生态修复研究精选(九篇)

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第1篇：生态修复研究范文

关键词：海洋经济;生态修复;产业替代;生态因子

中图分类号： X55 文献编码：A DOI：10.3969/j.issn1003-8256.2014.06.009

1 引言

作为海洋大国，中国的海洋经济发展前景广阔，海洋产业结构的优化调整是发展海洋经济的重要途径，对于我国建设海洋强国具有重要意义。根据国务院相关文件，我国海洋经济主要包括海洋渔业、海洋交通运输、海洋石油天然气、滨海旅游、海洋船舶、海盐及海洋化工、海水淡化及综合利用和海洋生物医药等海洋产业1。但是，随着海洋经济的不断发展，部分海洋产业出现了生态系统退化等不可修复的损失，据国家海洋局海洋发展战略研究所报告，目前中国海洋生态系统健康总体欠佳，以过度捕捞为代表的对海洋物种的过度利用而直接导致种群数量下降甚至物种灭绝问题十分严峻。海洋渔业生产事故、海洋渔业资源退化、海洋捕捞限制政策、海上权益冲突等事件对海洋渔业的持续健康发展带来了明显的负面影响，从1997年开始，海洋捕捞量一直稳定在1400万吨左右，而据相关专家估算，中国近海渔场渔业资源每年可捕捞量大约为800万吨2，长期巨大的捕捞量是以捕捞幼鱼资源和营养层级低的劣质鱼种实现的，这种捕捞已经导致了渔业生态系统难以逆转的严重退化，表现在渔业资源数量结构上为主要鱼类个体变小，低龄鱼比例增加，鱼类性成熟提前，渔业资源已经变成低层次和低营养级3。报告还认为，传统经济鱼类在中国海洋生态系统营养结构中处于关键的位置，关键物种数量锐减必然会影响到整个海洋生态系统中其他种类的组织结构，海洋渔业的持续发展面临严重威胁。同时，不合理的开发利用海洋资源，破坏了海洋生物的生存环境，造成海洋生态系统的结构失衡，海洋矿产资源勘探开发及其附属工程、海洋能源开发利用工程、海水淡化等海水综合利用工程、滨海旅游娱乐项目和景观开发工程等，都造成滨海湿地生境的不同程度的丧失，海岸带自然度明显降低，导致海洋环境和生态系统的受损和退化4。未来海洋的发展方向一是逐渐衰竭，不可修复;二是对已破坏的海洋环境实施生态修复，优化调整海洋产业结构。因此，加强海洋生态的保护和修复，调整优化海洋产业是海洋经济可持续发展的保障。

生态修复是指对生态系统停止人为干扰，依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化，或者利用生态系统的自我恢复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展，主要致力于受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作，恢复生态系统原本的面貌[1]。

由于地球资源的有限性与人类与社会发展的极限性，如果人们持续地以不合理的方式开发资源并不断地破坏环境，超过了地球的承载极限，其结果必然是人类社会突然地、不可控制地瓦解，对生态修复的研究主要包括两个过程：生态系统的退化和恢复过程[2][10]。海洋生态修复的基本内涵是根据海洋环境被破坏的情况、预期的规划和发展情况，海洋生态环境的逐步恢复并最终达到一种相对持续稳定、与周围环境和利用价值协调发展的均衡状态。生态修复不是单纯强调将海洋产业结构恢复到可持续利用的状态，而是更加注重海洋产业的修复过程与周围经济、环境和社会的协调发展，形成经济、社会、环境和生态等多方面的复合生态系统，海洋生态修复的本质也是利用科学技术，遵循海洋生态演替规律进行的[2]。因此，海洋生态修复既要立足于对海洋环境的修复，也要关注海洋资源的合理开发、海洋产业的调整优化;不仅要考虑海洋资源的修复和完善，也要考虑生态修复以后的经济、社会、环境和生态效益。目前关于海洋生态的修复还处于基础阶段，主要致力于将海洋恢复到可利用的状态，海洋生态修复产业替代模型的建立为进一步开展生态修复，在更高程度上建立与周围经济、社会、环境和生态协调发展的社会―经济―生态复合系统提供了理论指导。

2 海洋生态修复产业替代模型

传统的生产函数模型主要考虑的是技术、资本和劳动力（包括劳动力的数量和质量）作为社会生产发展的基本要素，而忽视了生态资源在社会生产发展中的决定作用，表现为生态资源并没有作为生产函数的基本要素，这也是导致经济不可持续发展的重要根源。从可持续发展的角度来看，海洋经济的发展必须考虑生态资源的承载能力和可持续利用[3]。因此，我们在对传统的生产函数进行改进，在改进的基础上具体考察海洋生态修复中的产业转型和产业替代的价值转化问题。

我们将生态因素引入到产业转型中，假定只有一种替代产业的关于投入资本K、劳动力资本H和生态因子i的规模报酬不变的柯布―道格拉斯生产函数[6-7]：

（1）

其中，，生态因子i为产业转型后与转型前生态价值的比重为转型后的生态价值， 为转型前的生态价值。产出函数Y是对投入资本K和劳动力资本H的消费与投资，假定投入资本K和劳动力资本H的存量都以相同的比率 进行折旧计算（劳动力资本H的折旧包括劳动能力的下降、劳动力的死亡损失以及经验的净收益的下降，为了计算上的简便，在这里假定投入资本K和劳动力资本H以相同的折旧率 进行折旧）。

生态资源的约束则为：

（2）

其中，和分别是投入资本K和劳动力资本H的总投资，在折旧的情况下，两种资本的存量变化为：

（3）

（4）

（5）

其中，和是分别与和相对应的影子价格5， 是与生态资源约束（2）式相联系的拉格朗日乘数6，（5）式中的为我们通常使用的效用函数：

（6）

对J分别求C、K和H的一阶偏导并令其为0，得到投入资本K的净边际成本;J的二阶偏导即为劳动力资本H的净边际成本，由此可得两个存量的比例 。其中，的比例也表示了投入资本K和劳动力资本H的净投资回报率：

（7）

将其带入生产函数中得到：

（8）

在无生态资源约束的情况下，Y、K和H的增长率和C的增长率将保持一致，即所有的量都将以净投资回报率进行增长，这是一种产业替代均衡情况下的理想模型。

然而，在海洋产业转型的过程中，生态资源的总量是一定的，且总为正。假设替代产业的两种资本投入从K0和H0开始，就偏离上述所预测的值，则就要对两个资本存量进行离散调整来及时满足值，所谓的离散调整就是在资源总量一定的条件下，一种资本存量的增加对应的另一种资本存量的减少，以此来保证K和H不立即发生变化。当低于稳定状态情况下的时，Y的产出增长率与的比率是成反方向变化的，越是低于稳定状态的值，Y的增长率越高;而当高于稳定状态的值，与Y的产出增长率是成正方向变化的。这又呈现出一个非均衡的状态，即越是超过的值，Y的产出增长率越高。

同时，生态因子i也会对生产函数的产出增长率产生影响，当保持不变的情况下，Y的产出增长率会随着i取值的大小成同向变化，即i越大，Y的产出增长率越大（见图1）。综合看来，从整个产业价值转化的角度分析，只有转型后替代产业的产出与原有产业的产出之和大于转型前产业的产出时，产业替代才会有价值增值，产业转型才有意义;反之，产业转型是没有价值的。

图1 引入生态因子的替代产业非均衡的影响

3 基于海洋产业结构优化的投资决策分析

上述的产业替代模型的前提假设是在只有一种替代产业的情况下，生态产业对原有海洋产业的替代，以及投资资本K和劳动力投入H在单一替代产业上的动态均衡。然而，在海洋生态修复和产业优化的过程中，通常情况下存在着多种新兴产业对原有趋于衰退海洋产业的替代。因此，在分析上述问题的基础上，我们对单一产业的模型进行修改，研究在多个替代产业同时存在的情况下，投资分配和海洋产业结构的优化问题[8-9]。

在追求生态经济投资收益最大化的原则下，海洋产业的总投资额为W，假设存在替代产业A和B。为了研究海洋产业结构优化的最优投资策略，在此引入生态经济投资边际效益的概念。根据经济学中的生产要素边际效益递减规律，即在其他生产条件不变的前提下（这里指投资资本K和劳动力投入H保持不变），边际投资效益随着生产要素投入的增加而增加;当生产要素投入量达到一定程度之后，继续增加某一部门的生产投入，边际投资效益呈现逐渐递减的规律。

图2 π和MU的基本变化规律图

图2中和分别表示替代产业A和B的投资效益，和则代表着替代产业A和B的边际投资效益。假设总投资W中用于A替代产业的投资为X，则用于B替代产业的投资总量为W-X，可以得到海洋产业调整生态经济的投资总收益为：

（9）

将式（9）和上述图2做适当的处理，可以得到海洋产业结构优化的投资方案。

图3 海洋产业结构优化的投资分配

图3中，为A替代产业的投资原点，为B替代产业的投资原点，用公式来表述总投资， 之间的代表着投资分配方案，用于替代产业A的投资总量为，用于替代产业B的投资总量为。根据生态经济投资效益最大化的原则，可以得到在为最佳投资分配方案。此时，和曲线相交，替代产业A和B的边际投资收益相同，即，替代产业A的投资总量为，替代产业B的投资容量为，总收益函数TB在处也达到最大值，在图中体现为、和横轴投资函数所形成的面积S。这样，转型后的海洋产业结构实现了最终的均衡。

4 总结

1. 海洋生态系统具有脆弱性和难修复性的特征，过度的、不当的开发利用行为已经导致海洋生物资源衰退、生态环境破坏、海洋生态系统失衡等一系列问题[4]。因此，在开发海洋产业的过程中应注意海洋生态的修复和保护，在国家层面建立有效的保护机制保证海洋生态环境的健康发展和海洋生物资源的持续利用，要对海洋进行开发性的生态修复，在这个过程中要考虑到海洋产业结构的调整和替代产业的选择问题。

2. 海洋生态资源的总量是有限的，因此，出于资源和环境双重因素约束的考虑，海洋产业的结构调整应将生态因子考虑在内，它直接决定着替代产业的价值以及生产函数的产出增长率。在其他投入因素保持一定的情况下，当生态因子时，转型后的生态价值得到了提升，替代产业的产出增长率与生态因子呈同向变化，呈现出生态的溢出效应;当时，替代产业的产出增长率和生态价值的实现呈均衡发展;反之，当时，转型后的生态环境恶化，替代产业的产出增长率降低。

3. 当存在多个替代产业时，寻找替代产业之间边际投资收益相等的投资分配点，是实现海洋生态经济效益最大化的最优投资分配，此时，转型后的海洋产业结构实现效益最大化。受到产业技术经济的制约，投资总收益函数TB呈现出先递增后后递减的趋势，最终在拐点处达到最大值，实现最优投资分配收益，投资收益函数TB也在处达到峰值。

4. 海洋替代产业的发展和产业结构的优化受制于政府的宏观政策和海洋的管理水平。退化的生态系统的修复过程是漫长的，需要长期的管理投入，同时又有临界阈值[5]。政府制定支持海洋替代产业的发展策略同时提高管理水平时，会增加海洋经济的投资回报率，推动传统的海洋产业发展模式向新兴替代生态产业的软着陆，同时还能吸引资金的流入，增加海洋经济的总投资额W总量，和曲线也随之平移，投资结构也相应发生变化。因此，为了刺激海洋生态经济的总投资额，应努力提高海洋生态的边际投资收益，吸引投资资金向海洋生态经济的流动。同时，政府也应从宏观层面加大对海洋生态经济的资金和管理投入，提升海洋经济的整体生态效益。

5. 该模型的不足之处在于未将生态因子i的变化情况考虑在内，这是因为i在时间序列上是动态变化的，而且在选择海洋替代产业的过程中，除了要将海洋生态价值考虑在内，也会考虑其他方面的因素，例如选择产品附加值高、发展前景广阔的项目，且这种项目通常是规模报酬递增的产业。因此，在考虑单一部门替代产业的资金投入和劳动力投资情况以及多部门替代产业资金分配情况时，都需要对生态因子i加入后的影响做更为细致的分析。

注释：

1 资料来源：国务院，《全国海洋经济发展规划纲要》，2009年8月。

2 资料来源：国家海洋局发展战略研究所，《中国海洋发展报告》，2008年2月。

3 如我国瀚海传统的经济鱼类以小黄鱼、带鱼等为主，但由于捕捞过度，到二十世纪六十年代则为杂鱼所替代，七十年代大型杂鱼进一步没落，被黄娜鱼、青鳞鱼等小型鱼类代替。八十年代以来，渔获量再度趋劣，目前渤海渔业是以虾、拼类和小杂鱼等为主。

4 如在我国胶州清东海岸的潮间带底栖生物，在二十世纪六十年代有120种左右，目前仅余20种，在辽东海、大连清等一些污染严重的海城，甚至出现无生物区。参见相建海主编：《中国海情》，开明出版社2002年版，第118页。

5 影子价格最初用于货币市场上基金公司计算各类债券的价格，在解决如何使有限资源的总产出最大的过程中，影子价格是在其它条件不变的情况下，单位资源变化所引起的目标函数的最优值的变化，这个定义是基于线性规划中的合理利用有限资源以求得最好的经济效果的规划问题。

6 在数学最优化问题中，数学家约瑟夫・拉格朗日发现的一种寻找变量受一个或多个条件所限制的多元函数的极值的方法。这种方法将一个有n个变量与k个约束条件的最优化问题转换为一个有n+k个变量的方程组的极值问题，其变量不受任何约束。这种方法引入的一种新的标量未知数，即拉格朗日乘数。

参考文献：

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[2] 孙书存，包维楷. 恢复生态学[M]. 北京： 化学工业出版社， 2005： 10.

[3] 韩增林，狄乾斌，刘锴. 海域承载力的理论与评价方法[J]. 地域研究与开发， 2006， 25（1）： 1-5.

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[10] 虞依娜，彭少麟. 生态恢复经济学[J]. 生态学报， 2009， 8（8）： 4441-4447.

Research on the Marine Ecological Restoration in the Industry Substitution Theory

GAO Qiang， GOU Lufeng

（Ocean University of China， Qingdao 266100）

第2篇：生态修复研究范文

关键词：城市；水系生态修复

生态修复作为城市水系治理的主要途径，其中主要涉及到湿地建造、植被恢复、河岸生态治理等内容，同时生态修复与湿地规划存在很大的关联，并具有建设目标、方式以及实际措施等方面交集之处。在进行湿地规划过程中，要考虑到城市水系生态修复情况和要求，并将生态学理论知识作为规划指导，结合现有城市水系资源进行湿地规划设计，以构建城市湿地网，进而实现城市水系生态修复中湿地规划设计的最终目的。对此，在这样的环境背景下，探究城市水系生态修复中的湿地规划设计具有非常重要的现实意义。

1城市湿地规划设计原则

1.1生态原则

生态原则作为城市湿地规划设计基础总原则，满足人类与自然生态共同发展要求，为城市水系生态环境的可持续健康发展提供有利的保障。在实际应用的过程中，生态原则要求规划设计人员在开展湿地规划设计的过程中，保留湿地本身的生态原真性。

1.2保护原则

城市湿地作为自然生态景观之一，是自然与历史沉淀下的宝贵财富，并具有非常重要的开发利用价值。对此，在进行湿地规划设计的过程中，设计人员要遵循保护原则，保留湿地系统中各个生物物种的多样性，维护湿地系统整体稳定性与协调性，使得湿地系统自然性不受破坏，进而发挥出城市湿地的实际使用功能和开发价值。

1.3可持续原则

可持续观可以保证城市湿地的长久利益，有效协调人和自然生态之间的协调性，拓展协调时间，进而满足城市发展基本需求，实现城市湿地系统的完善性。在实际应用的过程中，可持续原则要求设计人员根据湿地自然条件，通过对现有土壤、植物、水系等自然资源的利用，发挥出城市湿地自然美与生态效益，促进湿地系统自然演替与进化，进而使得城市湿地可以适应城市发展整体环境。

2城市水系生态修复中湿地规划设计方式

2.1完善湿地体系，强化湿地功能

在进行湿地规划设计的过程中，为了提高设计准确性和可行性，设计人员要根据城市现有湿地体系发展情况，结合城市水系生态修复实际需求，制定科学有效的规划设计目标，不断完善湿地规划体系，提高城市湿地各个使用功能，进而实现城市湿地规划设计水平的提升。主要措施为以下几点内容：第一，构建生态健康系统。第二，强化湿地景观。第三，建设湿地文化。

2.2合理规划内容，实现区域协调

在进行城市湿地规划设计的过程中，为了维护湿地系统内部结构资源的完整性，协调湿地系统和周边区域环境的协调发展，设计人员要做好区域协调工作，并将圈层式规划方式应用到城市湿地规划设计中，将湿地系统划分为以下三个层次：第一，湿地保护区。主要包括湿地原始物种类型、生存环境以及生物链，建立湿地特征区域，促进城市水系生态系统的修复与发展，最大程度的保证湿地系统的完整性。第二，保护区。在实际规划设计的过程中，设计人员要根据湿地保护区的实际面积，在保护区周围保留一定宽度的预留区域，并从湿地乡土生物生活环境自然原始性、保护多层级演替阶段生态系统、尊重生态自然发展过程与自然干扰等三方面入手，其中还涉及到火灾过程、旱雨季交替、洪水季节性泛滥等，强化湿地保护区域和周边环境之间的连续性，进而达到湿地保护区的双重保护。第三，周边景观控制区。周变景观控制区主要在保护区的外部，可以对整个湿地景观进行控制与规划，提高湿地周边景观和湿地自身系统的协调性与统一性。

2.3做好空间布局，强化湿地价值

空间布局作为湿地规划设计中的重要内容，对湿地系统整体景观欣赏性与自然生态性的提升具有关键作用。由于湿地系统中物质与能量存在多重联系，结合各个空间要素实现湿地空间布局，构建湿地系统立体多维空间与游览网络空间，形成城市湿地绿色空间体系。[3]其空间布局内容为以下几点：第一，平面公共空间。平面公共空间根据湿地功能与景观特色，对湿地系统各个功能划分到平面范围、平面形状以及平面位置中，以水体为脉，构建多元化空间体系，同时也为湿地系统内各个物种创造有利的生存环境，提高湿地规划设计的可行性与合理性，进而促进城市水系生态修复的发展。第二，立体多维空间。立体多维空间主要针对湿地剖断面采取竖向设计的方式，使得湿地整体呈现立体空间层次，赋予湿地系统形态多变的特点，进而保护湿地系统内部资源的多样性。由于湿地水生生物的生存环境具有极大的差异性，在进行湿地规划设计的过程中，设计人员要结合实际水深设置沿岸区、润泽区、沼泽区、深水区，结合水深和植被生存需求搭配植被，进而构建湿地系统的层次性和多样性，提高湿地水流连续性，保证水域到陆地间的过渡带，使不同水位的湿地都能接触到自然生态的边岸。

3结语

本文通过对城市水系生态修复中的湿地规划设计研究，从生态原则、保护原则、可持续原则等方面明确城市湿地规划设计原则，并在此基础上提出制定规划目标，明确设计方向、合理规划内容，实现区域协调、做好空间布局，强化湿地价值等有效措施，不断优化和完善城市湿地系统，提高湿地规划设计的可行性与合理性，进而促进城市水系生态修复的发展。

作者:心 单位:中国建筑科学研究院

参考文献

第3篇：生态修复研究范文

[关键词]污染土壤修复；多环芳烃；基准值

中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0380-01

1 污染土壤生态修复基准方法研究的背景与意义

近年来，污染土壤修复技术与工程发展很快。目前有些修复技术已经进入现场应用阶段并取得了较好的治理效果，但是污染土壤修复基准的制定和修复效果评价的研究却相对滞后。因此，因地制宜制定科学合理的修复标准，兼顾考虑保护人体健康和生态资源的污染土壤修复基准值，对污染土壤环境风险评估和修复治理具有十分重要的意义。

2 基准计算方法依据

环境基准可以分为3个等级，（1）筛选值表示能引起潜在生态功能失调时土壤污物的浓度水平；（2）清洁目标表示修复过程中有待达成的目标，有时相当于筛选值，相应的修复标准，一般是在修复所需的费用和生态效益之间进行平衡后所做出的决策；（3）应急值表示应立即采取控制措施的严重污染指示浓度。

3辽宁省多环芳烃污染农田土壤生态修复基准研究

（1）保护植物富集途径

多环芳烃从土壤进入植物体内的途径主要有四种：i）根部富集作用；ii）植物呼吸吸收；iii）植物表皮吸附；iv）地下茎、叶吸收。

（2）保护直接接触途径

按如下模型及取值计算苯并芘的生态修复基准：

SRGHH=以初步的人类健康为基础的土壤修复基准（mg/kg）；

RSD=特定风险剂量（mg/kg）；0.000435ugkg-1d-1

BW=成人体重（kg）；70.7kg

AFG=肠道吸收因子（无量纲）；1

AFL=肺吸收因子（无量纲）；1

AFS=皮肤吸收因子（无量纲）；0.34

SIR=成人或幼儿土壤摄食率（kg/day）；2*10-2gd-1

IRS=吸入来自土壤的颗粒物（kg/day）；12ugd-1

SR=成人土壤皮肤接触率（kg/day）；1.14*10-1gd-1

ET1=暴露期1；1ET2=暴露期2；1BSC=土壤背景浓度（mg/kg），0。

计算结果为农田土壤多环芳烃苯并芘当量修复基准值：0.53mgkg-1，苯并芘。

从上表中可以看出初始苯并芘当量浓度为0.72mgkg-1，超过0.53mgkg-1的基准值，经过微生物修复后苯并芘当量浓度为0.45，达到修复基准，实现了有效的污染农田土壤修复。多环芳烃相对当量浓度计算从技术及当前认识角度看是比较可行的污染土壤多环芳烃基准。

（3）保护地下水作为饮用水途径

用于计算保护地下水使用的土壤浓度，使用下列公式：

SRGGR=SWQGFLxDF

DF=DF1xDF2

其中：SRGGR=保护地下水途径的土壤修复基准（mg/kg）；本研究中分别计算粗粒径（>75um）土壤和细粒径（

SWQGFL=相应的地表水水质基准（饮用水、水生生物、家畜或野生动物用水或灌溉）（mg/L）；苯并芘基准：0.01ugL-1

DF=整体稀释因子（L/kg）；DF1=稀释因子1（L/kg）；DF2=稀释因子2（无量纲）；

计算出苯并芘的基准粗粒径土壤：0.37mg/kg；细粒径土壤：0.27mg/kg。根据苯并芘基准值可以衍算出其他多环芳烃基准值，苯并蒽0.37mg/kg，屈2.1mg/kg，苯并p6.8mg/kg，茚并芘2.7mg/kg，迭苯并蒽0.23mg/kg，综合考虑多环芳烃的混合体系，应满足如下条件：多环芳烃加和指数=苯并蒽浓度/0.37+屈浓度/2.1+苯并芘浓度/0.37+苯并p/6.8+茚并芘/2.7+迭苯并蒽/0.23

从上述条件可以看出如果以地下水作为饮用水，多环芳烃进入人体的风险会明显增加，必须进行严格控制。其中比较敏感的多环芳烃包括苯并蒽、苯并芘和迭苯并蒽，在保护地下水作为饮用水的条件下，其基准浓度要至少低于0.37mg/kg。按表1的数据分析，及时进行过微生物修复，也远未达到基准值，从技术角度看要达到基准值也是非常困难的。

4.建议基准

综合考虑根据当前辽宁省农田土壤多环芳烃污染状况调查、多环芳烃污染土壤修复技术、现有数据及各种途径下土壤多环芳烃基准值，将辽宁省多环芳烃污染农田土壤修复基准值定为0.53mg苯并芘当量/kg土壤。

参考文献

[1] 宋雪英，孙丽娜，杨晓波，曲亚军，孙铁珩.辽河流域表层土壤多环芳烃污染现状初步研究[J].农业环境科学学报.2008（01）；

[2] 曹云者，施烈焰，李丽和，李发生.浑蒲污灌区表层土壤中多环芳烃的健康风险评价[J].农业环境科学学报.2008（02）；

[3] 房妮，俱国鹏.多环芳烃污染土壤的微生物修复研究进展[J].安徽农业科学.2006（07）；

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[5] 滕应，骆永明，李振高.污染土壤的微生物修复原理与技术进展[J].土壤.2007（04）；

[6] 李青青.基于健康风险的土壤修复目标研究程序与方法――以多环芳烃污染土壤再利用工程为例[J].生态与农村环境学报.2010（06）；

第4篇：生态修复研究范文

关键词：高速公路水土保持生态修复研究

中图分类号：S157.1 文献标识码：A

我国高速公路经过多年的持续快速发展，使公路基础设施总体水平实现了历史性跨越。高速公路建设不仅大大改善了城乡交通条件，而且带动了周边产业的发展，加快了社会经济的发展。由于高速公路的走向不仅要兼顾社会、经济、政治、军事和生态环境等方面的需要，而且它的平纵线形还要满足车辆安全高速行驶的要求，这就不可避免地会出现一些高填深挖路段，再加上大规模的开山采石、取土以及大量弃土、弃渣都会对沿线周边环境造成严重破坏，进而加剧了人为水土流失的发生和发展，这些不仅影响高速公路的运行安全和美观，而且还涉及到公路周边地区生态环境的恢复与区域经济的建设。要防治高速公路建设的水土流失必须根据工程的特点，在建设之初预见到工程建设可能引发的生态环境问题，在工程设计施工中采取有效措施加以预防，避免高速公路沿线生态环境遭受破坏，维护区域生态平衡 。

1 我国高速公路发展现状

我国的高速公路发展比西方发达国家晚近半个世纪的时间，从80年代末开始起步，经历了80年代末至1997年的起步建设阶段和1998年至今的快速发展阶段。1988年上海至嘉定高速公路建成通车，结束了我国大陆没有高速公路的历史；1990年，被誉为“神州第一路”的沈大高速公路全线建成通车，标志着我国高速公路发展进入了一个新的时代；1993年京津塘高速公路的建成，使我国拥有了第一条利用世界银行贷款建设的、跨省市的高速公路；从1998年至今，高速公路建设进入了快速发展时期，年均通车里程超过4000公里，年均完成投资1400亿元。

随着京沪、京沈、京石太、沪宁合、沪杭甬等一批长距离、跨省区的高速公路相继贯通，我国主要公路运输通道交通紧张状况得到明显缓解，长期存在的运输能力紧张状况得到明显改善。高速公路的快速发展，大大缩短了省际之间、重要城市之间的时空距离，加快了区域间人员、商品、技术、信息的交流速度，有效降低了生产运输成本，在更大空间上实现了资源有效配置，拓展了市场，对提高企业竞争力、促进国民经济发展和社会进步都起到了重要的作用。

2高速公路建设水土保持特点

高速公路建设作为线性工程，对地面扰动的类型多样：山体开挖、削坡、沟道架桥、高挖低填等。建设中的弃土、弃石、弃渣数量大、战线长，虽然动用的土石方数量较大，总体上要求尽量挖填平衡，但由于地形地貌、河流沟谷跨越等原因，局部地段的弃方不便运到回填处，如在高陡山区和峡谷修路，有些是就地排弃，因此，设计中考虑的拦挡工程较多，需保护的固体废弃物数量大，施工里程长。

由于高速公路建设是线性项目，对地面的扰动特点表现为多种形式，所以整个施工过程中对水资源和土地资源的破坏是多方面的。公路施工整个过程中开挖山体、削坡、修隧道、架桥，其对土地资源的破坏不仅是表层土壤，往往破坏至深层土壤，深者可达几十米，水土流失形式表现为岩石、土壤、固体废弃物的混合搬运。因此，高速公路建设水土保持和其他一般性的人为水土流失是有较大差别的，应根据其自身的特点确定水土流失防治范围。从水土保持的角度要求，在弃渣排放之前应修建拦挡、防护工程，控制建设中的水土流失，公路投入运行后，水土流失呈相对稳定状态。高速公路建设项目的水土保持设施必须与主体工程同步实施，有些水土保持设施需先于主体工程之前完成，才能起到保持水土的作用。

目前修建高速公路、高等级公路，对自身的安全要求一般都较高，其安全要求标准如公路护坡、排水、防洪等在主体工程设计中大多做了充分考虑，只作论证复核即可，在此基础上可根据建设项目的具体内容合理进行水土流失防治布局及体系建设。

3 总体布局理念

根据高速公路工程水土流失的特点，项目建设区水土流失防治将工程措施与植物措施、临时措施相结合，做到“点、线、面”结合，形成完整的防护体系。根据不同施工区的特点，建立分区防治措施体系，在弃渣场、施工场地等“点”状位置，以护坡、排水等工程为主；在公路沿线等“线”状位置，以护坡工程措施为主，绿化措施为辅；在整个施工区“面”上，土地整治和绿化工程相结合，合理利用水土资源，改善生态环境。

4 水土保持生态恢复与保护

4.1水土流失预防措施

高速公路项目一般线路长、工程点多，且工程在一定宽度内呈带状、点状分布，并穿越众多河流、道路，地面扰动类型多，工程量大，但工期相对较短，施工过程中开挖、回填方量大，废弃土、石、渣量较多，人为水土流失主要集中在施工期间，因此，必须采取有效的预防措施，控制人为水土流失。

（1）进一步优化主体工程设计

对线路方案进一步优化设计，提出规范施工的要求，采取行之有效的水土流失预防和治理措施，避免大量弃土、石、渣乱堆乱放，减少土石方开挖量，尽量避免或减少土方开挖等破坏生态环境，保护主体工程的安全运行。

（2）规范施工

①工程建设中尽量做到挖填平衡，施工过程中应边开挖、边回填、边碾压、边采取护坡防护措施。

②尽量缩短施工周期，减少疏松地面的时间，合理安排施工时间，避开雨季和汛期。

③弃土、弃渣的堆放，要先建设拦挡墙（坝）及排水设施，后堆放弃渣，布置植物措施。

④山丘区施工要控制爆破药量，减少边坡弃土、石、渣。对开挖边坡、回填边坡的防护工程，应在达到设计稳定边坡后迅速采取防护工程，同时做好坡面、坡脚排水系统，施工一段、保护一段。

⑤在跨越河流水系、渠道时应先将排水措施和拦挡措施布设好，工程结束后应及时恢复原排水设施，并尽量安排在枯水期施工。

4.2施工期临时防护措施

高速公路在施工期间，由于路基挖填方工程量大，施工周期长，路堤、路堑、桥梁基础及隧道门洞等单项工程，在施工期间其面遇到强降雨，受到雨水的击溅、径流的冲蚀，容易产生水土流失，影响工程的安全和施工进度。为此，施工期间应采取必要的水土保持临时防护措施。根据高速公路项目的特点，可采取在路基两侧开挖临时排水沟，排水沟采用梯形或矩形断面，沟壁夯实，结合地形在排水沟出口处设沉沙池，水流经沉沙池沉淀后排向附近的自然沟道，在雨季对路堤坡面用防水雨布覆盖。同时，在桥梁、隧道与路基联结端的坡面设临时挡渣墙，挡渣墙可用袋装石渣或块石堆砌而成。

此外，对于有水流过的“水桥”来说，桥墩基础开挖的土石方集中堆放在岸边较高的位置，对水下桥墩基础开挖的土石方用船集中运到岸边，再转运到洪水冲不到的岸边高地集中堆放，采取覆盖防雨布等临时保护措施，桥墩基础浇筑完后用作回填用料；对于桥下无水流过的“旱桥”来说，桥墩基础开挖的土石方集中堆放，周边采用袋装石渣作临时拦挡，待桥墩基础浇筑完工后用以回填，剩余部分集中运至附近弃渣场堆放，或用于附近低洼地的平整。

4.3工程措施

4.3.1弃渣场

弃渣场规划应根据地形地质条件、主体工程布置及施工总布置，就近分段合理布置渣场，缩短出渣运距，降低工程造价，减少施工干扰。同时，结合主体工程施工，充分利用开挖的土石方，总体上要求挖填平衡，减少工程弃渣量。限于地形条件，在河流附近弃渣场应以不挤占河道、影响行洪安全为原则，根据弃渣类型、渣量等选定弃渣场地。

每个渣场应采取各自独立的防护工程，各渣场采用挡渣墙、排水设施、堆渣体削坡开级等工程措施及植物措施，以确保渣场的稳定，减少水土流失，避免对渣场下游造成危害。根据各渣场容量、堆渣高度、可能对周边环境造成的危害、经济合理和安全可靠的原则，分别确定各渣场的建筑等级，从而确定建筑物的洪水标准和整体稳定要求。

山区高速公路沿线地形变化较大，受实际地形条件限制，各弃渣场堆渣量亦变化较大。弃渣场以沟道堆渣方式为主，受地形条件限制，各渣场堆渣高度变化较大。在堆渣之前，对各渣场表层熟土进行剥离，剥离厚度20~30cm，根据施工进度分期进行，剥离的熟土堆放在渣场内较高的一角，表面夯实加以防护，在雨季应覆盖防水编织布。为确保渣体稳定，在施工过程中需严格控制堆渣程序，渣面每上升2～3m，用拖拉机平整渣面，并碾压3～4遍。

堆渣体的边坡角度直接关系到渣体边坡的稳定及水土流失的防治。宜充分利用渣料的自身稳定性能来维持渣体稳定，确定合理的堆渣坡度。挡渣墙顶设置马道，在渣体堆积完成后，渣面整治并布设植物措施进行防护。

4.3.2施工道路

项目施工及保通便道分布于公路主线各段，可根据各条道路的不同情况分别布置相应的工程措施和植物措施，达到控制水土流失、保护道路通畅、改善环境条件和安全运输的目的。主体工程设计时，宜充分利用已有交通道路，对现有道路进行扩建，以满足施工要求。对部分路段确需新修施工便道，应尽量结合地形地貌，保持挖填平衡。为了防止地表径流冲刷对施工便道产生破坏，减轻施工便道开挖形成边坡的水土流失，拟在施工便道高边坡侧修建截排水沟，水流排向附近自然沟道。排水沟与施工道路施工同步进行。

4.3.3施工场地

施工场地平整前应先剥离20~30cm的表层熟土，暂时存放在各自场边，夯实堆积边坡，表面撒些草籽以防止养分流失，在雨季应覆盖防水编织布，待施工结束后用于表层覆土。每个施工场地周边开挖排水沟，沟壁夯实。在排水沟出口处设沉沙池，水流经沉沙池沉淀后排向附近的自然沟道。排水沟与施工场地平整同时进行。施工结束后，对预制厂等设施场地产生的硬化层进行清除，清除的硬化层用于回填附近施工便道或运至附近弃渣场堆放，对清除后的施工场地进行土地整治并恢复植被。

4.4植物措施

在道路路基、边坡防护和排水工程完备的基础上，根据水土保持方案总体布局，结合公路沿线地形、地质条件和施工特点，按照各个路段的不同情况布设植物防护措施。植被覆盖层有效的减小了雨滴对地面的冲蚀，并增加地面糙率而减小了流速，气流结合水流的作用力被分散在覆盖物之间，同时植被覆盖物腐烂后可以增加土壤中有机质的含量，进一步改善了土壤的理化性质。随着植被在生态环境恢复与建设中的地位和作用日益突出，进一步增强植物措施的生态功能，特别是水土保持功能的定量化分析，对于水土流失的防治具有重要意义。

植物措施设置应根据每个绿化单体本身的立地条件、功能要求以及周围环境状况，因地制宜地进行绿化布局。同时，根据不同的地域环境及植物的生态学和生物学习性，适地适树地选择树种，特别要重视应用适应能力强、生长速度快的乡土树种及经过当地长期驯育的优良树种。通过多种绿化手段，协调、弥补和美化道路建造时对环境的破坏和不利影响，使高速公路巧妙地与大自然融合，提高沿线环境的生态景观质量，维护生态平衡。

植物措施总体构图以植物生态学理论为依据，模拟自然植物群落结构，配置千姿百态、变幻无穷的景观，部分路段和部位亦可采用规则或抽象式的布置手法，使统一中有变化，丰富多彩。按照“适地适树、适地适草”的原则，兼顾防护和绿化美化的要求，结合立地条件及植被特点，根据成活率和适应性的综合分析，选择当地适应性强、树形立直、冠形优美、枝叶茂密、生长迅速的优良乡土树种，使高速公路沿线尽快恢复植被，达到防治水土流失和改善生态环境的目的。

5 结语

尽管在高速公路选线时已采取多种避让措施以减少工程建设对原有生态环境的影响，然而由于高速公路工程量大、线型指标要求高，其建设过程中仍不可避免会对沿线生态环境造成破坏，致使3～5年甚至更长时间内都难以恢复。为保护高速公路沿线生态环境，促进当地社会、经济和环境的可持续发展，本文针对国内高速公路建设过程中高填深挖路段以及大规模的开山采石、取弃土等对沿线周边环境带来的影响进行分析，剖析高速公路施工对沿线原有植被和局部土壤结构破坏所产生的水土流失危害，从水土流失特点、水土保持预防与措施布局等方面入手，致力于维护公路建设与生态环境的协调发展，使高速公路沿线生态环境及经济社会得到可持续发展。

参考文献：

【1】《高速公路边坡生态防护技术分析进展与思考》［J］．（谭少华，汪益敏．水土保持分析，2004（3））。

【2】《高速公路建设中侵蚀环境及水土流失特征的分析》［J］.（史东梅，水土保持学报，2006（2））。

【3】《地铁建设项目水土流失特点及水土流失防治初探》（余姝萍、刘燕东、王泽林，“甘肃水利水电技术”，2011年第04期）。

【4】《高速公路建设水土流失与水土保持研究》（明道贵，《河北工业大学》，2006年）。

【5】《浅谈高速公路建设中的水土保持工作》（傅红阳，“浙江交通科技”2001年第01期）。

第5篇：生态修复研究范文

关键词：河道；水系；生态修复

1 北沙河概况

北沙河为太子河的支流，其为双源河流，两个源头发源于本溪市的朝仙岭和抚顺市的班猫岭。主河道全长为117km，流域面积为1534km2。20世纪80年代初的北沙河，河水清澈，鱼虾等水生物丰富，河岸植被繁茂，沿河没有污染排放的企业，河水没有污染。后来，由于认识到农田土地的重要性，农民开始开荒耕种，田间地头，5°～10°以上坡地遭受垦殖，破坏了原有生态，造成水土流失，使河水变色。再加上各种选矿厂的不规范生产，向河内排污，水生物已很少见，水质为Ⅴ类以下。

2 北沙河流域存在的问题

2.1 水质波动较大

由于近年来沈阳市加大了对沈阳市各河道流域的整治力度，各条河流的水质状况有了明显提高，城市段可达到Ⅲ类地表水体标准，其余水体达到或优于Ⅳ类水标准。但目前北沙河的水质随季节以及监测地点的不同变化较大，从水体监测指标变化规律来看，遇有雨雪天气，地面径流会将城市或支流水体中的垃圾、污染物带入水体，由于没有缓冲或稀释系统，导致河流水质瞬时波动较大。另外，当河流水体的理化条件、动力学条件、污染物浓度梯度发生变化时，沉积在河流底泥中的污染物可能在河流水体的冲刷下，随同悬浮物质的再悬浮而重新释放至河流水体中，并对河流水质造成一定影响，尤其是在影响河流水质的污染源得到有效控制的条件下，这种影响表现的尤为突出。

2.2 河道水生态系统脆弱

为了自身的防洪安全和经济发展需要，多年来人们对各河道流域进行了大量的人工改造，并进行了大规模的开发利用，兴建了防洪、除涝、引水、通航、灌溉、景观绿化、挖沙等多方面的工程措施，这些工程措施在产生巨大的社会效益、经济效益的同时，也对河流域的生态系统产生了不同程度的胁迫效应，造成淡水生态系统退化、生物群落多样性降低、自然河流非连续化、滩地和洪泛区生态功能退化等负面影响。

2.2.1 生物多样性丧失。河道流域的生物多样性丧失主要是受到人类活动和自然环境改变所致。主要表现为：

环境污染造成某些水域水生生物锐减，局部河段水生生物绝迹或水体富营养化。大量施用农药化肥，含磷洗涤剂，使某些水生生物种类灭绝。非法捕捞、挖沙，使水生物种类逐渐减少，使遗传资源大量消失。绿化及景观建设过程中大面积单一种植植物品种导致土著植物种群消失，引进植物品种适应性较差，生态系统脆弱，生物链断裂。

2.2.2 生境多样性破坏严重。由于工程措施大量在河道流域上进行应用，导致河道流域的生境多样性破坏严重，自然界的河流大多数都是蜿蜒曲折的，河道也是处在不断演变之中的，弯曲与自然裁弯取直交替发生。河流的这种蜿蜒性使得河流形成主流、支流、河湾、心滩等丰富多样的生境，由此形成了丰富的河滨植被、河流植被，可为鱼类、鸟类和两栖动物等提供繁衍栖息的场所，但由于拦河筑坝、削坡建渠、填河挖沙等工程措施导致生境多样性严重破坏，最终造成大量生物迁移或灭绝。

3 北沙河河道生态修复方案

河道水体修复技术是利用现有污水处理技术与生态技术相结合的方式，达到强化水体生态自净能力的目的。通过我们对北沙河苏家屯段的湿地调查，确定可在五处公路桥附近河道平缓、植被丰富、面积较大的区域开展河道修复技术的应用。

由于各地块位置、地形、面积、水深、土壤条件、植被覆盖等差别很大，所以在设计的过程中应因地制宜，根据不同地块的基础条件，尽量用最简单的工程措施，进行滨河湿地系统的建设，主要建设系统包括稳定塘系统、功能表流湿地系统、生态护岸系统、辅助设施。

3.1 稳定塘系统

稳定塘是一种利用天然净化能力对水体进行净化的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，依靠塘内生长的微生物、植物等来净化水体。由于浑河、北沙河、金沙河周边有许多挖沙后遗留的沙坑，有些已经改造成鱼塘或闲置，可利用这些沙坑进行适当休整建成稳定塘系统，根据沙坑水深的不同，可设置不同类型的稳定塘。

3.1.1 滞留塘湿地。为使湿地系统的河水水质均匀稳定，并给整个湿地系统的鱼类在冬季提供存活的空间，设计滞留塘湿地，平均水深为2.0m，采用自由表面流湿地形式。在滞留塘湿地周边水深小于1.0m处种植挺水湿地植物菖蒲、芦苇等。

3.1.2 生态稳定塘湿地。为使滨河湿地生态系统稳定，设计生态稳定塘，平均水深为1.2m，采用自由表面流湿地形式。在稳定塘湿地周边水深小于0.6m处种植挺水湿地植物菖蒲、芦苇等，在水深大于1.0m处种植浮水植物荷花、荇菜等。

3.2 功能表流人工湿地系统

对河道地块中面积比较大的滩地进行一定的工程措施干预，并合理配置种植多种水生植物，形成功能表流人工湿地。

3.2.1 湿地地形修整。功能表流湿地系统的营建其首要任务就是要通过工程措施平整局部地势、削低过陡地形、规整水面形状，改善和营造湿地植被和水鸟的生存环境，增加湿地生境的异质性和稳定性，完善河道流域的湿地生态系统结构，恢复湿地生态系统功能。具体包括陡坡整理、浅滩湿地营建、生境岛营建以及小型水面规整等方式。

3.2.2 湿地植物选择。湿地植物是湿地系统的核心，通过湿地植物的生长不但可以增加湿地植物种类和面积，同时还能绿化土地，改善区域气候，促进生态环境的良性循环，吸引、繁衍多种湿地动植物，增加湿地系统的生物多样性，本工程针对北方地区湿地的特点，从北方湿地植物的生长状况，环境适应性，抗病虫害能力以及群落配置、合理布局与景观美学等方面选择适宜的湿地植物种类。

3.2.3 湿地植物的配置。合理优化的物种选择与群落配置是增强湿地系统稳定性和提高景观效果的关键因素。

根据环境条件和群落特性对先锋物种与其它本土物种的分布进行调控，配置多种、多层、高效、稳定的植物群落，形成稳定可持续利用的生态系统的目的。

首先根据适应性、本土性、可操作性的原则，可选择选择芦苇、茭白、菖蒲、香蒲等作为先锋物种。搭配多种其它湿地植物与旱生植物，另外，湿地植物种植密度的确定也是十分重要的，种植密度过低植株易受到其它物种的竞争影响正常生长，而过密容易引起营养供应不足，植株矮小，抗病虫害能力下降。

第6篇：生态修复研究范文

[论文摘要]开展生态修复研究与实践，应理清环境、生态、环境生态、生态恢复、生态建设、生态工程等与之相关的一些概念及科学内涵，避免概念上的混乱。我国的生态工程与国外的环境生态修复和生态恢复有较大差别，将生态学应用于农林水等生产领域，是我国生态工程研究与实践的突出特点。流域生态修复是今后生态修复的发展方向，水土保持工程是建设项目生态修复的主体;当前亟待开展生态修复机理、生态修复潜力、生态修复指标体系等方面的研究。

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Exxon Val-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。

2.3　生态恢复

第7篇：生态修复研究范文

【关键词】水土流失；生态修复的合理性；具体应用

【分类号】：X832

生态修复是指依靠生态系统的自组织和自调控能力的单独作用，或是与人工调控能力的复合作用，使受损的生态系统恢复到相对健康的状态。水土保持生态修复是生态修复的一种类型，是指在特定的土壤侵蚀地区，依靠生态系统本身的组织和调控或与人工调控能力的复合作用，使部分或完全受损的生态系统恢复到相对健康的状态。以促进植被恢复，保持水土，改善生态环境，实现自然生态系统的良性循环。

一、水土保持生态修复的概念

水利部生态修复规划给出的定义是： 水土保持生态修复是指在水土流失区， 通过一定的人工辅助措施， 促使自然界本身固有的再生能力得以最大限度地发挥， 促进植被的持续生长和演替， 保护和改善受损生态系统的功能， 加快水土流失防治的步伐， 建立和维系与自然条件相适应、经济社会可持续发展相协调并良性发展的生态系统。

二、生态修复在水土保持生态建设中的作用

1、增强了农民的生态意识， 提高了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， 参与封禁治理的积极性很高。陕北农民给“信天游”填了新歌词： “山坡上栽树崖畔畔上青， 羊羔羔养在家门中； 草棵棵赛过粮苗苗， 禁牧带来好光景。”这些都是对封山禁牧、生态自我修复发自肺腑的赞誉。2000 年和2003 年国务院先后下发的关于进行农村税费改革试点工作的通知， 要求组织农村群众投工， 必须严格执行村内“一事一议”投劳制度，凡是群众不愿意投劳的不得强迫。这方面云南省在“长治”工程建设中取得了很好的效果， 提高了农民投资的积极性，90%以上的群众愿意投劳开展国家水土保持重点工程建设，为做好新时期水土保持生态修复工作奠定了基础。

2、实施生态修复产生了显著的效果

（1）植被覆盖率大幅度提高

据调查， 各地在实施水土保持生态修复措施之后植被覆盖率迅速增加。陕西省吴旗县封禁4 年， 林草覆盖率提高了31 个百分点。福建省永泰县封育治理后， 植物种类增加了近3 成， 森林覆盖率由2. 3%增加到43. 3%。内蒙古鄂托克前旗、乌审旗毛乌素沙地的植被覆盖率由10%提高到40%～50%。1995 年， 广东省在全国第一个实现了绿化达标， 植被覆盖率普遍提高30%～50%。江西省兴国县曾是一片“红色沙漠”，如今坚持实行了封禁治理， 突出了预防保护措施， 收到了明显效果， 目前全县林草覆盖率达74%。过去河床以年均4～6 cm 的速度在淤积抬高， 如今以5～7 cm 的速度在降低， 减轻了洪水灾害， 改善了农业生产条件和生态环境， 促进了经济和社会全面发展。生态修复之所以带来如此巨大的变化， 是因为封育保护解除了生态系统所承受的超负荷压力，系统自我组织和调控作用增强， 区域林草植被种类和数量必然增多， 水土流失程度自然减轻。

（2）保土减沙效益明显

20 世纪80 年代中期至90 年代中期， 正是我国水土保持工作全面加强的时期， 水土流失综合治理在局部地区特别是水蚀区成效是显著的。截止2001 年底， 全国累计水土流失综合治理面积81. 5 万km2， 水土保持设施每年拦蓄泥沙能力15 亿t， 增加蓄水能力250 亿m 3， 减少入黄河泥沙3 亿t。与第一次遥感调查成果进行初步比较表明， 不仅水土流失总面积减少， 而且保土减沙效益也有显著的提高。如“三北”地区的防护林面积由1 113 万km2（ 1997 年） 增加到3 873. 5万hm2 后， 防护受益面积可达17 936 万hm2， 防护区提高农作物产量10%， 提高牧草产量20%以上， 土壤侵蚀模数可降至500 t/ （ km2・a） 。

（3）蓄水保水、分洪抗旱能力增强

生态系统的蓄水保水功能是由地上植被和土壤共同作用而实现的。实验证明， 在有林地区， 日降雨量30 mm 无出水； 日降雨量55～100 mm， 3 天后才见细水流出。年降雨量1 200 mm时， 有林地区水分损失量仅50 mm ， 而同样环境条件的无林地区可达600 mm， 0. 07 hm2 林地比无林地至少能多蓄水20 m3。生态系统的蓄水保水能力主要表现是在雨季能蓄水、分洪， 在旱季则能抗御干旱。水土保持生态修复措施能大面积增加植被， 恢复生态系统的功能， 同时也增加了下垫面的蓄水保水的能力。据黄河水利委员会研究， 黄土高原现有水土保持工程年减少入黄径流10 亿m 3， 规划中的黄土高原淤地坝建设工程每年将减少入黄水资源量40～50亿m 3， 单就确保黄河不断流来说， 它是不利的影响， 但从满足整个流域经济社会发展的需求来分析， 它所减少的这部分水量是水土保持工程区经济社会发展、人民生产生活和生态建设所必需的， 因此是功而不是过。

（4）改善地区或流域的小气候

在有林地区， 日间约有35%～75%的太阳辐射被林冠拦截吸收， 20%～ 25%被树冠叶面反射回大气中， 仅有5%～40%射入林中。绿色植物中森林能防风， 植物蒸腾可保持空气的湿度， 林木可以调节温度， 从而可以改变局部地区小气候。如江西省修水县河桥沟小流域在实施生态修复工程进行封禁后， 山变绿了， 水变清了， 植物群落良性发展， 许多动物重归故里。四川省巴中市坚持10 年封山禁牧、禁砍禁伐，林草茂盛， 山清水秀， 人居环境十分优美。在连续3 年遭受罕见大旱的情况下， 封育保护仍然发挥了很大的作用， 草原生态恶化的势头得到有效遏制， 部分地方再现了绿草如茵、风吹草低、蓝天碧野的秀美景色。

（5）生态修复在治水保土的同时， 也促进了地方经济的发展

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。生态修复使我国的农业由广种薄收、粗放经营向精耕细作、集约经营转变。陕西省吴旗县在实施生态修复后， 大力发展集约高效农业， 培育草、羊、杏三项优势主导产业， 积极兴办绿色企业，与实施前相比， 国内生产总值、粮食总产量、财政收入、农民人均纯收入四项主要经济指标均翻了一番多。生态修复使我国的畜牧业由满山遍野到处放牧、超载放牧向以水定草、以草定畜、围栏封育、休牧轮牧、舍饲半舍饲转变。内蒙古鄂尔多斯市实施封禁治理、舍饲养殖后， 牲畜数量较禁牧前增加8. 1%， 良种及改良种畜平均达到87%， 羊的平均个体增重2. 5 kg ， 出栏率由28%提高到44%， 平均出栏时间由21 个月缩短为9 个月。大规模推行生态修复工作，在舍饲半舍饲牲畜比重达71%的情况下， 畜牧业不但没有滑坡， 而且实现了稳步发展。封禁保护后， 原来低产的林草资源变成了高产的林草资源， 促进了生态环境改善和畜牧业稳定发展的良性互动， 为土地资源的合理开发利用和畜牧业的进一步发展奠定了坚实基础。牧民们以水为中心建设草库仑， 由游牧变为草场承包、定居生活， 这样， 给大面积草场以休养生息的机会， 草场得到了保护， 农民得到了实惠， 生产和生活条件都大为改善。

三、 生态问题现状

近年来，我国庞大的人口数量使环境不堪重负，过度的开发利用带来了水土资源的流失及生态系统的退化，继而恶化了生态环境，导致自然灾害的不断发生，对人民群众的生产生活造成巨大损失。

在我国，每年的土壤流失量与土流失面积非常巨大，远远大于世界上平均水平，而且土壤流失量远高于土壤容许流失量。近年来，在全球水土流失继续向恶化方向发展的背景下，我国政府高度重视水土流失治理，现已取得了一定的成效，水土流失总体上在减轻，强度在下降，水土流失在一定程度上得到遏制。但是部分地区水土流失仍很严重，总的水土流失格局也没有改变，甚至部分地区由于经济发展等原因导致水土流失面积和强度进一步恶化，因此水土流失已经成为不得不积极采取措施来遏制的生态问题。

四、实施生态修复的合理性

从某种意义上来说生态修复是一个相对宏观的概念，它是在以人工措施辅助的条件下应用生态系统自我组织和自我调节能力来对被破坏的生态系统进行修复或者加速已被破坏生态系统的恢复的一种理念，辅以人工是为了加快生态系统恢复的步伐。科学研究表明，自然植被有着自身演替规律可以自己完成自身的更新并具有强烈再生能力，可以自己恢复。这就要求我们实施生态修复遵循自然生态本身所具备的自然规律，靠其循环再生能力恢复植被，从而来治理水土流失，使其朝着人与自然和谐相处的方向发展。

我国幅员辽阔，水土流失面积巨大，情况复杂，在当前社会经济状态下，水土流失问题已刻不容缓。研究表明完全依靠传统的水土保持措施很难有效控制水土流失，而且传统的水土保持措施存在很多弊端，已不能适应新时期生态环境建设的要求。近年来我国各地实行的封山育林、建立自然保护区、水土保持示范区等措施，已经验证了生态修复在增加地表覆盖、控制水土流失方面起到了的良好效果。有专家研究表明生态修复能够提高土壤肥力和水保工程效益，如通过自我修复形成的林分单位面积活立木蓄积量比同龄人工林林分平均增加5立方米，质量也远远胜于人工林，而且森林土壤肥力及土壤涵养水分养分的能力会大大提高。因此在水土保持措施采取生态修复，可用较少的投入得到较大的成绩，在较短的时间内恢复植被，较好的减少或控制水土流失。

五、实施生态修复的具体应用措施

5.1 加强生态修复宣传，提高群众的生态意识

长期以来，我国广大人民群众对人与自然和谐相处的理念缺乏足够理解与认识，所以我们要加强宣传教育，让群众逐渐了解生态修复这种措施，接受生态修复的观念，使群众在水土保持生态修复上不断提高认识，认识到生态修复是一项让土地休养生息的好办法，是实现持续发展的正确选择，逐步提高农民投资的积极性，为做好新时期水土保持生态修复工作而努力。

5.2 加大生态修复技术的研究与创新的力度

生态修复应在技术上科学、经济上可行，这就需加强生态修复技术的研究，不断的创新生态修复的技术方法，丰富生态修复的理论，提高生态修复的科技含量。要开展多方面关于生态修复专题的研究，通过研究不同地区水土流失类型及导致生态环境退化的原因来总结水土流失的具体情况，然后创建属于我国生态修复工程的具体可行的科学体系，从各方面研究的结果丰富我国生态系统恢复的理论基础。

5.3 生态修复需因地制宜，同时制定人工辅助

生态自我修复主要是依靠大自然自身的力量来实现的。实施生态修复必须具备一定的自然基础条件，但并非所有的地区都适宜一样的方法，不同水土流失地区生态修复的潜力、时间不同，大多数植物生长的状况也不一样，因此必须因地制宜。当然，实施生态修复仅仅靠自然基础并不够，因为单单依靠自然的力量是难以恢复植被原有原生态面貌的，还必须依靠制定各种人工措施，以提高生态修复的效果。因此在生态修复过程中，我们除了要因地制宜的进行生态修复，还要正确对待生态自我修复与人工治理的关系，既要让生态环境在良好的环境自己主动的恢复，又要添加必要的人工辅助，两者合二为一，以达到最好的效果。

5.4 调整农业产业结构

生态自我修复是林业生产和农业生产的两场革命，修复中我们首先要从思想出发改变人民群众长期以来广种薄收、粗放经营的传统习惯，向精耕细作、集约经营方向转变，实施各方面的综合治理。在发展生态修复时，我们要调整农业生产结构，调整农业结构还是要以解决群众当前的经济收益问题为重点，保证群众基本收入和稳定的生活条件，无论如何调整都不能减少农民的收入，不能为此降低农民的生活水平。因此我们要实施具体的措施发展农业和林业时，比如在发展林业时，如果我们需要封山，就需要在山脚下，比较低的地方来发展农业，种一些有经济效益的果树，合理调节农业生产结构。

六、结束语

水土保持生态修复是新世纪水土保持生态建设的一个重大举措， 是保护和建设好生态环境， 实现可持续发展的必由之路。实施生态修复主要是依靠大自然的自我修复能力，在生态修复工作中我们要特别重视水土保综合治理，不但要做好生态环境的治理，而且要解决好群众的生产生活问题，只有这样生态修复才能顺利的进行。同时生态修复作为一项复杂的系统工程，要做的好、有成效并非是一件简单的事情，它需要政府、群众等全社会各方面力量的积极配合才能完成。

参考文献：

[1]王治国.关于生态修复若干概念与问题的讨论[J].中国水土保持，2003（10）.

[2]杜晓军，高贤明，马克平.生态系统退化程度诊断：生态恢复的基础与前提[J].植物生态学报，2003（5）.

[3]黄成志，秦百顺，董雨亭.认识大自然修复能力促进生态建设[J].水土保持科技情报，2004（5）.

第8篇：生态修复研究范文

关键词：矿山生态修复；技术；方法；理论

矿产作为我国重要的资源其开采程度越来越高，在矿产资源被高度开采的情况下是矿山生态环境的严重破坏，这种对生态环境的损害是在矿产开采中不可避免的。目前由于矿山生态遭到破坏所产生的环境问题主要有土壤结构损坏、森林植被遭到破坏、地质灾害频发、水资源受到污染、气候环境变化、土地生态退化、生物减少等情况，而这些因素造成了严重的生态失衡问题，长时间作用下会致使矿上生态功能结构的衰退，严重时还会致使矿山变为荒山。因此必须要通过修复、重建、复垦等方式来改善矿山生态环境，避免因矿山环境受到破坏而造成严重生态问题。

1 矿山生态修复工程的发展

1.1 矿山生态修复的概念

在矿山因过度开发或是过度损坏后其生态结构及功能出现衰退及消失等情况就需要进行生态修复来对矿山生态进行改善，以此来避免矿山因生态功能完全消失而变为荒山。目前在我国的矿山生态修复中将因生产建设或是自然灾害损毁的矿山归类为需要进行整治修复的区域，采用适当的治理措施来帮助矿山重新恢复为可进行活动及具备基本生态功能的状态。对于矿山生态的修复其并不是要求使矿山生态环境完全恢复成受到破坏之前的生态原貌，其主要是根据矿上生态系统的结构功能来恢复其所必须的部分，以此来保证矿山可以回归为可利用的状态。

1.2 矿山生态修复的理论

目前在矿山生态修复工程中主要应用的是生态演替理论，此理论主要是指在生态恢复中通过矿山中各类植物的演替及发展来形成一个完整且稳定的生态部落，此种理论的应用决定了在矿山生态修复中的整体性原则、稳定性原则、协调性原则，以此来保证矿山可以形成一个完整的生态循环系统。由于在生态演替的过程中其需要经过一个较为漫长的阶段，为此在矿山生态修复的过程中需要有人工的参与，这样才能有效减少生态演替的时间。同时在矿山生态修复工程中其包含了生态原理、植物原理、生物原理及控制原理等，可以说其属于一种综合性多层次工程。为此必须要以科学的角度矿山生态进行理解，并选用适当的恢复方案来对生态结构进行改善，从而使矿山可以具备生物多样性等生态特点。

2 矿山生态修复的处理方法

2.1 对矿山生态结构进行稳定

根据矿山的生态结构及地质环境，其在实际中可以采用物理及化学两种方式来对矿山生态进行稳定，具体实用措施有以下内容。

物理处理主要是对矿山生态进行前期的生态修复，由于在排矸场就采矿区都经过了长期的开采及生产活动，因此其地质存在不稳定的情况。在排矸场主要应用熟土进行掩埋工作，而在采矿区则是进行填充工作，这样可以有效提高矿山地表景观区的稳定性。

化学处理则是利用稳定剂来处理尾矿，在应用稳定剂后尾矿会经由化学反应出现一层保护膜，利用这层保护膜可以有效的提高尾矿的稳定性，避免出现侵蚀的情况。但是此种方法在使用中具有一定的缺陷，其因化学药剂而极易造成生态污染，并且整体成本略高，不适宜大规模使用。

2.2 进行矿山植被修复的方法

进行植被修复是最有效的矿山生态修复方法，根据矿山生态修复的需要其在实际中可以采用直接种植及覆土种植两种措施，在实际中对植被修复方法的选用需要根据矿山土壤情况及土壤肥力等进行合理选择。

直接种植在应用中具有成本低、操作简单等优点，但是在实际中其要求矿山地质需要具备一定的营养条件，且土壤结构可以满足植物生长的基本条件，但是在许多废弃矿山中其土地多为裸地，地表无植物存活或是存活量较少，其土壤内部微生物及其它有益生物存活率量较少，不适宜直接种植。因此直接种植的方式仅适用于矿山土壤生态损坏程度较低的区域。

覆土种植在实际中需要对地表生态修复区域进行覆土工作，并且要保证覆土的厚度满足植物生长需要，为此其成本较高，覆土厚度需要达到5cm-10cm。在进行植被修复时可以采用种植豆科植物来降低成本，或是选用适地性良好的植被种子。

2.3 进行矿山土壤生物修复的方法

在土壤生态结构中其内部生物起到了非常重要的作用，其可以有效的提高土壤肥力，改善土壤结构，为此对于土壤生物的修复需要从微生物及土壤动物两个部分来开展。

土壤中微生物不仅可以有效调动土壤活性，还可以促使土壤养分快速分解，提高土壤有机物含量，同时一些微生物还可以分解污染物及垃圾，有效的减少污染问题，并且对微生物进行修复还可以提高矿山生态修复水平，使整个生态系统更加完整。同时对于微生物的修复需要根据矿山原有生态中微生物的种类进行恢复，避免引进不同的微生物造成生态结构受到破坏，影响植物生长。

土壤动物可以有效的疏松土壤结构，并且多数土壤动物会对落叶及枯枝进行分解，通过分解这些残枝，使土壤肥力得到提高，进而使植被土壤可以形成完整的营养循环。因此在矿山生态修复中对土壤动物的修复也是其在实际中需要重点控制的部分。

3 进行矿山生态修复的技术措施

对于矿山生态修复工程需要依据科学的修复理念及发展观开展相应的工作，本着可持续发展的观念并结合与自然和C共处的观念来制定相应的规划，在考虑生态环境本身所具有的自愈能力来选用适当的技术措施对生态环境修复进行科学、合理的布局，并且对于技术的使用需要对其经济性及适用性进行考虑，从而保证在矿山生态修复中可以满足其多方面的实际需求。

3.1 采矿区生态修复

坑下开采矿山应采用减轻地表沉陷的开采技术，并推广使用充填采矿工艺。尽量减少地表沉陷面积，对已造成地面裂缝的地方，应采取废石充填和表土覆盖，最后恢复植被。露天矿开采后，多形成坡度陡的岩石边坡，以及宽度不大的台阶，因此，在对露天采矿区进行生态修复时，要对其形成的坡面进行不同程度处理，对边坡坡度大于75°的，在保证边坡稳定的前提下，进行生态环境修复措施。

3.2 排土场复垦

排土场生态环境修复，首先要保证边坡稳定，其次采取工程措施与植物措施相结合，主要是植树种草。对存在安全隐患的边坡要进行工程措施处理，其主要包括修建拦河坝、削坡开级、修建抗滑桩、深空预应力锚、长锚杆加固等工程措施。排土场植物措施所选择的植物树种要抗性强、品质好，栽植树木的方法主要包括堆土袋、挂网绿化、植生袋、植生盘等。排土场修复为林地时，应在其表层覆土，厚度应大于30cm；若采用坑栽，可在坑内填入少量的客土；在边坡小于35°的人工挖土缓边坡地带可种植一般的林木。

3.3 尾矿库复垦

在进行尾矿库复垦工作时需要在保证其完全闭库后且整个工程设施都稳定后进行相应的处理工作，根据其实际的性质对复垦工作进行调整。无论尾矿为酸性还是碱性，要根据场地的利用方向对其进行深度处理；尾矿中含有放射性、有毒物质时，应根据其含量水平确定是否有必要设置隔离层，并尽可能深度覆盖；尾矿所含盐分较大时，应对其进行除盐处理，或者深度覆盖处理。同时，要在尾矿库周围设置排水设施，排水设施必须满足一定防洪标准。根据国内外的生态修复成果，对尾矿库进行生态修复时需要在其表层覆盖厚度大于5cm的土壤，并设置各项防止水土流失的措施。

3.4 排矸场生态修复

排矸场生态修复首要工作是对以坡地和丘陵为主的排矸场进行边坡稳定，主要措施包括水平阶整地，稳定坡面，降低矸石山的相对高度。在矸石堆放前，必须对沟底进行推平、夯实处理，堆放矸石以3m为一层进行分层堆放，且台阶的宽度要大于3m。堆放顺序为从沟里向沟口进行，层层压实，同时在沟口设置拦渣坝和浆砌石排水沟。在边坡地带以15m为间隔设置导流渠，且层与层之间错落布设排列呈“品”字状；其次在排矸场上进行表土覆盖；最后根据土壤的性质和当地气候条件选择适宜的植被栽植。

4 结束语

对废弃矿山进行生态修复需要经历一个长期的过程，为此必须要根据矿山生B修复工程的实际需求制定出完善的处理规划。在进行矿山生态修复之前需要对矿山生态受到破坏的程度、矿山类型、生态特点等进行全面的调查，根据调查的结果进行全面的综合性规划。对于矿山生态修复必须要遵循其生态修复原理从土壤、植被、生物等多方面进行改善，采用适当的技术措施对矿山生态进行修复，以此来保证矿山生态修复工程进展的顺利性。以上根据矿上废弃后的特点从多角度提出了在实际中对不同区域采用的不同生态修复方法，以此来保证生态修复的有效性，使矿山生态结构可以满足持续、平衡发展的需求，并具备应有的生态功能。

参考文献

[1]金一鸣.矿山废弃地工程绿化技术模式生态修复效益研究[D].北京林业大学，2015.

[2]冯少华，陈炜，祁冉，等.矿山生态修复方法及工程措施研究[J].科技创新导报，2016，13（23）：26.

第9篇：生态修复研究范文

经济功能

在安全得到初步保障后,城市河流的经济功能逐渐引起重视,它是指水作为一种重要资源所发挥的功能,包括供水、交通运输、农田灌溉和

水产养殖等作用。

景观功能

河流景观侧重水景观,以水为中心轴线向两岸扩展,包括水域景观、过度区域景观以及岸上景观等。现代城市河流是由若干人工设施和自然存在物共同组成的集合体,各种组成部分形成密不可分的系统关系,充分研究发挥这些系统组成部分之间的关系,并加以利用,可大大增强河流景观建设的效果。

生态环境功能

生态环境功能主要指水维持自然生态过程于趋于生态环境条件的功能。一个完善的城市河流生态体系,应该具备改善水质及水体的自净能力、调节局部水温变化、维持水生态系统的平衡、保持生态多样性等功能要求。现代的城市河流修复不仅要考虑河流生存的需要,更要保障人类的基本生存安全,因此,如今河流整治工程必须兼顾安全、经济、景观与生态环境等多重功能,其中安全、经济性是基础,景观、生态性是体现现代人追求“自然”、“亲水”的基本要求。与河流的自然状况,以及分析河流整治状况与生态系统的相互影响；1989年,Pabst提出了河流的自然特性尽量要靠外界的自然力来恢复的理念,强调河道要有生态自然修复的功能;1991年,日本开始推行重视创造多样化河流形态的“多自然型河流建设”。于此同时,国外也开展许多大型的生态修复工程实践,如1987年,德国莱茵河流域管理委员会提出了重塑莱茵河的生态,使鱿鱼重新回到莱茵河的“莱茵河蛙鱼2000计划”,随后莱茵河保护国际委员会(工CPR)又进一步制定了“莱茵河蛙鱼2020计划”;在密西西比河上,Juliann等[5〕在CapeGirardeau附近主河槽内对大型无脊椎动物进行了研究,John等对河上游鱼类的时空分布进行了研究;1987年,为解决斯凯恩河(SkjernRiver)的水环境问题,丹麦通过了退耕2200公顷,恢复河流洪泛区地的决议,并于2002年基本完成修复工程。

国内外河流生态修复研究进展

1国外研究进展

人们对河流的生态环境修复的认知已经经历了半个多世纪,在德国Seifert首先提出“亲河川整治”概念后,EmstBittmann于1965年首先在莱茵河用芦苇和柳树进行生态护岸实验,并取得了很好的效果;Schlueter认为河流近自然治理要在满足人类对河流合理利用的前提下,保护或促进河流的生物多样性;1980年,瑞士州河川保护建设局将生态护岸法发展为“多自然型河道生态修复技术”,对河流的治理重视恢复植被和建设自然护岸[3];1983年,Bidner提出河流整治首先要考虑河道的水力学特性、地貌学特点

2国内研究进展

国内开展河流生态修复的研究工作起步相对较晚,但发展非常迅速。有关生态河流治理理念方面,董哲仁首先提出了“生态水工学”的概念,指出改善河流生态系统、修复河流生态环境的工程措施及思路德孙宗凤认为生态水利是我国新时期水利建设的必由之路,提出了如何把生态建设和水利工程建设有机地融为一体;孙东亚等在流域尺度的河流生态恢复研究中,指出我国现阶段河流修复中的首要任务是遏制流域内引起生态系统退化的水污染。在河流生态工程实践方面,尤其是河道生态护坡的工程应用上,我国在近二十年来做了许多尝试,如工程中分别采用了植被护坡、格宾网石笼(蜂巢网箱)护坡、生态袋护坡、连锁式铺面砖护坡、土工格栅+固土种植基护坡、三维土工网垫护坡、混凝土植生块护坡、绿色混凝土护坡、土壤固化剂护坡等。总结国内外的城市河流生态修复研究现状可知,当前国内外展开的河流生态修复工作仍着眼于河流某一方面的功能,如国外在兼顾景观的同时,更侧重生态修复和重建等方面的工作,而国内则较多地考虑护岸措施生态化,对于生态修复理念与生态功能实现还有待进一步加强。

城市河流生态修复方法研究

由前述的河流功能划分内容可知,生态功能与景观功能己然成为现代城市河流建设的两大重要评价指标。

1生态功能修复

河流生态系统中较为重要的物理组成包括河岸、浅滩、潜流带和生物栖息地等,它们是河流生物生存及完成河流生态过程的基质,其稳定和健康发展对城市河流的生态系统具有重要作用。因此,河流生态功能的修复工程应具有相对完整性和系统性,需涵盖河流的形态、水体水质、生物群落及栖息地等修复内容。

(1)河流形态修复

自然河流的横断面通常由三部分组成,分别为主河槽、洪泛区和高地边缘过渡带(见图1)。

河流形态修复的主要目标是构建近自然型的多样性河流形态,它是流域生态系统生态环境的核心,亦生物群落多样性的基础。对于河道形态多样性的修复,高永胜等针对我国目前一些中小河流健康受损的实际情况,提出从纵、横两方面来提高河流形态多样性的修复方法:在纵向上,修复河流蜿蜒性,在河床上创建深潭一浅滩序列;在横向上,构建包括主河槽和洪泛区在内的多样性断面形态,并采用生态型岸坡防护结构,避免河流岸坡的硬质化。

(2)水质修复

水质的修复可分置换净化水和河流水体内修复两种方式,其中净化水可通过城市污水集中处理、湿地修复工程等方式获得;而水体内修复可采用能够增强河流净化能力的相关技术实现,如曝气、引水稀释、添加试剂、生物操控、恢复水生植被、水体内生物强化等;另外还可以通过底泥疏浚、底泥污染物控制等方式实现河流水质的净化效果。

(3)生物群落恢复及栖息地修复

河流生态系统的生物群落恢复包括水生植物恢复、底栖动物、浮游生物、鱼类等。在河流的形态及水体水质得到改善后,河流生物群落的恢复就变得相对容易,可通过自然恢复或进行简单的人工强化,必要时采用人工重建措施。另外,恢复河流的生物群落还需要对生物栖息地进行改善,如营造适合生物生存的河流环境和形态,如多样化的流速、弯曲且深浅不一的河道、合适的水深、温度和生态状况。

2景观功能修复

河流由于其自身的特点,河流景观与一般意义上的园林景观、地理景观不尽相同。河流的景观侧重水景观,以水位中心轴线想两岸扩展,包括水域景观、过渡域景观及岸上景观等。,图2为河道景观构成示意图,可见,现代城市河流是由若干人工设施和自然存在物组成的组合体,而研究这些组成部分之间的关系,并在具体的景观设计中予以应用,则可以大大增强河流景观建设的效果。在城市河流景观建设时,要根据河流所处的位置,结合城市规划,遵循格局连续性、自然和人文相结合、共享性、整体性、可持续性等原则,确定合理的景观布局。具体构建思路为「17〕:(l)查阅分析河流修复前后在城市发展过程中所扮演的角色,准确地定位城市河流功能;(2)在满足城市未来发展需求的基础上,确定景观设计的主题和亮点;(3)综合考虑河流的功能多样性要求,对河流进行合理的形态规划;(4)完善运行管理措施,以保证景观的可持续性。