生态修复十篇

时间:2023-03-23 09:16:41

生态修复

生态修复篇1

1.1试验基地概况

试验基地设在宁海县桑洲镇里山季村,该地于2012年开始进行生态修复试验研究。通过项目实施,建成了示范区24hm2,其中核心示范区5.33hm2。该基地属于山区丘陵地貌,四周植被以毛竹、茶叶为主,灌溉水源为山涧泉水或山顶水库,清洁无污染,山区稻田属冷水田型。示范区内田块土质为黄泥砂土、砂质壤土,酸性,土地肥力为中等偏下。

1.2试验面临的风险及对策

本试验面临的主要风险是:

(1)自然灾害,如台风、连阴雨等,容易导致田间性引诱剂控制失效,稻瘟病、纹枯病等严重发生;

(2)稻飞虱,稻飞虱重发生有可能造成较大减产;

(3)稻谷收割后的价格因素,该因素也会影响本试验结果。为保证本试验的可靠性,通过农业政策性保险、物理防治、生态防治等技术进行了政策性和技术性支撑。主要包括:

(1)为加强基地对自然灾害的抵抗防御能力,基地全部购买了农业政策性保险,保障基地最低收入达500元/667m2。

(2)为加强对基地病虫害的技术指导,不定期邀请有关植保专业技术人员进行技术培训及病虫害测报,并及时提出防治意见。

(3)在稻飞虱大发生时,及时进行物理防治和生物防治,并适当使用高效低毒的化学农药。

(4)及时进行优质农产品的宣传与销售,确保上市后的农产品被市民所接受,实现优质优卖。

1.3采用的农业生态修复措施

1.3.1土质控制技术。通过对核心示范区进行田间调査和土样采集分析,掌握了农田土壤理化性状和基础地力。土质控制技术主要包括:示范水稻生产最佳养分管理技术,合理运筹肥料投入,控制肥料总量,优化肥料种类,适时、定量、精准施肥。通过秸秆还田、增施商品有机肥、应用新型肥料(功能微生物肥、菜饼肥等)、种植绿肥和土壤污染修复作物等多种技术,使用地和养地相结合,提升农田质量和自净能力,实现农田持续高效安全使用。

1.3.2物理控制技术。利用害虫的趋光、趋波特性,选用对害虫有极强诱杀作用的频振式杀虫灯引诱害虫扑灯,并通过高压电网杀死害虫,达到减少田间落卵量、降低虫口基数的目的;具体为:每1.33hm2挂杀虫灯1盏。对于小型害虫如稻飞虱、蓟马、叶蝉、烟粉虱等,则利用其具有趋黄色物体的习性,通过挂黄色黏板来引诱、黏杀,从而减少田间为害虫量;具体为:在育苗阶段,挂黄板20张/667m2。

1.3.3性诱剂控制技术。针对二化螟、稻纵卷叶螟、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、小菜蛾等害虫的药剂防治效果差或抗药性突出等问题,推广应用性诱捕器诱杀害虫技术。通过性诱捕器诱杀雄性成虫,能有效控制下一代害虫的田间种群数量,从而减少田间施药次数。具体为:稻田每667m2挂二化螟、稻纵卷叶螟性诱捕器各1套,菜区每667m2挂甜菜夜蛾、斜纹夜蛾性诱捕器各1套。

1.3.4生物控制技术。通过进行营造蛙类适生环境来放养蛙类、种植香根草引诱螟虫、种植开花植物引诱天敌等技术研究,达到生物控制病虫害发生、减少田间除草剂和农药用药量的目的。具体为:利用山区原有的蛙类分布,进行田角挖塘养蛙的方式,增加水稻田中蛙类的种群数量;田边主要道路种植香根草引诱螟虫采卵,然后集中杀灭,以减少田间虫口基数;种植芝麻等开花植物或保护好田边路边的野花,以增加农田中蜘蛛、寄生蜂等天敌的种群数量,从而充分发挥天敌对农作物害虫的生物控制作用。

1.3.5生物农药控制技术。对稻瘟病、纹枯病、细菌性病害及稻飞虱等各种水稻病虫害,有针对性地使用细菌农药、BT生物杀虫剂、植物源杀虫剂、杀菌剂、矿物油等生物农药进行防治。

2结果与分析

2013年夏季,连续45d的高温导致稻飞虱繁殖快、世代重叠、虫量上升,据调查,稻飞虱7月3日0.3头/丛、7月18日1.4头/丛、9月11日4.6头/丛,稻飞虱数量呈逐渐增多的趋势,但还未造成严重危害。从性引诱剂引入的成虫量看,7月10日调查,二化螟成虫量平均为6.7头/桶,幅度4~10头/桶;7月26日调查,稻纵卷叶螟成虫较多,平均为25头/桶,幅度18~45头/桶。从田间为害程度看,二化螟和稻纵卷叶螟为害较轻,田间二化螟每1000丛有1个为害团,每团为害5~8丛,且直至收获前未见田间有白穗。稻纵卷叶螟虽引入成虫量较多,但调查田间叶片仅有少量苞片为害,据此可判断,二化螟雄性成虫和稻纵卷叶螟雄性成虫均已基本被引诱入桶,从而导致田间幼虫数量急剧减少,因此田间为害较轻。通过农业生态修复项目的实施,产生了持续稳定的经济效益。据调查,当地杂交水稻平均产值为1500元/667m2,而经过生态修复的田块,产值可达2100元/667m2,产值增加600元/667m2,扣除生态修复增加的成本200元/667m2,纯经济收入增加400元/667m2。

3结论

生态修复篇2

关键词:生态修复;河流;生态护岸;生物浮岛

中图分类号:X52 文献标识码:A DOI:10.11972/nyyjs.20160229001

引言

河流系统是自然界中最重要的生态系统之一。自古以来对人类的生产和生活影响极大。但是随着人类过度的开发河流,以及不断地向河流排放污染物质,导致河流的水体功能和作用不断地发生变化。对我国的农业、渔业生产、以及流域内居民的健康生活带来极大地危害,严重制约着我国社会和经济的持续发展。因此,要有效地治理恶化的水环境,修复或重建受损以及退化的水生生态系统,提高生物多样性和生态系统生产力,实现水资源的可持续发展。

1 河流生态修复的原则

1.1 保护优先,科学修复原则

生态修复不能改变和替代现有的生态系统,要以保护现有的河流生态系统的结构和功能为出发点,结合生态学原理,以河流生态修复技术为指导,通过适度的人为干预,保护、修复和完善区域生态结构,实现河流的可持续发展[1]。

1.2 遵循自然规律原则

尊重自然规律,将生态规律与当地的水生态系统紧密结合,重视水资源条件的现实情况,因地制宜,制定符合当地河流现状的建设和修复方案[2]。

1.3 生态系统完整性原则

生态系统指在自然界的一定的空间内,由于生物与环境之间不断地进行着物质循环与能量流动的过程,而形成的统一整体。这完整的生态系统能够通过自我调节和修复,维持自己正常的功能,对外界的干扰具有一定的抵抗力。要考虑河流生态系统的结构和功能,了解生态系统各要素间的相互作用,最大可能的修复和重建退化的河流生态系统,确保河流上下游环境的连续性。

1.4 景观美学原则

河流除了能满足渔业生产、农业灌溉和生活用水外,还能为人类提供休闲娱乐的场所。无论是深潭还是浅滩,无论是水中的鱼儿还是嬉戏的水鸟,都能给人带来美的享受。河边的绿色观光带,也为人类提供了一幅幅美丽的画卷。因此,河流生态系统的修复,还应注重美学的追求,保持河流的自然性、清洁性、可观赏以及景观协调性。

1.5 生态干扰最小化原则

在生态修复过程中,会对河流生态系统产生一种干扰,为了防止河流遭到二次污染和破坏,需合理安排施工期,严格控制施工过程中产生的废水、废渣。保证在施工修复的过程中,对河流生态系统的冲击降到最低,至少得保证不会造成过大的损害。

2 我国河流的现状

2.1 水质恶化

随着我国经济的快速发展,我国水环境污染日趋严重,特别是河流和湖泊的污染,呈现出不断恶化的趋势。根据水利部对全国700多条河流展开的调查结果表明,其中受污染的不能用于灌溉的河段约占10.6%,属于劣Ⅴ类水质,已经丧失了使用价值;其中属于Ⅳ类和Ⅴ类的河段约占46.5%[3]。

2.2 自然河流渠道化

为了利于航行或者行洪,在河流的整治工程中,总是人为的将一些蜿蜒曲折的天然河流,强行改造成直线或者折线型的人工河流,这样失去了弯道与河滩相间,以及急流与缓流交替的格局,改变了河流的流速、水深和水温,破坏了水生动物的栖息条件,也使河流廊道的植被趋于单一化,降低了植物多样性。再加上,在堤防和边坡护岸进行硬质化,虽然利于抗洪,但是隔断了地表水与地下水的联系通道,使大量水陆交错带的动植物失去生存的条件,同时也破坏了鱼类原有的产卵所。

2.3 自然河流的非连续化

人为的构筑水坝使原来天然的河流变成了相对静止的人工湖,导致大坝下游河段的水流速度、水深、水温以及河流沿岸的条件都发生改变,破坏了河流原有的水文连续性、营养物质传输连续性以及生物群落连续性,使沿河的水陆生物死亡,引起物种消失和生态退化的现象。

3 河流生态修复国内外研究现状

3.1 国外研究进展

尽管从20世纪60年代开始,欧洲和一些发达国家就开始进行了许多关于河流生态修复的研究和实践探索,但是至今还未形成比较系统的修复理论和方法体系。但是也取得了一些成果。在修复策略方面,20世纪60年代,德国的EmstBittmann在莱茵河用芦苇和柳树进行生态护岸实验,被看作是最早的河流生态修复实践。美国开展了对Kissimmee河、Mississipp河以及对Missouri河均进行了生态修复工程;还有20世纪70年代末瑞士Zurich州河川保护建设局将生态护岸发展为“多自然河道生态修复技术”,对河流的治理主要重视恢复植被和建设自然护岸,该方法在欧美及日本也得到了推广。

3.2 国内研究现状

我国在河流生态修复方面的研究要较发达国家而言,起步较晚。而且前期的研究中主要是注重河流生态系统某个方面的功能,例如对河岸植被恢复的研究或者从水污染治理的角度去研究。因此,存在局限性和片面性,不能从整体上把握河流生态修复。但是,近些年来,我国的水利方面的专家和学者们认识到了从不同的角度去开展河流生态修复研究的重要性。虽然我国起步较晚,但是发展迅速,在进入21世纪的十多年来,逐渐开展了许多研究与实践活动。郑天柱等应用生态工程学理论,讨论了关于河道生态恢复的机理,指出了满足河流生态需水量是缺水地区恢复河流生态的关键;根据我国国情,董哲仁提出了在研究和实施河流生态恢复时,要立足于河流生态系统现状,积极创造条件,发挥生态系统的自我修复功能,使退化的河流生态系统逐步得到恢复。我国的河流生态修复逐渐从早期的理论研究与探讨向具体的修复技术与方法转变。

通过国内外对河流生态修复的研究现状来看,大家一致认同的是:河流生态修复是对水体本身以及河岸带生态恢复综合治理的结果。对于我国的河流现状问题,主要是解决2个方面:遏制逐渐恶化的水质现状;恢复河流的自然状态。

4 河流生态修复技术与方法

4.1 恢复河流自然蜿蜒特性

天然的河流一般都具有蜿蜒曲折的自然特征,所以才会出现河湾、急流、沼泽和浅滩等丰富多样的生境。为鱼类产卵以及动植物提供栖息之所。但是,人类为了泄洪和航运,将河道强行裁弯取直,进行人工改造,使自然弯曲的河道变成直道。破坏了河流的自然生境,导致生物多样性降低。因此,在河流生态修复的过程中,应该尊重河流自然弯曲的特性,通过人工改造,重塑河流弯曲形态[5]。还能修建弯曲的水路、水塘,创造丰富的水环境。

4.2 生态护岸技术

生态护岸[6]是一种将生态环境保护与治水相结合的新型护岸技术。主要是利用石块、木材以及多孔环保混凝土和自然材质制成的亲水性较好的结构材料,修筑于河流沿岸,对于防止水土流失、水土污染、加固堤岸、美化环境和提高动植物的多样性具有重要的作用。生态护岸集防洪效应、生态效应、景观效应和自净效应于一体,不仅是护岸工程建设的一大进步,也将成为以后护岸工程的主流。因为生态护岸除了能防止河岸坍塌之外,还具备使河水与土壤相互渗透,增强河道自净能力的作用。透水的河岸也保证了地表径流与地下水之间的物质、能量的交换。

4.3 改善水质

改善河流的水质状况是河流生态修复的重点。一般有物理法、化学法、生态与生物结合法。其中生态与生物结合法是比较常见的,也是最普遍、应用最广泛的方法。主要有:人工湿地技术、生物浮岛技术和生物膜技术[7]等。

人工湿地技术。人工湿地技术是为了处理污水,人为的在具有一定的长宽比和坡度的洼地上,用土壤和填料混合成填料床,使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动,并在床体表面种植具有性能好、成活率高,抗水性强,生长周期长,美观以及具有经济价值的水生植物的动植物生态体系。是一种较好的废水处理技术,具有较高的环境效益、经济效益和社会效益。

生态浮岛技术。生物浮岛是一种针对富营养化的水质,利用生态工学原理,降解水中的COD、氮、磷的含量的人工浮岛。它能使水体透明度大幅度提高,同时水质指标也得到有效的改善,特别是对藻类有很好的抑制效果。生态浮岛对水质净化最主要的功效是利用植物的根系吸收水中的富营养化物质,例如总磷、氨氮、有机物等,使得水体的营养得到转移,减轻水体由于封闭或自循环不足带来的水体腥臭、富营养化现象。

生物膜技术。生物膜法主要是根据河床上附着的生物膜进行进化和过滤的作用。人工填充填料或载体,供细菌絮凝生长,形成生物膜,利用滤料与载体较大的比表面积,附着种类多,数量大的微生物,使河流的自净能力大大增强。

4.4 河流生态景观建设

河流生态景观建设是指在河流生态修复过程中,除了致力于水质的改善和恢复退化的生态系统外,还应该使河流更接近自然状态,展现河流的美学价值,注重对河流的美学观赏价值的挖掘。在修复河流的同时,也为人类提供了一片休息娱乐的地方。

5 结论

随着人们对河流认识的加深,关于河流治理的呼声越来越高。我国在河流生态修复方面还处于技术研究的阶段。因此,还需要在河流修复实践过程中不断地积累经验,逐渐形成完善的河流生态修复体系,最终实现河流的生态化、自然化。

参考文献

[1]刘均平,邓文丽,刘建飞等.长园河湿地生态修复工程实践[J].首都师范大学学报(自然科学版),2013,34(5):27-34.

[2]倪晋仁,刘元元.论河流生态修复[J].水利学报,2006,37(9):1029-2038.

[3]刘尚俭,邱建,安雅敏等.河流生态修复浅议[J].环境影响评价,2015,37(1):82-85.

[4]陈兴茹.国内外河流生态修复相关研究进展[J].水生态学杂志,2011,32(5):122-128.

[5]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):12-15.

[6]杨平荣.河流生态修复[J].科技信息,2009,1(1):754-755.

生态修复篇3

【关键词】城市水系;生态修复;研究进展

中图分类号: S891 文献标识码: A

城市水系是人类文明的发源地,是城市发展和赖以生存的不可缺乏的要素,随着工业文明的发展和城市快速的膨胀,人类的活动阻碍了城市水系生态系统的正常运转,造成水环境污染,生态退化,生物多样性急剧下降,生态问题日益突出,威胁到了经济社会的正常发展以及人民群众的健康安全。对城市水系进行生态修复已经刻不容缓。

1 城市水系现状问题及成因分析

1)城市自然水系的整体性遭到破坏,自然形态遭到人为活动的侵蚀,水系水网遭到人为的切割,水系的连续性遭到破坏,导致其生态系统变得脆弱易被破坏。

2)自然水系被人为的裁弯取直,人工开凿的水系直线化,减少了水系的流域面积和蓄水量,减少了生物的生存空间,同时也加快了水流的速度,易形成水患。

3)人为的对河道断面的规则式、单一式的改造,减少了生物生存空间的多样性。

4)河床和驳岸的硬质化改造,切断了生物交流的通道,破坏了生物生存的空间,导致水系的自净能力下降、物种多样性下降。

5)生活污水与工业污水没有经过处理直接排放严重污染了水资源,造成水生生物的死亡和逃离,威胁人类的健康安全。

6)城市快速发展中缺乏对水系生态系统重要性的认识,导致大量河道荒废萎缩,历史河道被填埋,河道蓝线被侵占,导致城市水系应具有的生态价值、经济价值、社会价值、人文价值、景观价值无法体现。

2 城市水系生态修复的目标、原则和方法

2.1 城市水系生态修复的目标

城市水系生态修复的目标是使水系生态系统恢复到未被破坏前的平衡状态,形成各种生物群落配比合理、结构优化、功能强大、系统稳定的水系生态系统,在满足水系生态性要求的同时,要充分挖掘水系的历史人文价值,发挥水系具有的经济社会价值,创造丰富的滨水景观,满足周边居民的功能需求。

2.2 城市水系生态修复的原则

水系生态修复的原则包括:水系修复与社会经济协调发展原则;社会经济效益与生态效益相结合的原则;增强空间异质性的景观格局原则;流域尺度规划原则;分河段细化原则;生态系统自设计、自我恢复原则;提高水系连通性原则;主功能优先原则;多功能协调原则;分时段考虑原则;负反馈调节设计原则;生态工程与资源环境管理相结合原则;景观美化原则等[1,2 ]

2.3 城市水系生态修复的方法

2.3.1制定城市规划与法律规范保护和恢复城市水系

城市规划划分蓝线保护范围,制定法律规范保护蓝线,对于已经被填埋的对城市水系具有重要价值的历史河道,有条件进行恢复改造。规划中要注重城市水系的整体性保护,连通性的恢复,增加水系的自净能力,蓄水能力。

2.3.2对污染源的控制治理

对城市进行雨污分流处理,确保工业污水与生活污水经过污水处理合格排放,严惩违法排污行为。为城市河流建设污染缓冲带[ 3] 。由于城市水系与乡村的水系存在着天然的联系,所以对污染源的控制要延伸到乡村,严惩乡村违法污染企业,对村民生活垃圾集中回收处理。

2.3.3城市水系自然地貌学特征的恢复

对自然水系形态与地貌进行保护与恢复,除特殊情况,禁止对水系裁弯取直,改变其自然形态。同时要保护水系蓝线范围内的自然地形地貌,保护恢复水系河岸多样性空间,增加水系河道断面的多样性,使水系内形成一系列自然的边滩、浅滩与深潭,增强空间的异质性,为不同物种的生存提供多样性的栖息场所。

2.3.4城市水系驳岸河床生态化改造

对水系现有硬质化不透水的驳岸与河床进行生态化改造,采用最新的生态设计理念与方法,禁止再建硬质化不透水驳岸。遵循水系生态系统物质循环的规律,

使水体、土壤与生物环境相互交流, 恢复河流自净功能。

2.3.5对城市水系水文循环的恢复

城市化的发展改变了水系原来的水文循环过程,导致水系不能按照自然规律运动,破坏了城市水系的生态循环,因此要把握城市水系水文循环的规律,调节恢复其自然运行的过程。

2.3.6城市水系水质污染的治理

综合利用物理方法、化学方法、生物方法对水体污染进行治理,恢复天然健康的水质。

2.3.7城市水系生物多样性的恢复

生物物种多样性的恢复主要包括保护濒危、珍稀、特有生物物种,恢复河湖水库水陆交错带植被以及水生生物资源,恢复具有本土特色的生物资源,以恢复水生生态系统的功能,形成稳定的生态系统结构。

2.3.8城市水系生态修复的综合价值的体现。

城市水系是城市生态系统重要的组成部分,同时也是一个复合功能的综合体。其不仅要体现自然属性所具有的生态价值,还要挖掘所具有的历史人文价值,结合开发保护发挥其具有的直接经济价值与社会价值,合理的规划设计体现其自然的景观价值,创造更多满足人与自然亲密接触的空间,体现人与自然的统一。

4 研究展望

(1) 城市水系生态修复并不意味着使城市水系恢复到完全自然的状态,而是要结合城市水系的功能和特点,考虑多方面的需求,达到一个适宜的状态。同时需要对这种适宜状态下的各项指标进行研究,并且针对不同的水系类型,形成一个相应的评价体系,以此指导水系的生态修复工作。

(2)城市水系生态修复与信息化数字化技术的结合,运用新技术对水系水位、水质量、生物生存状态等进行信息收集,并且根据收集到的信息进行及时反馈处理,维护水系生态系统的正常运转。

(3)城市水系生态修复要以人为本,创造更多人与自然接触的空间,不仅要考虑到自然的因素,也要考虑到人的需求,但是要尽量减少人的活动对水系生态系统的干扰。

(4)城市水系生态修复要体现其复合价值,不能仅仅着眼于生态价值,可以结合城市水系的个性特征进行保护开发。

(5)城市水系生态修复与城市规划政策法规的协同,保护恢复水系的整体性、连接性,保护恢复水系的自然形态与地形地貌特征。

(6)不断研究运用新的技术手段进行生态保护与修复。

(7)城市水系生态修复与城市雨洪管理相结合,研究当洪水来临时,通过城市水系对洪水形成缓冲,如何控制水系缓冲区的宽度和其容量;研究雨水下渗,雨水的组织与收集和城市水系如何联系等。

5小结

目前我国城市水系存在着大量的生态问题,这也是城市化工业化带来的负面影响,这些问题严重制约了城市的可持续发展,现今生态文明建设上升到一个新的高度,人们的生态意识不断增强,人们在发展中开始反思这些出现的问题,并且认识到城市水系生态保护和修复的必要性和紧迫性,相信通过不断的努力和探索,城市水系将会重现昔日的美丽。

参考文献

[1] 倪晋仁,刘元元.论河流生态修复[J].水力学报,2006,37(9):1029-1043.

生态修复篇4

关键词:城市水体生态修复技术水质状况污染成因

中图分类号:F291.1文献标识码:A 文章编号:

城市水体污染的特点一般是水体富营养化严重,氮磷含量超标;水体滞流,多处于厌氧状态,复氧能力差;淤积严重,透明度低,甚至出现黑臭现象;河道生态系统退化严重,自净能力差等。城市河道往往需要进行综合整治,如调整产业结构、提高污水处理率和废水回用率、控源截污、清淤、水系沟通、护岸整修、完善调水设施、沿河绿化、水质修复等等,以达到标本兼治的目的。城市水体的治理受到地形、周围建筑物等空间限制以及防洪泄洪、行船、休闲等功能需要的限制,因此有必要从河道特点和污染特征出发,构建水污染控制和水环境改善的综合技术体系,从而达到流域水环境质量改善的最终目的。具体到水体修复方法来讲,主要包括物理法、化学法与生态修复法,其中生态修复技术由于具有安全、经济、实用、系统等诸多优点而成为河流污染治理的主要技术手段。

一、我国城市水体的水质状况及其污染成因

目前全国80% 以上的城市河流受到污染, 许多大江大河的城市段已达不到Ⅲ类水质的标准。据全国2 222 个检测站的统计, 在138 个城市河道中, 符合Ⅱ、Ⅲ类水质标准的仅占23%, 超过Ⅴ类水质的占到38%, 能饮用的地面水所剩无几。2003 年度全国七大水系407 个重点监测断面中, 只有34%适于直接饮用( 属Ⅰ类水质) , 24. 8% 适于渔业生产( 属Ⅰ、Ⅱ类水质) , 38. 1%适于游泳( 属Ⅰ 、Ⅱ、Ⅲ类水质) , 另有38. 1% 是没有任何用途的臭水( 属Ⅴ类、劣Ⅴ类水质)。

1、点源污染

随着改革开放的不断深入, 大量的人口涌向城市, 城市内的厂矿企业急速增加, 大量生活污水、工业废水未经处理直接排入河道, 河道生态环境遭到破坏。

据统计, 长江流域劣于Ⅲ类水河长占总评价河长的22. 5%。劣于Ⅲ类的水体主要集中在城市江河段和部分支流。主要超标项目为: 氨氮、高锰酸钾指数、化学需氧量、5 日生化需氧量、总磷、石油类等。长江流域的污废水排放量, 2003 年达到270×108 t以上( 其中不含火电厂直流式冷却水和矿坑排水230. 9 × 108 t) , 其中生活污水81. 3× 108 t, 工业废水192. 1 × 108 t, 较5年前增长了35%。2003 年黄河流域废污水排放量为41. 46× 108 t, 其中城镇居民生活污水排放量为9. 46×108t, 第二产业为29. 33×108 t, 第三产业为2. 67×108t, 火电厂直流式冷却水排放量和矿坑排水量为2. 18 ×108t。

大量的污废水排入城市河道, 而这些污废水远远超出了河道的自净能力, 河道内部生态系统产生“多米诺”效应, 水质急剧恶化。

2、面源污染

城市河道的面源污染主要是以降雨引起的雨水径流的形式产生, 径流中的污染物主要来自于雨水对河道周边道路表面的沉积物、无植被覆盖的地面、垃圾等的冲刷。污染物的含量取决于城市河道的地形、地貌、植被的覆盖度和污染物的分布情况。因此, 对面源污染的控制也可理解为对城市河道周边降雨径流污染的控制。

在诸多城市的市政建设中, 雨水排水管道和污水管道是不分的, 而且不具备雨水处理工艺。大量的雨水沿着排水管道未经处理直接进入城市河道, 给河道带来了严重地污染。

3、混凝土的“包装”

在城市河道治理工程中, 片面追求河岸的硬化覆盖,只考虑河道的防洪功能。为保护城市的安全, 河堤年年加高, 并大量建设钢筋混凝土、块石等直立式护岸, 河道完全被人工化、渠道化。失去自净能力的河道反过来又加剧了河道水体的污染。

二、城市水体生态修复技术分析

1、城市水体生态修复技术

(1) 污染源处理技术

城市水体污染的主要来源是生活污水的直接排放,尤其是分散生活污染源的排放,已经成为部分地区城市水体污染的重要原因。因此,研究开发小型的具有脱氮除磷功能的生活污水处理装置尤为重要。生活污水就地处理净化槽、土地沟渠净化系统等成为城市污水处理系统的重要配套设施。固定微生物技术、微生物载体技术、电解技术、厌氧好氧技术、水解技术及磷资源的回收技术成为上述装置的重要组成部分。尤其是发展新型磷资源回收利用系统技术为恢复有限磷资源奠定了技术基础。

(2) 水体生物修复技术

生物修复是利用特定的生物(包括微生物-土著或外源微生物以及植物等)在一定条件下进行消除或富集环境污染物,从而对污染环境进行恢复的生物过程。生物修复技术是新近发展起来的一项清洁环境的低投资、高效益、便于运用、发展潜力较大的新兴技术,已经成为一种新的可靠的环保技术,并得到各国环保部门的认可。植物的修复技术主要是使生态系统的退化得到遏止,生态系统的基本功能得到恢复。研究包括河流廊道、河网及岸坡的植物培育及生物群落的构建。

2、城市水体的维护

(1) 建立科学的水务管理体制

目前,我国的水资源管理涉及到水利、航运、渔业、矿产、城建、农业、林业和海洋,但没有一个真正的权力机构来统一管理水资源。长期以来在防洪减灾、城市供水、防止污染、保护水体生态环境等具体工作上都存在许多矛盾,严重妨碍了水资源的统一规划、统一调配和统筹兼顾。新的城市水务管理应具有对城市防洪、除涝、需水、供水、节水、排水、水资源保护、污水处理及回用、地下水回灌等统一管理的职能。通过建立统一的水资源管理体制实现城市水体规划、调度和水量水质的统一管理,进一步确保地区社会经济和环境的可持续发展。

(2) 加强水体生态保护

城市水体是城市的重要组成部分,赋有供水、防洪排涝、旅游娱乐及维护环境生态平衡的重要作用。因此,在城市规划、区域流域规划及水利工程规划、设计、管理、调度中应充分考虑这一特殊水体的作用与功能。通过建设调节水库、污水库、引水冲污水道或通过湖泊河道清淤减少水体污染源等,以达到保护和改善城市水体的目的。

通过引水来增加河道流量,是改善城市水体质量的有效方法。目前国内基本上采用生物处理工艺为主,辅之以曝气氧化的方法。利用天然河道和水工建筑物,按照污水处理要求加以人工曝气、拦污沉渣等措施,达到处理要求;或通过人工投放生物菌种的方法对河道水体和底泥进行生物降解,以恢复水体生态环境。此外,研究适合当地的城市二级污水处理厂尾水排放通道,是防止城市环境水体污染的重要方法。

(3) 综合治理暴雨污水

城市雨水一方面是一种可贵的水资源,另一方面会对城市水体造成污染,尤其是初雨中含有大量的污染物。随着城市化进程的加快,城市雨洪控制与利用显得尤为重要,我国已开始研究收集利用雨水的技术和方法,上海和北京等城市均在着手研究雨洪水的控制与利用方法,通过对降雨强度、降雨径流和初雨水质变化规律的研究,建立后续雨水收集、传输、调蓄、处理及利用系统。在工程措施上,可以结合生态工程建设,通过管、塘、池配套设施建设,溢流技术的完善,河湖岸边水生植物合理利用,雨水净化回用以及减少侵蚀作用等措施减少污染强度,从而达到保护水体的目的。

参考文献:

[1] 李艳霞, 王颖, 张进伟, 陈建峰. 城市河道水体生态修复技术的探讨[J]. 水利科技与经济, 2006,(11)

[2] 胡静波. 城市河道生态修复方法初探[J]. 南水北调与水利科技, 2009,(02)

[3] 单明军, 刘洋, 杨婷婷, 孙海峰. 微生物制剂净化富营养化湖泊的应用研究[J]. 生态环境, 2007,(05)

[4] 王海龙, 常学秀, 王焕校. 我国富营养化湖泊底泥污染治理技术展望[J]. 楚雄师范学院学报, 2006,(03)

生态修复篇5

随着我国城镇人口的增加、农业耕作方式的改变和经济社会的快速发展,致使河流水体污染日趋严重,河流生态系统日益退化,在加剧水资源短缺矛盾的同时严重危害了人们的身体健康。生态修复技术由于具有安全、经济、实用、可持续利用等诸多优点而成为受污河流治理的主要技术手段。该文简要阐述了影响河流水质的主要因素,从河流生态修复的基本理念出发,对近年来科学研究和实践工程运用较为成熟的各种生态修复技术进行了总结。

水利工程.rar

生态修复篇6

水文形态;白河白河湾段;生态修复;小型湿地;怀柔;北京

[摘要]

选取北京市怀柔区白河部分河段为研究对象,在2010—2014年对其河流水文形态进行了5次实地调查,结果显示:河流水文形态逐年变差,2014年研究区河段保持自然河流水文特性的河道长度只占研究区河道总长度的14.7%;河流水文形态破坏的主要原因是旅游业发展对河流扰动的增加、不合理的河道整治工程和当地群众较差的河流生态保护意识。在充分了解河流水文形态破坏的原因和当地社会经济发展对河流需求的基础上,提出了纵向以潭代坝、横向生态护岸和局部小型湿地等适合研究区河流水文形态修复的治理模式。

水是生命之源,在广阔的内陆地区,河流生态系统健康与否对保护水资源和生物多样性有着不可替代的作用[1-2]。河流生态系统是一个复杂、开放、动态、非平衡和非线性的系统,其健康离不开河流正常的水文形态,河流的许多功能都是以河流水文形态为基础的[3]。然而,随着经济的发展,许多地区河流的正常水文形态正遭受着严重的毁坏。北京市郊区(怀柔、延庆、昌平、密云等区县)多为山地地形,水系较多,水量也较为充沛,自然景观非常秀美,旅游业近年来非常火爆。受此影响,短短几年内,京郊河流也相继出现了水质污染、河道连续性遭到破坏、河岸固化严重、生物多样性减少等诸多生态问题,对北京郊区的经济社会发展造成了极大的损害。要对京郊河流进行生态修复,就必须对其河流水文形态的破坏形式、原因进行研究,并了解当地群众对河流的需求,进而为河流生态修复提供依据。在这种背景下,2010—2014年,我们选取北京市怀柔区白河白河湾河段进行了连续5年的实地调查研究,全面了解了该河段水文形态的动态变化趋势,并结合相关的河流修复研究探讨了京郊河流水文形态的修复模式,希望能够为北京市郊区河流的生态治理提供依据。

1研究区概况

研究区位于京承高速后安岭村附近的白河湾段,调查河段全长10km,途经后安岭、胡子沟、狼虎哨、白河北、梨树沟、青石岭、五道梁等自然村。该段河流为山区河流,水量充沛,四季无断流,河床多以石质和沙质为主,水质较好,森林覆盖率70%以上,动植物资源非常丰富。气候属于暖温带半湿润气候,四季分明,雨热同期,夏季湿润,冬季寒冷少雪。全年日照时数2800h,年平均气温9~13℃,无霜期170~200d,年平均降水量600~700mm,主要集中在6—8月。经济发展以农业和旅游业为主,其中旅游业已经成为当地的支柱产业,年接待游客过万,是怀柔区比较有特色的旅游区之一。

2研究方法

2.1调查内容与方法

2.1.1调查内容河床底质调查。目测河底材料,如卵石河床、沙质河床等,判定河床底质为人工化、半人工化或是保持自然状态(人工化主要为浆砌石结构,半人工化为人工采用近自然材料铺设,保持自然为河流保持天然的底质形态)。(1)河流连续性。包括河流的横向连续性和纵向连续性,主要调查影响径流、泥沙和生物连续性的工程或行为,并测量拦挡建筑物的高度。(2)河岸改造。确定河岸的改造状况,分为保持自然、受宽型护体工程束窄和受窄型护体工程束窄三种形式,其中:没有人工护岸工程的判定为保持自然;一岸或两岸建有石质护堤工程,距水体较远,部分束窄河流空间但影响较小的,判定为受宽型护体工程束窄;一岸或两岸建有石质护堤工程,距水体较近,部分束窄河流空间但影响较大的,判定为受窄型护体工程束窄。(3)外界胁迫因子。包括取水、倾倒垃圾、排放污水、采砂等行为。

2.1.2调查方法调查时段为2010年10月至2014年10月,调查时间为每年的10月,调查方式是按照调查内容对河流的水文形态进行实地踏看,记录相关数据,并拍摄实地照片,调查完成后将所有数据归纳整理、存储。

2.2数据分析方法调查数据按照北京市水文形态分级判定试用导则进行处理,详见表1。

3结果与分析

3.1水文形态变化趋势将按照河流水文形态分级办法处理后的5年调查数据用EXCEL绘制成图1。2010—2014年河流水文形态的总体变化情况是:Ⅰ级河流水文形态由2010年的45.4%下降到2014年的14.7%;Ⅱ级由32.3%下降到16.7%;Ⅲ级由11.2%上升到23.5%;Ⅳ级由6.7%上升到32.7%;Ⅴ级由4.4%上升到12.4%。从数据上看,调查河段的水文形态急剧恶化,应当引起相关部门的高度重视,并采取适当的方式进行生态修复。

3.2水文形态破坏的主要方式在5年的实地调查过程中,我们将河流水文形态破坏的形式及规模做了详细记录,归结整理如下:浆砌石工程护岸2.45km,横向拦挡建筑物17处,硬化河床200m,裁弯取直河道1300m,修建浆砌石亲水平台6处、河岸带游览栈道6.2km等。

3.3原因分析京郊河流水文形态的主要破坏方式就是对河流连续性的破坏,尤其是拦河建坝蓄水、河岸硬化等一些不合理的工程建设。(1)旅游业发展带来的河流生态破坏。近年来京郊休闲旅游业飞速发展,为了吸引游客,多通过拦河建坝的方式营造水面景观,部分缺水地区为了能保留水面,甚至将整个河道硬质化。(2)多部门任性的河道整治工程。政府、民间都希望通过河道整治工程,实现其目的。如土地部门搞“河道治理”是为了围河造地,土地复垦;建旅游度假村搞“河道治理”是为了围河建饭店、旅社,建水景观;在河道上游搞“河道治理”是为了拦河蓄水,抢占水资源;当地政府搞“河道治理”是为了提高当地的GDP水平。(3)对生态河道的认识有待提高。对自然河道的生态功能还缺乏深入的认识,对生态河道缺乏研究,习惯上沿用城市河道的治理方法治理山区河道。在认识上,生态河道存在城乡差别,城里人更喜欢自然的河流,乡里人更喜欢人工的河流。

4修复模式探讨

为了社会经济发展而对河流过度开发是河段水文形态破坏的主因,如拦蓄水源形成水面景观、开发漂流等娱乐项目。我们认为,研究河段的生态修复必须考虑当地社会经济发展的基本需求,采取以经济为基础、以生态为保障的修复模式。基于此,借鉴国内外相关的河道治理文献和工程案例,我们提出了纵向以潭代坝模式、横向生态护岸模式和局部小型湿地恢复模式。

4.1纵向以潭代坝模式在京郊地区,河流多为季节性的中小河流,河道上的横向拦挡建筑物也相对较矮,大多不超过2m,具备通过开挖深潭来代替工程筑坝的条件。王兵等[4-5]认为,自然界的深潭多位于跌水附近,在北半球受地转偏向力的影响,深潭多位于河道右侧。因此,在以潭代坝模式中,深潭的位置位于原拦水建筑物的前后;在深潭开挖过程中,应由浅到深,形成一个平滑的曲面。深潭开挖完成后,要对原来的拦水建筑物进行拆除,并利用碎石、木材等材料,人工修建一处近自然跌水[6]。在跌水附近浅滩处,种植水生植物,进行区域绿化美化,促进生态系统的恢复。

4.2横向生态护岸模式在京郊河流的治理过程中,存在不根据河流实际盲目采用工程护岸的行为。我们认为,在对河流实施护岸工程措施前必须明确具体的实施对象。对一些人口较少,附近没有农田、村庄,防洪压力不大的河流,完全没有必要进行大规模的浆砌石河岸防护工程,应尽可能保持河流的自然形态。而在一些防洪压力较大的区域,应根据河流防洪设计水位,采取相应的防护措施,尽量使用生态的护岸方式。

4.3局部小型湿地模式小型湿地的构建对河流的水文形态有一定的要求,在选择构建位置的时候应选择水量相对较多、流速较慢、水面较宽的河段。在构建小型湿地过程中可能会对河流进行蜿蜒化和拓宽改造,因此应该选择河床较为宽阔的地带。

5结论与建议

(1)2010—2014年,研究区河段河流水文形态逐年变差,到2014年研究区河段保持自然河流水文特性的河道长度只占研究区河道总长度的14.7%,这应当引起相关部门的高度重视。(2)河流水文形态破坏的主要原因是旅游业发展对河流扰动的增加、不合理的河道整治工程和当地群众河流生态保护意识较差等。(3)综合研究区河流水文形态现状、社会经济需求,应试点推行纵向以潭代坝、横向生态护岸和局部小型湿地生态修复模式,并以科学的方法验证修复效果,以期为京郊河流治理提供决策依据。

[参考文献]

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[2]董哲仁.保护和恢复河流形态多样性[J].中国水利,2003(11):41-43.

[3]钱正英,陈家琦,冯杰.人与河流和谐发展[J].河海大学学报:自然科学版,2006(1):88-93.

[4]王兵,刘慧博,李峪,等.深潭的功能及在城市河道治理中的构建模式[J].中国水土保持科学,2014(3):108-111.

[5]王浩,章明奎,韩冰.河流生态系统修复技术研究综述[J].江西农业学报,2008(6):76-79.

生态修复篇7

的关键词:水土保持、生态自然、恢复、生态文明建设。

,做好生态自然恢复和文明建设,确保生态环境质量改善工作的落实,有效减少环境问题的发生,高效利用水土资源,促进中国特色社会主义和谐社会的良好发展。

。充分发挥生态系统的自我调节能力,注重人工辅助的使用,充分实现水、土和社会资源的高效利用。其次,在实际采取恢复手段的过程中要从生态保护用地和生产生活用地的具体情况出发,采取科学有效的措施,提高治理手段的针对性,全面有效地优化体系结构,促进生态系统恢复健康。同时,要充分重视人工草地建设,把水土流失治理纳入整体工作体系,全面提高水土保持恢复水平。

。应该充分注意的是,对生态系统的破坏很大一部分是由于人类的不良行为造成的。因此,积极开展水土保持生态修复,有必要尽量减少人为行为的二次破坏。水土流失一直是中国面临的一个重要环境问题,主要包括水土流失,水土流失会带走大量的土壤表层养分,使农田变成沙漠,相应的土地荒漠化加剧,直接威胁人们的生存空间,不利于社会经济的正常发展。同时,土壤侵蚀的加剧也会对动物的正常发育产生不利影响。

目前对水土保持生态修复取得了一定的成效,但也存在许多不利的问题,主要集中在以下几个方面:第一,对生态修复的认识不够全面。为全面推进水土保持生态修复工作的顺利开展,要积极开展生态系统退化的评价与诊断,重点关注水土流失强度和土地退化程度,从而为选择切实合理的恢复措施提供良好的前提。但在实际工作过程中,诊断和评价不到位,影响了生态恢复的效果,在判断是否采用人工干预方面存在一些问题,尚未形成全面的认识,影响了植被恢复工作建设和土地利用结构调整。二是宣传工作不到位,不能发挥公众参与的作用。水土保持是一项国家工作,需要充分发挥每个公民的优势和作用,在日常生产生活中自觉自发地保护水土资源,真正有效地提高水土保持和生态恢复的整体水平。目前,水土保持宣传力度不够,控制区群众意愿和意见没有得到广泛征求和尊重,影响了具体生态修复工作的发展效果。此外,水土保持生态恢复的科学研究技术还不够成熟。要不断加大科研技术投入,加大对生态系统功能和结构的综合评价,实现生态修复目标,推动生态文明建设工作取得良好成效。

。同时,环境管理部门要不断转变和更新管理观念,推进水土保持和生态恢复,更好地适应生态文明建设的需要。同时,要不断加强水土保持宣传教育,切实提高公众对保护生态环境系统的认识。当全民意识到生态修复工程的重大意义时,就会积极投入相应的保护工作。通过电视公益广告和互联网网络宣传、海报和标语可以充分吸引公众的注意力,促进公众自觉参与水土保持工作。牧民可以遵守相应的放牧规范和要求,合理放牧。当地人民还将减少滥砍滥伐,更好地保护水土资源。

证明水土保持生态恢复管理体系的健全,可以实现水土保持治理管理的正常运行。治理是一个重要的基础,管理是实现水土保持目标的关键。首先,完善合理有效的管理体制是保证水土保持和生态恢复顺利开展的重要前提和保证。明确水土保持和生态恢复的目标,为相关治理管理人员的日常工作提供工作规范和标准,划分实际工作职责和范围,促进水土保持生态修复有序进行,减少工作失误。二是要做好水土保持工程的前期规划,根据治理区的实际情况制定合理的规划方案,严格按照规划方案开展各项管理工作。同时,加强监督管理。在水土保持工程实际实施过程中,一旦发现不合理的问题,要及时上报,提出科学的解决方案。他们还需要及时开展相应的审查工作,看看他们的工作结果符合预期的工作目标。同时要做好应急预案设计,有效应对水土保持实际过程中存在的不合理情况和突发事件,坚决取缔一些环境污染项目,做好各类项目的实地调查,充分发挥执法部门和监管部门的职责,尽量减少污染源的存在。

。加强水土保持技术的研究和开发。政府可以与高校和企业保持良好的技术合作,完善水土保持生态修复的技术手段,不断优化和完善,更好地适应当前工作需要,提高圈地造林技术的实际应用效果,增加植被覆盖,减少水土流失,最大限度地改善生态环境系统,实现生态文明建设的目标。

。通过加强宣传,提高对水土保持和生态修复的思想认识,,建立健全水土保持和生态恢复管理体系,加强技术研发,才能取得良好的效果,更好地促进人与自然的和谐发展。

参考

[1]林学瑞、张茨林、揣泽尧等.生态文明建设中的水土保持与生态恢复[J]。南昌工程学院杂志,2014(4):88-91

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[5]蔡艳蓉,冯兴平。论我国水土保持与生态文明建设的本质特征[J]。农业科技:英文版,2015(6):1251-1258.

生态修复篇8

关键词 生态修复;生态修复产业化;北京门头沟国家生态修复示范基地

中图分类号 F062.9;X32 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2012)04-0060-07 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.04.012

20世纪80年代以来,生态退化、环境污染等问题日趋恶化,成为困扰我国社会经济可持续发展的重要因素,引起了有关政府部门和相关科学家的关注和重视。在此背景下,国家有关部委及地方政府在“七五”、“八五”期间分别从不同角度进行了有关生态恢复的研究和实践,开展了“生态环境综合整治与恢复技术研究”[1]、“主要类型生态系统结构、功能及提高生产力途径研究”[2]、“亚热带退化生态系统的恢复研究”[3]、“北方草地主要类型优化生态模式研究”[4-5]和“内蒙古典型草原草地退化原因、过程、防治途径及优化模式”[6-7]等课题,对生态恢复理论和实践研究都有所加强。此外,进入“九五”和“十五”时期,我国还先后实施了长江中上游地区防护林建设工程[8],水土流失治理工程[9];以及农牧交错区[10]、风蚀水蚀交错区[11]、干旱荒漠区[12]、丘陵山地干热河谷和湿地[13]等生态脆弱地区退化生态环境恢复与重建工程;沿海防护林建设工程[14],等等。这些生态建设实践与工程,尤其是在实践上已获成功的一些生态恢复技术和案例,为生态恢复和环境治理积累了宝贵的经验。但进入21世纪,尤其是最近几年,我国明显偏重了生态修复的技术集成和产业化示范工作,包括民勤沙漠化防治与生态修复技术集成试验示范研究[15],鄱阳湖湿地生态修复、重建技术集成研究与示范基地建设[16],等等。

而门头沟国家生态修复示范基地建设便是由科技部和北京市科委牵头组织开展的一项专门针对我国生态修复产业化建设的系统工程[17]。该工程在一期主要完成各种生态修复技术的示范及应用研究基础上,在二期着重开展了生态修复技术的集成及产业化支撑体系建设方面的研究。可见,不论是政府的政策走向,还是社会的现实需求,都要求生态修复向技术集成化和区域产业化方向发展,要求拥有不同技术优势的生态修复企业通过资源、信息和市场的共享,实现对整个生态修复行业的跨越。

1 生态修复与生态修复产业化

生态修复是对区域受损害自然生态系统过程和功能的重建,发展到现在,往往偏重于环境领域的技术研究和应用示范。部分学者认为,生态修复是在生态学原理指导下,以生物修复为基础,结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施,通过优化组合,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,主要包括污染土壤、污染水体、污染大气修复三大方面[18-19]。到目前更多的学者则认为,生态修复区域生态退化的后果不仅仅是自然生态系统结构和功能的破坏,还包括生态系统为人类生存和发展提供的物质与服务能力的下降,使区域经济、社会发展受阻,它包含了对自然、经济和社会人文3个方面的修复[20-21]。其目的应该在于恢复“社会―经济―自然复合生态系统”合理的结构、高效的功能和协调的关系[20]。

随着传统生态修复在区域实践过程中产生的“经济瓶颈”,尤其是面临区域产业转型问题的突显,生态修复的产业化以及如何转变区域产业发展模式实现自我修复已成为国内外学者关注的焦点[22]。而国内一些地区也展开了相应的生态修复产业化的基础及应用示范研究。

在基础研究方面,如吴言忠等以矿区土地复垦为例,先分析了土地复垦组织管理在责任主体、产权界限、复垦资金、复垦机制和生态功能等方面存在的问题, 并提出土地系统、资金系统、社会系统和管理系统等土地复垦产业化的组织模式,进而分析了土地复垦产业化的组织结构和业务流程[23];波等通过分析矿区生态重建和景观生态规划, 提出了景观生态规划的原则, 并分析了矿区生态重建景观结构的模式[24];李萌等从矿区的生态经济系统分析切入,建立了矿区产业替代模型,并对矿区生态修复中的产业转型和产业替代的价值转化规律进行了研究[25];张义丰等对山区沟域经济发展及其空间组织模式进行了大量研究,并以北京为例指出,北京沟域经济的发展一定程度上有助于协调好山区生态保护与经济发展的关系,促进山区的综合开发[26]。

应用示范研究方面,如江苏宜兴西南山区张渚镇竹园村在废弃采石场生态修复背景下发展休闲农业园[27];平朔煤矿区在循环经济与可持续发展理念指导下构建了以煤为主,电、化、氧化铝、建材并举的黑色产业链和围绕复垦土地开展生态重建,种、养、加一体化发展的绿色生态产业链[28];等等。

2 门头沟生态修复产业系统的总体设计

作为门头沟国家生态修复基地建设二期项目中“门头沟生态修复产业化能力建设”的一项重要工作内容,本研究拟通过在门头沟区内的王平镇规划构建一个新型的产业生态系统和典型示范园区,来带动门头沟区新兴产业的孵化和传统产业的转型。

王平镇生态修复产业的系统结构设计(图1)由“自然生态修复示范产业、人文生态修复主导产业和经济生态修复引导产业”三大部分组成,三大产业系统相互支撑,协调发展。在各类型自然生态修复示范基地建设的基础上,引导以生态修复技术交易和生态建设咨询为主的经济生态修复产业,最终依托本身固有的生态资源和在已修复好的景观上发展以生态休闲旅游为主的人文生态修复主导产业。其产业发展基本模式为:政府配套服务、企业主动修复、共同开拓市场。而产业孵化中心与生态修复示范区(带)的互补作用是推动其产业化发展的主要动力。

自然生态修复示范产业主要围绕矿山生态修复示范、农田生态保育示范和湿地生态建设示范3大体系构建。矿山生态修复示范以煤矿开采区和采石场废弃地的修复示范为主,农田生态保育示范以山区缓坡和煤矸石山的修复示范为主,湿地生态建设示范以永定河河道景观生态修复示范为主。通过破坏后的景观遗存和修复后的景观现状对比分析,集中展示矿山生态修复技术,水保农业、节水农业和生技农业技术,及湿地生态修复技术的成果。

人文生态修复产业主要围绕观光度假、乡村旅游、健康服务和人文关怀4大主导性产业体系构建。发展旅游业是整个门头沟区实现产业转型后藉以稳定区域经济总量的主要途径,但不能仅仅局限在传统的观光度假旅游产品的开发上,更应该发挥门头沟特有的自然景观、纯朴民风、和保存完好的古村落及历史文化遗迹的优势,去满足北京城市人口亲近自然、回归田园、心灵洗礼、身体保健等方面的需求。

图1 王平镇生态修复产业体系结构图

Fig.1 The industrial framework of ecorestoration for Wangping

经济生态修复产业主要围绕产品物流、市场交易、技术培训和建设咨询4大引导性产业体系构建。其关键在培育针对门头沟区特点的自然生态修复技术交易市场,和孵化整合各相关自然生态修复技术及产品、服务供应行业。生态产品的物流主要以王平镇精品农业产品、各类型生态修复技术产品的展销为主,通过构建产品虚拟信息平台将其以网络的形式集中展示;生态市场的交易主要以不同生态修复技术成果的转让和硬技术的软组装,通过统一的市场交易平台打包进行开发与销售,最终实现生态修复的经济产出;生态技术的培训主要针对全国乃至世界生态修复行业发展需求进行专业人才的培训与学术交流;生态建设的咨询则是辅助于生态市场交易,而满足各类型客户对修复所需产品的选择与决策。

3 不同类型生态修复产业链(网)的构建

3.1 自然生态修复产业

3.1.1 湿地生态修复产业

首先,生态修复产业孵化中心在吸引湿地生态修复类企业时,根据对方技术及资金实力,要求其在湿地生态修复示范带内划定适当面积区域进行主动修复,包括核心技术和建设方案的策划与提供;而对于工程建设中的其他预算投资则由当地政府、修复企业、及上级主管部门和社会团体等进行多方筹资,充分发挥当地政府和修复企业两大利益主体在示范带建设及市场拓展方面的合力最大化;其次,对已修复好的示范带进行包装和维护,在保证恢复当地湿地生态景观及自然净化功能的同时,为当地居民提供休闲娱乐的场所,同时作为此类型生态修复的成功典范,供专家及国内外生态修复需求客户市场进行调研学习,最终实现其社会-经济-自然复合生态服务功能;最后,需要整合该湿地生态修复示范带和孵化中心内的各相关资源,在客户参观完示范带后,再回到孵化中心进行具体项目的相关咨询和协议签订(图2)。

3.1.2 农田生态保育产业

在生态修复产业孵化中心内吸引农田生态保育类企业,并要求其在示范区内选择适当面积农田进行主动修复,完成农田物理、化学及生物环境的综合保育,并作为示范成果的展示,纳入孵化中心重点技术服务咨询体系中去,利用孵化中心的资源及市场优势在国内外进行技术的推广和产品及服务的推销;在农田生态保育类企业进行生态修复的同时,根据政府需求及王平镇农业发展规划要求,在各自选择区域内种植特色农林产品,并通过“生态保育型企业管理+农户分红+政府服务”的机制,利用孵化中心内生态农业产品物流服务中心优势,将生产出来的特色精品农果产品推向北京高端消费品市场;示范园区除了具备以上两个以生态农产品销售和农田生态保育技术咨询服务的经济功能外,还可以通过建设采摘园等方式与周边乡村发展农家乐等旅游产业,以此来扩展其社会服务功能和增加经济效益(图2)。

3.1.3 矿山生态修复产业

工业企业主体型发展模式:主要是针对目前王平镇内存在若干大型煤矸石制砖企业而选定,是作为规划初期矿山生态修复产业的一种发展模式,即煤矸石制砖企业开采煤矸石山,同时通过与王平镇政府签订合同,按照开采规模承担开采区生态修复任务,或交纳相应的生态修复资金给政府,作为未来地面采空区生态修复提供资金储备。生态修复型企业主体型发展模式:该发展模式是作为同湿地生态修复产业发展模式相配套一致的部分统一纳入王平生态修复产业园区主体产业体系中去,即要求矿山生态修复型企业在入驻生态修复产业孵化中心时,选择在矿山生态修复示范区内划定适当面积区域进行主动修复,并发挥孵化中心功能对已修复好的示范带进行一定包装和维护,作为此类型生态修复的成功典范,供专家及国内外矿山生态修复需求客户市场进行调研学习,最终完成具体项目的相关咨询和协议签订。

地产开发企业主导型发展模式:该产业发展模式主要

图2 王平镇湿地、农田、矿山等自然生态修复产业链网图

Fig.2 The ecoindustrial networks of natural ecorestoration for Wangping

是针对目前该区域内存在大量需修复矿山及土地而选定的,作为规划后期矿山生态修复产业的一种主要发展模式,即通过吸引房地产开发企业在区位优势及自然条件较好的地块发展新兴的生态修复地产业,首先地产开发商提供部分资金给土地及矿山生态修复企业,在待修复的地块进行生态修复,其次通过项目承包方式联合建筑及其他相关土建企业在修复好的地块进行房地产开发,主要建设高档别墅和休闲保健类度假村来实现自然生态修复产业向人文生态休闲产业的功能转化和产业升级。

3.2 经济生态修复产业

经济生态修复产业主要围绕王平镇生态修复产业孵化中心建设展开,主要围绕生态农业产品物流服务、生态修复行业市场交易、生态修复技术培训和受损生态系统建设咨询四个方面进行构建(图3)。

3.2.1 生态农业产品物流服务中心

依托北京城区内各大型超市和庞大的高端消费市场,在孵化中心内配置统一的采购、包装和配送等生态农产品物流服务中心。包括京白梨、葡萄、樱桃、核桃等主要的农果产品进行统一采购,按照一村一品和精品农业发展目标,分阶段分任务扩大规模,同时制定采购过程中的质量控制要求;将采购来的所有农果产品进行统一包装,包装厂不设在孵化中心内,但需要在区位及地势条件较优越的乡村进行布设建厂,并按照服务中心制定的农产品质量控制要求进行;包装好的农产品主要面向北京市区内的各大型超市和政府采购进行统一配送,此市场定位要求中心与北京市区大型超市及政府机关建立起良好的信息沟通和货物供应保障渠道;最重要的就是要提供生态农产品的检测和标识服务,从源头保证配送到相应市场上的产品要达到真正生态产品的要求。

3.2.2 生态修复市场交易平台

依托门头沟区生态修复已经取得的大量成果,建立初步的生态修复技术库,同时不断收集与整理拥有其相关核心技术的各类型企业信息,形成一个涵盖各类型生态修复技术和企业信息的数据信息管理系统,最终吸引拥有其核心技术的核心企业入驻孵化中心;收集与整理国内外不同类型的区域生态修复需求信息,同样建立与技术信息和企业信息相配套的市场信息平台;王平镇生态修复市场交易信息平台的重要功能就是,在建立好供需市场信息平台的基础上,根据国内外不同修复市场需求进行技术的组装和企业的合作,通过项目的包装实现成熟生态修复技术的最终产业化。

3.2.3 生态修复技术培训中心

王平镇生态修复产业孵化中心的另一个重要组成部分就是其生态修复技术培训中心的建设。不同于以物质产品的生产和销售为主要盈利手段的传统产业,生态修复产业主要是以提供生态服务及技术咨询为主要盈利方式,因此,作为服务的重要手段,培训部门的设立显得十分重要。包括定期开展国际大型生态修复理论及技术研讨会议,吸引全世界生态修复领域的专家、学者、企业、政府和民众的目光;定期召集国内外著名生态及生态修复领域专家在培训中心开展面向全国范围各大中小城市领导干部的培训,让生态观念及生态修复的科学内涵在政府决策者

图3 王平镇产品物流、市场交易、技术培训及咨询等经济生态修复产业链网图

Fig.3 The ecoindustrial networks of economy ecorestoration for Wangping

图4 王平镇休闲疗养、民俗文化等人文生态修复产业功能体系图

Fig.4 The ecoindustrial networks of social ecorestoration for Wangping

层面得到普及;向国家人事及其他相关部门申请成为生态修复类工程师及行业认证的培训机构,分期举办全国生态修复技术培训班,对培训的学员按综合考试成绩颁发工程师技术资格认证证书,对开展生态修复的企业实体颁发行业资格认证证书。

3.2.4 生态修复及建设咨询中心

王平镇生态修复及建设咨询中心的建设,是实现其生态修复产业化的最关键部分,也是生态修复市场交易平台最终打开国内国际两个市场的重要补充。它既充当了市场交易信息平台中上游技术供给市场和下游技术需求市场进行联系的纽带,同时更重要的是他需要通过不同的项目管理承包(PMC)方式对其进行项目的包装,使生态修复项目得到切实有效的实施。具体可根据市场交易信息平台提供的国内外生态修复需求信息,合理选择拥有代表核心技术的生态修复企业A作为PMC承包商;以A企业为核心,组织项目管理及实施体系,针对特定的技术市场客户要求,把相关配套的各生态修复技术提供企业B、C、D等纳入整个项目实施及管理体系;在建设咨询中心进行项目承包管理的同时,对已完成的项目进行归档信息整理,并对其修复后的效果和进展情况进行跟踪服务和配套指导。3.3 人文生态修复产业

3.3.1 山区休闲旅游度假产业

主要围绕安家庄区域内山体、森林、河流等自然景观资源,以及村落人文景观资源的保护与合理开发展开(图4)。由于该区域面积有限,并且作为门头沟区山体生态环境完全未受到破坏的一个典型区域,建议吸引一家综合实力较强的大型旅游企业入驻,对三个景区的资源进行整合,并建立合理的土地承包转让机制,形成“企业―政府―农民”较好的合作机制,形成合力,吸引并留住更多的京区游客,开发旅游市场。

3.3.2 乡村民俗休闲疗养产业

主要围绕韭园、东西落坡村区域内的乡村聚落和历史文化景观资源的保护与合理开发展开。其主体市场是为京区老年人提供疗养保健、银发夕趣和余热发挥等服务项目,同时兼顾京区中青年夏日周末居家旅游及背包旅游、探险旅游群体。重点是要突破传统农家乐和乡村旅游发展模式,把握住北京市城区内老年人保健、学习需求的潜在市场,以银发经济为突破口,形成北京地区知名度较高的银发服务中心之一。

4 生态修复产业化的意义及面临的问题

门头沟国家生态修复示范基地建设近5年的实践证明,在特定的待修复区域范围内,生态修复技术往往缺乏稳定性、抗干扰性和可持续性的动态监测与效果评估。前期的生态修复科技示范工程只是在一个一个的点上开展,尚未在该区域内实现技术集成应用与展示;生态修复科技资源“飞进来飞出去”和“形象工程”的现象普遍存在,尚未真正扎下根来产生集聚效应和经济效益。而我国许多城市正在经历着经济增长方式的关键转型期,尤其是资源枯竭型城市,这种问题更为突出。因此,从生态修复的“单点应用”以及外部不经济性走向“区域集中”和拉动区域经济增长,以及生态修复产业化模式的开发应成为待修复区产业结构调整和区域功能定位的重点。

同样,区域生态修复的产业化建设也是一个系统工程,需要政策、资金、科技、人才、国际合作、社会参与等各方面的保障。只有把这些硬件、软件和心件有机组合起来,才能真正的把生态修复的产业化推向前进。

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Industrialization Model of the Ecological Restoration

―Case Study of National Ecological Restoration Demonstration Base in Mentougou, Beijing

SHI Yao1 WANG Rusong1 HUANG Jinlou1 SHI Xin2

(1.State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology, Research Center for EcoEnvironmental

Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China;

2. Forestry Bureau of Suburban District of Changzhi,Changzhi Shanxi 046000,China)

Abstract

生态修复篇9

关键词:生态环境可持续发展环境修复

随着地球上人口的剧增和工农业生产的迅速发展,特别是工业革命以来,人类对自然资源需求水平不断提高,生产强度日益加大,有毒、有害废气物质不断的输入环境,远远超过了环境的自净能力而导致环境污染日益严重。为了解决人类面临的这个重大问题,对于大气污染和地表水污染之力的研究已十分广泛,许多技术已相当成熟并被广泛应用。

对于污染土壤及地下水的之力来说,由于其具有隐蔽性、滞后性、累积性以及难治理和修复周期长等区别与大气和地表水体污染的特点,其修复问题已成为环境科学研究日益活跃的领域,同时也是世界性难题。虽然人们已在污染土壤及地下水物理修复和化学修复领域进行了有益探索,形成了一些实用技术,但这些修复方法往往会破坏场地结构、造成二次污染,对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤甚至难以应用。为此,近年来,人们在污染环境的物理修复、化学修复甚至生物修复取得一定成功的基础上,进一步提出了生态修复的理念,并对其概念、内涵、原理、产业化途径等进行了理论上的探索和实践上应用的探索,试图以生态学的原理和方法,在污染环境的修复和治理过程中实现人与自然的和谐发展,从而达到可持续发展。

一、生物修复—生态修复的基础

生物修复是对污染环境实施修复、之力的最为重要的技术之一,是正在发展中的技术,是生态修复的基础。

目前被广泛认同的生物修复定义,是指微生物催化降解有机污染物,从而修复被污染环境或消除环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程,这是狭义的定义。

除了微生物修复外,植物修复、动物修复乃至酶学修复等方式的出现,赋予了生物修复更广泛的内涵,即生物修复是指利用细菌和真菌等微生物、蚯蚓等动物以及水生藻类、陆生植物,甚至酶及分泌物等的代谢活性降解、减轻有机污染物的毒性,改变重金属的活性或在环境中结合态,通过改变污染物的化学或物理特性二影响其在环境中的迁移、转化和降解速率。

目前使用最广、最有效的生物修复技术仍是微生物修复。

二、物理与化学修复—生态修复的构成要素

从修复原理来看,物理修复与化学修复是指充分利用光、温、水、土、气、热等环境要素,根据污染物的理性性质,通过机械分离、蒸发、点解、磁化、冰冻、加热、凝固、氧化—还原、吸附—解吸、沉淀—溶解等物理怪和化学反应,使环境中污染物被清除或转化为无害物质。通常,为了节省环境治理的成本,物理修复或化学修复往作为生物修复的前处理阶段,近年来根式作为生态修复的构成要素。无论是环境要素或生态因子,还是工程措施,对于修复生物的生命活动来说,是非常重要的影响要素。若将它们有机的结合起来,使环境条件和生态因子在有利于生物生活的同时,也有利于污染物的去除或转化,将极大地提高生物修复或植物修复的效率,这一点对于生态修复来说是至关重要的。

物理与化学修复措施与生物修复的结合,是生态修复必不可少的构成要素,其利用的是否直接关系到生态修复的有效性和成败。在实际的修复过程中,把物理修复、化学修复措施更好地与生物修复结合起来,才能形成有效的生态修复技术。

三、植物修复—生态修复的基本形式

植物修复这一概念大约是1980年代前期提出来的,其最初的思想是利用超累积植物的的超量富集作用来去除污染环境中多余的重金属。

目前,植物修复这一技术已经涵盖了污染环境治理的各个方面,如城市树木、草坪乃至花卉植物对大气或室内空气的净化;池塘中水生植物通过对氮、磷等营养物质的利用而对富营养化水体的净化;污染土壤及水体中无机污染物的去除及有机污染物的讲解等。

在污染环境治理中,从形式上来看,似乎主要是植物在起作用,但实际上植物修复过程中,往往是植物、根系分泌物、根际圈微生物、根际圈土壤物理和化学因素(这些因素可以部分人为调控)等在共同起作用。因而,总的来说,植物修复几乎包括了生态修复的所有机制,是生态修复的基本形式。

利用植物对重金属如Ni、Zn、Cd、Hg、Cu、Se,放射性核素如Cs、Sr、Ur,多环芳径,石油,化学农药,有机氯溶剂如TCE,废弃炸药如TNT等的修复研究均有报道。

四、污染环境修复标准—生态修复评判基础

污染环境修复标准是指呗技术和法规所确定、确立的环境清洁水平,通过生态修复或利用各种清洁技术手段,使环境中

[1] [2] 

污染物的浓度降低到对人体健康和生态系统不构成威胁的、技术和法规可接受的水平。

近年来,污染环境的修复一直是热点领域。然而,污染环境修复标准的制定远远落后于修复方法的研究,这就很难说清楚环境修复到什么程度才可以认为是清洁的。

生态修复篇10

[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