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生態(tài)修復(fù)的特點(diǎn)范例6篇

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生態(tài)修復(fù)的特點(diǎn)

生態(tài)修復(fù)的特點(diǎn)范文1

【關(guān)鍵詞】開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目;水土保持;生態(tài)修復(fù)

隨著我們國(guó)家近年來社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市化進(jìn)程的加快,越來越多的開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生,由此引起的水土流失引起的生態(tài)環(huán)境的破壞和惡化問題變得越來越突出,治理開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失已成為我們國(guó)家當(dāng)前的重要任務(wù)之一。

隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的水土流失治理措施已逐漸不能適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的要求,而水土保持生態(tài)修復(fù)措施則越來越多的被推廣到水土流失治理中。近年來各地實(shí)行的封山育林、建立自然保護(hù)區(qū)、水土保持示范區(qū)等也證明了水土保持生態(tài)修復(fù)措施不僅治理水土流失效果良好,而且能有效增加地表植被覆蓋,修復(fù)被破壞的生態(tài)環(huán)境[ ]。

由于開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目相較于其他情況造成的水土流失有較大的區(qū)別,另外水土保持生態(tài)修復(fù)措施較傳統(tǒng)的水土保持措施也有不同的適用條件,因此水土保持生態(tài)修復(fù)措施卻很少被應(yīng)用到開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失治理當(dāng)中。本文根據(jù)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失的特點(diǎn)和水土保持生態(tài)修復(fù)措施的適用條件,淺要分析水土保持生態(tài)修復(fù)措施在開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失治理中的應(yīng)用。

1.開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失特點(diǎn)

開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失就是開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目通過對(duì)項(xiàng)目區(qū)地表和地下組成物質(zhì)的干擾,而導(dǎo)致的建設(shè)項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)水土資源的破壞[ ]。開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失既有自然水土流失的特性,也有其自身的特點(diǎn),如:a造成開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失既有自然因素的影響,也有人為因素的影響,在相同自然條件下,越不合理的人類活動(dòng)造成的水土流失越嚴(yán)重;b開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失區(qū)域較為固定,一般為項(xiàng)目建設(shè)區(qū)及其影響范圍;c開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失具有不均衡性和突發(fā)性,往往在短期內(nèi)造成大量水土流失(例如施工期);d開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失的對(duì)象不僅包含自然土,也包含各種人工土(例如棄渣);e開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失對(duì)水土資源的破壞范圍更廣,影響程度更深,影響力更大;f開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失的形式往往表現(xiàn)為巖石、土壤、固體廢棄物的混合流失。

2.水土保持生態(tài)修復(fù)的定義

水土保持生態(tài)修復(fù)定義是:在水土流失區(qū),通過一定的人工輔助措施,促使自然界本身固有的再生能力得以最大限度地發(fā)揮,促進(jìn)植被的持續(xù)生長(zhǎng)和演替,保護(hù)和改善受損生態(tài)系統(tǒng)的功能,加快水土流失防治的步伐,建立和維系與自然條件相適應(yīng)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展相協(xié)調(diào)并良性發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)。

水土保持生態(tài)修復(fù)措施是水土保持措施的一種,其首要任務(wù)是治理水土流失,其次才是對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)。

3.開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持生態(tài)修復(fù)的特點(diǎn)

3.1對(duì)自然條件有一定的要求

理論上來說,只要不是寸草不生的地方,就可以采取水土保持生態(tài)修復(fù)措施[ ]。但如果想要取得良好水土流失防治效果和生態(tài)修復(fù)效果,則需要為植被生長(zhǎng)提供一定的水土條件,自然環(huán)境一般需要滿足:年降雨量不小于300mm;土層厚度不小于10cm;區(qū)域內(nèi)無嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害,如泥石流、滑坡等。

3.2對(duì)適宜時(shí)期上有一定的要求

水土保持生態(tài)修復(fù)主要是依靠植被生長(zhǎng)、生態(tài)恢復(fù)治理水土流失。植被生長(zhǎng)和生態(tài)恢復(fù)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程,由自然條件的不同,短則幾年,長(zhǎng)則十幾年甚至幾十上百年。

開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的施工期相對(duì)于生態(tài)修復(fù)周期一般較短,且施工期會(huì)持續(xù)不斷的對(duì)地表進(jìn)行擾動(dòng)和破壞。因此,在施工期一般不適宜采用生態(tài)修復(fù)措施治理水土流失。在運(yùn)行期由于主體建設(shè)工程已經(jīng)完成,不會(huì)對(duì)地表進(jìn)行持續(xù)擾動(dòng)和破壞,因此在可恢復(fù)植被的區(qū)域,原則上來說都可以采用水土保持生態(tài)修復(fù)。

3.3對(duì)適宜部位上有一定的要求

水土保持生態(tài)修復(fù)因其周期長(zhǎng)、投資小的特點(diǎn),主要針對(duì)永久性水土流失治理。開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)區(qū)、臨時(shí)堆土(料)場(chǎng)、臨時(shí)開挖面等部位雖然水土流失量大,但水土流失時(shí)間短,因此不宜采用水土保持生態(tài)修復(fù)措施。在棄渣場(chǎng)、排矸場(chǎng)及料場(chǎng)等部位,工程完工過后,需要對(duì)其進(jìn)行水土流失永久性治理,因而適宜采用水土保持生態(tài)修復(fù)措施。

3.4不宜單獨(dú)采用

水土保持生態(tài)修復(fù)只適宜中輕度的、水土流失潛在危險(xiǎn)性較小的區(qū)域[ ]。開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)地表擾動(dòng)和破壞較大,造成的水土流失都較為嚴(yán)重,水土流失造成的危害性都較大。因此,在開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失治理中,應(yīng)先通過綜合措施快速有效的控制水土流失后,再進(jìn)行水土保持生態(tài)修復(fù)。例如,在棄渣場(chǎng)的水土流失治理中,適宜先修建擋渣墻、截水溝等工程措施,對(duì)水土流失進(jìn)行有效控制后,再進(jìn)行棄渣體的生態(tài)修復(fù)。

3.5初期應(yīng)進(jìn)行人工輔助

開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目一般都徹底破壞了工程區(qū)的自然植被和生態(tài)環(huán)境。在對(duì)其進(jìn)行水土保持生態(tài)修復(fù)的初期,為了加速被破壞的生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù),必須輔助一些必要的人工措施。例如,在對(duì)棄渣場(chǎng)進(jìn)行水土保持生態(tài)修復(fù)的初期,應(yīng)先整平棄渣體表面,進(jìn)行種植土回填,為植被生長(zhǎng)提供良好的條件,還可進(jìn)行撒播草籽等快速恢復(fù)棄渣表面的植被覆蓋。

3.6中后期應(yīng)減少甚至撤除人為干擾

水土保持生態(tài)修復(fù)主要就是通過生態(tài)系統(tǒng)的自身修復(fù)機(jī)能,依靠大自然自身的力量來實(shí)現(xiàn)治理水土流失的。人為的過多干預(yù),反而可能會(huì)給生態(tài)的恢復(fù)造成負(fù)面影響[ ]。生態(tài)修復(fù)的終極目標(biāo)也是使生態(tài)環(huán)境恢復(fù)到最初的、未被破壞時(shí)的狀態(tài)。人類對(duì)于大自然的認(rèn)知能力始終是有限的,因此在水土保持生態(tài)修復(fù)的中后期,水土流失已得到初步控制后,應(yīng)逐步減少甚至撤除人為干擾,讓生態(tài)得到自我修復(fù)。

4.不同開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目類型適宜生態(tài)修復(fù)的時(shí)段和部位

根據(jù)水土保持生態(tài)修復(fù)的適用條件,在假設(shè)自然條件都滿足生態(tài)修復(fù)的前提下,對(duì)主要的開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行了分類[ ]。根據(jù)不同的開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失特點(diǎn),總結(jié)出適宜進(jìn)行水土保持生態(tài)修復(fù)的時(shí)期和部位。

5.結(jié)語

水土保持生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)新興的水土保持措施,在治理水土流失的同時(shí),有著巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。但周期長(zhǎng)、適宜性條件不廣等特點(diǎn),還是制約了水土保持生態(tài)修復(fù)的發(fā)展,特別是在開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失治理中,沒有得到廣泛的推廣和應(yīng)用。本文根據(jù)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失的特點(diǎn),結(jié)合生態(tài)修復(fù)的特點(diǎn),淺要分析了開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目中水土保持生態(tài)修復(fù)的適宜時(shí)期和部位,以期望水土保持生態(tài)修復(fù)措施能得到廣泛的應(yīng)用,愿我們的自然生態(tài)環(huán)境變得越來越美好。

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生態(tài)修復(fù)的特點(diǎn)范文2

關(guān)鍵詞:礦區(qū)廢棄地;環(huán)境問題;生態(tài)修復(fù);技術(shù)措施

中圖分類號(hào):X171文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-9944(2012)12-0060-03

1引言

礦產(chǎn)資源為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ),是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要保障[1]。但是經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得礦產(chǎn)資源需求量不斷增大,導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境問題與日俱增,成為影響可持續(xù)發(fā)展的重要因素[2],因此,使礦區(qū)在生態(tài)修復(fù)后能達(dá)到最佳的生態(tài)環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,滿足可持續(xù)發(fā)展的需要,成為目前急需解決的問題。

2礦產(chǎn)資源開發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)的

影響2.1對(duì)地表景觀的破壞

礦產(chǎn)資源的開采包括露天開采和地下開采,都不同程度地對(duì)地表景觀造成破壞。露天開采主要通過剝離挖損土地而改變地表景觀;地下開采由于礦物的采出而導(dǎo)致上覆巖層發(fā)生變化甚至破壞。礦產(chǎn)資源的開采破壞了原有的森林、草地等自然植被以及山體本身,嚴(yán)重破壞了地表景觀[3,4]。

2.2對(duì)土地資源的破壞

礦產(chǎn)資源的開采通常要壓占大量的土地。露天開采中,采礦剝離的表土、井工采礦后的廢石,以及選礦后的尾礦都會(huì)破壞與壓占礦區(qū)土地[5]。地下開采中,挖損土地會(huì)導(dǎo)致地面沉降和塌陷,同時(shí)加速水土流失和土壤侵蝕。

2.3對(duì)水資源的破壞

礦產(chǎn)資源的開采對(duì)地表水資源以及地下水資源造成影響。對(duì)地表水資源的影響主要有取水、河道和水文的改變、水質(zhì)的污染等。對(duì)地下水資源的影響主要是導(dǎo)致地下水位的下降和地面沉降等。

2.4誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害

礦產(chǎn)資源的開采和相關(guān)工程的建設(shè)會(huì)對(duì)礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擾動(dòng),地下開采、地面及邊坡開挖都有可能誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地震等地質(zhì)災(zāi)害[6]。同時(shí)在開采過程中,如果尾礦庫管理不當(dāng),易引發(fā)潰堤垮壩等災(zāi)難事故,引起泥石流,淹沒耕地、淤塞河道、損毀公路,給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來巨大損失,嚴(yán)重威脅著人類的生存環(huán)境[7]。

2.5對(duì)生物多樣性的破壞

礦產(chǎn)資源開采過程中的植被破壞、礦渣堆放等都會(huì)對(duì)礦區(qū)的生物多樣性造成破壞,同時(shí)由于廢棄土地中微生物活性差,生態(tài)系統(tǒng)的自身修復(fù)十分緩慢[4]。

3礦區(qū)廢棄地的類型及特點(diǎn)

礦區(qū)廢棄地是指在礦產(chǎn)資源開采過程中所破壞的、不經(jīng)過一定的處理而無法使用的土地。主要分為以下4種。

(1)廢石堆廢棄地,是由剝離的表土、開采的廢石及低品位的礦石堆積形成的。這種廢棄地的特點(diǎn)是廢棄物粒徑常在幾百乃至上千毫米,難以在短期內(nèi)自行粉碎風(fēng)化,并且空隙大,持水性差。

(2)開采坑廢棄地,是伴隨礦物開采而形成的采空區(qū)及塌陷區(qū)。開采坑廢棄地形成的深坑會(huì)因常年積水形成潮濕的濕地。

(3)尾礦廢棄地,是通過分選精礦物后剩余的固體廢物形成的。由于現(xiàn)在的技術(shù)條件有限導(dǎo)致選擇礦回收率較低,使得尾礦排放量較大。

(4)采礦作業(yè)面、機(jī)械設(shè)施、礦區(qū)輔助建筑物和道路交通等先占用后廢棄的土地[7]。

4礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的技術(shù)措施

礦區(qū)生態(tài)修復(fù)是指對(duì)采礦引起的土地功能退化、生態(tài)結(jié)構(gòu)缺損、功能失調(diào)等礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化的問題,通過工程、生物及其他綜合措施來修復(fù)和提高生態(tài)系統(tǒng)的功能,修復(fù)其生態(tài)平衡的過程[8]。目前研究的主要生態(tài)修復(fù)技術(shù)措施如下。

4.1礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的工程措施

礦產(chǎn)資源開采過程造成的最重要的生態(tài)破壞就是土地退化,因此,礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的重要環(huán)節(jié)就是土壤基質(zhì)改良。

4.1.1地表土保存技術(shù)

因?yàn)榭筛N的表土的形成需要很長(zhǎng)時(shí)間,所以,在礦山開采之前,可先取50cm左右厚的土壤保存,在礦山開采結(jié)束后,再把封藏的表土填回[9]。

4.1.2廢棄地改造技術(shù)

因?yàn)閺U渣的淋溶水中鎘、汞、鉛、砷等劇毒元素的含量均超過國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),所以,在進(jìn)行地表造之前,可先建造一個(gè)人工隔水層,減少地表水下滲,從而減少淋溶水中有毒元素的含量[10]。

4.1.3土壤增肥改良技術(shù)

在礦區(qū)生態(tài)修復(fù)過程中,可以添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)等有效物質(zhì)來改良土壤的物理化學(xué)性質(zhì),縮短植被演替的過程,加快礦區(qū)的生態(tài)修復(fù)。

4.2礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的生物措施

4.2.1植被修復(fù)措施

植被修復(fù)是生態(tài)修復(fù)中生物措施的關(guān)鍵,而根據(jù)具體環(huán)境條件與需要選擇適宜的樹種是其關(guān)鍵技術(shù)之一。

首先分析土壤的物化、生化性質(zhì),查明土壤pH值,土壤含水量、通氣性、土壤氮素等,從而選擇樹種、草種。應(yīng)遵循的原則是:①生長(zhǎng)快,適應(yīng)性強(qiáng),抗逆性好;②優(yōu)先選擇固氮樹種等植被;③盡量選擇當(dāng)?shù)貎?yōu)良的鄉(xiāng)土樹種和先鋒植被種子,也可以引進(jìn)外來速生植被;④植被修復(fù)時(shí)不僅要考慮經(jīng)濟(jì)價(jià)值高,更主要的是要考慮多種功能效益,主要包括抗旱、耐濕、抗污染、抗風(fēng)沙、耐瘠薄、抗病蟲害以及具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

同時(shí),礦山廢棄地一般重金屬污染較重,植被修復(fù)在重金屬污染修復(fù)中也起到關(guān)鍵作用,目前主要通過植物吸收、植物揮發(fā)、植物固定3種措施來進(jìn)行重金屬污染土壤的植物修復(fù)。

4.2.2微生物技術(shù)的應(yīng)用

微生物在礦山植被恢復(fù)過程中起到越來越重要的作用。利用微生物技術(shù)可以增加植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收、改良土壤結(jié)構(gòu)、減少重金屬的毒害以及抵抗不良環(huán)境。主要運(yùn)用的微生物有以下兩種:一是抗污染的細(xì)菌,二是利于植物吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的微生物[11]。

4.3尾礦的綜合利用

未經(jīng)處理或再利用的尾礦不僅占用了大量土地而且還污染環(huán)境,對(duì)尾礦進(jìn)行合理的綜合利用,能帶來顯著的環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益:①從廢棄物中進(jìn)一步回收有價(jià)元素,不僅降低了成本,還可以減少環(huán)境污染;②作為二次資源制取新形態(tài)物質(zhì),不僅能變害為利,更能降低有毒、有害物質(zhì)對(duì)人類造成的傷害;③用廢石與尾礦作為井下采空區(qū)的充填材料不僅能節(jié)省費(fèi)用,還能避免土地占?jí)海挚蓽p少水土流失源。

5結(jié)論與建議

礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的形成是一個(gè)非常復(fù)雜的過程,必須按照科學(xué)發(fā)展觀的要求,從當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)自然環(huán)境和長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃出發(fā),同時(shí)結(jié)合礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)產(chǎn)生的影響以及礦區(qū)廢棄地的類型和特點(diǎn),采取工程措施、生物措施和尾礦的綜合利用等切實(shí)可行的措施,使受損的生態(tài)環(huán)境得到有效的修復(fù),使礦區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展相一致,人類活動(dòng)和遵循自然規(guī)律相互協(xié)調(diào),促進(jìn)和諧社會(huì)建造,實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)的目的。

目前礦區(qū)生態(tài)修復(fù)已經(jīng)取得了一些成績(jī),根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況,還應(yīng)當(dāng)在以下幾個(gè)方面繼續(xù)加強(qiáng)。

(1)目前,對(duì)礦山廢棄地中單個(gè)重金屬的污染治理已經(jīng)有一定的理論基礎(chǔ),但是一般礦山都不是單一的重金屬污染,因此需要找到適合治理多種重金屬污染的方法。

(2)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的治理與保護(hù)必需納入法制化軌道,在已有法律條款的基礎(chǔ)上,結(jié)合礦區(qū)環(huán)境的特點(diǎn),建立符合我國(guó)國(guó)情的礦區(qū)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

(3)采礦企業(yè)追求利潤(rùn)、法律法規(guī)在執(zhí)行中不當(dāng)?shù)榷紝?dǎo)致了礦山的破壞,所以,要各盡其責(zé),做好防范措施,減輕后期的治理。

(4)動(dòng)員全社會(huì)的力量參與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù),增強(qiáng)廣大群眾的生態(tài)環(huán)保意識(shí)和參與意識(shí),喚起全社會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境修復(fù)的廣泛關(guān)注,促使企業(yè)自覺地保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。

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生態(tài)修復(fù)的特點(diǎn)范文3

    生態(tài)水利設(shè)計(jì)中需堅(jiān)持的原則

    1.安全性和經(jīng)濟(jì)性原則

    生態(tài)水利好設(shè)計(jì)中的安全性與經(jīng)濟(jì)性原則指的是工程要符合水利工程學(xué)的基本原理和生態(tài)學(xué)的基本原理,工程設(shè)施要具有安全性、穩(wěn)定性和持久性。生態(tài)水利工程中的工程設(shè)施要符合水文學(xué)和工程力學(xué)的原理,要尊重泥沙的移動(dòng)、淤積和河流的侵蝕、沖刷規(guī)律,保證河流河流修復(fù)工程安全穩(wěn)定。當(dāng)然,除了考慮工程的安全性,還應(yīng)該堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)合理性原則,確保節(jié)約成本,利益最大化原則。

    2.保持河流的空間異質(zhì)性原則

    為了保護(hù)河流中的生物資源,在河流的空間形態(tài)和開發(fā)和改變中要堅(jiān)強(qiáng)空間異質(zhì)性原則。研究表明,生物群落的多樣性與非生物環(huán)境空間異質(zhì)息相關(guān),當(dāng)空間異質(zhì)越高的時(shí)候,物種的多樣性就越豐富。在生態(tài)水利設(shè)計(jì)過程中,要正確處理非生物環(huán)境與生物多樣性的關(guān)系,保持河流的空間異質(zhì)性特征。

    3.生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)原則

    生態(tài)系統(tǒng)具有自我修復(fù)功能,在開發(fā)和設(shè)計(jì)水利工程的時(shí)候,要充分考慮物種的自我適應(yīng)能力和環(huán)境的變化程度,防止生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能失效。依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能,可以讓自然界自主選擇合適的物種,進(jìn)而合理地設(shè)計(jì),為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)。例如,在水利工程中可以引入鄉(xiāng)土物種,在選用外來物種時(shí),要做好考察和分析。

    4.流域尺度整體性原則

    在實(shí)施生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)流域尺度的時(shí)候,要堅(jiān)持整體性原則,分析整個(gè)河流生態(tài)結(jié)構(gòu)及功能,分析各個(gè)生態(tài)系統(tǒng)之間的關(guān)系和作用,進(jìn)而提出系統(tǒng)的修復(fù)河流形態(tài)的方法,避免僅僅考慮某一個(gè)支流或者河段水文系統(tǒng)的修復(fù)。水域的生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)相互影響相互聯(lián)系的綜合體,生物系統(tǒng)、水文系統(tǒng)和工程設(shè)施系統(tǒng)之間都可以互相影響和作用,因此需要對(duì)整體性原則加以重視。

    5.反饋調(diào)整原則

    在水利工程的設(shè)計(jì)過程中,要遵循反饋調(diào)整原則,針對(duì)實(shí)施好的水利工程要做好調(diào)查、監(jiān)測(cè)、評(píng)估和分析,并做好適時(shí)且適度的調(diào)整工作。從設(shè)計(jì)到實(shí)施是比較重要的階段,但之后的監(jiān)測(cè)和調(diào)整是堅(jiān)持生態(tài)水利的重要部分,更加不可忽視。通過對(duì)生物的生存狀況和生存環(huán)境監(jiān)測(cè),通過對(duì)水文環(huán)境和狀況的監(jiān)測(cè),建立起系統(tǒng)的評(píng)估體系,并做好相應(yīng)的調(diào)整,進(jìn)而促進(jìn)生態(tài)水利工程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

    分析生態(tài)水利設(shè)計(jì)技術(shù)路線

    1.科學(xué)分析水文過程

    水利工程既要為自然生態(tài)環(huán)境服務(wù),又要為人們的生產(chǎn)生活服務(wù),因而具有服務(wù)廣泛性的特點(diǎn)。鑒于這個(gè)特點(diǎn),生態(tài)水利工程在設(shè)計(jì)的過程中,應(yīng)該要科學(xué)地分析水文過程,對(duì)于生態(tài)目標(biāo)對(duì)水資源的配置要求和需要規(guī)律做好分析和計(jì)算,從而更有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如,在設(shè)計(jì)一項(xiàng)水利工程的時(shí)候,可以從水利工程對(duì)于濕地、林業(yè)、草原、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、江河湖泊等的影響,又要分析水利工程對(duì)于工業(yè)、居民生活、消防、綠化等人文需求的影響,只有在綜合分析之后,才能實(shí)現(xiàn)生態(tài)水利工程自然與社會(huì)的雙贏。

    2.劃出主要生態(tài)敏感目標(biāo)

    一項(xiàng)水利工程對(duì)周圍的自然環(huán)境都會(huì)產(chǎn)生影響,但因?yàn)榄h(huán)境的自我修復(fù)功能和影響的大小,有些影響可以忽視,而有些影響早已在環(huán)境承受和消化范圍之外,不加以重視可能會(huì)帶來嚴(yán)重的后果。對(duì)此,在進(jìn)行生態(tài)水利設(shè)計(jì)的時(shí)候,要對(duì)影響水利建設(shè)直接或者間接影響的關(guān)鍵性生態(tài)目標(biāo)進(jìn)行明確,通過人工修復(fù)或者不進(jìn)行破壞等設(shè)計(jì)方式有效地避免水利工程對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響。

    3.生態(tài)水利設(shè)計(jì)與環(huán)境工程設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)一致

生態(tài)修復(fù)的特點(diǎn)范文4

【關(guān)鍵詞】國(guó)土空間;生態(tài)修復(fù);工程技術(shù);創(chuàng)新

1引言

在我國(guó)全面開展生態(tài)文明建設(shè)過程中,國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)對(duì)于提升生態(tài)質(zhì)量、促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展有著非常關(guān)鍵的作用。當(dāng)前我國(guó)很多區(qū)域中的生態(tài)環(huán)境被嚴(yán)重破壞,因此,要利用國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)來徹底改善這種環(huán)境。本文以“山水林田湖草是一個(gè)生命共同體”理念為出發(fā)點(diǎn),真正地了解其規(guī)劃定位與內(nèi)涵,對(duì)于當(dāng)前的國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)工程創(chuàng)新提供有利的支持。

2規(guī)劃定位與內(nèi)涵概述

“山水林田湖草是一個(gè)生命共同體”主要明確規(guī)定了自然資源管理者職責(zé)、用途與修復(fù)工作要領(lǐng)等,從而給我國(guó)山水林天草湖整體修復(fù)提供了有利的支持,按照具體情況做出有效的修復(fù),并且可以達(dá)到綜合治理的效果。國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)就是實(shí)現(xiàn)國(guó)土空間格局的優(yōu)化、遏制,更好地提升生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,使生態(tài)環(huán)境得到修復(fù),促進(jìn)環(huán)境質(zhì)量的提升。國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)過程中,需要以“山水林田湖草是一個(gè)生命共同體”思想為出發(fā)點(diǎn),對(duì)于我國(guó)的部分地區(qū)開發(fā)過度、生態(tài)功能損失等情況進(jìn)行修復(fù)處理,利用科學(xué)合理地規(guī)劃設(shè)計(jì),同時(shí)選擇更加合適的生物與化學(xué)修復(fù)處理措施,全面提升生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作水平【1】。

3國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)創(chuàng)新面臨的問題

在國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)創(chuàng)新的過程中,由于各種因素的影響使得該項(xiàng)工作開展還存在諸多問題,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

3.1國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)理論方法與技術(shù)研究亟待加強(qiáng)

目前的生態(tài)修復(fù)理論研究比較滯后,無法順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,對(duì)各個(gè)地區(qū)所開展的山水林田湖草生態(tài)修復(fù)等大型項(xiàng)目實(shí)際情況分析可以發(fā)現(xiàn),各個(gè)地區(qū)并沒有認(rèn)識(shí)到生態(tài)修復(fù)的重要性,對(duì)于各項(xiàng)重點(diǎn)工程項(xiàng)目的分項(xiàng)目落實(shí)缺乏嚴(yán)格執(zhí)行,使生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系和作用規(guī)律的掌握比較有限,最終的生態(tài)修復(fù)質(zhì)量難以提升。

3.2國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)亟待建立

目前,在我國(guó)各個(gè)地區(qū)生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用過程中,存在技術(shù)協(xié)調(diào)不合理、銜接不順暢或出現(xiàn)矛盾的情況。國(guó)土空間修復(fù)技術(shù)對(duì)于很多行業(yè)和學(xué)科有著直接的影響,同時(shí)也有著比較嚴(yán)重的跨區(qū)域、跨領(lǐng)域的問題,考慮使國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)工程順利進(jìn)行,還需要指導(dǎo)相應(yīng)的部門和機(jī)構(gòu)全面開展國(guó)土空間修復(fù)技術(shù)的研究,逐步進(jìn)行各項(xiàng)功能的規(guī)劃和評(píng)價(jià),研發(fā)先進(jìn)的修復(fù)技術(shù),滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要,促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

3.3國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)新材料、新裝備的研發(fā)亟待推進(jìn)

從長(zhǎng)期發(fā)展的實(shí)際情況分析,最大程度上需要全面地應(yīng)用土地、礦產(chǎn)、水等自然資源,在生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),沒有綜合分析生物的習(xí)性特點(diǎn),對(duì)于生物棲息、通道等方面的分析也存在嚴(yán)重的不足,尤其是一些大型基礎(chǔ)項(xiàng)目在建設(shè)施工環(huán)節(jié)應(yīng)用大量的機(jī)械設(shè)備和混凝土施工材料,給生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的不利影響,使生物體系缺乏連續(xù)性,生物多樣性持續(xù)減少、生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力變得更差。這些問題的存在都和生物多樣性保護(hù)意識(shí)以及生態(tài)材料及新裝備的應(yīng)用有著直接的關(guān)系【2】。

3.4國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)創(chuàng)新科研平臺(tái)亟待搭建

從多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析,生態(tài)修復(fù)技術(shù)是施工單位開展修復(fù)的基礎(chǔ),這些技術(shù)很多都是施工單位所提供的,在該項(xiàng)目結(jié)束之后,很難再次承接類似的工程項(xiàng)目,導(dǎo)致出現(xiàn)“封存”的現(xiàn)象,技術(shù)交流和創(chuàng)新嚴(yán)重不足。從國(guó)家層面來分析,沒有相應(yīng)的機(jī)構(gòu)開展國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研發(fā),國(guó)家也沒有形成社會(huì)開放技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái),導(dǎo)致國(guó)土空間修復(fù)技術(shù)依然停留在理論研究階段,技術(shù)設(shè)備與材料的創(chuàng)新研究嚴(yán)重不足,導(dǎo)致了最終的生態(tài)修復(fù)技術(shù)無法滿足實(shí)際需要。

4推進(jìn)國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)的創(chuàng)新對(duì)策

深入研究和推廣國(guó)土空間修復(fù)工程技術(shù),要充分掌握各個(gè)地區(qū)國(guó)土空間生態(tài)系統(tǒng)的整體性、系統(tǒng)性以及規(guī)律性,確定國(guó)土空間修復(fù)環(huán)節(jié)中的工作重點(diǎn)與未來發(fā)展方向,分析新技術(shù)、新設(shè)備與新工藝的應(yīng)用情況,給國(guó)家的生態(tài)修復(fù)研究技術(shù)提供重要的支持,全面提升技術(shù)研發(fā)人員工作的積極性,形成更加合理有效的生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系,推動(dòng)整個(gè)國(guó)土空間修復(fù)領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步。

4.1建立國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)創(chuàng)新體系與標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)目前所實(shí)施的“山水林田湖草是一個(gè)生命共同體”理念,要對(duì)國(guó)土空間生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行全面性、整體性的管理與維護(hù),要實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境修復(fù)的綜合性治理,就需要對(duì)國(guó)土空間修復(fù)工程類型進(jìn)行總結(jié)和分析,建立更加完善的國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng),從而可以更好地發(fā)揮國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),促進(jìn)生態(tài)環(huán)境盡快恢復(fù),給人們的生活創(chuàng)造良好的生活環(huán)境,推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展【3】。

4.2推進(jìn)國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)

根據(jù)當(dāng)前的實(shí)際情況需要,建立完善的整治中心、土地創(chuàng)新技術(shù)中心,要考慮到山水林田湖草工程項(xiàng)目的具體情況,充分發(fā)揮出國(guó)家相關(guān)部門的組織、引領(lǐng)、服務(wù)與橋梁等紐帶作用,通過搭建技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái),可以更好地實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展,形成更加協(xié)調(diào)與融合的創(chuàng)新局面。同時(shí),還應(yīng)該建設(shè)完善的國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)中心,實(shí)現(xiàn)高等院校、科研機(jī)構(gòu)、創(chuàng)新企業(yè)的建設(shè),達(dá)到創(chuàng)新技術(shù)的合理研發(fā)和應(yīng)用,最終提升技術(shù)創(chuàng)新能力和水平,促進(jìn)我國(guó)國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)工作順利進(jìn)行,全面改善生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量水平,以促進(jìn)我國(guó)生態(tài)效益的全面提升。

4.3加強(qiáng)國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用

在不斷地實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新的技術(shù)上,需要盡量縮短技術(shù)創(chuàng)新的周期,同時(shí),還需要結(jié)合各個(gè)區(qū)域內(nèi)的國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)實(shí)際情況進(jìn)行有效的總結(jié)和分析,經(jīng)過深入的篩查和選擇,建立具備創(chuàng)新思路的生態(tài)修復(fù)體系,達(dá)到全面的技術(shù)提升,建立更加高效的生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系,形成更具創(chuàng)新性的技術(shù)成果,以推動(dòng)生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域的全面發(fā)展和進(jìn)步,實(shí)現(xiàn)綜合水平的切實(shí)提升。4.4開展生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域的國(guó)際技術(shù)交流與合作積極學(xué)習(xí)國(guó)際上先進(jìn)的生態(tài)修復(fù)技術(shù),了解技術(shù)的發(fā)展形勢(shì),從而可以把握國(guó)際上新技術(shù)的創(chuàng)新動(dòng)態(tài),給國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)技術(shù)的創(chuàng)新提供未來的發(fā)展方向。在整體發(fā)展思路的基礎(chǔ)上,深化當(dāng)前我國(guó)各個(gè)地區(qū)生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用,積極進(jìn)行技術(shù)的交流和創(chuàng)新,全面提升生態(tài)修復(fù)技術(shù)水平,順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步。

5結(jié)語

生態(tài)修復(fù)的特點(diǎn)范文5

生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)的基本原理與過程

1基本原理

生境修復(fù)與生物資源養(yǎng)護(hù)原理的主要研究?jī)?nèi)容包括生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在的生態(tài)學(xué)過程與相互作用機(jī)制,生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、多樣性、抗逆性、生產(chǎn)力與可持續(xù)、先鋒群落與頂級(jí)群落的發(fā)生、發(fā)展機(jī)理與群落演替規(guī)律,不同干擾條件下生態(tài)系統(tǒng)的受損過程及其響應(yīng)機(jī)制,生態(tài)系統(tǒng)退化的診斷及其評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,生態(tài)系統(tǒng)退化過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、模擬、預(yù)警及預(yù)測(cè)等。對(duì)一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)工程而言,生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分都需要在原位經(jīng)過自然的生態(tài)過程,因此,事實(shí)上各生態(tài)學(xué)原理均可應(yīng)用于生態(tài)恢復(fù)的實(shí)踐中。生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)涉及的基本原理主要有限制因子原理、能量流動(dòng)原理、種群密度制約及分布格局原理、生態(tài)適應(yīng)性理論、生態(tài)位原理、演替原理、生物入侵理論、生物多樣性原理、功能群構(gòu)建原理等。其中,干擾與演替原理、功能群構(gòu)建原理是應(yīng)用于海洋生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中的重要原理。

2基本過程

修復(fù)行為實(shí)質(zhì)上是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的一次新的干擾,很難保證所有修復(fù)行為均對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的修復(fù)起到正效應(yīng)。要想系統(tǒng)向預(yù)期方向發(fā)展,需要有科學(xué)的理論框架,制定合理的修復(fù)方案,并對(duì)方案進(jìn)行可行性論證。Zedler以濕地生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)為例,將生態(tài)恢復(fù)的整個(gè)過程劃分為5個(gè)不同的階段,即目標(biāo)設(shè)定—開發(fā)概念模型、恢復(fù)區(qū)域的選址優(yōu)化、原地非生物環(huán)境的操控、原地生物區(qū)系的操控、生態(tài)系統(tǒng)維護(hù)等。

Clewell等將生態(tài)恢復(fù)的過程分為修復(fù)計(jì)劃準(zhǔn)備、生態(tài)系統(tǒng)健康狀況評(píng)估、修復(fù)計(jì)劃制定論證、修復(fù)行動(dòng)實(shí)施、修復(fù)后評(píng)估和管理等5個(gè)階段,并指出了生態(tài)修復(fù)過程中涉及的51條指導(dǎo)原則。

海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)設(shè)施

1人工魚礁

人工魚礁(artificialreef)是人為放置在海底的一個(gè)或多個(gè)自然或者人工構(gòu)造物,它能夠改變與海洋生物資源有關(guān)的物理、生物及社會(huì)經(jīng)濟(jì)過程,并可改善海域生態(tài)環(huán)境,營(yíng)造海洋生物棲息的良好環(huán)境,為魚類等提供繁殖、生長(zhǎng)、索餌和庇敵的場(chǎng)所,達(dá)到保護(hù)、增殖和提高漁獲量的目的。用于建造人工魚礁的材料種類很多,礁體材料的選擇直接影響礁體的結(jié)構(gòu)特征和礁區(qū)生物的增養(yǎng)殖效果。根據(jù)材料的來源不同,人工魚礁使用的材料可分為天然材料、廢棄材料和人造材料等3大類。礁體設(shè)計(jì)對(duì)人工魚礁效果的發(fā)揮至關(guān)重要,主要包括礁體材料、重量、形狀、幾何尺寸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等因素。礁體的材料、重量、尺寸、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、表面粗糙度等應(yīng)根據(jù)規(guī)劃要求與生物因素和水動(dòng)力學(xué)特征相適應(yīng)。根據(jù)投放的不同目的和用途,人工魚礁可以分為增殖型魚礁、漁獲型魚礁和游釣型魚礁等3種。

2增殖礁及增養(yǎng)殖設(shè)施

根據(jù)增殖對(duì)象生物不同,人工魚礁可分為藻礁、鮑礁、參礁等,而增殖海參、鮑等海珍品的礁體可統(tǒng)稱為海珍品增殖礁,又稱海珍礁,。由于礁體可以保護(hù)刺參、鮑等海珍品免受敵害侵?jǐn)_,并可為增殖海珍品提供食物來源和遮蔽場(chǎng)所,因此,海珍礁廣泛應(yīng)用于中國(guó)的海珍品增養(yǎng)殖中。在我國(guó),很多種材料被用作刺參的人工附著基或礁體,例如石塊、瓦片、混凝土構(gòu)件、扇貝養(yǎng)殖籠、編織布、塑料構(gòu)件,甚至柞木枝等。

作者所在的研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)近岸泥沙質(zhì)海灣、離岸開放海域和靜水圍堰等增養(yǎng)殖生境的受損現(xiàn)狀和刺參、鮑等海珍品的生態(tài)習(xí)性,發(fā)明了適用于近岸海灣的牡蠣殼海珍礁及其配套制作裝置、貝類排糞物再利用裝置,適用于離岸開放海域的大型藻類抗風(fēng)浪沉繩式養(yǎng)殖設(shè)施、“海龍I型”底播式海水增養(yǎng)殖設(shè)施,以及適用于圍堰的多層板式立體海珍礁:這些設(shè)施設(shè)備實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同類別生境的有效修復(fù)和高效生態(tài)增養(yǎng)殖,為海洋生境修復(fù)與海水增養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)高效健康發(fā)展提供了裝備支撐。

海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)技術(shù)

1海洋生境修復(fù)與改良技術(shù)

1.1海草床修復(fù)技術(shù)

海草是單子葉草本植物,通常生長(zhǎng)在淺海和河口水域。海草床對(duì)海域生境的修復(fù)和改良具有重要的生態(tài)作用,海草群落不僅是海洋初級(jí)生產(chǎn)者,具有高的生產(chǎn)力和固碳能力,還可起到穩(wěn)定底泥沉積物、改善水體透明度及凈化海水的作用;同時(shí),海草還是許多海洋動(dòng)物重要的產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地、隱蔽場(chǎng)所及直接的食物來源,在全球C、N、P循環(huán)中具有重要作用。據(jù)《世界海草地圖集》顯示,1993年到2003年,全世界已經(jīng)有約26000km2的海草床消失,達(dá)到總數(shù)的15%。海草床的衰退引起了人們的高度關(guān)注,許多國(guó)家都開展了海草床恢復(fù)方法的研究工作。海草床的恢復(fù)主要依靠海草的種子或者構(gòu)件(根狀莖),主要的方法有生境恢復(fù)法、種子法和移植法。

生境恢復(fù)法投入少、代價(jià)低,但周期長(zhǎng)。移植法恢復(fù)大葉藻海草床是較為常用的方法,主要有草皮法、草塊法和根狀莖法,草塊法成活率高,但對(duì)原海草床有破壞作用;根狀莖法節(jié)約種源,但固定困難。應(yīng)用種子來實(shí)現(xiàn)低成本、高效率、大規(guī)模的恢復(fù)海草床也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),種子法破壞小,但種子難收集、易喪失、萌發(fā)率低。

1.2牡蠣礁修復(fù)技術(shù)

牡蠣礁(oysterreef)指目前正在生長(zhǎng)及挽近剛停止生長(zhǎng)的、于河口洼地中的牡蠣殼堆積體。牡蠣礁在凈化水體、提供棲息生境、促進(jìn)漁業(yè)生產(chǎn)、保護(hù)生物多樣性和耦合生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)等方面均具有重要的生態(tài)功能。美國(guó)切薩皮克灣(ChesapeakeBay)由于人類活動(dòng)的影響而引起了生境的退化(富營(yíng)養(yǎng)化和大葉藻藻床的破壞)及生物資源的衰退(美洲牡蠣數(shù)量大為減少)。近年來,弗吉尼亞海洋科學(xué)研究所(VirginiaInstituteofMarineScience)的科學(xué)家實(shí)施了牡蠣礁恢復(fù)計(jì)劃,對(duì)礁體生物學(xué)、群落發(fā)生和營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并對(duì)恢復(fù)情況進(jìn)行了追蹤,如Harding研究了恢復(fù)的牡蠣礁區(qū)域浮游動(dòng)物群落豐度和組成的水平分布和時(shí)間變化,作為切薩皮克灣牡蠣礁恢復(fù)進(jìn)展的潛在標(biāo)準(zhǔn)。該系列研究對(duì)當(dāng)?shù)啬迪牻傅某晒π迯?fù)起到了重要作用。牡蠣礁的修復(fù)主要通過結(jié)合防浪堤設(shè)置專用礁體以及利用牡蠣殼礁體兩種方式實(shí)現(xiàn)。

1.3珊瑚礁修復(fù)技術(shù)

珊瑚礁(coralreef)是石珊瑚目的動(dòng)物形成的一種結(jié)構(gòu),它們是成千上萬的由碳酸鈣組成的珊瑚蟲的骨骼在數(shù)百年至數(shù)千年的生長(zhǎng)過程中形成的。珊瑚礁被稱作“熱帶海洋森林”,其生態(tài)系統(tǒng)具有很高的生物多樣性和重要的生態(tài)功能,珊瑚礁為許多動(dòng)植物提供了生活環(huán)境,其中包括蠕蟲、軟體動(dòng)物、海綿、棘皮動(dòng)物和甲殼動(dòng)物,此外,珊瑚礁還是大洋帶的魚類的幼魚生長(zhǎng)地。

由于全球氣候變暖、自然災(zāi)害、海水消耗、過度捕撈、海水污染等原因,導(dǎo)致珊瑚礁的衰退現(xiàn)象嚴(yán)重。世界珊瑚礁現(xiàn)狀調(diào)查顯示,全世界19%的珊瑚礁已經(jīng)消失,15%的珊瑚礁在10~20年內(nèi)將有消失的危險(xiǎn),20%的珊瑚礁在20~40年內(nèi)將面臨消失。珊瑚礁生態(tài)修復(fù)的主要方法包括有性生殖法(sexualreproduction)、珊瑚移植法(transplantation)、底質(zhì)改良法等。有性生殖法是通過自然產(chǎn)卵產(chǎn)生的珊瑚幼蟲來培育珊瑚幼體,再將幼體進(jìn)行移植;珊瑚移植是把珊瑚整體或者部分移植到退化區(qū)域,以改善退化區(qū)的生物多樣性,這是過去幾十年來修復(fù)珊瑚礁的主要手段;底質(zhì)改良是通過穩(wěn)固底質(zhì)或在底質(zhì)中增加化學(xué)物質(zhì),以吸引珊瑚幼蟲的附著和珊瑚的生長(zhǎng)。

1.4人工魚礁構(gòu)建技術(shù)

人工魚礁水動(dòng)力學(xué)特征研究可以為人工魚礁的選址和設(shè)計(jì)的優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。了解人工魚礁水動(dòng)力學(xué)性能需要首先研究人工魚礁受水流作用時(shí)受力的情況和人工魚礁內(nèi)部及其周圍流場(chǎng)的實(shí)際分布情況,其研究方法主要有理論分析、模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬等。黑木敏郎與中村充在回流水槽中,觀察和測(cè)定了圓筒形、四角形魚礁模型周圍水流的變化。Fujihara等運(yùn)用數(shù)值計(jì)算法對(duì)設(shè)置魚礁后的定常層流水域的流場(chǎng)變化進(jìn)行研究,得到了魚礁流場(chǎng)的上升流范圍及分布特點(diǎn)。國(guó)外學(xué)者的研究表明:在魚礁的阻流作用下,魚礁下游的流場(chǎng)根據(jù)紊動(dòng)程度可分為3個(gè)區(qū)域:紊流區(qū)、過渡區(qū)和未受擾動(dòng)區(qū)。通透性礁體和非通透性礁體所產(chǎn)生的紊流區(qū)長(zhǎng)度比和高度比均不同,通透性礁體的高度比小于1,長(zhǎng)度比小于4,而非通透性礁體的高度比一般要大于1而略小于2,而長(zhǎng)度比小于14。

合理的選址是人工魚礁規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。人工魚礁投放區(qū)域的選擇是否合理關(guān)系到其功能能否正常發(fā)揮,投放區(qū)域不當(dāng)會(huì)造成人力與財(cái)力的損失,并有可能對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。李文濤等認(rèn)為人工魚礁的選址涉及地質(zhì)科學(xué)、海洋科學(xué)、氣象科學(xué)、生物科學(xué)、社會(huì)學(xué)等多個(gè)學(xué)科,需要考慮海洋物理環(huán)境、生物環(huán)境和社會(huì)等多種因素,其中國(guó)家的海洋功能區(qū)劃以及海底底質(zhì)類型、水深、水流等因素在人工魚礁的選址中是必須首先考慮的;王飛等根據(jù)水深、底質(zhì)類型、地形坡度、生物密度、平均流速、離岸距離等影響人工魚礁選址的因素,并根據(jù)各影響因子的重要性程度確定其權(quán)重,建立了舟山海域人工魚礁選址的多因子綜合評(píng)價(jià)模式。

Tian對(duì)臺(tái)灣省老鼠嶼沿岸海區(qū)的五個(gè)預(yù)選礁區(qū)進(jìn)行了綜合性的選址研究,研究?jī)?nèi)容包括了海底地形、地貌、底質(zhì)特性以及海況,調(diào)查中使用了回聲測(cè)深儀、旁掃聲納、重力巖心提取器、地質(zhì)測(cè)試儀、GPS、ADCP(多普勒流速剖面儀)和ROV(水下機(jī)器人)等先進(jìn)的儀器設(shè)備。

2海洋生物資源養(yǎng)護(hù)技術(shù)

2.1人工增殖放流技術(shù)

增殖放流是恢復(fù)漁業(yè)資源、優(yōu)化水生生物群落結(jié)構(gòu)、提高漁業(yè)生產(chǎn)力的有效手段,其形式是通過向天然水域投放魚、蝦、蟹、貝類等各類漁業(yè)生物的苗種來達(dá)到恢復(fù)或增加漁業(yè)資源種群數(shù)量和資源量的一種方法。19世紀(jì)中期,美國(guó)、加拿大對(duì)紅點(diǎn)鮭進(jìn)行了移植孵化實(shí)驗(yàn),后來又將一種溯河性鯡魚從北美大西洋沿岸移植到太平洋沿岸,并形成了有價(jià)值的自然種群。挪威、英國(guó)、丹麥和芬蘭也先后進(jìn)行了鱈魚和鲆鰈類的資源增殖工作。日本于20世紀(jì)60年代提出“栽培漁業(yè)”概念,并在瀨戶內(nèi)海進(jìn)行了對(duì)蝦、真鯛、梭子蟹和盤鮑的放流增殖工作,至2002年,日本放流水產(chǎn)苗種已達(dá)83種。

長(zhǎng)距離洄游的大麻哈魚類是目前世界上規(guī)模最大、最有成效的增殖種類,前蘇聯(lián)、日本、美國(guó)和加拿大等國(guó)先后進(jìn)行了大麻哈魚的增殖放流,放流數(shù)量每年高達(dá)30余億尾,回捕率高達(dá)20%。目前世界上有94個(gè)國(guó)家開展了增殖放流工作,其中64個(gè)國(guó)家開展了海洋增殖放流工作。

我國(guó)近海漁業(yè)資源放流工作起步較晚,自20世紀(jì)70年代中后期開展對(duì)蝦增殖放流以來,已經(jīng)開展了海蜇、三疣梭子蟹、金烏賊、曼氏無針烏賊、梭魚、真鯛、黑鯛、大黃魚、牙鲆、黃蓋鰈、六線魚、許氏平鲉等游泳生物以及蝦夷扇貝、魁蚶、海參以及盤鮑等底棲生物增殖放流工作,其中中國(guó)對(duì)蝦的增殖和移植、海蜇的增殖、蝦夷扇貝的底播移植等工作已初具生產(chǎn)規(guī)模和顯著的經(jīng)濟(jì)效益;但在增殖放流過程中,存在管理體制不夠健全、資金投入相對(duì)不足、科學(xué)研究相對(duì)薄弱,缺乏規(guī)范的增殖放流技術(shù)規(guī)程等問題。農(nóng)業(yè)部下發(fā)了《全國(guó)水生生物增殖放流總體規(guī)劃(2011—2015年)》,規(guī)范和細(xì)化了各海域增殖放流任務(wù),提出了渤、黃、東海及南海具體適宜增殖放流的種類,對(duì)45種經(jīng)濟(jì)物種的適宜放流海域進(jìn)行了規(guī)劃。

2.2多營(yíng)養(yǎng)層次綜合增養(yǎng)殖技術(shù)

多營(yíng)養(yǎng)級(jí)的綜合養(yǎng)殖模式(integratedmulti-trophicaquaculture,IMTA)是近年提出的一種健康、可持續(xù)發(fā)展的海水養(yǎng)殖理念。對(duì)于資源穩(wěn)定、守恒的系統(tǒng),營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的再循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)中的一個(gè)重要過程,由不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物,如投餌類動(dòng)物、濾食性貝類、大型藻類和沉積食性動(dòng)物等組成的綜合養(yǎng)殖系統(tǒng)中,系統(tǒng)中一些生物排泄到水體中的廢物成為另一些生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來源。因此,這種方式能充分利用輸入到養(yǎng)殖系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量,可以把營(yíng)養(yǎng)損耗及潛在的經(jīng)濟(jì)損耗降到最低,從而使系統(tǒng)具有較高的容納量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。近年來,作者所在的研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)淺海筏式、底播和島嶼的不同特點(diǎn)和增養(yǎng)殖對(duì)象的生態(tài)特征,研發(fā)了筏式貝-藻-參綜合養(yǎng)殖、藻-鮑-參生態(tài)底播增養(yǎng)殖和離岸島嶼生態(tài)增養(yǎng)殖等多營(yíng)養(yǎng)層次的綜合增養(yǎng)殖新技術(shù)。

3海洋牧場(chǎng)建設(shè)技術(shù)

海洋牧場(chǎng)(oceanranching)是一個(gè)新型的增養(yǎng)殖漁業(yè)系統(tǒng),即在某一海域內(nèi),建設(shè)適應(yīng)水產(chǎn)資源生態(tài)的人工生息場(chǎng),采用增殖放流和移植放流的方法,將生物種苗經(jīng)過中間育成或人工馴化后放流入海,利用海洋自然生產(chǎn)力和微量投餌育成,并采用先進(jìn)的魚群控制技術(shù)和環(huán)境監(jiān)控技術(shù)對(duì)其進(jìn)行科學(xué)管理,使其資源量持續(xù)增長(zhǎng),有計(jì)劃且高效率地進(jìn)行漁獲。建設(shè)海洋牧場(chǎng)需要一整套系統(tǒng)化的漁業(yè)設(shè)施和管理體制,如人造上升流、人工種苗孵化、自動(dòng)投餌機(jī)、氣泡幕、超聲波控制器、環(huán)境監(jiān)測(cè)站、水下監(jiān)視系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)等。海洋牧場(chǎng)的構(gòu)想最早是由日本在1971年提出。

1978~1987年,日本開始在全國(guó)范圍內(nèi)全面推進(jìn)“栽培漁業(yè)”計(jì)劃,并建成了世界上第一個(gè)海洋牧場(chǎng)——日本黑潮牧場(chǎng)。韓國(guó)于1994~1996年進(jìn)行了海洋牧場(chǎng)建設(shè)的可行性研究,并于1998年開始實(shí)施“海洋牧場(chǎng)計(jì)劃”,該計(jì)劃試圖通過海洋水產(chǎn)資源補(bǔ)充,形成牧場(chǎng),通過牧場(chǎng)的利用和管理,實(shí)現(xiàn)海洋漁業(yè)資源的可持續(xù)增長(zhǎng)和利用極大化。美國(guó)于1968年提出建造海洋牧場(chǎng)計(jì)劃,1972年付諸實(shí)施,1974年在加利福尼亞建立起海洋牧場(chǎng),利用自然苗床,培育大型藻類,效益顯著。我國(guó)在20世紀(jì)80年代曾提出開發(fā)建設(shè)海洋牧場(chǎng)的設(shè)想,90年代又有學(xué)者對(duì)南海水域發(fā)展海洋牧場(chǎng)提出建議,并對(duì)南海水域進(jìn)行了多項(xiàng)綜合和專項(xiàng)調(diào)查,為開發(fā)建設(shè)海洋牧場(chǎng)提供了背景資料和技術(shù)儲(chǔ)備。目前中國(guó)海洋牧場(chǎng)的開發(fā)還僅限于投放人工漁礁和人工放流,并且由于規(guī)模較小,形成的魚礁漁場(chǎng)對(duì)沿岸漁業(yè)的影響甚微。

海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)

1海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)

生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)是海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)計(jì)劃的重要組成部分,監(jiān)測(cè)信息的收集是決定恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)管理方式的重要環(huán)節(jié),通過監(jiān)測(cè)可以確定修復(fù)工程是否向既定目標(biāo)發(fā)展。因此,制定監(jiān)測(cè)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程對(duì)于復(fù)雜的監(jiān)測(cè)活動(dòng)十分必要,如美國(guó)的加利福尼亞區(qū)域海帶修復(fù)計(jì)劃中制定了海帶恢復(fù)和監(jiān)測(cè)規(guī)程,規(guī)程為參與潛水的志愿者列出了詳細(xì)注意事項(xiàng),以保證監(jiān)測(cè)的一致性和精確性;全球海草監(jiān)測(cè)計(jì)劃(SeagrassNet)也制定了有關(guān)海草恢復(fù)的監(jiān)測(cè)規(guī)程、野外取樣和數(shù)據(jù)處理的注意事項(xiàng)、科學(xué)監(jiān)測(cè)手冊(cè)等。

監(jiān)測(cè)主要分修復(fù)前監(jiān)測(cè)和修復(fù)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。通過修復(fù)前監(jiān)測(cè),可以了解生境和生物資源的受損程度,確定現(xiàn)存生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn),并有助于確定恢復(fù)的目標(biāo)和恢復(fù)方式。修復(fù)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)是自修復(fù)計(jì)劃正式實(shí)施以后對(duì)修復(fù)的全過程進(jìn)行的監(jiān)測(cè),通過長(zhǎng)期的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)可以對(duì)比修復(fù)系統(tǒng)與自然系統(tǒng)的特點(diǎn),便于準(zhǔn)確確定退化生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的生態(tài)變動(dòng)過程及變動(dòng)方向。

2海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)效果的評(píng)價(jià)

在復(fù)雜的環(huán)境條件作用下,恢復(fù)的目標(biāo)和效果可能會(huì)偏離既定的恢復(fù)軌道,因此,對(duì)海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)是十分必要的。當(dāng)前對(duì)恢復(fù)和自然生態(tài)系統(tǒng)及其功能參數(shù)特征的變異性了解還不夠深入,因此,海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)效果的評(píng)價(jià)方法與技術(shù)手段也相對(duì)復(fù)雜。生態(tài)修復(fù)效果評(píng)價(jià)的主要方法有直接對(duì)比法(directcomparison)、屬性分析法(attributeanalysis)和軌道分析法(trajectoryanalysis)。評(píng)價(jià)生態(tài)修復(fù)效果應(yīng)用最廣泛的方法是直接對(duì)比法,即對(duì)比恢復(fù)的和自然的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能參數(shù),包括生物和非生物環(huán)境參數(shù);屬性分析法是將恢復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)的屬性轉(zhuǎn)化為定量和半定量的數(shù)據(jù),以確定生態(tài)系統(tǒng)中各屬性要素的恢復(fù)程度;軌道分析法是一種正處于研究過程中但比較有應(yīng)用前景的方法,該方法通過定期收集恢復(fù)數(shù)據(jù)并繪制成趨勢(shì)圖,以確定恢復(fù)的趨勢(shì)是否沿預(yù)定的恢復(fù)軌道進(jìn)行。

恢復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)較為復(fù)雜。從生態(tài)學(xué)角度,恢復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)包含充足的生物和非生物資源,其能夠在沒有外界協(xié)助的情況下維持自身結(jié)構(gòu)和功能的持續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn),且具備能夠應(yīng)對(duì)正常環(huán)境壓力和干擾的抗性。國(guó)內(nèi)外在采用系統(tǒng)模型評(píng)價(jià)修復(fù)效果方面的研究取得了一定進(jìn)展。Madon等提出了用于規(guī)劃濕地恢復(fù)的生物能量學(xué)模型(bioenergeticsmodels),該模型可以用于評(píng)估不同環(huán)境條件下魚類的生長(zhǎng)情況,華盛頓大學(xué)的研究人員利用該模型評(píng)估了河口濕地系統(tǒng)恢復(fù)過程中鮭魚幼魚的生長(zhǎng)情況。Pickering等運(yùn)用成本效果分析(CEA)、成本效益分析(CBA)和條件價(jià)值評(píng)估(CVM)等方法從生態(tài)學(xué)角度評(píng)價(jià)了人工魚礁修復(fù)近海生態(tài)系統(tǒng)的潛力。

Pitcher等采用生態(tài)系統(tǒng)空間模擬技術(shù)(ECOSP-ACE)預(yù)測(cè)了香港禁捕保護(hù)區(qū)內(nèi)人工魚礁的資源和漁業(yè)的效益。

海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)的綜合管理

海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)的管理是海域管理的重要組成部分,涉及對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的全面了解以及對(duì)生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)的監(jiān)測(cè)與研究。海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)的管理應(yīng)該從規(guī)劃開始,一直持續(xù)到修復(fù)效果達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。管理的目標(biāo)是保障修復(fù)行動(dòng)和修復(fù)效果的有效性。近年來,基于生態(tài)系統(tǒng)的管理(ecosystem-basedanagement,EBM)理念得到充分重視與發(fā)展。基于生態(tài)系統(tǒng)的管理是一種較為先進(jìn)的資源環(huán)境管理方式,其核心內(nèi)容是維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù),該理念強(qiáng)調(diào)從海洋生態(tài)系統(tǒng)整體出發(fā)制定漁業(yè)管理決策,并運(yùn)用多學(xué)科知識(shí),加強(qiáng)各部門合作,實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)與生態(tài)保護(hù)相協(xié)調(diào)。適應(yīng)性管理(adaptivemanagement)是海洋生境修復(fù)和資源養(yǎng)護(hù)中強(qiáng)調(diào)的另一種管理模式,該模式承認(rèn)恢復(fù)計(jì)劃指定過程中無法預(yù)測(cè)某些不確定發(fā)生的事件,管理的目標(biāo)是解決實(shí)施過程中出現(xiàn)的這些不確定事件。該模式涉及附加恢復(fù)計(jì)劃的實(shí)施,恢復(fù)系統(tǒng)中部分區(qū)域的實(shí)驗(yàn)研究、不同環(huán)境條件下的并行研究計(jì)劃實(shí)施、評(píng)估整個(gè)過程有效性的實(shí)施等。適應(yīng)性管理的模式廣泛應(yīng)用于海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)實(shí)踐中。

海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)研究展望

海洋生境的退化與生物資源的衰退引起了國(guó)內(nèi)外的高度重視,在典型生境的修復(fù)、關(guān)鍵物種的保護(hù)、修復(fù)效果的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)、修復(fù)的綜合管理等方面取得了較為顯著的成效,對(duì)緩解海洋生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化與生物資源的持續(xù)衰退起到了重要作用;但在生境修復(fù)與生物資源養(yǎng)護(hù)原理、生態(tài)高效型設(shè)施設(shè)備、生境修復(fù)與生物資源養(yǎng)護(hù)新技術(shù)、監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)與管理模型、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等方面開展的研究與實(shí)踐工作相對(duì)較少,也是制約海洋生境與生物資源持續(xù)利用的關(guān)鍵因素,這也必將成為未來研究工作的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。

1生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)原理

生境修復(fù)與生物資源養(yǎng)護(hù)原理是開展生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)計(jì)劃的依據(jù)。不同環(huán)境條件下的演替規(guī)律、功能群結(jié)構(gòu)與功能、不同干擾條件下生態(tài)系統(tǒng)的受損過程及其響應(yīng)機(jī)制、生態(tài)系統(tǒng)退化的診斷及其評(píng)價(jià)指標(biāo)體系依然是未來研究工作的重點(diǎn)。

2生態(tài)高效型生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)設(shè)施設(shè)備

生態(tài)高效型設(shè)施設(shè)備的研發(fā)是生境修復(fù)與生物資源養(yǎng)護(hù)工作的基礎(chǔ)。該領(lǐng)域未來工作的熱點(diǎn)將主要集中在生態(tài)高效型人工魚礁、藻礁與海珍品增殖礁的研發(fā),資源與環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備的研制,水下攝像與測(cè)量?jī)x器的研制等方面。

3環(huán)境友好型生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)新技術(shù)

生境修復(fù)與生物資源養(yǎng)護(hù)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)預(yù)期修復(fù)效果的核心。未來研究的重點(diǎn)將集中在生境修復(fù)與生物資源養(yǎng)護(hù)關(guān)鍵物種的篩選與功能群構(gòu)建技術(shù)、碳匯漁業(yè)新技術(shù)、海洋牧場(chǎng)構(gòu)建技術(shù)、智能型遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)等方面。

4海洋生境修復(fù)和生物資源養(yǎng)護(hù)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)與管理模型

監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)與管理是修復(fù)行動(dòng)有效實(shí)施的關(guān)鍵。未來研究工作的重點(diǎn)將集中在監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)與管理的智能一體化系統(tǒng),監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)與管理的動(dòng)態(tài)模型等方面。

生態(tài)修復(fù)的特點(diǎn)范文6

關(guān)鍵詞:水污染;植物修復(fù);環(huán)境

中圖分類號(hào):X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-0432(2012)-04-0146-2

基金項(xiàng)目:新疆維吾爾自治區(qū)高校科研重點(diǎn)項(xiàng)目:“伊犁河流域土壤重金屬環(huán)境地球化學(xué)基線研究”(課題編號(hào):XJEDU2010157)

氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)污染是我國(guó)水污染的兩個(gè)主要方面,我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和水利現(xiàn)代化進(jìn)程快速發(fā)展,國(guó)家已經(jīng)確立了本世紀(jì)末基本修復(fù)全國(guó)水生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)。而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),需要對(duì)現(xiàn)代生態(tài)修復(fù)技術(shù)的不斷研究更新應(yīng)用,完善水污染環(huán)境的治理工作。植物修復(fù)技術(shù)就是目前水污染治理中一項(xiàng)較為實(shí)用的技術(shù),并且已經(jīng)在我國(guó)的江、河、湖、海和水庫等水污染環(huán)境治理中開始廣泛應(yīng)用。

1 植物修復(fù)技術(shù)

1.1 定義

植物修復(fù)技術(shù)是指通過綠色植物及其根際的土著微生物共同作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境污染的清除,是目前一種較新的原位治理技術(shù),其主要機(jī)理就是通過植物及其根際土著微生物的代謝活動(dòng)來對(duì)環(huán)境中的污染物進(jìn)行吸收、積累或者降解轉(zhuǎn)化。

1.2 特點(diǎn)

植物修復(fù)技術(shù)相比于其他的水污染環(huán)境處理方法,主要有以下幾方面的特點(diǎn):

(1)植物修復(fù)技術(shù)能夠在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行,這使得治理污染過程中的運(yùn)輸費(fèi)用得以減少,同時(shí)降低了人類和污染物直接接觸的機(jī)會(huì)。

(2)能夠有效地處理水體中的有機(jī)污染物、重金屬污染物和富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)。

(3)可以使水體營(yíng)養(yǎng)達(dá)到平衡,使水體的自凈能力得到改善。

(4)具有較低的工程造價(jià),耗能少甚至是不需要耗能。

(5)不需要在水體治理過程中加放藥劑,防止了水體的二次污染。

1.3 植物修復(fù)技術(shù)類型

1.3.1 植物揮發(fā) 植物吸收一些容易揮發(fā)的污染物后會(huì)在表面組織中將污染物揮發(fā)掉。空氣中的活性羥基可以將植物莖葉揮發(fā)出的物質(zhì)分解掉。植物自身不能降解污染物質(zhì),而是將污染物所處的環(huán)境進(jìn)行轉(zhuǎn)移,減少污染物總量。

1.3.2 植物固定 植物在吸收有毒有害污染物后,可以將其匯聚在植物體內(nèi),比如根、莖、葉中,將污染物的活動(dòng)性降低,防止其擴(kuò)散到周圍的水體中,也就是植物對(duì)污染物起固定作用。隨著植物的死亡腐爛,這一部分被固定的污染物會(huì)被重新釋放到自然環(huán)境中。

1.3.3 植物提取 植物根系可以從土壤中將有機(jī)或者重金屬污染物轉(zhuǎn)移到植物的地上部分,通常是指那些累積大于葉片干重0.01%的Cd或者0.1%的Cu、Zn、Pb、Co、Ni,或者1.0%的Mn植物。

1.3.4 植物降解 通過植物或植物與微生物對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解。植物通過同化過程對(duì)污染物質(zhì)進(jìn)行降解,只是污染物的轉(zhuǎn)換場(chǎng)所,并不對(duì)污染物進(jìn)行存儲(chǔ)固定,在植物死亡后,大部分污染物已經(jīng)被降解為無毒性物質(zhì)或無機(jī)物,可以有效地避免二次污染。

1.3.5 根系過濾 植物根系聚集著大量的微生物,特別是在距離跟表面1-3毫米的地方,這些微生物是沒有種植過土壤的3-4倍。一些有機(jī)物能夠結(jié)合植物使重金屬的降解得到促進(jìn),還能使一些有機(jī)污染物礦化。

2 植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的要求

2.1 水環(huán)境的要求

2.1.1 水環(huán)境的條件 并不是說植物修復(fù)技術(shù)是萬能的治理技術(shù),其有著自身的適用性,該技術(shù)對(duì)水體的動(dòng)力條件和水質(zhì)現(xiàn)狀都是有要求的。通常來說,植物修復(fù)技術(shù)在水流較緩的寬淺水體,不超過3m的水深中較為適用。另外,實(shí)踐研究表明,水流的流速以及水力停留時(shí)間也影響著植物修復(fù)技術(shù)的運(yùn)用。因?yàn)樯锓N群可以適應(yīng)一定的環(huán)境脅迫,所以,植物修復(fù)技術(shù)對(duì)水質(zhì)也有著一定的要求,污染高負(fù)荷的水環(huán)境不利于植物修復(fù)的進(jìn)展。

2.1.2 水生植物的選型 水污染環(huán)境植物修復(fù)技術(shù)的核心是水生植物,水生植物不同會(huì)呈現(xiàn)不同的水體污染吸收能力和吸收效果,并且大型水生植物藻類的不同會(huì)使得抑制效應(yīng)不同,對(duì)不同的水生植物藻類也使得同種水生植物的作用不同。而且,營(yíng)養(yǎng)效率在過長(zhǎng)的生物調(diào)控過程中較低。另外,分泌物濃度不同使得其對(duì)藻類的他感效果不同。因此,在水污染環(huán)境不同的治理情況下,對(duì)水生植物的選擇非常重要。

2.1.3 護(hù)坡生態(tài)建設(shè) 在植物修復(fù)技術(shù)的使用中,江河湖庫的護(hù)坡建設(shè)也對(duì)其效果有著很大的影響。一直以來,人們對(duì)于防洪、通航等這類河道自身的功能較為注重,所以我國(guó)許多地方的護(hù)坡建設(shè)中普遍使用混凝土材料護(hù)坡、襯砌河床、截彎取直的做法。然而,這些做法實(shí)際上對(duì)土壤和水體的關(guān)系產(chǎn)生了割裂,分離了生物環(huán)境,水系和土地及生物環(huán)境相分離,對(duì)自然環(huán)境的生態(tài)鏈產(chǎn)生了破壞,造成了生態(tài)環(huán)境的不和諧。護(hù)坡生態(tài)建設(shè)對(duì)生態(tài)修復(fù)有很好的效果,主要是在對(duì)初期坡面穩(wěn)定和坡面植被保綠保活有所保證的基礎(chǔ)上,遵循自然規(guī)律,通過人為手段使坡面植被群落的演替速度加快,將坡面與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境相互融合。護(hù)坡生態(tài)建設(shè)具有抗蝕、保水、增加截流面源以及坡面強(qiáng)度等功能,提供給植物足夠的生長(zhǎng)養(yǎng)分和良好的生長(zhǎng)環(huán)境。

2.1.4 資金投入 在污染問題的治理中,資金投入始終是個(gè)大問題,植物修復(fù)技術(shù)也是這樣。第一,植物修復(fù)技術(shù)自身的特點(diǎn)原因使得這是一個(gè)長(zhǎng)期漫長(zhǎng)的過程,在技術(shù)開始階段的資金投入可能不是最大的,但之后的技術(shù)、管理、維護(hù)等方面需要資金不斷投入。第二,在我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中,經(jīng)濟(jì)效益是每個(gè)工程都要首先考慮的,在污染治理時(shí),首先想的是少投入、快見效、實(shí)用性強(qiáng)的處理技術(shù),對(duì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展有所忽略。第三,國(guó)家在籌措生態(tài)資金時(shí),實(shí)施了一些必要的鼓勵(lì)政策,但是其效果并不是很好。

不難看出,水污染中植物修復(fù)技術(shù)的使用受資金的制約,資金的保障是植物修復(fù)技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵。

2.2 植物修復(fù)技術(shù)的要求

2.2.1 植物修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵性研究 對(duì)不同類型植物去除不同污染物的基礎(chǔ)性研究是使植物修復(fù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮的關(guān)鍵,可以對(duì)水生植物的優(yōu)化選擇因地制宜,發(fā)展為一個(gè)完善的修復(fù)系統(tǒng)。并且在污染物被水生植物所吸收的最佳時(shí)期,人工收割及時(shí)進(jìn)行,達(dá)到永久去除污染物的目的。我國(guó)在這方面相較于發(fā)達(dá)國(guó)家仍具有一定的落后性,所以,對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)性研究加強(qiáng)是非常重要的。

2.2.2 培養(yǎng)復(fù)合型人才 植物修復(fù)技術(shù)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的學(xué)科,它涉及到多個(gè)學(xué)科,比如生物學(xué)科、環(huán)境學(xué)科、景觀學(xué)、現(xiàn)代水利工程學(xué)、生態(tài)學(xué)等,作為一門新興技術(shù),它對(duì)于人才素質(zhì)有著很高的要求。特別對(duì)于我國(guó)來說,地域廣闊,水域環(huán)境有著極大的不同,使用植物修復(fù)技術(shù)對(duì)水污染進(jìn)行處理,對(duì)這類人才的需求更是非常迫切。目前來說,這方面人才的培養(yǎng)還是很薄弱的,對(duì)我國(guó)植物修復(fù)技術(shù)的使用有著一定的制約。

2.2.3 水環(huán)境的生態(tài)管理 當(dāng)今社會(huì),生態(tài)化成為了發(fā)展的一種自然趨勢(shì),在管理上,生態(tài)化管理也成為了一種發(fā)展方向。雖然目前其機(jī)制還沒有成熟,也沒有可以借鑒和采用的固定模式,但相比于其他的管理,其具有自身的特點(diǎn):第一,水體完整的生態(tài)保護(hù)一定要對(duì)有效性、持續(xù)性和整體目標(biāo)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。第二,執(zhí)行時(shí),水環(huán)境管理人員要有敏銳的洞察力并且受過專業(yè)的培訓(xùn),這才能在執(zhí)行上給予其足夠的權(quán)利。第三,生態(tài)管理中,要對(duì)基本流量、水質(zhì)和水體自身的生態(tài)現(xiàn)狀有所兼顧。提高水環(huán)境生態(tài)管理的宣傳力度,使民間企業(yè)能夠積極參與進(jìn)來,并且對(duì)公眾參與水環(huán)境生態(tài)保護(hù)活動(dòng)進(jìn)行推動(dòng)。利用這些措施,對(duì)環(huán)境生態(tài)保護(hù)管理僵化的情況進(jìn)行改善,為環(huán)境問題提供政策決策依據(jù)。

3 結(jié)語

水作為人類生存的根本物質(zhì)基礎(chǔ),其污染問題對(duì)人類生存發(fā)展有著重要影響,對(duì)水污染問題的解決是當(dāng)前社會(huì)重點(diǎn)關(guān)注的話題。植物修復(fù)技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù),以其效果好、投資少、管理維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn),在水污染環(huán)境處理中有著廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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