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

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在人与自然和谐相处,人口、资源和环境协调发展战略思指导下,水利部提出了“加强封育保护,充分发挥生态自我修能力,加快水土流失防治步伐”的水土流失防治新思路。全水土保持生态修复试点启动后,各地因地制宜,采取措施,加配套,积极开展封山禁牧、轮封轮牧,努力探索和总结生态修的技术和经验。生态修复已为水土保持工作者所熟知,但其学涵义及有关问题尚待明确和研究。现对生态修复的若干关概念、理论及有关问题作一讨论,以期达到抛砖引玉之目的。

1生态修复相关的重要概念和理论

1.1环境与生态

广义上讲,环境是人以外的一切事物的总和,如现代人居环境即为广义的环境概念;狭义上讲,环境是影响有机体生长、发展和生存的外界物理条件的总和。生态系统简称生态,是有生命的主体(包括人类)与无生命的客体的总和。研究有机生命体与无机环境关系的科学称为生态学,研究生命体以外的无机环境的科学称为环境学。生态修复的研究与实践离不开环境学和生态学,而后者尤为重要。

1.2生态环境与环境生态

生态包括环境,“生态环境”的说法是不科学和难以理解的,可以牵强地理解为与生命体最密切相关的环境。我国所谓的生态环境实际就是生态,准确地讲“生态环境建设”应为“生态建设”[1]。生态修复是对生态系统的修复,故不能称为生态环境修复。

环境虽然是无机的,但完全从无机角度理解环境是不完整的。特别是自然环境,本身是生物体或生物群体周围的整体状况,只有应用生态学原理研究、认识和理解环境,才能更有效地解决环境问题,这就是环境生态学。环境生态作为概念不易理解,但环境生态学无疑是科学的,他对生态修复理论和技术的形成起到了直接的推动作用。

1.3干扰与生态演替

自然界发生的大大小小的事件,如火灾、水灾、泥石流、虫害、大风、人类活动等,改变着生态系统的结构与功能,这些事件称之为干扰。干扰可分自然干扰和人为干扰。干扰促使某一相对稳定的生态系统发生变化,旧的环境和物种破坏了,新的环境和物种又会产生,并在一定时间内维持其相对稳定。在没有严重干扰的情况下,自然生态系统会定向地、有秩序地由一个阶段发展到另一个阶段,这称为生态内因演替。演替的结果,最终会出现一个相当稳定的生态系统状态,这称为顶极稳定状态。每一演替阶段有其特定生物群落特征,顶极稳定状态的群落称为顶极群落。干扰常使生态系统受损并改变,称为外因演替。生态系统正常演替总是从低级向高级发展,而干扰使演替进程发生变化,严重时,如人类大规模活动,则使生态系统向相反方向演替,这称为逆序演替。生态修复就是使扰生态系统的逆序演替转向正常演替[2]。

1.4生态稳态与生态阈值

生态系统不是绝对平衡的,而是永恒地发生着演替,旧的平衡打破了,新的平衡就会产生,当演替到顶极状态时,在很长时间内将处于相对稳定状态,即稳态。生态系统动态平衡中的稳定状态,称为生态稳态。稳态生态有相当强的自我调控能力,在干扰作用下虽不断地振荡和变化,但只是量变;当干扰严重并超过其调控能力时,系统将发生质变、崩溃,而走向逆序演替,甚至不可逆演替。稳态生态抵抗干扰的自我调节能力的限度称为生态阈值[2]。只有研究生态稳态和生态阈值,才能确定修复生态系统的类型、区域、难易程度、时间周期,并确定合理的修复指标。

1.5人与自然共生理论

人与自然共生和和谐相处,是人类对“自然改造论”深刻反思后产生的新认识。人是自然生态系统的组成部分,不是其对立面,脱离生态规律的自然改造,损害了自然生态系统,必然损害人自身。人与生物、生物与生物之间存在着互利互惠的共生现象。任何形式的自然改造必须建立在人与自然共生的基础之上。F.Vester基于共生现象的研究,总结了人类系统与生物系统之间生物控制的8条规律。据此研究,生态学家提出了以最小能量输入和最小物质消耗以保证生态系统自我调节和恢复能力的生态设计原则。这也是生态修复规划设计的指导思想。

2国外的环境生态修复与生态恢复

修复的本意是对错误和缺陷进行纠正的作用或过程,修复最早从污染环境治理角度被定义为:借助外界作用力使某个受损的特定对象部分或全部恢复到原初状态的过程。环境生态修复起源于环境修复,生态恢复又受环境生态修复的影响。

2.1环境修复与环境生物修复

环境修复是对被污染的环境采取措施使污染物浓度降低到未污染前的状态。早期的环境修复主要采用工程技术手段,以后采用物理和化学手段。1972年美国尝试采用微生物生命代谢活动降解管线泄漏造成的汽油污染,1989年对ExxonVal-dez油轮泄油造成污染的阿拉斯加海海面进行修复(阿拉斯加研究计划),从而出现了环境微生物修复技术,后来出现了环境植物修复技术,最终形成了环境生物修复技术。环境生物修复被定义为利用生物生命代谢活动降解被污染环境的污染物,并使之无毒化和无害化。

2.2环境生态修复

20世纪60年代,美国生态学家H.T.Odum提出生态工程概念,受此启发,欧洲一些国家尝试应用研究,并形成所谓“生态工程工艺技术”,实际属于清洁生产的范畴。随着生态学与环境生态学的发展,90年代美、德等国家提出通过生态系统自组织和自调节能力来修复污染环境的概念,并通过选择特殊植物和微生物,人工辅助建造生态系统来降解污染物,这一技术被称为环境生态修复技术。由于生态系统的复杂性,该技术至今还不成熟,国外的环境生态修复也只是对轻度污染陆地的环境修复,最典型的事例就是通过湿地自调节能力防治污染。这与我国的生态自我修复有很大差别。

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中图分类号： P618 文献标识码： A 文章编号：

一．前言

煤炭资源的大规模开采和利用对我国的经济发展起到巨大的推动作用，但采煤沉陷也给人类的生存环境产生一系列的消极影响，采煤沉陷区的生态恢复与治理直接关系到矿区的经济、社会和生态环境的可持续发展，是我国矿区所面临的一个亟待解决的难题。国家中长期科学和技术发展规划纲要和“十二五”规划均将矿区生态保护及恢复技术的开发作为工作重点，提出发展绿色矿业，推进矿山地质环境恢复治理和矿区土地复垦工作。因此，对采煤沉陷区进行综合治理，恢复矿区生态环境将成为近些年我国矿山工作者的主要研究课题之一。

二．煤炭资源开采及沉陷现状以及采煤沉陷区治理技术现状

1．煤炭资源开采现状

煤炭是我国的主要能源，自1988年以来，我国煤炭的产量在世界上一直居首位，占世界总产量的30％左右。中国原煤产量自2000年降至0.999Gt的低谷后，随着经济的快速增长而加速增长，2002年原煤产量为1.415Gt，2005年突破2.0Gt为2. 113Gt，至2009年我国原煤产量破3. 0Gt。2002～2010年全国煤炭产量见图1。

图一 我国煤炭产量变化

2．采煤沉陷区治理技现状分析

（一）农业复垦技术现状分析

采煤沉陷使大面积耕地受到损害，生产力降低甚至无法耕种，保护和恢复耕地是栗煤沉陷区治理的主要任务和目标，我国经过几十年的积极探索逐步发展了疏排法、就地取土法、挖深垫浅法和固体废物充填法等农业复垦技术。在我国淮南、淮北、徐州、充州等矿区对采煤沉陷区进行综合治理，本着因地制宜、综合治理、综合利用的原则，坚持“宜农则农、宜林则林、宜建则建、宜水则水”，开发了集种植业、渔业、家禽养殖业为一体的综合治理模式。将煤矸石、粉煤灰等矿业固体废物作为充填材料进行充填复垦，释放了大量的压占土地，改善了矿区生态环境，破解了采煤沉陷区失地群众的居住、就业、后续发展等系列难题，实现了矿区经济、生态和社会的可持续发展。

（二）建筑复垦技术现状分析

城镇化建设是我国“十一五”和“十二五”的主要发展目标，随着我国城镇化进程的加快，理想的工程建设用地日趋紧张，综合应用采空区探测技术、采动区地基稳定性评价技术、采空区处理技术及建(构)筑物抗变形等技术，将沉陷区开发为建设用地是缓解我国城镇建设用地“瓶颈”的有效途径。在不断的应用和实践过程中，我国采煤沉陷区建筑复垦技术不断地得到发展和完善。如开滦矿区在开采50年以上的老采空区地面建设了大型工业厂房、在开采30年左右的老采空区地面建设了2～3层楼房、酒店、会议中心等建筑物；焦作市工业聚集区在采煤塌陷区上进行工业园区建设，建设抗采动变形的框架结构工业厂房14栋，总建筑面积19 37hm2，居民住宅楼34栋，总面积95hm2，建筑采取了基础圈梁、变形缝等挽变形技术措施．所有建筑自投人使用以来一直安全使用。

（三）景观生态复垦技术现状分析

将景观生态学、恢复生态学等理论引进到采煤沉陷区治理中，这一复垦模式改变了过去以恢复采矿受损土地为重点的土地复垦理念，土地复垦更加关注矿区的景观生态协调和社会的可持续发展，安徽淮南、河北开滦等矿区将景观生态复垦技术应用于采煤沉陷区的治理工程，取得了良好的效果。唐山市在开滦矿区开采百年的沉陷区范围内，建设了集生态保护、休闲娱乐、旅游度假、文化会展、住宅建设、商业购物、高新技术产业为一体的新城区——南湖生态城，城市中央生态公园面积达28km2，其中有11．5km2的湖面面积，18km2的城市森林，引入各类昆虫、鸟类等动物，形成了良好的生态系统，在全国树立了采煤沉陷区治理的典范。

（四）充填开采技术现状分析

在煤炭资源开发的同时减少生态环境的破坏，实现绿色开采是时展的必然需求，充填开采已成为煤矿绿色开采技术的重要组成部分，煤矿充填开采经历了由水砂充填、低浓度胶结充填、高浓度胶结充填和膏体泵送充填阶段，目前充填开采有超高水材料充填、膏体充填、固体物充填3种。现阶段充填开采将煤矸石、粉煤灰、劣质土等固体废物作为充填材料，通过泵压或重力作用，经过管道输送到回采工作面，形成以充填体为主的上覆岩层支撑体系，有效控制地表沉陷在建筑物允许值范围内，实现村庄不搬迁，矸石零排放，安全开采“三下”压煤，保护矿区生态环境。充填开采具有充填材料来源广泛、成本低廉、制浆与输送工艺简便、充填体强度高等显著优势，目前已在我国河北邢台、山东兖州、黑龙江双鸭山、七台河等矿区试验应用，取得了较好的效果。

三．煤沉陷区治理技术的发展趋势分析

1．据不完全统计，我国国有骨干大中型矿井“三下”压煤量达到14Gt以上，其中建筑物下压煤占整个“三下”压煤量的60％以上，水体下压煤占28％左右，铁路下压煤占12％左右，然而，到目前为止，我国仅从“三下”采出的煤炭约有1Gt，只占整个“三下”压煤量的7％左右，这些压煤量严重制约着矿区的生产和可持续发展。随着资源可采储量的减少及对煤炭资源采出率要求的提高，如何实现绿色开采成为近些年煤炭企业急需解决的技术难题，充填开采技术已取得了一定阶段性成果，近些年来将会不断完善并逐步推广应用。

2．合理规划开采布局是减轻甚至是避免开采沉陷损害的必要手段和措施，要充分利用变形规律和地面规划要求有机结合，做到有的放矢，避免开采和治理的脱节。

3．伴随着煤炭资源的大规模开采，我国中东部煤炭资源将逐步枯竭矿井相继关闭，我国煤矿的关闭开始于上个世纪末，自2000年我国集中关闭40个国有煤矿后，到目前为止，已经先后关闭了约300个国有大煤矿。关闭矿井综合生态问题越来越凸现出来，其特点是修复的综合性和复杂性，进行集关闭煤矿的塌陷地植被、水环境、工业垃圾堆积为一体的综合生态修复再造，是资源枯竭型矿区社会实现可持续发展的迫切需要。

4．随着资源逐步减少，开采难度加大，我国能源重心西移趋势越来越明显，晋陕蒙宁甘等5省区煤炭资源储量占全国总储量的68％，2010年晋陕蒙3省煤炭产量占全国煤炭产量的50％以上，并有逐年增加趋势。西部地区由于独特的干旱气候和地理环境，生态环境极为脆弱，环境容量低下，敏感性强而稳定性差，抵御外界干扰能力弱和自然恢复功能差。因此，西部生态脆弱矿区采煤沉陷区治理及生态环境保护的任务艰巨。

四．结束语

煤沉陷区治理技术对于我国环境生态的保护具有重要的作用，同时这也能更好的促进我国采煤业的发展，促进可持续发展。

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[中图分类号] X171.4 [文献标识码] A

我国是世界上煤炭产量最大的国家，煤炭作为我国的主要能源，约占一次能源构成的74%，为我国国民经济的高速发展提供了重要支撑。但近年来由于矿产煤炭资源开采等高强度干扰的负效应导致环境质量明显下降，由于直接挖损、采掘引起地表沉陷和煤矸石堆积等原因，破坏和占用大量的土地，使本已十分脆弱的自然生态系统不断退化，矿区退化生态系统稳定性差、自我调控能力低，产生诸如耕地数量急剧下降、农作物减产、生态环境恶化等形式的退化，表现出极端的脆弱性，甚至已威胁到矿区生态安全，同时也给人体健康带来直接或间接的负面影响（胡振琪，2009，2010）。因此，基于以往研究提出矿区土地生态整治关键技术，将为矿区土地生态整治提供科学依据。

1 矿区土地生态整治研究进展

发达国家对矿区生态修复与调控技术研究非常重视。美国平均每年采矿占用土地4 500 hm2，其中47%已得到整治，1970年以来其生态治理率也达到70%左右；英国的土地生态恢复率达到87.6%；德国生态治理率达53.5%；澳大利亚矿区生态恢复与土地生态整治被认为是世界上先进的。我国矿区土地复垦与生态整治工作起步较晚，直到1989年《土地复垦规定》的生效实施，土地复垦才被真正得到重视。目前，我国的土地复垦与生态恢复工作发展迅速，已复垦土地34万hm2，复垦率已达12%。近年来，我国土地复垦与生态重建研究在土地破坏机理、复垦土壤生产力模型、土地复垦界面演替、残余变形预测、矿山区域土地与生态价值评价等以及非充填复垦和充填复垦技术方面取得了较大进展（胡振琪，1997，2001，2009，2010；白中科，1997，2004；卞正富，1998，1999，2000）。土地复垦与生态恢复研究内容更加注重生态与环境问题和生态持续能力的恢复，矿区土地生态整治将得到深入研究和推广；农林科学、生态学和环境科学等领域的研究成果也不断被引入土地生态整治中，使复垦土地重构、重新植被、土壤改良、侵蚀控制等技术更加科学高效（胡振琪，1997，2001，2009，2010；白中科，1997，2004；卞正富，1998，1999，2000；秦文展，2010）。

矿区土地退化是当今土地与生态环境科学领域研究的重要内容。国内外相关研究主要集中在研究退化土壤的定向培育技术，人工土壤构造技术，复垦土壤的侵蚀控制，污染土地适宜的覆土厚度，污染土壤生物修复技术等方面（胡振琪，2001，2009，2010；白中科，1997，2004；卞正富，1998，1999，2000）。目前，国内外矿区土地生态整治工作主要集中在工程处理、受损土壤物理处理和化学处理、生物处理以及矿区景观研究、主要污染治理和生态恢复技术包括开采沉陷预防及控制技术、煤矿塌陷区地表恢复及复垦技术、煤矸石山植被覆绿及景观重建技术、水资源综合利用技术、矿区环境综合治理技术及其应用等（胡振琪，1997，2001，2009，2010；白中科，1997，2004；卞正富，1998，1999，2000；李树志，2000）。

2 矿区土地生态整治关键技术

2.1 矿区植被恢复技术

植被作为矿区生态系统的重要组成部分，在很大程度上决定着矿区土地退化的进程和逆转，是矿区生态系统演化的主要指征之一，因此，生态系统退化阻控与恢复的核心问题最终归结到退化生态系统植被生态保育上。筛选适应矿区生态环境的适生植物是合理重建矿区植被的重要前提。一般地，所选植物应具有较强的适生性、固氮潜力、成活率和发达的根系。植被栽植应注重工程设计，更应重视植被保护及管理。

2.2 人工土壤重构技术

土壤重构是在重塑地貌的地表再造一层人工的土体，以便于种植。复垦土地往往缺少熟化的表土或土壤贫瘠，一些人造表土可作为自然表土的改良剂或直接作为表土使用（胡振琪，2005）。

2.3 沉陷地貌重塑技术

沉陷地貌是由于采矿运走了埋藏于地层内部的矿体和部分围岩，或者采矿的同时将地下水疏干，原来的力学平衡被打破，上部岩石发生弯曲变形，重新形成新的应力张力平衡，使地面下凹而形成的再塑地貌。与挖损地貌不同的是，沉陷地其地表物质组成不变，只是地面下沉呈坑状、凹型盆地，同时在四周出现裂隙。针对不同的沉陷地貌，可以采用煤矸石填充法复垦，作为农田进行再种植，或者作为迁村用地或路基。地貌重塑是土地复垦与生态重建的基础工程（汤惠君，2004）。具体的工程技术常见的有梯田法复垦技术、疏排法复垦技术、挖深垫浅法复垦技术、泥浆泵充填复垦技术、利用粉煤灰（矸石、塘泥）造地复田技术等。

2.4 生物修复技术

矿区生态恢复主要的生物技术措施包括植物修复和微生物修复。植物修复主要是利用超富集植物对重金属的吸收作用把重金属由地下转移到地上部分，收割地上部以降低土壤中重金属含量。另外，利用重金属耐受型植物稳定修复也是较好的途径。豆科植物是理想的先锋植物，可加速脆弱矿区生态演替（黄铭洪和骆永明，2003）。

微生物修复是指利用微生物的代谢活动降低土壤中有毒有害物的浓度或使其无害化，从而使污染土壤环境尽可能恢复到原始状态的过程（黄铭洪和骆永明，2003）。近年来，关于丛枝菌根（AM）真菌在矿区土地生态整治中的应用研究越来越深入。是自然界中普遍存在的一种土壤微生物，90%以上的陆生有花植物都能与它形成共生体系。丛枝菌根能够促进植物吸收利用矿质养分和水分，提高作物抗逆性和抗病性，改良土壤结构，增强土壤肥力，提高苗木移栽成活率，促进植被恢复，丛枝菌根的这些生理生态特性使得菌根技术具有克服矿区生态重建中氮、磷及有机质含量极低、土壤结构不良、持水保肥能力差、极端值、干旱或盐分过高引起的生理干旱等潜力。在受损的生态系统中人为地引入AM真菌接种剂，能够加速被破坏生境中植被的恢复。在长期世代演替的自然生态系统中，AM真菌是其结构发生变化的一个重要调节因子，已被认为是矿区、退化草场等生境植被恢复的“生物调节剂”。迄今为止，已有很多关于应用菌根生物技术恢复退化生态系统的成功范例。澳大利亚在矿区土地复垦中广泛地使用了菌根生物技术。在煤矸石山和矿区塌陷地栽培植物时接种AM真菌，不但提高了植物的成活率，而且提高植被盖度，增加了物种丰富度，对植物生长具有明显的促进作用，对土壤具有一定的改良效应，提高了生态系统的稳定性（毕银丽等，2007，2008，2010；杜善周等，2008）。大量的试验已经证明在被扰动生境的恢复过程中，外来菌种的引入和土著菌种的培育可以增加植物的产量，也可以促进原生植被恢复。

2.5 化学改良技术

多数矿区退化土壤缺乏有机质和矿质营养元素。整治土地未来利用方向为农林业的，其首要前提是培肥土壤。有机废弃物可作为土壤添加剂，同时可通过螯合作用降低其毒性。包括化肥等无机添加剂也可有效改善土壤肥力特性，大部分矿区废弃地缺乏N、P等营养物质，一般添加肥料或利用豆科植物的固氮能力来提高土壤肥力（黄铭洪和骆永明，2003）。

2.6 景观恢复技术

采矿迹地是剧烈人为干扰下的一种特殊景观类型，是人类为获得矿产资源而对土地进行剧烈改造的区域。基于景观生态规划与设计的生态重建就是使采矿废弃地具有具体利用方式和一定水平的生产力，维持相对稳定的生态平衡，与周围景观特征相协调，最终达到生态整体性目标。矿区废弃地有多种类型，不同类型具有不同的生态重建途径。矿区废弃地隶属各种尺度的景观类型，基于景观生态学原理设计科学的景观格局和适合的生境条件，即依靠景观生态规划与设计实现生态重建目标（龙花楼，1997；陈秋计，2006；谢宏全，2007）。通过土地整治和生态建设提高自然和半自然生境的面积，增加土地利用的多样性和景观要素的镶嵌性，以提高农田的生物多样性保护和景观娱乐休闲功能。

农田景观恢复施工技术。矿区开采沉陷量不大或开采下沉后土地坡度变化较小的非积水塌陷区。采用直接平整利用或自然恢复利用的方式：积水较少区利用煤矸石、粉煤灰等固体废弃物进行充填复垦；积水较深区域，采用挖深垫浅法，建立塘基式农田；未稳定沉陷区采用预复垦。

另外，对于位于沉陷区的村落，可采用村落恢复技术，在新农村建设中注意保护、规划村落，发展中心村，节约用地，维护乡村特色。矿山尤其是露天矿采矿时常常会破坏山体，可采用山体恢复技术对山脊生态廊道进行修复，保持山脊线的自然连续性，并尽可能留出更宽的视线通廊。

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在人类社会发展进程中，无论是发达国家还是发展中国家，往往都经历了这样的历程。既先以破坏生态环境为代价来发展经济，然后又在受环境破坏的惩罚后逐渐认识和重视生态环境保护的历程。农业生态领域也不例外，土地长期耕作造成了比较严重的农业生态问题，工业“三废”排放量不断增加，化肥、农药、农膜的大量使用，导致农业生态环境恶化，搞好农业生态环境建设是我们面临的重要课题。

一、农业生态环境存在的主要问题与危害

常德市武陵区农业生态环境的现状，其中包括水资源、森林草地，耕地水土资源，农用塑料薄膜、化肥、农药、农业废弃物等方面的污染。综合而言，武陵区当前主要的生态环境问题表现在：

（一）水土大量流失。由于毁林、毁草、开荒、滥伐等原因，造成水土大量流失。全区耕地水土流失面积约9.64平方公里，占耕地总面积的34.4％。水土流失破坏了全区的农业生态系统，导致土壤中氮、磷、钾等养分大量损失，严重影响了本区的农业生产，同时，水土流失使沅江河床抬高，导致水患频繁。

（二）农村淡水生态问题突出。全区农村淡水生态问题突出，呈迅速恶化趋势。例如：地表水体富营养化，地下水质逐渐恶化等。据统计，全区有70％的河流受到不同程度的污染，我国农村50％的饮用水受到有机污染，而且由于农药等化学物质的广泛使用，致使许多地方的地下水不适于饮用，严重影响了人民群众的身心健康和农村经济的健康发展。

（三）农田土壤重金属污染加速。改革开放以来，常德市农村中小企业的发展在很大程度上是以耗能高、污染重的行业或企业有城市向农村转移，未经处理的工业与生活用水经污灌或任意排放进入土壤后，大量的重金属元素可在土壤中富集，从而进入食物链，直接影响农作物的品质和产量，对人体健康造成影响。

二、生态修复及理论基础

（一）生态修复的涵义

生态修复是一个宏观的概念，它是应用生态系统自组织和自调节能力对生态本身进行修复。为了加速已被破坏生态系统的恢复，还可以辅以人工措施以加快生态系统恢复的步伐。生态修复是按照可持续发展的战略思想，切实遵循自然生态经济规律，充分利用当地的水、土、光、热、生物等自然资源，依靠大自然的循环再生能力和人为干涉快速恢复植被，控制水土流失，实现人与自然和谐相处。

（二）农业生态环境演变的规律是生态修复必须遵循的自然规律

生态修复的理论基础是农业生态环境发展的自然规律。自然生态环境是包括生物体与环境（气候，水，土等）自然因素组成的一个互相依存与制约、相对稳定的有自组织功能的大系统，该系统具有恢复到接近于原自然生态状况的自我修复功能。建设性的农业生态环境，应根据当地的自然条件，否则，往往事与愿违，不仅达不到目的，反而会带来新的问题。由于人们对自然规律认识的局限性与偏差，在我国农业生态建设中，就有很多这样的教训。

（三）人与自然和谐共处的理念是搞好农业生态修复的保障

人与自然和谐相处，是人类面对自然灾害深刻反思后产生的新认识。人是自然生态系统的组成部分。违背生态规律的自然改造，不仅损害了自然生态系统还会造成自然灾害。因此，任何形式的自然改造都必须建立在人与自然和谐共处的基础上。要从人口、资源、资源协调发展，人与自然和谐共处的观点出发，开展生态修复，加快水土流失综合治理的步伐，建立良好的水土保持生态系统。要在实践中不断拓展水土保持综合治理的内涵，保持社会经济可持续发展，丰富水土保持生态建设的理论。

（四）农业生态修复的实践方法

农业生态修复是依靠大自然的力量，充分发挥生态系统的自我修复能力，实现水土保持目的的措施。其技术方法概括起来主要是有“封”、“退”、“造”、“建”，“综合治理”、“结构调整、生态移民”、“突出小流域治理，以小促大”等。

“封”既是“封山禁牧，舍饲养蓄”。要真正做到“封得住、有效果、不反复”，还需要因地制宜、因时施策。“退”即是“退耕还林还草、以粮代赈”。大量事实表明，坡耕地是水土流失的主要产沙区，坡度在!)*以上的坡地必须退耕。如果措施得当，退耕后农民还可增加经济收入。“造”即是“造林”。坡度大于+)*的荒山荒坡、退耕地，以营造水土保持林、薪碳林和用材林为主，强加管护抚育，形成乔、灌、草多层次防护体系，有选择的发展经果林。通过推广节柴灶，沼气池等措施，彻底解决群众的燃料问题，可有效的保护植被。“建”即是“建设一亩高标准农田”。农民在退耕二亩坡地后，在山坡下或沟谷地建设一亩高标准基本农田。

搞好农业生态修复，必须注重水土保持的综合性。水土保持综合治理是生态修复的根本措施，是改善农业生产条件和生态系统的基础。调整结构、生态移民是生态修复的保障措施。农业和农村产业结构调整是我国农业发展过程中的一次深刻变革。要想使生态修复持续发展，就必须将生态修复与调整产业结构、调整能源结构和生态移民相结合，这样才能使广大农牧民增产增收，植被得到恢复和保护，地区经济得到发展30%。生态修复作为一项水土保持新举措，需在实践中不断摸索、不断创新，总结新经验、新方法，丰富和发展其理论与实践。

三、农业生态环境的保护对策

（一）增加农民的生态意识，提高人们对生态修复的认识水平。各地在水土保持生态修复上不断提高认识，积极探索生态修复的技术与方法。在政府的大力宣传和积极引导下，大多数农牧民逐渐接受了这一新的理念，认为生态自我修复是一项让土地休养生息的好办法，是人类实现持续发展的正确选择。大量生产生态绿色环保产品,做好“环保”品牌,让农民从保护生态环境中获得实惠,使他们主动参与到保护农村生态环境的行动中来.

（二）加强立法,建立和完善农村生态保护、污染治理的筹资机制。把农村生态环境保护和建设纳入国家法制化管理体系中,加大财政资金的专项转移支付力度,明确保护农村生态、治理农村环境污染的财政资金的转移支付方式,确保专款专用。

（三）加强农药、化肥和农用地膜控制和替代，不断改善和提高农药使用技术，合理用药，安全用药，确保农产品质量，确保施药人员安全，减轻环境的农药污染。

（四）加强畜禽粪便的综合治理,把粪便治理与提高畜牧业生产水平相结合，与发展绿色食品、安全食品相结合，与美化环境相结合，与发展环保产业相结合

（五）推动作物秸秆综合利用，重视农村能源合理开发，加强对沼气资源、太阳能资源的开发．做好秸秆气化、沼气发电等新技术的应用推广，引导农户从单一用沼气能源转向沼气综合利用的生态农业建设，积极推广多种能源生态模式，从而缓解对农业生态环境的污染。

（六）防治水污染，保护水环境，对地表水实行流域性综合治理，；重点治理污染严重的区域，进一步加大水污染治理力度。

（七）改变农业生产方式，改善农业生产环境实施生态修复过程中，各地采取了一系列配套的对策和措施，改善了农业生产条件，调整了农村经济结构，发展了乡村工业和旅游业，显著地促进了地方经济的发展。生态修复使本区农业由广种薄收、粗放经营向精耕细作、集约经营转变。

（八）增加生态保护投入，完善环境经济政策，要遵循经济建设和生态建设同步发展的方针，切实增加生态环境保护投入，开发、建设项目必须制定生态保护和建设、恢复计划。

参考文献:

[1]雷鸣.中国农村生态环境现状与可持续发展对策[J].环境科学与管理,2006,(9):132-134

[2]刘晓丹.岫岩农村生态环境现状分析及综合防治对策[J].辽宁城乡环境科技,2005,(3):37-38

[3]左长清.实施生态修复几个问题的探讨[J]水土保持研究，2002.9

[4]蒲朝勇.对水土保持生态建设中有关问题的探讨[J]中国水土保持2003.9

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中图分类号：K928.73文献标识码：A 文章编号：

一.前言

低碳经济是采取超低能耗，很低的污染量，很低的二氧化碳排放量等指标来衡量现代经济发展的一种绿色发展理念。是人类自从工业发展繁荣以来，面临着严重的能源短缺问题和高负荷的环境污染问题的背景下一次经济发展理念的重要转变，是思想领域的一次变革。

低碳经济下园林的设计的核心是采用先进的能源技术和技能减排技术，从对城市园林的设计，材质，结构等方面实现重要转变，通过对园林设计材料，园林施工工艺，设备的选择，减少使用甚至是不使用石化能源，材料的消耗，从根本上降低能耗，降低二氧化碳的排放量。相对于传统的园林设计，在低碳经济下的园林设计将会从园林整体的规划，园林施工材料，材质的的选择等一系列程序上，围绕以最少能耗，最低二氧化碳的低碳核心，最大程度的实现园林设计的生态环保功能和经济社会效益。

二.低碳园林设计的原则

1．尊重场地

尊重场地是园林设计中更好演绎区域特色的基础，要在综合考虑到整个园林区域场地的特征，经济，文化，历史等各方面的地域因素，从而在设计时候可以营造出良好的地域特色，创造出强烈的地区认同和归属园林文化，如此，在低碳经济背景下，进行园林设计时候，可以让原有的一些建筑物和花木得以保存，加强对一些乡土植被的采用，使得整个园林设计彰显出地域特色。

2．遵循自然规律，因地制宜，自然做功

在低碳经济条件下，在园林设计过程中，要在遵守大自然规律和生态平衡的基础上，使得整个园林工程工期缩短，建筑物更加稳固，长久。实施符合自然规律的巧妙设计，充分利用自然的自我修复功能，比如，在进行园林设计过程中，在建造园林水闸时，可以利用水流的方向和冲击力，将闸孔正对水流，如此，既可以保证水流能够正常从闸口流出，又可以大大减少水流对水闸地基的冲击力，有助于减少园林安全隐患，同时，有助于水闸质量的稳定，减少维修的费用。比如，可以利用水流的自然流动，通过一些细微的改动，让水流自然形成一定的瀑布，流泉等。

3．景观异质和因地制宜

景观的异质性是整个园林工程设计的重要性质，主要是强调园林设计过程中，园林景观在时空分布，变异程度，景观类型等方面的独特性和差异性，在低碳经济环境下，要据园林的不同功能，不同的风格特色而采取不同的设计方式，即使是同一种景观构成因素，也可以因为园林类型的不同，功能的不同而采取差异化设计，如此可以让园林之间存在着一定的差异性，符合景观飞异质性，如此既可以满足居民求新求异的观赏心理，又可以促进整个园林设计的创新。

4．彰显自然，生态和谐

园林景观规划设计的最重要目的之一便是要促进整个城市的生态平衡。在进行城市园林景观规划设计中，要在尊重原有自然风貌的基础上，采取科学合理的措施对各种景观进行规划，科学处理建筑，人，绿化植被之间的关系，设计施工不得破坏原有的生态系统，绿化苗木选择应按三季有花、四季常青来设计，乔、灌、花草复式栽植，设计施工中应模拟自然生态进行布置，讲究乔、灌、草的科学搭配，创造“春花、夏荫、秋实、冬青”的景观效果。保持整个绿化生态系统的平衡，促进人与自然的和谐相处。同时，也可以一定程度上加强城市生态环境的自我修复，维护区域生态的平衡。

三.低碳园林设计的方法

1．雨水储蓄利用

保持和修复自然界的水循环将成为低碳园林设计的重要目的之一。一方面，大量的雨水随着市政管网白白流失；另一方面，大量的景观用水来自于洁净的自来水。建立区域性的雨水利用设施，实现“就地滞洪蓄水”是解决城市雨水供求矛盾的有效途径之一，也解决了园林景观与植物灌溉用水问题。园林构筑物可以通过形式的巧妙构思达到增汇的目的。园林建筑采用半地下、地下或底层架空的设计，以及墙面、屋顶立体绿化，增加绿化面积或绿地面积，同时提供多种建筑设计风格，为人们提供不同的观景视角，形成独特的园林风格。地下与半地下园林建筑也使建筑在冬夏季的能源消耗减少，达到减排效果。

2． 污水净化循环

城市污水净化循环问题亦可以通过园林景观的设计，借助自然的力量予以解决。具有净化功能的人工湿地系统可以设计成污水处理地。将城市污水排人湿地系统，配合植物根系以减缓水流速度，利用多层异质土壤对悬浮物进行拦截沉降，促使杂质的沉淀和排除，并在湿地中种植具有净化功能的植物，如芦苇、千屈菜、小香蒲、花叶芦竹等，以有效地吸收过滤水中的有毒有害物质。

3． 选择建造材料

降低碳排放量的最直接方法就是通过选择碳成本低、耐久度高、后期维护少以及可以进行循环利用的材料进行园林建设。选择本地或就近材料，通过降低运输成本来减少碳排放。尽量采用木材、竹藤等“低碳”材料，少用钢材、玻璃、水泥等“高碳”材料，减少园林建设中的碳成本。

4． 植物增汇措施

增加碳汇措施包括2个方面：①增加绿地容积率(绿量／单位面积)。绿量是指所有生长植物中茎叶所占据的空间体积，是单位面积上绿色植物的总量。具体措施是提高绿地面积、建设屋顶花园、发展立体绿化，如种植绿墙、藤架种植、悬挂种植等。②注重不同植物的固碳能力，通过合理配植提高绿地容量，创造多样性的景观，提高植物群落的整体固碳能力，营建低碳园林。据试验，不同类型单位土地面积上固碳释氧能力表现为：常绿灌木>落叶乔木>常绿乔木>落叶灌木；速生树种高于慢生树种；低龄树高于老龄树。

四.结束语

在低碳经济条件下，对城市园林进行科学规划设计，是促进我国城市化建设朝着规划化方向发展的重要动力，是提高居住城市居民生活水平，改善生活环境，提高生活质量，提升生活品位的客观要求，也是促进我国生态文明建设，节能减排，降低能耗，减少生态环境破坏，维护生态平衡，实现可持续发展战略的重要举措。在低碳经济条件下，加强对园林景观的科学规划设计，从整体出发，重视细节，因地制宜，本着生态和谐，自然归真的原则，由点到线，由线到面，由平面到立体等多视角设计，实现既追求设计规划的新颖独特，又具有地方特色，既满足人们需求，同时也符合低碳经济趋势，促进生态的和谐。终目的。

参考文献：

[1]骆国文 浅谈低碳经济下园林设计 [期刊论文] 《现代园艺》 -2012年6期

[2]郭文河 论小区园林设计对人居低碳生活的重要作用 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年15期

[3]杨柳 探究中国古典园林石景艺术的现代意义 [学位论文]2006 - 湖北工业大学：艺术设计学

[4]张丽梅 基于文化特色的公园绿地夜景照明研究 [学位论文]2010 - 山东农业大学：园林植物与观赏园艺

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长桥溪是西湖上游四大溪流之一，它发源于莲花峰，为西湖的自然补给水源。长期以来长桥溪流域的村民生活、饭店污水和农业废水都未经处理直接经由溪流排入西湖。针对西湖上游长桥溪流域污、废水对西湖水质的污染较为严重的问题，在西湖上游截淤整治工程中结合景观建水生态修复公园。

长桥溪水生态修复公园工程位于杭州西湖风景区，南至丝绸博物馆，北端接国际小水电交流中心，西侧与南山村居民点阔石板路毗邻，东接玉皇山路，占地约4.5公顷。

长桥溪水生态修复工程是一项通过物理、化学、生物、生态等手段，净化长桥溪流域居民生态污水和拦截长桥溪泥沙入西湖的多功能水生态修复工程。通过地下污水收集廊道将污水收集起来，送入地埋式污水处理系统，采用物理和化学手段对收集的污水作初步处理后，又通过地上部分采用的人工湿地系统，利用水生植物的吸附、降解作用再次进行水质净化，最终达到地表水Ⅲ类水体的水质标准后排入西湖。地上部分将水处理工艺与园林造景紧密结合起来，展示了溪水的生态修复流程。园内池岸为自然式护坡，种植各类水生、沼生植物，既可增加景观又可防止水流冲刷泥土。通过木桥、栈道、汀步等自然分隔，有利丰富水景。游人在此不仅能欣赏园林美景，也能了解污水处理和生态净化的全过程，获得观赏、游乐、修学的多重效果。比如说，生态科普可分为图片文字科普及形象实践科普两大类。图片文字科普利用园路边的宣传牌及部分生态建筑亭、廊架等加以展示，让游人认识和了解一些具有特殊生态功能的植物和部分生态科技知识；而形象实践科普则可向游人开放净化水处理系统构筑物，使游人亲眼目睹污水处理的过程，并参与采样、试纸测试等活动。这些亲历性的方式对游人来说充满了吸引力。生态工程、生态科技等方面还有无数象这样可供学习、享受和观瞻的东西，为游人提供生态科技、技术、文化、美学等各方面的旅游资源，让人们从中亲近自然，体会到重返自然的乐趣。使游人初步了解湿地具有的物理净化作用，通过减缓水流，促进沉积物沉降的特性；湿地还具有生物净化作用，通过植物吸收，经化学和生物过程转换，把有机物和某些有毒物质分解或储存起来，在收获湿地生物时以有用的方式从湿地排除有机物和某些有毒物质。湿地中的许多水生植物，包括挺水、浮水和沉水植物，在它们的组织中富集的重金属浓度比周围水中的浓度高出10万倍以上。许多植物还含有能与重金属整合的物质，从而参与金属解毒过程。典型的湿地植物如凤眼莲、香蒲和芦苇等都已被成功地用来处理污水。公园绿化设计的重点就是建立一个健康、稳定的水生态植物群落，由挺水、浮水和沉水植物共同组成的一个功能齐备的水生植物小环境。

园区内的水系按照湿地串联系统的原理及要求设计水深和水体形式，由南往北依次为漫滩、跌水、暗管连通、漫滩、景观塘。水系流经自然式水塘通过多级跌水，使水与大气充分接触，曝气、充氧从而增加了水中的溶解氧含量，使水更具活力。通过自由水面湿地系统四个塘的自然净化作用，使水体质量在原有基础上能够有一定的提高。漫步于公园之中，游人可亲眼看见水在一步步变清，最后流入西湖，每一步过程都通过宣传牌进行说明，使游人能了解维持生命的水循环系统是如此微妙且环环相扣。除了对水的净化过程进行艺术性展示外，公园里还种植了百余种植物，尽显西湖流域的生物多样性。长桥溪水生态修复公园用艺术、科学与教育的结合，来唤起人们对水的重视。根据生态的特点，园内建筑小品以供游人休憩的亭、廊为主，以减少对环境的污染，材料以天然石材、木材为主，体现自然质朴、情趣。水面上的曲桥及部分栈道均采用木质材料，充分体现生态特色，乡土风情。游步道为块石、卵石、木板等自然材质，注重环保，体现野趣。

工程完工后，经西湖风景名胜区环保监测站与杭州市环保监测站抽样检测，长桥溪截淤整治工程净化水处理系统出水指标已达到设计要求，基本达到国家地表水Ⅲ类水标准。经质量监督部门检查，长桥溪截淤整治工程土建、绿化等工程综合质量等级为优良。工程运行后，长桥溪水生态得到了根本性的修复，入湖水质大为改善，对西湖水质的改善起到了很好的作用。同时一改长桥溪原来脏乱差的环境，成为一个集生态、观赏、休闲、科普教育和水生态修复示范为一体的新型公园。

公园还将进一步测试园区内众多水生植物的净水能力，并在今后的水系绿化设计中加以推广。虽然公园每天只能处理有限的水量，但它却作为一个实验室、一个范例，让人们看到希望，更是一种激励，西湖的水也将变得更加清澈，形成更为良性的生态循环。

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1水体富营养化问题概述

1.1水体富营养化

富营养化是指生物所需的氮（N ）、磷（P） 等无机营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等相对封闭或水流缓慢的水体， 在适宜的外界环境（水域的物理化学环境） 因素综合作用下， 引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖， 水体溶解氧量下降， 水质恶化， 鱼类及其他水生生物大量死亡的现象。

1.2 水体富营养化问题治理

目前国内外在控制蓝藻水华、治理水体富营养化的问题上采取的措施大体可归结为：（1）外源污染物，特别是点、面源污染物的截留、控制。（2）内源污染物的控制。两者的目的都在于降低营养物质的负荷、控制藻类的异常繁殖，逐步提高水的质量。

对于湖泊富营养化，各个国家和地区采用不同的物理、化学方法对其进行预防、控制和修复， 并且取得一定的成效。物理法主要采用截流、疏浚、稀释和污水分流等措施。物理方法有耗时、高成本、难操作的缺点。化学方法主要是利用除草剂、杀藻剂及金属盐等来控制水华，常用的除藻剂有硫酸铜、二氧化氯等，臭氧和高锰酸钾作为除藻剂也有研究。在实际运用的过程中，物理方法损耗高，化学方法又牵涉到化学药剂对水体的二次污染。都不宜长期使用。

2水体富营养化的生物修复方法

生物修复是指利用生物的生命代谢活动在一定的条件下减少存在于环境中有毒有害物质的浓度或使有毒有害物质完全无害化， 从而使污染的环境能够部分或者完全恢复到原始状态的一个受控或自发进行的过程。

2.1微生物修复

（1）固定化光合细菌：是将游离的光合细菌利用固定化材料将其固定， 用于处理污染水体的1种方法。（2）固定化氮循环细菌修复：固定化氮循环菌在参与水体的氮素循环中起着重要的作用， 研究表明， 接种固定化氮循环菌可去除富营养化水体中过量氮素。（3）深水曝气修复：通过向湖底曝气来补充氧气， 使水与底泥界面之间经常保持有氧状态， 有利于抑制底泥磷的释放。（4）EM制剂修复：有效微生物群是从自然筛选出各种有益微生物， 用特定的方法混合培养所形成的微生物复合体系， 其微生物组合以光合细菌、放线菌、酵母菌和乳酸菌为主。该微生物制剂对去除水体中的有机物、叶绿素a、氨氮和提高溶解氧等均有显著效果。（5）Clear2Flo系列菌剂修复：专门用于湖泊和池塘生物清淤、养殖水体净化流修复及污泥去除， 效果很好， 可阻止藻类生长、“水华”出现， 污染因子大幅下降。

2.2水生植物修复

（一）沉水植物的修复作用

沉水植被指在大部分生活周期中植株沉水生活、根生底质中的植物生活型。其作用主要有：

（1）水体生物多样性赖以维持的基础。

（2）对水体物理环境的改变功能。

（3）净化水体的功能。

（4）对水生生态系统演替的影响作用。

（5）对水环境的生物地球化学过程的影响作用。

（6）对水体生物群落的影响。

国内外对富营养化浅水湖泊进行生态恢复的研究与实践，可以形成如下结论：（1）恢复或重建湖泊水生植被是富营养化浅水湖泊生态恢复的重要环节。（2）多稳态理论、生物操纵理论以及上行控制和下行控制理论是恢复或重建水生植被、实现由藻型到草型转变的重要理论基础。（3）生态恢复的前提是控制外源营养负荷，然后再在实施综合措施的基础上如疏浚或钝化底泥控制内源负荷，通过生物操纵或理化手段控制藻类等恢复或重建水生植被。（4）我国水库湖泊的富营养化程度比多数欧洲及北美湖泊要明显偏高，恢复和重建水生植被的困难要大。

（二）鱼类的修复作用

鱼类是影响湖泊生态系统的重要因素，影响包括湖泊的生物（尤其是饵料生物） 群落结构、营养物质的状态和水平等。李传红等人认为：鱼类是生态系统的主要组成部分，在生态系统中扮演着重要的角色，放养不同生活习性鱼类、选择性捕捞对湖泊生态系统的结构、功能、演化有显著影响，同样湖泊生态系统的变化也影响着水体的水质和自净能力，进而影响人类湖泊功能的发挥。

2.3人工浮岛修复

生态浮岛技术就是人工把水生植物或改良驯化的陆生植物移栽到水面浮岛上，植物在浮岛上生长，通过根系吸收水体中的氮磷等营养物质，从而达到净化水质的目的。

3总结

在阅读了大量有关水体富营养化生物修复的研究成果并结合在生态学课程的教授及学生论文指导中进一步获得的知识，了解到新兴技术的发展空间。不难发现，针对水体富营养化的生态修复技术依然存在着很多缺陷：比如人工浮岛技术无法在流域中达到预期效果；对于治理不同污染程度水体选择何种生物种类是在生态修复中的一个难题。当然，在此文中我没有提及外来入侵物种对于本地水体富营养化的利弊问题。但是，事实上，有很多的研究者在大量工作的基础上提出“水葫芦用于水质污染治理，能够带来净化氮、磷、有机废水，去除废水中的悬浮物，去富营养化和净化重金属污染等积极的生态环境效应。”但如何解决外来物种破坏当地物种生物多样性等一系列问题，却又成为我们面前的一个难题。

富营养化水体的生物修复技术是近期新兴的、热门的新型技术，但如同大多数的生物工程技术一般，我们还需要经过很长实践的研究和积累才能达到预期的效果。

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开山采石对生态环境破坏极大,造成水土流失、滑石、塌方等地质灾害非常严重，因此，加大对采石塘口进行综合整治显得格外重要，植被恢复是塘口整治必不可少的一部分。采石塘口植被恢复与景观营建应遵循'科学规划、分类指导、因地制宜、经济适用、持续发展'的原则，要依据塘口土质条件及采石后的立地条件不同,制定切实可行的覆绿方案。

1试验地概况

云台山山体周围共有废弃采石塘口121个，其中位于主城区12个，位于高速公路直视范围9个，位于主要风景区11个。实验选择位于连徐高速公路北侧的2个地块，1号地块为云台乡朱麻西山石子厂、2号地块为朱麻建筑石料场。塘口场地总面积约11000m,原开采面平均高差约40米，坡面陡峭，一般都在60—70左右。岩口局部山体表部及坡角处有强风基岩及第四系夹石松散坡积物，厚薄不均，一般0—2m，易松散坍塌，但有利于剥离；下部岩石中片麻理产状大多向北倾，倾角12—39之间。岩口及附近无地表水体存在，无大的破碎带存在，受大气降水的影响，季节性特征明显，绝大部分形成地表径流形式排泄，地下水主要赋存于第四系中。

2生态修复技术方法

通过边坡治理，消除崩塌、滑坡和滚石等安全隐患，采用常规绿化（鱼鳞坑式、点播、扦插等）与喷混植生绿化相结合，促使山体植被恢复，消除山体白化，最终达到边坡岩面的生态环境与周边自然景观相融合。根据试验地现状可分为四部分，第1部分为坡面较平，局部地区有平台，这一地段采用了坑式绿化；第2部分为岩石裸露严重，坡面较陡，可先采用人工降坡后，再进行喷混植生技术进行复绿；第3部分为坡顶和坡下，可采用山顶和山脚原有的浅层土壤栽植垂挂植物和攀缘植物向下垂挂和向上攀缘生长；第4部分为地坪，通过回填土栽植乔木树种。综合可概括为一挡、二喷、三挂、四爬。第1、3、4部分采用植苗造林技术，第2部分采用喷混植生技术。

2.1植苗造林

主要选择坡面较缓，利用原有的自然平台，使用简单的小型工具如风镐、铁钎等开挖栽植塘口，利用人工回填土，栽植乔木、灌木、藤本等。

2.1.1树种选择：试验地面积为5600m,试验树种有桧柏、火棘、海桐、黑松、刺槐、紫薇等，栽植树木3040株。

2.1.2栽植技术：采用风镐挖塘口面积为60*60cm以上，如开挖较难可适当以块石围高，然后回田有机质土，加保水剂、复合缓效肥，厚度不小于50cm。为防止塘内过量积水的情况发生，在底部设置泄水孔或者周遍设计排水沟。

表1造林成活情况调查表

造林树种

造林株树

成活株树

成活率（%）

桧柏

200

187

93.5

黑松

200

196

98

刺槐

200

154

77

紫薇

200

162

81

海桐

1120

1066

95

火棘