前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇水生態修復方法范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
中圖分類號:S157.1 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2016)16-4335-05
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2016.16.066
近些年,隨著生態道路、綠色礦山等理念的倡導,針對礦山、水電站、公路、鐵路、采石場等各類建設項目施工過程中的大量坡面治理不再只是依靠單純的土木工程,而是要更注重生態理念,因此,邊坡生態修復成為當下一個熱門的研究領域[1]。針對這一狀況,國內外學者開發研制了一系列的邊坡生態修復技術,如植被混凝土生態修復技術(CBS)、框格梁植草技術、厚層基材植被修復技術(TBS)、客土噴播技術及植生袋技術等。調查表明,這些技術都有一定的水土保持效果,但這些技術目前也存在著一些較難避免的問題。
為了能夠科學地評判不同邊坡生態修復工程的水土保持效果,對水土流失防治動態進行監測預報,為水土流失的治理部署和決策提供依據,就必須對水土保持效果進行評價[2]。柳小強等[3]以金安橋水電站為例,用層次分析法和綜合指數法對金安橋水電站工程水土流失防治效果進行了評價;余海龍等[4]以土壤-植被系統質量和景觀質量為構建主體,建立了高速公路邊坡生態護坡工程效果評價指標體系;張艷等[5]對不同護坡類型的植被恢復過程中植被與土壤特征進行了評價。然而,至今水土保持效果評價仍然停留在理論探討階段,具體措施的效果評價涉及較少[6]。總的來說,有關開發建設項目水土流失防治效果的評價研究相對較少,評價指標也缺乏統一性[3]。
本研究通過對向家壩水電站四個不同生態修復邊坡進行水土保持效果綜合評價,為邊坡生態修復方法的選擇提供了科學依據,也為邊坡水土流失后續治理提供了參考,同時為其他生態修復邊坡的水土保持效果評價提供了可行的思路與方法。
1 邊坡樣地概況
向家壩水電站壩址位于金沙江干流下游的向家壩峽谷出口處。水電站壩址以上流域面積為45.88萬km2,最大年降雨量在1 168.5 mm,年最小降雨量為852.4 mm。庫區土壤土層普遍較薄,一般厚度在30 cm內;土壤質地粗糙,存在大面積的石渣子或石骨子土;土壤的有機質含量普遍偏低。項目區水土流失較為嚴重,項目區6個縣水土流失面積共計4 660.49 km2,是長江上游水土流失重點防治區。
對于向家壩水電站邊坡的水土流失治理,根據專家的建議主要采用了厚層基材噴播技術(TBS)、植被混凝土生態修復技術(CBS)、客土噴播生態修復技術、框格梁植草護坡技術等,本次評價研究的邊坡樣地基本情況見表1。
2 建立評價指標體系
2.1 評價指標選擇的原則
研究表明在不同流域與不同尺度下,水土流失的產生過程及影響機理并不相同,水土保持所采取的措施也不一樣,這很大程度限制了水土流失的過程分析和空間尺度外推[7]。所以評價指標的選擇應該因地制宜,需要突出各自的重點與特點。
生態修復邊坡水土保持效果評價指標的選擇上除了遵循科學性、客觀性、系統性、有效性[8-11]的普遍原則外,還需遵循以下兩個原則:
1)主要效果原則。此次研究只重在評價邊坡生態修復工程的水土保持效果。但所采取的水土保持措施反映出來的效果都不是單一的,大多都是相互關聯的。所以就只需根據影響邊坡的重要因素選擇出可以較全面體現水土保持效果的主要指標。
2)可量化原則。當前水土保持效果評價總的形勢是以定性為主,定量的科學評價還比較缺乏[6]。為此,只有對所選的主要效果定量處理,得出的評價結果會更有科學性與實用性。
2.2 具體指標
對于評價指標體系的確定,根據上述的評價指標選取的原則構建了由水土流失量、土壤-根系質量和植被生長效果三大類組成的水土保持效果評價指標體系。具體指標、選取意義及測量方法見表2。
2.3 評價指標體系
根據以上所選擇的指標,建立由目標層、準則層和指標層構成的評價指標體系(圖1)。
3 評價方法
本次評價采用層次分析法(The analytic hierarchy process,AHP)。層次分析法[12,13]是美國運籌學家匹茨堡大學教授薩蒂于20世紀70年代初在研究“根據各個工業部門對國家福利的貢獻大小而進行電力分配”課題時,應用網絡系統理論和多目標綜合評價方法提出的一種層次權重決策分析方法。該方法是將一個復雜的多目標決策問題作為一個系統,將目標分解為多個目標或準則,進而分解為多指標(或準則、約束)的若干層次,通過定性指標模糊量化方法算出層次單排序(權數)和總排序,以作為目標(多指標)、多方案優化決策的系統方法。AHP方法不僅原理簡單,而且具有扎實的理論基礎,是定量與定性方法相結合的優秀的決策方法,此方法對于那些難以完全用定量方法進行分析的復雜問題特別適用。
3.1 確定指標權重
在已經建立的評價指標體系中,從層次結構模型的標準層開始,對于從屬于(或影響)上一層每個因素的同一層各個因素,用“成對比較法”和1-9比較度構造成對比較陣[14],直到最下層。根據專家評分的統計結果構造出判斷矩陣,層次分析法評價計算中的權重確定采用yaahp 6.0版本軟件,通過對判斷矩陣的一致性進行檢驗[15],得到的計算結果見表3。
由表3可以看出,生態修復邊坡水土保持效果評價指標體系中權重較大的是坡面植被覆蓋度和坡面侵蝕模數,分別為0.370 0和0.259 0,土壤根系干重增加率和土壤容重的權重較小。
4 計算綜合評價值
4.1 評價對象原始數據值
通過現場實地調查及室內試驗得到以下數據(表4)。
4.2 數據無量綱化處理
由于本評價體系所選用的指標涉及方面、取值和單位不盡相同。為了能夠比較各指標要素和計算指標的綜合指數,需要進行數據的無量綱化處理。
數據無量綱化的過程實際上就是分級打分的過程,在劃出某一指標要素的給分范圍后,根據統計數據給指標分級,采用極差標準型法和等級法對所得數據進行無量綱化。標準型無量綱化的公式為[16]:
Ri= 0 xi≤bixi-bi/ai-bi bi
Ri= 0 xi≥aiai-xi/ai-bi bi
Ri=x-ai/a-bi bi≤xi
式中,ai和bi分別為第i個指標的上、下限,Ri為基礎數據無量綱化之后的結果,取值范圍為0~1,它表示該指標值距理想狀態值的接近程度。
對于發展型指標(如邊坡植被覆蓋度、土壤―根系復合體抗剪強度、土壤根系干重增加率、穩定滲透率、物種多樣性),當基礎數據值xi越大,對生態修復邊坡的水土保持效果越具有促進作用,此時的Ri按式(1)計算。對于制約型指標(如坡面最大沖刷深度、坡面侵蝕模數、土壤容重),當基礎數據數值xi越大時,對生態修復邊坡的水土保持效果越具有阻礙作用,此時的Ri 按式(2)計算。對于發展型與制約型同時存在的指標,當基礎數據數值xi在某個值時,所起作用最為積極有效,此時的Ri按式(3)計算(本次所選指標中沒有此類指標)。
各評價指標的上下限值見表5(各指標上下限值均來源于所有邊坡同指標的最大和最小值,土壤容重指標取值參照專業規范,坡面植被覆蓋度根據實際情況)。
4.3 綜合計算
各指標的實際值經過數據無量綱化處理后,得到無量綱化數值Ri,以及通過AHP評判距陣法得到各指標的權重Pi后,兩值相乘就得到各指標的綜合值。即生態修復邊坡水土保持效果評價綜合指數計算模型為[17]:
SQR=Ri×Pi (i=1,2,…,n)
式中,SQR為評價對象的綜合評價值,n為評價指標個數。
根據以上所得的數據,代入上式計算得到每個樣地的綜合評價值(表6)。
5 結論與討論
由表6的數據可以看出,四種邊坡生態修復工程中水土保持效果綜合評價值排序依次為:CBS>TBS>框格梁植草>草種撒播,植被混凝土生態防護邊坡的水土保持效果綜合評價值最高。實地調查發現厚層基材噴播樣地生物群落垂直結構不完善、水平結構失穩;框格梁植草坡面植被群落物種數少;草種撒播邊坡只有少量草本植物,致使水土流失嚴重;植被混凝土生態修復樣地生物群落層次復雜,結構完善,坡面基質力學強度較高,水土保持效果較優(圖2)。
可見運用建立的生態修復邊坡水土保持效果評價指標體系對4塊樣地進行綜合分析,評價結果基本符合邊坡樣地實際情況,以上研究結果表明所選擇的評價指標和所構建的指標體系對生態修復邊坡水土保持效果的評價具有較好的實用價值,為以后邊坡水土保持效果的定量分析提供了可參考的方法,也可為生態修復邊坡后期的監測與調控提供科學的支持。由于邊坡生態修復涉及多學科的理論,隨著對邊坡生態修復研究的不斷深入以及認識更加全面,評價指標和評價體系還需要不斷地加以修正和完善,使各指標的計算結果更加精確。
參考文獻:
[1] 杜林峰,沈 彥,王 麗.基于生態系統服務理論的生態修復邊坡預評價[J].亞熱帶水土保持,2014,26(1):56-59.
[2] 唐克麗,李玉山,史立人,等.中國水土保持[M].北京:科學出版社,2004.
[3] 柳小強,陳奇伯,王克勤,等.水電站工程水土流失防治效果評價研究―以金安橋水電站為例[J].水土保持通報,2010,30(6):195-198.
[4] 余海龍,顧 衛.高速公路邊坡生態防護效果定量評價研究[J].水土保持通報,2011,31(1):203-206.
[5] 張 艷,趙廷寧,史常青,等.坡面植被恢復過程中植被與土壤特征評價[J].農業工程學報,2013,29(3):124-131.
[6] 景 可,焦菊英.水土保持措施與效益評價研究:以陜北安塞縣為例[J].水土保持研究,2011,18(1):132-136.
[7] 陳端呂,彭保發,李際平.植被水土保持效應尺度性研究綜述[J].湖北農業科學,2012,51(3):432-436.
[8] 和 浩,和樹華,柳小強,等.沖江河水電站工程水土流失防治效果評價[J].水土保持應用技術,2010(1):1-4.
[9] 周云艷,陳建平.植被護坡工程質量評價模型研究[J].湖北農業科學,2010,49(3):762-765.
[10] 賈致榮,張 瑋.公路邊坡植被恢復質量評價指標及方法研究[J].水土保持通報,2008,28(1):115-118.
[11] 魚 哲,雷啟祥,包文林.羅玉溝流域水土保持植被工程效果評價[J].干旱地區農業研究,2007,25(6):237-239.
[12] SAATY T L,VARGAS L G.Estimating technological coefficients by the analytic hierarchy process[J].Socio-Economic Planning Sciences,1979,13(6):333-336.
[13] SAATY T L. How to handle dependence with the analytic hierarchy process[J].Mathematical Modeling,1987,9(3-5):369-376.
[14] 萬年峰,蔣杰賢,徐建祥,等.層次分析法在上海市農田有害生物治理中的應用[J].生態學報,2005,25(11):2998-3002.
[15] 陳 萍,陳曉玲.鄱陽湖生態經濟區農業系統的干旱脆弱性評價[J].農業工程學報,2011,27(8):8-13.
關鍵詞:小河道;生態;水量保證;水質修復
城市小河道具有排澇、蓄水、供水等多種功能,小河道的一般特征有河面較窄、長度較短、水深較淺、數量較多的特點。小河道與城市的發展息息相關,隨著經濟迅猛發展,城市小河道也在逐步演化。城市小河道普遍走過了一條由繁榮——衰落——再繁榮的曲折之路。目前,城市小河道的水環境受到多方面的破壞,有工業廢水的排入,生活垃圾的倒入等。致使水體污染嚴重,水生態失去了平衡,河水變黑變臭,有的甚至干涸。因此,在治理城市小河道的水體時,從小河道的水量和水質出發,綜合治理小河道的水體問題。
1 城市小河道水量保證
水量保證是城市小河道形成穩定生態系統的前提,城市小河流受城市化影響大,城市化造成河流保水和補水能力下降,河道渠化和下水道的廣泛敷設,使得本來水量就少的小河道更是雪上加霜。因此,確保小河道水量是一個大問題。要使水量保證達到很好的一個程度,首先得了解該地區的水資源狀況,水資源有兩種類型,一種是常規水資源(地表水、地下水);一種是非常規水資源(凈化的污水、海水和苦咸水的利用)。水量的保證依靠的是水資源的充裕度,因此小河道的水量保證是根據水資源狀況而采取工程措施,以使小河道是常年有水的水道,具體的措施有外調引水工程(河流水、涌水),地表水空間調配工程(雨水、凈化污水、凈水廠剩水),地下水的配置工程(泵取地下水、地鐵通道及建筑物地下室滲水)。
2 城市小河道水質修復
2.1生態修復方法
2.1.1生物膜除污技術。使用天然材料、合成材料為載體,在其表面形成一層特殊的生物膜,可為微生物提供較大的附著表面,有利于加強對污染物的降解作用,將污染物分解成二氧化碳和水。在小河道治理工程中,一般選用當地盛產的石材和適合生物附著的合成材料,在施工當中,盡量讓其表面粗糙,增大其生物膜表面積,使其分解污染物的能力加強。
2.1.2土壤。植物系統主要是利用植物根莖葉吸收污染物質,以及土壤過濾有機碎屑。能直接凈化小河道水質的植物有兩類,一種是水生植物,一種是濕生植物。
2.1.3曝氣復氧。向污染的水體進行人工充氧,滿足水體中動物和好氧微生物需要,增加水體的自凈能力,維持生物群落平衡,從而改善水體環境,消除水體中導致黑臭污染物(如H2S、FeS等)。同時河道充氧可以使河底松散的表層底泥轉變成密實的表層底泥,表層底泥在厭氧的狀態下是比較松散的,很容易向上覆水體擴散。
2.1.4生物操作又稱作食物網操作。主要通過去除浮游生物食性魚類或添加肉食性魚類來降低浮游生物食性魚的數量。具體措施有投放魚食性魚或動物食性魚,投放蚌、螺、貝類等水生動物,投放浮游動物,引種大型沉水植物等。
2.2物理修復方法
2.2.1截污。對點污染源的小河道具有很好的效果,將直接排入小河道的污染源用管道引導排入市政污水管,經污水管進入污水處理廠,經過處理再排入河道中。這樣消減了水體的污染總量,減輕了河道自凈的負擔。敷設管道的方式有兩種:沿河邊敷設截污管道和河道內敷設截污管道。
2.2.2引水沖淤是指引進外部清潔水源來改善河道水水質。使污水在河道中只能短暫的停留,從而抑制了浮游植物的生長量。這種方法能在短期內消減污染負荷、扭轉水質惡化的速治途徑。引水沖淤的實行,其條件要求是水源充足,我國南北方水分布差異性大,因此這種方法要根據當地的水資源情況。
2.2.3底泥疏浚。將河道底部的淤泥清除出去,恢復小河道的行洪、供水、灌溉等基本功能,可以消減底泥對上覆水體的污染貢獻率,從而改善水質。底泥疏浚,一般按照測量的淤泥厚度、清淤斷面設計來選定方案施工處理。
2.3化學修復方法
化學修復顧名思義是用化學物質除去水體中的污染物,化學物質的種類繁多,針對不同的水體污染,分別采用不同的化學藥劑控制水質的參數。目前使用的化學藥劑是一種新型高分子合成藥劑,對水體中的污染因子有一定的去除率。此方法在處理小河道水質方面,具有見效快、方便、效果明顯等特點,但處理成本較高,且容易造成二次污染。小河道治理初期效果還是比較快速明顯的。
關鍵詞 水體富營養化 生物治理
1水體富營養化問題概述
1.1水體富營養化
富營養化是指生物所需的氮(N )、磷(P) 等無機營養物質大量進入湖泊、河口、海灣等相對封閉或水流緩慢的水體, 在適宜的外界環境(水域的物理化學環境) 因素綜合作用下, 引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖, 水體溶解氧量下降, 水質惡化, 魚類及其他水生生物大量死亡的現象。
1.2 水體富營養化問題治理
目前國內外在控制藍藻水華、治理水體富營養化的問題上采取的措施大體可歸結為:(1)外源污染物,特別是點、面源污染物的截留、控制。(2)內源污染物的控制。兩者的目的都在于降低營養物質的負荷、控制藻類的異常繁殖,逐步提高水的質量。
對于湖泊富營養化,各個國家和地區采用不同的物理、化學方法對其進行預防、控制和修復, 并且取得一定的成效。物理法主要采用截流、疏浚、稀釋和污水分流等措施。物理方法有耗時、高成本、難操作的缺點。化學方法主要是利用除草劑、殺藻劑及金屬鹽等來控制水華,常用的除藻劑有硫酸銅、二氧化氯等,臭氧和高錳酸鉀作為除藻劑也有研究。在實際運用的過程中,物理方法損耗高,化學方法又牽涉到化學藥劑對水體的二次污染。都不宜長期使用。
2水體富營養化的生物修復方法
生物修復是指利用生物的生命代謝活動在一定的條件下減少存在于環境中有毒有害物質的濃度或使有毒有害物質完全無害化, 從而使污染的環境能夠部分或者完全恢復到原始狀態的一個受控或自發進行的過程。
2.1微生物修復
(1)固定化光合細菌:是將游離的光合細菌利用固定化材料將其固定, 用于處理污染水體的1種方法。(2)固定化氮循環細菌修復:固定化氮循環菌在參與水體的氮素循環中起著重要的作用, 研究表明, 接種固定化氮循環菌可去除富營養化水體中過量氮素。(3)深水曝氣修復:通過向湖底曝氣來補充氧氣, 使水與底泥界面之間經常保持有氧狀態, 有利于抑制底泥磷的釋放。(4)EM制劑修復:有效微生物群是從自然篩選出各種有益微生物, 用特定的方法混合培養所形成的微生物復合體系, 其微生物組合以光合細菌、放線菌、酵母菌和乳酸菌為主。該微生物制劑對去除水體中的有機物、葉綠素a、氨氮和提高溶解氧等均有顯著效果。(5)Clear2Flo系列菌劑修復:專門用于湖泊和池塘生物清淤、養殖水體凈化流修復及污泥去除, 效果很好, 可阻止藻類生長、“水華”出現, 污染因子大幅下降。
2.2水生植物修復
(一)沉水植物的修復作用
沉水植被指在大部分生活周期中植株沉水生活、根生底質中的植物生活型。其作用主要有:
(1)水體生物多樣性賴以維持的基礎。
(2)對水體物理環境的改變功能。
(3)凈化水體的功能。
(4)對水生生態系統演替的影響作用。
(5)對水環境的生物地球化學過程的影響作用。
(6)對水體生物群落的影響。
國內外對富營養化淺水湖泊進行生態恢復的研究與實踐,可以形成如下結論:(1)恢復或重建湖泊水生植被是富營養化淺水湖泊生態恢復的重要環節。(2)多穩態理論、生物操縱理論以及上行控制和下行控制理論是恢復或重建水生植被、實現由藻型到草型轉變的重要理論基礎。(3)生態恢復的前提是控制外源營養負荷,然后再在實施綜合措施的基礎上如疏浚或鈍化底泥控制內源負荷,通過生物操縱或理化手段控制藻類等恢復或重建水生植被。(4)我國水庫湖泊的富營養化程度比多數歐洲及北美湖泊要明顯偏高,恢復和重建水生植被的困難要大。
(二)魚類的修復作用
魚類是影響湖泊生態系統的重要因素,影響包括湖泊的生物(尤其是餌料生物) 群落結構、營養物質的狀態和水平等。李傳紅等人認為:魚類是生態系統的主要組成部分,在生態系統中扮演著重要的角色,放養不同生活習性魚類、選擇性捕撈對湖泊生態系統的結構、功能、演化有顯著影響,同樣湖泊生態系統的變化也影響著水體的水質和自凈能力,進而影響人類湖泊功能的發揮。
2.3人工浮島修復
生態浮島技術就是人工把水生植物或改良馴化的陸生植物移栽到水面浮島上,植物在浮島上生長,通過根系吸收水體中的氮磷等營養物質,從而達到凈化水質的目的。
3總結
在閱讀了大量有關水體富營養化生物修復的研究成果并結合在生態學課程的教授及學生論文指導中進一步獲得的知識,了解到新興技術的發展空間。不難發現,針對水體富營養化的生態修復技術依然存在著很多缺陷:比如人工浮島技術無法在流域中達到預期效果;對于治理不同污染程度水體選擇何種生物種類是在生態修復中的一個難題。當然,在此文中我沒有提及外來入侵物種對于本地水體富營養化的利弊問題。但是,事實上,有很多的研究者在大量工作的基礎上提出“水葫蘆用于水質污染治理,能夠帶來凈化氮、磷、有機廢水,去除廢水中的懸浮物,去富營養化和凈化重金屬污染等積極的生態環境效應。”但如何解決外來物種破壞當地物種生物多樣性等一系列問題,卻又成為我們面前的一個難題。
富營養化水體的生物修復技術是近期新興的、熱門的新型技術,但如同大多數的生物工程技術一般,我們還需要經過很長實踐的研究和積累才能達到預期的效果。
參考文獻:
【關鍵詞】生態修復技術;現代濱水園林;應用
中圖分類號: TU986 文獻標識碼: A
一前言
國民經濟持續、快速的發展,民眾更加重視生活質量,特別是對戶外空間的需求越來越高。在發展經濟的過程中水體、環境的污染比較大,面對嚴重的社會環境問題,,濱水景觀的建設應強調生態環境建設。增強生態修復技術在濱水景觀建設中的應用,對實現局部生態環境的和諧發展具有重要意義。
二、生態修復技術原理及作用
濱水生態修復是指對湖、江、河、濕地的水質改善、水土保持、動植物棲憩和綠化美化等方面的修復治理,對沿岸的空間、設施、環境等進行規劃設計,以創造優美、生動、特色的濱水生態景觀。同時,在保護生態環境及可持續發展思想下,從生態學的角度提出了植物修復、重構系統食物鏈、重建緩沖帶及濱水綠化、實施生態護岸、增加物種重建群落等一系列恢復濱水生態的方式與途徑。
1.原理
在利用表面積很大的植物根系在水中形成濃密的網,吸附水體中大量的懸浮物,并逐漸在植物根系表面形成生物膜,膜中微生物吞噬和代謝水中的污染物成為無機物,使其成為植物的營養物質,通過光合作用轉化為植物細胞的成分,促進其生長,最后通過收割浮島植物和捕獲魚蝦減少水中營養鹽;通過遮擋陽光抑制藻類的光合作用,減少浮游植物生長量,通過接觸沉淀作用促使浮游植物沉降,有效防止“水華”發生,提高水體的透明度,其作用相對于前者更為明顯;工浮島本身具有適當的遮蔽、渦流、飼料等效果,構成了魚類和水生昆蟲生息的良好條件;同時浮島上的植物可供鳥類棲息;為了吸引某種鳥在島上搭窩,根據該鳥的筑巢習慣在人工浮島上進行特殊布置,為該鳥創造筑巢的條件;此種設計有利于恢復物種多樣性和保護當地特有物種。
2.作用
生態修復技術在水質凈化、創造生物(鳥類、魚類)的生息空間、改善景觀、消波效果對岸邊構成保護作用。具體來說主要體現在:
(一)提高水質
良好的濱水堤岸帶能捕獲流失的土壤和營養物質,減少岸坡上的營養物質流入河流,使水質得到提高。
(二)穩定生態系統
良好的濱水堤岸帶是岸上和水體之間的廊道,能夠擔當起兩者生物間季節性遷移的任務,可減少甚至避免河流生態系統的破壞。
(三)吸收營養物質
濱水堤岸的植被能夠吸收利用人為排放和地下水中的很多營養物質,降低因水體富營養化而導致浮游植物和藻類大量繁殖的風險。
(四)改善小氣候
濱水堤岸植被改善了小氣候,能夠降低新生體的死亡率,并通過對溫度的調節來促進動植物的生長。
(五)降低水面
深根系的濱水堤岸植被在一些情況下能降低河流沿程的水面,減少地下水中鹽類和營養物質進入河流。
(六)控制藻類生長
濱水堤岸帶植被能夠減少進入河流生態系統中的光照并降低水溫,控制浮游植物和藻類的生長。
(七)增加水生動物
健康的濱水堤岸帶植被能維護水生動物(包括昆蟲和以他們為食的魚類)的棲息地,并為水生動物提供重要的食物,包括掉落于水里的樹葉、果實等。
(八)增強景觀的宜人性
草木叢生的城市濱水堤岸在沿水帶構建出的綠色風景,與周圍的景色相結合,呈現出一種舞臺層次感,為城市居民提供了休息、娛樂等活動場所。
三、生態恢復關鍵技術研究
受水陸生態系統共同影響,濱水帶形成獨特的生境類型。發育良好的濱水帶具有一定的結構,而退化濱水空間帶來的卻是生境破碎化,不僅使濱水生境面積減少,同時使各小生境間產生一定空間距離隔離。濱水帶生境的消失和破碎是人類發展對生物多樣性最嚴重、最直接的威脅。因此,濱水帶生境恢復技術,為濱水帶生態修復創造良好的生境條件,是退化濱水景觀帶植物群落生態恢復的前提。
1.基底改良技術研究
為防洪防汛與經濟開發,我國許多濱水帶已被建立成近直立人工護岸、魚塘灘地及農田,這對濱水帶的基底結構造成嚴重破壞,且致風浪經護岸巖壁反射形成駐波,浪高增至兩倍,更不利水生植物生長,導致植物對基底作用減弱,破壞程度進一步惡化。基底是水生植物扎根的基礎,淤泥底質特征、有機質和營養鹽限制等因素都會影響植物生長和群落結構。水岸帶基底的突出特點是水分多,土壤肥力較高,空氣濕度也較高
2.駁岸改造技術
駁岸設計形式對濱水帶生態景觀影響較大。現今由于缺乏合理的生態規劃意識,多數城鄉的濱水帶以混凝土近直立式人工駁岸為主,隔斷了水陸生態交錯帶,且其地面污染物經雨水沖刷后直接進入水體,加重水質污染。因此,駁岸改造也是退化水岸生態修復的重要手段之一。
生態型護岸是指恢復后的自然河岸或具有自然河岸“可滲透性”的人工護岸。它具有增強岸坡的穩定性、防止水土流失、成本小、工程量小、環境景觀協調性好、適應性好等優點。
3.水文恢復技術
水文情勢(HydrologicalRegime)是水生生物群落重要的生境條件之一,水生態系統的生物過程對于水文過程的變化呈現明顯動態響應。反之,生物過程對水文過程也產生重要反作用。Poff等早在1997(就提出自然水流范式(NatureFlowParadigm,NFP),認為未擾狀況下的自然水流對于水生態系統整體性和支持土著物種多樣性具有關鍵意義。
四、生態修復技術在濱水園林建設中的應用
1.濱水生態環境的保護
濱水景觀設計建設的重要內容之一是濱水生態系統建設,涉及水體、水陸交錯地帶與近水陸地。濱水生態系統修復應考慮多空間尺度:從水體及流域的整體觀出發,重視來自上下游、左右岸和水域、流域的影響;而在實際中,濱水環境整治常常由于用地權屬而限于河流或湖泊的某一區段,生態環境整治往往從局部入手。生態修復的前提是控制和治理從水體周邊至流域范圍內的污染,包括工業污染、生活污水和農藥化肥等各種點源和面源污染。
2.濱水景觀設計建設的生態修復思路
濱水景觀環境治理通常指特定的水體和濱水地帶的環境修復和重塑,應積極堅持和采取生態化的方向和途徑。當前景觀生態學理念正逐漸影響著各種行業發展的主流,生態城市、生態工程和生態景觀的理論和技術不斷出現。景觀生態學最重要的應用領域之一就是景觀與城市規劃,而濱水景觀規劃是現代景觀規劃的重要對象和范疇之一。濱水地帶承載著豐富的生命信息,是生物多樣性種群依存的生境,生態良好的水體及濱水環境是流域和地區景觀安全格局的有力支持和保證。景觀規劃設計的宗旨是調整土地開發、工程建設與自然環境之間的保護利用關系;運用景觀生態學原理對資源環境問題進行科學分析,尋求通過土地及空間的規劃解決問題的途徑和方案。在濱水景觀設計建設中,應強調和遵循生態保護和修復的思路:(一)根據濱水空間的規模尺度和環境容量,合理確定水體周邊土地利用的目的、性質、規模和方式,避免決策不當造成利用強度過大而影響和破壞生物生境的多樣性。(二)按照景觀生態修復的機理和生物生態技術,進行水體環境的自然或半自然景觀形態重塑,控制外部污染,實施水生態治理,恢復水體水岸的多種生物生境。(三)推行生態化景觀建設技術,林草植被從選種到分布,水利工程從護岸到堤防等設計改造采用生態技術,營造一個生機勃勃的有利于多樣化動植物生存的濱水生態環境。
3.城市濱水區生態恢復研究展望
目前,城市濱水區保護和開發利用已引起世界各國的普遍重視。如何對退化的濱水生態系統進行恢復,使城市濱水資源能在有效保護的前提下帶動城市的可持續發展,已成為擺在我們面前的一項艱巨課題。根據對國內外城市的相關研究情況的綜述和分析,可從以下幾個方面加強研究:(一)濱水區生態恢復的基礎理論研究。如不同干擾條件下濱水生態系統的受損過程及其響應機制;濱水生態系統退化的景觀診斷、動態監測、模擬、預報及其評價指標體系等。(二)退化濱水生態系統恢復關鍵技術,物種與生物多樣性的恢復與維持技術研究等。(三)景觀生態學理論的結構、功能、背景、碎裂化以及動態變化因素在城市河流的生態恢復中的應用研究。(四)借鑒國外成功經驗,建立一套適合我國國情的城市濱水區生態恢復的研究方法和技術。
五、結束語:
現代濱水園林的開發建設是建立在水資源合理利用基礎上,既要確保工程項目安全,也要關注生態效益,濱水生態修復的具體技術就有著極強的實用價值。在這一方面不同學科的協作十分必要。從保護資源環境以及可持續發展角度講,濱水園林等景觀建設需要從組織機構與運行、使用機制上實施保障。濱水園林環境生態修復是長期、復雜的任務,相關的方法技術應該反復試驗,積極的進行創新。
參考文獻:
[1] 榮先林.生態修復技術在現代園林中的應用[D] .浙江大學.2010(4):78-79
[2] 張娟峰.生態修復技術在現代園林藝術中的應用[J] .城市建筑.2014(2):189-191
關鍵詞生態環境可持續發展環境修復
文章編號1008-5807(2011)02-153-01
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。
四、污染環境修復標準—生態修復評判基礎
污染環境修復標準是指唄技術和法規所確定、確立的環境清潔水平,通過生態修復或利用各種清潔技術手段,使環境中污染物的濃度降低到對人體健康和生態系統不構成威脅的、技術和法規可接受的水平。