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恢復生態學的基本原理包括限制因子原理、生態系統的結構理論、生態適宜性原理、生態位理論、群落演替理論、生物多樣性原理和斑塊-廊道-基底理論等(任海等,2001),它們對園林設計及施工具有指導作用。限制因子原理要求在設計中需要找出生態系統恢復的關鍵因子;生態系統的結構理論要求設計的物種結構能充分利用時空資源,并具備自我維持能力或降低人工維護頻度;生態適宜性原理表明多使用鄉土植物,并在充分了解植物生態學特性的前提下做種植設計;生態位理論指導植物的搭配,合理安排其在生態系統中的位置與尺度;群落演替理論表明園林綠化可縮短生態恢復時間,但對極端退化的生態系統恢復時,演替理論不適用,只具有指導意義;生物多樣性原理要求適當增大物種多樣性可使恢復的生態系統穩定性更高;斑塊-廊道-基底理論指導景觀層次的規劃,考慮在生境破碎化的場地中,合理利用空間。
生態修復與風景園林
城市生態系統是個規模大、關系復雜的動態生態系統,它既有自然的組成要素,又有高度人工化的組成要素。城市綠地在改善環境質量、維護城市生態平衡、保持水土、美化景觀等方面起著十分重要的作用,喬灌木藤草植物合理地配置在一個群落中,形成復合層次和優美季相景觀,具有不同生態特性的植物各得其所,構成一個穩定的群落。由于城市建設造成的人工棄土、土地,改變了地表徑流,導致水土流失加劇,大量泥沙及生活垃圾淤積河道,阻塞排水管道,使水土資源遭到破壞。因此,生態修復集成技術可以在方案設計時重點考慮并在園林工程中實施,最終使得城市生態系統向良性方向發展。
園林種植設計在特定的城市生態環境條件下,應將保持水土、抗污吸塵、耐貧瘠、抗病蟲害、耐粗放管理、根系發達等作為植物選擇的標準。植物的合理配置不但可增加城市建筑藝術效果,豐富城市景觀,更能減輕暴雨沖蝕和水土流失,從而改善城市人居環境。在城市園林綠化中,應充分考慮植物的生態位特征,利用不同植物在空間、時間和營養生態位上的分異來配置植物,避免種間直接競爭,形成結構合理、種群穩定的復層群結構,以利種間互相補充,既充分利用水土資源,又能形成優美的景觀。
園林工程與生態修復在土方工程、給排水工程、水景工程、園路工程中應結合種植工程,利用園林植物的防護作用實現生態修復。園林排水:園林綠地的排水,一般主要靠地面及明渠排水,結合道路、地形可做成淺溝式排水渠,溝內生長植物,起到減緩徑流速度及防止水流沖刷的作用。解決由地表沖蝕措施有:①從豎向設計角度考慮。種植采用鋪地植物護坡;②使用工程措施。設置谷坊和擋水石,并與植物搭配消減沖刷力(孟兆禎,2003)。水景護坡:園林中開辟水面要求有穩定的湖岸,在水體邊緣必須建造駁岸和護坡,其中植物護坡措施包括防護林、植草和生物-工程綜合措施,通常采用深根性和淺根性樹種結合的喬灌木混交林。坡面植草可提高坡面抗蝕能力,減小徑流速度,增加入滲,防止面蝕和細溝侵蝕,也有助于防止塊體運動。生物-工程綜合措施,即在工程措施間隙或表面種植植被,以增強其強度,如混凝土構件間隙空格種草,與土工材料配合植草及綠色混凝土模塊等。園路鋪裝:園路按路面材料不同分為:整體路面、塊料路面、碎料路面、簡易路面等。園路的設計在滿足造園藝術要求的前提下盡量利用原地形,以保證路基的穩定,減少土方量及水土流失量;路面應有3%~8%的縱坡和1.5%~3%的橫坡。采用生態鋪裝路面可提高水土流失防治效果,常見種類有透水瀝青、透水水泥混凝土、生態透水磚和其他特殊透水材料。新建的居住區中,使用最多的鋪裝材料是石材,占使用頻率的44%,礫石及磚的比例分別占使用頻率的18%、20%(黃玲,2009)。
園林生態修復發展趨勢
關鍵詞:污染;土壤;生態;修復
前言:在我國,污染土壤的修復工程有著重要意義,是轉移和轉化土壤中有毒污染物,恢復土壤生態服務功能的重要手段。生態修復技術通過調控生態因子修復污染土壤,作為一種強效修復污染土壤的手段,具有十分可觀的協調性、高效性和穩定性等優點。其根本目標是恢復土地的生態功能,提高我國國民生產、生活環境,創建國家土地的可持續發展體系。
一、污染土壤修復的定義
污染土壤的修復通常被定義為,通過轉移或轉換的方式,消除或減弱污染土壤中污染物的毒性,減少土壤中對生態環境或人體健康產生威脅的有毒有害物質。目前國際上的污染土壤修復方法通常有三種:物理修復法、化學修復法和生物修復法。物理修復法利用污染物與土壤之間的物理性狀差異將污染物分離,通常需要外力投入。化學修復法通過化學原理將土壤中的污染物質進行分解、轉化、結晶,以實現污染物與土壤間的分離,通常需要使用化學藥品、試劑。生物修復法利用自然環境中的天然介質,包括動物、植物以及微生物對土壤中的污染物,進行降解、吸收,讓其中的有毒有害物質變成生物循環體系的一部分,從而改善土地環境質量,實現修復目的。
二、污染土壤生物修復法使用優勢
污染土壤的生物修復方法擁有物理和化學修復法無法比擬的優勢,其中包括:1.應用生物修復法修復污染土壤,基本不會改變當地環境的物理特性和化學特性,對當地動植物生長不產生影響,有助于當地生態環境的保護;2.通過生物修復法修復污染土壤能夠在一定程度上實現有機污染物的礦化;3.因為自然環境的生物多樣性,所以在應用生物修復法修復污染土壤時,可以根據當地環境情況,選擇最合適生物修復途徑;4.因為生物修復法在修復污染土壤的過程中通常不借用外力或化學藥品,所以成本較低;5.生物修復法能夠用在各種生態環境的污染土壤修復工作中。雖然在生物修復法的使用過程中也存在一定的局限性,有時需要與另外兩種方法同時操作,但是在學術界依然普遍認為,生物修復法是目前最有助于節省成本和保障環境可持續發展污染土壤修復方法[1]。
三、生態修復的原理與原則
(一)生態修復的原理
1.生物方法與物理、化學方法優化組合原理
在土壤污染的實際情況中,多數都屬于復合型污染。這種污染由于污染物結構復雜、多樣,單一的生物修復法并不能及時有效的對這種污染物進行處理,這時就需要結合實際情況,有針對性的制定組合式的土壤修復方案。上文已經講到,在污染土壤的生態修復過程中,生物修復法起到的作用十分重要,但在具體的修復作業當中通過聯合式的修復方法能夠對土壤污染起到更加顯著的修復效果。比如,傳統的土壤重金屬污染修復過程中,通常會用到生物修復法中的植物修復法,對土壤中的重金屬成分進行吸收和富集。但是由于土壤對重金屬存在非常強大的吸附性,導致植物修復法作用時間往往非常漫長,所以效率不是很高。但是在植物修復法的使用前通過鰲合劑的釋放,降低土壤對重金屬污染成分的吸附作用,讓重金屬具有更高的游離性,能夠幫助植物對重金屬粒子的快速吸收,提升土壤污染的修復效率[2]。
2.激活土壤生態系統自凈化功能原理
土壤與依靠土壤生存的植物與微生物之間通常存在對外力污染物的循環凈化作用,它是一種強大又富有活力的過濾器,正常情況下能夠保障土壤環境的健康良性發展。生態修復污染土壤的作用就是在這種過濾器因為負載過重而失去凈化能力的時候通過一定方法,讓土壤生態系統的自凈化功能重新運作起來。
(二)生態修復的原則
1.整體優化原則
在現代生態學中,整體優化原則擁有協調性、高效性和穩定性三重意義。通過對不同土壤修復方法的有機結合、合理應用,體現了生態修復法的整體協調性。生態修復的高效性體現在能夠實現對資源的高效利用,具有能量消耗低和操作周期短的優點。生態修復法的抗逆性和抗沖擊性是其穩定性的一種具體表現,另一種表現在對當地環境的無害性和安全性[3]。
2.循環再生原則
生產力的快速發展,加快了資源的消耗速度,目前社會上普遍使用的煤礦、石油和天然氣等資源都屬于不可再生資源,如何尋求循環再生可持續利用這些資源的途徑將是人類未來生產生活中必須要考慮的問題。因此在污染土壤的生態修復作業中,人們對于土壤的修復目標不應該是單純的清除或降低污染物的毒性和有害性,而應該更加積極的尋求恢復土壤生態服務功能,實現土壤循環利用的修復方法。
結論:綜上所述,生態修復技術對于我國治理污染土地、恢復受污染生態環境以及創建健康可持續的土地發展體系都有著重要的促進作用,是國家提倡科學發展觀的根本體現。可以預見,隨著我國生態修復技術體系的逐漸成熟,國家土地土壤環境將會因此得到質的提升,真正實現人與自然和諧共存,提升國家公民的生活質量和水平。
參考文獻
[1]李華娟. 吉林省典型煤礦區廢棄地土壤重金屬污染評價及豆科植物修復效應研究[D].吉林大學,2014.
關鍵詞:河道;生態修復;技術措施;修復原則
中圖分類號:TV85文獻標識碼: A 文章編號:
引言
河道生態系統是流域生態系統的一部分,人類在水利方面對河流的研究和開發利用已達到相當高的水平,但從生態角度研究河道生態修復課題是近年才開始的。河道生態修復技術是一項清潔環境的低投資、高效益的技術,它可以建立一個與周圍環境相互協調、協同發展,保持社會經濟可持續發展的良性循環系統。
一、河道生態修復的必要性
人類在河道整治取得經濟快速發展的同時,也給河道帶來了致命的后果,導致河道生態環境嚴重惡化,現已發展到了必須盡最大可能修復河道生態環境、恢復或重建河道生態系統的境地。究其原因如下:
1.1生物多樣性減少。河道整治改變了水體流動的多樣性,許多生物生息地環境改變甚至消失。隨著生活水平的不斷提高,在人們對河道環境的要求越來越高的今天,提倡河道的生物多樣性具有重大的現實意義。
1.2自凈能力降低。天然河道均具有一定的自凈能力,水泥襯底和護襯割裂了水體與土壤的關系,使水體與土地、生物和環境相隔離,導致河道的自凈能力降低。為了保證河道水體功能符合預定功能的要求,必須確保河道有較大的自凈能力。
1.3生態系統的可持續性受阻。對河道生態系統的開發、處理,必須考慮河道生態系統的可持續性,協調人與河道之間的關系,維護河道生態系統的可持續性,故河道的生態修復不僅是對傳統河道整治的補救措施,也是今后河道整治的良好借鑒模式。
1.4洪澇災害的危害增加。河道被裁彎取直使河道束窄加深,硬化覆蓋使河床不透水面積增加,導致河道泄洪功能減弱,給防洪帶來了隱患,導致洪災總體風險不斷增加。
二、河道生態系統修復原則
2.1自然原則
使河道完全恢復受人類干擾前的原始狀態幾乎是不可能的。河道的生態修復趨向于運用自然材料。如使用木樁、拋石、沉石進行護坡護岸,河堤采用喬、灌、草立體防護。在河道內營造適宜的生物棲息環境,增設過魚通道,調整河道結構,宜寬則寬,宜彎則彎,恢復淺灘與沙洲等,模擬自然狀態,創造良好自然環境與景觀,促進自然生態系統良性循環。
2.2生態原則
因地制宜發展穩定塘,人工濕地及生物柵,生物浮島等處理技術,重視河岸植被建設,構建河流生態走廊,治理與控制河堤水土流失,在水域內,種植各種喜水、耐水植物,發展水生動物,提高水域生物凈化功能。既可降低費用,又可實現對污水處理工程難以處理或處理費用較高的污染物的有效控制,既具有景觀效應,又可改善局域氣候,提高生物多樣性保護等生態功能。
2.3整體景觀原則
生態修復要從三維空間考慮,統籌進行上下游、左右岸,由河底至堤岸多層次立體修復,社會經濟發展模式優化與河流各要素恢復相結合,統籌考慮沿岸的土地利用,水土保持,水資源利用等多方面的整體要求。河流生態修復工程設計中應考慮景觀美學要求,合理規劃河岸帶寬度,控制污染,突出景觀設計,盡顯回歸自然,將河道景觀與周圍社區環境有機地融為一體,滿足居民的休閑娛樂與親水需求,將治理、凈化、修復與環境景觀美化有機統一,營造人水和諧的生態空間。
三、河道生態修復技術措施
3.1先期處理技術
河流生態修復的前提是進行必要先期處理,實施污染控制和治污。如若不進行先期處理,許多以生態修復為基礎的技術就無法開展。先期處理技術包括:外源性控制技術和內源性控制技術。
(1)外源性控制技術
發達國家進行河道生態修復的經驗表明,要發揮河道的生態功能,控制污廢水直接排放入河道是減輕河道污染的根本措施。河道水質的惡化主要是由外界輸入的大量營養物質在水體中富集造成的,切實控制外源性營養物質的輸入,是河道生態修復的重要前提。為此,必須加大外源性營養物質輸入控制技術中的截污工程和引排污染源工程的建設力度。
(2)內源性控制技術
大型水生植物大多具有吸收河道內源性營養物質的功能,某些植物的根莖還具有抑制底泥中營養物質釋放的功能,這些大型水生植物在生長后期又能較方便地去除,從而帶走河道中過多的營養物質。同時,一些植物對藻類包括形成水華的微囊藻有抑制作用,因此通過種植水生植物可在一定程度上實現控制內源性營養物質污染的目的。
3.3形態修復技術
天然河道是蜿蜒彎曲、不規則的,在傳統的河道整治中,為了便于進行規劃建設或滿足現代航運需求,許多蜿蜒曲折的河道被裁彎取直。自然蜿蜒的河道形態能降低河水流速,自然河岸可通過水體滲透和兩岸植物的儲水起到調蓄洪水的輔助作用,被水泥和鋼筋混凝土加固了的河岸阻止了水體的自然交換,導致洪災總體風險不斷增加。同時,河道形態的直線化改變了原有河道的水流流態,水生魚類也失去了棲息地,對生態環境產生不利影響。在河道整治的工程中,應尊重河道的天然形態,避免直線和折線型的河道設計,通過保持河道的蜿蜒性來保護河道形態的多樣性。
3.4生態河堤修復技術
河堤具有廊道、緩沖帶和植被護岸等功能,不僅可為防洪安全提供可靠保障,同時還是一道人水相親的風景線。因此,不僅要高度重視加固堤防工作,而且要同步實施河堤的生態修復工作,把河堤建成防洪和生態兼顧的綠色堅固長廊。通過河堤建設,使河堤符合防洪標準;通過實施河道沿線景觀綜合整治工程,使河道實現水清、景美的目標,成為自然景觀與人文景觀相協調的河道生態景觀區。
3.5人工濕地處理技術
人工濕地植物根系的輸氧作用及傳遞特性使人工濕地生態系統呈現連續的好氧、缺氧、厭氧狀態。在此過程中,60%以上的總氮通過硝化作用和反硝化作用被脫除。人工濕地對氮的去除主要依靠微生物的氨化、硝化、反硝化等作用完成。濕地植物吸收約8%~16%的總氮作為自身的營養成分,用于合成植物蛋白等有機氮,進而通過植物的收割而去除。人工濕地處理是近年來迅速發展的生態污染處理技術,可處理多種工業廢水和農業污水。人工濕地利用自然生態系統中物理、化學和生物的三重作用實現對污水的凈化,這種技術已經成為提高大型水體水質的有效方法。人工濕地對有機污染物有較強的降解能力,廢水中的不溶性有機物通過沉淀、過濾作用,很快地被截留并被微生物利用;廢水中可溶性有機物通過植物根系的吸附、吸收及代謝降解等過程被分解去除。隨著處理過程的不斷進行,濕地中的微生物也繁殖生長,通過對填料的定期更換及對植物的收割而將新生的有機體從濕地生態系統中去除。
3.6生態水體修復技術
河道生態修復的首要任務是水體水質的修復:一是控制污染物流入,增加水量,稀釋污染物,輸移污染物,提高水體的納污能力,提高水環境容量和水環境承載能力。二是采取工程措施提高河道本身的自凈能力和恢復水體水質,主要方法有:通過水利設施調控引入污染水域上游或者附近清潔水源的水進行沖刷、稀釋污染河道,以改善河道水環境質量;加大河道的枯水期流量,增加河道的稀釋能力。人工增氧的應急方法,對河道水環境的改善具有極其重要的作用。人工增氧能加快水體中溶解氧與污染物質之間的氧化還原反應速度,提高水體中好氧微生物的活性,加快有機污染物的降解速度。
結束語
總之,生態修復是一項復雜的系統工程,必須依靠自然的自我修復能力,并輔以適當的人工措施,才能恢復河道生態系統的功能,恢復河道的生機與活力,使河道成為水量充足、水質良好、生物多樣的良性可循環生態系統。
參考文獻
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[2]夏振堯,許文年,戴愛方喜,等.城市內河濱水堤岸生態修復技術探討[J].中國水土保持,2005.
關鍵詞:生態環境;生態修復;環境指數
1 引言
隨著地球人口數量的增加和經濟的持續增長,生態環境所承受的壓力與日俱增。受到傳統工業發展方式的制約以及城市化進程、人口膨脹帶來的生存壓力,當前的生態環境遭到了嚴重的破壞,無論是水源、土地還是大氣都受到了嚴重的影響,在某些地區甚至出現了生態環境惡化帶來的反噬現象。基于這一現狀,人類要想繼續在地球上生存和發展,就必須采取必要的生態修復措施,對現有生態環境進行修復。對于我國而言,為了發展經濟而對資源進行的掠奪性開采,對生態環境已經造成了極其嚴重的傷害。要想實現經濟和環境的可持續發展、人與自然的和諧相處,就要對目前的生態環境進行積極修復。
2 生態修復的概念和種類分析
廣義上講,環境是人以外的一切事物的總和,如現代人居環境即為廣義的環境概念;狹義上講,環境是影響有機體生長、發展和生存的外界物理條件的總和。生態系統簡稱生態,是有生命的主體(包括人類)與無生命的客體的總和。研究有機生命體與無機環境關系的科學稱為生態學,研究生命體以外的無機環境的科學稱為環境學。生態修復的研究與實踐離不開環境學和生態學,而后者尤為重要。
對于當前的生態環境而言,所謂生態修復就是采取相應的干預手段,對已經遭到破壞的生態環境進行適度修復,盡可能地恢復生態環境本來的面貌和功能,使生態環境惡化的趨勢得以緩解。目前生態修復主要集中在三個生態領域,首先,生態修復集中在水源生態領域,水資源是人類生產生活的最關鍵資源,因而水資源的修復是生態環境修復的頭等大事。其次,生態修復集中在土地生態領域,土地資源是人類生存的基本資料和勞動對象,由于礦產開采和濫砍濫伐導致的土地污染必須得到整治。再次,生態修復集中在大氣生態領域,大氣環境的狀態和變化,時時處處影響到人類的活動與生存,當前我國多地頻繁爆發的霧霾天氣就是大氣污染的最鮮明的例子,這部分污染是關系城市居民身體健康的,因此生態修復的迫切性更加強烈。所以,我們應對生態修復有正確的認識,在生態環境治理中積極推動生態修復工程的進行,努力提高生態修復的質量,保證生態環境維持在穩定狀態。
3 生態環境惡化造成的嚴重影響
通過長期的生態環境監測可以發現,在當前環境形勢下開展生態修復已經刻不容緩,原因在于我國長期的經濟發展對環境造成了嚴重影響,生態環境惡化已經造成了嚴重的后果。
3.1 水資源受到了嚴重污染
水資源的污染是目前我國環境污染的首要問題,目前不管是長江、黃河等主要流域,還是其他細小支流,都受到了污染的威脅。由于水域周邊許多工業企業排放的廢水得不到有效處理就直接排入水體,從而使我國多地的水域都不同程度地受到了污染,嚴重的已經影響到了居民飲水安全,甚至對城市的經濟發展造成了嚴重制約。
3.2 土地污染長期得不到解決
我國土地污染具體表現在礦產資源在長期開采中對地表植被破壞較大,濫砍濫伐使森林面積和數量銳減,許多地區水土流失嚴重,由此造成了山體滑坡、泥石流和地震等地質災害頻發,對當地的生產和經濟造成較大影響。同時,礦產資源的開采多屬于粗放式掠奪性開采,不但浪費了礦產資源,還對礦藏所在地的環境造成了永久性的傷害。
3.3 大氣污染對城市造成致命的傷害
目前我國由于城市供暖、工礦企業生產、能源消耗、汽車尾氣排放、城市道路揚塵等多種原因,使城市大氣環境不斷惡化,從而使臭氧層遭到破壞、酸雨頻次增加,遇到冷熱空氣交匯時極易在城市上空產生霧霾天氣,對城市交通和居民生活造成了嚴重影響和危害,對人民生命財產安全造成了威脅。因此,大氣污染對城市造成的傷害必須引起人們足夠的重視。
4 當前環境下生態修復的必要性
基于上述分析可知,目前環境下生態環境已經遭到了嚴重破壞,要想維持我國經濟快速穩定健康發展,并實現人與環境和諧共生的局面,就必須利用生態修復手段對當前環境進行積極修復,以保證生態環境得以好轉。因此在當前環境下進行生態修復是十分必要的。
4.1 經濟發展的現實要求,需要對生態環境進行修復
目前我國經濟發展已經開始積極轉型,已經從過去單純追求效益向多方面利益兼顧的方向發展,不但要實現經濟效益,同時還重視社會效益和環境效益的和諧發展,在這種和諧發展的現實要求下,生態修復已經成為了必要選擇,刻不容緩。
4.2 人與自然的嚴峻關系,需要對生態環境進行修復
從目前人與自然的關系來看,遠遠未達到和諧共生的程度,人類粗放式生產經營活動、對自然不計后果的掠奪和破壞已經使人類嘗盡了自然帶來的報復苦果。因此,基于人與自然嚴峻的關系,我們必須立即對生態環境進行修復,使人與自然的關系相對和諧,保證生態環境得到有效保護。
4.3 我國綠色發展戰略的推進,需要對生態環境進行修復
為了實現經濟持續健康穩定發展,并對生態環境進行有效利用,我國已制定了綠色發展戰略,在這一戰略政策的影響下,我們應該對生態環境進行積極修復,使生態環境成為經濟發展的持續動力,使經濟發展和生態環境實現和諧共存、相互促進、共同發展。
5 生態修復開展以來取得的積極效果
考慮到生態修復的必要性和迫切性,生態修復工作在我國已經得到了廣泛開展,目前對水源、土地和大氣的生態修復已經取得積極的進展和效果,保證了我國的生態環境得到了有效的修復。具體的修復效果主要表現在以下幾個方面。
(1)水源生態修復使得水源得到凈化,保障了居民飲水安全。目前我國水源生態修復的開展,如近年來積極推進的太湖、滇池、淮河等流域的水污染治理工程,卓有成效,使得我國江河湖泊的污染程度明顯減輕,許多城市下大力氣合理建設工業園區,將流域周邊的嚴重污染企業遷走,對輕度污染企業實施限制排放,對城市中的河流、水域進行重點治理,保障了居民飲水安全的同時也提升了城市的形象。
(2)土地生態修復使得土地資源得到了有效利用,減少了次生災害的發生。為了減少土地資源污染帶來的次生災害,我國對土地污染也進行了綜合治理。不但規范了礦產開采和森林采伐業務,同時也優化了相關產業結構,從而使土地資源的重視程度得到了加強。從目前來看,土地生態修復有效減少了土地污染的發生,對減少水土流失、山體滑坡、泥石流和地震等次生災害有重要作用。
(3)大氣生態修復使得空氣質量得到顯著提升,減少了大氣污染的危害。在大氣生態修復方面,主要從以下幾個方面采取了措施,首先是合理建設工業園區,將重污染企業遷出城區,同時積極推進傳統產業盡快轉型升級;其次是北方地區實現集中供暖,優化能源結構和布局,節約能源消耗,同時擴大清潔能源使用范圍,減少污染排放;再次是優化城市交通,大力發展新能源汽車、全面開展機動車尾氣治理、合理限行;以及推進園林城市和森林城市建設,擴大城市生態景觀帶、綠化帶,減少城區地面,加強城市揚塵污染控制等。這幾方面措施的采用,使得城市大氣環境得到了明顯改善,減少了大氣污染的危害。
6 結語
在目前的環境下我們要想保證生態環境維持現有局面,不再惡化,以免對經濟和社會造成較大影響,就要明確進行生態修復的必要性,就要在環境保護過程中,努力推進生態修復工作,使得我國的生態環境能夠成為經濟發展的有利因素,從根本上保證生態環境質量,為打造綠色生態新型城市和綠色生態發展戰略的推進提供重要保證。
參考文獻:
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關鍵詞:水污染;植物修復;環境
中圖分類號:X52 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2012)-04-0146-2
基金項目:新疆維吾爾自治區高校科研重點項目:“伊犁河流域土壤重金屬環境地球化學基線研究”(課題編號:XJEDU2010157)
氮、磷等營養物質和有機污染是我國水污染的兩個主要方面,我國經濟建設和水利現代化進程快速發展,國家已經確立了本世紀末基本修復全國水生態環境的目標。而這一目標的實現,需要對現代生態修復技術的不斷研究更新應用,完善水污染環境的治理工作。植物修復技術就是目前水污染治理中一項較為實用的技術,并且已經在我國的江、河、湖、海和水庫等水污染環境治理中開始廣泛應用。
1 植物修復技術
1.1 定義
植物修復技術是指通過綠色植物及其根際的土著微生物共同作用,實現對環境污染的清除,是目前一種較新的原位治理技術,其主要機理就是通過植物及其根際土著微生物的代謝活動來對環境中的污染物進行吸收、積累或者降解轉化。
1.2 特點
植物修復技術相比于其他的水污染環境處理方法,主要有以下幾方面的特點:
(1)植物修復技術能夠在現場進行,這使得治理污染過程中的運輸費用得以減少,同時降低了人類和污染物直接接觸的機會。
(2)能夠有效地處理水體中的有機污染物、重金屬污染物和富營養化物質。
(3)可以使水體營養達到平衡,使水體的自凈能力得到改善。
(4)具有較低的工程造價,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 植物修復技術類型
1.3.1 植物揮發 植物吸收一些容易揮發的污染物后會在表面組織中將污染物揮發掉。空氣中的活性羥基可以將植物莖葉揮發出的物質分解掉。植物自身不能降解污染物質,而是將污染物所處的環境進行轉移,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,比如根、莖、葉中,將污染物的活動性降低,防止其擴散到周圍的水體中,也就是植物對污染物起固定作用。隨著植物的死亡腐爛,這一部分被固定的污染物會被重新釋放到自然環境中。
1.3.3 植物提取 植物根系可以從土壤中將有機或者重金屬污染物轉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有機污染物進行降解。植物通過同化過程對污染物質進行降解,只是污染物的轉換場所,并不對污染物進行存儲固定,在植物死亡后,大部分污染物已經被降解為無毒性物質或無機物,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。一些有機物能夠結合植物使重金屬的降解得到促進,還能使一些有機污染物礦化。
2 植物修復技術應用的要求
2.1 水環境的要求
2.1.1 水環境的條件 并不是說植物修復技術是萬能的治理技術,其有著自身的適用性,該技術對水體的動力條件和水質現狀都是有要求的。通常來說,植物修復技術在水流較緩的寬淺水體,不超過3m的水深中較為適用。另外,實踐研究表明,水流的流速以及水力停留時間也影響著植物修復技術的運用。因為生物種群可以適應一定的環境脅迫,所以,植物修復技術對水質也有著一定的要求,污染高負荷的水環境不利于植物修復的進展。
2.1.2 水生植物的選型 水污染環境植物修復技術的核心是水生植物,水生植物不同會呈現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使得抑制效應不同,對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,營養效率在過長的生物調控過程中較低。另外,分泌物濃度不同使得其對藻類的他感效果不同。因此,在水污染環境不同的治理情況下,對水生植物的選擇非常重要。
2.1.3 護坡生態建設 在植物修復技術的使用中,江河湖庫的護坡建設也對其效果有著很大的影響。一直以來,人們對于防洪、通航等這類河道自身的功能較為注重,所以我國許多地方的護坡建設中普遍使用混凝土材料護坡、襯砌河床、截彎取直的做法。然而,這些做法實際上對土壤和水體的關系產生了割裂,分離了生物環境,水系和土地及生物環境相分離,對自然環境的生態鏈產生了破壞,造成了生態環境的不和諧。護坡生態建設對生態修復有很好的效果,主要是在對初期坡面穩定和坡面植被保綠保活有所保證的基礎上,遵循自然規律,通過人為手段使坡面植被群落的演替速度加快,將坡面與當地生態環境相互融合。護坡生態建設具有抗蝕、保水、增加截流面源以及坡面強度等功能,提供給植物足夠的生長養分和良好的生長環境。
2.1.4 資金投入 在污染問題的治理中,資金投入始終是個大問題,植物修復技術也是這樣。第一,植物修復技術自身的特點原因使得這是一個長期漫長的過程,在技術開始階段的資金投入可能不是最大的,但之后的技術、管理、維護等方面需要資金不斷投入。第二,在我國的社會經濟發展過程中,經濟效益是每個工程都要首先考慮的,在污染治理時,首先想的是少投入、快見效、實用性強的處理技術,對環境可持續發展有所忽略。第三,國家在籌措生態資金時,實施了一些必要的鼓勵政策,但是其效果并不是很好。
不難看出,水污染中植物修復技術的使用受資金的制約,資金的保障是植物修復技術實施的關鍵。
2.2 植物修復技術的要求
2.2.1 植物修復技術的關鍵性研究 對不同類型植物去除不同污染物的基礎性研究是使植物修復技術優勢充分發揮的關鍵,可以對水生植物的優化選擇因地制宜,發展為一個完善的修復系統。并且在污染物被水生植物所吸收的最佳時期,人工收割及時進行,達到永久去除污染物的目的。我國在這方面相較于發達國家仍具有一定的落后性,所以,對關鍵技術的基礎性研究加強是非常重要的。
2.2.2 培養復合型人才 植物修復技術是一項較為復雜的學科,它涉及到多個學科,比如生物學科、環境學科、景觀學、現代水利工程學、生態學等,作為一門新興技術,它對于人才素質有著很高的要求。特別對于我國來說,地域廣闊,水域環境有著極大的不同,使用植物修復技術對水污染進行處理,對這類人才的需求更是非常迫切。目前來說,這方面人才的培養還是很薄弱的,對我國植物修復技術的使用有著一定的制約。
2.2.3 水環境的生態管理 當今社會,生態化成為了發展的一種自然趨勢,在管理上,生態化管理也成為了一種發展方向。雖然目前其機制還沒有成熟,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:第一,水體完整的生態保護一定要對有效性、持續性和整體目標進行強調。第二,執行時,水環境管理人員要有敏銳的洞察力并且受過專業的培訓,這才能在執行上給予其足夠的權利。第三,生態管理中,要對基本流量、水質和水體自身的生態現狀有所兼顧。提高水環境生態管理的宣傳力度,使民間企業能夠積極參與進來,并且對公眾參與水環境生態保護活動進行推動。利用這些措施,對環境生態保護管理僵化的情況進行改善,為環境問題提供政策決策依據。
3 結語
水作為人類生存的根本物質基礎,其污染問題對人類生存發展有著重要影響,對水污染問題的解決是當前社會重點關注的話題。植物修復技術作為一項新興技術,以其效果好、投資少、管理維護方便的優點,在水污染環境處理中有著廣泛應用。
參考文獻
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