生態修復的特點范文

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

篇1

關鍵詞：水土保持；生態修復；特點；原則

中圖分類號：S157 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

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

1、實施生態修復的合理性

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

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

2、水土保持生態修復的特點

2.1水土保持生態修復的主要手段需重視封育保護

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

2.2水土保持生態修復適宜程度和難度將有很大的差別

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

2.3水土保持生態修復離不開人工及政策措施的輔助

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

2.4水土保持生態修復周期比較長

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

3、水土保持生態修復的原則

3.1生態學為主導的原則

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

3.2流域整體修復的原則

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

3.3因地制宜原則

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

3.4生態修復措施和工程措施相結合的原則

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

3.5生態修復措施和非工程措施相結合的原則

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

3.6經濟可行性原則

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

結束語

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

參考文獻

篇2

水源短缺加劇

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

生物多樣性急劇減少

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

生態修復技術概述

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

1土地處理技術

廢水的土地處理，是將一、二級處理出水用于農田、牧場或林木灌溉，或將原廢水經土壤滲濾后回注于地下水等處理技術的總稱。廢水中通常含有農作物需要的各種營養成分。據我國一些城市污水的測定結果表明，污水中含T-N為30~90mg/L，NH3-N為20~50mg/L，P為3~4mg/L，K為5~40mg/L。上述養分經一級或二級處理后只有少量被除去，而大部分隨出水排出。利用廢水灌溉，不僅解決了農牧林業對水、肥兩大要素的需求，并通過其中的腐植性提高土壤肥力和地溫，可獲得十分顯著的增產效果，而且能除去人工生化處理難以除去的N，P營養物和難生化降解有機物，進一步降低COD，SS和病原菌，使廢水資源得到再生。

2高效微生物固定化技術

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

3人工濕地技術

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

人工濕地技術的可行性分析

1人工濕地水質凈化機理

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

2人工濕地的類型分析

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

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

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

3人工濕地生態修復適用性分析

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

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

汾河流域污染治理和生態修復的對策

1源頭治理調整布局和優化結構

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

2加快汾河支流流域治理

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

3落實汾河流域干流人工濕地生態修復工程

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

4提高全民水憂患意識，依法保護水資源

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

篇3

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

1．1Ⅰ粵東丘陵山區強度侵蝕綜合治理區

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

1．2II粵西丘陵山地中度強烈侵蝕生態修復綜合治理區

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

1．3Ⅲ粵北丘陵山地中度侵蝕生態修復預防保護區

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

1．4IV粵東沿海丘陵平原山地輕度侵蝕生態修復重點監督區

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

1．5V珠三角洲平原丘陵輕度侵蝕生態修復重點監督區

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

1．6VI雷州半島平原臺地輕度侵蝕生態修復重點監督區

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

2結論

篇4

 

1. 建設生態水利工程的必要性

 

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

 

2. 當前生態水利工程工作面臨的困難

 

2.1 生態水利工程規劃缺乏基于不同區域的評價標準和規劃方法。

 

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

 

2.2 生態水利工程規劃工作的目標和標準的確定比較難。

 

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

 

2.3 生態水利工程規劃缺少生態水文測驗資料。

 

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

 

2.4 生態水利工程規劃技術人才匱乏。

 

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

 

3. 生態水利工程基本規劃原則

 

3.1 工程安全性和經濟性原則。

 

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

 

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

 

3.2 生態系統自我規劃、自我恢復原則。

 

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

 

3.3 景觀尺度及整體性原則。

 

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

 

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

 

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

 

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

 

3.4 反饋調整式規劃原則。

 

3.4.1 生態系統的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態系統的演替，即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。

 

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

 

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

 

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

 

(1)生態系統大體按照預定目標演進，不需要規劃變更;

 

(2)需要局部調整規劃，適應新的狀況;

 

(3)原來制定的目標需要重大調整，相應進行規劃。

 

4. 結束語

 

生態水利工程是一門將生態學和工程學很好的結合在一起的一門學科，也是將人與自然和諧相處的思想很好的運用于實際的學科。因此在生態水利工程的規劃過程中，提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與，通過對話、協商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高規劃的科學性。

篇5

關鍵詞：生態環境可持續發展環境修復

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

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

一、生物修復—生態修復的基礎

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

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

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

目前使用最廣、最有效的生物修復技術仍是微生物修復。

二、物理與化學修復—生態修復的構成要素

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

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

三、植物修復—生態修復的基本形式

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

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

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

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

篇6

關鍵詞：生態水利工程設計原則

1水利工程對河流生態系統的影響

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

2生態水利工程

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

3生態水利工程的規劃設計原則

3.1工程安全性和經濟性原則

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

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

3.2提高河流形態的空間異質性原則

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

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

3.3生態系統自設計、自我恢復原則

生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態系統友好的物種，能夠經受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環境條件。

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

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

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

3.4景觀尺度及整體性原則

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

景觀則是指生態學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規劃？首先，水域生態系統是一個大系統，其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。廣義水文系統又與生物系統交織在一起，形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分，形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時，需要對于各種脅迫因素之間的相

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

3.5反饋調整式設計原則

生態系統的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態系統的演替，即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。

生態水利工程規劃設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構，力求最終形成一個健康、可持續的河流生態系統。在河流工程項目執行以后，就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發展，可能出現多種可能性。

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

在反饋調整式設計過程中，提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與，通過對話、協商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高設計的科學性。

參考文獻：

［1］董哲仁.水利工程對生態系統的脅迫［J］.水利水電技術，2003，（7）：1~5.

［2］董哲仁.生態水工學的理論框架［J］.水利學報，2003，（1）：1~6.

［3］董哲仁.河流形態多樣性與生物群落多樣性［J］.水利學報，2003，（11）：1~7.

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

［5］董哲仁.荷蘭圍墾區生態重建的啟示［J］.中國水利，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.

篇7

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

2生態水利工程

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

3生態水利工程的規劃設計原則

3.1工程安全性和經濟性原則

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

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

3.2提高河流形態的空間異質性原則

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

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

3.3生態系統自設計、自我恢復原則

生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇,也就是說某些與生態系統友好的物種,能夠經受自然選擇的考驗,尋找到相應的能源和合適的環境條件。

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

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

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

3.4景觀尺度及整體性原則

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

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

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

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

3.5反饋調整式設計原則

生態系統的成長是一個過程,河流修復工程需要時間。從長時間尺度看,自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩定性都有所增加和提高,同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看,生態系統的演替,即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代替也需要若干年的時間,期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。

生態水利工程規劃設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構,力求最終形成一個健康、可持續的河流生態系統。在河流工程項目執行以后,就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發展,可能出現多種可能性。

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

在反饋調整式設計過程中,提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與,通過對話、協商,以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合,提高設計的科學性。

參考文獻:

[1]董哲仁.水利工程對生態系統的脅迫[J].水利水電技術,2003,(7):1~5.

[2]董哲仁.生態水工學的理論框架[J].水利學報,2003,(1):1~6.

[3]董哲仁.河流形態多樣性與生物群落多樣性[J].水利學報,2003,(11):1~7.

[4]Mitsch W.J.,Jorgensen S E..Ecological Engineering and EcosystemRestoration[M].Published by John Wiley&Sons,Inc.,Hoboken,NewJersey,2004:134~137.

[5]董哲仁.荷蘭圍墾區生態重建的啟示[J].中國水利,2003,(11A):45~47.

[6]O’Neill R.V.,D.L.DeAngelis,J.B.Waide,et al.A Hierarchical Con-cept of Ecosystems[M].Princeton University Press,Princeton,NJ.1986:153.

[7]Gosselink J.G.Landscape Conservation in a forested Wetland Water-shed[J].Bioscience,1990,40:588~600.

篇8

（漳衛南運河邯鄲河務局河北邯鄲056001）

【摘要】針對衛河邯鄲段水質現狀及水資源利用存在的問題，從水資源系統與生態系統互動協調的角度出發，提出了該河段生態演替式水體修復技術模式。選取金灘鎮順道店典型試驗區，選取利用氧化塘、生物膜、浮島、人工濕地、水生植物、水生動物凈化水體等修復技術方案，論證了衛河邯鄲段生態演替式水體修復模式的合理性。

關鍵詞 水體污染；生態演替式；水體修復

EcologicalSuccession-typeWaterRestorationTechnologyinHandanReachofWeiRiver

LiuYa-feng

(HandanManagementBureauofSouthZhangweiCanalHandanHebei056001)

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

【Keywords】Waterpollution;Ecologicalsuccession-type;Waterrestoration

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

1.水質現狀及水資源利用存在的問題

1.1水質現狀。

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

1.2水資源利用存在的問題。

邯鄲市多年平均衛河水利用量為1336萬m3，多年平均利用率僅為1.71%。衛河水資源利用率低的原因很多，但其來水水質差、不能直接大量應用于工農業生產是其主要原因之一。衛河水質的嚴重污染不僅直接影響了沿河兩岸經濟的發展，而且對周圍的生態環境造成了不利影響，因此，改善衛河水質，是改善衛河流域生態環境和提高衛河水資源利用率，實現衛河流域經濟可持續發展的關鍵。

2.修復及利用工程模式

針對衛河水質現狀及水資源利用存在的問題，綜合考慮國內外水體修復技術及實踐，提出衛河邯鄲段水體修復工程模式。

2.1生態演替式水體修復。

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

2.2溝渠濕地控制面源污染。

衛河邯鄲段處于平原地區，農業是該地區的主要經濟命脈，農藥、化肥和養殖業形成的面源污染是該地區的主要污染源之一，汛期徑流將其直接帶入河道，造成河水污染。為此，在防洪堤外1Km范圍內建立排水溝網，溝內種植植物，形成溝渠濕地，將汛期徑流滯蓄在溝渠濕地內，進行初步凈化，然后集中排入河道或引入堤內的生態演替式水體修復工程。

2.3邯鄲市生態水網蓄水利用。

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

3.生態演替式水體修復技術

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

3.1修復目標。

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

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

3.2技術要素。

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

（1）氧化塘。

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

（2）生物膜。

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

（3）浮島。

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

（4）水生植物。

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

（5）水生動物。

本項目水域面積大，存在許多有害昆蟲如蚊、蠅的滋生場所，水中投魚可攝食蚊子及其它昆蟲幼蟲，避免水域對周圍環境造成的危害。此外，水體中投放適當的水生動物可以有效的去除水體中富余營養物質，控制藻類生長，同時分泌促絮凝物質，使湖水中懸浮物質絮凝，促使水體變清。

（6）人工濕地。

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

4.應用實例

4.1項目區選擇。

經現場勘查，選擇大名縣金灘鎮順道店村附近的廢棄河段。試驗河段位于衛河右岸防洪堤內側，長2.6Km，寬60～150m。

4.2生態處理系統工程布置。

處理系統由12個池段組成，工程逐級布置如下：

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

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

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

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

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

（6）7號池為魚塘。設計水深2.4m，出水后進入8號池。

（7）8號池、9號池為表流濕地，設計水深1.0m，主要種植蘆葦等，底流出水后進入10號池。

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

（9）11號池仍為表流濕地，種植挺水植物，出水后進入12號蓄水池。

4.3經濟分析。

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

5.結論

篇9

關鍵詞：水利工程；生態環境；水域水位；水資源

引言

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

所以為了能夠更好地發揮水利設施的效益，將水利設施的副作用降到最低點，保護好當地的生態環境，本文主要研究和分析水利設施對我國水域生態環境的影響具有重要的理論和實踐意義。

一、水利工程概述？

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

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

二、水利工程對水文的影響

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

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

三、加強生態水利工程的建設

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

明確水生態系統保護和修復及水資源管理組織機構和有關部門的職責，逐步建立統一協調的水生態系統保護和修復及水資源管理的體系：加強法制建設，完善政策法規體系，嚴格依法管理；加強行政監管力度，控制污染物排放總量；合理規劃監測站點，采用現代化技術設備對河湖水體水量和水質進行實時動態監測，建設水生態管理信息系統，提高管理水平；加大宣傳力度，提高公眾的水生態意識、水資源意識和水環境意識，鼓勵、組織公眾對水資源保護的實質性參與，建設節水防污型社會。

水利工程建設給當地的生態環境帶來了一定影響，所以，我們要盡可能地避免水利工程建設帶來的對生態環境的負面影響，興利除弊，積極開展生態水利工程建設，做到經濟發展和生態環境的協調統一，生態水利工程已成為實現我國經濟和環境可持續發展的重要技術學科的重要部分。

篇10

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

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

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

1 城市土壤重金屬污染現狀

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

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

2 土壤重金屬污染修復研究現狀

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

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

2.1 超富集植物修復技術

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

2.2 超富集植物修復的局限性

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

2.3 大生物量非超富集植物與超富集植物修復技術

Ebbs等[16]認為超富集植物以外的其他大生物量非超富集植物也具有修復重金屬污染土壤的可能性，并提出農作物地上部可觀的生物量能夠補償地上部較低的重金屬含量的觀點。周振民等[17]指出了大生物量非超富集植物修復技術是一項非常有發展潛力的植物修復技術。因此植物修復技術走向工程實踐的主要任務是篩選與開發大生物量、富集重金屬能力強且具有觀賞性的復合型修復植物。

3 土壤重金屬污染大生物量植物修復技術研究進展

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

3.1 大生物量修復植物的優勢

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

（1）高生物量植物種質資源豐富，有著巨大的潛力，可為篩選提供堅實的基礎；

（2）在進行城市土壤修復、調控大氣環境的同時，能夠美化環境，一舉兩得；

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

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

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

3.2 大生物量植物的耐性與積累性研究

4 大生物量修復植物的判斷標準與篩選

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

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

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

5 結 語

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

參考文獻：

[1] 張磊，宋鳳斌，王曉波.中國城市土壤重金屬污染研究現狀及對策[J].生態環境，2004，13（2）：258-260.

[2] 張甘霖，朱永官，傅伯杰.城市土壤質量演變及其生態環境效應[J].生態學報，2003，23（3）：539-546.

[3] 黃勇，郭慶榮，任海，等.城市土壤重金屬污染研究綜述[J].熱帶地理，2005，25（1）：14-18.

[4] Chen J.Rapid urbanization in China： A real challenge to soft protection and food security[J].Catena，2007，69（1）：1-15.

[5] De Kimpe C R， Morel J L.Urban soil management： A growing concern [J].Soil Science，2000，165：31-40.

[6] 李敏，林玉鎖.城市環境鉛污染及其對人體健康的影響[J].環境監測管理與技術，2006，18（5）：6-10.

[7] 黃益宗，郝曉偉，雷鳴，等.重金屬污染土壤修復技術及其修復實踐[J].農業環境科學學報，2013，32（3）：409-417.

[8] 張勇.沈陽郊區土壤及農產品重金屬污染的現狀評價[J].土壤通報，2001，32（4）：182-186.

[9] 王慶海，卻曉娥.治理環境污染的綠色植物修復技術[J].中國農業生態學報，2013，21（2）：261-266.

[10] 王瑋，岳欣，劉紅杰，等.北京市春季沙塵暴天氣大氣氣溶膠污染特征研究[J].環境科學學報，2002，22（4）：494-498.

[11] 莊國順，郭敬華，袁蕙，等.2000年我國沙塵暴的組成、來源、粒徑分布及其對全球環境的影響[J].科學通報，2001，46（3）：191-197.

[12] 盛連喜，馮江，王娓，等.環境生態學導論[M].北京：高等教育出版社，2002：76-79.

[13] 吳志強，顧尚義，李海英，等.重金屬污染土壤的植物修復及超積累植物的研究進展[J].環境科學與管理，2007，32（3）：67-72.

[14] Brooks R R， Lee J， Reeves R D， et al. Detection of nickeliferous rocks by analysis of herbarium specimens of indicator plants [J].Journal of Geochemical Exploration，1977（7）：49-57.

[15] Chaney R L. Plant uptake of inorganic waste constituents [C]//PARR J F. Land Treatment of Hazardous Wastes. Noyes Data Corporation， New Jersey：Park Ridge，1983：50-76.

[16] 韋朝陽，陳同斌.重金屬超富集植物及植物修復技術研究進展[J].生態學報，2001，21（7）：1 196-1 203.

[17] 周振民，朱彥云.土壤重金屬污染大生物量植物修復技術研究進展[C]//第三屆全國農業環境科學學術研討會論文集.天津：[出版社不詳]，2009.

[18] 劉維濤，張銀龍，陳喆敏，等.礦區綠化樹木對鎘和鋅的吸收與分布[J].應用生態學報，2011，19（4）：725-756.

[19] 黃會一，蔣德明，張春興，等.木本植物對土壤中鎘的吸收、積累和耐性[J].中國環境科學，1989，9（5）：323-330.

[20] 余國營，吳燕玉，王新.楊樹落葉前后重金屬內外遷移循環規律研究[J].應用生態學報，2009，7（2）：201-208.

[21] 王廣林，張金池，莊家堯，等.31種園林植物對重金屬的富集研究[J].皖西學院學報，2011，27（5）：83-87.

[22] 許妍，周啟星.天津城市交通道路揚塵排放特征及空間分布研究[J].中國環境科學，2012，6（12）：34-39.

[23] 劉家女，周啟星，孫挺.Cd-Pb復合污染條件下3種花卉植物的生長反應及超積累特性研究[J].環境科學學報，2006，26（12）：2 039-2 044.

[24] 陳輝蓉，吳振斌，賀鋒，等.植物抗逆性研究進展[J].環境污染治理技術與設備，2001，2（3）：7-13.