生态修复技术论文范文

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2城镇化建设中山体土壤生态修复问题

2.1采石过程破坏城市生态景观

2012年末，中国城镇化率达到52.57%，相比于西方发达国家均在95%以上，美国是97%，中国城镇化水平仍然较低，但当前正处于高速增长时期。大规模的城市建设产生了对石料、石材、石灰岩、石英砂等资源的大量需求，在城市周边山体，形成了大量废弃采石场和巍耸的高陡岩石边坡。以深圳为例，城市化初期1953km2的国土面积一度拥有669家采石场，其中3000m2以上456座，边坡总面积超过1000hm2。无序开采曾对城市生态景观造成了严重破坏，给城市和人居环境带来了安全隐患。海南省三亚市是旅游岛建设的重点城市，目前周边有49个废弃的采石场，总面积达250×104m2，其中荔枝沟Ⅱ号采石场面积6.3×104m2，正处于城市发展中央区，边坡高陡，岩石，曾给当地城市景观和生态文明带来严重破坏。这些采石场亟需政府整治和覆绿，但城市岩石边坡，土壤破坏彻底，缺乏水肥土等植物生存的基本条件，土壤生态修复难度极大[12，16]，已成为我国城镇化生态文明建设的研究热点和工程难点[15-20]。

2.2城市山体岩石边坡特征

（1）城市岩体边坡成型特征：从城市岩体边坡成型特征看，①城市房建工程需用大量石料耗材，考虑运输成本，以就地取材为主的采石场，大多以城市中央为轴心，散乱分布在城市近郊或城乡结合部，地势较陡峭、岩体外露的高丘或山地。②采石场石壁、山体宕口多为爆炸成型，采用垂直开采方式，自上而下挖掘，机械与人工结合环形开挖，石壁坡面凹凸不平。边坡坡度在80～90°之间，形成巨大的高低不平的断崖层面，甚至倒坡，岩体相对高度多在80～130m。③为方便石材、石料运输，废弃采石场多呈半环形边坡。坡面受炸药震力作用，局部多有裂痕或节理，但整体岩层结构并未破坏，石壁稳固和安全。（2）岩体边坡立地环境：从边坡环境特征看，采石场立地条件恶劣，高陡石壁坡面缺少平台或平台窄小，残存土壤极少，原生植被破坏，缺乏植被赖以生存的土壤。因此，必须从工程措施上，多途径解决回填种植土问题。同时，采石场环形开采的微地形环境，造成石宕内小气候差异性，形成阴阳坡，坡面温度、蒸发量、辐射热等差异显著，石壁阳坡夏季温度可达50℃以上，阴坡低5～10℃。在南方亚热带气候生物循环旺盛条件下，应利用采石场生物小气候特点，在土壤生态修复和种植养护技术上，加以优势利用。（3）水土流失趋向：从水土保持学特征看，采石场选址确定后，首先采用大型推土机和挖掘机，将土层推平运出，直见结实的岩石层。因此，岩体边坡早期存在水土流失，并出现高峰，但土层清场后，随着采石深度的下移，水土流失趋势减弱。而废弃采石场即使暴雨也只有水的流失，几乎没有土的流失。而且环形盆底容量很大，遇渍水也可通过周边渗漏，对下游区域不构成水土冲刷威胁，保障了下游农田和人居安全。（4）岩体边坡剖面形态：从土壤发生学特征看，采石场边坡不具有完整的剖面特征，腐殖质层（O层）、表土层（A层）及淋溶淀积层（B层）基本被机械铲除，只剩残余的弱风化层（BC）和母岩层（C层）。我们从深圳和三亚观察到由花岗岩母质发育的城市岩体边坡，其周边残留体剖面乔灌植被覆盖良好，表土层（A层）深1～1.5m，风化层（B层）厚度3～4m，母岩层（C层）埋藏在5～6m以下。现状岩体边坡，90%为C层，BC层很薄。因此土壤生态修复过程中，必须靠外来土源输入，既要修接纳槽体，又要全面挂网锚固，工序复杂，工程成本较高，现市场价格达350～400元m-2。但在城市生态文明建设的推动下，技术市场需求仍然广阔。（5）岩体边坡力学性质：从岩体结构力学特征分析，采石场岩体多为近直立的花岗岩高边坡，岩体强度较高。受爆炸及开挖等外力卸荷作用影响，岩体内产生大量节理、裂隙，原生或构造节理张开。在各种节理裂隙作用下，岩体被切割成大块状，坡面岩体结构较破碎，具有危岩落石发生的可能。岩体破坏模式主要为倾倒、坠落及局部崩（滑）塌破坏，造成边坡局部失稳，形成大面积碎石流,采用工程防护措施时应注意这一特点。这增加了城市环境安全治理和生态施工的技术难度。因此，相对于其他山体边坡，特别是道路创伤边坡，采石场岩石边坡生态修复的难度更大。

2.3城市高陡岩石边坡土壤生态修复技术体系

（1）城市岩体边坡土壤生态修复技术：实践表明，岩体边坡视角景观特别是俯视景观太差，生态修复技术难度太大。主要采取：①应以生物遮挡为主，辅以全面覆盖；②以种植苗木为主，结合灌草种子坡面混播；③充分利用边坡及坡底平台，种植高大乔木，以促早成林，发挥绿色遮挡效果；④坡面纵向间隔2m沿等高线设置植生槽，回填营养土；⑤充分利用槽内土壤资源栽植大苗木，建好植生带。（2）V型槽+挂网喷混技术模式：针对80～90°坡度和土肥水皆无的城市高陡岩体边坡的特殊性，单用挂网喷草或喷混植生技术效果很差。采用V型槽技术加挂网喷混植生技术模式，将工程措施与生物技术紧密结合，在垂直坡面上创造植物生长的微环境或植生带。V型槽的作用：①V型槽由钢筋混凝土现浇，深度约80cm，面宽约70cm，并与坡面成45°，2m间距等高线布设，主要功能是接纳回填土和营养土；②分层切割坡面铁丝网和喷植层重力下垂拉力，减少灾害性拉力崩塌；③充分利用V型槽有限土壤资源，种植大苗，建立多层次植物生长带。（3）V型槽技术模式的工艺流程[12]：包括：坡面乱石清理挂铁丝网锚杆固网构筑钢筋混凝土V型槽（搭设脚手架钻孔锚杆制作绑扎钢筋安装模板浇筑混凝土）槽内回填种植土喷混植生（种植基材配置喷基底土层喷播种子无纺布覆盖）V型槽栽种大苗植物带建滴灌系统养护。（4）垂直岩体坡面喷混植生关键技术：南方80～90°岩石坡面推广喷混植生，宜采取：①挂双层铁丝网，并用长、短锚杆固网；②在有机基材混合料中添加粘结剂，为降低成本，粘结剂可用国产胶粉，甚至可用硅酸盐产品替代；③在网下垫草把或喷PE（聚乙烯）丝，可增加喷植层孔隙度和粘结力；④保障喷混层厚度10～15cm，可分2～3次喷基底，待物料凝结后再喷，以避免泻底；⑤在喷播灌草种过程中，宜加入少量藤本种子，以加快覆绿，并攀缘局部倒岩。（5）V型槽种植带建植技术：根据深圳、广州南沙、海南三亚8个岩体边坡治理工程实践认为：①在回填土中加入营养基质，由腐殖质土、禽畜有机肥、复合肥、蘑菇肥及保水剂等组成，创造良好的根际土壤肥力环境；②针对南亚热带和热带气候特点，种植带建植坚持生物多样性，强调以豆科、灌木、常绿及乡土植物为主的原则（表2），增强植物的适应性和抗逆性；③加大藤本植物配置比例，组成乔、灌、藤、草人工生物群落；④提倡高密度种植，大苗、袋苗移栽。槽内分两排进行种植，内侧种植爬藤类，间距20cm；外侧间隔50cm栽植灌木袋苗，每米段栽植苗木株数5～7株，主栽苗木为台湾相思、小叶榕（Ficusmicrocarpa）、勒杜鹃（Bougainvilleaglabra）等，藤本植物包括爬山虎（Parthenocissusplanch）和葛藤（Puerariaphaseoloides）。（6）节水滴灌养护技术：水肥管理是V型槽及边坡植物生长的安全保障。V型槽种植和喷混施工完成后，原工作台、架拆除，养护工作困难，且不安全。因此，采用节水滴灌技术势在必行。节水滴灌系统由高压抽水泵站，蓄水池，PC（聚碳酸酯）主管、分管及滴水支管组成。蓄水池多设在山顶，以增加下泄压力，或自流灌溉，直接将水滴送入植物根际。必要时可添加水溶性复合肥，水利用率高、工作方便，非常适合采石场边坡水肥调节。同时做好缺苗修补、雨后追肥、防治病虫鼠害等。养护2～3年，即可依靠自然雨水维护植被生长。

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1水利工程对河流生态系统的影响

在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。

2生态水利工程

从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。

3生态水利工程的规划设计原则

3.1工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

3.2提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

3.3生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。

将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。

3.4景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。

3.5反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。

参考文献：

［1］董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫［J］.水利水电技术，2003，（7）：1~5.

［2］董哲仁.生态水工学的理论框架［J］.水利学报，2003，（1）：1~6.

［3］董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性［J］.水利学报，2003，（11）：1~7.

［4］MitschW.J.，JorgensenSE..EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration［M］.PublishedbyJohnWiley&Sons，Inc.，Hoboken，NewJersey，2004：134~137.

［5］董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示［J］.中国水利，2003，（11A）：45~47.

［6］O’NeillR.V.，D.L.DeAngelis，J.B.Waide，etal.AHierarchicalCon－ceptofEcosystems［M］.PrincetonUniversityPress，Princeton，NJ.1986：153.

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中图分类号：Q958.116 文献标识码：A 文章编号：

一．引言。

水资源是保障人类正常生存的必要条件。近几年来，随着经济的快速增长，部分地区忽视了对资源环境的破坏，导致地表生态环境受到污染，地下水资源受到破坏和污染。在北京地区，地下水中NO3的含量为314mg/L,人类如果长期饮用含有高浓度的硝酸盐氮地下水，容易导致缺氧而患上高铁红蛋白症，严重情况下会导致癌症和死亡。因此，做好水环境污染的修复工作，控制地下水环境的污染已成为我国环境处理的主要问题。

二．我国水污染现状。

1.水资源的污染：人口数量的几何增长、现代工业废水的乱排乱放、城市垃圾、农村农药喷洒等等，造成本来已是极少的淡水资源加剧短缺，无法为人所用。据统计，目前水中污染物已达2千多种（2221）主要为有机化学物、碳化物、金属物，其中自来水里有765种（190种对人体有害，20种致癌，23种疑癌，18种促癌，56种致突变：肿瘤）。在我国，只有不到11%的人饮用符合我国卫生标准的水，而高达65%的人饮用浑浊、苦碱、含氟、含砷、工业污染、传染病的水。2亿人饮用自来水，7000万人饮用高氟水，3000万人饮用高硝酸盐水，5000万人饮用高氟化物水，1.1亿人饮用高硬度水。（图：我国废水和主要污染物排放量年变化）

2.水污染的严重性：污染水的70%——80%直接排放，我国污水的处理能力只占20%左右。全国每年排污量约300亿吨。全国各大城市地下水不同程度受到污染。全国78条主要河流有54条遭污染.我国七大水系:长江，珠江，松花江，黄河，淮河，海河，辽河。七大水系中有一半河段受到污染，86%城市河段污染超标，比较严重的有：黄河，淮河，辽河，太湖，巢湖，滇池等河流湖泊。

我国地表水污染情况如图所示：

3.水中的有害物质：有机物：三氯甲烷、四氯化碳、农药、氨氮等；重金属：铅、汞、锰、镉等；微生物：细菌、致病菌。

三.生态修复技术。

1.污染物类型。

按污染物性质划分为物理性污染、化学性污染生物类污染三类。

物理：悬浮物质污染、热污染和放射性污染等。

化学：无机污染物、无机有毒物质、有机有毒

物质、需氧污染物质、植物营养物质和

油类污染物质。

生物：由病原微生物、病毒、寄生虫等引起大

的水体污染。

2.修复技术。

2.1物理修复技术。

物理修复是经过简单预处理的污水，在湿地系统中通过物理沉淀、过滤、吸附作用进一步除去可沉淀的固体、胶体、BOD5、氮、磷、重金属、细菌、病毒及难以溶解的有机物质。如疏挖底泥、机械除藻、引水充於等。物理方法操作简单，造价低，但往往治标不治本。引水冲污／换水稀释。科学有效地增加流域水资源量，加快水体有序流动，利用水体的自净能力，降低水体污染程度，提高水环境承载能力，使有限水资源发挥最大效益。直接作用是加快水体交换，缩短污染物滞留时间，减少原来河段的污染物总量，从而降低污染物浓度指标，使水体水质得到改善。污染物只是转移而非降解，会对流域的下游造成污染。曝气一般用于河道。在适当位置向河水中进行人工充氧，加速水体复氧过程，使整个河道的自净过程始终处于好氧状态，提高水体中好氧微生物活力，使水体污染物质得以净化，从而改善河流水质、改善或恢复河道的生态环境。人工、机械除藻是收获水体中的藻类，可在短时间内快速有效的去除藻类及藻华。在某些特定环境，利用自然动力收货藻类可有效的减轻富营养化的危害。

2.2化学修复技术。

化学沉淀法是通过向水体投加铁盐或铝盐，通过吸附或絮凝作用与水体中的无机磷酸盐产生化学沉淀，降低水体磷的浓度，控制水体的富营养化。同时，铝盐能够形成氢氧化铝沉淀，在沉积物表层形成“薄层”，可阻止沉积磷的释放。

利用化学药品( 如硫酸铜、二氧化氯、臭氧等) 来控制藻类是一种快速有效的传统除藻方法。但是化学除藻只能作为一种应急措施, 并不能将氮、磷营养

盐移出水体, 也不能从根本上解决水体的富营养化问题。而且不可长期使用, 否则会造成化学药品的生物富集和生物放大, 从而对整个生态系统产生负面

影响, 同时死亡藻类也会引起二次污染。水中的内源性磷对水体富营养化具有很重要的作用。磷的凝聚和沉淀可以延缓内源性磷从底泥中的释放, 使其不能成为藻类的营养物质。常用药剂有CaCO3、Al2(SO4)3、明矾等。沉淀技术发挥作用较快, 但一般只作为临时措施使用。同时底泥中的磷释放, 除与其存在形态有关外, 还与许多环境因素有关; 研究表明, 升高温度、厌氧状态、酸性或碱性条件能促进底泥磷的释放。

3.生物修复技术。

生物修复技术又称生物改良，其狭义定义为：是生物特别是微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程。生物操纵法是利用生物操纵调整营养结构，促进水质恢复。另外，可通过水环境的生境调控和植被的人工重建促进水生植被的自然恢复，逐步恢复受损水体的生态系统的结构，包括生产者（主要是水生植物）、消费者（鱼类）、分解者（细菌）等，在生产者、消费者、分解者之间建立有效的食物链，促进系统的物质恢复，恢复水体的功能，达到水体生态系统恢复的目的。

4.其他措施。

加大工业点源达标治理，巩固达标治理成果，防止反弹。对氮、磷排放大户，达标排放应提出脱氯、除磷要求；对中小型乡镇企业同样严格达标治理。结合产业结构凋整和清洁生产，严格控制新污染源，不再审批新污染项目。调整工业和行业结构，实施“绿色化工程规划”，全面推进工业清洁生产，引导工业向轻污染、无污染、低能耗方向发展，同时采用高新技术改造传统产业。在促进城乡经济结构优化升级的同时，尽量减少高消耗和高污染的生产落后工艺向农村转移所带来的污染。加快非点源，特别是农业面源(农业、畜禽养殖和水产养殖)生态治理工程以及科技成果转化。要控制水土、有机质流失和农田污染，大力推广有机农业和生态农业，推进科学化使用化肥和农药，降低化肥和农药的使用量，采取措施防治农村环境污染。

制止污水排人河流、湖泊，是治理点源污染的根本途径，因此必须因地制宜地加快兴建各种规模的污水处理厂，尤其是要加大生活污水的处理。污水基础设施建设和运行是一项只有社会效益，没有经济效益的工程，单靠政府拨款显然是不够的。城市地区通过行政、经济和法律等手段，实施企业化经营，诸如通过提高自来水价格、向排污单位收取费用等方式，解决运行费用问题。农村地区可根据村落密度科学布局污水处理厂。新建工业企业要集中布局，以规模化生产、规模化处理为好，要把污染源解决在当地。对污水处理厂排放的劣V类水仍需加以生物或工程处理，以防二次污染。

四．结束语

水污染修复处理已迫在眉睫，在做好水污染修复的同时，也要做好对水环境污染的预防，通过事先防止的方式，来降低水资源污染，实现长期效益，保障人类生存资源。

参考文献：

[1] 朱宛华 水环境污染的修复技术 [期刊论文] 《地学前缘》 ISTIC PKU 2001年1期

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中图分类号X3文献标识码A文章编号 1674-6708(2010)18-0096-02

1 人为干扰对矿区生态系统的影响

1.1 人为干扰的概念

人为干扰是区别于自然干扰的另一种主要干扰方式,是指由于人类生产、生活和其它社会活动形成的干扰体对自然环境和生态系统施加的各种影响。人为干扰无论从伤害强度、作用范围、持续时间还是发生频率、潜在危害、诱发性等方面,都常常高于自然干扰。

1.2 人为干扰的方式

对于中国矿区环境生态系统,人为干扰的主要方式是污染。主要包括:水资源的破坏和污染、废气污染、固体废物污染、噪声污染等污染。

煤矿开采矿区废水的排放使许多水域被污染,水质下降甚至丧失饮用水的价值,洗煤污水的污染程度较矿井水为重;煤矸石在露天堆放过程中,经雨水淋溶后部分物质形成地表径流进入土壤、地表水体或地下水体时,造成土壤、地表水或地下水的污染;煤矿开采过程中噪声污染主要是由于各种机械设备工作时所产生的,不仅直接影响的身体健康,还会影响周围居民的工作、生活和学习。

2 矿区受损生态系统的特征

根据目前的研究成果,矿区受损生态系统的主要特征可以概括为:

1)生态系统受损伤的各种变化都始于结构的改变

矿区水土资源受到污染破坏、物种资源急剧衰减、矿区植被面积下降、植物光和作用的转换效率低,能量流动效率降低、物质循环受阻等,修复矿区生态需要借助于生态系统的外部力量才能促进矿区生态功能的转变,矿区生态治理和维持成本加大。

2)生态系统过程受阻和功能衰退是受损生态系统的主要特征

矿区产业结构的演变通过对生态系统的破坏力和生态修复能力而影响矿区生态系统功能的发挥。开发初期,矿区生态恶化程度较低,生态系统维持成本较低,矿区生态自我修复的能力较强,对矿区生态长期影响较小;矿区形成期,矿区污染和生态环境破坏力加大,矿区生态的自我修复能力急剧下降,治理成本上升,但是矿区生态治理在可以接受的范围之内,需要加大矿区治理的力度或实行清洁化生产,以消除开采过程生态系统的破坏力。如果失去矿山生态治理的时期,矿区进入衰退期,整个矿区的恶化程度急剧上升,矿区生态修复的周期长、成本高、修复能力脆弱,对矿区持续发展的长期影响大,严重阻碍矿区社会的持续发展能力。

3)关键组分和过程的状态决定着生态系统的回复进程

一个具有自我维持能力的生态系统才是真正健康的生命系统,生态系统的关键物种(如建群种、优势种、关键的传粉动物、顶级食肉动物等)和关键生态过程,在受损伤的的生态系统中还是否存在,对于受损伤的生态系统的恢复进程至关重要。在矿区生态修复的过程中,要注重生物种类、数量、生物量的增加,更要注重物种间的竞争和协同关系,才能更充分地利用系统自身的潜能,促进矿区生态系统的恢复进程。

3 探索人为干扰下的生态演替规律

矿区生态系统是人类生态系统经过漫长的发展时期才产生的,在人为干扰下矿区生态系统先后存在3种不同的类型:

1)原始型矿区生态系统

人类社会早期矿区生态系统,社会生产力水平低,矿业开发利用程度很低,对自然生态系统的压力不大,生态与矿业开发的矛盾没有显现。

2)掠夺型矿区生态系统

19 世纪开始社会生产力有了飞速提高,对矿产的需求量不断扩大。人们仅仅为了追求经济发展而进行掠夺式的开发,环境污染严重,矿区环境生态系统严重破坏。

3)协调型矿区生态系统

这种矿区生态系统类型以生态与经济协调和可持续发展的理论作指导,必将成为普通存在的先进矿区生态系统类型。矿产资源的综合利用率高, 矿区灾害很少发生, 矿区生态系统处于健康状态。

4矿区生态系统修复和重建技术

矿区生态修复的综合技术主要包括监测、预测及风险评估技术,管理技术,规划设计 技术,工程修复技术,化学与生物修复技术。

4.1 监测、预测及风险评估技术

主要是对矿区生态环境损害进行动态监测与预测,揭示损害的程度、范围、机理和规律及风险,为矿区生态环境治理技术的选择和有关法规与技术标准的制定提供依据。

4.2 管理技术

主要是对受损矿山生态环境进行科学的管理、宏观过程管理以及矿山整个生命周期的环境修复管理。

4.3 规划设计技术

矿区生态环境规划设计技术包括传统规划法和计算机辅助规划法。在详尽调查、监测的基础上,运用先进的规划技术和手段对矿区生态进行详细的规划。

4.4 工程修复技术

包括回复生态系统的各种工程措施。应根据不同的破坏特征、不同的自然条件采取不同的技术措施,主要包括生态破坏的工程修复技术和环境污染的工程(物理)修复技术。

4.5 化学与生物修复技术

指提高和改善重建系统生产力和环境安全的各种化学和生物措施,其中生物工程(含植物修复)、生态工程、化学修复和土壤改良技术等是十分重要的。

4.6 采煤沉陷区生态修复技术

采煤沉陷是我国两大面广的矿区生态问题,其主要的修复技术主要包括疏排法、挖深垫浅法、充填复垦法、直接利用法、修整法、生态工程复垦法等方法。将土地复垦技术和生态工程技术结合起来,综合运用生物学、生态学、经济学、环境科学、农业科学、系统工程学的理论,运用生态系统的物种共生和物质循环再生等原理,结合系统工程方法对破坏土地所涉及的多层次利用的工艺技术。

5 结论

本文主要阐述了在人为干扰下生态系统的变化,特别是对中国矿区生态系统的研究,提出矿区生态修复和重建技术,在开发矿产能源的同时,走经济与生态环境的可持续发展之路。

参考文献

[1] 孙庆先,胡振琪主编.中国矿业的环境影响及可持续发展[J].中国矿业,2003,12 (7):23-26.

[2] 秦万德主编.煤炭工业发展中的环境问题和对策[D].中国煤炭学会,1992年年会论文集,郑州,1992-12-18.