水生态修复技术导则

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水生态修复技术导则范文第1篇

关键词：水质;生态;工程设计;自然处理;人工处理

Abstract: The relationship between human and ecological environment more attention, this paper mainly to the Fengxian campus of the Shanghai Normal University campus water as an example, through investigating the status quo of the water quality, sediment, aquatic organisms, riparian, ecological environment, so as to reduce the school in the water replacement cost, save cost and get better campus environment. The method can also be applied to other regional water improvement project.

Key words: water quality; ecology; engineering design; natural treatment; artificial processing

中图分类号： Q494文献标识码：A文章编号：

1.概述

长期城市化与工业化对河流生态系统健康状况造成了严重影响，河流生态系统修复逐渐引起人们的重视。调查显示，我国90%以上城市河流受到不同程度污染，生态功能丧失现象严重[1]。近几年来，国内许多专家学者对河流水生态治理与修复进行了深入研究，苏冬艳等人（2008年）对河流治理与修复技术进行了综述[2]，刘辉等（2009年）提出了利用水生态修复技术治理治理杭州河道水生态系统的对策和建议。

以水的自我调节为基础，遵从“道法自然”的自然依据，按照物质在自然界迁移、转化、流动与循环的规律，在少量人类辅助功能的帮助下，充分利用自然生态系统，与地方自然条件、社会条件和经济条件相结合，使之相互联系成一个有机系统，促进良性循环，同步增加与兼收经济、生态和社会效益。

城市河道水生态环境问题及治理现状

2.1城市河道水生态环境存在的问题

2.1.1城市河道渠化破坏河道生态系统

天然的河流、湖泊、池塘是自然变迁和构造运动的产物，但随着社会的发展，人类的开发活动，尤其是随着城市人口密集，开发建设强度大，对河道裁弯取直，修建水库和其他水利设施，以及开辟人工河道等，河道水生态系统自然属性遭受破坏，呈现出人工化、渠道化与规则化，水文流态受水利设施控制，且受到现浇混凝土、预制混凝土块体或浆砌石结构的护坡影响，隔断了地下水与土壤的联系，导致水生态系统结构单一，恢复和缓冲能力减弱。

2.1.2城市河道水体污染严重

部分工业废水及大部分生活污水未加处理直接排入河道，致使部分区域的河流浮萍藻类生物的迅速生长，水体甚至呈现红褐色，墨绿色，水体富营养化现象严重。另外由于人类保护水生态环境意识较薄弱，随手向河内丢弃垃圾等，导致部分河段水面杂物漂浮、蚊蝇孳生。据统计，中国80%的城市河流受到不同程度的污染，许多流经城市段的江河水质都劣于Ⅲ类水，河中生物基本绝迹，河流的生态功能恶化[3]。

2.1.3城市河道淤积严重

受到不恰当的城市开发的影响，使许多河流的河道变窄，河网被分割，城市建设中废物倾倒使河床越来越高，并且政府有关部门不重视河道清淤工作，没有定期对河道进行清淤，致使部分河道淤积严重，不但影响了河道水质，也严重影响了河流本身所具有的泄洪功能，加剧了城市洪涝灾害发生的频率和程度。

2.2城市河道水生态环境治理中存在的问题

通过对全国各地河道整治资料进行查阅发现，当前大部分城市的河道水质治理方面存在以下几个主要问题：利用水生态修复技术治理城市河道水生态系统的重要性依然没有引起相关部门的足够的重视，现如今河道的主要整治措施还是截污纳管、生活污水处理和底泥疏浚；一些地方虽然在整治方案中都强调了生态治水的重要性，但在具体技术上缺乏相应的实施方案和操作措施；在利用生态技术修复河道水生态的认识上存在较大的偏差，许多设计者对于河流的生态修复纯粹是从景观美学的角度出发，没有考虑河道的基本情况及其功能定位。

2.3城市河道水生态环境的一般修复方法

水生态修复是一项理论复杂、因素众多、操作困难的工作，既要因地制宜，又要符合科学，更要讲究实效。按照水生态系统的理论，结合全国河道、湖泊水生态系统修复情况的分析，修复水生态系统的主要处理技术可以分为：物理技术、化学技术以及生物技术。具体处理方法及其相应的特点见下表（表1）：

表1环境修复技术及其特点

3.工程实例

3.1上海师范大学奉贤校区河域概况

由于上海师范大学奉贤校区校内所有水域均流通，故以中心河的水质数据为样本进行分析，从而对全校水质进行估计。

（1）中心河及其排水口现状

图1为中心河的卫星图，从西面起第一座桥设为桥①（玉兰前），第二座桥（三教前）设为桥②，东面起第一座桥为桥③。相关数据如下（表2）：

图1中心河的卫星图

表2中心河现状相关数据

根据实地调查，大中型排水口个数及分布如图所示，小型排水口分布如下：

桥①以西，北岸有小型排水口7个，南岸有小型排水口6个。桥①―桥②，北岸有小型排水口16个；南岸无小型排水口。桥②―桥③，北岸有小型排水口14个，5个小型排水口。桥③以东，北岸有小型排水口13个；南岸有小型排水口10个。

（2）中心河水域生态环境现状

2012年7月对中心河进行了实地考察，对其水域生态环境现状的初步了解如下：

桥①至桥③的区域，湖水基本清澈，能见度较高，有鱼、虾等水生生物。桥③以东，湖水稍有浑浊，东墙周围湖水能见度低，总体流动性较小，湖水泛绿，河岸边缘及角落有浮游类植物。桥①以西区域水质情况较差。湖水呈青绿色，部分区域有轻微乳白色，湖水能见度河岸边缘大型排水口处有浮沫以及少量的上层浮油，大部分区域水质混浊，能见度低，水生生物稀少。中心河河岸由水泥石块砌筑，水域底部淤泥较厚。综上，预估中心河富营养化情况比较严重。

3.2水环境试验与监测

在2011年10月起对四个河段（为方便起见，在下文，桥①以西命名为#1，桥①―桥②命名为#2，桥②―桥③命名为#3，桥③以东命名为#4）进行为期1年的采样。因分析水域生态环境现状得出本河段富营养化情况严重，故拟测试pH、水温、DO、COD、BOD5、NH3-N，6项指标来评估富营养化情况，并对未来形成治理方案提供依据。测定方法如下[4][5]：

表3 水环境测定方法

（1）关于中心河水温T的监测值分析

从图2中可看出中心湖的水温分布均匀，4个监测点只有较小偏差，同时最高水温为#2处的28.5℃，7月； 且1月份水温均低于5℃，与上海市的气温变化同步。由于缺少近十年的当月平均水温，无法对其级别定位，仅从一年的数据观察看，水温指标满足IV类水标准要求。

（2）关于中心河pH值监测值的分析

从图3中看出PH值的变化范围为6.31～7.54,其中5月至10月呈弱碱性, 11月至4月显弱酸性，其PH值最大值出现在7月和最高水温相对应。中心河的酸碱度基本满足景观娱乐用水水质标准，但1月份测得的酸碱度超过了标准。河水的PH值是河水及其水域各种自然因素综合作用的结果。在流动河水中，氢离子的浓度并不取决于水分子的离解，而主要取决于河水中各种负离子，例如碳酸根、碳酸氢根、二氧化碳的对比关系。在富营养化水体中，随着富营养化的发展，由于藻类光合作用消耗水中的二氧化碳，致使水中氢离子减少而导致PH值升高，呈现PH值随藻类生长而显著增高趋势[6] 。

图2 中心河水温T监测值 图3中心河PH值监测值

（3）关于中心河溶解氧DO监测值的分析

从图4中可知，中心河水体中溶解氧最小值是1.6mg/L,最大值是3.78mg/L。除了7月至8月溶氧量值低于标准外，#1处溶氧量值从5月至8月间亦低于标准值，此处根据实际调查确是存在严重的富营养化以及严重的污水排放情况。洁净水体中的溶解氧一般接近饱和，如果水体受到有机物质和还原性物质污染时，溶解氧会低于饱和值，尤其当藻类在水面形成遮光阻气层时，影响大气氧和水中氧的正常平衡以及水生植物的光合作用受阻，会使低层溶解氧大幅度降低，甚至趋于零值。此时将会导致厌氧微生物繁殖、水质恶化。

（4）中心河生化需氧量监测值的分析

从图5中可看出中心河生化需氧量的变化范围是23mg/L～47mg/L， 明显高于IV类水体的生化需氧量标准值。生化需氧量越高，表示水中需氧有机污染物越多。

图4中心河溶解氧DO监测值 图5中心河生化需氧量监测值

（5）中心河化学需氧量监测值的分析

如图6中所示，中心河重铬酸钾指数较高，变化范围为62mg/L～110mg/L,最大值出现在6月的#1处。重铬酸钾指数是表征水体中可被高锰酸钾氧化的物质，主要是有机物的含量。是一项重要的水质参数。在富营养化水体中由于浮游植物强烈的光合作用生成了大量的有机体，使水体的化学耗氧量明显增高。5月至7月间，中心河的重铬酸钾指数足以体现。

（7）中心河氮氨含量监测值的分析

如图7所示，中心河氮氮浓度都较高。最大偏差为1.96mg/L。最大值出现在6月，最小值出现在11月。氮氨浓度较高时必然会导致水域的富营养化。中心湖氮氨变化范围为1.85～4.97mg/L。达到标准值仅为#3处的1,2,11,12月数据以及#2处的1月数据。且#1处的数据均高于其它监测点的数据，可见#1处的富营养化最为严重。

可见对中心湖进行整治规划势在必行也刻不容缓。

图6中心河化学需氧量监测值图7中心河氨氮含量监测值

3.3水生态环境修复

中心河是贯穿上师大奉贤校区，与新农河和月亮湖等其他水域连通，因此它不仅和其他水体一起调节了局部气候，同时也具有一定的欣赏价值。但是由于疏于管理，导致目前中心湖富营养化程度严重，生物多样性遭到破坏，因此有必要对该河流进行治理，并需要通过多种方法的结合，已到达彻底修复河道水生态系统的目的。

3.3.1处理河流底部沉积物

富营养化湖泊中的底部沉积物常是一个营养库，在一定条件下可不断释放磷，这称为内部负荷。当外部负荷减少后， 内部负荷可补偿，使富营养化现象继续存在[7]。底泥疏浚与覆盖技术是河流污染治理中普遍采用的措施之一，可以较大程度的消减底泥对上覆水体的污染贡献率，进而解决内源释放而造成的二次污染问题，并为后续的生物技术介入创造出良好的生态条件。通过挖泥疏浚可以直接去除底泥中的营养盐含量，减轻内部负荷对湖泊的影响[8]。

3.3.2水生动物修复技术

水体中的藻类除受营养物质的控制外，也受到浮游动物和鱼类的控制。因此，可以通过放养浮游动物和鱼类来达到改善区域性水水质的目的。常用于摄食藻类的鱼类有螺蛳、鲢鱼、鳙鱼、鲫鱼等。根据调查，蚌类可以将水中悬浮的藻类及有机碎屑滤食；螺蛳主要摄食固着藻类，同时分泌促絮凝物质，使湖水中悬浮物质絮凝；滤食性鱼类，如鲢鱼、鳙鱼等可以有效去除水体中的绿藻类物质。我国的谢平、刘健康等（1999年）提出旨在控制蓝藻水华的非经典生物操纵法[9]可供参考。

3.3.3河道补水

可通过增加水利设施并加以调控，引入上游或者附近水源，加快水流速度等。既补充河道水量，又可以冲刷稀释污染水域，置换死水区的河水，使河流由厌氧状态变为好氧，在短时期内降低水体的污染负荷，改善水生动物、水生植物的生存环境，提高河流的自净能力，改善水环境质量[8]。

通过上述三种方法的结合使用，中心河水质有了明显的改善。

4.结论与建议

相较于化学修复法的易造成二次污染和物理修复法的治标不治本，生物生态修复法具有工程造价相对较低，不需耗能或低耗能，运行成本低廉，处理效果好且不会形成二次污染的特点。近年来这种技术发展很快，在国外已经达到工程实用化的程度，并且积累了系列观测数据。通过对上海师范大学奉贤校区中心河水质监测与相应的修复处理，可以得出以下结论及建议。

交疏挖底泥处理法，水生动物修复和河道补水法更具有可持续发展性，不仅可以节约财力，更可以全面改善生态环境，利用自然自我修复和净化的能力改善水质。

富营养化湖泊中的底部沉积物是一个营养库，单独采用水生动物修复或河道补水法，很难在短期内有效改变河道水质，所以定期清理河流底部沉积物是必须的。

在水域内放置生态浮床，并放养摄食藻类的鱼类等，以构成生物链。以达到在修复水质的同时增加河域的观赏性的目的。

加强点源和面源污染治理，通过加强截污纳管建设，加快城镇污水收集管网工程建设，从而从源头上根治水生态污染状况。

参考文献

[1]曾勇，赵彦伟，杨志峰，等.北京北环水系生态修复方案优选[J],生态学杂志,2008，28（8）,

1450-1454.

[2]苏冬艳,崔俊华,晁聪,等. 污染河流治理与修复技术现状及展望[J],河北工程大学学报（自然科学版）,2008,25(4),56-60.

[3]杨士弘.城镇生态环境学[M],北京：科学出版社，2003,103-133.

[4]《水和废水监测分析方法》第三版，中国环境科学出版社,1989.

[5]《环境影响评价技术导则―地面水环境》（HJ/T2.3）对中心河采用《地表水环境质量标准》 （GB3838-2002）中规定的IV类水标准.

[6]张勇.城市浅水景观湖水质模型研究[D],太原理工大学硕士研究生学位论文,2006.5.

[7]张镇,刘桂民. 当前我国湖泊富营养化治理的进展及思考[J],工业安全与环保,2007,33(10),

50-52.

水生态修复技术导则范文第2篇

关键词：草本水生植物；园林景观；园林应用

1草本水生植物在园林绿化中的主要作用

1.1固坡护堤

草本水生植物大都是蔓延繁殖，生长在岸边，可以有效地增加土壤中的有机质，改善土壤的结构和性能。草本水生植物大都是生长在水陆交界的位置，由于草本水生植物的发达根系可以减少水土流失。因此，草本水生植物不仅仅可以改善土壤的结构，增加肥力同时还可以减少水土流失，起到固坡护堤的作用。

1.2净化水质

草本水生植物有很好的净化水质的作用，草本水生植物进行光合作用的时候会吸收环境中的二氧化碳，并释放出氧气。但同时草本水生植物还能够吸收和消除水中的有害物质，还可消除污染水环境的主要物质，达到净化水质的作用，提高水的质量。例如芦苇可以吸收水中的汞，铅等有害物质，同时还能够净化水中的悬浮物，硫酸盐等物质。

2草本水生植物在园林绿化中的应用

2.1溪涧造景中草本水生植物的应用

草本水生植物同溪石结合成景是造景的主要形式，像水葱、芦苇、海芋、千屈草等具有高观赏价值的挺水植物呈现断续状，于石头自然堆砌的临水种植池中进行种植。这样，种植池就对挺水植物生长的范围作出了有效的控制和限定，利于草本水生植物景观持续性和稳定性的保持。同时，溪涧的边缘种植水金钱、黄菖蒲、石菖蒲等偏低矮株型的挺水植物，通过对草本水生植物的充分利用，营造出了断续有致、高矮不一的自然景观。

2.2河岸绿化

当前很多城市都会有一些河岸需要绿化，但是大都没有找到合适的绿化手段，导致城市的河岸环境遭到破坏，影响了河水的质量和城市的环境建设。但是草本水生植物可以对城市的河道进行绿化，并且还可以起到美化城市环境的作用。

2.3盆栽绿化

当前城市居民都喜欢种植一些盆栽当作办公室或者是家中的装饰物，盆栽不仅仅有装饰作用，同时也有比较好的美化环境的作用。草本水生植物成为盆栽同样可以发挥出十分重要的美化环境的作用，改善人们的生活环境。

2.4湖泊绿化

当前城市的建设中湖泊的绿化逐渐受到重视，草本水生植物在湖泊绿化中发挥着十分重要的作用。当前城市为了城市的美观都会建设人工湖，但是人工湖通常面积比较大，湖泊的绿化工作比较困难，因此很多城市虽然建设了人工湖但没有进行有效地绿化反而影响了城市的环境。但是可以在人工湖中种植一些草本水生植物不仅可以美化湖泊的环境，净化水质，同时又可以增加湖泊的美观程度，供人们观赏。

3草本水生植物的价值

3.1景观价值

草本水生植物景观清新、雅致，不仅可以观花、品姿，还能欣赏碧波倒影、花随水移的别致景象，令人浮想联翩。如荷叶随波起伏，嫩蕊凝珠盈盈欲滴，清香袭人。草本水生植物同样可以营造野趣盎然的景观，如菖蒲点缀碎石于其间亦或成片的芦苇林，呈现出生机勃勃，野趣横生的景象。此外，水葱、伞草等，都在草本水生植物园中备受亲睐。

3.2生态价值

20世纪70年代，造园家开始注意到草本水生植物的生态效应，并巧妙地应用于园林中，协同污水治理。近30年来，大量研究证明，草本水生植物可吸附水体中的营养物质及其他元素，缓解水体富营养化，维持水体的生态平衡。如在东湖、滇池、洪湖等污染水体的修复中，草本水生植物起到了至关重要的作用。随着研究的不断深入，近年来兴起的人工湿地系统，完美的体现了草本水生植物的生态价值，人工湿地景观也为城市呈现了极富自然情趣的景观。

4草本水生植物应用中存在的问题

大量研究者对草本水生植物进行调查探究，包括种质资源，草本水生植物资源的分类及分布，草本水生植物的栽培养育等。而对草本水生植物的应用，及对优良品种的开发运用有一定的局限性。使得许多较高品质的具有观赏性及生态性的草本水生植物未能发挥其效应及价值。由于对植物的生态习性缺乏全面了解，在植物景观配置时不能将植物进行科学的良好的配置，导致水体景观较为单一，缺乏新的亮点，影响了草本水生植物的观赏性。应根据水体及地域性，配置多种草本水生植物，形成不同的层次。结合湖岸的变化，营造和谐优美的生态水景。

4.1草本水生植物的园林绿化需要做到因地制宜

草本水生植物有自己的生长环境，因此草本水生植物应用于园林绿化也需要考虑草本水生植物的生长环境，做到因地制宜。不同的草本水生植物有着不同的生长环境，草本水生植物在进行园林绿化的过程中需要充分考虑因地制宜，这样才能保障草本水生植物发挥出最大的作用。在园林绿化的过程中需要对当地的水温，土壤，光照等因素进行检查，根据这些因素选择合适的草本水生植物，才能更好地发挥出草本水生植物的作用，提高城市的环境质量。

4.2园林绿化中需要保护草本水生植物的多样性

草本水生植物的种植需要充分考虑其多样性，只有保障草本水生生物的多样性才能更好地发挥草本水生生物的重要作用。草本水生生物之间的多样性不仅仅可以提高草本水生生物的环境绿化作用同时还可以提高草本水生生物的生命力。城市在进行园林绿化的过程中不能仅仅是种植一种或者几种简单的草本水生植物，需要种植多种草本水生植物，最大程度地发挥各种草本水生植物的环境绿化作用，提高城市的环境质量。同时保障草本水生植物的多样性也可以促进草本水生植物的生长，丰富城市的植物景观，更好地发挥城市园林的绿化作用。

5.草本水生植物的应用前景

5.1侧重于对乡土草本水生植物品种的应用

尽管我国草本水生植物有着繁多的种类，但一定不能滥用，需针对不同地域环境，来进行不同植物品种的选择，且在园林景观配置中应当侧重于对乡土草本水生植物品种的应用。在建设人工湿地时，更应当将这一原则作为重要前提，面对一些外来的新奇植物品种，在实施景观配置前，应当先确定或参考其在附近地区或本地区的生长表现，来避免因盲目引入，则造成施工难度的增加。

5.2草本水生植物的种类选择与搭配应当适宜

水景的营造可通过组合植物色彩，来就内敛、开朗、宁静、热烈等情绪进行表达。园林景观配置中草本水生植物的应用，应当对不同植物花色、叶色的组合效果进行充分的考虑，且在选择植物时，应当就对应草本水生植物的生长特性有一个充分了解，强调色彩搭配、株型大小同周围环境与观赏风格的相互融合、一致协调。可以是几种混种，在混种时除需要对植物生态要求进行考虑外，且需要在景观美化上区分主次，从而使所造景观具备一定特色。也可以是只种植一种，如种植荷花于较大水面等。

5.3草本水生植物品种的应用应当结合土壤条件和流水情况

对于保肥能力强、土壤养分含量高土壤，应当种植喜肥的草本水生植物类型，而对于沙化严重、贫瘠的土壤环境，则应当选择耐贫瘠性较强的草本水生植物类型。挺水类植物适合栽种于流水环境下，而浮水、浮叶植物则适合载种于静水环境下。

结语

随着我国经济技术的高速发展，人们的生活水平也是得到的巨大的提高，人们对生活质量的要求也是越来越高，不仅要求解决温饱，还要求生活环境能够越来越美好，园林在改造人们生活环境中起着重要的作用，园林可以净化空气，美化环境，使人们心情愉悦，草本水生植物在园林中的应用也是越来越突出，其变现出越来越重要的作用。

参考文献：

[1]张谊.论城市水景的生态驳岸处理.中国园林，2003（5）.

水生态修复技术导则范文第3篇

水文形态;白河白河湾段;生态修复;小型湿地;怀柔;北京

［摘要］

选取北京市怀柔区白河部分河段为研究对象，在2010—2014年对其河流水文形态进行了5次实地调查，结果显示:河流水文形态逐年变差，2014年研究区河段保持自然河流水文特性的河道长度只占研究区河道总长度的14．7%;河流水文形态破坏的主要原因是旅游业发展对河流扰动的增加、不合理的河道整治工程和当地群众较差的河流生态保护意识。在充分了解河流水文形态破坏的原因和当地社会经济发展对河流需求的基础上，提出了纵向以潭代坝、横向生态护岸和局部小型湿地等适合研究区河流水文形态修复的治理模式。

水是生命之源，在广阔的内陆地区，河流生态系统健康与否对保护水资源和生物多样性有着不可替代的作用［1－2］。河流生态系统是一个复杂、开放、动态、非平衡和非线性的系统，其健康离不开河流正常的水文形态，河流的许多功能都是以河流水文形态为基础的［3］。然而，随着经济的发展，许多地区河流的正常水文形态正遭受着严重的毁坏。北京市郊区(怀柔、延庆、昌平、密云等区县)多为山地地形，水系较多，水量也较为充沛，自然景观非常秀美，旅游业近年来非常火爆。受此影响，短短几年内，京郊河流也相继出现了水质污染、河道连续性遭到破坏、河岸固化严重、生物多样性减少等诸多生态问题，对北京郊区的经济社会发展造成了极大的损害。要对京郊河流进行生态修复，就必须对其河流水文形态的破坏形式、原因进行研究，并了解当地群众对河流的需求，进而为河流生态修复提供依据。在这种背景下，2010—2014年，我们选取北京市怀柔区白河白河湾河段进行了连续5年的实地调查研究，全面了解了该河段水文形态的动态变化趋势，并结合相关的河流修复研究探讨了京郊河流水文形态的修复模式，希望能够为北京市郊区河流的生态治理提供依据。

1研究区概况

研究区位于京承高速后安岭村附近的白河湾段，调查河段全长10km，途经后安岭、胡子沟、狼虎哨、白河北、梨树沟、青石岭、五道梁等自然村。该段河流为山区河流，水量充沛，四季无断流，河床多以石质和沙质为主，水质较好，森林覆盖率70%以上，动植物资源非常丰富。气候属于暖温带半湿润气候，四季分明，雨热同期，夏季湿润，冬季寒冷少雪。全年日照时数2800h，年平均气温9～13℃，无霜期170～200d，年平均降水量600～700mm，主要集中在6—8月。经济发展以农业和旅游业为主，其中旅游业已经成为当地的支柱产业，年接待游客过万，是怀柔区比较有特色的旅游区之一。

2研究方法

2．1调查内容与方法

2．1．1调查内容河床底质调查。目测河底材料，如卵石河床、沙质河床等，判定河床底质为人工化、半人工化或是保持自然状态(人工化主要为浆砌石结构，半人工化为人工采用近自然材料铺设，保持自然为河流保持天然的底质形态)。(1)河流连续性。包括河流的横向连续性和纵向连续性，主要调查影响径流、泥沙和生物连续性的工程或行为，并测量拦挡建筑物的高度。(2)河岸改造。确定河岸的改造状况，分为保持自然、受宽型护体工程束窄和受窄型护体工程束窄三种形式，其中:没有人工护岸工程的判定为保持自然;一岸或两岸建有石质护堤工程，距水体较远，部分束窄河流空间但影响较小的，判定为受宽型护体工程束窄;一岸或两岸建有石质护堤工程，距水体较近，部分束窄河流空间但影响较大的，判定为受窄型护体工程束窄。(3)外界胁迫因子。包括取水、倾倒垃圾、排放污水、采砂等行为。

2．1．2调查方法调查时段为2010年10月至2014年10月，调查时间为每年的10月，调查方式是按照调查内容对河流的水文形态进行实地踏看，记录相关数据，并拍摄实地照片，调查完成后将所有数据归纳整理、存储。

2．2数据分析方法调查数据按照北京市水文形态分级判定试用导则进行处理，详见表1。

3结果与分析

3．1水文形态变化趋势将按照河流水文形态分级办法处理后的5年调查数据用EXCEL绘制成图1。2010—2014年河流水文形态的总体变化情况是:Ⅰ级河流水文形态由2010年的45．4%下降到2014年的14．7%;Ⅱ级由32．3%下降到16．7%;Ⅲ级由11．2%上升到23．5%;Ⅳ级由6.7%上升到32．7%;Ⅴ级由4．4%上升到12．4%。从数据上看，调查河段的水文形态急剧恶化，应当引起相关部门的高度重视，并采取适当的方式进行生态修复。

3．2水文形态破坏的主要方式在5年的实地调查过程中，我们将河流水文形态破坏的形式及规模做了详细记录，归结整理如下:浆砌石工程护岸2．45km，横向拦挡建筑物17处，硬化河床200m，裁弯取直河道1300m，修建浆砌石亲水平台6处、河岸带游览栈道6．2km等。

3．3原因分析京郊河流水文形态的主要破坏方式就是对河流连续性的破坏，尤其是拦河建坝蓄水、河岸硬化等一些不合理的工程建设。(1)旅游业发展带来的河流生态破坏。近年来京郊休闲旅游业飞速发展，为了吸引游客，多通过拦河建坝的方式营造水面景观，部分缺水地区为了能保留水面，甚至将整个河道硬质化。(2)多部门任性的河道整治工程。政府、民间都希望通过河道整治工程，实现其目的。如土地部门搞“河道治理”是为了围河造地，土地复垦;建旅游度假村搞“河道治理”是为了围河建饭店、旅社，建水景观;在河道上游搞“河道治理”是为了拦河蓄水，抢占水资源;当地政府搞“河道治理”是为了提高当地的GDP水平。(3)对生态河道的认识有待提高。对自然河道的生态功能还缺乏深入的认识，对生态河道缺乏研究，习惯上沿用城市河道的治理方法治理山区河道。在认识上，生态河道存在城乡差别，城里人更喜欢自然的河流，乡里人更喜欢人工的河流。

4修复模式探讨

为了社会经济发展而对河流过度开发是河段水文形态破坏的主因，如拦蓄水源形成水面景观、开发漂流等娱乐项目。我们认为，研究河段的生态修复必须考虑当地社会经济发展的基本需求，采取以经济为基础、以生态为保障的修复模式。基于此，借鉴国内外相关的河道治理文献和工程案例，我们提出了纵向以潭代坝模式、横向生态护岸模式和局部小型湿地恢复模式。

4．1纵向以潭代坝模式在京郊地区，河流多为季节性的中小河流，河道上的横向拦挡建筑物也相对较矮，大多不超过2m，具备通过开挖深潭来代替工程筑坝的条件。王兵等［4－5］认为，自然界的深潭多位于跌水附近，在北半球受地转偏向力的影响，深潭多位于河道右侧。因此，在以潭代坝模式中，深潭的位置位于原拦水建筑物的前后;在深潭开挖过程中，应由浅到深，形成一个平滑的曲面。深潭开挖完成后，要对原来的拦水建筑物进行拆除，并利用碎石、木材等材料，人工修建一处近自然跌水［6］。在跌水附近浅滩处，种植水生植物，进行区域绿化美化，促进生态系统的恢复。

4．2横向生态护岸模式在京郊河流的治理过程中，存在不根据河流实际盲目采用工程护岸的行为。我们认为，在对河流实施护岸工程措施前必须明确具体的实施对象。对一些人口较少，附近没有农田、村庄，防洪压力不大的河流，完全没有必要进行大规模的浆砌石河岸防护工程，应尽可能保持河流的自然形态。而在一些防洪压力较大的区域，应根据河流防洪设计水位，采取相应的防护措施，尽量使用生态的护岸方式。

4．3局部小型湿地模式小型湿地的构建对河流的水文形态有一定的要求，在选择构建位置的时候应选择水量相对较多、流速较慢、水面较宽的河段。在构建小型湿地过程中可能会对河流进行蜿蜒化和拓宽改造，因此应该选择河床较为宽阔的地带。

5结论与建议

(1)2010—2014年，研究区河段河流水文形态逐年变差，到2014年研究区河段保持自然河流水文特性的河道长度只占研究区河道总长度的14．7%，这应当引起相关部门的高度重视。(2)河流水文形态破坏的主要原因是旅游业发展对河流扰动的增加、不合理的河道整治工程和当地群众河流生态保护意识较差等。(3)综合研究区河流水文形态现状、社会经济需求，应试点推行纵向以潭代坝、横向生态护岸和局部小型湿地生态修复模式，并以科学的方法验证修复效果，以期为京郊河流治理提供决策依据。

［参考文献］

［1］董哲仁，孙东亚，赵进勇，等．河流生态系统结构功能整体性概念模型［J］．水科学进展，2010(4):550－559．

［2］董哲仁．保护和恢复河流形态多样性［J］．中国水利，2003(11):41－43．

［3］钱正英，陈家琦，冯杰．人与河流和谐发展［J］．河海大学学报:自然科学版，2006(1):88－93．

［4］王兵，刘慧博，李峪，等．深潭的功能及在城市河道治理中的构建模式［J］．中国水土保持科学，2014(3):108－111．

［5］王浩，章明奎，韩冰．河流生态系统修复技术研究综述［J］．江西农业学报，2008(6):76－79．

水生态修复技术导则范文第4篇

关键词：锦州农村；对策及建议；环境污染问题

1引言

近年来，锦州市各县区、各部门按照国家、辽宁省农村环保工作的有关精神，不断加大农村环境保护工作力度，开展了农村环境综合整治、农村生态示范区建设、土壤调查及农业污染源普查等工作，使得部分地区环境质量有所改善，但污染问题依然严重，环境问题亟待解决。

2当前农村存在的主要环境污染问题

2．1农村生活污染不断加剧

全市农村每年生活垃圾排放量约60万t，生活污水约0．5亿t。由于农村基础设施相对落后，污水缺乏有效收集治理措施，生活污水排放分散，水量小，污水收集难度大且建设成本高，致使管网覆盖率低，少数村镇污水处理厂运行效率低，处理效果差；农村生活垃圾不能得到有效处理，生活垃圾在沟渠、村头路边，随意乱倒堆积，成为新的污染源。同时随着人民生活水平的提高，农村的生活垃圾的组成日趋复杂，有毒、有害物质增多，农民的垃圾还田积极性不高，土地消解比例下降。垃圾处理率低、处理设施建设不完善和管理落后，导致大部分污水随意排放，垃圾排放多为填沟、填坑、沿河排放和露天堆放，严重影响村容村貌，雨季被冲入河流造成水体污染。城市生活垃圾向农村转移的现象仍然存在，清运车将垃圾倾倒在农村，成为农村环境的“潜在污染源”。综上，由于对农村生活污染缺少行之有效的建设和管理模式，导致农村地区的环境问题日益突出。

2．2畜禽粪便污染

随着农业产业结构的调整，农村养殖专业户越来越多，规模逐渐扩大，但是，大多数养殖专业户对畜禽场排放废弃物的处理和贮运能力不足，畜禽产生的固体粪便随意露天堆放，不能进行及时有效的无害化处理，造成臭气四溢，粪水横流；畜禽场产生的废液污水，多数就近直接排入沟渠，导致农民生产和生活环境污染加剧。未经过无害化处理的畜禽粪便含有多种致病病菌和寄生虫卵，直接作为肥料，或一遇大雨，粪便污水随地表径流入水体，必然会导致疾病传播，威胁到人体健康。

2．3新能源利用率低

多数村屯对太阳能、秸秆生物能等新能源利用率低。大量秸秆在农田直接燃烧在浪费能源的同时，还造成对大气环境的污染。

2．4农业面源污染严重

农药、化肥及农膜的大量使用，使农产品的污染居高不下，“白色污染”有增无减。农民盲目追求农产品单产，超量或不科学使用化肥，使农产品质量降低的同时过量的农药化肥随地表径流造成对地表及地下水潜在污染威胁；此外过量或滥用农药，使粮食、果蔬等农产品受到污染，同时还影响到有益生物与生物多样性的保护，致使生态失去平衡；大量使用地膜或塑料大棚，可以使农作物早结果、早上市，但不容忽视的是，大量使用地膜，又不进行清理或科学处理，长期使用，对土壤十分有害，造成了农用地膜污染严重。这些都使农村及农业污染日益加重，农业面源污染比重逐步上升。

3环境污染问题的对策及建议

3．1农村生活污水治理

锦州市目前各县政府所在地均拥有一座县级污水处理厂，并投入运营，但各乡镇和村民居住集中村屯的污水处理厂（设施）建设相对滞后。根据锦州市农村现有经济发展水平，按照“因地制宜，突出重点”的原则，结合农村生活污水收集和处理系统的现状，全面启动乡镇（中心村）生活污水集中处理设施建设，到“十二五”期末，基本实现各乡镇都有污水处理设施的目标，同时对于规模较小的村屯修建排水沟及出户排污水管道，修建氧化塘接收污水，种植水生植物，实现污水自然氧化并有效利用。这在一定程度上可解决农村人口生活污水未经处理直接排放问题，实现可收集污水基本得到治理、配套管（渠）网初步形成、治理设施正常运转。

3．2农村生活垃圾治理

对于农村生活垃圾治理问题，力争在现有县城生活垃圾卫生填埋场的基础上建设规模较大乡镇生活垃圾集中处理处置设施，大力推进垃圾减量化、资源化、无害化，推动人居环境的全面改善。在重要水源地、交通干线沿线、主要河流域沿岸和城市近郊等重点区域的村庄，充分依托现有的城镇垃圾处理设施，对生活垃圾进行集中收运处理，采用“户分类、村收集、镇（乡）中转、区（县）处置”模式。在经济欠发达、交通不便的地区，实行垃圾不出村，除沤肥、回收利用外，自行将不可利用垃圾填埋在合适的地方，采用“统一收集、就地分类、综合处理”模式。农村垃圾收集转运体系由县区政府统一负责，或乡镇政府直接负责，或乡镇委托公司市场化运营。积极推进农户或村庄实行源头分类，就地减量收集，分拣回收可利用垃圾。鼓励收集废家电、废电池、农药瓶、废灯管（泡）等有害垃圾，并定期交送有相应处理资质的单位集中处理。各镇建立专业环卫保洁管理队伍，负责镇区内（包括自然集镇区域）及交通干道两侧垃圾清运和公共区域的卫生保洁；各村建立保洁队伍，负责本村范围内农户、企事业单位的垃圾清运和公共区域保洁。全面推进农村垃圾“组保洁、村收集、镇中转、县（区）处理”的生活垃圾集中收集与运转的四级集中处理模式体系，以及“市、镇（街道）、村（居委会）、组”四级联动、分级负责、城乡一体的长效保洁机制。到2015年，所有行政村设置垃圾箱，聘用保洁员，配备垃圾转运车，保障垃圾的统一集中焚烧处理或填埋。各乡镇根据实际需要分别设置垃圾中转站，中心村及其他大型农村居民点设置垃圾收运点。各村（居委会）负责选点建设垃圾池，组织落实保洁人员和设备，将属地范围内的生活垃圾统一清运至镇（街道）垃圾中转站，并负责对本村（居委会）保洁人员进行管理考核。各镇（街道）中转站压缩处理后的垃圾由区环卫办统一转运至县（区）垃圾填埋场进行无害化处理。建立专业环卫保洁队伍，环卫保洁员按大村4人，小村2人配备。

3．3农村畜禽粪便治理

目前，各县区养殖业发展迅速，养殖种类涉及肉牛、奶牛、肉鸡、蛋鸡及猪等5类，且饲养量不断提高，为县域农畜业发展、拉动地方经济增长及保证城乡居民菜篮子供给起到积极的推动作用，但由于没有普及规模化养殖场，畜禽散养户居多，畜禽养殖环境污染问题逐渐显现，对畜禽粪便治理应按照规模化养殖场、分散式畜禽养殖小区及庭院养殖户分类治理原则。（1）对规模化养殖场，按照雨污分流、干湿分离、种养结合、达标排放的要求，指导养殖业主进行综合配套治理。采用节水措施，减少污水排放；铺设污水管道、实施雨污分流、完善沼气池等粪污处理设施；建造与养殖量相匹配的防雨水冲刷（流失）的干粪堆仓和污水处理池，保持养殖场整洁卫生等措施，强化养殖面源污染的“源头控制”。鼓励建设规模化畜禽养殖场有机肥生产利用工程，实现畜禽养殖废弃物的减量化、资源化、无害化。（2）鼓励养殖小区、养殖专业户和散养户进行适度集中，对污染物集中收集和治理。（3）对分散的小规模庭院养殖，主要依靠加强宣传，推进人畜分居，实行畜禽圈养，鼓励建设沼气处理设施，配套“一池三改（沼气池、改厨、改厕、改圈）”等技术措施，引导粪污还田利用。针对养殖专业户和散养户积极推广诸如发酵床养殖等新的生态养殖技术，做好粪污处理技术筛选及推广。到2015年末，全市100％以上的规模化畜禽养殖场和养殖小区已配套完善固体废物和污水贮存处理设施，但要保证设施正常运行，同时畜禽粪便处理率达到80％以上。

3．4农村新能源

利用新能源主要包括太阳能、秸秆综合利用、沼气利用、氢能、核能、风能等，结合目前锦州市农村地区实际情况，重点推广生物质能转化、太阳能综合利用和沼气发电等农村新能源。

3．4．1太阳能开发利用与推广

太阳能目前在农村正在普遍采用，太阳能热水器主要用于取暖、洗澡、日常生活用热水、冬季养猪拌饲料等。至2015年农村30％住户采用太阳能供热。

3．4．2沼气技术综合利用

随着北方冬季沼气应用技术的成熟，以及农技部门的大力推广，沼气应用的优点在广大农村被普遍认识，被采用的越来越多。主要技术以“一池三改”、“四位一体”为主要内容，农户改厨、改厕、改圈，发展沼气生态农业，也包括乡村级农村沼气服务网点和县级服务站。

3．4．3秸秆综合利用建立

以企业为龙头，农户参与，县、乡（镇）人民政府监管，市场化推进的秸秆收集和物流体系。鼓励有条件的地方和企业建设必要的秸秆储存基地。鼓励发展农作物联合收获、粉碎还田、捡拾打捆、贮存运输全程机械化，建立和完善秸秆田间处理体系。大力推广秸秆快速腐熟还田、过腹还田和机械化直接还田。鼓励养殖场（户）和饲料企业利用秸秆生产优质饲料。积极发展以秸秆为基料的食用菌生产。结合农村环境整治，积极利用秸秆生物气化（沼气）、热解气化、固化成型及炭化等发展生物质能，逐步改善农村能源结构。推进利用秸秆生产燃料乙醇，逐步实现产业化。合理安排利用秸秆发电项目。鼓励采用清洁生产工艺，生产以秸秆为原料的非木纸浆。引导发展以秸秆为原料的人造板材、包装材料、餐具等产品生产，减少木材使用。积极发展秸秆饲料加工业和秸秆编制业。到2015年，秸秆综合利用率已达到90％。

3．5农村面源污染治理

对于农村面源污染治理应采取多方位多渠道进行，具体措施如下。

3．5．1逐步建立农村土壤监测体系

开展粮食主产区、瓜果和蔬菜产地以及矿产资源开发影响区等重点地区土壤污染加密调查。在农村环境综合整治目标责任制试点地区和“以奖促治”政策实施村镇开展土壤环境监测试点，逐步建立和完善土壤环境监测网络，加强土壤突发环境事件应急能力建设，建立土壤突发环境事件预防预警工作协调机制。加强土壤环境保护队伍建设，加大培训力度，培养和引进一批专门人才。

3．5．2加大农用地土壤环境保护力度

以基本农田、重要农产品产地特别是“菜篮子”基地为重点，开展农用地土壤环境监测、风险评估与安全性划分，建立农用地土壤环境质量档案。严格控制主要粮食产地和蔬菜基地的污水灌溉。按照《食用农产品产地环境质量评价标准》、《温室蔬菜产地环境质量评价标准》和《畜禽养殖产地环境评价规范》等环保标准的要求，开展农产品产地环境质量状况评价，推进保障食品安全工作。按照《化肥使用环境安全技术导则》、《农药使用环境安全技术导则》、《农业固体废物污染控制技术导则》等环保标准要求，强化对农药、化肥及其废弃包装物，以及农膜使用的环境管理。

3．5．3启动农用地土壤修复试点

工作开展农村地区污染场地调查与评估，建立农村地区污染场地清单，严格控制污染场地再开发利用的环境风险。以环境纠纷多发区等环境热点地区，以及以地下水为水源地的地区、集中式饮用水水源保护区等为重点，查明全省土壤污染状况、污染程度和污染成因，针对不同土壤污染类型（重金属、农药残留、有机污染、复合污染等），选取有代表性的区域开展土壤污染治理与修复示范工作。组织筛选农用土壤、农村地区工业污染场地土壤治理修复技术，通过“以奖促治”等政策措施，加快农村地区历史遗留工业污染场地治理修复。

3．5．4加大土壤污染防治宣传力度

发挥舆论导向作用，充分利用广播电视、报刊杂志、网络等新闻媒体，大力宣传土壤污染的危害以及保护土壤环境的相关科学知识和法规政策。把土壤污染防治融入学校、工厂、农村、社区等的环境教育和干部培训当中，引导广大群众积极参与。

4结语

农村地区环境污染问题日益突出，在现有基础上加大治理力度，至2015年末农村环境已得以初步改善，同时随着中央积极推进城镇化进程，到2020年末农村污水、生活垃圾及畜禽粪便治理率可实现100％，同时土地流转政策的实行，便于机械化种植和科学、合理施肥，也便于土地涵养，秸秆综合利用率可实现100％。

参考文献：

［1］刘青松．农村环境保护［M］．北京：中国环境出版社，2003．

［2］张雪绸．我国农村环境污染的现状及其保护对策［J］．农村经济，2004（12）．

［3］冯燕，周梅．发展生态农业，控制农业污染［J］．山东环境，2002（13）．

水生态修复技术导则范文第5篇

关键词：大运河；国土安全；生态基础设施；南水北调

Abstract：Ecologicalinfrastrueture(EI)isthecrilicalnaturalsystemsthatprovidenature''''sservicetocitiesandtheirresidents,whichiscomposedofnotonlythetraditionallyrecognizedgreensystems,butalsosuburbanforests,farmlandandnaturalhabitatsthatareconnectedasanintegralinfrastructure.Justlikeacivicinfrastructurethatiscriticaltothesustainabledevelopmentofacityandaregion,soistheecologicalinfrastructuretothesustainableenvironmentoftheregionandthecity.TheconstructionoftheElmustbebuiltacrossadministrativeboundariesandmustbestrategicallyallocatedforthenextcenturiestocome.Therefore,theplanningandconstructionmustbetakenaslong-termstrategyattheregionalandnationalscales.Thespeedyurbanizationprocess,andtheenormouslandscapechangeprojectssuchasthewaterdivertingprojectsfromthesouthtothenorth,offergreatopportunitiestotheformationoftheregionalEl.ThispaperproposestheplanningandestablishmentofaregionalecologicalinfrastructurealongtheGreatCanaltosupportthesustainabilityoftheeastChina,meanwhileprovidesopportunitiesforlocalandregionalrecreation,andprotectsahistoricalheritagecorridor.Step-by-stepapproachesarealsosuggestedfortheplanninganddesignoftheGreatCanalecologicalinfrastructure.

Keywords：ecologicalinfrastructure;greatcanal;ecologicalplanning;south~northwaterdivert

1关于区域生态基础设施实践与理论

生态基础设施(EcologicalInfrastructure，简称EI)，本质上讲是城市所依赖的自然系统，是城市及其居民能持续地获得自然服务的基础(NaturesServices)，这些生态服务包括提供新鲜空气、食物、体育、休闲娱乐、安全庇护以及审美和教育等等。它不仅包括习惯的城市绿地系统的概念，而且更广泛地包含一切能提供上述自然服务的城市绿地系统、森林生态系统、农田系统及自然保护地系统。

1．1早期规划实践和理论中体现出来的生态基础设施建设思想

早在100多年前(1879—1895)，Olmsted和Eliot就将公园、林荫道与查尔斯河谷以及沼泽、荒地连系起来，规划了至今成为波斯顿骄傲的“蓝宝石项链”(KmeraldNecklace)。在1883年，景观设计师克里夫兰得(Cleveland)为美国明尼苏达的明尼阿波利斯做规划，当时明尼阿波利斯还是一个小镇，克里夫兰得让市长和决策者在郊区购买大面积的土地，用以建立一个公园系统。在土地还远未被开发时，就非常廉价地买到了大块土地。这一行动是为50~100年之后的城市所规划的。如今100多年过去了，城市已经扩大了几倍，但这些廉价购得的土地却成为城市中宝贵的绿地系统。这样一个绿地系统的形成，不光是要一个好的概念，同时需要城市决策者提前50-100年进行投资。在同时代，当堪萨斯(Kansas)和克里夫兰(Cleveland)都还是小镇时，就用便宜的地价在其郊外购置大量土地，结合区域的河流水系规划建设并一直保护了一个绿地系统。这一当时尚在郊区的绿地系统而今已成为城市的一个有机部分了，成为居民身心再生的场所。

所以，如同城市的市政基础设施一样，城市的生态基础设施需要有前瞻性，更需要突破城市规划的既定边界。唯其如此，则需要从战略高度规划城市发展所赖以持续的生态基础设施。而中国快速的城市化进程为明智而又有良知的城市决策者提供了一个造福子孙的极好机遇。

1．2绿道和遗产廊道与生态基础设施

绿道(Greenway)是指不同宽度的绿色廊道构成的网络。根据功能，主要可分为三类：生态绿道，休闲绿道和历史遗产廊道。绿道主要指自然形成，或历史本来存在，如河流、山谷构成的廊道，也包括完全人工的，如城市林荫道，运河廊道当然也包括在内。

早在1960年代，Lewis的“环境走廊(EnvironmentalCorridors)”概念对于类似思想的发展具有重要意义。他认识到水系在生物等资源上的特殊生态意义，将水系作为城市和区域绿色通道的基本框架。McHarg在此后不久提出了“设计遵从自然”的生态规划思想，将区域和自然生态环境的关系推到了一个新的层次。

随着对大尺度景观的重视，绿道规划逐步成为开放空间规划的一个有效的、社会期望的方法。通过系统的线路选择和连接，区域生物多样性保护地和廊道成为区域的综合性的绿道骨架，在景观生态学等相关学科不断发展的情况下，人们也渐渐认识到绿道对于物种的保护作用。许多科学家认为生境的破碎化，是对生物多样性的最大威胁。岛屿生态学理论认为，加强生境岛屿之间的生物运动可以降低由于生境碎裂化带来的物种灭绝的可能性，因此廊道连接各生境岛屿对野生生物保护具有重要的作用。生态学家提出建立景观廊道线状联系，可以将孤立的生境斑块连接起来，提供物种、群落和生态过程的连续性。

1995年，Bueno等进行了南佛罗里达地区区域生态绿道研究，从而重新建立了联系不同区域的大尺度生态框架。由于区域的自然景观已随农业和城市化的扩张而日益破碎化，区域性绿道(RegionalGreenway)的提出是为了在破碎化的景观之间建立生态联系通道。这样一条区域生态廊道可以从自然和文化两方面联系原来破碎的景观，从而使之成为巨大的资源。原本为农业和城市发展而兴建的水利工程如运河、排水沟、水库和防洪设施等，经过生态恢复和管理可以作为区域生态网络提供生态服务，同时也可作为一种文化载体发挥其价值。

值得一提的还有建立在遗产保护区域化和绿道概念基础上的遗产廊道概念，它针对包含独特文化资源的线形景观提出，包括运河、铁路线都属于记载人类早期运动路线的遗产廊道。遗产廊道的目标是包括遗产保护、休闲、教育、生态功能在内的多赢战略。在遗产廊道的绿地系统规划中应注意连续性、多样性和关键区等。

经过长期发展，绿道由最初的单一目标(美化、休闲)规划已经发展成为包括栖息地的保护、历史文物的保护、教育、解释等在内的多目标规划。绿道规划的核心思想与生态基础设施实际上已经极为类似。

1．3生态足迹、生态服务和生态基础设施

生态足迹是由MathisWackernagel和WilliamE.Rees提出的。生态足迹是无限期地用以维持一定人口和物质水平所需要的土地(水面)面积。在一定的人口或经济条件下，生态足迹能够用有一定生产力的土地面积来评价资源消耗和废物降解的程度。它拓宽了人们对城市与区域关系的认识，指明城市必须依托于更大范围的区域而持续。

Costanza等学者提出了生态系统服务(ecosystemservice)的概念。生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成与维持的人类赖以生存的自然环境条件与功能。生态系统为人类提供了食物、医药及其他工农业生产的原料，更重要的是支撑与维持了地球的生命支持系统，维持生命的地球化学循环与水文循环，维持物种与遗传多样性，净化环境，维持大气化学的平衡与稳定，提供启智的机会等。区域和城市生态系统的生存与发展取决于其生命支持系统的活力，这个系统的活力取决于其关键性结构，也就是生态基础设施的承载能力及生态服务功能的强弱。

1．4景观安全格局和中国城市生态基础设施建设战略

在有限的土地资源条件下，高效是实现可持续发展的关键。关于如何高效地进行生态基础设施规划与建设，俞孔坚提出景观生态安全格局(SecurityPatterns)的理论与方法。该理论把景观过程(包括城市的扩张，物种的空间运动，水和风的流动，灾害过程的扩散等)作为通过克服空间阻力来实现景观控制和覆盖的过程。要有效地实现控制和覆盖，必须占领具有战略意义的关键性的空间位置和联系。这种战略位置和联系所形成的格局就是景观生态安全格局，它们对维护和控制生态过程具有异常重要的意义。根据景观过程之动态和趋势，判别和设计生态安全格局。景观生态安全格局理论在区域EI建设中的意义在于它为在有限的国土面积上，以最经济和高效的景观格局，维护生态过程的健康与安全，控制灾害性过程，为实现人居环境的可持续性提供了可能，而不同安全水平的存在更满足了建设前瞻性和高效的生态基础设施的要求。在此基础上，提出中国城市的生态基础设施建设的主要战略，包括维护和强化整体山水格局的连续性、保护和建立多样化的乡土生境系统、维护和恢复河道和海岸的自然形态、保护和恢复湿地系统、将城郊防护林体系与城市绿地系统相结合、建立非机动车绿色通道、建立绿色文化遗产廊道、开放专用绿地，完善城市绿地系统、溶解公园成为城市的绿色基质、保护和利用高产农田作为城市的有机组成部分、建立乡土植物苗圃等。

2国土安全与中国东部生态基础设施战略

2．1大运河是中国东部区域生态基础设施建设的关键

中国的城镇化进程正呈燎原之势，在未来近十多年时间内，中国的城市化水平将从目前的36％达到65％。快速城市化给中国大地带来了前所未有的生态压力。人口负重与土地资源的贫乏，使中国的城镇化进程危机四伏，区域可持续发展问题突出，已经引起学术界和政府的空前重视。中国东部城市化水平远高于西部是中国城市化的特点之一。城市化速度过快使得自然条件限制和历史遗留问题造成的危机更为明朗化，生态环境问题层出不穷，严重威胁着中国东部区域的可持续发展前景。总的来说，东部地区面临的问题主要体现在：

(1)人口密度高，城镇密集，资源需求与资源承载力矛盾突出；

(2)水资源污染和浪费严重。污染问题不仅存在于城镇地区，新兴的农村工业化过程使得局部农村区域的污染甚至超过了城市。

这两个问题的本质就是对生态基础设施缺乏保护，同时现有生态基础设施也缺乏效率和前瞻性。京杭大运河是中国东部沟通南北的重要水系，其本身在长期参与和影响河域的生态演化进程的情况下，已经成为中国东部区域生态基础设施的重要组成部分。同时其流域所面临的快速城市化影响下的景观生态问题在东部地区也有着广泛的代表性。因此，以京杭大运河为骨架建立区域生态基础设施，对中国东部区域国土的生态安全和可持续发展具有关键意义。

2．2以南水北调工程为契机，建设中国东部区域生态基础设施

中国的京杭大运河已有两千多年的历史，完全通航也有七百多年历史。在长期的历史发展中，运河对区域景观和城市的发展形成了深刻的影响。例如在扬州城市水系的形成中，京杭大运河就是最重要的主导因素。而在苏、杭城市环境形成和发展中，大运河也起了非常重要的作用。

京杭大运河跨京、津、冀、鲁、皖、苏、浙七个省市，穿越两个中国最富活力的经济带(沿海经济带和长江经济带)和经济圈(长江三角洲经济圈和环渤海湾经济圈)，在中国“开”字形区域发展战略格局中占据着十分重要的地位。近年以来，随着快速的城市化和南水北调东线工程的规划建设，运河廊道区域正面临着一系列威胁和挑战，区域可持续发展问题日益突出。

在此新的历史条件下，维护景观和区域尺度上生态过程的健康与安全，使运河生态网络成为高效的、能够持续地提供多种生态服务(包括输水、物种栖息、遗产保护、休闲和防洪等)的区域生态基础设施，已迫在眉睫。为了缓解中国南北水资源分配不均所带来的发展困境，国家已经制定了南水北调战略的多套方案。然而，国际上的大型调水工程大多毁誉参半，对生态环境的影响是其主要负面意见所在。如俄罗斯北水南调等工程一方面满足了有关地区工农业用水，缓解了里诲水位下降，但也影响了调出地区的水量、水温、积水、含盐量等，带来巨大的环境负面效应；而巴基斯坦的调水工程直接造成输水管两岸数百米宽的地带沼泽化，使耕地锐减。

在我国人口、资源与环境问题越来越严峻的情况下，南水北调不应仅仅成为一项单纯的调水工程，而应成为工程所在区域可持续发展战略的有机组成部分。南水北调各线路的生态环境影响正在成为一个学术研究热点。

正是在上述背景下，特别是在南水北调工程契机下，本论文提出在区域尺度上建立以京杭大运河为骨干的生态基础设施，并提出应尽快对此进行长期的科学研究和监测。

3京杭大运河的区域生态战略意义

3．1作为对区域生态结构有着广泛影响的半自然生态系统

以大运河为走廊、运河支流为廊道、以与运河毗邻的湖泊和湿地及城镇为斑块，以周边农田为基质形成区域尺度上的景观生态系统，简称大运河景观生态系统，是一个独特的、有着广泛影响的半自然生态系统。运河廊道长期横跨南北多种不同类型的自然、半自然、人工生态系统，通过长期的能量、物质、信息的流动和循环，河域本身形成了复杂、影响广泛的生态系统，形成了自身的生态调节能力。现在，其整体结构和功能虽然在人工、自然等多种外来因素的干扰下部分已处在瘫痪状态，但台儿庄以南部分仍然发挥着包括航运在内的多种作用。其整体在系统的生态修复之后仍然有可能恢复其区域生态功能。

3．2作为运河区域城乡EI的重要组成部分

运河廊道是运河区域多个城市环境形成的主要因素或主要因素之一，灌溉是运河历史上除去运输以外的最大功能。历代修运河，“贡赋通漕”之外，兼利灌溉都是另一个重要理由。其木断流的部分，至今仍是区域农业安全的重要基础。运河不但是中国东部区域城市和乡村重要的自然条件，而且发挥着重要的生态服务功能，是河域城市和乡村EI的重要组成部分。

3．3丰富的湿地生态系统存留

湿地是人类及众多动植物的重要生存环境之一，它具有极为丰富的生物多样性和多项生态服务功能，被誉为“自然之肾”。运河河道大多依据天然河道修筑，虽然这些天然河流在航运功能要求下大多渠化，但经过长期的生态变迁以后，仍然存留了大量的沼泽、泥地。历代为蓄泻洪水，同时也沿河修建了大量的人工池塘或修建、利用湖泊作为蓄泻之用，这些湖泊、池塘或存或废，都发挥着重要的湿地生态系统功能。

3．4极为重要的遗产廊道

遗产廊道是美国在遗产保护区域化和绿道概念发展成熟基础上提出来的概念。由于京杭大运河所包含的丰富的文化资源在中国历史上的特殊地位，它实际上就是一条极为重要的遗产廊道。

所以，从区域景观生态角度出发，在南水北凋重大工程，遗产保护及区域城市化与区域可持续发展背景下，建立大运河区域生态基础设施，有着重要的战略意义。

4建立大运河EI的问题背景

4．1快速城市化背景下的问题

景观生态学认为区域由多个景观所构成，而每一景观都是由基质、廊道、斑块组成的异质空间镶嵌体。运河流经的中国东部区域是城市化进程最快的地区之一。从景观生态学的

角度看，快速城市化进程对于运河区域可持续发展问题的影响主要体现为区域景观生态问题。主要概括如下：

(1)快速城市化进程带来的基质数量和质量的变化。京杭大运河区域的基质主要是农田，包括黄淮海平原主产小麦的耕地和长江三角洲主产稻米的耕地。城市化所蚕蚀的土地大多为城市周围地势平坦、交通方便、水源充足、土壤肥沃的农田，直接影响了基质的数量和质量，对运河区域的景观生态造成破坏性影响。

(2)对运河及其支流廊道的功能和结构的影响。河流廊道是廊道的重要形式，是联接城乡并为其提供生态系统服务的关键通道。在区域景观生态格局中起着重要作用。快速城市化进程对运河廊道结构和功能的影响是多方面的：

(a)出于美化或治理目的的建设性破坏。城市美化在西方曾有过惨痛的教训，在今天的中国仍然阴魂不散，对中国大地的生态安全构成严重威胁。人们出于美化或治理目的对运河加以整治，但往往只把河道作为对象，进行大规模的人工化整饬，堤岸的自然形态因此消失，其后果是对乡土生境的破坏，造成物种地方性与多样性的丧失，破坏生态效应的发挥。

(b)污染严重。污染严重是东部地区可持续发展面临的最主要问题之一。水型型缺水已经造成水乡无水喝的尴尬局面。运河区域的水污染的主要问题来自于沿河城镇不断增加的排污，这正是快速城市化的后果。污染破坏了水质，直接导致运河廊道生态功能的丧失和瘫痪。同时威胁到运河区域生态网络的健康性与完整性。

(c)毁林开垦，水土流失加大。毁林开垦是城市化侵占农田的后果。水土流失则是困扰中国河流的三大问题之一。水土流失对河流廊道的功能和结构都造成重要影响。

此外还有快速城市化带来的建筑开挖、表土扰动、硬质界面增大，航运通行、灌溉、供水等压力过大等，这些都影响到运河廊道的生态功能和结构。

(3)快速、无序的城市化导致区域景观格局急剧变化。运河区域的城市化多是在沿河城镇出于本身发展或各省区小于本地区发展、而不是整个区域的宏观背景所制定的政策主导下进行的。加之很多规划编制仍在传统的规划方法下进行，很少或根本没有考虑生态问题。城镇斑

块不断扩张，农田、林地、湿地等自然斑块不断缩减，直至破碎化。区域景观格局的安全存在严重问题。

(4)快速城市化严重威胁遗产廊道的保护。城市的迅速扩张正在破坏运河的历史环境。一方面运河区域的各个历史文化遗产受到威胁，另一方面，运河遗产廊道作为一个人类与自然结合的工程遗产整体上受到严重威胁，在现有的文物保护单位、历史文化保护区、历史文化名城保护架构下没有得到适宜的保护，其真实性(authenticity)和完体性(integrity)都受到损害。

(5)快速城市化和经济的迅速发展带来居民休闲需求。在经济和城市化快速发展的背景下，城乡居民的身心再生要求是区域发展面临的重要挑战之一。早在1860年中期，Olmosted就把公园、河谷、荒地、沼泽连接起来，规划成令波士顿人感到骄傲的“蓝宝石项链”。1883年，Cleveland为Minneapolis做规划时，就主张购买大片土地作为公园绿地系统作为未来居民休闲场所。经过长期发展，证明这一主张十分英明。京航大运河区域有着丰富的自然、文化资源和风景审美资源，如何整合这些丰富资源，满足城乡居民的身心再生要求并具有一定前瞻性，也是运河区域可持续发展的一个重要课题。

4．2南水北调工程带来的区域生态问题

南水北调工程的规划建设又使得运河河道被以新的方式、赋予了新的功能——输水功能。运河廊道的景观属性也因此面临新的改变。其结构和功能都将重新调整，从而对区域生态产生重大影响。

(1)南水北调是继京杭大运河开凿以来又一次对以运河为骨架和主体形成的、包括支流

和湖泊、池塘、沼泽等湿地在内的运河区域生态网络施加的人工干扰。南水北调作为大规模的跨流域调水工程，将是人工因素对区域生态系统的又一次大规模干扰过程。这一干扰在景观和区域尺度L的模拟和研究，对于区域可持续发展来说，无疑有着极为重要的理论价值。

(2)南水北调将在区域尺度上改变运河区域生态网络的功能和结构。调水改变河道的功能，进而影响到整个网络。水作为核心生态因子又影响和改变整个区域生态格局和过程。其影响的过程可归纳为：调水+改变原来的水文情势+自然环境变化+社会经济变化[o，。

这些都将对区域可持续发展造成重大影响。

(3)南水北调是对大运河区域生态系统的巨大挑战，更是重要机遇。大规模调水形成的人工干扰，有机会使得已经成为生态基础设施的部分变得更加高效和具有前瞻性，并同时有机会对断流和生态功能瘫痪区域进行系统的生态系统修复，保护运河遗产廊道，从而实现区域可持续发展。

5建立大运河区域生态基础设施的技术途径

基于以上讨论，提出制定以大运河景观生态系统为骨架的区域生态基础设施建设对策，并提出具体实施战略与实施导则。导则分别在两个层次上进行：

第一个层次是区域景观格局的构建(oonfiguration)，包括对景观元素的空间位置、形状、尺度和连续性等进行战略性规划；

第二个层次是景观元素的设计导则，包括如运河道整理断面及护岸设计导则、湖泊及湿地边界处理导则，城市边缘与水系边界设计导则，林带及斑块构成导则，文化遗产廊道设计导则。

参照Steinitz的景观设计框架，建立大运河区域生态基础设施的技术途径可分为六个步骤(表1)：

(1)景观呈述：通过采集大量数据(借助遥感和GIS技术)，归类整理，并用图、表和文字的方式进行表达大运河区域景观生态状况。

(2)过程分析：对上述成果根据研究的需要重点分析，并形成新的信息来源。

(3)评价：基于判断矩阵的综合比价和评判。

(4)改变方案：在上述研究基础上预测在一定干扰下的景观生态状况，使用预测模型(ProlectionModels)和干预模型(InterventionModels)。

(5)影响评价：在上述干扰和预测模型基础上，进行影响评价。

(6)决策：在上述步骤基础上，用决策模型(DecisionModel)来进行决策。

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6结论

以京杭大运河为骨架和主体形成的包括支流和湖泊、池塘、沼泽等湿地在内的运河区域生态网络长期参与和影响河域的生态演化进程，已经成为河域REI的重要组成部分，具有重要的景观生态学及区域生态战略意义。

但在经济高速增长、快速城市化和南水北调工程建设背景下，这一生态网络面临着巨大的挑战和广阔的机遇。在这样巨大的机遇和挑战面前，建立大运河区域生态基础设施，对中国东部广大地区获得健康的生态服务、对中国东部城市带的可持续发展、对遗产廊道本身的保护和满足未来居民的休闲和教育需求，都具有非常重要的战略意义。这一区域生态基础设施的建立，需要借助一整套科学而系统的方法，多学科合作，当然还要借助国家政策和行政手段。

基金项目：国家自然科学基金资助项目(59778010)和(39870147号)。

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