磷等。

（4）水生植物。

水生植物技術將生態(tài)系統(tǒng)結構與功能應用于水質(zhì)凈化，充分利用自然凈化與水生植物系統(tǒng)中各類水生生物間功能上相輔相成的協(xié)同作用來凈化水質(zhì)，在水體中適當布置既有觀賞價值又有凈化功能的浮水植物和挺水植物，使水體不僅具有自然風貌的景觀，而且增強水體的生物凈化功能。

（5）水生動物。

本項目水域面積大，存在許多有害昆蟲如蚊、蠅的滋生場所，水中投魚可攝食蚊子及其它昆蟲幼蟲，避免水域?qū)χ車h(huán)境造成的危害。此外，水體中投放適當?shù)乃鷦游锟梢杂行У娜コw中富余營養(yǎng)物質(zhì)，控制藻類生長，同時分泌促絮凝物質(zhì)，使湖水中懸浮物質(zhì)絮凝，促使水體變清。

（6）人工濕地。

在人工設計和監(jiān)督管理下，人工水面濕地去污效果優(yōu)于自然濕地系統(tǒng)，項目綜合采用人工水面濕地技術和潛流濕地利用技術。水面濕地系統(tǒng)的污染水體在濕地的表面流動，水位較淺，通過生長在植物水下部分的莖、竿上的生物膜來去除污水中的大部分有機污染物。潛流濕地系統(tǒng)的污水在濕地床內(nèi)部流動，利用填料表面生長的生物膜、豐富的植物根系及表層土和填料截留的作用來凈化污水，水位較深，具有保溫性能好，處理效果受氣候影響小，衛(wèi)生條件較好的特點。

4.應用實例

4.1項目區(qū)選擇。

經(jīng)現(xiàn)場勘查，選擇大名縣金灘鎮(zhèn)順道店村附近的廢棄河段。試驗河段位于衛(wèi)河右岸防洪堤內(nèi)側(cè)，長2.6Km，寬60～150m。

4.2生態(tài)處理系統(tǒng)工程布置。

處理系統(tǒng)由12個池段組成，工程逐級布置如下：

（1）1號池為厭氧塘兼做沉淀池。設計水深4m，由泵站出水池底孔進水，其末端為表流陡坎出水，曝氣復氧，進入2號池。

（2）2號、3號池均為兼性氧化塘。設計水深1.5m，2號池通過底流出水進入3號池，3號池表流出水曝氣后進入4號池。

（3）4號池為人工浮床塘（下設生物膜）。設計水深1.5m，以浮床為介質(zhì)，種植美人蕉水生植物，并在浮床底部進行生物掛膜，表流出水后進入5號池。

（4）5號池為植物塘。本塘塘面較寬，設計水深1.5m，以睡蓮等浮水植物為主，出水后進入6號池。

（5）6號池也為植物塘。設計水深1.0m，以水蔥等挺水植物為主，底流出水后進入7號池。

（6）7號池為魚塘。設計水深2.4m，出水后進入8號池。

（7）8號池、9號池為表流濕地，設計水深1.0m，主要種植蘆葦?shù)龋琢鞒鏊筮M入10號池。

（8）10號池為潛流濕地，設計水深0.3m，共分成72個單元，由中間雙線渠供水，由兩側(cè)集水渠出水后進入11號池。

（9）11號池仍為表流濕地，種植挺水植物，出水后進入12號蓄水池。

4.3經(jīng)濟分析。

本工程日處理水量8.4萬m3，考慮到水位變化等因素影響，取0.7的折扣系數(shù)，經(jīng)濟運行期按10年計，則經(jīng)濟運行期內(nèi)可處理水量21462萬m3。經(jīng)投資測算，單方水處理價格為0.19元/m3，明顯低于污水處理廠的污水處理成本。因此，采用生態(tài)演替式水體修復技術來處理河流污水，在經(jīng)濟上是合理的。

5.結論

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關鍵詞：水利工程；生態(tài)環(huán)境；水域水位；水資源

引言

水域生態(tài)環(huán)境是流域生態(tài)環(huán)境極其重要的組成部分，具有易發(fā)生變化、易受影響、易遭受破壞的特點。作為一種人工構筑物，水利設施工程對水域生態(tài)環(huán)境將產(chǎn)生明顯影響。眾多水利設施的建成和運營，促進了河流水域經(jīng)濟和社會的發(fā)展，但是同時，也對水體水情、水生生物、水體水質(zhì)等產(chǎn)生了較大的影響。

所以為了能夠更好地發(fā)揮水利設施的效益，將水利設施的副作用降到最低點，保護好當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，本文主要研究和分析水利設施對我國水域生態(tài)環(huán)境的影響具有重要的理論和實踐意義。

一、水利工程概述？

由于最初的社會形態(tài)原始社會生產(chǎn)力水平低下，人類沒有改變自然環(huán)境的能力。人們逐水草而居，擇丘陵而處，靠漁獵、采集和游牧為生，對自然界的水只能趨利避害，消極適應。進入奴隸社會和封建社會后，隨著鐵器工具的發(fā)展，人們在江河兩岸發(fā)展農(nóng)業(yè)，建設村莊和城鎮(zhèn)，遂產(chǎn)生了防洪、排澇、灌溉、航運和城鎮(zhèn)供水的需要，從而開創(chuàng)和發(fā)展了水利事業(yè)。防洪、除澇、灌溉、發(fā)電、供水、圍墾、水土保持、移民、水資源保護等工程（包括新建、擴建、改建、加固、修復）及其配套和附屬工程的統(tǒng)稱。用于控制和調(diào)配自然界的地表水和地下水，達到除害興利目的而修建的工程。也被稱之為水工程。

因為水是人類生產(chǎn)和生活必不可少的寶貴資源，但其自然存在的狀態(tài)并不完全符合人類的需要。所以只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪澇災害，并進行水量的調(diào)節(jié)和分配，以滿足人民生活和生產(chǎn)對水資源的需要。水利工程規(guī)劃的目的是全面考慮、合理安排地面和地下水資源的控制、開發(fā)和使用方式，最大限度地做到安全、經(jīng)濟、高效。在實際運行過程中，水利工程規(guī)劃要解決的問題大體有以下幾個方面：根據(jù)需要和可能確定各種治理和開發(fā)目標，按照當?shù)氐淖匀?、?jīng)濟和社會條件選擇合理的工程規(guī)模，制定安全、經(jīng)濟、運用管理方便的工程布置方案。因此，應首先做好被治理或開發(fā)河流流域的水文和水文地質(zhì)方面的調(diào)查研究工作，才能充分掌握水資源的分布狀況。

二、水利工程對水文的影響

水利工程的修建可能會影響周邊的環(huán)境，改變河道下游的流量。水庫洪季蓄水有利于防洪，而枯季蓄水則可能影響下游河道的部分基流，隨著河道下游水量的減少，甚至出現(xiàn)斷流情況。這不僅導致周圍地下水位下降，還可能導致其他生態(tài)環(huán)境問題。比如，下游的河湖缺水、干枯；下游周邊地區(qū)的地下水位下降；在河流的入海口，由于河流下游水量的減少會可能導致海水倒灌，影響入?？诘貐^(qū)的農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展；由于泄洪量的變化，河道水位變化的幅度可能增大，進而影響航運、養(yǎng)魚和引水灌溉等活動；另外當水庫下游的水量減少也可能造成水質(zhì)的污染和惡化。

由于大多水利工程是在天然河道上修建，工程建設將會破壞河流長期演化而成的生態(tài)環(huán)境，導致河流局部形態(tài)單一化和非連續(xù)化，從而改變了其多樣性的特點；水利工程的修建也可能導致河流的自然形態(tài)、局部河流水深、含沙量等的變化，進而將會導致下游的水文、泥沙發(fā)生變化，而河流的水文、泥沙是影響河流生態(tài)環(huán)境的原動力。水庫建成后內(nèi)部水面寬、水體大、水流遲緩，當水體受太陽輻射時由于水面的反射率小于路面的反射率，因而水面熱量輻射值增大。水庫內(nèi)具有特殊的水溫結構，而水溫的變化則將會對內(nèi)部魚類的繁殖產(chǎn)生影響，同時還將會對內(nèi)部水質(zhì)產(chǎn)生一定的影響；水利工程的修建將會導致局部水流流速降低，從而降低水氣界面交換速率及污染物遷移擴散能力，導致水體自凈能力下降，并會增強水體內(nèi)重金屬沉降而增大污染。

三、加強生態(tài)水利工程的建設

生態(tài)水利工程是在傳統(tǒng)水利工程的建設過程中同時注重對河流生態(tài)的保護；對于已經(jīng)建設好的水利工程，要對遭受破壞的生態(tài)環(huán)境重點進行修復，從而實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。生態(tài)水利工程的建設遵循以下贅鱸則：一是保護和修復河流多樣化的原則。我們都知道每條河流都有不同的特點，具有多樣性，所以，在建設水利工程的時候不能盲目的去效仿成功的案例，而是要根據(jù)每條河流的不同特征進行水利工程的建設；二是保持和維護河流自我修復的能力。河流能進行自我修復能力，這種修復能力不僅能減輕水利工程建設對河流的消極影響和破壞，還能減少人們對河流破壞之后的人為修復，對河流的可持續(xù)發(fā)展起著經(jīng)濟促進作用；三是以修復整個水體系統(tǒng)為主要目標。河流與周邊的田地和城鎮(zhèn)相互聯(lián)系，它們組成一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，所以，在水利工程的建設中要考慮到多方面的因素和關系。

明確水生態(tài)系統(tǒng)保護和修復及水資源管理組織機構和有關部門的職責，逐步建立統(tǒng)一協(xié)調(diào)的水生態(tài)系統(tǒng)保護和修復及水資源管理的體系：加強法制建設，完善政策法規(guī)體系，嚴格依法管理；加強行政監(jiān)管力度，控制污染物排放總量；合理規(guī)劃監(jiān)測站點，采用現(xiàn)代化技術設備對河湖水體水量和水質(zhì)進行實時動態(tài)監(jiān)測，建設水生態(tài)管理信息系統(tǒng)，提高管理水平；加大宣傳力度，提高公眾的水生態(tài)意識、水資源意識和水環(huán)境意識，鼓勵、組織公眾對水資源保護的實質(zhì)性參與，建設節(jié)水防污型社會。

水利工程建設給當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境帶來了一定影響，所以，我們要盡可能地避免水利工程建設帶來的對生態(tài)環(huán)境的負面影響，興利除弊，積極開展生態(tài)水利工程建設，做到經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，生態(tài)水利工程已成為實現(xiàn)我國經(jīng)濟和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要技術學科的重要部分。

篇10

關鍵詞：城市土壤；重金屬污染；植物修復技術；大生物量非超富集植物；綜合評估篩選法

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.03.011

城市土壤因受人類活動強烈影響而區(qū)別于自然土壤，主要指厚度大于50 cm的非農(nóng)用土壤，通常出現(xiàn)在城市和城郊區(qū)域[1-3]。城市化過程中的工業(yè)發(fā)展、城建工程的實施和居民日常生活等人類活動排放的污染物，以各種形式直接或間接地進入城市土壤，改變了城市土壤的理化屬性，造成了城市土壤的重金屬污染[4]。城市土壤重金屬既可通過直接接觸密集的城市人群而危害人體健康，又可通過對大氣、水體的影響而影響城市生態(tài)環(huán)境，進而影響生命安全[5-6]。城市土壤既可以為城市綠色植物的生長提供養(yǎng)分，是其必不可少的生長介質(zhì)，又可以為土壤微生物提供棲息地，是其能量的重要來源之一，所以城市土壤是城市生態(tài)系統(tǒng)尤為重要的組成部分，與城市生態(tài)環(huán)境息息相關[5]。因此，城市土壤重金屬污染修復技術成為國內(nèi)外學者研究的熱點領域。

1 城市土壤重金屬污染現(xiàn)狀

原成土母質(zhì)和人為活動是城市土壤重金屬的來源，其中工業(yè)生產(chǎn)、機動車輛尾氣排放、生活垃圾堆棄等人為活動是造成城市土壤重金屬污染的主要因素。一方面，人為活動產(chǎn)生的重金屬以氣溶膠的形式進入大氣，經(jīng)過干濕沉降間接進入土壤；另一方面，附著于廢棄物中，直接排入城市土壤，造成重金屬污染，甚至污染地下水。并且城市土壤重金屬污染具有一定的空間分布特征，總體表現(xiàn)為城區(qū)內(nèi)部土壤重金屬含量明顯高于郊區(qū)，并且交通干線兩側(cè)、人類活動密集區(qū)、老工業(yè)區(qū)重金屬污染較為嚴重，而受人為活動影響較小的風景區(qū)、公園等功能區(qū)土壤重金屬污染則屬于中低度污染和輕微生態(tài)風險。

城市土壤Pb、Zn、Cu、Cd等重金屬多介質(zhì)復合污染給人體健康帶來了極大的風險。食物鏈傳遞研究表明，重金屬已經(jīng)不同程度地污染了我國的城市郊區(qū)菜地土壤[7-9]，重金屬含量已超標的蔬菜大量向城市供應。除此之外，以揚塵為載體進入大氣的城市土壤重金屬，最終可通過人體的新陳代謝作用而進入體內(nèi)并逐漸積累，從而直接威脅到人體健康。研究表明，北方沙塵暴天氣發(fā)生時，大氣環(huán)境中土壤重金屬元素濃度迅速增加，Pb、Zn、Cu、Cd的濃度比平常高出3～12倍[10-11]。據(jù)相關研究部門統(tǒng)計，上海市大約有1/3的大氣顆粒物來自于土壤揚塵[7]。此外，城市土壤重金屬元素的積累對植物、動物、微生物的生理生態(tài)等方面也產(chǎn)生一定的毒害，導致城市土壤的退化。

2 土壤重金屬污染修復研究現(xiàn)狀

近年來，科研工作者不斷探索重金屬污染土壤的修復技術，使物理、化學和生物等修復技術得到了較快的發(fā)展。由表1可知，盡管這些物理、化學修復手段對治理重金屬污染土壤具有非常重要的實踐意義，但仍具有投資大、修復效率低、對周圍環(huán)境干擾性大、易導致次生污染等諸多缺點。相比較而言，盡管植物修復技術有著種質(zhì)資源較少、修復效果待改善和植物生長條件等局限性，但其仍具有技術和經(jīng)濟上的雙重優(yōu)勢，不僅能夠利用綠色植物的新陳代謝活動來修復土壤環(huán)境中的重金屬污染，而且具有一定的觀賞價值，有助于園林城市的建設。

廣義的植物修復技術是在多學科交叉點上發(fā)展起來的新技術，建立在植物對某種或某些化學元素的耐性和積累性基礎之上，利用植物及其根際共存微生物體系的吸收、揮發(fā)、降解和轉(zhuǎn)化作用來清除環(huán)境中的污染物的一門環(huán)境污染治理技術[12]。通常所說的植物修復技術是指選擇具有吸收富集土壤中污染元素能力的植物，并將該植物種植于特定重金屬污染的土壤上，隨著該植物收獲和植物組織器官的妥善處理，便可移除土體中的該種污染重金屬，最終達到污染治理與生態(tài)修復污染土壤的目的[13]。這種技術因為其在土壤污染治理方面的巨大應用潛力，吸引了各國相關領域的科學家進行相關研究，并取得了一定的進展。

2.1 超富集植物修復技術

現(xiàn)今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的超富集植物約500多種，主要分布在氣候溫和的歐洲、美國、新西蘭及澳大利亞的污染區(qū)，但利用植物修復污染土壤則是近幾十年的工作。目前，關于超富集植物對重金屬耐性和積累性機理、修復性能改進及應用技術等方面的研究已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)展開，并且也取得了一定的進展。此外，植物修復技術商業(yè)化因其工程性的試驗研究以及實地應用效果，在未來具有巨大的商業(yè)前景。

2.2 超富集植物修復的局限性

超富集植物在修復土壤重金屬污染方面表現(xiàn)出顯著的生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益。盡管利用植物修復技術修復重金屬污染土壤具有廉價、有效、使土壤免受擾動等優(yōu)點，但是在實際應用中，超富集植物由于其固有的特點，大大限制了在植物修復技術中的應用。第一，大部分超富集植物生物量低下，嚴重制約了修復效率，且植株矮小，不便于機械化作業(yè)；第二，超富集植物引種易受到地域性限制，因其多為野生植物種質(zhì)資源，區(qū)域性分布較強，難以適應新的生物氣候條件；第三，超富集植物往往只適用于某種特定的重金屬元素，具有較強的專一性，對土壤中其他含量較高的重金屬則表現(xiàn)出中毒癥狀，從而在重金屬復合污染土壤修復中的應用受到了限制；最后，超富集植物根、葉、果實等器官機械折斷、凋謝或腐爛等途徑使重金屬重返土壤，易造成二次污染，間接降低了修復效率。

2.3 大生物量非超富集植物與超富集植物修復技術

Ebbs等[16]認為超富集植物以外的其他大生物量非超富集植物也具有修復重金屬污染土壤的可能性，并提出農(nóng)作物地上部可觀的生物量能夠補償?shù)厣喜枯^低的重金屬含量的觀點。周振民等[17]指出了大生物量非超富集植物修復技術是一項非常有發(fā)展?jié)摿Φ闹参镄迯图夹g。因此植物修復技術走向工程實踐的主要任務是篩選與開發(fā)大生物量、富集重金屬能力強且具有觀賞性的復合型修復植物。

3 土壤重金屬污染大生物量植物修復技術研究進展

現(xiàn)有超富集植物種質(zhì)資源貧乏，并且其具有自身的局限性，修復效果也有待于進一步加強，故植物修復技術還不成熟。另外，評價植物修復重金屬污染的標準是重金屬遷移總量，然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的超富集植物因其生物量小、生長緩慢而使重金屬遷移總量相對較低，自然種群中存在著對重金屬具有一定耐性的大生物量植物，雖然其單位質(zhì)量的重金屬含量尚不滿足超富集植物的定義，但此時其所積累的重金屬絕對量反而比超積累植物的絕對量大。因此大生物量非超富集植物對城市土壤重金屬的修復作用更大。

3.1 大生物量修復植物的優(yōu)勢

以大生物量植物種質(zhì)資源作為篩選修復植物對象是有依據(jù)的，一方面，大生物量修復植物具備普通植物的功能特點；另一方面，大生物量修復植物還有普通植物不具備的諸多優(yōu)點。主要表現(xiàn)為：

（1）高生物量植物種質(zhì)資源豐富，有著巨大的潛力，可為篩選提供堅實的基礎；

（2）在進行城市土壤修復、調(diào)控大氣環(huán)境的同時，能夠美化環(huán)境，一舉兩得；

（3）具備觀賞性的大生物量修復植物，不會進行食物鏈的傳遞積累，減少了對人體的危害；

（4）大生物量植物對人類健康也有著一定的作用，如油松、核桃、桑樹等對桿菌和球菌的殺菌力均極強，花卉芳香油可抗菌，提高人體免疫力，可作為保健食品或調(diào)控大氣環(huán)境；

（5）在長期的生產(chǎn)實踐中，品種選育、植物栽培以及病蟲害防治等經(jīng)驗日益豐富。因此，篩選大生物量植物修復城市土壤重金屬污染是可行的。

3.2 大生物量植物的耐性與積累性研究

4 大生物量修復植物的判斷標準與篩選

由周振民等[17]對重金屬污染土壤大生物量修復植物進行的綜合研究可知，其篩選對象主要為部分農(nóng)作物、雜草、樹木和花卉。修復城市土壤的大生物量植物應具有一定的生態(tài)功能和觀賞價值，按觀賞部位可分為觀花的、觀葉的、觀芽的、觀莖的、觀果的五類；從低等到高等植物，從水生到陸生；有草本也有木本，有灌木、喬木和藤木，種類繁多。因此篩選既具有觀賞性又具有生態(tài)修復功能的大生物量修復植物就尤為重要了。

為了便于采取定性與定量相結合的綜合評估分析法篩選出具備此能力的大生物量修復植物，這就要求植物符合一定的判定標準。耐性特征、積累特征、觀賞性和生態(tài)調(diào)控功能是主要的評定指標，其中耐性特征和積累特征是最基本的判斷標準。耐性植物應該能夠在較高重金屬污染濃度的土壤上完成生命周期，并且污染處理的植物地上部生物量與對照植物的地上部生物量相比沒有明顯的下降，這才說明該植物對重金屬污染的土壤具有一定的耐性。積累特征以轉(zhuǎn)移系數(shù)和富集系數(shù)綜合表示，李庚飛等[25]研究表明，在利用大生物量非超富集植物進行重金屬污染修復時，若植物對某重金屬元素的轉(zhuǎn)移系數(shù)和地上部分富集系數(shù)均大于0.1，說明植物對該金屬元素具有富集的潛力。此外，植物觀賞性和固碳釋氧、吸收有毒有害氣體等生態(tài)調(diào)控功能等指標的納入，對采用綜合評估篩選法進行復合型修復植物的篩選更有意義。

大生物量植物種類繁多，盲目地篩選是不科學的。因此首先應該搜集資料，調(diào)查各種植物的特點及其本身生長習性，從中初選出最有可能成為修復植物的種質(zhì)資源進行研究，之后再進一步確認。例如，可從受污染嚴重的區(qū)域采集仍然能夠正常生長的物種進行試驗，或從生長不易受環(huán)境影響的物種著手。初選大生物量修復植物在一定程度上可由植物的根、莖、葉初步判斷[26]。生物量與株高成正比，而生物量越大，修復效率也相應增大，因此株高是修復植物的重要選擇依據(jù)。為使篩選出的修復植物具有更好的實踐性，也應盡量地人為模擬與特定重金屬污染城市土壤條件相一致的環(huán)境條件，利用盆栽試驗篩選出大生物量復合型修復植物。

5 結 語

我國對植物修復重金屬污染土壤的研究起步較晚，篩選工作做得不多，大量有潛力的修復植物還有待發(fā)現(xiàn)，尤其是以大生物量修復植物為篩選對象將成為一個突破口?？偟膩碚f，用大生物量修復植物修復污染土壤的潛力巨大。在城市污染土壤修復中，大面積地應用與其他手段相結合的大生物量修復植物，既可以美化環(huán)境，又能帶來巨大的經(jīng)濟效益。因此進一步提高大生物量修復植物的修復效率，應從生態(tài)位的理論出發(fā)，開展植物品種的篩選與培育、復合修復技術應用、修復效果驗證試驗等方面的研究，以適應城市需要，并將植物修復、觀賞植物苗木生產(chǎn)、園林景觀建設與生物質(zhì)能利用有機結合，形成環(huán)境污染修復產(chǎn)業(yè)，走循環(huán)利用綠色發(fā)展之路。

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