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【关键词】黄土高原;综合治理;植被保护与修复;生态学
近年来,由于全球生态环境越来越不规则的现象频繁发生。对此,国家加大对我国生态环境治理的投入,高度重视我国的西部大开发工程,多次强调对西部地区包括我国的黄土高原地区加快速度实行退耕还林、还草,加大对黄土高原的绿化、恢复黄土高原的植被、改善生态环境。但是,就目前黄土高原综合治理的现状来看,还存在着多方面的问题,需要我们引发对其综合治理的生态学思考。
一、对黄土高原综合治理的现状分析
由于黄土高原其特殊地理位置的存在,致使其生态系统显得格外脆弱,对自然灾害的抵御能力较低。在众多地貌特征中,黄土高原处于由沿海向内陆、由平原向山地高原、由森林向草原、由湿润向干旱的过渡,其自然条件多样复杂、相互交错,导致黄土高原缺乏稳定的自然生态环境条件,生态系统十分脆弱,易引发地质地震灾害、气象灾害及水旱灾害,从而导致频繁的发生水土流失、土壤侵蚀、泥沙淤积等自然灾害现象。然而,由于人类不科学的采集、开发与利用,对地表植物进行大规模的滥砍滥伐、过樵过牧,致使生态环境本就脆弱的黄土高原引起强烈的自然环境反应,极大地增加了黄土高原自然灾害发生的频率。
究其以上黄土高原综合治理的现状来看,黄土高原的生态环境已然遭到了破坏,并且恢复起来极为困难。据历史资料详细记载,黄土高原本是沟壑稀少、原貌广阔、植被茂盛的地区,随着人口的日益增加以及人类大量的开采活动,加剧了黄土高原环境的恶化,由于其植被的日渐减少,气候开始变干、土壤大范围的遭到侵袭。显然,在黄土高原生态环境遭到严重破坏的今天,其根本原因是由于人们对植被的大量开垦导致其植被大量减少,使黄土高原的整个生态系统遭到破坏。要想通过对黄土高原进行综合治理使其恢复原貌,仍存在着很大的压力及挑战,必须从根本上对黄土高原的植被进行保护与修复。
二、对黄土高原植被保护与修复的生态学思考
1、必须坚持保护与修复并举的治理方法,加快黄土高原生态系统的恢复
根据黄土高原综合治理的现状分析,必须坚持对黄土高原植被保护与修复并举的方法,才能加快对黄土高原生态系统的修复。
(1)对黄土高原植被保护的生态学思考
所谓保护,就是首先应停止人们对植被大量的开垦和采集,加大力度停止人为的破坏和负面干扰,并通过相关部门加强对黄土高原现有的植被资源进行有效的控制和合理的利用,维护其向良好的方向进行转化,避免其生态系统的恶性循环。
(2)对黄土高原植被修复的生态学思考
所谓修复,就是通过大量的人力、财力、物力重新建立一个原始的、适合其发展的黄土高原生态系统。这种方法也正是当前国际生态学领域研究的重点课题,当然,要想通过对黄土高原进行深入的研究分析,从而找出原始的生态系统,凭借当今的经济条件和科学技术很难实现,就算有充分的经济基础和先进的科学技术支持,要想找到黄土高原原始生态系统的可能性也几乎为零,更不用说重新建立一个适合其发展的原始生态系统了。因此,应该把保护放在首位,把修复定位在对生态功能被破坏或生态功能受阻的情况下,实行保护与修复并举的方法,加快其生态系统的恢复。
值得一提的是,对于黄土高原植被的修复方面,没必要一定要修复到最佳的原始状态,当然这种状态也是无法实现的,那么只要我们将其整个生态系统恢复到某个相对稳定的适中状态即可帮助其整个生态系统自身迅速、持久的提高生产力,靠自身生态系统的维护与发展,最终营造适合黄土高原自身存在及发展的最佳生态环境。
2、制定黄土高原植被保护与修复的规划,并符合客观自然规律
为了响应国家对加强黄土高原生态系统重建的号召,在对其进行植被保护与修复之前,应制定一个符合客观自然规律的生态建设规划,使其在黄土高原的植被修复、生态建设、退耕还林的全过程中,有据所循,对黄土高原生态系统的恢复与整治中可能存在及容易出现的问题,有更加全面的应对措施和解决途径。例如:黄土高原存在着明显的地域差异,其在类型表现上的多样性以及空间尺度上的多级性,都反映了自然界是一个多级的物质系统,并且各级物质系统都有其独立存在发展的客观规律,这些客观规律,在自然界普遍存在且不以人的意志为转移。因此,在进行黄土高原生态系统重建、植被保护与修复的治理前,应制定符合客观自然规律的植被保护与修复规划,确保对黄土高原生态系统的重建及整个治理过程中的科学性、决策性。
结 语
随着经济的日益发展和人口的不断增加,全球的生态环境频繁发生着不规律运行的现象,近些年,地质灾害、气象灾害、水旱灾害等在全世界频繁发生。挽救全球生态系统失衡现象是当前刻不容缓急需解决的问题,我国加大对西部大开发工程的建设与投入,也正是在为挽救全球生态系统失衡现象贡献自己的力量,同时为我国自身的发展提供良好的保障。现如今,我国黄土高原生态环境已经遭到了严重的破坏,要想改善其生态环境必须从根本上加大对植被的保护与修复工作。然而,要想恢复黄土高原良好的生态系统,是一项久远且艰巨的任务,需要我们通过长期的不懈努力、学习以及加深对其植被保护与修复的思考,才能绿化我国的荒山、为我国经济的发展提供良好的生态环境大前提。
【参考文献】
[1]韩新辉.黄土高原退耕还林还草工程生态效应及作用机理研究[D].西北农林科技大学,2008.
1.生态可持续发展世界环境与发展委员会在著名的布朗特兰报告中《我们共同的未来》里最早提出了关于可持续发展的问题,并将可持续发展定义为既满足当代人发展的需求,又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。可持续发展主要表达代际公平与同代公平伦理,即要在同代公平伦理下实现经济、社会和生态三个系统的持续发展,又要满足代际公平伦理下的三个子系统(包含经济、社会和生态三个子系统)的持续发展(表2)。生态文明也称环境文明、绿色文明,指人们在改造世界的同时,不断克服改造过程中的负面应,积极改善和优化人与自然、人与人的关系,建设有序的生态运行机制和良好的生态环境所取得的物质、精神及制度方面的成果的总和。生态文明在可持续发展方面起着至关重要的作用,它是一种全方位、多维度生态发展方式,包括绿色发展、循环发展及低碳发展。
2.生态产业生态产业是指以生态经济原理和知识经济规律为依据并组织发展起来的,是一种基于生态系统承载能力、具有高效的经济过程及和谐的生态功能的网络型、进化型产业。生态生产体系是指与三种产业相关联的生态农业、生态观光旅游业、生态工业和生态商业。可以通过两个以上的生产体系或环节之间的系统耦合,使物质、能量能多级利用、高效产出,资源环境能系统开发、持续利用。生态产业的组合与设计原则主要包含横向耦合、纵向耦合、区域耦合、柔性结构、功能导向、软硬结合、自我调节、增加就业、人类生态和信息网络(图1)。党的十报告中指出,坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针,着力推进绿色发展、循环发展和低碳发展。其中,绿色发展包含节约资源、环境友好、舒适宜居三个方面。循环发展是一种新的经济发展模式(图2)主要从提高能源利用效率、开发利用可再生能源及引导消费者行为等方面推进低碳发展。
二、北京园博会的生态修复利用分析
(一)园博园的生态修复实践
北京园博园以绿色、节能、环保、生态技术为理念,其建设不仅处处体现着科技的力量,而且体现出全方位的生态文明发展——绿色发展、循环发展和低碳发展。园区在景观、建筑和市政设施建设上广泛采用了新材料、新科技创新节能成果,如风机沙透水砖、节水浇灌、垂直绿化、地源热泵系统、高承载植草地坪、木塑平台、雨水花园、节水浇灌技术、屋顶绿化、园区雨水利用系统和太阳能光伏发电系统等;同时运用了大型乔木移植技术提高成活率,利用露骨料透水混凝土新型建筑工程技术。这些生态工程技术都体现了生态优先、以人为本、绿色循环、永续利用的园林建设理念,体现了科学与生态的有机结合的价值所在,具有重要的生态科普价值(表3)。因此,利用生态修复原理对垃圾填埋场进行生态修复,极大地改变了当地的生态环境,同时利用高科技进行能源的循环利用,以实现节约能源的目的。锦绣谷及永定河成功的生态修复的成果,体现了绿色发展、循环发展及低碳发展的全方位、多维度的生态发展方式,进而实现了经济效益、社会效益和生态效益的目标,同时充分体现了生态可持续发展、社会可持续发展及经济可持续发展的三个子系统之间的相关关联关系。
(二)锦绣谷的生态修复
20世纪70、80年代,永定河老河道由于挖砂形成了一个大砂坑,后来逐渐演变为占地面积140公顷左右的建筑垃圾填埋场,且前后有2000多名拾荒者聚集在此,逐渐搭起了2万多平方米的临时建筑。园博园建筑垃圾填埋面积陆地面积52.4%,地基难以处理,垃圾最大填埋深度达到30米。万花锦绣谷原位于永定河河滩地,至园博会筹建时仍留有一个面积约为10公顷的河滩地,其建筑垃圾填埋深度约有20米。如何对其进行修复?园博会秉持尊重自然、保护环境的理念,并通过生态修复原理和技术,把垃圾场变成了绿地,废弃地变成了园林,具有很好的示范性和推广价值(表4)。园博会(锦绣谷)是永定河生态修复的一部分,它通过对生态修复原理的解剖,让游客了解生态系统作用和价值,明白保护生态环境的重要意义。园博会可以通过开展科普旅游来将其成功的景观生态修复案例弘扬下去。由表4可以看出,园博会可以开通生态科普旅游和技术科普旅游,不仅让游客了解各种植物的品种、特色以及栽培技术,也让游客了解生态的绿色发展、循环发展及低碳展。实际上,开展生态科普旅游的形式,不仅仅是对园博园内的众多植物的相关知识进行普及,也是对园博会锦绣谷的生态修复原理的普及。大众在观赏园博园内美丽风景的同时,要明白这片壮阔景观是如何化腐朽为神奇的,并在此基础上引申到生态发展和生态文明的发展。
三、总结
(一)基于生态修复的可持续发展
1.生态修复与可持续发展的关系生态发展是一个广泛的概念,从生态作为经济运行内生变量的角度看,生态发展是指投入要素的“生态资本”存量的增长与质量的提高。生态资本存量的增长是指生态系统中生物多样性的保存与增值。生物多样性包含动物、植物、微生物等各物种以及它们所组成的生态体系和生态过程。生态资本质量的优化是指生态系统保证人类生活素质能力的提高。为实现流域的可持续发展,作为可持续发展系统的一部分——生态可持续发展,在区域可持续发展的复合系统内,以人与自然的协调关系为出发点,必须支撑和适应相应的经济可持续发展和社会可持续发展。生态环境是决定人类生活质量的最主要方面,但在人类过度干扰下,大量的生态环境遭到破坏。而生态恢复就是指停止人类对生态系统的过度干扰,利用生态本身的自适应、自组织和自调控能力,并遵循生态系统演替规律从而实现其回复功能的过程。要摆脱这种不利的生态环境,必须从根本上改变人与自然的关系,必须增强生态发展与经济、社会的可持续发展之间的关系。科学管理生态环境,把经济发展与环境保护协调统一,充分发挥生态系统的自维护功能,借助大自然自身的能力对退化的生态系统进行修复。
2.生态大发展与生态文明理念的弘扬生态发展是经济可持续发展的基础,生态发展与生态文明的理念就是要认识自然、亲近自然及环保、循环利用、低碳发展、绿色发展的理念。园博会内不仅具有包罗万象的奇花异草,还具有高科技的应用,更具有生态修复原理等生物技术知识。因此,这里蕴含着丰富的生态科普知识,可以通过开展科普教育与传播,将生态发展与生态文明的理念弘扬下去。
3.加强经济的辐射作用选择在废弃地上建设园博园,具有重大的生态修复示范意义,这也是历届园博会的一个创举。永定河畔的璀璨明珠永定河绿色生态发展带,辐射丰台、石景山、门头沟等区县,是首都“西部生态发展带”的重要组成部分。经过3年建设,永定河畔的园博园,如今已成为京城西南部的璀璨明珠,将会发挥其辐射作用,带动经济的发展。
(二)生态修复在大地园林中的体现
生态修复在大地园林的建设中起着重要的作用,大地园林正积极地应用生态修复技术改善人类居环境和生态环境。近年来,生态修复技术在河流和修理废弃垃圾填埋场等方面取得很大的进展。目前常见的生态修复类型:工业废弃地、垃圾填埋场和受损淡水水域的恢复重建。日本和韩国在河流和废弃垃圾填埋场的生态修复设计方面有一些典型的案例。
1.日本案例日本江户川支流坂川的古崎净化场,是采用生物-生态方法对河道大水体进行修复的典型工程,它利用卵石接触氧化法对水体进行净化。
2.韩国案例韩国首尔市兰芝岛世界杯公园就是采用一系列生态修复技术对严重污染的垃圾场兰芝岛垃圾山进行综合整治,如自然修复、植物修复、生物修复、客土重填和土壤安定化工程等。生态修复技术在这些项目中,已经不再是简单的利用沉淀、过滤、曝气和单一的植物进行修复,更多的是在园林设计中与环境工程的生态修复技术相结合并进行综合整治。
3.欧美国家案例欧美很多国家,通过生态修复公园的废弃地改造的方式,将废弃地改造为充满活力的城市生态公园。德国对废弃地改造时就充分考虑休闲功能的建设,或作为公园或作为运动场地、露宿营地等。
一、生态修复的内涵
在环境科学中,“修复”是指“人们在环境被污染之后,对环境进行合理、适当的治理,使其尽可能地恢复到被破坏之前的状态,使其拥有本该拥有的功能和活力,从而使其可以重新使用”;生态修复是指:人类停止对生态系统的干扰和破坏,减轻生态系统的负荷,从而给予生态系统依靠自我调节能力与自我组织能力向良好的方向进行演化的机会,或者给予生态系统适当、有效的人工帮助的一种综合修复环境污染的方法。本文认为生态修复是指国家和人民通过自己最大的努力,将受到自己破坏的生态环境尽力修复到其受损害之前的原始状态,让其可以拥有自己之前各个方面的功能,可以发挥自己原有的价值,可以给人民带来更多、更持久的“福利”,从而使得人民可以从中获得更多的生活需要,可以给自己的子孙后代提供一个更加美好的生活条件。
二、生态修复与我国西部农业发展的关系
近百年来我国的政治、经济、文化、科技、教育等各个方面都得到了很大程度的发展,国家越来越富强,人民的生活也越来越富裕,就在全国人民享受快乐生活的同时,环境问题的频繁发生给国家和人民敲响了警钟。毫不例外,我国西部地区在时代的进步中也得到了很大的进步,但是其政治、经济、科技、文化等各个方面的快速发展给其生态环境造成了难以挽回的损失,而且这些损失对其社会的进一步发展也产生了越来越多的消极影响。现在,由于生态系统的严重破坏以及治理生态的需要,西部地区各个方面的进步越来越小,其农业的发展也受到极大程度的限制,所以治理其被破坏的生态系统显得尤为重要。每一次过度的环境利用都可能会同时导致多种多样不同生态问题的出现,所以西部地区存在着多种多样的问题,本文将重点论述其众多问题中的农业生态环境问题。农业生态环境问题的产生阻碍了其自身的政治、经济、文化、科技、教育等各个方面的发展,而其作为我国重要的能源、矿产以及原材料战略基地,是我国健康、全面发展不可缺少的重要地区,所以改善西部地区的农业生态环境问题是我国现在一项十分紧迫的任务。因为不完善的法律体系是西部农业生态问题出现的一个重要原因,而且作为国家和人民行为标准的法律是制约国家和人民最直接、最有效的工具,所以加强与此相关的立法,是解决其农业生态问题最直接的手段和最有效的保障。法律体系的建立有助于规制政府以及人民的行为,能够保障农业生态问题的解决以及西部地区更好的发展和进步。
三、我国农业生态修复的立法现状
西部大开发使得西部农业生态问题日益突出,这一问题的出现不仅阻碍了其自身的发展,而且影响了我国整体的进步。完善与其相关的法律体系是解决其自身全方位发展问题的关键。我国存在不系统、零散于各个法律之中的关于农业生态修复方面的法律规定,这些规定主要表现在十个方面:1.《宪法》第9条第1款至第2款、第10条第1款、第22条第2款和第26条第1款。2.《环境保护基本法》第19条规定和第20条规定。3.《中华人民共和国农业法》中相关内容包括:(1)森林维护修复制度;(2)草原保护和修复制度;(3)保障物种的生态平衡保护制度等。4.《中华人民共和国草原法》中相关内容包括:(1)合理使用草原,在草原农业生态环境承载力限度内开发利用;(2)实行退牧还草制和舍饲圈养制等。5.《中华人民共和国水土保持法》中相关内容包括:(1)预防水土流失的法律规定;(2)治理水土流失的法律规定等。6.《中华人民共和国土地管理法》中相关内容包括:(1)实行耕地占用补偿制度和基本农田保护制度;(2)实行耕地总量不减少措施,提高土地利用率等。7.《基本农田保护条例》、《土地管理法实施条例》等行政法规。8.《农业环境监测报告制度》、《农业部绿色食品产品管理暂行办法》、《农药登记规定》等部门规章。9.《无公害农产品管理办法》或《农业环境保护条例》等地方性法规和规章。10.《地面水环境质量标准》、《农业粉煤灰中污染物控制标准》、《农用污泥中污染物控制标准》等相关的农业环境标准。
四、我国西部农业生态修复法律体系的完善建议
(一)确定完善西部农业生态修复法律体系时应该遵循的基本原则
第一,大自然是一个整体和个体的集合,其既可以划分为一个个独立的生态系统,又在本质上是一个完整的生物系统,所以我们在修复农业生态的过程中不仅仅要将其当作一个独立的个体来进行修复,更要将其当作是大自然中的一部分来进行完善,不仅仅要有个体的概念,更要有整体的概念,所以说整体性原则是完善法律体系要遵守的一个基本原则;第二,对农业生态进行修复的原因就是可以让农业生态系统长期存在下去,可以造福世世代代,所以在农业生态修复的过程之中要注意持续性原则的遵守,为我国的可持续发展提供动力。
(二)完善与农业生态修复有关的立法程序,提高立法质量
建立西部农业生态修复法律体系是一项十分艰难的任务,所以其要求有关的工作人员拥有较高的专业素质,以此来保证相关法律规定符合农业以及社会发展的需要。法律体系的建立不仅仅需要专业素质较高的法律工作人员,而且需要完善的立法程序来保障立法活动的顺利进行,所以说要想完善法律体系,就必须先建立完善的立法程序,给法律的创立以程序的保证。
(三)建立统一、有效的监督管理机构
建立完善的法律体系,不仅仅需要对如何进行修复以及以何为标准等与生态修复有关的内容进行规定,而且要在立法中明确规定农业生态修复的监督管理机构,以保证修复工作可以全面、有效地展开。本文认为可以通过建立纵向的上级监督下级以及横向的各个有关部门之间相互监督这种纵横交错的监督管理机构,来防止监督管理机构的专权独断、防止农业生态修复的法律适用在实际中出现大的使用漏洞、防止部分修复问题无人问津情况的产生。
关键词:环境生态学;专业学位研究生;案例教学
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)02-0182-02
一、研究背景
2015年教育部印发了《教育部关于加强专业学位研究生案例教学和联合培养基地建设的意见》。重点要求了专业学位研究生培养中需要强化案例教学,而且规定案例教学模式实施效果作为专业学位点建设评估的重要内容之一。与学术型研究生不同,专业学位研究生培养更侧重于基础理论知识与生产实践相结合,达到实践能力和职业素养共同提高的目的。专业学位研究生学习方式不能仅仅局限在课堂和实验室,必须在生产实践中提升学习效果,解决本专业领域范围内生产实际问题,因此专业学位研究生教学过程中引入案例教学模式是非常必要的。环境生态学就是运用生态学理论,保护和合理利用自然资源,治理污染和破坏的生态环境,恢复和重建受损的生态系统,实现环境保护与经济发展的协调,以满足人类生存发展的需要。对于环境工程专业学位研究生来说,该门学科对于提高学生环境知识素养和职业能力的提高具有重要的作用,而在教学案例设置过程中,选择具有代表性的环境问题案例,尤其是本土环境案例,如2011年绵阳涪江水污染事故、5・12地震后期龙门山生态环境监测及生态风险综合评价和长江中上游地区水土保持与面源污染防治工程规划设计等教学案例,对激发研究生学习兴趣、提高分析和解决问题能力、增强师生互动等方面具有重要的作用。
二、实施步骤
1.师资培训。全日制专业学位研究生培养教育还处于启动阶段,《环境生态学》的任课教师的思想认识和专业水平直接决定了课程案例教学法能否够达到期望的效果,显然《环境生态学》师资力量是不足的,因此需要加大力度进行师资培训。师资培训方面需要从两个方面同时进行,培训任课教师撰写《环境生态学》课堂教案和组织实施案例教学。
一份优秀的《环境生态学》课堂教案需要团队合作才能完成,教案的框架内容来源于教材,但教学案例可以来源于实践基地和合作企业成功案例。同时,基于教师个人经历可以引进国内外其他高校的成功教学案例来使用,甚至教师可以针对某一个环境事件编写虚构的教学案例。如“受损草地生态系统修复”案例编写可以模拟川西地区草原退化对生态环境的影响以及修复措施。撰写了优秀的教案,还必须有经验丰富的教师进行有效的组织开展案例教学。而大多数从事传统理论教学《环境生态学》教师没有从事过生产实践锻炼,因此,案例教学实施需要具有生产实践经历的教师才能发挥教学效果。所以师资培训过程中需要遴选一批优秀年青教师到实践基地和相关企业单位去锻炼,积累丰富的教学案例,尤其是本土教学案例,将这些教学案例进行整理和汇总,归纳到《环境生态学》教材相对应的章节,充实到课堂教学,这样才能有效组织实施案例教学。
2.调整教学内容。大多数《环境生态学》教材中的基础理论教学内容偏多,实用性内容偏少,尤其是结合我国生态环境问题治理章节明显不足,这对案例教学实施带来了一定困难,因此,需要对现行的教材内容进行调整。如现行教材中生态因子、种群生态学分别为独立章节,虽然这些内容对后面学习群落生态学奠定了基础,但这样章节划分太细,许多内容可以进行整合和压缩,需要精简和压缩。把生态因子、种群生态学和群落生态学三部分内容合并为生态学基本原理,理论内容可以减少10课时。同时,环境工程方面的最新研究进展和国家环境保护政策联系紧密的应用技术需要加强讲授。
从2000年到2050年我国将投入大量的人力和物力进行大规模生态环境建设,根据国家环境保护战略需要,《环境生态学》研究生教材需要增加“生态环境建设与调控”内容。研究内容主要涉及西北地区荒漠化与防治、华北地区大气污染防治、东北地区湿地保护和西南地区土地退化及石漠化防治等,都是国家需要长期治理才能得到控制的生态环境问题,需要环境工程专业学位研究生学习生态环境建设的内容、知识、措施和技术,培养应用型人才投入到环境建设工程中。
3.案例库建设。虽然早在2015年6月,全国专业学位研究生培养单位案例教学中心网络平台建设就已完成并开始运行,教学单位可以共享优秀的《环境生态学》教学资源,但培养单位仍需要根据自身的实际情况建设《环境生态学》案例库。由于培养单位研究生教育水平参差不齐,任课教师和学生的基础水平有一定差距,全国教学案例库不一定能完全满足自身的教学培养需求。而且,培养单位的《环境生态学》案例库建设应该依托地方发展需要,教学案例应该具有地方特色,特别是本土生态环境建设案例在教学过程中应该得到突出体现,才能培养出满足地方经济发展的合格研究生。
4.组织实施。(1)课前准备:教学案例开课前一周教师告知学生们案例内容及教材内容对应的相关章节,以便有充裕的时间让学生熟悉教材内容和教学案例材料预习与分析。如果教学内容来自于本土案例而且内容相对简单,学生可以个人准备,包括基础资料的收集、相关职能部门沟通等,这样可以全面锻炼学生的能力;如果教学内容来自于陌生案例而且内容相对复杂,由根据学生的特长和小组规模,任课教师组建兴趣小组,团队合作可以锻炼学生们的团队合作能力以及沟通交流能力。总之,做到每位同学都能参与教学案例实施过程中,都有机会进行个人能力展示和知识水平表现。(2)课堂开展:教师把教学案例讲述结束之后,如果需要把问题列出,尽量详细地列出需要讨论的问题,开展讨论,讨论结束后,教师引导学生探索解决问题的技术方法和措施。讨论的形式可以采取灵活方式,学生之间可以通过辩论,也可以通过技术模拟。对于具备野外教学条件的案例,安排在校外实际场景中进行案例教学,学生们更能掌握教学案例内容和精髓。工作之后遇到类似的案例就可以仿照课堂教学中的技术方法进行解决。(3)课后总结:完成课堂教学后,学生要对教学案例进行总结,简要撰写教学案例报告(如污染场地修复调查报告、修复技术方法报告和环境影响评价报告等),撰写完成后交给任课教师。任课教师尽快评阅并对学生撰写的教学案例报告开展讨论、点评报告撰写过程中优缺点,确保学生理解和掌握教学案例。至此,一次成功的案例教学才算完成。
5.教学评价。制定评价案例教学效果的依据非常重要,评价体系包括:一是对任课教师教学效果的评价,二是对学生表现情况的评价。任课教师的评价方法由二级学院研究生教育考核领导小组进行,小组成员主要来自环境工程专业教授、校外导师和工程技术人员。但真正做到客观评价确实不容易,由于环境工程专业学位研究生教育起步晚,大家对研究生案例教学方法也不熟悉,导致教学案例与课堂理论知识割裂,所以任课教师就需要向有经验的研究生教学案例教育的学校学习交流。对研究生的评价主要分为课堂表现和分析报告的评分。每当案例教学结束时,任课教师根据学生的课堂表现、分析报告的水平和团队协作能力给出相应的分值,综合成绩=课堂表现×30%+分析报告×50%+团队协作×20%;根据公式得出综合成绩既可以表示公平,也可以起到激励的作用。
三、结语
近年来,国家大力进行生态文明建设,实施重大生态修复工程,推进荒漠化、石漠化、水土流失综合治理,加快水利工程建设,强化水、大气、土壤等污染防治,对环境工程专业人才需求日益迫切,《环境生态学》案例教学实施,既突破了理论教学壁垒,又创新了案例教学新模式,顺应了国家对生态环境建设发展的趋势,因此,《环境生态学》案例教学需要在环境工程专业学位研究生教育中大力推广。同时,《环境生态学》案例教学的实施需要借鉴和学习国内外各高校的成功经验,继续整理补充教学案例库,探索建立完善的评价体系,鼓励学生积极参与,邀请校外专家合作,最终达到培养高素质环境工程专业学位研究生的目的。
参考文献:
[1]赵敏慧,叶长兵.环境生态学本土环境案例教学模式探讨[J].玉溪师范学院学报,2013,29(8):52-55.
[2]王应密,张乐平.全日制工程硕士案例教学资源库建设探析[J].高等工程教育研究,2013(4):166-171.
Explore of Curriculum Case Teaching Mode on in Environmental Ecology for Full-time Professional Degree Graduate Student
LIU Quan,HUANG Wen-jun,HUANG Tian-zhi,DONG Ting-xu
(College of Resources and Environment,Mianyang Teachers' College,Mianyang,Sichuan 621000,China)
【关键词】河道曝气技术;河道污染控制;生态修复
1 引言
嘉兴市域内大小河流湖荡纵横相连,河道总长约1.38万km,水面积约268 km2,河道分布密度为3.5km/km2,总长959km,水面积42.22km2。
根据2010年嘉兴市环境保护监测站对遍布全市的64个地表水监测断面的水质监测结果,仅4个断面水质满足功能区类别要求(以河网常规断面评判),IV类及以上水质断面超过80%[1]。水监测断面水质的主要超标项目有溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮和总磷。由此可见,嘉兴市河道水质状况不容乐观,如何采取有效治理措施将这些被污染的水体治清,使之达到功能区类别要求是当前环境保护工作的一项迫切任务。本文将介绍一种在国外河道污染治理中广泛采用的治理技术——河道曝气技术。
2 河道曝气技术简介
2.1 河道曝气技术的发展
随着社会发展和生活水平的提高,世界各国的河流水质都面临着来自工业、农业、生活等方面的不同程度的污染。因此,从五六十年代起,英、德、美等发达国家就开始考虑解决日益严重的河道污染问题。其中,河道曝气技术作为一种投资少、见效快的河流污染治理技术,在很多国家被优先采用。
2.2 河道曝气技术的基本原理
河水中溶解氧的含量是反映水体污染状态的一个重要指标,是维持水中生物生存及保持河湖对污染物净化能力的重要因素, 当水中溶解氧
2.3 河道曝气技术应用与分类
根据国外的河道曝气实践[2], 河道曝气一般应用在以下两种情况:第一种是在污水截流管道和污水处理厂建成之前, 为解决河道水体的有机污染问题而进行人工充氧; 第二种是在已经经过治理的河道中设立人工曝气装置作为对付突发性河道污染(如暴雨溢流、企业突发事故排放等)的应急措施。另外,在夏季,因水温较高,有机物降解速率和耗氧速率加快,也可能造成水体的溶解氧降低。以上两种情况发生后,进行河道曝气复氧是恢复河道的生态环境和自净能力的有效措施。
河道曝气复氧一般采用固定式充氧站和移动式充氧平台两种形式。固定式冲氧站是在需要曝气增氧的河段上安装的固定的曝气装置。当需要长期曝气复氧,且曝气河段有航运功能要求或有景观功能要求时采用固定式充氧站。移动式充氧平台就是在需要曝气增氧的河段上设置的不影响河道航运功能,并且可以自由移动的曝气增氧设施。国外报道较多的是曝气船。这种曝气形式的突出优点,是可以根据曝气河道水质改善的程度,机动灵活地调整曝气船的运行,从而达到经济、高效的目的。
2.4 国内外河道曝气技术治理河道的工程实践
由于河道曝气复氧工程的良好效果和相对较低的投资与运行成本费用, 成为一些发达国家在中小型污染河道乃至港湾和湖泊水体污染治理中经常采用的方法。虽然河道曝气在国外已经开展了20多年,在我国,尚未在河道大规模综合治理中应用过。部分欧美国家的成功经验和我国已经开展的一些试验结果表明:人工曝气复氧是治理河流污染的一种有效的工程措施[3]。
苏州河河道曝气复氧一期工程[4],经治理后,苏州河生态系统逐步改善,随着水质的好转, 生态系统同步改善。水生生物种类和底栖动物生物量不断增加,水体的生物毒性下降, 水中开始有鱼;德国柏林teltow运河的纯氧曝气设施[5],在水温25℃,水体溶解氧浓度为6.3mg/L 时,纯氧曝气仍可使水体溶解氧浓度提高1.5mg/L;釜山港湾曝气设施[6]治理效果显示,曝气能够有效地改善水萦江河口快艇区域的水质,可以增加DO、削减COD、改善透明度、消除臭味。
3.3.2 高效去氨氮原因分析
河道曝气复氧对消除水体黑臭、促进河道水生态系统健康发展具有良好效果,其原理是水体中的溶解氧与黑臭物质(如H2S、FeS等)之间发生了氧化还原反应,且具有反应速率快的特点。由于黑臭物质(还原物)的耗氧量是化学耗氧量的一部分,这部分物质的去除亦可降低水体的化学耗氧量。同时,河道充氧可以使处于厌氧状态的较松散的表层底泥转变为好氧状态的较密实的表层底泥, 因而可能减缓深层底泥中污染物向上复水体的扩散。水体曝气复氧有助于加快恢复黑臭状态的河道正常的水生态系统。
4讨论与建议
在“十五”、“十一五”期间整治的90条96段,长205公里的市区河道中,主要整治措施还是截污纳管、生活污水处理和底泥疏浚等传统措施。有关河道的截污纳管、沿河两岸的生活污水处理、河道的有关规划如景观设计、文化挖掘、旅游开发、土地开发等的力度都在加大,但通过水生态修复技术来改善水质的相关技术研究与应用还没有新的进展。
鉴此,本论文从环境保护角度出发结合该技术提出以下几点河道治理理念。
(1)在使用传统措施治理河道污染的基础上,为使河道的水质达到水体功能区要求,选择河道曝气水生态修复措施来进一步净化水体;
(2)加强水生态修复技术的相关技术研究与应用的投入;
(3)制定相关法律法规,在污染相对比较严重的工业园区内的河道,可以借鉴“流域管理与区域管理相结合”的模式,要求相关区域的企业在保证达标排污的基础上,通过签订相关合作公约,与政府部门共同治理流经园区内的河道。比如在园区内的河道上游安装固定式河道曝气装置,保证流经园区的水质污染物浓度不升高;
(4)据嘉兴市环境保护监测站常规地表水监测的数据显示,嘉兴市饮用水源地涵养区地表水溶解氧浓度常年低于5mg/L,对污染物的净化不利。在水源地涵养区安装河道曝气装置可以保持河道溶解氧的高水平,进一步净化涵养区的水质。同时,该装置亦可作为对付突发性河道污染事件(如暴雨溢流导致涵养区水质恶化等),恢复河道的生态环境和自净能力的有效措施。
参考文献:
[1] 苏盈盈等.嘉兴市环境质量报告书.环境质量报告(研究报告),2012(5)
[2] 孙从军,张明旭.河道曝气技术在河流污染治理中的应用.工程与技术(研究报告),2001(4)
[3] 刘延恺,陆苏,孟振全. 河道曝气法—适合我国国情的环境污水处理工艺[J] 环境污染与防治,1994,16(1):22-25.
[4] 陈伟等.苏州河河道曝气复氧探讨[J].上海环境科学,2001,20(5):234
[5] 凌晖等. 纯氧曝气在污水处理和河道复氧中的应用[J]. 中国给水排水,1999,15(8):49-51
[6] ] Soo-Saeng Kim et al, Analysis of the effect of surface aeration(air-O2)installation on water quality improvement in the estuary of Suyong River,Korea(research report),Environmental Pollution Control Institute,Dong-Ah University,1990.