生态修复工程的意义十篇

生态修复工程的意义篇1

关键词：水电站；生态修复；生态环境；水利工程

1引言

水电能源一直被认为是可再生的、绿色环保的。但近年来，世界水电工程的发展与环境生态保护的关系日益产生矛盾。如今对于小水电建设项目是否“环境可承受，社会公众可接受”日益成为相关各部门研究其能否大规模建设的关键问题。近年来，许多国外学者对小水电建设在对追求经济利益的同时所引起的生态环境变化方面做了很多研究，提出了“建立与生态环境友好的小水电工程体系”，并指出“小水电科研必须广泛涵盖生态工程，并与环境结合”。目前，国内小水电站建设发展快速，小水电站周围区域的生态、环境等方面出现的问题不容忽视。例如，本项目研究区域内一些水电站位于自然保护区核心区和缓冲区，严重破坏了生态环境，现在需要拆除，在拆除过程中出现的生态环境保护和生态修复问题；一些水电站的修建存在生态环境方面问题，现需全面整改，在整改过程中使用的方法措施对生态环境的保护和生态修复问题；一些水电站现需保留，在以后的运行过程中对生态环境的保护和生态修复问题。这些问题急需解决，否则将会对生态环境造成严重破坏。

2小水电站生态环境问题现状

经过对研究区已建小水电站的实地调研，发现研究区小水电站大多是引水式梯级水电站。这些水电站生态环境问题复杂，如不及时进行生态修复会对生态环境造成危害。2.1不满足生态流量要求。引水式水电站的建设，特别是梯级水电站首尾相连，致使整个河流存在较长的减水河段，导致河流下泄流量减少，河床，甚至导致河流断流，不满足水电站下游生态流量需求。如不及时进行生态修复，对下游水生生物的生存将会存在极大的影响。2.2存在安全隐患。经调研发现，研究区还存在一些年代久远、运行管理存权存在争执的水电站，这些水电站的运行存在安全隐患，危及水电站的正常运行及公共安全。如不及时进行安全管理，后期会对生态环境造成危害。2.3存在水环境污染或水生态破坏。经调研发现，研究区一些建设中的水电站，由于施工组织的不利，施工弃渣场处理不当、建筑垃圾堆放不合理等，存在严重的水环境污染或者水生态破坏。如不及时进行相关施工组织措施的修正，水电站建成后会对河流水生态环境造成危害。2.4对周边生态环境存在严重破坏。水电站工程的施工，特别是引水式电站需修建相应的引水隧道，隧道的施工以及施工弃渣对周边山体破坏严重，致使山体，植被消失，严重破坏了周边生态环境；如果不及时进行生态修复会引发水土流失、泥石流等自然灾害。

3小水电站生态修复的意义及作用

3.1小水电站生态修复的意义。本项目根据研究区小水电站现状调查，分析研究区水电站的建设及运行对周边生态环境的影响，研究影响生态环境的对象、影响的范围等，提出相应的治理措施以减缓水电站建设对原始生态环境的破坏及影响的范围；并建立相应的工程措施修复周边生态环境；为后期小水电站建设中的生态修复问题提供一定理论依据。研究成果对于今后不同地区小水电站开发建设在生态修复方面起到参考作用；从而可以减少和避免生态问题对小水电站建设运行带来的不利影响；研究水电站生态修复，使小水电站建设达到水利防洪、发电灌溉、保护生态、改善水质、美化环境等多重功效，为发展我国的小水电站建设提供参考借鉴。3.2小水电站生态修复的作用。3.2.1减少自然灾害。水电站的建设改变了原有的生态保护，在水电站周边造成地表水土流失，促使泥石流等自然灾害频繁发生。对水电站周边进行人工生态修复可以促使地表植被快速生长，以保持水土流失，减少自然灾害的发生；在水电站上下游修建一定的生态修复工程，恢复河流的自然流态，可以有效地减少和避免自然灾害的发生。由此可见，适时的对小水电站进行生态修复能减少自然灾害的发生。3.2.2提高水电站经济效益。小水电站的建好后，随着水电站的运行，以及对水资源的重新分配和控制，水电站周边水土流失以及自然灾害接踵而来。这样河流水资源就会持续减少，而应用生态修复后，就可以减少自然灾害的发生，有效控制水土流失，提高需水量，不但会使水电站的使用寿命有所增加，也会大大提高水电站的经济效益。

4生态理念水电站工程建设中的应用

由于水电站的开发建设对生态环境造成严重危害，所以应该在水电站开发设计时就引入生态理念，树立环保意识，在传统设计的基础上加入生态设计理念，以达到在水电站开发建设运行工程中对环境的保护；在水电站施工过程中，树立生态理念、环保意识，采用适当的措施减少水土流失，减少对生态的破坏；在水电站建成运行后要及时对周边进行生态修复，使水电站工程可持续长久发展。4.1加强水电站工程边坡防护设计。边坡防护是水电站工程开发建设中最重要的一个环节，对整体建设质量具有直接影响。在传统的边坡防护设计过程中，主要是采用喷混凝土或者浆砌石护坡的方式，该方式能够起到一定的边坡防护效果，但不利于对植被的保护，会造成一定的生态破坏。因此，为了减少水土流失现象的发生，可在边坡防护设计中采用喷混植被混凝土护坡方式，即达到边坡的防护，又能有效促进植被生长，可有效地预防水土流失。此外，还可将边坡防护与周边的自然景观结合，增加水电站工程生态景观的观赏性。4.2保持水电站工程周边水土。水电站工程在施工过程中会对周边区域产生较严重的生态破坏。特别是引水式小水电站，修建引水隧洞，施工区域较长，施工时间也较长，在施工过程中应及时对地表进行防护，避免雨水对地表的直接冲刷，造成不必要的水土流失。在施工结束后对永久占地地表及时进行生态修复，以恢复植被。对于施工临时道路,应采取洒水等措施,以减少扬尘等风蚀危害。在施工场地的周边,应修建临时排水设施。以达到对水电站工程周边的保护，减少生态破坏。4.3优化工程结构设计。在传统的水电站挡水建筑物设计中，特别是对于小水电站过程，一般采用土石坝。但修建土石坝会对地表产生严重破坏，造成水土流失。所以，为了保护生态环境，在条件满足设计要求时，优化工程结构。例如，水电站挡水建筑物设计可采用混凝土坝，或者橡胶坝，或者挡水闸门等，以此减少土石开挖，降低水土流失。再例如，在小水电站施工过程中采用钢结构围堰代替土石围堰；引水式小水电站采用渡槽工程代替引水隧洞等。最大限度的对水电站工程进行结构优化，减少地表水土流失，保护生态环境，促进小水电站工程的可持续发展。4.4树立环保意识。在小水电站工程开发建设的同时，应该从工程的开发建设到施工以及后期的运行，自始至终贯穿环保意识，以达到对水电站工程的生态环境保护，使得小水电站工程成为真正意义上的绿色环保，可持续发展的工程。首先，在小水电站工程的设计中加入生态环保理念，增加一定的水土保持生态设计，提高水土保持意识，可以有效地减少水电站修建对生态的破坏。其次，在水电站施工过程中树立环保意识，对于施工地表要及时进行覆盖，施工结束后要采取一定的措施及时进行修复，以达到水土保持的目的。再次，在水电站运行过程中，也要树立环保意识，要在运行盈利的同时对周边环境进行修复治理，最终恢复水电站建设之前的生态环境。

5已建水电站生态修复的措施

5.1退出类水电站。针对研究区退出类水电站，水工建筑物需拆除或者整改，以实现水电站所在流域的生态景观恢复；清除河道淤塞，提高河道的泄洪能力。这些水工建筑物在拆除的时候会对生态环境造成不必要的二次破坏以及发生一些安全生产事故等安全隐患问题；针对这些问题提出相应的生态修复、环境保护施工措施，以避免造成新的生态环境破坏和安全隐患。5.2整改类水电站。针对研究区未拆除的水电站，但是需要对其进行生态修复，提出相应的工程设计及施工措施。对于研究区不满足生态流量要求的水电站，需分析河流流量以及河流生态现状，提出相应的改造措施，确保下游的生态流量以保障下游水生物的生存环境；对于研究区存在安全隐患的水电站，需对其现状进行分析，提出相应的工程改造措施，使其能够安全运行；对于研究区存在水环境污染或水生生态破坏的水电站，通过对水电站上下游污染水源的水质化验分析及底质化验，研究出相应的治理措施，使其水环境及水生态得到改善；对于研究区对周边山体存在严重破坏的水电站，需设计相应的生态恢复治理方案，积极组织有关部门进行生态修复。5.3保留类水电站。针对研究区保留及整改完成的水电站，需要监督后期的生态流量问题。提出一些生态流量监管设施，确保生态流量下泄；以及下泄生态流量是否会导致水电站发电效益减少以及应对的措施等研究。

6结束语

综上所述，小水电站生态环境问题严重。水电站生态环境如果不加以治理，将会使得河流流量不满足生态流量，对水电站下游河流生物的生存环境造成影响；还会导致水电站周围水土流失；还会导致水电站周边生态环境严重破坏。由此可知，当前水电站建设对生态环境的影响较大，需要通过生态环境修复来降低水电站建设对生态环境的破坏，进而逐步实现水电站工程与生态环境的共存。针对研究区域小水电站工程的现状，对于不同的工程采用不同的生态修复措施；研究水电站工程设计及施工组织等的优化措施；对水电站周边环境生态修复加大投入，增加植被覆盖率；并进行综合恢复，重视土壤改良和植物配置；进而可进一步加强水土保持，促进我国水电站工程更好的发展。

参考文献：

[1]洪昌红.邱静.刘达.河流生态修复技术浅议[J].广东水利水电,2010(10):33~35+39.

[2]张彦文.白龙江流域引水式电站的环境风险评估及减水河段生态系统恢复研究[D].西北师范大学,2013.

[3]侯涛..黄滔.生态修复在水电水利工程水土保持生态建设中的应用分析[J].建材与装饰,2018(31):288~289.

[4]王斌.水土保持生态修复在水利工程中的应用[J].农村经济与科技,2009(12):42+44.

生态修复工程的意义篇2

关键词生态修复;黑土区;水土流失;治理工程

中图分类号x171.1文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)22-0317-01

东北黑土区是世界上仅有的三大黑土区之一,总面积101.85万km2,是我国重要的商品粮基地,在国民经济发展中具有重要的作用。近几十年来,严重的水土流失已成为制约该区国民经济发展的瓶颈。目前,黑龙江省黑土区水土流失面积11.20万km2,占全省总面积的25%,其中,耕地流失面积5.67万km2,占耕地面积的50%,全省已形成大型侵蚀沟16万多条。黑土地严重的水土流失,不仅给该省经济社会发展和人民生产生活带来多方面危害,而且直接威胁国家粮食安全。结合黑龙江省开展的黑土区水土流失重点治理工程项目,将生态修复和水土流失治理工程相结合,既有利于对治理工程的保护,又有利于治理工程项目区生态环境的改善,从而实现水土流失治理工程的可持续发展。

1生态修复的涵义及模式

1.1生态修复的涵义

生态修复是按照可持续发展的战略思想,切实遵循自然生态经济规律,充分利用当地的水、土、光、热、生物等自然资源,依靠大自然循环再生能力和人为干涉快速恢复植被,控制水土流失,实现人与自然和谐相处[1]。wWw.133229.cOM

1.2生态修复的2种模式

生态修复的实质是退化生态系统的修复与重建,其过程通常由人工设计和实施。退化生态系统的恢复和重建一般可采用2种模式:一种是在生态系统受损害尚未超负荷并可逆转的情况下,人类或自然干扰因素被解除后,修复可在自然过程中完成,即生态自我修复或生态自然修复;另一种是在生态系统受损害超负荷并不可逆转的情况下,仅靠自然修复不可能使退化的生态系统恢复到初始状态,必须采用人工整治措施才能恢复。因此,在进行水土保持生态修复过程中,对严重水土流失区的综合治理,其实质是采用人工整治措施的生态修复模式[2]。黑龙江省黑土区水土流失实施的生态修复是人工整治措施的生态修复模式。

2实施生态修复的技术措施

生态修复是一项复杂的系统工程,需要政府组织,全社会参与,各部门积极配合,各种措施一起实施。在采取的措施上要突出综合治理,山、水、田、林、路全面规划,工程措施、生物措施和农耕措施应因地制宜、科学配置[3]。

2.1总体规划

结合当地新农村建设的需要,制订以水土保持林为主的项目区生态修复总体规划。将山、水、田、林、路、草、村科学规划,综合治理。

2.2退耕还林还草

在坡度25°以上的耕地上实施退耕还林还草试验,推行农林复合经营模式,开展林粮、林草、林果、林药和林菌开发技术研究。

2.3封山禁牧,舍饲养畜

对过度放牧、草质退化的荒坡进行封山禁牧和舍饲养畜试验。利用围栏封育,恢复草质,提高植被覆盖率。

2.4转变生产经营方式

促进生产经营方式转变,增强农民生态意识,引导农民从传统广种薄收的粗放经营逐步向精耕细作和集约经营转变。少施化肥,增施农家肥料,种植绿肥植物,增加固氮作物品种,轮作、套作,间种、混种,通过各种措施种植绿色食品,提高单产。

2.5水土保持林优化及更新改造

利用以松改杨、切根贴膜及萌蘖更新等新技术对林带进行优化改造,以减轻林带胁地,实现资源循环再生。

2.6树种选择和配置

以乡土速生树种为主,引选新的水土保持树种,多树种搭配,以乔木为主,乔、灌、草结合;以生态效益为主,兼顾经济效益,以水土保持林为主体,水保林与农防林、用材林、薪炭林、四旁林相结合。

3结语

(1)森林植被可以使水分最有效地渗透到土壤中,有利于水土保持。而通过人工打坝造田、修谷坊、建排水拦截措施能在一定程度上有效地控制水土流失,但只能起到暂时的缓解作用,达不到根本上的治理效果[4]。

(2)通过实施生态修复,使水土流失重点治理工程项目区植被得到恢复和重建,使水土流失治理工程更稳固、更持久,蓄水保土功能增强,水土流失减轻,生态环境改善。因此,生态修复是治理水土流失的治本之策。

(3)通过实施生态修复,可保护黑龙江省珍贵黑土资源,改善黑土区农业生产条件,提高农业综合生产能力,促进农民增产增收,快速发展地区经济,保障国家粮食安全。 整理

4参考文献

生态修复工程的意义篇3

关键词：河流；生态修复；生物——生态修复技术；综述

中图分类号：X52 文献标识码：A

1 概述

河流是人类赖以生存的水环境，是人类社会生存和发展的起源地。河流系统是自然界最重要的生态系统之一。目前由于人类活动排放的各种污染物进入河流，使河流水质和河流底泥的物理、化学性质或生物组成发生变化，从而降低了河流的使用价值，使河流失去了原有的意义。为了恢复河流的使用价值，人们应当对水体中的污染物进行处理，从而使水体得到净化，使人类对河流环境的干扰降到最小，与自然共生存，为生物栖息和繁殖创造良好的生态环境，造福于子孙后代。近年来，对河流生态修复的研究不断深化，河流水生态修复有多种方法，这些方法通过强化自然界自身的净化能力和物质循环规律去治理受损河流，是实现人与自然和谐相处的治理途径。

2 河流生态修复概述

随着人们对传统水利工程给河流生态系统带来胁迫的反思，人们开始认识到恢复河流生态活力的必要性和重要性，于是出现了河流生态修复的概念和相应的工程技术。河流生态修复的概念最早是在德国提出的，它强调水利工程在具有防洪、供水、水土保持等基本功能的同时，还应该达到接近自然的目的，特别强调河溪治理工程中的自然美学成分。

生态修复措施主要利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对河流水体中的污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化，具有可持续性好、保持力强、工程造价低、耗能少等优点。

3 河流生态修复技术

河流生态修复的主要技术方法包括缓冲区恢复、植被恢复、河道补水、生物——生态修复、生境修复等技术。

3.1 缓冲区修复

缓冲区是河流与陆地的交界区域，如河边湿地、河谷或洪泛平原，具有水域与陆地双重属性。缓冲区是河流生态系统与陆地生态系统进行物质、能量、信息交换的一个重要过渡带，成为两者相互作用的重要纽带和桥梁。它受到地表水以及地下水的影响，是一种生态交错带，具有明显的边缘效应。

3.2 植被恢复

植被恢复是最普遍的河流修复方法。植被可以通过影响河流的流动、河岸抗冲刷强度、泥沙沉积、河床稳定性和河道形态而对河流产生很大影响。同时，合理分布的植被还有助于减轻洪水灾害、净化水体、截留来自农田的氮和磷以达到保护水质的目的，并可提供景观休闲场所和多种生态服务功能。

3.3 生物强化人工河道、生态沟渠及生态护岸

生物强化人工河道是指结合水系疏通工程和结构现状，构建的以生物处理为主体的人工河道，水质净化设施主体设于河道内或河流一侧，形成多级串联式的生物净化系统，从而改善水环境条件。自然河道生态塘则是以太阳能为初始能源，在塘中种植水生植物，进行水产和水禽养殖，形成人工生态系统。通过多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化，可净化河水中的有机污染物。

生态沟渠是指根据水生植物的耐污能力及生理特征，充分利用现有沟渠条件，在不同渠段选择利用砾间接触氧化、强化生物接触氧化等措施，逐级净化水质，在达到分级净化水质功能的同时，将净化设施与地表景观融为一体，美化河流景观。

生态护岸是利用石头、木材、多孔环保混凝土和自然材质制成的柔性结构等构建，对河岸进行加固，防止河道淤积、侵蚀和下切，同时多孔护岸材料，为植物的生长提供了有利条件，为野生动物提供栖息地，保障自然环境和人居环境的和谐统一。透水的护岸也保证了地表径流与地下水之间的物质、能量的交换。

3.4 生态修复耦合技术

生态修复耦合系统是综合人工湿地、微生物及水生动物协同净化等原理设计的生态修复系统，可去除河流水体中的营养盐和有机物，从而达到修复河流水环境的目的。其在利用湿地植物的同时，构建新的水生植物系统；在美化景观的同时，合理配置生态系统营养级结构；利用多种微生物净化水体的同时，构建具有完整营养级结构的水生动植物生态系统；并利用动植物、微生物的协同作用改善河流水质。

4 河流生态修复技术发展的展望

随着对河流的认识加深，人们已认识到河流生态修复的重要性，河流生态修复技术不断得到改进。生态河流与利用传统水利工程方法治理的河流不同，它是一个完整的生态系统，因此，在不断探索河流生态修复技术的同时，还应加强对修复后生态河流的维护和管理，从而实现河流生态系统长期的健康和稳定。

参考文献

[1]倪晋仁，马蔼乃.河流动力地貌学[M].北京：北京大学出版社.1998.

[2]WILLIAMS T C， DEE P E. A citizen's approach to integrated river basin management[J].Water Science and Technology，1995，32（5-6）：169-174.

[3]WEBB A A， ERSKINE W D. A practical scientific approach to riparian vegetation rehabilitation in Australia[J].Journal of Environmental Management，2003，68：329-341.

[4]张明，曹梅英.浅谈城市河流整治与生态环境保护[J].中国水土保持，2002（9）：33-34.

[5]邵美玲，谢志才，叶麟等.三峡蓄水后香溪河库湾底栖动物群落结构的变化[J].水生生物学报，2006，30（1）：69.

[6]龙笛，潘巍.河流保护与生态修复[J].水利水电科技进展.2006，26（2）：21-25.

[7]李婉，张娜，吴芳芳.北京转河河岸带生态修复对河流水质的影响[J].环境科学，2011，32（1）：80-87.

[8]钟春欣，张玮.基于河道治理的河流生态修复[J].水利水电科技进展，2004，24（3）：24-3.

[9]张建春，彭补拙.河岸带研究及其退化生态系统的恢复与重建[J].生态学报，2003，23（1）：56-63.

[10]高鹏.浅谈河流治理中的生态题问[J].北京水利，2004（4）：9-11.

[11]高晓琴，姜姜，张金池.生态河道研究进展及发展趋势[J].南京林业大学学报，2008，32（1）：103-106.

[12]RUTHERFURD I D，JERIE K， MARSH N. A rehabilitation manual for Australian streams[R]. Land and Water Resources Research and Development Corporation， Cooperative Research Centre for Catchment Hydrology， 2000.

[13]董哲仁，刘蒨，曾向辉.受污染水体的生物—生态修复技术[J].水利水电技术，2002（2）：1-4.

[14]李正魁，濮培民，胡维平等.固定化细菌技术及其在物理生态工程中的应用—固定化氮循环细菌对水生态系统的修复[J].江苏农业学报，2001（4）：248-252.

[15]陈文祥.利用生物措施提高水环境承载力的对策[M].北京：中国水利水电出版社，2002.

生态修复工程的意义篇4

一、充分认识搞好水土保持生态修复工作的重大意义

由于我国特殊的自然地理条件，以及长期以来以资源消耗为主的经济增长方式，导致许多地区植被破坏，90％的可利用草原退化，全国水土流失面积达356万平方公里。水土流失严重，带来了一系列生态环境问题，不仅影响国家生态安全，而且成为我国经济社会可持续发展的重要制约因素。建国以来，特别是改革开放以来，各级政府和广大群众投入了大量人力、物力和财力，开展水土保持和草原保护工作，取得了显著成绩，为改善水土流失地区农牧业生产条件和生态环境，发展农村经济，促进经济社会发展做出了重要贡献。但是，我国水土流失严重、草原生态恶化的趋势仍未得到根本扭转，不能适应新时期全面建设小康社会对水土保持和草原保护工作提出的新要求。因此，各级水利和农牧部门要进一步增强搞好水土保持和草原保护工作的紧迫感和责任感，认真总结经验教训，采取切实可行的措施，加快水土流失防治步伐，全面推进我国生态建设工作。

近年来，各地的成功实践证明，采取适当的人工措施，充分发挥大自然的力量，利用生态的自我修复能力，在较短的时间内可以实现大面积水土流失的初步治理和生态系统的初步恢复，是加快水土流失防治步伐，搞好草原保护和建设的一项重大举措，对于促进农牧业生产方式转变，发展农村经济，推动经济社会可持续发展，全面建设小康社会具有十分重要的意义。同时，草原保护对保持水土、涵养水源、改善生态具有非常重要的作用。各级水利、农牧部门要按照科学发展观的要求，在加强小流域综合治理和草原建设的同时，把生态修复作为当前水土保持和草原保护工作的一大事，列入重要议事日程，切实加强组织领导、监督检查和指导，积极推进水土保持生态修复工作的开展。

二、抓紧制定生态修复规划

各级水利、农牧部门要会同有关部门组织制定本辖区水土保持生态修复规划，明确水土保持生态修复的目标与任务。规划要与水土保持生态环境建设、草原生态保护建设和牧区水利等规划相结合，经同级人民政府批准后作为指导水土保持生态修复工作的依据。近期应以江河源区、内陆河流域下游及绿洲边缘区、草原区、重要水源区、长城沿线风沙源区等区域为重点，在降雨条件较好、人口密度相对较小、水土流失相对较轻微的地区，大力推进水土保持生态修复工作。生态修复的对象主要是覆盖度为5-50％的低中覆盖度的草原、郁闭度小于40％的灌木地等地类。

三、组织开展科研和先进适用技术的推广

各级水利、农牧部门要组织有关科研单位开展对不同区域生态修复的机理与关键技术、优质抗逆草种选育、效益监测指标体系等课题的研究，制定生态修复技术规范。要积极推广优良草种、畜种及改良、秸秆养畜过腹还田、草田轮作、植被抚育更新、节水灌溉、草产品综合利用、围栏建设、免耕种植、鼠虫害防治等技术，搞好生态修复效益监测评价工作，指导与推动水土保持生态修复工作的健康发展。

四、进一步完善政策法规

各地要依据《水土保持法》、《草原法》等有关法律法规的规定，针对开展生态修复工作的要求，对乱开乱垦、乱挖乱采、超载过牧等行为，进一步制定操作性强的相关法规规章、管理办法和乡规民约。要严格基本农田和草原保护制度，坚持保护和利用相结合的方针，建立草畜平衡制度，大力推行禁牧、休牧、划区轮牧和舍饲圈养，逐步改变依赖天然草原放牧的生产方式，严格限制不合理的生产建设活动，为生态的自我修复提供保障。同时，要推动各地出台或完善税收、信贷、投资和能源等方面的优惠>策，促进广大农牧民转变生产方式，调动社会力量参与水土保持生态修复的积极性。

五、继续加大执法监督

各级水利、农牧部门要加强水土保持和草原执法队伍建设，继续加大执法监督力度。各地要按照《草原法》和《国务院关于加强草原保护与建设的若干意见》，进一步完善草原家庭承包经营制，推行以草定畜，逐步压减牲畜头数，实现天然草原的草畜平衡，加快畜种、畜群结构调整，防止超载过牧，促进草原植被恢复：要坚决禁止开垦草原的一切违法活动，严厉打击非法占用草原的行为，加大对乱采滥挖草原野生植物行为的打击力度，加强对各类非法破坏草原行为的监督检查：要坚决禁止超采地下水，防止因不合理开发利用水资源带来新的生态破坏问题；所有实施退耕还草、退牧还草、京津风沙源治理工程以及小流域综合治理等国家重点生态建设工程区，均必须严格按有关规定实行封山禁牧、休牧或划区轮牧。要加强对风沙区、草原区、山区和丘陵区等区域开发建设项目的监督管理，所有开发建设项目必须严格执行水土保持方案编报审批制度和水土保持设施同时设计、同时施工、同时投入运行的“三同时”制度。

六、加大宣传工作力度

要大力宣传搞好水土保持和草原保护工作在我国生态建设中的重要意义，增强全社会保持水土、保护草原的意识。宣传生态修复在防治水土流失、保护草原、改善生态环境等方面的重要地位和作用，注重发挥大自然的力量，依靠生态的自我修复能力恢复植被，保护草原，防治水土流失。要切实转变生态建设中重工程建设轻保护的观念，自觉转变不合理的生产方式，促进人与自然和谐发展。

生态修复工程的意义篇5

关键词：生态水利工程设计原则

一、水利工程对河流生态系统的影响

在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。

二、生态水利工程

从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。

三、生态水利工程的规划设计原则

1、工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

2、提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

3、生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。

将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。

4、景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。

5、反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。

参考文献：

［1］董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫［J］.水利水电技术，2003，（7）：1~5.

［2］董哲仁.生态水工学的理论框架［J］.水利学报，2003，（1）：1~6.

［3］董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性［J］.水利学报，2003，（11）：1~7.

［4］MitschW.J.，JorgensenSE.EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration［M］.2004：134~137.

［5］董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示［J］.中国水利，2003，（11A）：45~47.

［6］O’NeillR.V.，D.L.DeAngelis，J.B.Waide，etal.AHierarchicalCon－ceptofEcosystems［M］.PrincetonUniversityPress，Princeton，NJ.1986：153.

［7］GosselinkJ.G.LandscapeConservationinaforestedWetlandWater－shed［J］.Bioscience，1990，40：588~600.

生态修复工程的意义篇6

关键词：生态水利工程设计原则

1水利工程对河流生态系统的影响

在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。

2生态水利工程

从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。

3生态水利工程的规划设计原则

3.1工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

3.2提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

3.3生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。

将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。

3.4景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相

互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。

3.5反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。

参考文献：

［1］董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫［J］.水利水电技术，2003，（7）：1~5.

［2］董哲仁.生态水工学的理论框架［J］.水利学报，2003，（1）：1~6.

［3］董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性［J］.水利学报，2003，（11）：1~7.

［4］MitschW.J.，JorgensenSE..EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration［M］.PublishedbyJohnWiley&Sons，Inc.，Hoboken，NewJersey，2004：134~137.

［5］董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示［J］.中国水利，2003，（11A）：45~47.

［6］O’NeillR.V.，D.L.DeAngelis，J.B.Waide，etal.AHierarchicalCon－ceptofEcosystems［M］.PrincetonUniversityPress，Princeton，NJ.1986：153.

［7］GosselinkJ.G.LandscapeConservationinaforestedWetlandWater－shed［J］.Bioscience，1990，40：588~600.

生态修复工程的意义篇7

[论文摘要]开展生态修复研究与实践,应理清环境、生态、环境生态、生态恢复、生态建设、生态工程等与之相关的一些概念及 科学 内涵,避免概念上的混乱。我国的生态工程与国外的环境生态修复和生态恢复有较大差别,将生态学应用于农林水等生产领域,是我国生态工程研究与实践的突出特点。流域生态修复是今后生态修复的 发展 方向,水土保持工程是建设项目生态修复的主体;当前亟待开展生态修复机理、生态修复潜力、生态修复指标体系等方面的研究。

在人与 自然 和谐相处,人口、资源和环境协调发展战略思指导下,水利部提出了“加强封育保护,充分发挥生态自我修能力,加快水土流失防治步伐”的水土流失防治新思路。全水土保持生态修复试点启动后,各地因地制宜,采取措施,加配套,积极开展封山禁牧、轮封轮牧,努力探索和 总结 生态修的技术和经验。生态修复已为水土保持工作者所熟知,但其学涵义及有关问题尚待明确和研究。现对生态修复的若干关概念、理论及有关问题作一讨论,以期达到抛砖引玉之目的。

1　生态修复相关的重要概念和理论

1.1　环境与生态

广义上讲,环境是人以外的一切事物的总和,如 现代 人居环境即为广义的环境概念;狭义上讲,环境是影响有机体生长、发展和生存的外界物理条件的总和。生态系统简称生态,是有生命的主体(包括人类)与无生命的客体的总和。研究有机生命体与无机环境关系的科学称为生态学,研究生命体以外的无机环境的科学称为环境学。生态修复的研究与实践离不开环境学和生态学,而后者尤为重要。

1.2　生态环境与环境生态

生态包括环境,“生态环境”的说法是不科学和难以理解的,可以牵强地理解为与生命体最密切相关的环境。我国所谓的生态环境实际就是生态,准确地讲“生态环境建设”应为“生态建设”[1]。生态修复是对生态系统的修复,故不能称为生态环境修复。

环境虽然是无机的,但完全从无机角度理解环境是不完整的。特别是自然环境,本身是生物体或生物群体周围的整体状况,只有应用生态学原理研究、认识和理解环境,才能更有效地解决环境问题,这就是环境生态学。环境生态作为概念不易理解,但环境生态学无疑是科学的,他对生态修复理论和技术的形成起到了直接的推动作用。

1.3　干扰与生态演替

自然界发生的大大小小的事件,如火灾、水灾、泥石流、虫害、大风、人类活动等,改变着生态系统的结构与功能,这些事件称之为干扰。干扰可分自然干扰和人为干扰。干扰促使某一相对稳定的生态系统发生变化,旧的环境和物种破坏了,新的环境和物种又会产生,并在一定时间内维持其相对稳定。在没有严重干扰的情况下,自然生态系统会定向地、有秩序地由一个阶段发展到另一个阶段,这称为生态内因演替。演替的结果,最终会出现一个相当稳定的生态系统状态,这称为顶极稳定状态。每一演替阶段有其特定生物群落特征,顶极稳定状态的群落称为顶极群落。干扰常使生态系统受损并改变,称为外因演替。生态系统正常演替总是从低级向高级发展,而干扰使演替进程发生变化,严重时,如人类大规模活动,则使生态系统向相反方向演替,这称为逆序演替。生态修复就是使扰生态系统的逆序演替转向正常演替[2]。

1.4　生态稳态与生态阈值

生态系统不是绝对平衡的,而是永恒地发生着演替,旧的平衡打破了,新的平衡就会产生,当演替到顶极状态时,在很长时间内将处于相对稳定状态,即稳态。生态系统动态平衡中的稳定状态,称为生态稳态。稳态生态有相当强的自我调控能力,在干扰作用下虽不断地振荡和变化,但只是量变;当干扰严重并超过其调控能力时,系统将发生质变、崩溃,而走向逆序演替,甚至不可逆演替。稳态生态抵抗干扰的自我调节能力的限度称为生态阈值[2]。只有研究生态稳态和生态阈值,才能确定修复生态系统的类型、区域、难易程度、时间周期,并确定合理的修复指标。

1.5　人与自然共生理论

人与自然共生和和谐相处,是人类对“自然改造论”深刻反思后产生的新认识。人是自然生态系统的组成部分,不是其对立面,脱离生态 规律 的自然改造,损害了自然生态系统,必然损害人自身。人与生物、生物与生物之间存在着互利互惠的共生现象。任何形式的自然改造必须建立在人与自然共生的基础之上。f.vester基于共生现象的研究,总结了人类系统与生物系统之间生物控制的8条规律。据此研究,生态学家提出了以最小能量输入和最小物质消耗以保证生态系统自我调节和恢复能力的生态设计原则。这也是生态修复规划设计的指导思想。

2　国外的环境生态修复与生态恢复

修复的本意是对错误和缺陷进行纠正的作用或过程,修复最早从污染环境治理角度被定义为:借助外界作用力使某个受损的特定对象部分或全部恢复到原初状态的过程。环境生态修复起源于环境修复,生态恢复又受环境生态修复的影响。

2.1　环境修复与环境生物修复

环境修复是对被污染的环境采取措施使污染物浓度降低到未污染前的状态。早期的环境修复主要采用工程技术手段,以后采用物理和化学手段。1972年美国尝试采用微生物生命代谢活动降解管线泄漏造成的汽油污染,1989年对exxon val-dez油轮泄油造成污染的阿拉斯加海海面进行修复(阿拉斯加研究计划),从而出现了环境微生物修复技术,后来出现了环境植物修复技术,最终形成了环境生物修复技术。环境生物修复被定义为利用生物生命代谢活动降解被污染环境的污染物,并使之无毒化和无害化。

2.2　环境生态修复

20世纪60年代,美国生态学家h.t.odum提出生态工程概念,受此启发,欧洲一些国家尝试应用研究,并形成所谓“生态工程工艺技术”,实际属于清洁生产的范畴。随着生态学与环境生态学的 发展 ,90年代美、德等国家提出通过生态系统自组织和自调节能力来修复污染环境的概念,并通过选择特殊植物和微生物,人工辅助建造生态系统来降解污染物,这一技术被称为环境生态修复技术。由于生态系统的复杂性,该技术至今还不成熟,国外的环境生态修复也只是对轻度污染陆地的环境修复,最典型的事例就是通过湿地自调节能力防治污染。这与我国的生态自我修复有很大差别。

2.3　生态恢复

生态修复工程的意义篇8

现代工程机械结构复杂，自动化程度高，生产效率倍增，但价格昂贵，应用和维护成本高，一旦出现故障，造成生产与维修的经济损失也比较严重。因此，合理运用、科学管理、长期稳定的保持机械良好的技术性能状态，保持高效率低成本运行，对企业的管理、运营、施工进度、成本控制和经济效益有十分重要的意义。工程机械的科学管理和维修养护是其发挥良好效率的保障。工程机械运用频率高，运转时间长，机械施工环境条件恶劣复杂，对工程机械各项性能提出更高的要求。但目前车辆管理、养护、维修的理论、模式和技术，仍沿用八十年代的传统方式，无法适应全寿命健康运用的要求。

二、机械设备健康学简介

机械设备健康学是医学科学、仿生科学与设备维修科学、表面工程科学交叉的新兴学科，主要具有如下特点：

（一）以系统论、信息论、控制论、健康论为基础理论；

（二）以 “预防性动态健康管理和动态养护维修”为主要特征；实现机械设备可靠性的人―机结合的双向健康控制。

（三）以“全寿命健康” 为目标，对机械设备的技术状态和健康运用实施全程监控。

（四）以建立“自养护、自修复、自补偿、自适应”的仿生学机能为基础，部分取代人工保养维修，促进机械设备管理与维修模式的变革。

（五）以提高企业经济效益为中心，追求经济、技术、管理的最优化，积极推进机械设备的管理、应用、维修的科技进步，不断降低并有效控制机械设备的寿命周期费用，提高综合效率。

三、机械设备健康学组成

机械设备健康学包括三个组成部分：机械设备健康理论、机械设备健康监控、机械设备动态养护维修。

（一）机械设备健康理论。

机械设备健康理论，着眼于微观和介观的动态变化和损伤过程控制，研究机械损伤的动态演变过程，特点规律；研究事前预防、过程监控、动态养护维修和机械设备的健康保健制度等，即研究如何使机械设备保持健康运用，不出或少出故障，减免停机解体维修。其特点是全寿命持续性保持健康和最合理的成本消耗。

（二）机械设备健康监测。

机械设备零部件的失效、各系统配合平衡的紊乱、技术工况的下降是一个由量变到质变的过程，这个过程一定会以状态参量的变化表现出来。健康学监测要求尽可能地追踪状态参数的变化，特别是“亚健康状态”的变化动向，增加监测的频度和内容。因此，发展机械设备检测技术和仪器设备是提高监控水平，保障健康运用的必要手段；最终实现管理上“制度化”，检测指标上“标准化”，检测技术上的“智能化”发展目标。

（三）机械设备动态养护维修。

动态养护维修以保持机械工作内环境的稳定，减少停机检修，减免解体维修为目标，通过为机械设备建立“自养护、自修复、自补偿、自适应”的仿生学机能，形成损伤与修复的动态平衡，始终保持机械设备动态健康和低成本运用。主要利用机械设备运行时特有的机械、物理、化学等条件，直接针对机件损伤的规律和特点，依据动态监测参数的分析诊断，辨证选择和实施预防―保健―康复的养护维修方案。并且根据机械设备不同的技术状态，不同的运用阶段，不同的损伤特点，有针对性地选择运用。动态养护维修技术，包括动态的原位性修复、清洗、改质强化、改性、复弹等多种动态表面工程技术，目前在发动机、变速箱、压缩机、液压系统、轴承等各机械总成中广泛应用。

四、加强工程机械设备健康管理的意义

（一）保障工程机械设备的健康率、利用率，提高运营效率。

健康管理与动态养护维修是工程机械设备持续健康运用的有效保障方法，在机械养护中，建立并保持其“自养护、自修复、自适应机能”，就能够实现工程机械设备的高健康率、高利用率，低故障率、低维修率，从而保证生产效率。

（二）保障良好使用性能，减少停机减修误工损失。

对于需要停车检修的工程机械设备，动态养护维修可以使其自动恢复和保持良好的使用性能，减免停机解体修理。

生态修复工程的意义篇9

保持生态系统完整性和多样性的原则生态系统的修复主要目的就是恢复当地生态系统的完整性和多样性,只有这样才能达到恢复原有生态系统的目的。以干旱地区土地资源的生态修复为例,除了要重视各种植被与水资源的恢复与保护之外,还应在方案中对土地资源的生态化开发和利用提出具体的措施,并综合利用各种工程、生物措施,使方案能够保持当地生态系统的独特性和多样性。在保护措施上应该体现出针对性和特殊性,决不能照搬所谓其它地区的成功经验,而是应该在消化这些经验的基础上形成自己独特的措施方案。

修复模式长期化的原则一个地区生态系统的恢复绝不是一朝一夕就能完成的,需要持续性的生态修复措施才能慢慢的恢复以前的生态系统。这就需要长期不懈的坚持各项生态修复措施,将生态系统保护的观念贯彻到当地各级政府和人民群众当中去,制定详细的生态修复规划,全面设计生态修复的设计、施工、运行和管理各个关节,并能长期执行下去,只有这样才能看到生态修复的效果。

根据现有的研究资料和笔者对干旱地区生态破坏形式的认识,认为干旱地区的生态修复主要有四种模式。具体内容如下。

工矿园区生态修复模式新疆是我国资源大省,蕴含着各种丰富资源,而目前正处于各种工矿园区的开发建设,由于气候干旱在资源开发利用过程中受到自然因素的影响很容易造成生态环境破坏。不仅如此,资源开发开采过程中受到开发形式、粗放生产等方面因素的影响,会给这些地区的生态系统造成严重的破坏,对于工矿资源开采引发的生态系统破坏的修复,应该采取工矿生态修复模式。在这种模式当中主要是要根据当地的土壤、地貌条件,结合水土保持和生态修复的一般要求,重点做好工矿区水土保持和保水护土工作。这些措施既可以保证生态修复的进程和效果,又可以恢复干旱地区土地的生产能力,还可以为下一步的植被恢复创造条件。目前,工矿区的生态修复技术措施主要有以下几种。(1)非生物或环境要素的恢复技术,这种技术主要适用于工矿区土壤的恢复,包括表土转换、土壤改良等措施。(2)生物生态修复技术,这种技术包括先锋种种植技术、土壤种子库引入技术等等,主要是合理配置工矿区的固氮生物、消费者和分解者。(3)生态系统的整体规划设计修复技术,这种生态技术是综合利用各种生态修复技术,从中找到最适合工矿区生态修复需要的措施。

生态修复工程的意义篇10

图1 micro-workflow前台定义元模型

(1)简单过程（simple procedure）——这些过程表示树（指定义树，非元模型）中的叶子节点，它既可以是一个代表软件服务的过程，也可以是一个代表用户必须完成的工作过程。 (2)复合过程（composite procedure）——复合过程用于表示对控制流（序列、条件等）的管理结构，是树中的非叶子节点。 2.2 后台定义 采用基础数据结构中的有向图来进行后台定义，其中节点代表活动步骤，节点之间的连接代表流（数据流或控制流）。控制流建立了节点的执行顺序，数据流定义了从一个活动传递到另一个活动的数据，任何图都有一个开始节点和终止节点。 2.3 前台定义到后台定义的翻译 要完成从前台到后台的翻译，前台定义模型与后台定义模型之间必须有一个完备的映射。前台定义模型提供编译规则从而生成后台定义，micro-workflow中的编译是按照自顶向下的方式完成的，它从前台定义的根部开始，递归进行，每个复合过程编译它的子节点作为其相应后台定义图中的表示。每个简单过程编译成图中的一个节点，而复合过程中的信息则成节点之间的连接，生成的结果图就是工作流引擎可任意处理的后台定义，定义编译算法时要考虑所有存在的规则，如控制流、数据流以及发送给各个节点的消息类型等。图2大体描述了一个前台到后台的映射。

图2 micro-workflow的前台/后台定义

3 工作原型修改 一个灵活的工作流管理系统应该具备wft的修改功能，即便是已经有实例运行在wft上，它也可以被修改，下面将解决这个问题。首先介绍wft版本化的概念并给出图1的扩展，然后介绍修改操作（modification operation）的概念。

3.1 wft版本化 wft版本化的主要思想是创建wft的新版本而不是直接修改原有的wft。wft的行为信息保留在它的各个版本中，图3是图1元模型的扩展，提供了wft版本化支持。 一个wft由一个或多个版本组成，并且某一版本只唯一隶属于一个wft，也就说一个版本可以有多个子孙，但只能有一个父亲，每个版本都有一个版本号作为唯一标识。当一个新的wft加入到工作流模型中时，便建立了此wft的根版本。如果要施加任何修改操作，则先创建此版本的一个子孙版本，然后在新版本上进行修改操作。一个版本可处于三种状态中：临时状态、状态及过时状态。一个版本一旦创建便置于临时状态中，处于临时状态的版本可以进行修改或移除，但不能进行实例化也不能产生子孙版本；一旦修改操作完成则变为状态，处于此状态的版本不能修改或移除，但可产生新版本；最后，当状态的版本变失效时，它的状态被置为过时。

图3 支持版本化的工作流定义元模型 3.2 修改操作 为了处理工作流模型，必须有一套定义良好的操作。所谓“定义良好”是指达到两个基本条件：完备性和正确性。完备性是指可以创建或移除wft模型上的所有元素，正确性是指当完成一系列修改操作后可以保持wft模型及实例的正确性。为了达到这两个条件，必须设置某些操作的先决条件，如果先决条件不满足，那么操作就不能执行。修改操作有两类： (1)class 1——创建和移除wft以及控制版本的操作。这一类操作完全独立于前台定义语言。 (2)class 2——修改wft版本内容的操作，这些操作依赖于前台定义语言。因此当前台定义语言改变时，这些操作必须重新实现。 4 工作流实例迁移 wfi的迁移是一个wfi绑定到一个新版本wft的过程。当一个工作流实例w从版本wt[x]迁移到wt[y]时，它便依据wt[y]开始执行。必须保证迁移操作不会产生无效的wfi，只有当w迁移到wt[y]后仍然保持有效状态，才允许进行迁移操作。 4.1 迁移条件 要判断工作流实例w在t时刻是否可以迁移到wt[y]，一个简单的方法是分析以往w在t时刻所包含的事件，看其是否与wt[y]兼容，也就是说必须检验t时刻的每一个事件，看迁移到wt[y]后是否会导致无效的wfi。很明显这种方法的效率不高，可以采用产生新版本wfi的修改操作（class 2，参见3.2）。为了决定是否可以迁移，必须考虑每个修改操作的先决条件，修改操作op的先决条件保证wt[y]在经过继承自wt[x]的修改操作op后，实例w的正确性。因此如果w在时刻t可以满足所有修改操作的先决条件，则w可以在时刻t从wt[x]迁移到 wt[y]，于是迁移条件便可由修改操作导出。需要注意的是，修改操作只与前台定义相关，而迁移条件必须依据后台定义设置，这意味着实现一个修改操作必须了解后台定义模型以便生成正确的迁移条件。 迁移算法在检查迁移条件后执行实例迁移，只要有一个迁移条件不满足，演进策略就将被激活（参见4.2）。迁移算法工作在后台定义的层次上，不需要任何前台定义的知识。 由于修改操作直接依赖于前台定义语言并且要生成不同的迁移条件，因此采用不同的前台语言必然导致修改操作重新实现，而迁移条件按后台定义设置，迁移算法可独立于前台定义语言得到重用。 4.2 演进策略 如上所述，工作流实例迁移依赖于对一组迁移条件的评估，对不满足迁移条件的实例，可采用以下三种方式： (1)abort——放弃此工作流实例的执行。 (2)complete——依据老的wft定义完成此实例的执行。 (3)rollback——回滚实例直到可以进行迁移操作的执行点。 前两种动作很简单，但都有缺点。abort将浪费大量已完成的工作，而complete要求实例运行在一个已过时的wft上，一般是不能接受的，rollback策略则克服了前两种方法带来的问题。rollback动作由单步的undo操作组成，先分析实例的执行历史，然后针对每个活动执行undo操作，通过不断的undo操作来更新执行历史，直到所有的迁移条件都满足。 和迁移算法一样，rollback算法也工作在后台定义上，因此它可以独立于前台定义语言而获得重用。 5 演进组件体系结构 依照上述原理，本文设计了一个工作流演进组件，此组件对工作流管理系统提供三个支持：wft版本化管理、实例迁移管理、定义语言无关支持，以此来实现支持多语言的工作流动态演进策略。图4是该组件的体系结构图，其在逻辑上可分为三个模块：版本管理器、迁移管理器、内容管理器，如此划分可提供良好的复用性。版本管理器对wft版本进行管理，要提供3.2中所描述的第一类操作。迁移管理器提供迁移算法、演进策略并且对迁移条件进行检测。这两个模块都工作在后台定义上，可以得到完全复用。通过前面讨论可知，要支持不同的工作流定义语言，与前台定义语言相关的修改操作是不可复用的，内容管理器正是来完成这一工作，它能提供3.2中所描述的第二类操作，将不同定义语言带来的影响限制在一个模块内。