濕地生態(tài)修復(fù)方法范文
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篇1
[關(guān)鍵詞]:環(huán)巢湖;濕地景觀;自然系統(tǒng)修復(fù);
[引言]:對(duì)于巢湖濕地治理而言,整個(gè)保護(hù)開(kāi)展過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,同時(shí)需要長(zhǎng)期性地堅(jiān)持的一項(xiàng)任務(wù)。其位于安徽省境內(nèi),從屬于上來(lái)分析屬于天然調(diào)節(jié)水庫(kù)。整個(gè)水域面積已經(jīng)達(dá)到了780平方公里。在其區(qū)域內(nèi)的濕地生態(tài)系統(tǒng)中,雖然呈現(xiàn)出獨(dú)立存在的特征,但濕地區(qū)域內(nèi)的自然生態(tài)體系與陸地生態(tài)體系同樣存著物質(zhì)交換。
1、環(huán)巢湖區(qū)域濕地景觀自然系統(tǒng)存在的問(wèn)題
1.1環(huán)巢湖區(qū)域受污染程度非常嚴(yán)重
對(duì)于環(huán)巢湖水源進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),其主要水源來(lái)自長(zhǎng)江以及裕溪河。對(duì)于湖區(qū)的補(bǔ)給形式主要是以季節(jié)換為主,整個(gè)其間環(huán)巢湖水位變化并不大,而且水流量也較小。這樣的一種生態(tài)環(huán)境給其區(qū)域的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提供了積累的空間,讓其長(zhǎng)其能夠積累于整個(gè)湖體當(dāng)中。由于整個(gè)湖體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)剩,在上世紀(jì)八零年代,其湖體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)已經(jīng)超出了其湖水本身的承載能力。導(dǎo)致整個(gè)湖體內(nèi)出現(xiàn)了大量藍(lán)藻,從而讓其濕地受到了非常嚴(yán)重的破壞。由于生態(tài)環(huán)境的受污染程度越來(lái)越嚴(yán)重,其湖體水文環(huán)境也受到了影響。其湖泊生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)出了不穩(wěn)定性,導(dǎo)致環(huán)巢湖區(qū)域成為了國(guó)家水污染的重點(diǎn)治理對(duì)象。
1.2環(huán)湖濕地逐漸消失
我國(guó)在建國(guó)初期開(kāi)展了圍湖造田以及環(huán)湖堤防建設(shè)工作,在這樣的一個(gè)發(fā)展形勢(shì)下,環(huán)巢湖的整體濕地面積開(kāi)始逐漸萎縮不足。甚至導(dǎo)致有一半以上的濕地被淹沒(méi)在巢湖正常蓄水位以下。同時(shí),在大力發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉以及航運(yùn)業(yè)形勢(shì)下,環(huán)巢湖閘的枯水季水平被提升,導(dǎo)致部分環(huán)湖濕地一直都被淹沒(méi)于湖體之中,其生態(tài)環(huán)境得不到曬灘,整個(gè)湖泊水動(dòng)力呈現(xiàn)出了下降的現(xiàn)象。由于整個(gè)湖體水文環(huán)境的變化,湖泊環(huán)境的自?xún)裟芰﹂_(kāi)始不斷下降,讓其整體湖泊容量呈現(xiàn)出了縮小的問(wèn)題,尤其是環(huán)湖濕地消失成為了環(huán)巢湖區(qū)域的突出問(wèn)題。
2、環(huán)巢湖區(qū)域濕地景觀自然系統(tǒng)修復(fù)措施
2.1認(rèn)真分析與利用濕地原生態(tài)景觀環(huán)境
對(duì)于環(huán)巢湖區(qū)域內(nèi)所存在的陸地及水域系統(tǒng)過(guò)渡區(qū)域內(nèi)所存在的濕地景觀,可以隨著季節(jié)變化以及水位變化而在濕地生態(tài)系統(tǒng)與陸生生態(tài)系統(tǒng)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。濕地景觀自然系統(tǒng)修復(fù)過(guò)程中,應(yīng)該不只是針對(duì)其濱水景觀來(lái)進(jìn)行分析,應(yīng)該對(duì)其整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的變化來(lái)進(jìn)行研究。所以,要從整個(gè)區(qū)域內(nèi)生存的豐富動(dòng)植物及周邊地貌入手。充分利用好這些自然環(huán)境所提供的資源,修復(fù)過(guò)程中發(fā)揮出這些資源的作用。在開(kāi)展實(shí)際修復(fù)工作時(shí),不僅要保護(hù)好環(huán)巢湖濕地景觀本身的物種及豐富的動(dòng)植物資源,尋找到能夠恢復(fù)已經(jīng)開(kāi)始退化濕地景觀生態(tài)系統(tǒng)的辦法。盡量使用其區(qū)域內(nèi)自身的濕地物種,讓其能夠產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用來(lái)對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)。如果考慮來(lái)引進(jìn)外來(lái)物種時(shí),一定要結(jié)合本土濕地品種來(lái)進(jìn)行分析,切記不可引進(jìn)對(duì)本地濕地物種具有破壞性的資源,從而才能夠有地對(duì)其區(qū)域內(nèi)的原生態(tài)景觀及環(huán)境進(jìn)行有效保護(hù)。比如:以巢湖南岸廬江段為例,想要能夠?qū)ζ鋮^(qū)域內(nèi)的濕地資源開(kāi)展有效保護(hù),就需要通過(guò)不斷地?cái)U(kuò)大當(dāng)前的蘆葦蕩范圍,從而讓其生態(tài)環(huán)境中的水生植物的生存環(huán)境得到改善。同時(shí)也對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境形成了非常有效的保護(hù)。此外,在針對(duì)濕地景觀地貌進(jìn)行修復(fù)過(guò)程中,應(yīng)該分析濕地景觀本身的環(huán)境,要進(jìn)行建設(shè)景觀時(shí),其景觀環(huán)境需要與周邊地域特征相符合,讓其景觀與原地貌形成有機(jī)整合,避免出現(xiàn)對(duì)原有濕地景觀產(chǎn)生破壞的現(xiàn)象發(fā)生。在開(kāi)展?jié)竦鼐坝^生態(tài)文化修復(fù)過(guò)程中,要結(jié)合濕地景觀原本所具有的文化內(nèi)涵,通過(guò)提取濕地生態(tài)文化因子的方法,在修復(fù)過(guò)程中將其因子應(yīng)用其中,不僅保護(hù)了原有生態(tài)文化,同時(shí)還能夠豐富環(huán)巢湖濕地景觀文化內(nèi)涵
2.2制定科學(xué)化的濕地景觀植物生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)方案
對(duì)于濕地景觀區(qū)域中的植物種群的修復(fù)工作,會(huì)影響到其濕地區(qū)域內(nèi)的水文條件。所以在進(jìn)行環(huán)巢湖濕地影響修復(fù)過(guò)程中,應(yīng)該通過(guò)模擬技術(shù)來(lái)對(duì)其區(qū)域內(nèi)所生長(zhǎng)的植物種群生長(zhǎng)的水文條件進(jìn)行模擬分析,從而才能夠制定出科學(xué)化的濕地景觀植物生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方案。因?yàn)?,?duì)于濕地自然系統(tǒng)而言,其生態(tài)體系是一個(gè)非常脆弱的體系,如果輕易地改變了其中的任何一項(xiàng)生態(tài)因素,勢(shì)必會(huì)對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。在實(shí)際開(kāi)展修復(fù)過(guò)程中,必須要嚴(yán)格保護(hù)好原有濕地景觀環(huán)境,然后才能夠進(jìn)行修復(fù)巢湖濕地景觀。這樣才可以讓濕地景觀生態(tài)修復(fù)得到充分地發(fā)揮。比如:對(duì)于環(huán)巢湖區(qū)域生態(tài)環(huán)境而言,其湖底泥資源非常豐富,可以通過(guò)種植一些耐水性較的植物來(lái)鞏固湖體周?chē)叺闹参锓N群。這也是讓其區(qū)域內(nèi)形成防浪林帶的一種非常有效的辦法。在進(jìn)行植物物種選擇過(guò)程中,應(yīng)該結(jié)合其景觀實(shí)際需求,選擇具有發(fā)達(dá)根系以及強(qiáng)適應(yīng)力的陸生植物來(lái)進(jìn)行種植,除了讓其植物景觀具有上述功能之外,還能夠吸收湖底泥中多余的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),促進(jìn)整個(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)的均衡發(fā)展。此外,為了避免風(fēng)浪對(duì)環(huán)巢湖岸形成破壞,可以采用種植挺水植物或者構(gòu)建濕地林臺(tái)的方式來(lái)形成一定的生態(tài)護(hù)坡,促進(jìn)環(huán)巢湖濕地生態(tài)環(huán)境能夠得到有機(jī)修復(fù)。
2.3通過(guò)植物配置來(lái)提升水面觀感
在開(kāi)展水體修復(fù)過(guò)程中,需要借助自然生態(tài)系統(tǒng)擁有的潮汐現(xiàn)象,利用好環(huán)巢湖濕地大量的天然蘆葦來(lái)構(gòu)建一個(gè)過(guò)濾床。也可以通過(guò)在其水面上種植浮床式水生植物來(lái)構(gòu)建一個(gè)自然生態(tài)修復(fù)體系。通過(guò)這種技術(shù)可以對(duì)湖體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及水體進(jìn)行凈化,整個(gè)修復(fù)模式是是通過(guò)湖體自身的自然系統(tǒng)來(lái)完善,充分體現(xiàn)出了濕地景觀所具有的可持續(xù)。在對(duì)環(huán)巢湖濕地水體資源進(jìn)行補(bǔ)充過(guò)程中,應(yīng)該盡量利用好巢湖徑流及“引江濟(jì)巢”工程的水資源,為其區(qū)域內(nèi)的濕地提供新鮮水資源的保障,讓濕地成為陸生以及水生植物的良好棲息地。對(duì)于環(huán)巢湖濕地景觀的建設(shè)而言,主要任務(wù)需要在相關(guān)試點(diǎn)河段配置沉水植物來(lái)進(jìn)行布置,對(duì)于此類(lèi)型植物配置可以選擇刺苦草、眼子菜等植物,讓此類(lèi)型的沉水植物來(lái)形成一個(gè)天然的凈水體系,還可以在其水面上配置部分菱角來(lái)提升其湖面的水面觀感。
3、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,濕地景觀自然系統(tǒng)修復(fù)過(guò)程中,切記不可對(duì)其原有生態(tài)環(huán)境進(jìn)行破壞,且所建設(shè)的景觀也需要與其原有濕地景觀形成融合。盡可能地減少人工干預(yù)的形式一類(lèi)開(kāi)展環(huán)巢湖區(qū)域濕地景觀自然系統(tǒng)訴修復(fù),最終實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共處。
[參考文獻(xiàn)]:
篇2
關(guān)鍵詞 水生植物;富營(yíng)養(yǎng)化;生態(tài)修復(fù)
中圖分類(lèi)號(hào) X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2013)04-0237-02
近年來(lái),隨著社會(huì)的迅速發(fā)展,人類(lèi)活動(dòng)的加劇,人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境正遭受著前所未有的損害,特別是水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題,已成為當(dāng)今世界最有挑戰(zhàn)性的環(huán)境問(wèn)題之一。水體富營(yíng)養(yǎng)化是由于工業(yè)污水,農(nóng)業(yè)施肥以及生活污水向水體中排放過(guò)量的氮磷導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量積累,水生生物大量繁殖,造成水生生態(tài)系統(tǒng)的失衡。我國(guó)湖泊眾多,大于1 km2的湖泊有2 300多個(gè),湖泊面積約為70 988 km2,占陸地總面積的0.8%,其中處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)的湖泊占統(tǒng)計(jì)湖泊的56%。目前,我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題較為突出,太湖、滇池、東湖、巢湖都已處于嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。2007年,太湖藍(lán)藻爆發(fā),引發(fā)了水資源危機(jī),影響到周邊居民的飲用水安全。“圍著太湖沒(méi)水喝”是對(duì)人類(lèi)淡薄環(huán)境保護(hù)意識(shí)的一種諷刺,更為人類(lèi)敲響了水體治理的警鐘。
20世紀(jì)60年代以來(lái),關(guān)于修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的研究報(bào)道已有許多,采用打撈藻類(lèi)、疏挖底泥、飲水稀釋或換水等物理方法,或使用化學(xué)殺藻劑如硫酸銅、石灰粉等化學(xué)方法來(lái)治理水體富營(yíng)養(yǎng)化的效果甚微,而且花費(fèi)較高,還容易造成二次污染。20世紀(jì)70年代中期以來(lái),國(guó)內(nèi)外在利用水生植物凈化和修復(fù)污染水體方面做了大量研究工作,在利用水生植物消除污染、改善水質(zhì)、恢復(fù)水體生態(tài)功能、提高經(jīng)濟(jì)效益等方面取得了很多成果。目前,利用水生植物凈化水體是一種簡(jiǎn)單高效、成本低廉、節(jié)約能源、生態(tài)環(huán)保的方法,是國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的生物治理方法,是現(xiàn)今水體修復(fù)的研究熱點(diǎn)之一。該文就水生植物及其生態(tài)功能、在富營(yíng)養(yǎng)化水體修復(fù)中的凈化效果以及在工程中的實(shí)際應(yīng)用方面進(jìn)行綜述,以期為我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化的治理提供理論參考。
1 水生植物及其生態(tài)功能
水生植物是一個(gè)生態(tài)學(xué)范疇上的類(lèi)群,是不同分類(lèi)群植物通過(guò)長(zhǎng)期適應(yīng)水環(huán)境而形成的趨同性適應(yīng)類(lèi)型[1],它主要由兩大類(lèi)組成:水生維管束植物和高等藻類(lèi)。其中,水生維管束植物按其生態(tài)類(lèi)型可以分為沉水植物、浮葉植物、漂浮植物和挺水植物。不同生態(tài)類(lèi)型的水生植物有著不同的凈化功能(表1)。水生植物作為水生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者,能吸收水體中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽、富集水體中的重金屬,將其同化為自身的組織結(jié)構(gòu),隨著植物采收的時(shí)候?qū)I(yíng)養(yǎng)鹽和重金屬轉(zhuǎn)移出水體;另外,水生植物的根系具有強(qiáng)大的吸附、沉降有機(jī)物的能力以及對(duì)藻類(lèi)的抑制作用;水生植物的這些特點(diǎn)是利用水生植物治理污水,特別是富營(yíng)養(yǎng)化水體治理的理論基礎(chǔ)。
宋 福等采用伊樂(lè)藻、苦草、狐尾藻、篦齒眼子菜、金魚(yú)藻、菹草、輪藻進(jìn)行富營(yíng)養(yǎng)化水體治理效果試驗(yàn),結(jié)果表明其對(duì)總氮、總磷均有顯著去除作用[2]。童昌華等研究發(fā)現(xiàn)金魚(yú)藻、狐尾藻、微齒(禾葉)眼子菜、馬來(lái)眼子菜、鳳眼蓮、苦草對(duì)水中總氮、總磷和硝態(tài)氮有較好的去除效果,而以狐尾藻和微齒眼子菜2種效果最好[3]。孫文浩等研究發(fā)現(xiàn)水花生、水浮蓮、滿(mǎn)江紅、紫萍、浮萍、西洋菜和鳳眼蓮對(duì)雷氏衣藻都有抑制效應(yīng),鳳眼蓮的抑制作用最強(qiáng)[4]。何池全等[5]研究發(fā)現(xiàn)石菖蒲具有抑藻作用。到目前為止,國(guó)內(nèi)外眾多試驗(yàn)研究找出了很多對(duì)水體凈化和修復(fù)有顯著作用的水生植物,并把它們運(yùn)用于多種生產(chǎn)實(shí)踐之中,水生植物在水體富營(yíng)養(yǎng)化治理中起著非常重要的作用。
2 水生植物修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體的效果
水體富營(yíng)養(yǎng)化主要是由水中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)剩導(dǎo)致的,所以長(zhǎng)期以來(lái)脫氮除磷一直是水體富營(yíng)養(yǎng)化治理的關(guān)鍵任務(wù)。氮、磷是植物生長(zhǎng)所需的基本營(yíng)養(yǎng)元素,水生植物可以吸收利用水中的氮磷、釋放氧氣、與藻類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)陽(yáng)光與養(yǎng)分以限制藻類(lèi)的生長(zhǎng)從而到達(dá)凈化水質(zhì)的效果。所以利用水生植物修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體是眾多環(huán)境保護(hù)者們研究的熱點(diǎn)。
蔣艾青關(guān)于鳳眼蓮對(duì)城郊污水魚(yú)塘中的氨態(tài)氮、硝態(tài)氮、COD、總氮的去除率研究中發(fā)現(xiàn)其去除率可達(dá)70%、88.1%、56%、73.1%[6]。在最適宜的生長(zhǎng)條件下,鳳眼蓮每天吸收氮的量可達(dá)3.4 kg/hm2,吸收磷的量可達(dá)0.43 kg/hm2 [7]。邵林廣的研究發(fā)現(xiàn),應(yīng)用水浮蓮對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊進(jìn)行凈化,BOD5的去除率在70%以上,總磷去除率70%以上,總氮去除率60%以上[8]。袁東海[9]在人工濕地系統(tǒng)對(duì)污水氮的凈化效果的研究中報(bào)道,石菖蒲、蝴蝶花和燈芯草3個(gè)植物系統(tǒng)的總氮平均去除率為77.7%、66.4%和71.2%,而無(wú)植物系統(tǒng)的去除率僅為55.8%。吳振斌[10]等研究了采用復(fù)合垂直流人工濕地系統(tǒng)對(duì)污水磷的凈化效果,研究表明:3個(gè)采用植物的系統(tǒng)的去除率分別為61%、65%和59%,而無(wú)植物系統(tǒng)的去除率僅為28%。研究報(bào)道稱(chēng),在種有蘆葦?shù)乃刂校渎然餃p少90%,磷酸鹽減少20%,有機(jī)氮減少60%,氨氮減少66%。這些研究充分說(shuō)明了水生植物對(duì)凈化水體中氮磷等富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)有顯著的作用。
水生植物在降低水體中的COD和總懸浮物(SS)等指標(biāo)上也有顯著的效果。李立明[11]研究結(jié)果表明,利用水生植物綠萍、水葫蘆治理淀粉廢水,CODcr、和SS的去除率為98%和97%。諸惠昌[12]等進(jìn)行人工濕地處理乳制品廠廢水研究,結(jié)果表明,種植植物4年的蘆葦床對(duì)進(jìn)水中COD為400~800 mg/L的乳制品廠廢水進(jìn)行處理,COD去除率達(dá)97%~98%,BOD去除率達(dá)98%~99%,凈化效果良好。
3 水生植物在水體修復(fù)工程中的應(yīng)用
目前,關(guān)于利用水生植物修復(fù)受污染水體的研究頗多,也找到了很多在治理水體污染方面有顯著效果的水生植物,如蘆葦、菖蒲、燈芯草、水浮蓮、鳳眼蓮、苦草、伊樂(lè)藻等,這些水生植物耐污能力強(qiáng)、凈化效果好,而且生態(tài)環(huán)保。然而,如何將它們更好地運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中也是非常重要的,除了單純地將水生植物直接栽植入水體中外,在工程中還有多種形式的應(yīng)用方式,如人工浮島、人工濕地系統(tǒng)和生態(tài)溝渠等。
3.1 人工浮島
人工浮島又稱(chēng)為生態(tài)浮床,是以竹子、PVC管或聚苯乙烯發(fā)泡板等為主要材料制成的浮力較大的浮床,將水生植物栽植在上面,使其根系直接接觸水面,吸收、富集氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),從而達(dá)到凈化水體的效果。它的主要機(jī)能有:水質(zhì)凈化;創(chuàng)造生物的生息空間;改善景觀;消波效果對(duì)岸邊構(gòu)成保護(hù)作用。生態(tài)浮床在針對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)治理中的效果尤為突出。生態(tài)浮床上配置吸收氮、磷能力很強(qiáng)的水生植物,根系充分接觸水體,吸收能力得以最大化,根系還為一些微生物提供棲息場(chǎng)所,增加生物多樣性,加強(qiáng)了降解水中COD的能力。
人工浮島因其制作工藝簡(jiǎn)單、成本較低、易于操作、效果明顯而被廣泛應(yīng)用于水體修復(fù)工程中。在宜興市周鐵鎮(zhèn)太湖一級(jí)保護(hù)區(qū)面源氮、磷流失生態(tài)攔截工程中就采用了這一技術(shù)。浮島載體采用無(wú)二次污染的植物載體,根據(jù)河流斷面情況選擇不同的浮島形狀,在通航區(qū)剩余水面寬度應(yīng)滿(mǎn)足通航要求,浮島載體用纜繩固定在沿岸固定樁上,浮島上嵌植菖蒲、莎草等去污染能力強(qiáng)、景觀效果好的挺水植物、濕生植物。浮島中的水生植物根基網(wǎng)絡(luò)樣的微生態(tài)小環(huán)境具有典型的活性生物膜功能,具有很強(qiáng)的凈化水質(zhì)能力,對(duì)多種污染物有很強(qiáng)的吸收、分解、富集能力。浮島既是魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵的產(chǎn)卵床,也是小魚(yú)的棲身地,水中的浮游植物成了魚(yú)餌。人工生態(tài)浮島本身具有遮蔽、渦流、飼料等效果,構(gòu)成了魚(yú)類(lèi)生息的良好條件,改善了水體的生態(tài)環(huán)境。浮島上的水生植物又能引來(lái)蜜蜂、蜻蜓、蝴蝶等昆蟲(chóng)及鳥(niǎo)類(lèi),為它們筑巢、生息創(chuàng)造了條件。
3.2 人工濕地
人工濕地是一種模擬自然濕地的人工生態(tài)系統(tǒng),它在凈化水體、美化環(huán)境、保護(hù)生物多樣性以及為鳥(niǎo)類(lèi)、微生物提供棲息的場(chǎng)所方面起著不可替代的作用。水生植物作為人工濕地的一部分,在人工濕地中占據(jù)著非常重要的位置,其生長(zhǎng)發(fā)育直接影響著水質(zhì)的好壞。成水平[13]等利用香蒲、燈心草濕地凈化城鎮(zhèn)污水,出水水質(zhì)總體上達(dá)到國(guó)家Ⅱ、Ⅲ類(lèi)地面水標(biāo)準(zhǔn),2種濕地對(duì)人工污水中TN去除率均維持在94%以上。江蘇美尚生態(tài)景觀股份有限公司在惠山新城生態(tài)濕地公園、尚賢河濕地以及宜興西太湖濕地等多項(xiàng)工程中充分發(fā)揮了水生植物的作用,重建人工濕地系統(tǒng),達(dá)到凈化水質(zhì)的效果。宜興西太湖濕地是一個(gè)觀太湖的好地方,沙塘港到邾瀆港段濕地修復(fù)工程以生態(tài)修復(fù)為主,保持原生態(tài)風(fēng)貌,該段濕地種植了杉樹(shù)、垂柳、楓楊等水源涵養(yǎng)樹(shù)種,形成生態(tài)防護(hù)林,水面上種植了蘆葦、蓮藕、菱角、菰草等水生植物,那里幾乎不設(shè)人工景點(diǎn),仍保持著原汁原味的自然風(fēng)景。
3.3 生態(tài)溝渠
生態(tài)溝渠既是灌溉排水的通道,同時(shí)還是一種線(xiàn)性濕地,具有治理農(nóng)業(yè)面源污染的作用。作為水生態(tài)系統(tǒng),生態(tài)溝渠在正常發(fā)揮輸水配水功能的前提下,為生物創(chuàng)造了適宜棲息的環(huán)境,攔截沉降各種流經(jīng)溝渠的污染物,水體的自?xún)裟芰Φ靡杂行г鰪?qiáng)。生態(tài)溝渠的凈水功能主要是由溝渠中種植的植物、底部棲息的動(dòng)物、腐殖細(xì)菌以及微生物等所形成的生態(tài)系統(tǒng)所提供的。溝渠中的生物量決定了凈化功能的大小。生物量越大,表明溝渠所能截留和吸收的污染物質(zhì)越多。同時(shí),由于凈化功能由生物提供,減緩水流流速,提高污水在溝渠內(nèi)的停留時(shí)間,提高溝渠的處理效率。在生產(chǎn)實(shí)踐中,特別是農(nóng)業(yè)大棚類(lèi)的農(nóng)業(yè)集中區(qū)域,應(yīng)當(dāng)在農(nóng)田系統(tǒng)中構(gòu)建成一定的生態(tài)溝渠,在溝渠中可采用竹筏編制的植物載體配合栽植一些凈化效果好的水生植物如水芹、水芋等,并在溝渠中設(shè)置透水壩、攔截壩等輔工程設(shè)施,對(duì)溝渠水體中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行攔截、吸附,從而凈化水質(zhì),減少面源污染流入河流。
4 展望
水生植物作為水生態(tài)修復(fù)過(guò)程中的一個(gè)重要參與者,受到越來(lái)越多國(guó)家和地區(qū)的重視,并廣泛運(yùn)用于研究和實(shí)踐領(lǐng)域。今后對(duì)于水生植物在富營(yíng)養(yǎng)化水體生態(tài)修復(fù)的研究應(yīng)注重以下幾個(gè)方面:一是在不同的水污染條件下,最佳水生植物配置的研究;二是加大對(duì)本土水生植物在水生態(tài)修復(fù)方面的研究;三是水生植物的后期處理及資源化利用的研究;四是對(duì)水生植物的化感作用的機(jī)理及影響因素作深入的研究;水生植物應(yīng)用于水體生態(tài)修復(fù)具有經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保等特性,無(wú)疑為我國(guó)日益惡化的水環(huán)境提供了良好的解決途徑,具有良好的研究和應(yīng)用前景。
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篇3
關(guān)鍵詞:城市河道;生態(tài)系統(tǒng);構(gòu)建;植物配置
中圖分類(lèi)號(hào):Q948
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-9944(2016)23-0017-02
1 引言
所謂生態(tài)河道,就是在河道的設(shè)計(jì)與建設(shè)中融入生態(tài)保護(hù)理念,使整個(gè)城市河道系統(tǒng)中的各項(xiàng)生態(tài)指標(biāo)都維持在一定范圍內(nèi)。具體來(lái)講,可以從兩個(gè)方面定義生態(tài)河道:一是環(huán)境屬性上,指河道的設(shè)計(jì)與建設(shè)符合生態(tài)發(fā)展的要求,河道系統(tǒng)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性,不會(huì)在外界因素的影響下輕易發(fā)生改變,保證河道環(huán)境功能的發(fā)揮;二是從社會(huì)屬性上,指河道設(shè)計(jì)符合城市發(fā)展需求,并且具備一定的改造條件,可以和城市共同發(fā)展[1]。隨著工業(yè)化水平的發(fā)展,城市河道飽受工業(yè)廢水、生活污水、城市地表徑流水的困擾,其水質(zhì)也很難達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建城市河道生態(tài)系統(tǒng)勢(shì)在必行。
2 城市生態(tài)河道的特點(diǎn)
(1)穩(wěn)定性強(qiáng)。生態(tài)河道具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性,能夠抵抗外部環(huán)境的變遷,河道系統(tǒng)基本處于穩(wěn)定狀況。即使因外界因素影響過(guò)大而發(fā)生改變,也具備相當(dāng)?shù)幕謴?fù)能力,在一定時(shí)間內(nèi)能恢復(fù)到穩(wěn)定狀況。
(2)適應(yīng)動(dòng)植物生存。城市生態(tài)河道的水質(zhì)需達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),滿(mǎn)足常見(jiàn)水生植物、魚(yú)、蝦的生存需求。
(3)適應(yīng)社會(huì)需求。城市生態(tài)河道應(yīng)當(dāng)與周?chē)h(huán)境配合,具備一定的觀賞功能、游玩功能,能夠滿(mǎn)足居民休閑、娛樂(lè)需求。
3 城市河道生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建
河道生態(tài)系統(tǒng)包括能量物質(zhì)(例如有機(jī)物、毒素等)、生物棲息環(huán)境、水質(zhì)、水量、河床形態(tài)、河床材料、動(dòng)植物等因素,是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[2]。構(gòu)建城市河道生態(tài)系統(tǒng),是河道生態(tài)整治工作規(guī)范化、科學(xué)化的需求,是河道整治理論、技術(shù)與實(shí)踐結(jié)合的需求,對(duì)于提升城市整體環(huán)境具有重要作用。在實(shí)踐工程中,要明確生態(tài)系統(tǒng)與河道整體的關(guān)系,遵循以人為本、因地制宜的原則,才能將其生態(tài)效果達(dá)到最大化。生態(tài)河道構(gòu)建體系如圖1所示。
3.1 分析現(xiàn)狀
對(duì)河道的水文狀況、周邊環(huán)境、水質(zhì)污染等問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查,明確河道在城市發(fā)展中的作用,確定整治方式,最后選擇需要重點(diǎn)修復(fù)的區(qū)域。
3.2 修復(fù)方案
根據(jù)河道的特點(diǎn),指定科學(xué)的修復(fù)方案,內(nèi)容包括水質(zhì)修復(fù)、生態(tài)護(hù)坡、景觀設(shè)計(jì)。
(1)水質(zhì)修復(fù)。以水質(zhì)的污染情況,選擇針對(duì)性修復(fù)技術(shù),常用的技術(shù)包括生物修復(fù)技術(shù)、人工生物膜技術(shù)、曝氣富氧、生態(tài)調(diào)水等。
(2)生態(tài)護(hù)坡修復(fù)。應(yīng)用生態(tài)護(hù)坡理論對(duì)原有護(hù)坡進(jìn)行整改,使其滿(mǎn)足河道的功能需求。
(3)生態(tài)景觀設(shè)計(jì)。在生態(tài)理念指導(dǎo)下,根據(jù)城市文化與河道自身特點(diǎn),對(duì)河岸景觀、綠化景觀、水環(huán)境景觀等進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3.3 污染源控制
(1)控制污染源。分析工業(yè)污水、生活廢水、地表徑流水等污染的產(chǎn)生原因與污染程度,與相關(guān)部門(mén)開(kāi)展合作,從源頭上杜絕污染。
(2)提升市民環(huán)境意識(shí)。通過(guò)多樣化宣傳工作,促使市民重視河道污染問(wèn)題,提升市民的環(huán)保意識(shí),從而減少污染的發(fā)生。
3.4 工程施工
根據(jù)工程特點(diǎn),制定科學(xué)的施工方案,交付行業(yè)內(nèi)口碑良好的施工隊(duì)伍施工。
3.5 科學(xué)評(píng)價(jià)
施工完成以后,每隔一段時(shí)間對(duì)其環(huán)境效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益等多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià),及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,加強(qiáng)后期的改造與維護(hù)工作,確保城市河道生態(tài)功能的發(fā)揮。
3.6 后期管理
管理工作是長(zhǎng)期進(jìn)行的。相關(guān)部門(mén)要指定完善的管理制度,并配置專(zhuān)門(mén)的管理人員,對(duì)生態(tài)河道進(jìn)行有效管理。
4 城市河道植物優(yōu)化配置
4.1 河道植物配置的原則
植物具有保持水土、凈化水質(zhì)、塑造景觀的作用,是城市河道生態(tài)中的重要組成部分[3]。所謂植物配置,就是利用科學(xué)的方法,對(duì)植物的品種、數(shù)目進(jìn)行搭配與組合,不僅使其具備一定的生態(tài)功能,還能呈現(xiàn)出豐富多彩的景觀,實(shí)現(xiàn)科學(xué)與藝術(shù)的結(jié)合。在植物配置中,還需遵循物種共生相融、喬灌草相結(jié)合、常綠樹(shù)種與落葉樹(shù)種混交、深根植物與淺根植物結(jié)合、陽(yáng)性植物與陰性植物搭配、固土護(hù)坡功能優(yōu)先等原則,兼顧經(jīng)濟(jì)適用型,才能實(shí)現(xiàn)河道植物的優(yōu)化配置。
4.2 科學(xué)計(jì)算種植密度
河道的種植環(huán)境與公園、道路綠化等還有一定差距,在實(shí)際種植中,都會(huì)增大植物的種植密度,確保植物固土、o坡能力的發(fā)揮。一般情況下,喬木的種植行距不能超過(guò)4 m,灌木的株行距在2 m之內(nèi),若灌木體形較小,種植應(yīng)在1800株/hm2左右,若河道環(huán)境較差,可以增大種植密度。
4.3 河道植物的配置方式
(1)自然式布置方式。城市生態(tài)河道的植物配置與一般的河道綠化不同,與城市綠化也不同,應(yīng)當(dāng)避免機(jī)械化種植,以親近自然的布置方式為主。植物狀態(tài)以自然生長(zhǎng)為佳,避免人工造型,根據(jù)河道的自然條件,配置適合的植物,確保植物群落的健康共生。
(2)規(guī)則式布置方式。為到達(dá)一定的景觀效果,也便于施工的進(jìn)行,最常采用的就是此種布置方式。將不同種類(lèi)的喬木混交布置成特殊圖形,灌木布置在喬木的間距中,草本植物播撒在地面,呈現(xiàn)出整齊有序的景觀效果。
(3)個(gè)性化布置方式。在大多數(shù)河道植物配置中,都存在雷同率高、藝術(shù)性差、缺少個(gè)性等問(wèn)題。這是因?yàn)樵谥参锱浞N中,過(guò)多考慮功能發(fā)揮,并沒(méi)有真正發(fā)掘植物本身的個(gè)性美,忽略了植物的造型、色彩等元素。例如應(yīng)用楓樹(shù)葉秋天也變紅的特點(diǎn),為景觀添加更豐富的色彩,體現(xiàn)植物與美學(xué)、藝術(shù)學(xué)的聯(lián)系,達(dá)到更好的景觀效果。
4.4 城市生態(tài)河道植物優(yōu)化配置策略
(1)植物多樣性為原則。多種多樣的植物群落能夠提升群落的抗性,對(duì)保持植物群落穩(wěn)定性、抵抗外來(lái)物種入侵具有重要作用[4]。多樣的植物群落能夠豐富河道空間,不僅能為不同生物提供棲息地,還能豐富觀賞環(huán)境,為人們提供更多的游玩樂(lè)趣。
(2)生態(tài)適應(yīng)性?xún)?yōu)先。要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣髋c生態(tài)條件選擇合適植物,確保植物能夠良好生長(zhǎng),例如沿海地區(qū)土壤中鹽含量很高,就要選擇耐鹽植物,例如檉柳、木麻黃等;河道邊水分含量高,還要選擇耐水濕植物,例如水杉、蒲葦。一般來(lái)講,為滿(mǎn)足生態(tài)適應(yīng)性,多會(huì)考慮使用鄉(xiāng)土植物,確保當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡。
(3)生態(tài)功能為主。在河道生態(tài)建設(shè)中,應(yīng)用植物的最要原因就是因?yàn)槠渚哂幸欢ǖ乃帘3?、水質(zhì)凈化、過(guò)濾水質(zhì)、美化環(huán)境等功能。因此,要針對(duì)不同的環(huán)境條件,選擇生態(tài)功能突出的植物品種。例如水土流失嚴(yán)重地區(qū),可以選擇具有良好水土保持效果的南川柳。
(4)兼顧經(jīng)濟(jì)成本。在選種上,既要選擇來(lái)源充足、育苗簡(jiǎn)單、繁殖能力強(qiáng)的品種,還要選擇抗病蟲(chóng)害能力強(qiáng)的品種,降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,若無(wú)特殊需求,盡量選擇當(dāng)?shù)爻R?jiàn)植物。
5 結(jié)語(yǔ)
生態(tài)河道具有很好的生態(tài)效益,具有提升城市環(huán)境質(zhì)量、改善居民生活環(huán)境的作用。在實(shí)踐中,要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況制定合理的修復(fù)方案,優(yōu)化植物配置,并加強(qiáng)后期管理維護(hù),才能確保生態(tài)河道功能的長(zhǎng)效發(fā)揮,從而促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。
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篇4
為響應(yīng)國(guó)家關(guān)于“礦山復(fù)綠”的文件精神及相關(guān)政策,減少城市空氣中PM2.5(細(xì)顆粒物)的提升,武漢市政府對(duì)城市周邊54座破損山體進(jìn)行“一山一策”的修復(fù)措施,并加快通過(guò)了關(guān)于《武漢市破損山體生態(tài)修復(fù)的意見(jiàn)》,要求在5年逐步實(shí)施。而武漢市東湖生態(tài)旅游風(fēng)景區(qū)的鼓架山和長(zhǎng)山則被列入2014年度的修復(fù)計(jì)劃。
近年來(lái),由于鼓架山和長(zhǎng)山長(zhǎng)時(shí)間無(wú)序的開(kāi)山采礦,多處山體形成大塊裸露石壁,礦坑殘?jiān)S處可見(jiàn),植被損毀殆盡。其結(jié)果嚴(yán)重影響著鼓架山、長(zhǎng)山作為花山生態(tài)新城與主城區(qū)連接紐帶的生態(tài)功能的發(fā)揮,更直接影響著東湖生態(tài)旅游區(qū)整體景觀效果的體現(xiàn)與提升,因此亟需對(duì)整個(gè)山體進(jìn)行綠化修復(fù)和生態(tài)改造。
2項(xiàng)目概況
鼓架山、長(zhǎng)山位于武漢市東湖生態(tài)旅游風(fēng)景區(qū)的東北部,行政隸屬鼓架村。鼓架山位于長(zhǎng)山東邊約680m,其東緊鄰嚴(yán)西湖,北臨近花山大道。長(zhǎng)山西距青王路直線(xiàn)距離約1.6km,北緊鄰花山大道且距嚴(yán)西湖直線(xiàn)距離約470m。鼓架山及長(zhǎng)山地處花山生態(tài)新城與主城區(qū)過(guò)渡地帶,具有生態(tài)、景觀雙重地位。
鼓架山、長(zhǎng)山山體破損治理區(qū)大多是裸露的巖石面,傾角在50°~70°,裸露高度最高約50m左右,巖石風(fēng)化厚度在20cm以?xún)?nèi),幾乎不存在綠化改造可利用的土壤有效厚度。
根據(jù)治理區(qū)周邊區(qū)域土壤的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及現(xiàn)存植被種類(lèi)判斷,本地區(qū)的土壤呈微酸性,pH值介于6.5~7.5之間,適合武漢市大部分植物生長(zhǎng)。
治理區(qū)表面巖石裸露,無(wú)植被存在。山體周邊植被分布有次生林,雜灌、雜草等。其中山頂主要為馬尾松,山腰為濕地松,且零星分布有樟樹(shù)、泡桐、構(gòu)樹(shù)等,山腳有?草及爬藤類(lèi)植物。鼓架山及長(zhǎng)山礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程為山體修復(fù)工程,綠化改造總實(shí)施面積209998m2,長(zhǎng)山綠化改造總實(shí)施面積54407m2,鼓架山綠化改造總實(shí)施面積155591m2。
3生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)方案
3.1設(shè)計(jì)原則
3.1.1節(jié)約高效原則
重點(diǎn)考慮山體穩(wěn)固、綠化覆土、樹(shù)種選擇以及后期人工管護(hù)和成活率等方面的因素,減少不必要的開(kāi)支。
3.1.2適地適樹(shù)原則
一方面考慮到樹(shù)種的適應(yīng)性,盡量選擇本土樹(shù)種,保證成活率。另一方面考慮到巖石陡壁的生境特點(diǎn),針對(duì)特定部位選擇噴混植生、開(kāi)槽覆土等特殊化處理方式。
3.1.3景觀、生態(tài)兼顧原則
考慮近、遠(yuǎn)期的生態(tài)實(shí)施效果,特別是對(duì)于能形成景觀視線(xiàn)的鼓架山西北面以及部分場(chǎng)地平整、視線(xiàn)開(kāi)闊的區(qū)域應(yīng)當(dāng)進(jìn)行景觀化處理。
3.2設(shè)計(jì)思路
本著“先固山,后復(fù)綠”的設(shè)計(jì)順序,結(jié)合國(guó)內(nèi)外不同區(qū)域修復(fù)山體的設(shè)計(jì)方法,通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地的勘察,本案提出“平立面結(jié)合治理法”的設(shè)計(jì)思路。
考慮到該山體周邊有村莊及建設(shè)用地,設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)保留。根據(jù)測(cè)量計(jì)算,確定山體破損平面的范圍和距離,通過(guò)設(shè)計(jì)之前多次詳細(xì)查勘現(xiàn)場(chǎng),從安全、美觀、生態(tài)多方面綜合考慮,并進(jìn)行多視角的立面繪制,進(jìn)行比較分析,因地制宜地采取局部破損崖體,較高處采用上部人工爆破建造種植平臺(tái),下部堆土蓄坡種植植物的綜合治理方法對(duì)山體破損面進(jìn)行最大限度的美化遮擋和生態(tài)恢復(fù)[1]。
3.3修復(fù)方案
本次修復(fù)方案主要分為土石方工程和綠化修復(fù)工程兩部分。
3.3.1土石方工程
具體劃分為對(duì)現(xiàn)有山體進(jìn)行安全排險(xiǎn)、地形整理以及邊坡覆土。設(shè)計(jì)上,首先通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的勘察,在平面上將破損區(qū)域進(jìn)行劃分,同時(shí)通過(guò)儀器測(cè)量繪制出不同的斷面形式,根據(jù)各種斷面采用削方、填方、平整等不同的技術(shù)手段,形成安全穩(wěn)定的山體。
(1)山體排險(xiǎn)。由于鼓架山及長(zhǎng)山長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)山采石,造成多處開(kāi)挖面山體陡峭,巖石破碎松動(dòng),必須采用人工爆破的方式將松動(dòng)的浮石和巖渣清除干凈。同時(shí)對(duì)高陡巖質(zhì)邊坡坡體后緣的強(qiáng)風(fēng)化層、殘坡積層及邊坡中部出露中微風(fēng)化巖體按1∶1(45°)削方,已減緩坡度,消除崩塌滑坡產(chǎn)生的可能,使其與周?chē)匀痪坝^相協(xié)調(diào)。
(2)地形整理。清運(yùn)山體表面有機(jī)物、風(fēng)化松動(dòng)的巖石,并對(duì)坡面轉(zhuǎn)角處及坡頂?shù)睦饨沁M(jìn)行修整,確保坡面基本平整圓滑,以利于覆綠,一般按照1∶1進(jìn)行修坡,對(duì)于巖性較好的逆向坡,坡率可采用1∶0.5~1∶0.8。對(duì)于破損邊坡斷面基底及洼地,應(yīng)該采用土質(zhì)或石質(zhì)進(jìn)行填方,邊坡基底需保證1∶1.5~1∶1.75的坡度,以保證邊坡穩(wěn)定。洼地應(yīng)該進(jìn)行填平,使之與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。
(3)山體覆土。在土石方工程基礎(chǔ)上進(jìn)行,根據(jù)土石方工程處理后形成的山體坡面基礎(chǔ),設(shè)計(jì)對(duì)種植區(qū)覆土20~45cm,滿(mǎn)足植物生長(zhǎng)需求,對(duì)場(chǎng)地內(nèi)的現(xiàn)有用地進(jìn)行平整,滿(mǎn)足用地排水。
3.3.2綠化修復(fù)工程
在土石方工程基礎(chǔ)上進(jìn)行,根據(jù)土石方工程處理后形成的山體坡面基礎(chǔ),綠化改造方式分為噴混植生、坡面植草和覆土植樹(shù)3種種植方式。
(1)噴混植生。削方區(qū)經(jīng)過(guò)工程治理仍然呈現(xiàn)1∶1的陡坡,且坡面全部為裸露巖石,無(wú)法在其上覆土,喬灌木無(wú)法正常生長(zhǎng)。因此針對(duì)削方區(qū)石壁陡峭的特點(diǎn)采用噴混植生的方式進(jìn)行山體復(fù)綠。此類(lèi)改造面積共49379m2,其中長(zhǎng)山28988m2,鼓架山20391m2。
噴混植生是利用客土摻混黏合劑和錨桿加固鐵絲網(wǎng)技術(shù),通過(guò)特制噴混機(jī)械將土壤、肥料、有機(jī)質(zhì)、保水材料、植物種子等混合干料加水后噴射到巖面上,形成大于10cm厚度的具有連續(xù)空隙的植生層,種子可在空隙中生根、發(fā)芽、生長(zhǎng)[2]。一般客土摻混黏合劑的基質(zhì)層為優(yōu)質(zhì)客土55%,0.3~0.5mm,砂10%,水泥3.5~8%,泥炭土20%,木纖維6%。植生層為粘土30~40%、泥炭土50~60%、植物纖維2%,有機(jī)肥5%、保水劑0.8‰~1‰、粘合劑1‰~1.5‰、復(fù)合肥2%。此種方式對(duì)于坡度在30°以上的巖質(zhì)邊坡能夠使植生層與巖面緊貼,牢固結(jié)合,從而防止由于雨水沖刷造成護(hù)坡失敗。本項(xiàng)目鋼絲網(wǎng)規(guī)格為8號(hào)鍍鋅鋼絲網(wǎng),孔間距50mm×50mm,鋼絲網(wǎng)搭接長(zhǎng)度不小于200mm。
(2)坡面植草。針對(duì)填方區(qū)坡面較陡、土層厚度低,不利于喬灌木生長(zhǎng)的特點(diǎn)采用坡面的方式進(jìn)行山體復(fù)綠。填方區(qū)經(jīng)過(guò)工程治理坡度較削方區(qū)平緩,但仍處于1∶1~1∶2之間,栽植喬灌木不利于日后養(yǎng)護(hù),成活率不能得到保障。坡面植草可以使山體復(fù)綠,逐漸恢復(fù)山體生態(tài)功能,且成本較低。植草區(qū)范圍內(nèi)回填土方厚度約20cm。此類(lèi)改造面積共45184m2,其中長(zhǎng)山8638m2,鼓架山36546m2。
(3)覆土植樹(shù)。覆土植樹(shù)主要針對(duì)場(chǎng)地開(kāi)闊、坡度較平緩的修坡整治區(qū)和土地平整區(qū)。這兩種區(qū)域面積占山體修復(fù)總面積比重大,且經(jīng)過(guò)工程治理后,坡度基本控制在1∶2以下,可以通過(guò)一定量的種植土回填滿(mǎn)足喬木生長(zhǎng)必須的條件要求,回填土方厚度約45cm。在以常綠生態(tài)防護(hù)樹(shù)種為基礎(chǔ),滿(mǎn)足生態(tài)修復(fù)、山體復(fù)綠的要求的基礎(chǔ)上,配置一些落葉、色葉、觀花的喬灌木,通過(guò)季象、色象變化營(yíng)造良好的景觀效果。
此類(lèi)改造面積共115435m2,其中長(zhǎng)山16781m2,鼓架山98654m2。
3.4樹(shù)種選擇
結(jié)合長(zhǎng)山、鼓架山地區(qū)自然氣候條件以及工程治理后地形地貌和土壤條件,植物選擇時(shí)要考慮地帶性規(guī)律,應(yīng)以長(zhǎng)江中下游的植物為主,盡量選擇武漢市的鄉(xiāng)土植物,還堅(jiān)持耐寒性、抗旱性、耐貧瘠、生長(zhǎng)快和有一定的土壤改良作用等特性,所選的植物種類(lèi)應(yīng)具有速生、發(fā)育良好、保持水土和保健衛(wèi)生及經(jīng)濟(jì)功能等特性,且植物吸附能力強(qiáng),能適應(yīng)陡坡生境。
(1)噴混植生區(qū)采用結(jié)縷草草籽,混合基材整面噴植,同時(shí)在坡面治理形成的平坡面坡腳種植爬藤類(lèi)植物,進(jìn)一步鞏固邊坡綠化治理的成果,藤本植物品種有爬墻虎、五葉地錦、金銀花、油麻藤、凌霄等,藤本植物規(guī)格為藤長(zhǎng)1m。
(2)坡面植草區(qū)采用以65%狗牙根草籽,35%灌木種子(灌木包括花葉絡(luò)石、傘房決明、三葉草、松葉景天、火棘)滿(mǎn)鋪種植,形成草、灌結(jié)合的特色效果。
(3)覆土植樹(shù)區(qū)以濕地松、杉木為基調(diào)樹(shù)種,間植或部分片植欒樹(shù)、樟樹(shù)、烏桕、石楠、夾竹桃、狗牙根、結(jié)縷草等草坪,營(yíng)造景觀性強(qiáng)、生態(tài)性?xún)?yōu)的混交林。濕地松、杉木選用干徑2~3cm的小苗,其它樹(shù)種干徑3~4cm,由于采用自由式種植方式,其樹(shù)間距最小保持1.5m,這樣既節(jié)約成本,又能保證植物的良好生長(zhǎng),為后期的管養(yǎng)帶來(lái)便利。
4其它措施
4.1安全措施
(1)根據(jù)國(guó)家的相關(guān)規(guī)范及專(zhuān)業(yè)技術(shù)要求,制定完整的施工計(jì)劃,并請(qǐng)專(zhuān)業(yè)施工單位進(jìn)行安全有效的施工。
(2)局部保留施工作業(yè)后的便道,可利用其形成消防通道及山林防火隔離帶。
4.2管養(yǎng)措施
對(duì)噴混植生區(qū)可適當(dāng)加入一些保水劑,提高植物的成活率及抗旱性,對(duì)覆土植樹(shù)區(qū)的種植土里可加入長(zhǎng)效肥,改善土壤結(jié)構(gòu),保證樹(shù)木持續(xù)良好生長(zhǎng)[3];同時(shí)可保留原有礦坑留下雨水池形成小型蓄水池,以保證苗木的灌溉。
篇5
關(guān)鍵詞:再生水景觀水體;水體富營(yíng)養(yǎng)化;機(jī)理;修復(fù)方法
引言
城市景觀水體一般具有水域面積小、易污染、水環(huán)境容量小、水深較淺、水體自?xún)裟芰Φ?、多為靜止或流動(dòng)性差等特點(diǎn),一般認(rèn)為[1],水體發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的指標(biāo)是:①水體中含氮量大于0.2 mg/L,含磷量大于0.01mg/L;②生化需氧量大于10mg/L;③在淡水中細(xì)菌總量達(dá)到104個(gè)/mL?!冻鞘形鬯偕镁坝^環(huán)境用水水質(zhì)》指標(biāo)值相對(duì)于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的營(yíng)養(yǎng)鹽指標(biāo)值較為寬松,比如對(duì)于景觀環(huán)境用水水質(zhì)指標(biāo),氨氮的指標(biāo)為5 mg/L,總氮指標(biāo)為15 mg/L[2],因此再生水景觀水體富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)較大,本文主要對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化的機(jī)理,水體富營(yíng)養(yǎng)化的預(yù)防及控制措施三方面總結(jié)再生水景觀水體富營(yíng)養(yǎng)化的預(yù)防修復(fù)的方法、理論
1 再生水富營(yíng)養(yǎng)化機(jī)理
富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生所需的必要條件有三個(gè)方面:充足的TN、TP等營(yíng)養(yǎng)鹽;緩慢的水流流態(tài);適宜的溫度條件[3],從目前我國(guó)再生水景觀水體的富營(yíng)養(yǎng)化狀況來(lái)看主要表現(xiàn)在高氮、磷含量水體在其他外界條件的刺激下藻類(lèi)的快速生長(zhǎng),發(fā)生“水華”,而氮和磷的作用往往是相互關(guān)聯(lián)的,不同的氮、磷比例不僅會(huì)對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)速度造成影響,甚至對(duì)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的吸收儲(chǔ)存也有影響,也即:只有氮磷達(dá)到適合的比例,才會(huì)導(dǎo)致水華的爆發(fā)[4]。而根據(jù)瓦倫韋德在總結(jié)世界環(huán)境署的研究成果80%的水庫(kù)湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化是受磷元素制約的,大約10%的富營(yíng)養(yǎng)化與氮和磷元素有關(guān),余下的10%與氮和其它因素有關(guān),因此氮磷元素是研究富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)建所在。而在一般情況下,水體中大多數(shù)的藻類(lèi)具有從大氣中同化氮?dú)獾哪芰?,因此,磷的含量通常作為富營(yíng)養(yǎng)化的標(biāo)志[5]。目前許多杰出的學(xué)者多杰出的學(xué)者都逐漸意識(shí)到水體中磷酸鹽含量的增加在湖泊富營(yíng)養(yǎng)化中重要的作用[6]
2 水體富營(yíng)養(yǎng)化的預(yù)警、修復(fù)
2.1預(yù)警
根據(jù)陳中兵,鄭廣宏等人的研究[7]從水質(zhì)指標(biāo)變化看,pH和DO對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)狀況有一定的預(yù)先指示作用;濁度與細(xì)胞生長(zhǎng)狀況呈正相關(guān)關(guān)系,在氮質(zhì)量濃度影響下電導(dǎo)率與細(xì)胞牛長(zhǎng)狀況呈正相關(guān)關(guān)系,在磷質(zhì)量濃度影響下電導(dǎo)率與細(xì)胞生長(zhǎng)狀況呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。
2.2修復(fù)
目前水體富營(yíng)養(yǎng)化的治理包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)及其他修復(fù)技術(shù)。
2.2.1 化學(xué)修復(fù)
這類(lèi)方法包括凝聚沉降和化學(xué)藥劑殺藻等[8]。投加化學(xué)試劑可使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)生成沉淀而沉降,如加入石灰脫氮、加入鐵鹽促進(jìn)磷的沉淀等。其雖然效果較好,但會(huì)受時(shí)效、水域、水體流動(dòng)性等的局限,且易造成二次污染,尤其是大規(guī)模人工合成物的使用可能會(huì)給環(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響。目前該類(lèi)修復(fù)方法存在著廣譜與專(zhuān)一、長(zhǎng)效與殘留的矛盾,如何解決這些矛盾,研制出高效、廣譜、持久、低毒的殺藻劑是富營(yíng)養(yǎng)化治理工作的主要課題之一。
2.2.2 物理修復(fù)
物理方法[9] [10] [11]包括定期補(bǔ)水沖稀營(yíng)養(yǎng)鹽濃度;底泥疏浚通過(guò)對(duì)底部污泥的清掏,減少水體沉積物的營(yíng)養(yǎng)鹽含量,從而減輕可能發(fā)生的內(nèi)源污染;定期或不定期為湖底深層曝氣而補(bǔ)充氧,使水與底泥界面之間不出現(xiàn)厭氧層,經(jīng)常保持有氧狀態(tài),有利于抑制底泥磷釋放;通過(guò)過(guò)濾除去湖泊水體中浮游藻類(lèi)等,恢復(fù)湖泊潔凈好氧生態(tài)系統(tǒng),保持湖泊清澈、碧綠的景觀效果但其費(fèi)用較高,并存在一些難以克服的弊病。
2.2.3生物修復(fù)
生物修復(fù)技術(shù)包括利用栽培的植物,現(xiàn)在國(guó)際上公認(rèn)的淡水水生修復(fù)植物有寬葉香蒲、蘆葦、苦草、鳳眼蓮、軟水草和狐尾草等[12],經(jīng)驗(yàn)證它們對(duì)水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和污染物均具有很好的吸收作用;培養(yǎng)的微生物,目前國(guó)內(nèi)在這方面進(jìn)行了很多研究,中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所利用固定化增殖氮循環(huán)細(xì)菌群SBR法凈化富營(yíng)養(yǎng)化湖水[13],經(jīng)固定化細(xì)菌群ZBR工藝凈化后,水質(zhì)得到明顯的改善;放養(yǎng)水生動(dòng)物凈化和恢復(fù)受污染的富營(yíng)養(yǎng)化水體如武漢東湖的圍隔試驗(yàn)證明了鏈魚(yú)和鳙魚(yú)能有效控制藍(lán)藻水華[14],并指出當(dāng)放養(yǎng)的鰱魚(yú)和鳙魚(yú)的有效生物量達(dá)到46~50 g/m2時(shí),可有效地抑制水華的發(fā)生,它的優(yōu)勢(shì)在于:低投資,低能耗、處理過(guò)程與自然生態(tài)系統(tǒng)有更大的相融性等[15]
2.2.4新修復(fù)技術(shù)
隨著科技水平的進(jìn)步,在水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治方面涌現(xiàn)出一些新的技術(shù)方法如:利用水泵抽取湖中的水,經(jīng)集高溫、高壓、強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)電場(chǎng)、自由基、紫外線(xiàn)、空化流等于一體的電液壓脈沖[16]產(chǎn)生的沖擊力和高溫,可實(shí)現(xiàn)殺菌、殺滅浮游生物,從而達(dá)到凈化水的目的;在外源污染源得到廣泛研究后,從水體沉積物中的內(nèi)源釋放人手。來(lái)尋求控制水體富營(yíng)養(yǎng)化的有效手段如在進(jìn)行人工濕地設(shè)計(jì)根據(jù)進(jìn)水中各污染物含量結(jié)合當(dāng)?shù)鼗|(zhì)選擇具有去污和再生能力的基質(zhì)[17];利用超聲波在水中產(chǎn)生一系列接近于極端的條件破壞細(xì)藻類(lèi)胞壁、氣胞、活性霉達(dá)到抑藻、殺藻[18]等,總之新的水體修復(fù)理論和技術(shù)在不斷發(fā)展,相信會(huì)有更好的發(fā)展。
結(jié)語(yǔ)
篇6
關(guān)鍵詞:河流;生態(tài)修復(fù);技術(shù)
中圖分類(lèi)號(hào):S891+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-8937(2016)18-0159-01
在我國(guó)現(xiàn)階段,河流修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵就是生態(tài)修復(fù)技術(shù),是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處的主要途徑。生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要是通過(guò)物資循環(huán)規(guī)律及自然界的凈化能力等對(duì)污染水進(jìn)行治理,這種治理方式具有良好的生態(tài)效果,而且其成本低,不需要能耗,而且容易被開(kāi)發(fā)。因此,加強(qiáng)城市河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)是非常重要的。
1 河流生態(tài)修復(fù)的原則
1.1 遵循自然生態(tài)原則
河流生態(tài)修復(fù)工作主要對(duì)河道生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力進(jìn)行分析,全面遵循其發(fā)展規(guī)律,對(duì)河流資源進(jìn)行合理利用,全面建立人與自然和諧發(fā)展的生態(tài)體系,促進(jìn)河流系統(tǒng)的快速發(fā)展。
1.2 可持續(xù)性原則
河流修復(fù)過(guò)程中應(yīng)該系統(tǒng)、全面的對(duì)各項(xiàng)修復(fù)方案進(jìn)行分析,并且對(duì)各個(gè)措施的使用條件、有效性、抗風(fēng)性、經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行探討,保證河流生態(tài)修復(fù)工作的正常進(jìn)行[1]。
1.3 景觀和諧性原則
針對(duì)現(xiàn)階段河流景觀的宏觀概念進(jìn)行分析,結(jié)合河道污染及城市經(jīng)濟(jì)的具體情況,進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì),全面優(yōu)化影響河流修復(fù)的各個(gè)因素,有效的實(shí)現(xiàn)凈化、治理、修復(fù)與景觀系統(tǒng)優(yōu)化的共同目標(biāo)。
1.4 綜合效益最大化原則
河流生態(tài)修復(fù)過(guò)程中應(yīng)該從流域系統(tǒng)進(jìn)行分析。將前期、過(guò)程及后期利益有效的進(jìn)行融合,并且將效益進(jìn)行比較,提高河流修復(fù)效益,并且有效的實(shí)現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)綜合效益的最大化。
2 河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)與方法
2.1 恢復(fù)河流自然蜿蜒特性
通常情況下,天然河流都具有蜿蜒曲折的特征,因此,才會(huì)出現(xiàn)淺灘、沼澤、急流和河灣等情況,為水中生物提供良好的棲息場(chǎng)所。但是,隨著航運(yùn)及泄洪的不斷發(fā)展,強(qiáng)行通過(guò)人為因素將河流修整成直道,嚴(yán)重影響河流的自然形態(tài),導(dǎo)致河流缺乏生物多樣化的特征。因此,在河流生態(tài)修復(fù)過(guò)程中,應(yīng)該根據(jù)河流的自然規(guī)律,保證其蜿蜒曲折的特征[2]。還可以根據(jù)其實(shí)際情況建造彎曲的水塘及水路,保證河流水環(huán)境符合自然生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)。
2.2 生態(tài)護(hù)岸技術(shù)
生態(tài)護(hù)岸是一種將治水與生態(tài)環(huán)境相結(jié)合的新型護(hù)岸方式。主要利用多孔環(huán)保混凝土、木材、石塊和自然材質(zhì)制造而成的親水性良好的施工材料,用于修筑河流沿岸,有效的加固堤岸,避免水土污染及流失,提高動(dòng)植物的多樣性,美化河流周?chē)h(huán)境。生態(tài)護(hù)岸集自?xún)粜?yīng)、景觀效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)及防洪效應(yīng)于一體,促進(jìn)護(hù)岸工程的快速發(fā)展。因?yàn)椋乐购影短闹饕胧┚褪巧鷳B(tài)護(hù)岸,還具有土壤與河水兩者相互滲透的效果,有效的加強(qiáng)河流的自?xún)裟芰?,促進(jìn)河流生態(tài)系統(tǒng)的快速發(fā)展。
2.3 改善水質(zhì)
河流生態(tài)修復(fù)的重點(diǎn)工作就是改善水質(zhì)狀況。通常有生態(tài)與生物相結(jié)合方法、化學(xué)化、物理法,其中生態(tài)與生物相結(jié)合方法是最常用、最廣泛、最普遍的方法,主要有生物膜技術(shù)、生物浮島技術(shù)和人工濕地技術(shù)等。
①生物膜技術(shù)。生物膜法的主要作用就是通過(guò)河床上依附的生物進(jìn)行過(guò)濾及進(jìn)化。人工填充載體或者填料,提供給細(xì)菌絮凝生長(zhǎng),從而形成生物膜,載體與濾料的表面積表面積比較大,微生物具有數(shù)量大、種類(lèi)多,有效的加強(qiáng)河流的自?xún)裟芰Α?/p>
②生態(tài)浮島技術(shù)。生物浮島水質(zhì)具有富營(yíng)養(yǎng)化,主要是利用生態(tài)工學(xué)原理,對(duì)水中的磷、氮、COD等元素進(jìn)行降解,其可以有效的提高水的透明度,并且改善水體的質(zhì)量,抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)具有很好的作用。生態(tài)浮島凈化水質(zhì)的主要作用就是充分的利用植物,植物根系具有良好的吸收富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)的作用,如,有機(jī)物、氨氮、總磷等,充分轉(zhuǎn)移水質(zhì)中的營(yíng)養(yǎng),避免河流水體因?yàn)樽匝h(huán)不足及封閉導(dǎo)致的富營(yíng)養(yǎng)化、腥臭狀態(tài)[3]。
③人工濕地技術(shù)。人工濕地技術(shù)的主要作用就是對(duì)污水進(jìn)行處理,在具有一定坡度及長(zhǎng)寬比的洼地中,使用填料與土壤進(jìn)行混合,并形成填料床,使污水在床體表面或者床體縫隙中自由流動(dòng),并且在床體表面種植經(jīng)濟(jì)價(jià)值好、美觀、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、抗水性強(qiáng)、成活率高及性能良好的水生植物。
具有良好的污水處理效果,具有良好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益。
2.4 河流生態(tài)景觀建設(shè)
河流生態(tài)修復(fù)過(guò)程就是河流生態(tài)景觀的建設(shè),除了恢復(fù)退化的生態(tài)環(huán)境及改善水質(zhì)環(huán)境,還應(yīng)該使河流實(shí)際狀態(tài)接近自然環(huán)境,充分的體現(xiàn)河流美學(xué)價(jià)值,充分挖掘城市河流的美學(xué)價(jià)值。
在河流生態(tài)修復(fù)時(shí),還可以為人們提供一片休息娛樂(lè)的場(chǎng)所。
3 河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)展望
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)已經(jīng)得到了快速發(fā)展,具有良好的效果。其中主要包括對(duì)修復(fù)對(duì)象進(jìn)行研究及分析,對(duì)其理論性質(zhì)進(jìn)行深入的分析。整個(gè)過(guò)程經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由河流自身的實(shí)際狀況到修復(fù)結(jié)構(gòu)功能,從單一、小尺度的修復(fù)技術(shù)到多學(xué)科、整個(gè)區(qū)域的、大層次的、多方面相結(jié)合的過(guò)程。在河流生態(tài)修復(fù)在發(fā)展過(guò)程中,應(yīng)該以綜合性的修復(fù)技術(shù)為發(fā)展的主要目標(biāo)。本文就以下幾個(gè)方面對(duì)河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)展望進(jìn)行分析。
3.1 制定完整的相關(guān)技術(shù)規(guī)范
在我國(guó)現(xiàn)階段,河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)還沒(méi)有完善的規(guī)范。因此,在進(jìn)行河流進(jìn)行修復(fù)過(guò)程中,沒(méi)有相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)作參考,加大了河流工程的修復(fù)難度。根據(jù)河流生態(tài)修復(fù)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)該制定健全的規(guī)范制度及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),才能促進(jìn)河流生態(tài)系統(tǒng)的快速發(fā)展。
3.2 確定效果出現(xiàn)的具體時(shí)間
在河流生態(tài)修復(fù)之后,短期內(nèi)不能充分體現(xiàn)其效果,有的河流由于被嚴(yán)重污染,或者水質(zhì)出現(xiàn)問(wèn)題,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才能體現(xiàn)其效果。由于河流生態(tài)修復(fù)不能快速的取得良好的效果,因此,使用生態(tài)修復(fù)技術(shù)是否具有效果是無(wú)從知道的,因此,應(yīng)該制定一定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及體系,對(duì)修復(fù)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)。
3.3 講求綜合性修復(fù)的研究
僅僅只考慮單一的生態(tài)修復(fù)技術(shù)不能適應(yīng)現(xiàn)階段河流的快速發(fā)展?,F(xiàn)階段,應(yīng)該緊跟時(shí)代的發(fā)展,充分考慮河流的整體性,其主要包括河流實(shí)際情況及周?chē)h(huán)境。同時(shí),應(yīng)該使用多個(gè)方面的學(xué)科知識(shí),有效的完善河流生態(tài)修復(fù)理論,有效的提高河流生態(tài)修復(fù)效果[4]。
3.4 水生植物的優(yōu)化配置
如何有效提高河流凈化效果,選擇水生植物是非常重要的,針對(duì)水生植物中具有抗性的進(jìn)行分析與研究,并將其進(jìn)行分類(lèi),對(duì)癥下藥,才能有效的提高河流的凈化效果。
4 結(jié) 語(yǔ)
河流作為城市生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的重要組成部分,促進(jìn)城市快速發(fā)展的關(guān)鍵就是生態(tài)系統(tǒng)的受損情況。在河流生態(tài)修復(fù)過(guò)程中,應(yīng)該恢復(fù)河流自然蜿蜒特性、加強(qiáng)生態(tài)護(hù)岸技術(shù)、改善水質(zhì)及加強(qiáng)河流生態(tài)景觀建設(shè),嚴(yán)格遵循綜合效益、景觀和諧性、可持續(xù)性、自然生態(tài)的原則,促進(jìn)城市生態(tài)穩(wěn)定發(fā)展。
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篇7
關(guān)鍵詞 生態(tài)修復(fù);生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)化;北京門(mén)頭溝國(guó)家生態(tài)修復(fù)示范基地
中圖分類(lèi)號(hào) F062.9;X32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1002-2104(2012)04-0060-07 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.04.012
20世紀(jì)80年代以來(lái),生態(tài)退化、環(huán)境污染等問(wèn)題日趨惡化,成為困擾我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素,引起了有關(guān)政府部門(mén)和相關(guān)科學(xué)家的關(guān)注和重視。在此背景下,國(guó)家有關(guān)部委及地方政府在“七五”、“八五”期間分別從不同角度進(jìn)行了有關(guān)生態(tài)恢復(fù)的研究和實(shí)踐,開(kāi)展了“生態(tài)環(huán)境綜合整治與恢復(fù)技術(shù)研究”[1]、“主要類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及提高生產(chǎn)力途徑研究”[2]、“亞熱帶退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)研究”[3]、“北方草地主要類(lèi)型優(yōu)化生態(tài)模式研究”[4-5]和“內(nèi)蒙古典型草原草地退化原因、過(guò)程、防治途徑及優(yōu)化模式”[6-7]等課題,對(duì)生態(tài)恢復(fù)理論和實(shí)踐研究都有所加強(qiáng)。此外,進(jìn)入“九五”和“十五”時(shí)期,我國(guó)還先后實(shí)施了長(zhǎng)江中上游地區(qū)防護(hù)林建設(shè)工程[8],水土流失治理工程[9];以及農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)[10]、風(fēng)蝕水蝕交錯(cuò)區(qū)[11]、干旱荒漠區(qū)[12]、丘陵山地干熱河谷和濕地[13]等生態(tài)脆弱地區(qū)退化生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與重建工程;沿海防護(hù)林建設(shè)工程[14],等等。這些生態(tài)建設(shè)實(shí)踐與工程,尤其是在實(shí)踐上已獲成功的一些生態(tài)恢復(fù)技術(shù)和案例,為生態(tài)恢復(fù)和環(huán)境治理積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。但進(jìn)入21世紀(jì),尤其是最近幾年,我國(guó)明顯偏重了生態(tài)修復(fù)的技術(shù)集成和產(chǎn)業(yè)化示范工作,包括民勤沙漠化防治與生態(tài)修復(fù)技術(shù)集成試驗(yàn)示范研究[15],鄱陽(yáng)湖濕地生態(tài)修復(fù)、重建技術(shù)集成研究與示范基地建設(shè)[16],等等。
而門(mén)頭溝國(guó)家生態(tài)修復(fù)示范基地建設(shè)便是由科技部和北京市科委牽頭組織開(kāi)展的一項(xiàng)專(zhuān)門(mén)針對(duì)我國(guó)生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)化建設(shè)的系統(tǒng)工程[17]。該工程在一期主要完成各種生態(tài)修復(fù)技術(shù)的示范及應(yīng)用研究基礎(chǔ)上,在二期著重開(kāi)展了生態(tài)修復(fù)技術(shù)的集成及產(chǎn)業(yè)化支撐體系建設(shè)方面的研究??梢?jiàn),不論是政府的政策走向,還是社會(huì)的現(xiàn)實(shí)需求,都要求生態(tài)修復(fù)向技術(shù)集成化和區(qū)域產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展,要求擁有不同技術(shù)優(yōu)勢(shì)的生態(tài)修復(fù)企業(yè)通過(guò)資源、信息和市場(chǎng)的共享,實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生態(tài)修復(fù)行業(yè)的跨越。
1 生態(tài)修復(fù)與生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)化
生態(tài)修復(fù)是對(duì)區(qū)域受損害自然生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程和功能的重建,發(fā)展到現(xiàn)在,往往偏重于環(huán)境領(lǐng)域的技術(shù)研究和應(yīng)用示范。部分學(xué)者認(rèn)為,生態(tài)修復(fù)是在生態(tài)學(xué)原理指導(dǎo)下,以生物修復(fù)為基礎(chǔ),結(jié)合各種物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)以及工程技術(shù)措施,通過(guò)優(yōu)化組合,使之達(dá)到最佳效果和最低耗費(fèi)的一種綜合的污染環(huán)境修復(fù)方法,主要包括污染土壤、污染水體、污染大氣修復(fù)三大方面[18-19]。到目前更多的學(xué)者則認(rèn)為,生態(tài)修復(fù)區(qū)域生態(tài)退化的后果不僅僅是自然生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的破壞,還包括生態(tài)系統(tǒng)為人類(lèi)生存和發(fā)展提供的物質(zhì)與服務(wù)能力的下降,使區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展受阻,它包含了對(duì)自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)人文3個(gè)方面的修復(fù)[20-21]。其目的應(yīng)該在于恢復(fù)“社會(huì)―經(jīng)濟(jì)―自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)”合理的結(jié)構(gòu)、高效的功能和協(xié)調(diào)的關(guān)系[20]。
隨著傳統(tǒng)生態(tài)修復(fù)在區(qū)域?qū)嵺`過(guò)程中產(chǎn)生的“經(jīng)濟(jì)瓶頸”,尤其是面臨區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型問(wèn)題的突顯,生態(tài)修復(fù)的產(chǎn)業(yè)化以及如何轉(zhuǎn)變區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式實(shí)現(xiàn)自我修復(fù)已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)[22]。而國(guó)內(nèi)一些地區(qū)也展開(kāi)了相應(yīng)的生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)及應(yīng)用示范研究。
在基礎(chǔ)研究方面,如吳言忠等以礦區(qū)土地復(fù)墾為例,先分析了土地復(fù)墾組織管理在責(zé)任主體、產(chǎn)權(quán)界限、復(fù)墾資金、復(fù)墾機(jī)制和生態(tài)功能等方面存在的問(wèn)題, 并提出土地系統(tǒng)、資金系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等土地復(fù)墾產(chǎn)業(yè)化的組織模式,進(jìn)而分析了土地復(fù)墾產(chǎn)業(yè)化的組織結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程[23];波等通過(guò)分析礦區(qū)生態(tài)重建和景觀生態(tài)規(guī)劃, 提出了景觀生態(tài)規(guī)劃的原則, 并分析了礦區(qū)生態(tài)重建景觀結(jié)構(gòu)的模式[24];李萌等從礦區(qū)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分析切入,建立了礦區(qū)產(chǎn)業(yè)替代模型,并對(duì)礦區(qū)生態(tài)修復(fù)中的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)替代的價(jià)值轉(zhuǎn)化規(guī)律進(jìn)行了研究[25];張義豐等對(duì)山區(qū)溝域經(jīng)濟(jì)發(fā)展及其空間組織模式進(jìn)行了大量研究,并以北京為例指出,北京溝域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展一定程度上有助于協(xié)調(diào)好山區(qū)生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系,促進(jìn)山區(qū)的綜合開(kāi)發(fā)[26]。
應(yīng)用示范研究方面,如江蘇宜興西南山區(qū)張渚鎮(zhèn)竹園村在廢棄采石場(chǎng)生態(tài)修復(fù)背景下發(fā)展休閑農(nóng)業(yè)園[27];平朔煤礦區(qū)在循環(huán)經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下構(gòu)建了以煤為主,電、化、氧化鋁、建材并舉的黑色產(chǎn)業(yè)鏈和圍繞復(fù)墾土地開(kāi)展生態(tài)重建,種、養(yǎng)、加一體化發(fā)展的綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈[28];等等。
2 門(mén)頭溝生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
作為門(mén)頭溝國(guó)家生態(tài)修復(fù)基地建設(shè)二期項(xiàng)目中“門(mén)頭溝生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)化能力建設(shè)”的一項(xiàng)重要工作內(nèi)容,本研究擬通過(guò)在門(mén)頭溝區(qū)內(nèi)的王平鎮(zhèn)規(guī)劃構(gòu)建一個(gè)新型的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和典型示范園區(qū),來(lái)帶動(dòng)門(mén)頭溝區(qū)新興產(chǎn)業(yè)的孵化和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型。
王平鎮(zhèn)生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(圖1)由“自然生態(tài)修復(fù)示范產(chǎn)業(yè)、人文生態(tài)修復(fù)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)生態(tài)修復(fù)引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)”三大部分組成,三大產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)相互支撐,協(xié)調(diào)發(fā)展。在各類(lèi)型自然生態(tài)修復(fù)示范基地建設(shè)的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)以生態(tài)修復(fù)技術(shù)交易和生態(tài)建設(shè)咨詢(xún)?yōu)橹鞯慕?jīng)濟(jì)生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè),最終依托本身固有的生態(tài)資源和在已修復(fù)好的景觀上發(fā)展以生態(tài)休閑旅游為主的人文生態(tài)修復(fù)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。其產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本模式為:政府配套服務(wù)、企業(yè)主動(dòng)修復(fù)、共同開(kāi)拓市場(chǎng)。而產(chǎn)業(yè)孵化中心與生態(tài)修復(fù)示范區(qū)(帶)的互補(bǔ)作用是推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α?/p>
自然生態(tài)修復(fù)示范產(chǎn)業(yè)主要圍繞礦山生態(tài)修復(fù)示范、農(nóng)田生態(tài)保育示范和濕地生態(tài)建設(shè)示范3大體系構(gòu)建。礦山生態(tài)修復(fù)示范以煤礦開(kāi)采區(qū)和采石場(chǎng)廢棄地的修復(fù)示范為主,農(nóng)田生態(tài)保育示范以山區(qū)緩坡和煤矸石山的修復(fù)示范為主,濕地生態(tài)建設(shè)示范以永定河河道景觀生態(tài)修復(fù)示范為主。通過(guò)破壞后的景觀遺存和修復(fù)后的景觀現(xiàn)狀對(duì)比分析,集中展示礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù),水保農(nóng)業(yè)、節(jié)水農(nóng)業(yè)和生技農(nóng)業(yè)技術(shù),及濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)的成果。
人文生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)主要圍繞觀光度假、鄉(xiāng)村旅游、健康服務(wù)和人文關(guān)懷4大主導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)體系構(gòu)建。發(fā)展旅游業(yè)是整個(gè)門(mén)頭溝區(qū)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型后藉以穩(wěn)定區(qū)域經(jīng)濟(jì)總量的主要途徑,但不能僅僅局限在傳統(tǒng)的觀光度假旅游產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)上,更應(yīng)該發(fā)揮門(mén)頭溝特有的自然景觀、純樸民風(fēng)、和保存完好的古村落及歷史文化遺跡的優(yōu)勢(shì),去滿(mǎn)足北京城市人口親近自然、回歸田園、心靈洗禮、身體保健等方面的需求。
圖1 王平鎮(zhèn)生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)體系結(jié)構(gòu)圖
Fig.1 The industrial framework of ecorestoration for Wangping
經(jīng)濟(jì)生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)主要圍繞產(chǎn)品物流、市場(chǎng)交易、技術(shù)培訓(xùn)和建設(shè)咨詢(xún)4大引導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)體系構(gòu)建。其關(guān)鍵在培育針對(duì)門(mén)頭溝區(qū)特點(diǎn)的自然生態(tài)修復(fù)技術(shù)交易市場(chǎng),和孵化整合各相關(guān)自然生態(tài)修復(fù)技術(shù)及產(chǎn)品、服務(wù)供應(yīng)行業(yè)。生態(tài)產(chǎn)品的物流主要以王平鎮(zhèn)精品農(nóng)業(yè)產(chǎn)品、各類(lèi)型生態(tài)修復(fù)技術(shù)產(chǎn)品的展銷(xiāo)為主,通過(guò)構(gòu)建產(chǎn)品虛擬信息平臺(tái)將其以網(wǎng)絡(luò)的形式集中展示;生態(tài)市場(chǎng)的交易主要以不同生態(tài)修復(fù)技術(shù)成果的轉(zhuǎn)讓和硬技術(shù)的軟組裝,通過(guò)統(tǒng)一的市場(chǎng)交易平臺(tái)打包進(jìn)行開(kāi)發(fā)與銷(xiāo)售,最終實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出;生態(tài)技術(shù)的培訓(xùn)主要針對(duì)全國(guó)乃至世界生態(tài)修復(fù)行業(yè)發(fā)展需求進(jìn)行專(zhuān)業(yè)人才的培訓(xùn)與學(xué)術(shù)交流;生態(tài)建設(shè)的咨詢(xún)則是輔助于生態(tài)市場(chǎng)交易,而滿(mǎn)足各類(lèi)型客戶(hù)對(duì)修復(fù)所需產(chǎn)品的選擇與決策。
3 不同類(lèi)型生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)鏈(網(wǎng))的構(gòu)建
3.1 自然生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)
3.1.1 濕地生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)
首先,生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)孵化中心在吸引濕地生態(tài)修復(fù)類(lèi)企業(yè)時(shí),根據(jù)對(duì)方技術(shù)及資金實(shí)力,要求其在濕地生態(tài)修復(fù)示范帶內(nèi)劃定適當(dāng)面積區(qū)域進(jìn)行主動(dòng)修復(fù),包括核心技術(shù)和建設(shè)方案的策劃與提供;而對(duì)于工程建設(shè)中的其他預(yù)算投資則由當(dāng)?shù)卣?、修?fù)企業(yè)、及上級(jí)主管部門(mén)和社會(huì)團(tuán)體等進(jìn)行多方籌資,充分發(fā)揮當(dāng)?shù)卣托迯?fù)企業(yè)兩大利益主體在示范帶建設(shè)及市場(chǎng)拓展方面的合力最大化;其次,對(duì)已修復(fù)好的示范帶進(jìn)行包裝和維護(hù),在保證恢復(fù)當(dāng)?shù)貪竦厣鷳B(tài)景觀及自然凈化功能的同時(shí),為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┬蓍e娛樂(lè)的場(chǎng)所,同時(shí)作為此類(lèi)型生態(tài)修復(fù)的成功典范,供專(zhuān)家及國(guó)內(nèi)外生態(tài)修復(fù)需求客戶(hù)市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研學(xué)習(xí),最終實(shí)現(xiàn)其社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)服務(wù)功能;最后,需要整合該濕地生態(tài)修復(fù)示范帶和孵化中心內(nèi)的各相關(guān)資源,在客戶(hù)參觀完示范帶后,再回到孵化中心進(jìn)行具體項(xiàng)目的相關(guān)咨詢(xún)和協(xié)議簽訂(圖2)。
3.1.2 農(nóng)田生態(tài)保育產(chǎn)業(yè)
在生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)孵化中心內(nèi)吸引農(nóng)田生態(tài)保育類(lèi)企業(yè),并要求其在示范區(qū)內(nèi)選擇適當(dāng)面積農(nóng)田進(jìn)行主動(dòng)修復(fù),完成農(nóng)田物理、化學(xué)及生物環(huán)境的綜合保育,并作為示范成果的展示,納入孵化中心重點(diǎn)技術(shù)服務(wù)咨詢(xún)體系中去,利用孵化中心的資源及市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)在國(guó)內(nèi)外進(jìn)行技術(shù)的推廣和產(chǎn)品及服務(wù)的推銷(xiāo);在農(nóng)田生態(tài)保育類(lèi)企業(yè)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的同時(shí),根據(jù)政府需求及王平鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃要求,在各自選擇區(qū)域內(nèi)種植特色農(nóng)林產(chǎn)品,并通過(guò)“生態(tài)保育型企業(yè)管理+農(nóng)戶(hù)分紅+政府服務(wù)”的機(jī)制,利用孵化中心內(nèi)生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品物流服務(wù)中心優(yōu)勢(shì),將生產(chǎn)出來(lái)的特色精品農(nóng)果產(chǎn)品推向北京高端消費(fèi)品市場(chǎng);示范園區(qū)除了具備以上兩個(gè)以生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品銷(xiāo)售和農(nóng)田生態(tài)保育技術(shù)咨詢(xún)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)功能外,還可以通過(guò)建設(shè)采摘園等方式與周邊鄉(xiāng)村發(fā)展農(nóng)家樂(lè)等旅游產(chǎn)業(yè),以此來(lái)擴(kuò)展其社會(huì)服務(wù)功能和增加經(jīng)濟(jì)效益(圖2)。
3.1.3 礦山生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)
工業(yè)企業(yè)主體型發(fā)展模式:主要是針對(duì)目前王平鎮(zhèn)內(nèi)存在若干大型煤矸石制磚企業(yè)而選定,是作為規(guī)劃初期礦山生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)的一種發(fā)展模式,即煤矸石制磚企業(yè)開(kāi)采煤矸石山,同時(shí)通過(guò)與王平鎮(zhèn)政府簽訂合同,按照開(kāi)采規(guī)模承擔(dān)開(kāi)采區(qū)生態(tài)修復(fù)任務(wù),或交納相應(yīng)的生態(tài)修復(fù)資金給政府,作為未來(lái)地面采空區(qū)生態(tài)修復(fù)提供資金儲(chǔ)備。生態(tài)修復(fù)型企業(yè)主體型發(fā)展模式:該發(fā)展模式是作為同濕地生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式相配套一致的部分統(tǒng)一納入王平生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)主體產(chǎn)業(yè)體系中去,即要求礦山生態(tài)修復(fù)型企業(yè)在入駐生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)孵化中心時(shí),選擇在礦山生態(tài)修復(fù)示范區(qū)內(nèi)劃定適當(dāng)面積區(qū)域進(jìn)行主動(dòng)修復(fù),并發(fā)揮孵化中心功能對(duì)已修復(fù)好的示范帶進(jìn)行一定包裝和維護(hù),作為此類(lèi)型生態(tài)修復(fù)的成功典范,供專(zhuān)家及國(guó)內(nèi)外礦山生態(tài)修復(fù)需求客戶(hù)市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研學(xué)習(xí),最終完成具體項(xiàng)目的相關(guān)咨詢(xún)和協(xié)議簽訂。
地產(chǎn)開(kāi)發(fā)企業(yè)主導(dǎo)型發(fā)展模式:該產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式主要
圖2 王平鎮(zhèn)濕地、農(nóng)田、礦山等自然生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)圖
Fig.2 The ecoindustrial networks of natural ecorestoration for Wangping
是針對(duì)目前該區(qū)域內(nèi)存在大量需修復(fù)礦山及土地而選定的,作為規(guī)劃后期礦山生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)的一種主要發(fā)展模式,即通過(guò)吸引房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)企業(yè)在區(qū)位優(yōu)勢(shì)及自然條件較好的地塊發(fā)展新興的生態(tài)修復(fù)地產(chǎn)業(yè),首先地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商提供部分資金給土地及礦山生態(tài)修復(fù)企業(yè),在待修復(fù)的地塊進(jìn)行生態(tài)修復(fù),其次通過(guò)項(xiàng)目承包方式聯(lián)合建筑及其他相關(guān)土建企業(yè)在修復(fù)好的地塊進(jìn)行房地產(chǎn)開(kāi)發(fā),主要建設(shè)高檔別墅和休閑保健類(lèi)度假村來(lái)實(shí)現(xiàn)自然生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)向人文生態(tài)休閑產(chǎn)業(yè)的功能轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
3.2 經(jīng)濟(jì)生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)
經(jīng)濟(jì)生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)主要圍繞王平鎮(zhèn)生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)孵化中心建設(shè)展開(kāi),主要圍繞生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品物流服務(wù)、生態(tài)修復(fù)行業(yè)市場(chǎng)交易、生態(tài)修復(fù)技術(shù)培訓(xùn)和受損生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)咨詢(xún)四個(gè)方面進(jìn)行構(gòu)建(圖3)。
3.2.1 生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品物流服務(wù)中心
依托北京城區(qū)內(nèi)各大型超市和龐大的高端消費(fèi)市場(chǎng),在孵化中心內(nèi)配置統(tǒng)一的采購(gòu)、包裝和配送等生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品物流服務(wù)中心。包括京白梨、葡萄、櫻桃、核桃等主要的農(nóng)果產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)一采購(gòu),按照一村一品和精品農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo),分階段分任務(wù)擴(kuò)大規(guī)模,同時(shí)制定采購(gòu)過(guò)程中的質(zhì)量控制要求;將采購(gòu)來(lái)的所有農(nóng)果產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)一包裝,包裝廠不設(shè)在孵化中心內(nèi),但需要在區(qū)位及地勢(shì)條件較優(yōu)越的鄉(xiāng)村進(jìn)行布設(shè)建廠,并按照服務(wù)中心制定的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量控制要求進(jìn)行;包裝好的農(nóng)產(chǎn)品主要面向北京市區(qū)內(nèi)的各大型超市和政府采購(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一配送,此市場(chǎng)定位要求中心與北京市區(qū)大型超市及政府機(jī)關(guān)建立起良好的信息溝通和貨物供應(yīng)保障渠道;最重要的就是要提供生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品的檢測(cè)和標(biāo)識(shí)服務(wù),從源頭保證配送到相應(yīng)市場(chǎng)上的產(chǎn)品要達(dá)到真正生態(tài)產(chǎn)品的要求。
3.2.2 生態(tài)修復(fù)市場(chǎng)交易平臺(tái)
依托門(mén)頭溝區(qū)生態(tài)修復(fù)已經(jīng)取得的大量成果,建立初步的生態(tài)修復(fù)技術(shù)庫(kù),同時(shí)不斷收集與整理?yè)碛衅湎嚓P(guān)核心技術(shù)的各類(lèi)型企業(yè)信息,形成一個(gè)涵蓋各類(lèi)型生態(tài)修復(fù)技術(shù)和企業(yè)信息的數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng),最終吸引擁有其核心技術(shù)的核心企業(yè)入駐孵化中心;收集與整理國(guó)內(nèi)外不同類(lèi)型的區(qū)域生態(tài)修復(fù)需求信息,同樣建立與技術(shù)信息和企業(yè)信息相配套的市場(chǎng)信息平臺(tái);王平鎮(zhèn)生態(tài)修復(fù)市場(chǎng)交易信息平臺(tái)的重要功能就是,在建立好供需市場(chǎng)信息平臺(tái)的基礎(chǔ)上,根據(jù)國(guó)內(nèi)外不同修復(fù)市場(chǎng)需求進(jìn)行技術(shù)的組裝和企業(yè)的合作,通過(guò)項(xiàng)目的包裝實(shí)現(xiàn)成熟生態(tài)修復(fù)技術(shù)的最終產(chǎn)業(yè)化。
3.2.3 生態(tài)修復(fù)技術(shù)培訓(xùn)中心
王平鎮(zhèn)生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)孵化中心的另一個(gè)重要組成部分就是其生態(tài)修復(fù)技術(shù)培訓(xùn)中心的建設(shè)。不同于以物質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷(xiāo)售為主要盈利手段的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)主要是以提供生態(tài)服務(wù)及技術(shù)咨詢(xún)?yōu)橹饕绞?,因此,作為服?wù)的重要手段,培訓(xùn)部門(mén)的設(shè)立顯得十分重要。包括定期開(kāi)展國(guó)際大型生態(tài)修復(fù)理論及技術(shù)研討會(huì)議,吸引全世界生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域的專(zhuān)家、學(xué)者、企業(yè)、政府和民眾的目光;定期召集國(guó)內(nèi)外著名生態(tài)及生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域?qū)<以谂嘤?xùn)中心開(kāi)展面向全國(guó)范圍各大中小城市領(lǐng)導(dǎo)干部的培訓(xùn),讓生態(tài)觀念及生態(tài)修復(fù)的科學(xué)內(nèi)涵在政府決策者
圖3 王平鎮(zhèn)產(chǎn)品物流、市場(chǎng)交易、技術(shù)培訓(xùn)及咨詢(xún)等經(jīng)濟(jì)生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)圖
Fig.3 The ecoindustrial networks of economy ecorestoration for Wangping
圖4 王平鎮(zhèn)休閑療養(yǎng)、民俗文化等人文生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)功能體系圖
Fig.4 The ecoindustrial networks of social ecorestoration for Wangping
層面得到普及;向國(guó)家人事及其他相關(guān)部門(mén)申請(qǐng)成為生態(tài)修復(fù)類(lèi)工程師及行業(yè)認(rèn)證的培訓(xùn)機(jī)構(gòu),分期舉辦全國(guó)生態(tài)修復(fù)技術(shù)培訓(xùn)班,對(duì)培訓(xùn)的學(xué)員按綜合考試成績(jī)頒發(fā)工程師技術(shù)資格認(rèn)證證書(shū),對(duì)開(kāi)展生態(tài)修復(fù)的企業(yè)實(shí)體頒發(fā)行業(yè)資格認(rèn)證證書(shū)。
3.2.4 生態(tài)修復(fù)及建設(shè)咨詢(xún)中心
王平鎮(zhèn)生態(tài)修復(fù)及建設(shè)咨詢(xún)中心的建設(shè),是實(shí)現(xiàn)其生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)化的最關(guān)鍵部分,也是生態(tài)修復(fù)市場(chǎng)交易平臺(tái)最終打開(kāi)國(guó)內(nèi)國(guó)際兩個(gè)市場(chǎng)的重要補(bǔ)充。它既充當(dāng)了市場(chǎng)交易信息平臺(tái)中上游技術(shù)供給市場(chǎng)和下游技術(shù)需求市場(chǎng)進(jìn)行聯(lián)系的紐帶,同時(shí)更重要的是他需要通過(guò)不同的項(xiàng)目管理承包(PMC)方式對(duì)其進(jìn)行項(xiàng)目的包裝,使生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目得到切實(shí)有效的實(shí)施。具體可根據(jù)市場(chǎng)交易信息平臺(tái)提供的國(guó)內(nèi)外生態(tài)修復(fù)需求信息,合理選擇擁有代表核心技術(shù)的生態(tài)修復(fù)企業(yè)A作為PMC承包商;以A企業(yè)為核心,組織項(xiàng)目管理及實(shí)施體系,針對(duì)特定的技術(shù)市場(chǎng)客戶(hù)要求,把相關(guān)配套的各生態(tài)修復(fù)技術(shù)提供企業(yè)B、C、D等納入整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施及管理體系;在建設(shè)咨詢(xún)中心進(jìn)行項(xiàng)目承包管理的同時(shí),對(duì)已完成的項(xiàng)目進(jìn)行歸檔信息整理,并對(duì)其修復(fù)后的效果和進(jìn)展情況進(jìn)行跟蹤服務(wù)和配套指導(dǎo)。3.3 人文生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)
3.3.1 山區(qū)休閑旅游度假產(chǎn)業(yè)
主要圍繞安家莊區(qū)域內(nèi)山體、森林、河流等自然景觀資源,以及村落人文景觀資源的保護(hù)與合理開(kāi)發(fā)展開(kāi)(圖4)。由于該區(qū)域面積有限,并且作為門(mén)頭溝區(qū)山體生態(tài)環(huán)境完全未受到破壞的一個(gè)典型區(qū)域,建議吸引一家綜合實(shí)力較強(qiáng)的大型旅游企業(yè)入駐,對(duì)三個(gè)景區(qū)的資源進(jìn)行整合,并建立合理的土地承包轉(zhuǎn)讓機(jī)制,形成“企業(yè)―政府―農(nóng)民”較好的合作機(jī)制,形成合力,吸引并留住更多的京區(qū)游客,開(kāi)發(fā)旅游市場(chǎng)。
3.3.2 鄉(xiāng)村民俗休閑療養(yǎng)產(chǎn)業(yè)
主要圍繞韭園、東西落坡村區(qū)域內(nèi)的鄉(xiāng)村聚落和歷史文化景觀資源的保護(hù)與合理開(kāi)發(fā)展開(kāi)。其主體市場(chǎng)是為京區(qū)老年人提供療養(yǎng)保健、銀發(fā)夕趣和余熱發(fā)揮等服務(wù)項(xiàng)目,同時(shí)兼顧京區(qū)中青年夏日周末居家旅游及背包旅游、探險(xiǎn)旅游群體。重點(diǎn)是要突破傳統(tǒng)農(nóng)家樂(lè)和鄉(xiāng)村旅游發(fā)展模式,把握住北京市城區(qū)內(nèi)老年人保健、學(xué)習(xí)需求的潛在市場(chǎng),以銀發(fā)經(jīng)濟(jì)為突破口,形成北京地區(qū)知名度較高的銀發(fā)服務(wù)中心之一。
4 生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)化的意義及面臨的問(wèn)題
門(mén)頭溝國(guó)家生態(tài)修復(fù)示范基地建設(shè)近5年的實(shí)踐證明,在特定的待修復(fù)區(qū)域范圍內(nèi),生態(tài)修復(fù)技術(shù)往往缺乏穩(wěn)定性、抗干擾性和可持續(xù)性的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與效果評(píng)估。前期的生態(tài)修復(fù)科技示范工程只是在一個(gè)一個(gè)的點(diǎn)上開(kāi)展,尚未在該區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成應(yīng)用與展示;生態(tài)修復(fù)科技資源“飛進(jìn)來(lái)飛出去”和“形象工程”的現(xiàn)象普遍存在,尚未真正扎下根來(lái)產(chǎn)生集聚效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益。而我國(guó)許多城市正在經(jīng)歷著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的關(guān)鍵轉(zhuǎn)型期,尤其是資源枯竭型城市,這種問(wèn)題更為突出。因此,從生態(tài)修復(fù)的“單點(diǎn)應(yīng)用”以及外部不經(jīng)濟(jì)性走向“區(qū)域集中”和拉動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),以及生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)化模式的開(kāi)發(fā)應(yīng)成為待修復(fù)區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和區(qū)域功能定位的重點(diǎn)。
同樣,區(qū)域生態(tài)修復(fù)的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)也是一個(gè)系統(tǒng)工程,需要政策、資金、科技、人才、國(guó)際合作、社會(huì)參與等各方面的保障。只有把這些硬件、軟件和心件有機(jī)組合起來(lái),才能真正的把生態(tài)修復(fù)的產(chǎn)業(yè)化推向前進(jìn)。
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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
篇8
關(guān)鍵詞 土壤;重金屬污染;現(xiàn)狀;修復(fù)技術(shù)
中圖分類(lèi)號(hào) X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2013)09-0229-03
重金屬是指比重大于5.0 g/cm3的金屬元素,包括Cu、Zn、Ni、Pb、Cr、Cd、Hg、As、Fe、Mn、Mo、Co等。通常自然界中重金屬元素的背景值很低,其暴露不會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成影響。但由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大,城鎮(zhèn)化迅速發(fā)展,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,污水灌溉和化肥、農(nóng)藥的使用量加大,導(dǎo)致土壤系統(tǒng)中重金屬不斷累積,明顯高于其背景值,從而惡化了生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量,并通過(guò)食物鏈直接危害人體健康。據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界平均每年排放Hg約1.5萬(wàn)t,Cu 340萬(wàn)t,Pb 500萬(wàn)t,Mn 1500萬(wàn)t,Ni 100萬(wàn)t[1]。隨著重金屬污染問(wèn)題的日益突出,土壤污染防治工作已在“十一五”期間被提上中國(guó)環(huán)境保護(hù)工作的重要議程,并成為第1個(gè)“十二五”國(guó)家規(guī)劃。針對(duì)上述情況,筆者結(jié)合我國(guó)土壤重金屬污染的現(xiàn)狀,對(duì)當(dāng)前土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)及其作用機(jī)理進(jìn)行分析,并總結(jié)其各自的優(yōu)勢(shì)與不足,以期為綜合治理土壤重金屬污染提供參考依據(jù)。
1 我國(guó)土壤重金屬污染現(xiàn)狀
我國(guó)面臨著相當(dāng)嚴(yán)峻的土壤重金屬污染問(wèn)題。農(nóng)業(yè)部調(diào)查數(shù)據(jù)顯示[2],我國(guó)約140萬(wàn)hm2的農(nóng)業(yè)用地采用污水灌溉,受到重金屬污染的土地面積占污染總面積的64.8%。據(jù)有關(guān)資料表明,我國(guó)重金屬污染的農(nóng)業(yè)土地面積為2 500 hm2左右,導(dǎo)致糧食減產(chǎn)逾1 000萬(wàn)t,并造成1 200萬(wàn)t以上的糧食被重金屬污染,將各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行合計(jì),至少高于200億元[3]。污染土地中,嚴(yán)重污染面積占8.4%,中度污染面積占9.7%,輕度污染面積占46.7%。Hg 和Cd 的污染面積最大。如上海農(nóng)田耕層土壤Hg、Cd含量增加了50%,江西大余縣污灌引起的Cd污染面積達(dá)5 500 hm2,沈陽(yáng)張士灌區(qū)Cd污染面積達(dá)2 533 hm2。我國(guó)農(nóng)田土壤污染除Cd、Hg污染外,Pb、As、Cr和Cu的污染也比較嚴(yán)重。以保定市污水灌區(qū)為例,其Zn、Cu、Pb、Cd的檢出超標(biāo)率分別達(dá)到100.0%、27.5%、50.0%、87.5%[4]。此外,我國(guó)菜地土壤重金屬污染也較為嚴(yán)重[5-7]。廣州市蔬菜地Pb污染最為普遍,As污染次之;重慶近郊蔬菜基地土壤重金屬Hg和Cd出現(xiàn)超標(biāo),超標(biāo)率分別為6.7%和36.7%;珠三角地區(qū)近40%菜地重金屬污染超標(biāo),其中10%屬?lài)?yán)重超標(biāo)。近年來(lái),由于工業(yè)“三廢”、機(jī)動(dòng)車(chē)廢氣和生活垃圾等污染物的排放,我國(guó)城市土壤普遍受到不同程度的重金屬污染,主要污染元素為Pb、Cd、Hg。且城市土壤中大部分重金屬污染含量普遍高于郊區(qū)農(nóng)村土壤,并具有明顯的人為富集特點(diǎn)[8]。
2 土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)
2.1 物理修復(fù)
物理修復(fù)是指通過(guò)各種物理過(guò)程將污染物從土壤中去除或分離的技術(shù),主要包括土壤淋洗法、工程措施法、電熱修復(fù)法等。
2.1.1 土壤淋洗法。該方法是應(yīng)用最多、應(yīng)用最早、技術(shù)最成熟的物理修復(fù)方法。采用淋洗液(包括無(wú)機(jī)溶液清洗劑、復(fù)合清洗劑、清水、表面活性劑、有機(jī)酸及其鹽清洗劑、螯合劑等)對(duì)土壤進(jìn)行淋洗,使固相重金屬轉(zhuǎn)化為液相,重金屬?gòu)耐寥乐修D(zhuǎn)移到廢水,再通過(guò)對(duì)廢水進(jìn)行回收處理,從而實(shí)現(xiàn)土壤的修復(fù)。Wasay et al[9]研究發(fā)現(xiàn),EDTA和DTPA能有效地去除土壤中Hg以外的重金屬元素,同時(shí)也提取出大量土壤營(yíng)養(yǎng)元素。土壤淋洗法簡(jiǎn)便、成本低、處理量大、見(jiàn)效快,適用于大面積重度污染土壤治理,尤其是輕質(zhì)土和砂質(zhì)土。但這種方法在去除重金屬的同時(shí),易造成地下水污染及土壤養(yǎng)分流失。因此,既能提取各種形態(tài)重金屬又不破壞土壤結(jié)構(gòu)的淋洗液,將為該方法修復(fù)重金屬污染土壤提供廣闊的應(yīng)用前景。
2.1.2 工程措施法。該方法是較為經(jīng)典和傳統(tǒng)的土壤重金屬污染修復(fù)方法,包括深耕翻土、換土、客土等。深耕翻土與污土混合,或者通過(guò)換土和客土等手段,可以使土壤中重金屬的含量有效降低,從而降低其對(duì)植物的毒害。不同的方式適宜于不同污染程度的土壤,重污染區(qū)的土壤宜使用換土和客土方法改良,而輕度污染的土壤則適宜于采用深耕翻土的方法進(jìn)行修復(fù)。工程措施法的優(yōu)勢(shì)在于效果穩(wěn)定和徹底,但是也存在一定的不足,如費(fèi)用高、工程量大、易降低土壤肥力和破壞土壤結(jié)構(gòu),還有換出的污染土壤也存在二次污染的隱患,應(yīng)妥善處理。據(jù)報(bào)道,對(duì)1 hm2面積的污染土壤進(jìn)行客土治理,每1 m深土體需耗費(fèi)高達(dá)800萬(wàn)~2 400萬(wàn)美元[10]。因此,工程措施不是一種理想的污染土壤修復(fù)方法。
2.1.3 電熱修復(fù)法。該方法利用高頻電壓產(chǎn)生電磁波,再通過(guò)電磁波作用而產(chǎn)生熱能,從而促使土壤中揮發(fā)性重金屬得以分離,實(shí)現(xiàn)土壤的修復(fù)和改良。目前,該方法適用于修復(fù)受Hg或Se等可揮發(fā)性重金屬污染的土壤。有研究表明,采用該法可使砂性土、黏土、壤土中Hg含量分別從15 000、900、225 mg/kg降至107、112、115 μg/kg,回收的Hg蒸氣純度達(dá)99%[11-12]。這種方法雖然操作簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟,但能耗大、操作費(fèi)用高,也會(huì)影響土壤有機(jī)質(zhì)和水分含量,引起土壤肥力下降,同時(shí)重金屬蒸氣回收時(shí)易對(duì)大氣造成二次污染。
2.2 化學(xué)修復(fù)
化學(xué)修復(fù)也是一種原位修復(fù)技術(shù),即通過(guò)向重金屬污染土壤中添加改良劑,以調(diào)節(jié)和改變土壤的理化性質(zhì),使重金屬發(fā)生沉淀、吸附、拮抗、離子交換、腐殖化和氧化還原等一系列化學(xué)反應(yīng),降低其在土壤中的遷移性和被植物所吸收的可能性,從而達(dá)到治理和修復(fù)污染土壤的目的。常用的改良劑有石灰性物質(zhì)[13-15]、磷酸鹽化合物[16-17]、硅酸鹽化合物[18]、金屬及其氧化物[19-20]、黏土礦物[21-23]、有機(jī)質(zhì)[24-26]等,其作用機(jī)理見(jiàn)表1。這種方法雖然簡(jiǎn)單易行,但其不足在于它只是改變了重金屬在土壤中的存在形態(tài),卻沒(méi)有把重金屬?gòu)耐寥乐姓嬲蛛x出來(lái),如果土壤環(huán)境發(fā)生變化,容易造成其再度活化,引起“二次污染”。
2.3 生物修復(fù)
生物修復(fù)是利用生物(主要是微生物、植物和動(dòng)物)的新陳代謝作用吸收去除土壤中的重金屬或使重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化,降低毒性,凈化土壤。該方法是運(yùn)用生物技術(shù)治理污染土壤的一種新方法,具體包括微生物修復(fù)法、植物修復(fù)法、動(dòng)物修復(fù)法等。由于該方法效果好、易于操作,日益受到人們的重視,已成為污染土壤修復(fù)研究的熱點(diǎn)。
2.3.1 微生物修復(fù)。該方法是通過(guò)微生物進(jìn)行作用,將土壤中重金屬元素進(jìn)行沉淀、轉(zhuǎn)移、吸收、氧化還原等,從而對(duì)污染土壤進(jìn)行修復(fù)。如檸檬酸菌能夠與Cd形成CdHPO4沉淀;無(wú)色桿菌、假單胞菌能夠使亞砷酸鹽氧化成砷酸鹽,從而降低As的轉(zhuǎn)移和毒性;還有些微生物能夠把劇毒的甲基汞降解為毒性小、可揮發(fā)的單質(zhì)Hg[3]。盡管微生物修復(fù)引起極大重視,但大多數(shù)技術(shù)仍局限在科研和實(shí)驗(yàn)室水平,很少有實(shí)例報(bào)道。但隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,一些如細(xì)菌表面展示技術(shù)、噬菌體抗體庫(kù)技術(shù)、酵母表面展示技術(shù)等[27],有望在治理土壤重金屬污染中發(fā)揮重要作用。
2.3.2 植物修復(fù)。植物修復(fù)廣義上是指利用植物提取、吸收、分解、轉(zhuǎn)化、固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物技術(shù)的總稱(chēng);狹義上是指利用耐性和超富集植物將污染土壤中的重金屬濃度降低到可接受的水平。根據(jù)其修復(fù)過(guò)程和機(jī)理,植物修復(fù)法可分為以下4種:①根部過(guò)濾[28],即通過(guò)耐性植物根系對(duì)重金屬的吸收并保持在根部。常用的植物有水生植物、半水生植物以及個(gè)別陸生植物,如向日葵、耐鹽野草、寬葉香蒲等。該法多應(yīng)用于修復(fù)水體的重金屬污染。②植物穩(wěn)定[29],即利用植物根際的一些特殊物質(zhì),使土壤中污染物轉(zhuǎn)化為相對(duì)無(wú)害物質(zhì)的方法。常用的植物有印度芥菜、油菜、楊樹(shù)、苧麻等。該法多應(yīng)用于治理廢棄礦場(chǎng)和重金屬污染嚴(yán)重地區(qū)。③植物揮發(fā)[30],即利用植物吸收土壤中的重金屬,并將其轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)狀態(tài),通過(guò)植物葉片等部位揮發(fā)出去,以降低土壤中重金屬的含量。常用的植物有印度芥菜以及濕地上的一些植物。該法多應(yīng)用于修復(fù)污染土壤中含有揮發(fā)性的重金屬(如Hg、Se等),但易造成大氣污染。④植物提取[31],即利用超富集植物從土壤中吸取重金屬,并將其轉(zhuǎn)移、貯存到地上部,然后通過(guò)收獲,從而達(dá)到去除污染土壤中重金屬的目的。目前,已發(fā)現(xiàn)超富集植物有700種以上,且廣泛分布于約50科中,并主要集中在十字花科。該法適用面廣,對(duì)于修復(fù)多種重金屬污染土壤均有效。
植物修復(fù)法成本低,對(duì)環(huán)境擾動(dòng)小,能綠化環(huán)境,具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境綜合效益,適用于大規(guī)模污染土壤的修復(fù),屬于真正意義上的綠色修復(fù)技術(shù)。但該方法也有一定的缺點(diǎn):一是超富集植物生長(zhǎng)緩慢,常受土壤類(lèi)型、氣候、水分、營(yíng)養(yǎng)等環(huán)境條件限制,導(dǎo)致修復(fù)污染較嚴(yán)重土壤的周期長(zhǎng);二是修復(fù)過(guò)程局限在超富集植物根系所能伸展的范圍內(nèi);三是超富集植物只能積累某一種重金屬,而土壤污染大多是重金屬的復(fù)合污染;四是超富集植物需收割并作為廢棄物妥善處置,將對(duì)生物多樣性存在一定的威脅。
2.3.3 動(dòng)物修復(fù)。動(dòng)物修復(fù)是利用土壤中的某些低等動(dòng)物(如蚯蚓等)吸收重金屬的特性,在一定程度上降低受污染土壤的重金屬比例,以達(dá)到修復(fù)重金屬污染土壤的目的。有研究表明[32],蚯蚓在其耐受濃度范圍內(nèi),對(duì)重金屬的富集量隨著重金屬濃度的增加而增加,同時(shí)對(duì)重金屬的選擇性受其體內(nèi)酶的影響。但這種修復(fù)方法不足在于低等動(dòng)物吸收重金屬后可能再次釋放到土壤中,造成二次污染。
2.4 農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)
農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)是近幾年新興的修復(fù)技術(shù),它是通過(guò)改變耕作制度、調(diào)整作物品種、調(diào)控土壤化學(xué)環(huán)境(包括土壤pH值、水分、氧化還原電位等)、改變土地利用類(lèi)型、增施有機(jī)肥(堆肥、廄肥、植物秸稈等)、控施化肥等措施,以減輕重金屬對(duì)土壤的危害[33]。我國(guó)在這一方面研究較多[34-36],并取得了一定的成效。這種方法具有投資少、無(wú)副作用等特點(diǎn),適用于中輕度污染土壤,但也存在修復(fù)周期較長(zhǎng)、效果不太顯著等不利因素。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,目前重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)很多,但就單一技術(shù)來(lái)看,任何一種修復(fù)技術(shù)都有其局限性,難以達(dá)到預(yù)期效果,進(jìn)而無(wú)法大力推廣。而且土壤重金屬污染修復(fù)作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程,不僅需要土壤學(xué)、植物生理學(xué)、遺傳學(xué)、環(huán)境工程學(xué)、分子生物學(xué)等多個(gè)學(xué)科的共同努力,還需要多種修復(fù)技術(shù)的綜合應(yīng)用,即將物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)科學(xué)地結(jié)合起來(lái),取長(zhǎng)補(bǔ)短,才能達(dá)到更好的效果。
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篇9
哪種修復(fù)方法適合松花江的水生態(tài)修復(fù),要根據(jù)松花江的實(shí)際情況和具體特點(diǎn)有針對(duì)性的選擇。
1)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展已經(jīng)不可能把河流恢復(fù)到原始狀態(tài)。完全復(fù)原意味著對(duì)所有上下游及濱河帶的輸入輸出(水質(zhì)、水量、泥沙、生物有機(jī)體)的改變、復(fù)原,由于河流和流域的聯(lián)系,只有在對(duì)整個(gè)河流系統(tǒng)和絕大部分流域都進(jìn)行完全修復(fù)的時(shí)候,才有可能實(shí)現(xiàn)。在松花江多年的治理實(shí)踐中,修建了大量水資源利用工程、防洪工程等(如取水口、排污口、攔河壩、堤防、河流裁彎取直、渠化等),加之各種人為破壞和干擾,河流原始形態(tài)和面貌已發(fā)生巨大變化,不可能再建立過(guò)去的那種原始條件。
2)生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的整體,生態(tài)平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡。生態(tài)系統(tǒng)是在保持動(dòng)態(tài)平衡時(shí),不斷發(fā)展演化的。河流生態(tài)修復(fù)并不意味著絕對(duì)的穩(wěn)定性。正相反,河流系統(tǒng)必須依賴(lài)于一定程度的洪水、侵蝕和水質(zhì)變化的擾動(dòng),來(lái)保證其多樣性。河流的退化正是由于河流生態(tài)系統(tǒng)失去了動(dòng)態(tài)平衡。隨著時(shí)間的推移,河流生態(tài)系統(tǒng)在自然力與人類(lèi)共同作用下,已經(jīng)形成了新系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。因此,沒(méi)有必要讓河流恢復(fù)到原始狀態(tài)。因此,松花江水生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)應(yīng)該是結(jié)合防洪、河道整治和城市景觀建設(shè)等工程規(guī)劃,對(duì)河流系統(tǒng)惡化甚至喪失的(或即將要惡化和喪失的)必要生態(tài)功能和社會(huì)功能進(jìn)行修復(fù),完善河流自調(diào)節(jié)機(jī)制,并使其達(dá)到新的動(dòng)態(tài)平衡。
2松花江水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的任務(wù)
2.1松花江地貌學(xué)特征的改善地貌學(xué)特征的改善包括恢復(fù)河流的縱向連通性、橫向連通性和豎向連通性;對(duì)松花江而言,就是要保持其縱向蜿蜒性和橫向形態(tài)的多樣性;實(shí)施退耕還濕,恢復(fù)灘涂生態(tài)系統(tǒng);加強(qiáng)溝通水系,增強(qiáng)過(guò)洪能力;加大恢復(fù)植被力度,增強(qiáng)灘涂生態(tài)功能;修復(fù)緩沖區(qū),控制人為干擾和過(guò)渡利用;采用生態(tài)型護(hù)坡,避免河道直線(xiàn)化和河岸的混凝土化,使其具有作為河流的自然形態(tài)。
2.2水質(zhì)、水量、水文、水力條件的改善水質(zhì)條件的改善要通過(guò)污水處理、控制污水排放、生態(tài)技術(shù)治污、源頭清潔生產(chǎn)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)等改善河流水系的水質(zhì)。水量條件的改善是通過(guò)水資源的合理配置以維持河流河道最小生態(tài)需水量(和最低生態(tài)水位)和最大流量(最高水位)。水文情勢(shì)和水力條件的改善是盡量保持自然河流豐枯變化的模式,使河流兩岸水陸交錯(cuò)帶以及灘涂濕地有適當(dāng)?shù)暮樗母蓴_,以保持生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性,以及結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定。
2.3生物物種多樣性恢復(fù)生物物種多樣性恢復(fù)包括瀕危、珍稀、特有生物物種的保護(hù)、水陸交錯(cuò)帶植被恢復(fù)、魚(yú)類(lèi)等水生生物資源的恢復(fù)等。
3河流生態(tài)修復(fù)的原則
3.1社會(huì)服務(wù)功能和生態(tài)功能同時(shí)修復(fù)松花江水生態(tài)修復(fù)應(yīng)在滿(mǎn)足防洪、供水、發(fā)電、旅游等社會(huì)服務(wù)功能的同時(shí),具備良好的生態(tài)功能。
3.2與防洪規(guī)劃等相關(guān)規(guī)劃相協(xié)調(diào)松花江水生態(tài)修復(fù)應(yīng)該符合社會(huì)發(fā)展總體規(guī)劃,特別要與松遼流域和哈爾濱市的防洪規(guī)劃相協(xié)調(diào),還應(yīng)與有國(guó)家和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、流域綜合規(guī)劃、水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃、城市市政建設(shè)規(guī)劃、自然保護(hù)區(qū)等規(guī)劃相銜接。
3.3自然自我修復(fù)為主、人工干預(yù)為輔松花江水生態(tài)修復(fù)要充分利用生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能,當(dāng)外界干擾未超過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的承載能力時(shí),可以按照自組織功能靠自然演替實(shí)現(xiàn)自我恢復(fù)目標(biāo)。當(dāng)外界干擾超過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的承載能力時(shí),則需要輔助人工干預(yù)措施創(chuàng)造生境條件。然后,充分發(fā)揮自然修復(fù)功能,使生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)某種程度的修復(fù)。
3.4確保生態(tài)系統(tǒng)用水需求應(yīng)在水資源承載能力范圍內(nèi),規(guī)劃社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水,應(yīng)在滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的前提下,確保生態(tài)系統(tǒng)的用水需求。
3.5確保河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)污水達(dá)標(biāo)排放,控制面源污染,確保河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)。
4松花江水生態(tài)修復(fù)措施建議
目前的松花江哈爾濱市區(qū)江段,現(xiàn)有江道形態(tài)已失去天然河道的特點(diǎn),這是哈爾濱市城市、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求造成的。在河流生態(tài)修復(fù)過(guò)程中,應(yīng)從尊重歷史的角度出發(fā),在滿(mǎn)足防洪安全的前提下,進(jìn)行適當(dāng)修復(fù),建議如下:
1)雖然受兩岸堤防限制,整個(gè)江道形態(tài)固定,但江道內(nèi)河流的蜿蜒形態(tài)依然存在。同時(shí),鑒于現(xiàn)有堤防是多年歷史形成的重要防洪體系,而且目前還達(dá)不到100年一遇標(biāo)準(zhǔn)。因此,建議兩岸堤防位置不變,保持現(xiàn)有江道水流形態(tài)的蜿蜒性以及兩岸堤防的非自然形態(tài)。
2)江道內(nèi)已有不少灘島、淺灘和深潭,地表景觀較為豐富,具有多樣化的水生環(huán)境和動(dòng)植物棲息地,不易再造淺灘和深潭,而應(yīng)結(jié)合《松花江流域防洪規(guī)劃》和《黑龍江省哈爾濱市防洪規(guī)劃修編報(bào)告》,清除主江道有礙行洪、惡化航道及嚴(yán)重影響城市環(huán)境的淤積灘涂,增強(qiáng)河流的泄洪功能。
3)現(xiàn)狀堤防已將江道嚴(yán)重縮窄,最窄處僅有1.5km,不宜為了土地開(kāi)發(fā)利用或順直堤防。將堤防向江道內(nèi)推進(jìn),進(jìn)一步擠占河流的空間和洪水的行洪空間,不利于河流的防洪功能和生態(tài)功能的修復(fù)。
4)鑒于現(xiàn)狀堤防、大壩等人工構(gòu)筑物破壞了江道水流的橫向和豎向連通性,可采取措施恢復(fù)或改善,修復(fù)松花江兩岸水陸交錯(cuò)帶生態(tài)系統(tǒng),使該江段河流廊道成為具有生命源泉意義的百里生態(tài)長(zhǎng)廊。
5)由于大頂子山航電樞紐的建設(shè)以及松花江7個(gè)規(guī)劃梯級(jí)的建設(shè),河流縱向連通性修復(fù)困難,但需加強(qiáng)河流水生魚(yú)類(lèi)等生物的生態(tài)監(jiān)測(cè),一旦發(fā)現(xiàn)有發(fā)生生態(tài)問(wèn)題的趨勢(shì),及時(shí)進(jìn)行科學(xué)研究并采取適當(dāng)修補(bǔ)措施。
篇10
關(guān)鍵詞:城市河流 河流水污染 生態(tài)修復(fù) 綜合污染控制
中圖分類(lèi)號(hào):TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
研究的內(nèi)容和目的
研究的內(nèi)容
與自然河流相比,人類(lèi)與城市河流間的相互作用更為緊密:一方面,人類(lèi)更強(qiáng)烈地影響城市河流的水文特性、物理結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境;另一方面,城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和居民日常生活也更加依賴(lài)于城市河流所提供的各種服務(wù)功能。近年來(lái),隨著我國(guó)城市河流污染問(wèn)題愈來(lái)愈嚴(yán)重,城市河流水污染逐步受到各界重視,對(duì)其污染來(lái)源、含量、時(shí)空分布、遷移轉(zhuǎn)化及其歸宿等方面的研究進(jìn)一步深入。城市河流水污染的治理在城市建設(shè)中的地位愈發(fā)重要,目前,城市污染河流的治理一般著重于點(diǎn)源包括工業(yè)和生活廢水、非點(diǎn)源包括暴雨污水和底泥等內(nèi)源污染等,而對(duì)直接在河道內(nèi)進(jìn)行水質(zhì)凈化正處于研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
研究的目的
根據(jù)過(guò)去幾十年國(guó)際上的污染河流治理經(jīng)驗(yàn)、河流生態(tài)系統(tǒng)的特性和污染物遷移轉(zhuǎn)化降解的機(jī)理,消除污染源、大量削減污染物的排放量以及恢復(fù)河流應(yīng)有的自然物理結(jié)構(gòu)是治理河流污染和恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)功能的最根本措施。但是,根據(jù)我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)條件,在短期內(nèi)污染源難以得到全面、有效的控制,河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)也需要一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間過(guò)程,因此有必要對(duì)已經(jīng)嚴(yán)重污染的城市河流進(jìn)行直接凈化和修復(fù)。
本論文研究的目的在于,總結(jié)發(fā)達(dá)國(guó)家在河流污染治理和生態(tài)修復(fù)方面的經(jīng)驗(yàn),通過(guò)對(duì)河流水污染控制技術(shù)的研究,力求尋找到經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、高效、同時(shí)又符合生態(tài)環(huán)保要求的城市河流水污染控制方法,從而改善河流生態(tài)環(huán)境,恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的功能。
城市河流污染的特點(diǎn)及產(chǎn)生的原因
特點(diǎn)
(1)生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜
城市河流往往是整條河流的某一河段,作為自然流域的一部分,它參與整個(gè)水文循環(huán)過(guò)程。在城市化初級(jí)階段,城市河流呈現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)的特性,隨著人類(lèi)對(duì)水資源的利用強(qiáng)度和對(duì)水環(huán)境的破壞力度不斷增加,使河流的自然生態(tài)系統(tǒng)日益遭到人類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)的影響,城市河流也就成為兩種生態(tài)交互作用的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)。受人類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)影響特別大的河流,自然生態(tài)系統(tǒng)明顯退化,以致有些河流不但魚(yú)蝦絕跡,連水草亦很罕見(jiàn)。
(2) 污染類(lèi)型齊全
據(jù)估計(jì),全世界各城市地區(qū)每年排入水體的工業(yè)廢水和生活污水達(dá)5000億噸以上,使城市河流污染類(lèi)型十分齊全,主要包括:有機(jī)物污染、重金屬污染、酸堿污染、病毒細(xì)菌污染、熱污染等
(3) 污染源數(shù)目多、密度高,污染危害嚴(yán)重
城市河流的污染源以點(diǎn)污染為主,但由于污染源數(shù)量多、密度高,彼此既相獨(dú)立,又互聯(lián)成網(wǎng),雖以點(diǎn)污染形式出現(xiàn),實(shí)際上形成與河系相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)狀面污染。
與非城市化地區(qū)相比,城市河流的污染十分嚴(yán)重。在未治理之前,泰晤士河、特拉華河、塞納河等許多國(guó)際著名的城市河流,都成為城市排污的臭水溝。如東京的多摩川、莫斯科的莫斯科河接納的污水比河流流量高出1倍多。因此,使河流常年黑臭,魚(yú)蝦絕跡,河流生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。英國(guó)泰晤士河可以作為危害嚴(yán)重的城市河流的典型。18世紀(jì),泰晤士河曾是世界著名的魷魚(yú)產(chǎn)地,香魚(yú)、銀魚(yú)、鱔魚(yú)的捕獲量也很大。自19世紀(jì)工業(yè)革命開(kāi)始,泰晤士河水質(zhì)迅速惡化,成為世界上污染最嚴(yán)重的城市河流之一。從倫敦到格雷夫賽河污染尤為嚴(yán)重,河水中不含氧氣,水色墨黑,伴有臭雞蛋味,河中水生生物和水鳥(niǎo)基本絕跡。1832~1886年間,倫敦曾4次流行霍亂,均與飲用水源遭到污染有關(guān)。僅1849年的一次霍亂,就死亡14000余人。
2、產(chǎn)生原因
城市河流被污染一般是指排入河流的污染物超過(guò)了水體的背景值,且改變了水體的理化性質(zhì),使城市河流的生態(tài)系統(tǒng)和水體的功能受到破壞,從而淪為“城市污染河流”。
通過(guò)分析和總結(jié),城市河流污染現(xiàn)象的產(chǎn)生主要受到生活污水、工業(yè)污水及農(nóng)業(yè)污水三方面的影響。
(1)城市生活污水排放總量不斷增長(zhǎng),但污水的處理率沒(méi)有同步增加,致使河流遭受?chē)?yán)重污染,既影響了城市河流的水質(zhì),又影響了城市的景觀,破壞了城市的生態(tài)環(huán)境,使人們的健康和生活受到損害。
(2)工業(yè)污水排放仍是城市河流目前的重要污染源。雖然外資企業(yè)、合資企業(yè)和國(guó)有大中型企業(yè)的污水得到了有效治理,對(duì)污染嚴(yán)重的工廠采取了關(guān)閉、搬遷等措施,但是許多中小型企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的廢水沒(méi)有得到有效治理,偷排、漏排的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,甚至對(duì)有些國(guó)家明確規(guī)定不許排放的有毒有害物質(zhì)仍排放入河流,導(dǎo)致河流污染日趨嚴(yán)重。
(3)農(nóng)業(yè)污水的排放日益增加。隨著郊區(qū)城市化發(fā)展,小城鎮(zhèn)的生活污水量急劇增加,化肥、農(nóng)藥的流失量也越來(lái)越多,而且隨著郊區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,使規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)的糞尿和廢水基本上未經(jīng)處理就直接排人河流,成為日益嚴(yán)重的污染源。
三、城市河流水綜合治理措施
1、完善規(guī)劃及法規(guī)體系
(l)制定河流污染治理規(guī)劃,加大治理投資力度。在河流污染治理及水環(huán)境治理方面加大投資力度。屆時(shí),使城市污水處理率達(dá)到75%以上,達(dá)到城市河流基本實(shí)現(xiàn)不黑不臭,其支流基本達(dá)到景觀水體要求,城市郊區(qū)外的河流達(dá)到城市綜合整治的目標(biāo)要求。
(2)建立統(tǒng)一的河流污染治理機(jī)構(gòu)、統(tǒng)一的區(qū)域水管理體制。改變城市河流污染多頭管理的現(xiàn)狀,將水作為資源和產(chǎn)業(yè),一切涉及水的問(wèn)題,都交由水務(wù)局統(tǒng)一管理,成立了水污染治理指揮部,專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)水污染治理工作,由水務(wù)局代管。這樣既有利于責(zé)任區(qū)分,又有利于徹底改變水管理及水污染控制工作的混亂局面。
(3)健全排污制度,完善排污市場(chǎng)。加強(qiáng)排污的立法和執(zhí)法工作。在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,各市政府應(yīng)擬定了符合城市實(shí)際情況的排水條例,制定立法計(jì)劃,以較大市立法的形式,對(duì)各個(gè)城市的排水設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)和排水管理活動(dòng)進(jìn)行全面規(guī)范,嚴(yán)格實(shí)行雨污分流。要花大力氣對(duì)現(xiàn)有的排水管網(wǎng)進(jìn)行深人細(xì)致的調(diào)研,對(duì)錯(cuò)接、亂接、雨污合流的管道進(jìn)行整改,建立獨(dú)立、完善的雨水和污水管網(wǎng),徹底實(shí)現(xiàn)雨污分流[5]。
(4)建立完善的水質(zhì)監(jiān)測(cè)體系。城市河流污染控制很大程度上依賴(lài)于一個(gè)完善的水質(zhì)監(jiān)測(cè)體系。它包括兩方面的內(nèi)容:監(jiān)視企業(yè)排放的污水,控制排污濃度;經(jīng)常監(jiān)測(cè)水系水質(zhì),掌握水質(zhì)污染動(dòng)向,及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染危險(xiǎn),以便采取防污措施,保護(hù)水系。
2、城市河流化學(xué)處理方法
城市河流化學(xué)處理方法主要包括以下幾種:化學(xué)除藻、化學(xué)絮凝以及重金屬的化學(xué)固定等,城市河流的化學(xué)處理方法在運(yùn)用方面操作比較簡(jiǎn)單、效果顯著受到了廣大工作人員的青睞。但它并不是適用任何受到污染的河流,只有在某些特定的條件下加以合理的使用,對(duì)于那些污染較為嚴(yán)重的城市河流,不但可以有效的控制污染,還可以起到緩解、治理污染的作用。
調(diào)水引流水質(zhì)改善技術(shù)
貫穿城市的內(nèi)河河網(wǎng)水系,由于控制性構(gòu)筑物的限制,使水體沒(méi)能與外部大的水體連通,水體處于靜止?fàn)顟B(tài),天氣炎熱時(shí),水中溶解氧氣的濃度降低,容易導(dǎo)致水質(zhì)變壞。通過(guò)工程引流改善水域水動(dòng)力條件,增加對(duì)污染物的稀釋容量,提高局部水域凈化能力,許多城市在水資源綜合利用和調(diào)配中,通過(guò)跨流域調(diào)水工程解決了水源空間分配不均問(wèn)題。例如鄭州市生態(tài)輸水工程就是引用黃河水為淮河流域的賈魯河干支流輸送景觀水,以改善賈魯河干支流水質(zhì)情況。
植物修復(fù)技術(shù)
對(duì)河道自然修復(fù)應(yīng)采取生態(tài)化措施,主要是通過(guò)恢復(fù)河岸植被,恢復(fù)河岸天然濕地,種植蘆葦、浮萍、睡蓮、水草等濕地水生植物提高水域凈化能力[8]。在城市內(nèi)河水體中種植水生植物,一方面可以通過(guò)植物發(fā)達(dá)的根系有效地吸收,達(dá)到減輕和遏制水體富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)的目的;另一方面,通過(guò)水生植物的種植和培養(yǎng),還可以起到美化水域環(huán)境、改善城市景觀的作用。
四、結(jié)語(yǔ)
水是生命之源。當(dāng)今社會(huì),人們對(duì)水資源的依賴(lài)程度越來(lái)越高,水資源的數(shù)量和質(zhì)量已成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)事業(yè)發(fā)展的重要因素。合理開(kāi)發(fā)利用水資源,綜合防治水環(huán)境污染,是科學(xué)發(fā)展觀的具體表現(xiàn),是能否實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。通過(guò)本次研究,為城市河流的水污染治理提供了定量化工具,對(duì)于實(shí)現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化為社會(huì)生產(chǎn)力,實(shí)現(xiàn)城市河流環(huán)境保護(hù)目標(biāo),促進(jìn)其經(jīng)濟(jì)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展,保證其水資源的永續(xù)利用和實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
[1] 閻水玉,王祥榮.城市河流在城市生態(tài)建設(shè)中的意義和應(yīng)用方法[J].城市環(huán)境與城市生態(tài).1999, 12(6):36-38.