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关键词:北运河治理生态修复 污染防治研究
The treatment technology research about ecological restoration and pollution control on North Canal in Tongzhou urban district
Su Ying1Li Changsheng2
1.Beijing Tongzhou Science and Technology committee101100;2.Beijing Zhifeng HuayuanEnvironmental EngineeringCo.Ltd101107
Abstract:Synthetically analyze the trunk and branch of North Canal in Tongzhou urban district, topographic feature, landform, river, water quality, benthonic organism, and the pollution discharge factor. Use the terrestrial and aquatic plant organism habits, biology and ecology purification function to research fencing and nurturing in overflow land, structuring biological chain, ecological retaining water, non-point source pollution control. Lead into the idea of ecological restoration and pollution control technology, transit the river treatment of manual work to ecological restoration mode gradually. This is very important for pushing forward ecological civilization construction of North Canal in Tongzhou urban district, and promoting the water environment virtuous cycle development.
Key Words: North Canal treatment, ecological restoration, pollution control, research
中图分类号:TV85文献标识码: A
1 引言
北运河是京杭大运河的上游段,是海河流域的主要水系之一,干流全长 90公里,位于北京市东南,其中,干流界面北关闸上游为温榆河,北关闸下游为北运河。北运河主要支流有通惠河、凉水河、凤港减河等,承担北京市城区、西郊地区及东郊部分地区的排水任务。通州区境内的北运河长41.9km,其生态建设和水环境安全直接影响城区社会发展和经济环境。本文在分析通州区段北运河生态区位、水环境质量、生物组成特点、水环境保护目标、生态保护压力的基础上,以水环境生态保护重点、污染面源控制、污染消减与生态建设并重为依托,结合河滩地封育、生物链构建、生态蓄水形式、污染控制,引入生态修复与污染控制技术理念,使河道由人工治理逐步过渡到生态修复的模式。
2 北运河水质现状与生态状况
2.1河流水污染现状
2012年4月,北京市水务局监测数据表明,北运河水系48个河段中,除5个无水河段外,有35个河道的水质都属于劣Ⅴ类。流域河水呈黄绿色,其中,岸摊发臭垃圾堆和水中白色漂浮物随处可见,说明北运河自净能力较差, 水质状况不容乐观。近些年,随着社会经济的发展,北运河流域人口数量不断增加,工业企业、畜牧养殖业等的规模不断扩大,污水排放量日益增加,水质恶化现象仍在加剧;另外,近几年自然干旱现象严重,河流雨水汇入水量不断锐减,更加剧了河道水质恶化趋势。
2.2河流底栖生物监测情况
采集北运河上新华大街桥、六环辅路桥和宋郎路桥的三个代表性生物样品进行底栖生物分析。分析数据表明,北运河通州城区段底栖大型无脊椎动物主要由两类组成,分寡毛类和摇蚊科类。其中寡毛类 5 种,摇蚊科类3 种,共 8 种。这 8 种底栖动物在各断面分布有所区别,其中六环辅路桥寡毛类2 种,摇蚊幼虫 2 种,新华大街桥寡毛类 3 种,摇蚊幼虫 1 种,种类最多的是宋郎桥,寡毛类3 种,摇蚊幼虫类3 种。从底栖动物种类组成上看,其特点是生物种类较少,以寡毛类最多为5 种,摇蚊幼虫只有 3 种;同时,这些种类多为耐污染种,说明该段河流所受污染较为严重。根据监测得到的底栖动物种类和数量,对各个取样点的生物多样性指数进行计算,评价结果见表1。
通州区北运河城市段生物多样性指数评价结果
取样点 新华大街桥 六环路辅路桥 宋郎路桥
D 值 1.36 1.43 1.71
污染等级 中污染 中污染 中污染
结果表明:D值越大,说明水体受污染程度越小,相应地其生态系统结构及其运营状况越健康。北运河底栖生物种类和数量少、且主要为耐污种类;多样性指数较低,表明其水质状况较差,生态系统退化严重。北运河底栖生物多样性指数从一个侧面反映了北运河污染程度及生态退化情况。
2.3北运河生态状况
通州区属北温带半湿润半干旱大陆性季风气候区,春秋干旱少雨,夏季炎热多雨,冬季寒冷多西北风。多年平均降水量约为600毫米,降水特点是年际变化大,年内集中;多年平均水面蒸发量为1815.5毫米,蒸发强烈。全区多年平均水资源总量约为2.16亿立方米,人均水资源占有量约410立方米。根据通州区水资源评价资料,全区可利用水资源量为30032万立方米,其中地表水可利用总量平均为10360万立方米。地下水资源比较丰富,多年平均降雨入渗补给量为14452万立方米,地表水入渗补给量为2780万立方米,农业灌溉水入渗补给量为3610万立方米,年可开采量约为2亿立方米。而随着经济的发展和城市化进程的加快,每年的需水量以9.3%左右递增。因此,通州区水资源的供需矛盾日益突出,缺口逐年加大。随着人口规模的发展,人均水资源量逐渐减少,污水排放量却日趋增大,城市河流水生态系统面临越来越大的压力,出现河流断流,湿地萎缩,地下水位下降及生态退化等严重问题。天然降雨量减少形成的河道断流,河漫滩植被砍伐,河道人工化、渠道化,挖沙造成的河道沙化,都加剧了河道生态环境的恶化,降低水体的自净能力并使河流生态系统退化。城市河流承担着城市正常运行的水供给与受纳功能、生态功能、景观美化功能,健康的水环境是城市可持续发展的重要保障。[1]城市水环境的污染,水生态系统的破坏,对人民健康和城市生态安全构成了威胁。治理水环境,恢复水生态系统,正常发挥河流的社会功能,才能使城市良性、可持续发展。
3.主要问题
3.1地表水污染,制约了生态品质
北运河上游,随着人口的大量涌入,人口密度的增加,生活污水排放量也随之增大。中国环境状况公报的数据显示,全国生活污水排放量逐年增加,其中的COD与氨氮等主要污染物的排放量远大于工业废水。[2]来自上游的生活污水成分复杂,主要来自餐厨废水、洗衣废水、冲厕水、淋浴水等,其中含有脂肪、米糠菜屑、洗涤用剂、化学品成分、大肠杆菌、汗液等。生活污水排放量大,有机物和化学品含量高,难于降解等是北运河水体污染的重要因素。
除上游生活污水外,北运河还承载了区内大量生活、工业、农业、畜牧业、餐饮业、娱乐业等废水。根据通州水务局的统计资料,目前北运河通州城市段 11. 2km河段内,每年共有入河污水 6149 万方,这还是近几年对近 70个排污口进行截流后的情况。由此可见,北运河水体水质恶化受区内入河污水的影响很大。
3.2天然径流补给量减少,生态环境脆弱
《北京市“十二五”时期水资源保护及利用规划》的数据显示,与多年平均降水量相比,近12年来北京市降水量减少19%,水资源总量减少43%,入境水量减少77%,两库来水减少79%。可用水资源急剧减少,导致没有适当的径流补给河道,河道自净能力减弱,承载力降低,加重了河流的污染。河流污染程度的加深直接造成水中及河道周边动植物死亡,生物种类及数量降低,生物物种退化,生态多样性减少等一系列生态问题。加之为争取水资源而进行的地下水超采,水源地保护等工程设施的建设,都会对河道水生态系统产生影响。
3.3水体功能区承载污染负荷大与治理技术不相适宜
通州区位于北京市东南,处于北京市水系的下方,区内河道多为排水河道,承担着上游区县和北京市区的排洪、排污任务,长期接纳的是上游的雨水和污水。因近些年降雨量明显减少,而入河污水量显著增多,所以上游排入河道的水大部分为污水,水体污染更加严重。近些年,随着地表水体污染日益严重,对于河流、湖泊等污染水体的水质改善技术研究已经取得了一定进展,但还存在很多不足,尤其对于北运河这样的城区河流,因为河道周边空间有限,所以很多处理技术难以应用;此外,北运河水体水量巨大,处理量太小对于改善整个河道水环境不能起到根本作用。
综上所述,作为北京市水系的重要组成部分,北运河的水环境质量直接关系到北京市整体的水资源可持续利用和发展进程,改善北运河水体质量,提高流域水资源利用程度,是北京市水资源可持续利用的迫切需要,对于实现北京市环境、社会和经济的协调和可持续发展具有重要意义。作为通州区内的主要河流,北运河的水环境问题已经严重阻碍了通州区的社会、经济发展,引起了政府有关部门和当地人民群众的广泛关注。因此,改善北运河水环境,提高其水体质量,对于通州区的社会、经济发展和北京市的水资源可持续利用是十分必要的,具有重要意义。
生态修复(ecological restoration)是指通过人为的调控,使受损害的生态系统恢复到受干扰前的自然状况,恢复其合理的内部结构、高效的系统功能和协调的内在关系。
4.1探究机理,寻找对策
自然河流净化作用主要通过河流中的生物链发生作用,生物链主要由水生植物、水生及两栖类动物、浮游生物、原生动物、微生物等构成。水生植物能够吸收水里的氮、磷等无机物作为生长的营养物质,并产生氧气提供给水生及两栖动物,同时其庞大的根系又为微生物及水生动物、两栖类动物提供栖息地。微生物依靠水生植物的根系形成生物膜,能够将动植物的尸体及其他有机物进行降解和利用。原生动物以细菌、真菌为食,浮游生物以原生动物为食,水生动物摄食浮游生物,鸟类和两栖类以水生动物为食。水生态系统形成的生物链,发挥了水体的自净作用,一旦某一环节产生了问题,如水中有机物超出了微生物降解能力,就会破坏生物链,进而破坏水体的自净作用。
河流生态系统也是一个复合系统, 由河岸生态系统、水生态系统、湿地及沼泽生态系统等子系统组成, 其生态健康受水文、地形、动力等诸多因素影响[3] 。向河道内排放污废水、过量用水、挤占河滩地、砍伐森林、引入外来物种以及大规模筑坝、修建水库、河道渠道化等水利工程措施, 都会破坏河流生态系统健康【4】。河道内水生生态系统和河岸生态系统遭到破坏, 必然造成生物多样性降低,生物量锐减,河流水质恶化。
4.2找准方法,注重创新
开发生态水体修复技术,是当前水环境技术的研究和开发热点。实际上,大自然在发展变化的长期过程中,本身已经具备了自我净化、自我完善的强大能力,这使得自然界得以持续而有序地运行,其中水体的自然生物净化能力,在人类出现之前的远古时期,就保证了自然界江河湖泊水体的洁净。目前开发的水体生态修复技术,实质上是按照仿生学的理论,对自然界恢复能力与自净能力的强化,可以说,按照自然界自身规律去恢复其本来面貌,强化自然界自身的自净能力去治理被污染水体,这是人与自然和谐相处的合乎逻辑的治污思路,也是一条创新的技术路线。
近几十年,通过大量研究与实践,已明确水环境污染实际上是典型的生态问题, 因此, 在对污染水域进行治理时,应用生态学方法能使生态问题得到最终解决。近年,强调治理与生态修复相结合,甚至更加强调生态修复的作用。从上世纪七十年代起,尤其是近十余年来,日本、美国、德国、瑞士等发达国家纷纷对以往的水环境治理思路进行反思,提出了生态治水的新理念,尊重河湖系统的自然规律,注重对其自然生态和自然环境的恢复和保护,使河湖的综合服务功能得以展现。
4.3综合比对,优势显著
目前,国际上处理河湖水库水体污染的方法主要是三种,一是物理方法,即是通过水利工程措施,如综合调水,底泥疏浚,曝气复氧,机械除藻等达到加速污染物移除与转化的作用;二是化学方法,利用化学药剂的投放,主要起到絮凝沉淀污染水体中内源性负荷磷,释放氮以及化学除藻;三是生态修复方法,通过人工湿地的构建,水生植物栽种,微生物菌群培养,模仿自然生态体系的建立,营造和复原自然生态形态,充分发挥生态净化作用。目前这三种水处理技术的比较发现,物理处理法往往治标不治本,只能作为对付突发性水体污染的应急措施。化学方法花费较高,且易造成二次污染。[5] 生态处理方法兼具安全性、经济性、美观性。这种处理技术不向水体投放药剂,不会形成二次污染;工程造价相对较低,不需耗能或低耗能,运行成本低廉;用生态方法治污,还可以与绿化环境及景观改善相结合, 在治理区可以建设休闲和体育设施, 创造人与自然相融合的优美环境。所以,这种廉价实用技术十分适用我国江河湖库大范围的污水治理工作。
4.4类别划分,总结归纳
水生态修复技术主要包括植物净化技术、动物净化技术、微生物净化技术、仿生植物净化技术、土地净化技术,多自然型河道构建等。
水生植物净化技术,是利用水生植物及其共生的微环境去除水体中的污染物。水生植物能够吸收水中的氮、磷等营养物质,抑制浮游藻类的生长,同时依附生长于水生植物庞大根系的微生物群能够对有机物进行降解,从而实现水中污染物的转移和分解。
水生动物净化技术,是通过水生动物的食物链效应,维持水体中食鱼性鱼类、食浮游性鱼类、浮游生物之间的食物链平衡,达到水质改善的目的。【6】水生动物主要包括浮游动物、游泳动物和底栖动物,他们以水体中的细菌、藻类、有机碎屑等为食物,可有效地减少水体中的悬浮物、提高其透明度。投放数量适当、物种配比合理的水生动物,可以延长生态系统的食物链、提高生物净化效果。
微生物净化技术,是通过微生物对有机物的降解作用,去除水中污染物。水中微生物主要由藻类、细菌、原生动物等组成,以生物膜的形式存在。依靠微生物技术的主要工艺方法有生物廊道、氧化塘、生物滤池、生物接触氧化池等。
仿生植物净化技术,仿照河流生态系统中的沉水植物轮藻,以河道中原有的天然生物菌群作为种源, 在填料丝表面经过生物的自然富集形成生物膜, 通过微生物的生命活动去除水中的污染物质。【7】土地净化技术,以土地为主要处理设施,污水中的污染物质经过土壤-植物系统的吸附、过滤、转移等作用被去除,污水达到一定程度的净化。由于污水中含有大量的氮、磷等营养元素,通过灌溉等方式,土壤、农作物、植物对污染物进行拦截、吸收,既满足了农作物等对营养元素的需要,对污水也达到了净化的目的。
多自然型河道构建技术即多种生物可以生存、繁殖的治理技术,它以保护、创造生物良好的生存环境与自然景观为建设前提,它不是单纯的环境生态保护,而是在再生生物群落的同时, 建设具有设定抗洪强度的河流水利工程。【6】目前治理污染河流趋向于多种技术的综合应用,同时还要考虑河流的污染特点,水利条件,生态环境特征,气候,治理目标等。
5.几点建议
河流的自然环境由水、河道、堤岸、河畔植被以及在此空间生存的生物群落构成。生物、生态技术治理北运河应主要从三方面入手,
一是河道形式的构建,护坡护岸生态材料的开发,生物链的构造与培育。河道形式的构建主要是改造河道流路及河床的物理特性, 即是创造出接近自然的流路, 水流要有不同的流速带。[8]要通过对岸堤生态槽(沟)、河岸边坡湿地、坡脚碎石床、河道碎石床等不同的河道断面构建形式进行研究,构造出适合生物多样性的河道形式。新型生态护槽/岸材料的开发主要考虑对氮磷的吸收,提供有利于植物生长的空间结构,同时保证其抗压、抗冻性达到规范要求。生物链的构造与培育主要从鱼类种群和植物种群的构建进行研究,鱼类种群的构建包括鱼类种类、放养密度,植物种群的构建主要考虑植物种类的选取,通过实验比对研究可得出相关结论。
二是生态净化技术的研究与应用。首先在北运河选取实验区,局部展开生态净化技术的应用。通过对研究区水体净化的适宜性和应用的工艺流程、工艺参数和处理效果进行研究评价,取得污染负荷、水力条件、植物种群和处理单元设置、生物填料等方面数据,从而研究出适合北运河治理的生态净化技术。
三是建立有效的生态修复技术模式。生态形河流治理,就是在河流空间内,将河道治理、护岸治理、河岸提防治理都融入生态概念,在不影响河道泄洪排涝功能的前提下,更多地运用天然生态因素进行水体的净化,同时营造景观水体满足人们亲水近水的需要。河流的生态治理和修复需要关注水体质量、河道形式、生物链构造、生态系统多样性等多方面因素,需要根据流域的具体情况,从关键影响因素入手,逐一解决问题,逐步建立一套适合本地区及流域特点的水污染控制与生态修复并重的技术模式。
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关键词 生态修复技术;现代园林艺术;应用
中图分类号 X171.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)14-0170-01
我国一直在研究有效解决环境资源以及水土流失问题的方法,生态修复技术实质上是一种结合实践总结得出的有效方法。将生态修复技术应用在现代园林艺术中,可以找到其中存在的问题以并探索其原理规律,从而实现最佳的生态修复状态。
1 生态修复技术概念
当前,我国管理园林的相关人员进行了自然的规划以及设计,整个过程始终遵循基本的生态修复理念[1]。在构思以及规划之后,就应用合理以及科学的生态修复技术进行设计,设计的主要内容包含以下方面:①在修复自然生态环境的同时,需要保障生态自然体系的和谐性以及稳定性;②在修复自然生态环境的过程中,需要保障生态自然体系拥有多样化的自然物种,这样可以维持均衡的生态体系;③需要更加合理化地规划自然环境结构,合理地调配好存在于生态自然环境中的各种生物,可以很好地维持自然生态之前的风貌,防止发生环境衰退等问题。为了让生态保持均衡状态,恢复和谐的自然生态环境,就应该遵循相关的科学管理原则,树立可持续发展的理念,更好地改善遭受破坏的生态环境,并且在恢复生态环境的基础之上可以有效地发展以及提升自然环境。
2 生态修复技术在现代园林艺术中的应用
2.1 应用时遵循的原则
一方面,更加全面地看待生态环境问题,在规划环境的过程中,不仅要对规划的方法以及原理是否符合实际状况进行考虑,还需要更加密切关注以及重视当前的设计项目,项目设计的理念需要和国家政府的理念保持一致,可以同步发展环境[2]。
另一方面,可以增加绿化的面积,将修复生态的水平提高。目前,全球气温正处于持续上升的状态,这样会促使整个水平面上升。但是植物借助光合作用能够将空气中的二氧化碳转换为氧气,因此增加绿化面积具有十分重要的作用,绿化面积的大小和生态修复的水平有紧密联系。然而,由于我国近年来利用土地的面积越来越多,所以亟需找到有效方法扩增植被绿化的面积。与此同时,在规划植物的过程中,管理人员可以借助空间优势来完成这一目标,合理分布空间以及分配植物,增加绿化面积。
此外,针对不同环境状况可以应用合理的措施,在修复生态环境时,设计者应该针对规划的不同类型采取不同修复措施,例如:居民区、工业园区以及街道绿化等,在规划设计街道的时候,不但需要考虑生态修复的效果,还需要考虑到城市的整体视觉效果,以此制订更加合理的设计方案。在规划设计工业园区时,需要针对环境污染等实际问题制定有效的解决措施。在规划设计居民区时,就需要构建和谐氛围以及减少环境污染。
2.2 具体的应用方法
在开展实施修复现代园林艺术之前,首先应该熟练掌握生态修复技术应用的特点,之后实施会更加符合实际要求以及更加合理,在现代园林艺术中有效应用生态修复技术的具体方法有以下几个:①排水方面。当前很多绿化部分主要是借助排水设备以及地表排水发挥其主要的排水功能。在规划排水设施的过程中,一般会种植大量植物,以缓解水流对地面的影响。在铺设排水设施的时候,需要在适当的位置应用挡水工具或者种植铺地植物,可以将水流速度减低以及更加有效地解决出现的不良问题。②水景护坡方面。实际操作过程中的方法就是在水景护坡中增加能够靠边岸的水面,借助护坡以及驳岸更好地保护坡面,护坡上一般选用各种性能的植物进行栽培,可以避免出现水流渗入等不良状况。③设置道路方面。一般选用多种防护效果较好的植物混栽,这样可以避免出现水土流失的情况[3],以更好地保护路面。
3 结语
综上所述,在我国当前人口数量以及环境问题发生状况增多的现状下,解决人口增多与环境恶化的矛盾最有效的方法就是生态修复技术,运用该技术可以很好地对我国环境进行有效改善,促进我国生态环境以及资源的合理开发以及配置[4-7]。
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[关键词]煤矸石堆放区 垃圾堆放区 塌陷区 适生植物 生态修复技术
中图分类号:TU522.1+3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)24-0400-01
一、 概况和前景
我国是世界第一产煤大国,煤炭产量占世界的37%。在未来相当长的时期内,我国仍将是以煤为主的能源结构。煤炭资源是我国国民经济和社会发展的物质基础,但煤炭资源的开发往往伴随着生态破坏,不可避免造成地表沉陷、植被破坏、地下水位下降、水土流失和空气、水质污染,随着我国园林事业的发展,安徽淮南市的城市面貌和人居环境发生了巨大的变化,城市园林建设水平不断提高。淮南市是我国重要的煤炭生产基地之一,淮南大通矿是淮南最早开采的矿区之一,资源枯竭,百废待兴。对废弃矿区进行修复无疑对环境和民生有着双重意义。
大通矿区一期生态修复面积40000平方米,经过2007年、2008年两年的改造,引导并加速了该区域的自然演化过程。客观的说,虽然没有能力完全恢复成原生态系统,但垫定了一定的基础,苗木经过适应性生长改变了煤矸石堆放区、垃圾堆放区及采空塌陷区原面貌,其焕然一新的面貌已成为公共休憩的良好空间。
通过对修复区修复状况的调研,并整理归纳,总结其优点,分析其问题。进一步掌握各树种在生态修复中的成功经验和失败教训,根据不同类地对树种的要求,选择适宜的树种,为实现更好的矿区生态环境修复提供理论依据。
二、 从大通生态修复栽植案例看其先进性水平的体现
1、 煤矸石堆放区植物表现情况及修复技术
调研表明大通修复区在原煤矸石地质条件下,成活率在85%以上的苗木有:桂花、栀子花、石楠、银芽柳、紫穗槐、池杉;成活率在85%-60%的苗木有:香樟、重阳木、广玉兰、红枫、高杆女贞、栾树;成活率在60%-30%的苗木有:丁香、合欢、酸枣、枫杨;成活率在30%以下的苗木有:刺槐、马褂木、红花继木。由此可见,成活率在85%以上的苗木可以在今后的生态修复中继续推广应用;成活率在30%以下的应慎重运用。
一期煤矸石地生态修复是采取覆土和加强水肥管理的技术。平均覆土30公分,共计10000平方米。根据后期植物的表现情况可见:煤矸石地虽然条件差,只要运用合理的覆土厚度,为树木提供必要的生存条件,并加强影响树木成活的关键因素“水”的管理后,在煤矸石地造林绿化是能够成功的。
2、 垃圾堆放区植物表现情况及修复技术
垃圾堆放区成活率在85%以上的苗木有:紫穗槐、高杆女贞、法青、海桐球、蚊母、金银花、锦带花、木芙蓉、大叶黄杨球、石楠球;成活率在85%-60%的苗木有:酸枣、夹竹桃、枫杨、刺槐;成活率在60%-30%的苗木有:阔叶十大功劳、椿树;成活率在30%以下的苗木有:广玉兰、合欢、栾树。由此可见,在今后的生态修复中应选择成活率在85%以上的乔灌木,成活率在30%以下的植物品种应慎重选择。
建筑垃圾和化工废料堆放区质地普遍比较坚硬,主要为强碱性污染(PH值大都在10.3-10.6之间),并且建筑垃圾区的Cr超标,无法直接恢复植被,有些较耐瘠薄的植物也因养分缺乏、扎根难而生长缓慢、不良。因此需要对其碱性和Cr污染采取治理措施。
该区域采用了下铺生态垫及土壤酸碱综合处理相结合的修复技术,具体工艺:(1)用推土机进行表面平整;(2)夯实后,铺设生态垫;(3)取2份土与1份煤矸石搅拌均匀,在生态垫上覆盖60公分厚。根据后期植物表现情况可见:此方法基本解决了土壤强碱性现象,较好的保证了植物的成活率。
3、 塌陷区植物表现情况及修复技术
生态区内分部着很多由于长期采煤造成的塌陷地,和烧砖取土形成的取土坑,根据不同的类地条件,因地制宜,采取不同的修复技术。
该区域的修复在保持原生态的基础上,主要以恢复为人工湖面,减小坡度角度,增加护坡植物为主,由于东高西低的地势原因,通过水位控制,利用高水位侧流的方式,使水面水域贯通,形成水系。增加的护坡植被为淮南适生能力较强的树种,大多表现良好。
三、生态修复的技术难点和路径
修复区各方面的总体情况都表明,要想对本地区进行生态修复,使其成为一个较为理想健康的生态系统,任务十分艰巨,首要解决也是必须解决的困难,就是要改变现状土壤和水体条件,这就要求掐断所有的污染源和污染途径,在进行人为治理已被污染的土地和水体,最后进行植被的恢复。
矸石和垃圾堆是修复区中受污染最为严重的区域,一般位于修复区的中部和北部,此类型区域土壤PH值酸碱差异较明显,土壤的营养成分含量非常低,且由于煤矸石的理化性质造成的水分含量低且保水能力很差,此类区域采用分层剥离覆土、直接覆土和客土回填等工艺,并选取适宜的先锋植物品种进行土壤肥力和土壤水分墒情的提高,逐步进行生态修复。
四、 从大通生态修复栽植案例看推广应用价值
1、针对矸石堆放区和垃圾堆放区的生态修复技术措施
污染土地生态修复,主要针对矸石堆放区和垃圾堆放区,主要采取下铺生态垫和土壤酸碱综合处理相结合的修复技术以及种植岛植物栽培方式进行修复,由以上栽植案列可见,植物成活率较高,成效较好。
2、针对塌陷区的生态修复技术措施
现状的塌陷区边坡需进行整形,减缓坡度,可在坡面处塑造多级阶地,在其上覆以生态垫,以扦插为主栽植灌木作为护坡、持水之用。在塌陷区周围边坡栽植的乔木,既增加了景观效果,又加大了护坡力度。从以上栽植案例可见针对塌陷区的生态修复技术改善了水资源,健全了原水生态系统。
综上所述,煤矿废气矿的生态修复技术应综合分析各种因素,充分考虑地形地貌、污染程度以及规划方向,采取在技术上可行,社会效应良好的前提下,不断推广应用,从而获得最佳的社会效益、经济效益和生态效益。
参考文献:
在处理水土流失及生态资源的问题上,国内正努力研究先进的方法。通过多年的研究实践,生态修复技术已经被人们所看好,此方法与现实实际相符,有很强的针对性,可以让存在的问题得到有效解决。将生态修复技术运用到现代园林艺术当中,可找到问题的根本且可以总结出相关的规律,进而使发挥出最佳的效果。
1.生态修复技术的简介
当我国政府部门的园林管理者要对生态环境展开建设性的设计规划时,通常会遵从生态修复的知识概念来开展生态景观的设计及规划。并且,选择正确有效的生态修复技术,以完成设计规划的实施,它的内容一般包括了以下3个方面:第一,生态恢复的整个过程应确保每一个生态系统之稳定性;第二,生态恢复的整个过程应保障自然物种之多样性及生态性,让生态系统始终保持平衡;第三,生态恢复的整个过程应对生态环境结构加以科学的规划,让所有生物全部都受到科学调配。同时保持它原本的风貌,杜绝发生环境萧条问题。要想让生态恢复目标得以顺利实现,那么园林管理者就必须严格遵从科学性的原则,始终持着可持续发展这一重要思想,进而让已受到损耗的自然环境得到优化。
2.生态修复技术与现代园林艺术的关系
对生态环境进行修复的目的并不只是要求其恢复到最初的一种状态,而是要恢复其原始性的生态平衡。如此一来,就要求我们政府部门的园林管理人员充分地利用现代园林艺术的知识理念对生态修复的结果加以科学的调整与改进,促使其实现最佳的生态平衡。所以,生态修复技术和现代园林艺术二者间不但有内在的联系,而且还存在实质上的差异,二者分别在不同的领域发挥出修复生态环境的功效。
3.生态修复技术的种类
3.1单项生态修复技术
单项性的生态修复技术通常具有以下3种修复方式。第一,植物的修复。该修复技术全面兼顾了“人为因素”及“自然因素”,在遵从正确的操作方法后,让生态系统迅速得到平衡,可以使受到破坏的自然环境得到控制及再生,同时这一方法对于原生态的重建具有非常显著且独特的作用,可看性也非常的强。第二,微生物的修复。实际上,在生态修复的技术之中,微生物这一生态修复技术有着极其重要之地位,其主要借助于微生物在特定前提下的转化来实现生态平衡的目的。而且微生物修复技术之中的微生物也只是一个统称而已,其包括了细菌和真菌等。第三,化学修复。不难看出,化学修复是一种在现实中普遍运用的技术,其借助于在受破坏的环境之中提炼出相关的化学物质进而来完成对生态环境的修复功效。
3.2复合生态修复技术
近年来,人们开始对复合性生态修复技术越来越关注,单一的修复技术具有一定的局限性,而运用复合的生态修复技术则可以弥补单一技术的不足,取长补短,可以更好地发挥各种生态修复技术的优势,提升生态修复效率及质量。
4.如何实现生态修复技术在现代园林艺术中的应用
4.1应用是遵循的原则
怎样把生态修复技术更加科学地应用到现代园林艺术当中去是园林管理人员需要面对的首要问题,要想实现生态恢复的终极目标,那么就必须遵从生态修复技术运用于现代园林艺术中的几个原则:
(1)应该站在以的视角来看待环境问题,当对环境做出规划的时候,除了应全面考虑环境规划的基本原理与方法的适应性,同时还要从生态系统的全局来看待环境问题,切忌将目光局限于当前的规划工程项目当中。在规划理念方面,要和国家政府的政策与理念保持高度一致与统一,让生态环境确实得到保护与发展。
(2)全面拓宽绿化的面积。其实,让生态修复水平得到有效提升的关键因素就在于增加绿化的面积。现今,全球气温正不断升高,以至于水平面也随之而上升。但是,植物却可借助光合作用的功效把空气里边的二氧化碳变成氧气,所以绿化面积是否达标具有决定性作用,然而,这一重要因素在这之前是极少被重视的与考虑的。政府部门应该顾虑到近年来国内土地运用实情,然后找到更为强劲的植被实施绿化面积的进一步扩张。与此同时,在植物的规划过程中,管理者应该借助空间之优势来实现绿化面积的扩增的目的。借助空间的科学分布以及植物的正确分配,来决定绿化面积扩增的大与小。
(3)针对各种情况选择相应的解决办法。切忌按部就班,实施生态修复的过程中,规划人员必定要面对各种性质各异的设计方案,譬如,街道的绿化、工业园区的的绿化以及居民区的绿化等。所以,相关的管理人员必须结合实际情况之需要展开有效的针对性强的规划。就街道绿化规划而言,除了要考虑其的生态修复的功效,还要顾及其整个市区的市容市貌,精心设置一个即满足生态修复要求又满足市容市貌的需要的规划方案。对工业园区进行规划的过程中,必须着重考虑环境污染控制之功能,种植一些具有这一作用的植被。而对于居民区则要注意减少污染及构造和谐的氛围。
4.2具体的应用方法
在全面准确地明白了生态修复技术在现代园林艺术中的注意事项之后,则需要在实际中进行实施,其中具体的应用方法主要有以下几种:在排水方面,现代中绿化部分的排水功能主要依靠地表排水和排水设备进行排水。在规划实施时,通常会种植大量的植物,以此来解决水流对地面的影响。为了有效的解决该问题,在实施的过程中往往会采用铺地植物实施种植以及在合适的地方配备具有挡水功能、操作性强的工具,让其在减弱水流速度方面发挥出其的作用。对于护坡的方面,可以运用水景护坡方法,即对坡面添加能够靠近边岸之水面,采用驳岸与护坡方式对坡面进行保护。所用的植物一般是运用种类多样、性能各异的植物给予栽培,从而有效防止水流慎入。在对道路进行设计规划方面,一般是运用多种材料对道路路面实施保护,这样可以避免水土发生流失。
海岛生态修复的模式研究
根据国内外海岛修复研究情况可将海岛生态修复分为三种模式。
(1)重新设计模式。海岛生态系统已经遭到严重破坏、退化或完全改变而无法挽回,无法进行生态完整性恢复,因为最初的物种可能已经完全消失或大量消失,无法再恢复到最初的状态。目前这类海岛最典型的是位于南太平洋的复活节岛,该岛曾经覆盖茂密的森林,但现在土壤贫瘠,大部分覆盖的是稀疏的草原。曾经覆盖原始地方性灌木和树林的地方,植物已经消失。同样,所有本土的脊椎动物也已经消失。除此之外有学者研究认为外来生物入侵和其他威胁的组合造成的影响,甚至可能导致岛屿生态系统崩溃。现在不能确定本土原有的棕榈树和无脊椎动物以及其他灭绝物种的数据,但是无论灭绝和入侵的数量如何,这个海岛已经不可能恢复,这里存在一个新的生态演替过程。这种类型的海岛原生生态已经丢失,原生物种大多已经灭绝,很难也几乎不能找到合适的原生物种对海岛实施恢复,但是可以根据现在海岛的具体情况采取措施对海岛进行重新的绿化、修复和美化生态工程。这里的重新绿化是用植被更多地考虑到美学和工程应用价值,而不是特别注重恢复生态完整性。
(2)恢复模式。海岛生态系统的原始性维持在较高水平,原生物种保持较好,只有很少部分的灭绝,海岛生态系统的完整性可以修复到较高的水平。此类海岛较典型的包括位于塞舍尔群岛的科西涅岛,该岛的大部分仍然保持原始的旷野,虽然它不是位于远离城市的荒地或是完全未受污染的海域,但还是比较偏远,大多数的物种、生态过程和动物行为维持在人类干扰前的状态。岛上可能只有1~3个巨型海龟物种灭绝,但这是无法确定的。现在为了恢复原来的生态活动,已经引进亚达伯拉的15种巨型海龟等。除此之外还有一些海岛也特别适合恢复,并且已经取得了一些显著的成果,尤其是在新西兰。该类型海岛由于保持较好的生态完整性,几乎没有过多的破坏,可以实现以生物为中心的较高水平的修复,但是也无法恢复到最原始的水平,因为可能有些入侵物种长期存在后,融入原来生态系统中使之成为不能缺少的物种,如果进行移除反而会影响生态系统的正常运行。。
(3)自我修复模式。海岛虽然受到各种因素的影响,现在表现出轻微破坏状态,但是没有超过海岛生态系统本身的承受范围,具有较好的生态完整性,能过通过生态系统的自我更新修复作用可以得到恢复,无须采取措施协助其恢复。目前存在较多此类海岛,它较少受到人类活动及自然灾害的影响或处于较偏远的海域,生态状况处于较良好的状态,即使有轻微破坏也不会对其生态系统造成影响。
海岛生态修复的技术研究
虽然国内外海岛生态修复采取各种不同的技术,但目前为止没有形成一套完整的技术体系,根据国内外专家的研究情况,目前海岛生态修复技术主要以生物技术与工程技术为主,也有学者开始注意到工程与生物相结合的景观修复技术。其中主要包括物种引入与恢复技术、种群动态调控技术、群落演替控制与恢复技术、物种选育与繁殖技术、土壤肥力恢复技术、水土流失控制与恢复技术、水体污染控制技术、节水与保水技术、生态评价与规划技术、生态系统组装与集成技术等。在生物技术方面国内外的研究已经达到一定水平,其中物种引入与恢复技术运用较多,除此之外还综合运用到种群动态调控、群落演替控制与恢复、物种选育与繁殖、土壤肥力恢复等技术。
海岛陆域生态系统的修复中最重要的问题是恢复和维持退化海岛的水分循环与平衡过程,其中最常用的手段是恢复海岛植被。虽然海岛单位面积的植物群落种类明显少于大陆,但海岛植被的恢复仍可参考其群落演替过程。我国学者主要研究了广东的南澳岛和厦门的猴屿等。通过研究南澳岛植物群落演替过程,指出该海岛的修复主要运用植被恢复、群落演替控制与恢复等技术。对厦门猴屿进行修复时采用植被恢复技术。此外澳门离岛的生态环境破坏非常严重,也采用了植被恢复、物种选育与繁殖等技术,使得海岛得到很好的修复。
国外对生物技术研究较早,广泛采取多种技术方法以物种引入与恢复技术为主,如在对夏威夷群岛进行修复时,通过引入原生的乡土物种使得海岛生物得到一定的恢复;科西涅岛通过引入原始物种生态得到了很好的修复;新西兰的SantaCatalina岛通过引入山羊以控制杂草;用犹大山羊技术控制野生山羊以恢复科西涅岛的生态系统;研究引入的野牛对圣卡塔利娜岛原生植物恢复的影响,指出要控制恢复过程中的非本土动植物需采取的措施。工程技术方面主要采用水土流失控制与恢复、水体污染控制、节水与保水、生态评价与规划、生态系统组装与集成等技术。国内研究相对较少,以厦门猴屿和澳门离岛等为主。厦门猴屿码头北面受破坏严重,采取浆砌石挡墙的水土流失控制与恢复技术,防治水土流失。
澳门离岛植被生态恢复过程中采取挖掘沟槽蓄水的节水与保水技术措施,以解决季节性缺水对修复进程的影响。国外学者在工程技术研究方面相对较深入,如科拉马拉岛的修复工程,采用黄麻土工布固定岸坡的水土流失控制与恢复技术,以防治表土侵蚀和种子冲刷。
鲁滨逊克鲁索岛通过试验建立围栏防止放牧牛对森林的破坏,采取了生态评价与规划等技术。科西涅岛生态修复不同阶段采用了相应的工程技术,主要有生态评价与规划、生态系统组装与集成等,如第二阶段建立园艺区隔离非原生的家养植物,第三阶段对外来建设的工厂实施搬迁等。此外,部分海岛还采取了工程与生态相结合的技术以及景观修复技术,如厦门猴屿由于处在景观节点,在研究恢复植被生态系统的同时,采取将绿化恢复与景观建设相结合的景观设计技术方式。国外学者还对GIS、遥感等技术在海岛生态修复方面的应用进行了研究,如在严重侵蚀的科拉马拉岛(孟加拉湾),利用GIS技术结合卫星遥感图像分析冲淤过程,并运用生物工程技术相结合采取措施修复海岛,提出了具体的修复措施。
海岛生态修复研究趋势
海岛生态修复研究虽然已取得一定进展,但目前仍处于基础性研究阶段,尚未总结出适合海岛修复的一般性理论,对海岛生态修复模式研究不够深入,修复的技术方法以及实践应用尚不成熟。海岛生态修复研究的趋势主要体现在以下几个方面:
(1)海岛生态修复研究仍以理论研究为基础,通过借鉴先进成功的生态修复经验及理论,总结适合海岛生态修复的一般性理论,为海岛生态修复研究及实践提供理论指导。
(2)海岛生态修复研究的重点之一在于对海岛生态修复模式的深入研究,系统分析海岛生态修复模式,以便更精确指导不同地域、不同类型海岛的生态修复过程。
(3)研究高效的海岛生态修复技术,总结指导生态修复的技术方法用以指导修复物种的选择及合理搭配等,以生物修复技术为核心结合工程修复、景观修复等技术,为海岛生态修复提供强有力的技术支撑,将是海岛生态修复研究的另一个重点。