生态修复范文

时间:2023-12-11 03:55:32

生态修复

生态修复篇1

关键词:河流;生态修复;技术

中图分类号:S891+.5 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)18-0159-01

在我国现阶段,河流修复技术的关键就是生态修复技术,是实现人与自然和谐相处的主要途径。生态修复技术主要是通过物资循环规律及自然界的净化能力等对污染水进行治理,这种治理方式具有良好的生态效果,而且其成本低,不需要能耗,而且容易被开发。因此,加强城市河流生态修复技术是非常重要的。

1 河流生态修复的原则

1.1 遵循自然生态原则

河流生态修复工作主要对河道生态系统的自我调节能力进行分析,全面遵循其发展规律,对河流资源进行合理利用,全面建立人与自然和谐发展的生态体系,促进河流系统的快速发展。

1.2 可持续性原则

河流修复过程中应该系统、全面的对各项修复方案进行分析,并且对各个措施的使用条件、有效性、抗风性、经济性等进行探讨,保证河流生态修复工作的正常进行[1]。

1.3 景观和谐性原则

针对现阶段河流景观的宏观概念进行分析,结合河道污染及城市经济的具体情况,进行科学合理的规划设计,全面优化影响河流修复的各个因素,有效的实现净化、治理、修复与景观系统优化的共同目标。

1.4 综合效益最大化原则

河流生态修复过程中应该从流域系统进行分析。将前期、过程及后期利益有效的进行融合,并且将效益进行比较,提高河流修复效益,并且有效的实现环境、经济及社会综合效益的最大化。

2 河流生态修复技术与方法

2.1 恢复河流自然蜿蜒特性

通常情况下,天然河流都具有蜿蜒曲折的特征,因此,才会出现浅滩、沼泽、急流和河湾等情况,为水中生物提供良好的栖息场所。但是,随着航运及泄洪的不断发展,强行通过人为因素将河流修整成直道,严重影响河流的自然形态,导致河流缺乏生物多样化的特征。因此,在河流生态修复过程中,应该根据河流的自然规律,保证其蜿蜒曲折的特征[2]。还可以根据其实际情况建造弯曲的水塘及水路,保证河流水环境符合自然生态标准。

2.2 生态护岸技术

生态护岸是一种将治水与生态环境相结合的新型护岸方式。主要利用多孔环保混凝土、木材、石块和自然材质制造而成的亲水性良好的施工材料,用于修筑河流沿岸,有效的加固堤岸,避免水土污染及流失,提高动植物的多样性,美化河流周围环境。生态护岸集自净效应、景观效应、生态效应及防洪效应于一体,促进护岸工程的快速发展。因为,防止河岸坍塌的主要措施就是生态护岸,还具有土壤与河水两者相互渗透的效果,有效的加强河流的自净能力,促进河流生态系统的快速发展。

2.3 改善水质

河流生态修复的重点工作就是改善水质状况。通常有生态与生物相结合方法、化学化、物理法,其中生态与生物相结合方法是最常用、最广泛、最普遍的方法,主要有生物膜技术、生物浮岛技术和人工湿地技术等。

①生物膜技术。生物膜法的主要作用就是通过河床上依附的生物进行过滤及进化。人工填充载体或者填料,提供给细菌絮凝生长,从而形成生物膜,载体与滤料的表面积表面积比较大,微生物具有数量大、种类多,有效的加强河流的自净能力。

②生态浮岛技术。生物浮岛水质具有富营养化,主要是利用生态工学原理,对水中的磷、氮、COD等元素进行降解,其可以有效的提高水的透明度,并且改善水体的质量,抑制藻类生长具有很好的作用。生态浮岛净化水质的主要作用就是充分的利用植物,植物根系具有良好的吸收富营养化物质的作用,如,有机物、氨氮、总磷等,充分转移水质中的营养,避免河流水体因为自循环不足及封闭导致的富营养化、腥臭状态[3]。

③人工湿地技术。人工湿地技术的主要作用就是对污水进行处理,在具有一定坡度及长宽比的洼地中,使用填料与土壤进行混合,并形成填料床,使污水在床体表面或者床体缝隙中自由流动,并且在床体表面种植经济价值好、美观、生长周期长、抗水性强、成活率高及性能良好的水生植物。

具有良好的污水处理效果,具有良好的社会效益、经济效益及环境效益。

2.4 河流生态景观建设

河流生态修复过程就是河流生态景观的建设,除了恢复退化的生态环境及改善水质环境,还应该使河流实际状态接近自然环境,充分的体现河流美学价值,充分挖掘城市河流的美学价值。

在河流生态修复时,还可以为人们提供一片休息娱乐的场所。

3 河道生态修复技术展望

随着社会经济的快速发展,河流生态修复技术已经得到了快速发展,具有良好的效果。其中主要包括对修复对象进行研究及分析,对其理论性质进行深入的分析。整个过程经历了由简单到复杂、由河流自身的实际状况到修复结构功能,从单一、小尺度的修复技术到多学科、整个区域的、大层次的、多方面相结合的过程。在河流生态修复在发展过程中,应该以综合性的修复技术为发展的主要目标。本文就以下几个方面对河道生态修复技术展望进行分析。

3.1 制定完整的相关技术规范

在我国现阶段,河流生态修复技术还没有完善的规范。因此,在进行河流进行修复过程中,没有相关规范及标准作参考,加大了河流工程的修复难度。根据河流生态修复过程中的各个环节应该制定健全的规范制度及执行标准,才能促进河流生态系统的快速发展。

3.2 确定效果出现的具体时间

在河流生态修复之后,短期内不能充分体现其效果,有的河流由于被严重污染,或者水质出现问题,经过一段时间后才能体现其效果。由于河流生态修复不能快速的取得良好的效果,因此,使用生态修复技术是否具有效果是无从知道的,因此,应该制定一定的评价标准及体系,对修复结果进行检测。

3.3 讲求综合性修复的研究

仅仅只考虑单一的生态修复技术不能适应现阶段河流的快速发展。现阶段,应该紧跟时代的发展,充分考虑河流的整体性,其主要包括河流实际情况及周围环境。同时,应该使用多个方面的学科知识,有效的完善河流生态修复理论,有效的提高河流生态修复效果[4]。

3.4 水生植物的优化配置

如何有效提高河流净化效果,选择水生植物是非常重要的,针对水生植物中具有抗性的进行分析与研究,并将其进行分类,对症下药,才能有效的提高河流的净化效果。

4 结 语

河流作为城市生态环境系统的重要组成部分,促进城市快速发展的关键就是生态系统的受损情况。在河流生态修复过程中,应该恢复河流自然蜿蜒特性、加强生态护岸技术、改善水质及加强河流生态景观建设,严格遵循综合效益、景观和谐性、可持续性、自然生态的原则,促进城市生态稳定发展。

参考文献:

[1] 崔宗昌,翟付顺,张秀省,等.浅谈城市河流生态修复理念与技术[J].聊城 大学学报(自然科学版),2011,(3).

[2] 赵楠,张睿,尚磊.河流生态修复的研究内容和理论技术[J].河南水利与 南水北调,2010,(5).

[3] 关春曼,张桂荣,赵波,等.城市河流生态修复研究进展与护岸新技术[J].人民黄河,2014,(10).

生态修复篇2

关键词:生态修复经济社会可持续发展通渭县

通渭县鹿鹿山流域水土保持生态修复试点项目于2004年被列入黄河水土保持生态工程试点项目,经过3a实施,项目区内生态环境得到了明显改善,林草覆盖率从52.30%提高到60.29%,农户人均纯收入由1613.80元提高到1967.20元;生态、经济系统开始良性循环,该项目的实施为本区域经济社会的可持续发展打下了坚实的基础。初步实现了人与自然和谐相处。

1基本情况

通渭县鹿鹿山水土保持生态修复项目是黄河水土保持生态工程生态修复试点项目。实施期为2004—2006年,项目区年均降水量500ram,年均气温3~5oC,适宜各类生物生长,属黄土丘陵沟壑区第三副区。该地区为石质山地,项目区辖陇阳、北城、寺子3乡,12个行政村54个村民小组,总人口7839人,人口密度84人/km,全部为农业人口,农业劳动力4706人。人均土地1.19hm,人均耕地0.26hm,总面积93.30kmz。完成封禁面积56.25km2.人工补植9Ohmz,人工种草277.5Ohm2,设立封禁工程围栏5km、标志碑5座、标语牌9O个、封育区“四至”边界标志界碑600个;新建管理房3间、示范养殖圈舍150座。布设植被监测点5个、气象观测点1个、径流泥沙监测点1个,选择监测典型农户60户。

2生态修复成效

生态修复是指对生态系统停止人为破坏,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力与自身组织能力,使其向有序的方向进行演化;或者利用生态系统的这种自我修补能力,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复或向良性循环方向发展;主要指致力于那些在人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作。

该项目实施后,项目区水清、山绿、水土流失减轻,群众的思想观念转变,实现了生物、产业趋于多样化,取得了明显的生态效益、蓄水保土效益、经济效益和社会效益。据测算,到项目实施年限末期,林草覆盖率从52.30%提高到60.29%;监测区年土壤侵蚀模数由1430t/km。·a降为964.40t/km项目区内农户人均纯收入自1613.80元提高到1967.20元;农、林、牧、副各业产值结构由基期的76.70:0.94:17.30:.5.06变为50.30:.1.07:29.50.:19.13;土地利用结构调整为农地:林地:草地:荒地:其他=21.12:20.97:34.30:4.30:18.56。舍饲养殖数量6000多(只),实现牛、马、猪、兔、鸡、鸽等多元化养殖。各产值机构有了较大变化,土地利用结构更加合理,使区域生态、经济系统开始良性循环。该项目的实施为本区域经济社会的可持续发展打下了坚实的基础。初步实现了人与自然和谐相处。

3几点启示

3.1科学规划,对位配套措施是实施生态修复工程的前提

水土保持生态修复是一项系统工程,直接关系到群众的生产和生活,在项目实施过程中,始终坚持以科学发展为指导,以构建和谐社会为目标,坚持以人为本理念,科学规划。在生态修复技术措施运用上,以保护和利用水土资源为核心,依据“源于自然,还于自然”的思想,为大自然恢复其自我修复能力创造条件,对位配置各类措施,以封为主,封禁、补造、抚育、管护并重,工程、生物、农艺措施相结合,生态修复与群众脱贫致富相结合的原则。使项目区形成一个相对独立的生态隔离区,减少或禁止人、畜活动对生物群落的干扰和破坏,促使土壤质量正向发育,生态系统自我调控能力向健康状况演化。取得了良好的生态效益和经济效益。

3.2加强组织、建章立制、加大宣传是生态修复工程顺利实施的基础

生态修复是新时期水土保持生态建设的重大战略调整,县委、县政府高度重视,加强生态修复的组织领导和部门协调,专门成立项目执行领导小组,健全管理机构、配备工作人员,明确和落实各部门的责任权属。制定和颁布有关项目建设的法规及管理制度,对生态修复区林草及其设施的管护管理提出具体的操作要求。做到管理有章可循,有法可依。利用集市、庙会等多场合、多形式、多渠道对农民进行广泛宣传教育,印发传单、公告、宣传画及日历和手册。为生态修复的顺利实施提供组织保证和营造良好的舆论氛围。

3.3建立部门联动机制,整合项目,为生态修复项目的实施提供资金保障

水土保持生态修复涉及农、林、水、环保、畜牧、财政、扶贫、科技等诸多方面,综合性很强,我们利用中央资金的主导作用和退耕还林草的机遇,深化投资管理机制改革,整合项目资金,统筹兼顾,合理规划,相互配套,镶嵌实施,达到资金技术、土地和劳动力资源的合理配置,使有限的投入资金发挥最佳使用效益。在项目建设中,与相关部门在工程实施、科研和监测等方面密切配合,加强合作,全面提升生态修复的科技水平和效益,加快生态修复进度。在管理上实行目标管理责任制,形成部门之间“各负其责,各尽其力,各投其资,各计其功”的工作机制。为生态修复工程建设提供了资金保障。

3.4立足实际,政策引导,狠抓落实是实施生态修复的关键

自然生态系统的承载能力是有限的,土地资源的开发必须符合自然生态系统的内在规律,使其得到休养生息。必须按照“顺应天时,遵循自然规律;顺应市场,遵循经济规律;顺应科学,遵循市场规律”的原则,坚持川台河谷区发展全膜覆盖玉米、浅山区种植马铃薯、深山区发展畜草产业的种植结构调整思路,大胆探索,积极挖掘本地资源潜力,引导农民转变观念,大力发展玉米、洋芋、畜草、中药材等富民产业。通过政策引导,利益驱动,解决了许多与群众切身利益息息相关的实际问题,使支柱产业开发和扶贫攻坚取得了明显的成效。通过生态修复,既满足了生态系统的自我修复条件,又确保了当地社会经济可持续发展、社会安定团结、人民安居乐业。为社会主义新农村建设起到了示范带动作用。

3.5依法监督,狠抓管护是生态修复效益正常发挥的保证

生态修复能力的体现根本在于彻底控制人为活动对生态环境的一切干扰因素和防止水土资源的污染,关键是水土保持监督执法和封禁成果管护。为此,要采取以下强有力的措施:

①建立健全水保监督执法网络。县、乡、村、社四级执法网络组织机构健全,并逐级签订监督管护目标管理责任书,做到责、权、利绝对明晰。

②依法具体落实“三区”划分与“三权一案三同时”制度,严格管理,奖惩兑现。加强修复成果管护。

同时,对水保预防监督执法的检查情况纳入乡镇年终综合考核评比的内容,推行奖励机制,以管促封。使生态修复效益能够正常发挥。

3.6合理布设监测网络,为生态修复提供科学依据

监测工作所获取的基础数据,对于生态自我修复能力的研究及评价意义重大,根据基础监测指标体系和监测评价体系要求,合理布设监测网络,采用实地定点、定时,多方位、多层次、多目标、多样点统计调查的方法进行。着重做好以下监测内容:

①蓄水效益监测。定点观测和统计径流、土壤侵蚀、泥沙变化、流域降水量等数据,分析评价项目实施后的蓄水保土效益。

②生态效益监测。林地监测:采用多样点抽样调查法。草地监测:选用不同草地类型,采用刈割测定生长量等,分析评价了项目实施后的生态效益。

③社会效益监测。通过布设网点社经调查,采用分层抽样的调查方法,以定点观测和典型农户调查结合,进行统计调查,统计分析,评价项目实施后的经济及社会效益。

根据监测结果与效益分析评价,为同类地区生态修复的科学研究和可持续发展提供科学依据。

4结语

生态修复篇3

1珊瑚礁生态修复的理论

1.1理解主要生态因子与珊瑚礁生态修复的关系在气候变暖的大背景下,高温热胁迫是全球珊瑚礁受到威胁的主要因素。一定范围内,热胁迫使许多珊瑚自我调整出适应环境变化的能力。热休克蛋白(Hsp70)是其中显著表达的基因集,其他基因集包括坏死因子受体、免疫球蛋白等。在环境胁迫下,这些基因激活细胞免疫系统活性,改变珊瑚细胞死亡控制、免疫反应、细胞修补的基因序列,进而提高对温度的耐受性。相对高纬度珊瑚礁区的珊瑚采取基因“救援”(geneticrescue)的方式,通过跨纬度交换可遗传的耐热基因,向更高纬度礁区迁移,避免种群衰退。如大堡礁南北跨越14°,南北年平均温度差达3℃,因此协助珊瑚跨纬度迁移(Assistedmigration)理论上可作为保存珊瑚多样性的策略。光照也是影响珊瑚生长的重要环境因素。珊瑚共生虫黄藻通过光合作用合成ATP及其他生物质,保持共生体能量供给的平衡。珊瑚共生体若长期处于弱光的环境中,容易造成光合产物供应量不足。一方面将影响珊瑚共生体的能量供给,另一方面也会导致共生体内pH值降低,影响珊瑚钙化过程。弱光环境的形成原因是水中悬浮物的增加和水深等。能量供应充足的珊瑚共生体能更有效利用水中的无机氮(DIN)和磷(DIP),相应地可促进虫黄藻的繁殖,可增加能量的产生和供给。但过高的营养盐会造成浮游藻类和病菌大量繁殖,威胁珊瑚的生存,因此有研究提出将高营养盐含量区域的珊瑚移植至正常营养盐、适合珊瑚生长的区域。

1.2移植珊瑚的自我修复能力

1.2.1珊瑚组织物理损伤后的修复珊瑚移植是目前提出最为重要的珊瑚礁生态修复手段。研究发现珊瑚在移植过程中部分组织会受到物理损伤,但它具有自我修复能力,包括伤口愈合、组织再生和免疫系统重建等4个阶段:1)凝结物质封闭伤口,粒状细胞释放转谷氨酰胺酶颗粒;2)免疫细胞吞噬细菌,伤口形成新细胞;3)伤口增加免疫细胞和纤维母细胞,形成表皮;4)伤口开始化脓,表皮细胞形成新的上皮组织。珊瑚的黑化作用(melanizationcascade)可诱导自身产生免疫反应,组织中不活跃的脯氨酸(proPO)可以转为活跃的酚氧化酶(Phenoloxidase)。酚氧化酶可导致黑色素沉积固定微生物,且产生凝集素和甘露糖-丝氨酸蛋白酶结合体(MBL-MASP)。如鹿角珊瑚(Acroporaaspera)移植后,珊瑚增加免疫系统的活性,开始修复伤口。酚氧化酶活性明显提高,珊瑚的免疫能力增强,受损后的珊瑚得以快速恢复,这一过程还可避免对其他珊瑚的感染。

1.2.2移植珊瑚生存的能量供给珊瑚与虫黄藻共生是珊瑚礁生态系统最基本的生态特征,珊瑚虫宿主给共生虫黄藻提供庇护环境和无机养料,虫黄藻为宿主提供光合作用产生的ATP。共生虫黄藻把95%以上的光合作用能量提供给宿主珊瑚虫。移植损伤修复后的珊瑚,与正常珊瑚一样,一方面共生的虫黄藻继续通过光合作用产生ATP提供给宿主细胞,另一方面由母体异养储存的能量也在一定程度上维持珊瑚的生存。这一过程中珊瑚不可避免地会损失部分虫黄藻,但可通过分裂补充。内胚层的动物营养细胞可为虫黄藻分裂和珊瑚出芽繁殖提供基本养分。

1.2.3珊瑚共生虫黄藻对新环境的适应能力与珊瑚共生的虫黄藻可以分为9个亚属,分别命名为A、B、C、……、I,造礁石珊瑚常见的共生虫黄藻为A~D系[24]。环境适宜时,D系虫黄藻占虫黄藻群落比例<1%,A和D系虫黄藻在生态修复过程或珊瑚移植过程中表现出相对活跃的状态。定量聚合酶链反应(quantitativePCR)技术的应用揭示低密度系群的虫黄藻在珊瑚修复过程中发挥其冗余功能(functionalredundancy)。移植的珊瑚可通过改变体内共生虫黄藻系群的组成以增加对新环境的适应性。因为不同虫黄藻的生理耐受力有明显区别,环境扰动可影响虫黄藻的遗传同一性(geneticidentities)。对虫黄藻细胞核糖体中脱氧核糖核酸(rDNA)的研究揭露:在对环境胁迫的耐受力上,A系虫黄藻比B和C系更强。在极端环境中,以A或D系虫黄藻为主导的珊瑚光量子效率高于以B或C系为主导的珊瑚。因此以A或D系虫黄藻为主导的珊瑚对环境具有更强的适应能力,是珊瑚移植的优先选择对象。

1.3移植后珊瑚的自我繁殖、扩展能力

1.3.1移植珊瑚的有性繁殖产生具有强适应环境能力的珊瑚后代有性繁殖和无性出芽繁殖是珊瑚主要的繁殖方式,有性繁殖是成熟珊瑚排卵至体外受精成为浮浪幼虫。浮浪幼虫经水流漂流和纤毛运动,选择合适的地区附着生长,发育成珊瑚。珊瑚通过有性繁殖保持物种基因的连通性,基因流动也是珊瑚保持基因连通的有效方式。即使纬度差异大的珊瑚礁区存在着明显的温度梯度,但是其珊瑚仍可以保持高度的基因连通性。低纬度与相对高纬度珊瑚杂交产生的后代拥有更强的热胁迫耐受力,可遗传的耐受基因包括氧化应激、细胞基质等的功能基因。幼虫在水流作用下进行不同空间尺度的漂流和附着是珊瑚迁移、扩展的途径之一,退化礁区因为环境的不适宜性,特别需要移植成熟的珊瑚进行幼虫补充。移植的珊瑚适应环境并达到性成熟后,与原位珊瑚进行杂交繁育,产生变异后代,提高对环境的适应性,发挥出杂交优势。杂交或变异后代的氧化还原酶活性和细胞基质相关的基因本体(geneontology)有丰富的正调节基因集,拥有更高的热耐受应激反应基因。因此,跨纬度移植产生的珊瑚杂交后代具有更高热耐受力,理论上讲可实现通过珊瑚移植、生态修复达到珊瑚繁殖、扩张的目的。

1.3.2化学诱导增加珊瑚幼虫附着和变态的几率漂流的浮游幼虫期和海底固着期是珊瑚生活史中的2个典型阶段。实现珊瑚礁生态修复的关键是浮游幼虫要补充到珊瑚礁区。完成幼虫的补充包括3个连续的阶段:幼虫漂流、幼虫附着和变态、幼虫生长。可通过海洋化学信息的吸引,使浮浪幼虫漂流至合适的地方进行附着。移植的珊瑚和原位珊瑚杂交产生的幼虫,在细菌和珊瑚藻分泌的化学物质吸引下,进行附着和变态。许多生物表面的细菌都影响着这些幼虫的附着,如壳状珊瑚藻(Neogoniolithonfosliei)表面的假交替单胞菌(Pseudoalteromonas)分泌的四溴吡咯(TBP)可以诱导幼虫的附着和变态。此外,壳状珊瑚藻分泌的溴酪氨酸衍生物(11-deoxyfistularin-3)也可诱导幼虫变态。

1.3.3创造海底微地貌促使幼虫附着在适合珊瑚生长的环境中投放人工礁,在礁体表面增加微型孔洞等能够促进幼虫的附着,表面结构复杂的礁石是吸引珊瑚幼虫附着的重要因素。退化珊瑚礁区的礁体表面结构固然复杂多样,但水环境条件不利于幼虫附着和生存。因此,选择合适的水域创造微型地形地貌,理论上可增加幼虫附着的成功率。

1.4对人工礁体中底栖海藻群落的抑制人工礁是通过建立一个稳定、抵抗风浪、提供庇护所的岩体结构,促使珊瑚的附着、生长和繁殖。但人工礁体中底栖海藻易于快速繁殖,抢占珊瑚生存的空间,影响珊瑚的生长,抑制幼虫补充。底栖海藻的快速繁殖,人工礁中的珊瑚群落向海藻群落更替,影响珊瑚礁生态修复的效果。有研究发现:隆头鱼捕食底栖海藻可降低这些海藻的覆盖度,从而帮助珊瑚的附着与生长。珊瑚礁中有2种鱼类(Scarusrivulatus和Siganusdoliatus)以底栖海藻为食。但是过度捕捞会导致珊瑚礁区鱼类快速减少,投放的人工礁容易被底栖海藻覆盖,因此借助人工鱼礁修复珊瑚礁也需要相关生态因子的平衡。

2珊瑚礁生态修复的实践

上述介绍表明:从理论上讲珊瑚礁的生态修复是可行的。如选择合适的移植区进行珊瑚移植、园艺式养殖珊瑚(提供移植对象)以及人工礁等都是目前探索的相关修复技术。但实际上,珊瑚礁生态的修复工程成本相当高,周期也很长,因此不同国家采取的珊瑚礁修复策略不同。发达国家的原则是“修复成本与生态补偿平衡”,需要从珊瑚修复所产生的价值考虑;发展中国家比较多考虑的是降低成本,并以珊瑚移植为主要手段。但不论哪种技术,目前成功推广的珊瑚礁生态修复案例都很少。

2.1珊瑚移植的实践珊瑚移植因为成本较低且可以快速增加珊瑚的数量,因此是提及最为广泛的技术在不少的珊瑚礁区都有学者进行过珊瑚移植实验,如Soyoka等将4类珊瑚(Acropora,Pocillopora,Porites,Favites)移植至退化区,对珊瑚覆盖率、物种多样性进行长期观察,发现不同的珊瑚适应能力有明显的差异。珊瑚移植在适应新环境后,珊瑚无性分裂过程能量供给和珊瑚共生虫黄藻系群结构快速恢复正常。Shaish等将培养了1a的蔷薇珊瑚(Montiporadigitata)移植至珊瑚退化区,珊瑚在1周后恢复正常状态,初期存活率达到99%;15个月后,珊瑚体积增加了3.84倍。我国的陈刚、于登攀、高永利等在南海也进行了珊瑚移植实验,1a后珊瑚成活率为70%~90%,为珊瑚的生态修复提供实践经验。跨纬度移植,是全球气候变暖背景下珊瑚生态修复的有效措施,协助珊瑚迁移,将温暖海域的珊瑚移植至相对冷水区域,这些珊瑚能更好地适应上升的SST。

2.2园艺式养殖移植的实践与推广园艺式养殖指在特定的海区对珊瑚断片或幼虫进行培养,待珊瑚生长到一定的大小时,再将其移植到退化的珊瑚礁区。珊瑚礁区之间的移植,即采集健康珊瑚礁区的珊瑚移植到已退化珊瑚礁区的方案,往往得不偿失。因为相对存活的珊瑚而言,移植的过程中损失的珊瑚可能更多。园艺式养殖可培养出大量移植个体,并可在移植过程中最大限度地减少对珊瑚的组织损伤,有助于被移植的珊瑚适应新的环境和繁殖,提高修复的成功率。加勒比海、红海、新加坡、菲律宾、日本等都开展过珊瑚园艺式的养殖。Shafir等设计了悬浮培养场对珊瑚进行培养,再对珊瑚进行移植,存活率超过80%,移植珊瑚与原位珊瑚产生的杂交后代拥有更强的环境耐受力。Linden等使用袜状的装置诱导珊瑚幼虫附着,并置于培养场中,其幼虫存活率达到89%,相比于幼虫直接播种于珊瑚礁区的低存活率(<10%),有了显著提高。

2.3养殖箱培养技术养殖箱培养是指将珊瑚放置于人工建造的养殖箱中,在可控的条件下研究珊瑚礁生态系统修复的方法,或将珊瑚作为移植供体。中国、美国、澳大利亚、日本、以色列等不少国家开展了这项研究。Anthony使用C-14标记的有机颗粒物研究珊瑚的摄食与光合作用能量,发现在弱光环境下珊瑚受损组织需要靠珊瑚的摄食为损伤部位的修复提供能量,珊瑚摄食有机颗粒为其提供1/2的碳源和1/3的氮源,珊瑚共生虫黄藻的光合作用为珊瑚提供其他能量。但到目前为止利用养殖箱培养的珊瑚主要应用于修复机理和其他理论的研究,还极少用于移植,主要是因为珊瑚的繁殖速度慢、培养成本高。

2.4珊瑚礁局部修补技术珊瑚礁修补是当船只搁浅、炸鱼和自然灾害等物理作用破坏珊瑚礁时,通过工程手段恢复珊瑚礁结构的完整性,是一种应急措施。如FloridaKeys地区因船只搁浅使珊瑚礁开裂,研究人员用水泥和石膏粘结开裂的珊瑚礁体,再借助移植技术修复珊瑚礁体,恢复珊瑚的数量。珊瑚礁修补的案例很少,主要是针对被特殊破坏了的珊瑚体。

2.5借助人工礁的生态修复实践人工礁应用于珊瑚礁的生态修复,既可以将人工礁投放于珊瑚礁区,也可以在珊瑚礁附近区域建造人工礁,形成新的珊瑚礁。许多国家(中国、美国、澳大利亚、日本等)利用人工礁进行过珊瑚修复实验,如Blakeway等在澳大利亚ParkerPoint海区用天然礁岩、混凝土块和陶瓷块作为人工礁进行实验,并进行珊瑚移植,62个月的记录表明:珊瑚的覆盖密度在后阶段快速增加,从8个月时的6个/m2增加到62个月时的24个/m2,表明建造的人工礁体是珊瑚生长的理想基质。中国大亚湾、三亚地区也有人工礁修复珊瑚的报道,在保护鱼类控制底栖海藻数量的前提下,人工礁有利于珊瑚附着生长。

2.6增强珊瑚适应环境的能力改善生存环境和减少人类活动干扰是保证珊瑚生存的根本措施,但是若能提高珊瑚对环境的耐受能力和恢复潜力也非常重要。如提升珊瑚的基因储备、加快珊瑚的突变等,也是珊瑚礁生态修复的重要内容。传统的修复技术实际上很难保证珊瑚修复的效果,也很难进行大面积的推广,因此从本质上提升珊瑚的修复能力是珊瑚礁生态修复的重要发展方向。但是从基因角度提升珊瑚适应环境的能力,需要提升理论和分析超级物种造成的生态影响[62],因此这些技术和推广可能性目前还处于实验室试验阶段。

2.6.1珊瑚驯化与选择性繁育珊瑚驯化与选择性繁育是将珊瑚幼虫暴露于环境压力中驯化珊瑚、选择性繁殖珊瑚,由同代和隔代珊瑚逐渐形成特殊基因型的珊瑚[63]。实验室中开展珊瑚种间杂交实验是目前主要的珊瑚驯化与选择性繁育形式,目的是为了避免对现有珊瑚基因污染而破坏生态平衡。Palumbi等通过控制环境的方法培育突变和杂交产生的珊瑚幼虫,选择更适应极端环境的珊瑚基因,进行可遗传性繁育,相应地提高了珊瑚耐白化的能力。Oppen等将更热海区的珊瑚幼虫补充到相对低温的海区,使高温区的珊瑚和相对低温区的珊瑚杂交,有效地提升了新生珊瑚的温度耐受力。这一技术可建立混合基因库,培育出具有新基因和新表现型的珊瑚。

2.6.2协助珊瑚共生虫黄藻进化珊瑚-虫黄藻共生体在环境胁迫下,通过基因选择而产生适应性的虫黄藻后代。Mieog等将取自不同温度环境的共生虫黄藻接种于基因相似的宿主,得到不同温度耐受范围的珊瑚共生体。Suzuki等以早期幼虫为对象,选择性接种虫黄藻产生新的珊瑚共生体系,帮助共生体提高温度耐受力,由于成年珊瑚已经建立了比较稳定的珊瑚-虫黄藻共生体系,难以重新构建共生虫黄藻系群,而大部分浮浪幼虫没有共生虫黄藻,若将耐高温的虫黄藻类型接种则可培育新系群共生体。

2.6.3改变珊瑚-共生微生物系群结构珊瑚包含着众多的共生微生物,这些原核生物具有固氮、硫代谢、产生抗菌剂、破坏病原菌的能力。珊瑚与微生物形成共生体包含2个方式:一个是水平传播,珊瑚幼虫从周围环境中获得微生物;另一个方式是垂直传播,通过产卵的方式将微生物传递给后代。珊瑚选择微生物的过程是特异性的选择过程,目的是消除潜在的病原菌入侵。在珊瑚幼虫生活早期接种微生物,重组珊瑚-微生物共生体的系群结构,增加免疫基因(c型凝结素基因)的表达,提升其对环境的耐受力。

3结论与展望

虽然珊瑚礁的生态修复是目前国内外关注的热点内容,但相关的理论与技术仍在探索之中,真正推广并取得成效的案例很少。保护珊瑚礁的生态环境、避免对珊瑚礁的破坏无疑是最关键的策略。对于已退化珊瑚礁的修复,初步有以下认识:1)珊瑚移植是重要的技术手段,可通过对移植后的珊瑚进行损伤组织修复、重建免疫系统、改变共生体虫黄藻系群结构等以增强移植珊瑚适应新环境的能力。2)园艺式养殖、养殖箱培养等是提供珊瑚移植对象的相对有效途径;人工鱼礁则是协助珊瑚建立发育基底的重要手段;营造和维持适于珊瑚生长的环境有助于提高珊瑚礁生态修复成效。而简单地把健康珊瑚礁区的珊瑚移植到退化珊瑚礁区的方案,往往得不偿失。3)可借助水流扩散、幼虫附着和变态行为的化学诱导、微地形对幼虫附着的帮助等可促进珊瑚浮浪幼虫的传播和存活。4)通过杂交等手段改变珊瑚及其共生虫黄藻的基因类型、提升珊瑚对环境的耐受能力和恢复潜力等技术则仍处于实验室试验阶段。受气候变化和人类活动的双重影响,南海珊瑚礁总体处于退化之中,因此南海珊瑚礁的生态修复必然是未来相当长一段时间内的重点关注领域。在技术上手段上,从培育、杂交走向移植;在场地的选择上,从实验室到珊瑚自然生长的礁区现场,从岸礁到远离大陆的环礁、岛礁,这应是我国现阶段南海珊瑚礁生态修复的策略与方向,在这一过程中再加强生态修复机理的研究,包括提高繁殖率、存活率和对环境的耐受力等。结合全球气候变暖的背景,南海珊瑚礁的北向迁移也值得高度关注,相应地营造适合珊瑚礁发育的自然水体环境,减少珊瑚的天敌如长棘海星(acanthastersp.)和核果螺(Drupellarugos)等的繁殖,将有助于珊瑚礁的自然恢复和扩展。

生态修复篇4

【关键词】:生态修复;水土保持;生态建设

1、水土保持在生态环境优化中的作用

1.1减少自然灾害的发生

水土流失严重会导致各地区的生态环境遭受破坏,自然灾害的发生频率也会相继提高,而通过水土保持工作的开展,能够有效减少地表径流及泥沙的流失量,防止江河洪水或是淤泥淤积的灾害发生。水土保持工作中开展的植树造林工程也在一定程度上维持了生态环境系统的平衡性,而这种平稳、平衡对于遏制自然灾害的发生起着十分重要的作用,更是生态环境建设工作的开展主旨。

1.2有利于改善土壤理化性质

作为动植物生长繁殖的基础,土壤质量也是生态建设中的一个重要方面。水土保持工作的开展,能够在一定程度上改善土壤孔隙的状况、有效加强土壤通气度、排水能力。此外,水土保持还能够有效提升土壤的肥力、土壤中所蕴含的有机质含量,且根据实践表明,采用不同水土治理土壤的措施,所含有的有机质含量、全磷、氮含量等皆大于对照组,也能够较快的为植物补充养分,具有良好的自动调节功能,同时还能使土壤中的微生物数量得以恢复。所以说,科学的水土保持举措对于土壤的理化性质起着改善作用,使动植物的生长繁殖得以有效保障,并促进生态环境的快速恢复。

1.3气候条件有所改善,生物多样性有所提高

水土保持工作的开展,能够有效改善局部气候条件,尤其是帮助近地层地区的小气候转向良性气候发展,降低近地层的温度、增加湿度、减小昼夜温差。同时,气候条件有所改善在一定程度上还能够提高植被的覆盖率,使生物多样性有所提升。在水土保持工作中,所开展的挖条沟工作还能够改善板结土壤和母质层地表,并起到蓄水拦沙作用。这些工作的开展皆有利于林木治理区植被的生长恢复,丰富物种的多样性,使得生态系统的稳定性及自我调节能力提高。

2、水土流失的危害性

2.1破坏生态环境,降低生活质量

水土流失加剧导致生态环境恶化,粮草植被、草场畜牧业等皆会遭受严重的破坏、森林的蓄e量也会急剧骤减,降低地面的覆盖率,改变径流方向,致使生态环境动态平衡失调。此外,若是遭受暴风雨,洪水肆虐淤积,山体滑坡及泥石流等现象也会频繁发生,容易造成山洪水涝自然灾害,使得下游江河地区的泥沙顺势形成淤积现象,进一步加深洪涝灾害,严重破坏当地的农业、畜牧业的生产条件,致使我国的农业经济环境、健康发展皆受其影响,人民群众的生活质量大打折扣,苦不堪言。

2.2土地资源遭受破坏,土壤肥力下降

水土流失加剧直接影响着土地资源及其地面的完整性,导致土地资源支离破碎、沟壑纵横,也不能充分利用自然降水,土地退化严重,土壤肥力、水源涵养能力也有所下降,破坏土壤理化性质,土地资源愈发贫瘠稀薄,土壤没有吸收足够的养分,质地逐渐粗糙化,通气性、排水蓄水能力逐渐刷若,农村粮食产量不断下降且尤为不稳,部分农村甚至出现绝产现象。长期以往,随着水土侵蚀程度的不断加深,土地生产力只会加快降低,水源也会不断减少,人类甚至会面临水源短缺的危机。

2.3山体滑坡频发

土壤表层,导致泥沙大量下泄,地表径流也随之流入江河水库,致使下游地区淤积加重,沟渠江河的河床不断抬高,水位上涨、水库防洪能力逐渐削减,洪水排水不畅,水利工程难以发挥作用,导致水库使用寿命严重降低。在此形势下,水污染加剧,江河湖海多淤积,江河泛滥威胁增大,若是暴雨时节频发,雨水不能及时下渗,时涨时落,下游地区人民的生命财产安全皆会受到影响,甚至是发生不可估量的损失。

2.4水资源平衡遭受破坏

水土流失不仅会导致土壤理化性质遭受破坏,且随着土壤的不断退化、草场的沙化,生态环境也与之失调,植被生长难以得到恢复,这也直接影响到水资源的分配利用。而地表植被破坏程度加深,降水截留、滞缓径流及水源涵畜等功能也会逐渐失去,导致地表径流大幅度增加,而地下径流却随之减少。两者间平衡的水量关系被彻底打破,致使土壤的储水库容量不断缩小,破坏农作物需水量与土壤水分供给间的关系,许多地区的旱灾次数不断增多,年作物产量急骤下降,影响着我国农业经济的健康发展,人们粮食供给严重不足。

3、生态修复与水土保持技术

在生态修复与水土保持过程中,相关技术人员必须要重点关注生态环境恶化特点,采取有效措施抑制生态环境恶化问题,迅速恢复地表层的植被覆盖。具体措施包括以下几点:

3.1自然退化生态系统修复技术

随着经济的发展,生态环境问题逐渐增加,水土流失面积逐渐增大,近几年,水土流失与生态环境退化问题难以应用人工方式对其进行控制。这就需要相关部门应用先进的生态环境修复技术开展相关工作,提高水土保持工作效率。技术人员可以应用自然退化生态系统修复技术,并提升技术的应用效率与应用质量。

3.2不科学采伐与开垦修复生态技术

在生态环境修复期间,相关技术人员可以应用退耕还林与人工种草等技术开展相关工作。在此期间,相关技术人员可以将生态环境分为几个单元,将各个单元有效联系在一起,然后根据各个单元物种适应能力与进化能力的分析,对其进行有效的调整。同时,相关技术人员可以将各类物种组合成为一个复杂的生态网络,维护物种多样性秩序,维护生态系统的安全性,提升技术应用质量。

3.3人工防护林

在生态环境保护部门实际发展期间,技术人员可以利用人工防护林与人工操场种植技术开展相关工作,制定针对性的技术方案,例如:在某县土壤退化较为严重的区域,技术人员可以选择当地土壤相适应的树木品种,同时,还要积极应用病虫害防治技术,保证人工防护林的生长效率的提高,避免相关问题的产生。

4、生态修复与水土保持生态建设需要注意的问题

在某县水务局生态修复过程中,虽然生态修复技术逐渐增加,水土保持效果较为良好,但是,还有较多问题需要解决。具体包括以下几点:

4.1生态修复水土保持监测问题

在生态修复与水土保持生态建设过程中,相关部门还不能对其进行实时监测,难以提高生态修复与水土保持工作效率,无法及时发现其中存在的问题。这就需要相关管理部门制定完善的管理制度,实时监测生态修复c水土保持工作,保证生态修复与水土保持工作效率的提高。同时,还要归纳总结各类相关资料,提高生态修复技术与水土保持技术的应用效率,增强某县水务局生态系统建设效果。

4.2生态修复水土保持问题的原因分析

在某县水务局生态修复与水土保持过程中,相关技术人员还不能全面分析其中存在的问题,也无法归纳生态退化与水土保持问题产生的原因,难以提升生态建设工作效率。因此,在生态修复与水土保持技术实际应用期间,相关管理人员必须要全面分析某县生态退化与水土保持问题产生的原因,针对生态系统承载压力情况制定管理制度,保证可以缓解生态系统的各类压力,全面理解生态修复技术,进而提高我某县态修复与水土保持工作效率。

4.3不同区域生态修复与水土流失问题

在生态修复与水土流失生态建设过程中,不同区域生态系统都具有自身固有的特点,如果相关部门不能根据某县实际情况合理选择生态建设技术,将会出现一些难以解决的问题。因此,在某县区域生态修复与水土流失生态建设期间,相关技术人员都要全面分析当地降水量、土壤类型与人口密度等情况,确定当地生态系统修复潜力,科学选择各类生态修复技术与水土保持技术,进而提升生态系统建设效率。

结论

综上,针对目前水土保持生态建设工程建设管理中存在的问题,在今后项目实施过程中应注意扎实做好前期工作、严格执行规划、完善设计、重视招投标、加强施工管理、全面落实监理制,全面提升项目建设管理水平,保证水土保持生态建设工程建成后发挥其预期的综合效益,改善区域农业生产条件,促进生态与经济建设和谐发展。

【参考文献】:

[1]张宏斌.试论生态修复与水土保持生态建设[J].科技创新与应用,2016,20:164.

[2]蒲浪超.简论生态修复与水土保持生态建设[J].建材与装饰,2016,24:277-278.

[3]铁大梁.论生态修复在水土保持生态建设中的优化作用[J].农业科技与信息,2016,25:59+61.

生态修复篇5

修补的不仅是环境

有人问我:“约翰内斯,你究竟是做什么的?艺术家?教育家?周游世界的景观设计师?人类与地球的透视者?”或许这些答案都是正确的,但准确地说,我应该是上述角色的综合体。

大学建筑专业毕业后,我在建筑师事务所工作了两年。但是从事的设计工作并未让我感到满意,我时常扪心自问:怎么可以将活生生的人放进我们所设计的箱子中?于是我开始希望有一种设计能让人融入更适合他们的环境中,这便是我对人文建筑最初的构想。幸运的是我随后接触到了约瑟夫·勃伊斯教授的“人文塑料”艺术,他在卡塞尔的作品“七千棵橡树”中展现了人文雕塑有关生态时光的一面——用五年时间种植了7000棵橡树,这是一种互动式的自然艺术,每一个参观者都可以参与到这个生态雕塑的制作中,感受雕塑中浓缩的地球的变迁。在如今这样钢筋水泥的社会中,这7000棵橡树让我感受到了自然的生动与温情。自此“每一个人都是共创地球的艺术家”这个观点深深印刻在了我的脑中。

我热爱“自然”这个主题,因此无论在何地,我都渴求去了解自然最本质的声音,希望以一种最自然的方式来修复生态。刚开始的时候,我与学生们开展了重新造林的活动,而后我带领着学生在校园附近进行开放式教育——我将教育场景设置在自然环境中,让学生通过实践活动进行学习,而后又和他们一起进行了很多创新性的恢复生态景观的工作。在这个过程中,我们感受着与自然关系的微妙变化并乐享其中。令我欣喜的是,不仅环境得到了很大的改善,那些参与进来的年轻人们在心态上也发生了根本性的变化。生态康复,从一定意义上来说,修补的不仅仅是环境,还有人与人、人与生态之间的自然关系。

第一个景观治疗项目

当我站在海德堡瓦尔多夫学校新建教学楼前的时候,眼前并没有孩提回忆中温馨的校园画面,首先占据视线的是随处可见的一大堆建筑垃圾,校园中没有一丝绿色的气息,这让我感到十分震惊。我难以想象当我们的年轻人在这样的封闭校园中学习人类积淀下来的经验与历史的时候,他们的未来会变成什么样子。我渴望改变人与自然隔离的不合理现状,这便是我的第一个景观治疗项目——海德堡的学校公园。

在成为该校的艺术教师后,我立即开始与学生交流我的公园设想,并时刻提醒他们公园规划中的艺术特性,这很快让他们提起了兴趣。我们利用课堂时间尽可能多地开展户外工作,当天气糟糕的时候,我们便在室内用木材、石头和颜料做设计。就像你们能理解的那样,我和年轻人们正努力用双手创造属于自己的公园,这听上去十分有趣是不是?我们准备将公园设计成一个丘陵式的景观,种植各种树木,自由形状的运动草坪,蜿蜒曲折的小道与水流,各式各样的假山和潮湿的花坛。期间我们还进行了十分有趣的班级竞赛——看哪个小组能在十点钟时为山丘运输最多的石头。利用这样的土堆山丘,我们在最大限度上减少了附近高速公路的噪音,而这样的丘陵设计也为在这里学习的年轻人带来了不少的安全感——我们要将海德堡设计成生活与体验的空间,而不仅仅是学习的场所。在这样的环境中,参与劳动的年轻人体验到丰富的自然环境,他们开始恢复本应有的朝气。

后来,我又建议大家学习凯尔特人的石质建筑,在我们自己的公园中建造一个石质风格的能量场——就像是一座具有再生能力的生态加油站。四年后,一位占卜学家在测量这块公园土地时发现其蕴藏着非常巨大的能量,这一结果也让同学们无一不感到意外——他们开始发现这不仅是个兴趣作业,还是件十分有意义的工作。

在我的观点中,让年轻人在教室里学习如何做好一件事是十分无趣的,所以我喜欢邀请大家参加我的项目,在实践中切实地获得经验和成长。比如有一次我请大家结合自然环境合作完成一个渡河项目,要求大家一起来雕刻一条五米长的独木舟,然后划着独木舟横穿学校附近的内卡河。在制作独木舟的三年里,时不时有学生对这个项目产生怀疑,他们问我为什么要做独木舟而不是课堂上示例的其它小制作?为什么要花这么多时间做一件吃力的事情?但在漫长的制作过程中,他们开始发现看问题不能太急功近利,并逐渐学会培养耐心和毅力,将自己还原到一个更原始的状态中——只借助木头、锤子、榔头等简单工具的帮助完成这个需要不断贡献的劳动工作。值得欣慰的是,这些年轻人最终学会了如何合作,并凭借集体的智慧制造出了独一无二的独木舟。

开船仪式上,每次两名学生乘坐他们自己打造的独木舟,一人划桨,另一人渡河,然后大家调换角色直到所有人都到达对岸。在活动中途,不知情的代课老师还被同学们扔下了船。经历了那次的渡河行动后,我发现那些娇生惯养的青年人开始喜欢亲近自然,愿意在集体中分享自己的乐趣,并开始享受劳动成果的乐趣,这几点令我的同事们也感到十分吃惊。比起在课堂里听老师讲什么是水,这样的经历能让他们真正体验到什么是水,是河,就连把船推到河里这一简单的动作,也能使他们置身于自然中,真正去观察自然的特性和变化,而不是在封闭的教室里反复观看那些没有生命力的树叶和河流的照片。他们之前的疑惑也最终得到了答案——许多人从一整块木头刻一条独木舟做起,学会了触摸地球的脉搏,开始尝试跟河流、山峦、草原进行沟通和对话。

绿色景观岛和生物动力农法

在这个过程中,我在那些20岁左右的青年人身上,总能感受到十分鲜活的巨大能量,我也非常乐意在所从事的项目中看到年轻一代对自然与生态关系的正确改观。为此,我开始在世界各地邀请当地的年轻人一同进行景观修复项目。

有一次,在西班牙南部的山地荒漠,我们的目标是把2.7平方千米的荒漠山地改造成一个“绿色的景观岛”。我和来自三所不同学校的27名学生驻扎在改造后的简陋窝棚中,在炎炎烈日中每天工作七八个小时。这次的项目与前几次有所不同,我们完全离开了自身熟悉的校园环境,在异国他乡与来自不同文化背景的年轻人们一起开展项目,而这次项目明确的保护目标与措施,也让我们的工作与前几次相比更具有里程碑式的意义。

为了给山地带来绿色的生机,我们先得准备好充足的幼苗。由于外来植物无法存活,我们开始四处寻找当地植物的种子和幼苗。学生们花了三天时间去寻找合适的种子,为了能按时完成任务,他们还自发地规定每人每天必须找到300颗以上的种子。四天后,我们终于找齐了足够的种子,整整一万颗!然后还需要寻找适合的播种时机。大家把橡树种子放在麻袋里浸泡两天后,在表土层挖出一个个30厘米深的小坑,每个坑里放下三颗橡树种子,然后用薄薄的土盖上。为了避免单一种植,我们还种下了从附近学校免费获得的700棵石松。埋好种子后,同学们又用一周的时间给种子建了一圈可以收集水分的石头小围墙。在此前开展的多次国家绿化行动中,植物的存活率仅为20%,令人感到高兴的是,在我们集体的智慧与努力下,这次的绿化存活率超过了50%。大概也因为我们的工作方法和成效不错,也让不少年轻人对生态修复重拾信心,开始有更多人参与到生态修复的活动中。

有时候,当我们关怀自然的时候,我们本身也会受到大自然的熏陶。在某次美国新奥尔良经历了飓风之后,我和四十多位年轻人从美国各地赶到那里。我们跟很多当地人交流,并讨论如何帮助新奥尔良重建家园。当地人说他们想要的不是城镇的复原,而是希望我们能修复当地原有的生态面貌、展现飓风所留下的自然意义。

于是我们想到了农耕里的一种生物动力农法,用牛粪、矿物质和水第一分钟按顺时针方向搅拌,第二分钟按逆时针方向,利用这种方法创造出一个漩涡来,可以帮助种下的种子更好地生长,这是非常神奇和有意思的现象。我们让好几百人一起创造出这样的旋涡,然后到各个地方去种树。因为这就是飓风向我们显示出来的东西,我们也这样遵照自然的意愿帮助当地人重建了新奥尔良。最后我们还创建了一个公园,以台风的转动路径为创意,以此向大自然致敬。有的学生认为应该把这个图案带到学校来,所以在篮球馆也做了类似的图案,把球队改名叫飓风球队,我想这也是他们对自然有了更深入感悟的体现吧。

生态修复篇6

(1.衡水市水产技术推广站,河北 衡水 053000;2.冀州市畜牧水产局,河北 冀州 053200;

3.滨湖新区管委会,河北 衡水053000)

基金项目:河北省现代农业产业技术体系淡水养殖创新团队资助。

作者简介:薛建民(1960.8-),男,高级工程师,衡水泥鳅和淡水虾养殖综合试验站站长。2016345187@qq.com

DOI:10.3969/j.issn.1004-6755.2014.12.021

为了改善衡水湖生态环境、促进渔业发展以及保护水生生物资源多样性,衡水市水产技术推广站和相关部门通过衡水湖水域生境修复与增养殖技术研究来促进衡水湖水生态环境的和谐发展。利用生物修复(bioremediation)技术,通过人工增殖放流渔业资源,增加草食性、滤食性和部分杂食性鱼类,控制水域中的浮游生物、杂草和底泥有机碎屑等,净化衡水湖水质和修复水域生态环境,充分利用水体生物资源,将大量内源性和外源性营养物质转化为鱼产品,使渔业增产增收、水质“减肥”反清,实现社会效益、经济效益、生态效益共赢。

1衡水湖生态环境现状

自上世纪70年代以来,我国沿海和内陆江河流域地区在开展大规模的经济建设和资源开发同时,对自然水域的生态环境造成了极大的影响。其中渔业资源严重衰退、水域环境恶化、生物多样性下降、水域生态荒漠化的问题十分突出,许多天然经济鱼类种群数量大幅度减少,捕捞产量、个体重量不断下降,濒危程度不断加重。因此,我们必须在衡水湖发展生态渔业,进行水域生境修复的研究,以保护好部级水产种质资源保护区。

为了搞好衡水湖水域生境修复与增养殖技术研究,除了增殖放流草、鲢、鱅、鲤、鲫鱼外,我们还根据湖中水生物资源实际,报请市政府和省厅有关部门批准,通过特种鱼、虾、蟹类增殖,完成湖中受损生物链修补。进行了鳊鱼增殖、澎泽鲫鱼增殖、高背鲫增殖、中华绒螯蟹大眼幼体增殖、黄颡鱼与中华鳖等六次新品种增殖试验。

生物修复(bioremediation)技术是根据鱼类与其他生物间的共生互补原理,利用水陆物质循环系统,通过采取相应的技术和管理措施实现保持生态平衡,提高效益的一种模式。按照食物链和生物与环境协同进化原理,突出水域生态环境调控。采取生物、物理措施调控水质,使渔业水域生态环境质量不断提高。

根据资料分析,衡水湖湖体水质状况的变化过程是:80年代,衡水湖前期以III至IV类水为主,呈现一定的污染状态。90年代,中期以III至IV类水为主,属轻度污染,局部V类水,属重污染。后期进入IV至V类为主,局部已劣于V类水,属重污染。2000年,水质以V类水为主,属重污染;湖体富营养化状态已达到重富营养化程度。在最近的20年中,衡水湖水环境质量每十年下降一个等级。

衡水湖水环境的恶化使渔业发展的环境受到极大影响,衡水湖水质恶化与富营养化使得湖中的水生生物种类减少,生物多样性受到破坏。水生高等植物大面积退化,群落组成愈益简单,特色水产品生存环境日益受到威胁。富营养化导致蓝藻水华大量出现,频率逐年增多,分布范围逐渐向核心区外展,且蓝藻毒素直接影响饮用水水质。衡水湖水环境恶化及水体富营养化造成了整个保护区安全的水质性缺水,是保护区社会经济可持续发展的主要制约因素。

衡水湖水生植物品种众多,以沉水性植物为主,周边附以芦苇菖蒲等挺水植物组成的天然湿地。但由于水生植物利用率受到制约,95%以上腐烂后沉入水底,使保护区周围的生态环境也逐渐开始受到破坏,保护区作为衡水湖水生动、植物生存的最后一片净土也在受到威胁,鱼类资源有减少趋势,部分地区主要针对红鳍原鲌繁殖的水草捕捞过度,使水产种质资源的生存环境受到威胁,如不进行水域生境修复,衡水湖的许多珍贵物种资源将逐渐消亡,衡水湖西湖水源地也将受到影响。

2衡水湖生态环境保护方案和措施

改善衡水湖水环境迫在眉睫,根据衡水湖的实际情况,我们制定了衡水湖生态环境保护方案。本方案主要是采用水生态系统生物操控技术,通过人工增殖放流渔业资源,增加草食性、滤食性和部分杂食性育种,清除水域中的浮游生物、杂草和有机碎屑等,净化衡水湖水质和修复水域生态环境,充分利用水体中的浮游生物资源,将大量内源性和外源性营养物质转化成水产品,创建衡水湖生态渔业。自1995年以后,经省、市有关部门批准,我们大胆组织特种鱼类增殖,修补湖内受损生物链。截至目前,主要完成了鳊鱼增殖、澎泽鲫鱼增殖、高背鲫增殖、中华绒螯蟹大眼幼体增殖、黄颡鱼与中华鳖等六次新品种增殖试验,有效提高了衡水湖渔业资源的产量及产值,使养殖产量由400 t/年增长到2 000多 t/年,为渔业增产和湖区百姓增收,确保社会稳定奠定了基础。

2.1增殖渔业资源

衡水湖自2005年以来加大了增殖放流力度,到2012年,省、市财政共投资359万元增殖渔业资源,获增鱼产量14 904 t,渔业产值1.24亿元。有效提高了鱼产量及鱼产值,同时对衡水湖的生态环境及经济也起到了很大的促进作用。

2.1.1鳊鱼增养殖首年(2005年)放流1.5万尾,规格60~80尾/kg,当年达到200~450 g/尾的上市规格,回捕率达到70%,取得了良好经济效益和社会效益。2006年继续放流5万尾60~80尾/kg的鳊鱼,部分取代鲢鳙。经过精心安排和严格操作,调运鱼苗成活率达99.8%。经济效益较同级鲢鳙鱼高出5倍。

2.1.2彭泽鲫鱼增殖试验在有关技术人员提出可能存在种群关系冲突的情况下,2002年首次增殖0.5万尾,经两年跟踪观察后,于2004年再次进行正式增殖放流,结果:①彭泽鲫鱼市价和单体重量相当于当地鲫鱼的3倍,②尚未发现种群冲突,发展潜力巨大。

2.1.3高背鲫增殖经过3年的增殖试验,积累了大水面增殖高背鲫的经验,为推广湖、库增殖高背鲫奠定了技术基础。

2.1.4中华绒螯蟹增殖放流组织了2006-2008年中华绒螯蟹大眼幼体增殖放流,取得明显效果:①多数河蟹当年达到50~100 g/只,部分达到200 g/只,最大个体达350 g/只,最高年捕捞量可达25~30 t;②河蟹栖息水域的水草得到有效控制,减少了水草沉积和水体污染,水环境得到明显改善。

2.1.5黄颡鱼增殖2009年从省水产技术推广站鱼种场购进了200万尾黄颡鱼,规格为夏花。从跟踪调查结果看,当年夏花在湖中可长到30~50 g/尾,次年可长到100~150 g/尾。由于黄颡鱼在湖中可再生,湖中已形成黄颡鱼的持续种群,年捕捞量在15~25 t。这项工作为补充当地濒危鱼类资源,修补生物链、改善生态环境起到了很大作用。

2.2保护措施

对于湖中放养品种、数量我们都科学地制定方案,严把增殖苗种质量关、数量关,以确保水域生境修复所需鱼苗质量。苗种放流方法:河蟹大眼幼体采用蟹苗箱装运、黄颡鱼采用塑料袋充氧水运。其他苗种均采用活鱼运输车运输,湖边过秤计量。

放养品种的搭配比例:根据湖中饵料生物、鱼类数量、水质变化确定鱼、蟹放养量的搭配比例。

为了保护衡水湖中特有品种,红鳍原鲌、青虾、秀丽白虾、黄颡鱼,经农业部批准设立了水产种质资源保护区,保护区内严禁一切捕捞船进入。

为了确保衡水湖生态渔业的建设,设立了禁渔区和禁渔期。并取消了春季捕捞。每年的捕捞期为9月中旬至11月上旬,并经农业部批准,配备了渔政执法快艇3艘,50 t渔政执法船一艘,渔业执法人员20名,以确保渔业秩序的稳定和生态渔业的建设及水域生境修复的需要。

为了更好地观察放流品种的生长状况,每月都随机取样检测鱼类、水质、水草及浮游动植物的变化。以便为来年湖中增殖品种、数量、搭配比例提供依据。

每年捕捞季节,我们都根据每天的捕捞量来计算出湖中生态渔业的增殖效果。

3衡水湖水域生境修复效果

3.1经济效益

通过增殖放流增加了生物多样性和资源量,提高了大水面的渔业产量,单产从8年前的225 kg/hm2增加到510 kg/hm2。2005-2012年共增加渔业产量14 904 t(见图2),按实际市场价格计算,则,渔业产值:14 904 t×0.832万元/t=12 400万元;

纯利润:12 400万元-359万元(苗种费)-941万元(管理与捕捞费)=11 100万元;

投入产出比:1 300万元∶14 904万元=1∶11.5。

3.2生态效益

通过增殖放流调整湖中水生生物资源种群结构、合理利用水域饵料资源,改善了水质,提高了湖水自净能力。通过以鱼控草、以鱼控藻、以鱼净水的具体措施,使衡水湖生态环境更加优美。

衡水湖水质由次IV级变为III级水,衡水湖水质酸碱度由6.5变为7.5,避免了湖区草型富营养化和藻型富营养化现象的发生。

3.3社会效益

通过水域生境修复与增养殖技术的应用,使湖区生态环境得到有效改善。良好的生态环境为当地招商引资创造了有利条件,也吸引了数万名游客到此观光,更是带动了湖区周边市场经济的发展,湖区群众收入和生活水平进一步提高,湖区旅游和餐饮业年创社会效益数亿元。

4衡水湖水域生境修复的几点体会

衡水湖最大蓄水量1.23亿m2,每年冬季补水6 000万m2,每年自然消耗水量在6 000万m2左右。水域全年居于静止状态,水位落差1.5 m。水质相对稳定、水草资源丰富、饵料生物繁衍较快,如果控制不好容易造成湖泊沼泽化、水质荒漠化。所以发展生态渔业大有文章可做。水域生境修复与增养殖技术的应用既能控制水域环境,又能将湖中内源性和外源性营养物质转化为绿色的水产品,使渔业增产、增收、水质“减肥”返清,实现社会效益、经济效益、生态效益共赢。

通过人工增殖放流手段尽量保证衡水湖水生生物多样性(有益生物),力争构成较为完整的生物链和优良的生态环境,为发展生态渔业奠定有利基础。

加强衡水湖水生动植物疾病监测防控体系及水质监测体系。我们在冀州市畜牧水产局报批了水生动物疫病防治站。委托河北省水文局衡水湖水文站每月对衡水湖水质监测一次,为衡水发展生态渔业、进行水域生境修复提供有力的技术手段。

加强宣传、加大渔业执法力度。衡水湖周边涉及村庄较多,渔业人口2万人。生态渔业的发展和水域生境修复与增养殖技术将惠及湖区百姓。但是由于4 000 hm2的水域、45 km2的地域,给管理带来了很多不便。为此要加大宣传力度,提高湖区百姓保护放养鱼类、保护生态环境的自觉性;同时需加大渔政执法力度,维护湖区秩序,严厉打击违法犯罪行为。我们为衡水渔政站配备了执法快艇3艘,50 t渔政船1艘。

加强资金管理,所筹资金的应用必须公正、公开、透明,购买鱼、虾、蟹类鱼苗需经公开招标确定,自觉接受湖区百姓和社会各界的监督。给湖区百姓做出表率,让他们自觉接受法律的约束和渔政管理人员的管理和检查。

加强生态渔业和衡水湖水域生境修复与增养殖技术的科研创新团队的建设,发展衡水湖的生态渔业涉及面广、情况比较复杂,很多技术问题还在探讨当中,故需建设一支理论水平好、技术水平高的科研专家创新团队,自己的力量不足,可以外聘专家共同为衡水湖的生态渔业发展、增殖放流、日常管理以及水域生境修复的方式方法进行研究,确定发展方向、目标、措施,走好绿色、环保、生态的渔业发展之路。为此我们已经和省内有关科研机构以及衡水学院开展了衡水湖水质、水草、底栖生物、浮游动植物的基础调查。

经过8年的研究,我们摸索出了一条较为合理的利用生物修复技术保持湖泊的生命活力、延缓湖泊荒漠化和沼泽化的水域生境修复与增养殖技术路线,使衡水湖的生态平衡基本得到满足,湖中生物结构基本合理。通过营养转化,提高了渔业的生产能力,解决了部分剩余劳动力,提高了湖区农民的生活水平,为湖区社会的稳定做出了一定的贡献。

生态修复篇7

【关键词】:古浪县;生态移民;移民迁出区;生态修复

1、古浪县生态移民迁出区基本情况

项目区地处乌鞘岭北麓,河西走廊东端,东接景泰县,南连天祝藏族自治县。地势由南向北倾斜,属中山地貌类型,海拔在2200-3262米之间,地理坐标为东经102°38′-103°54′与北纬37°09′-37°54′。多年平均气温1.8℃,最冷月1月平均气温-9.8℃,最热月7月平均气温17.5℃,年极端最低气温-26.4℃,极端最高气温33℃,极差值为59.4℃,≥10℃积温900℃。年均日照时数2628小时。无霜期94天。年均降水量300毫米,蒸发量1123.7毫米。

年均风速5米/秒,大风日数187天,沙暴日数47天。灾害性天气有干旱、干热风、霜冻、冰雹、暴雨、洪水等。

随着近年来“下山入川”生态移民工程的实施,使我县南部山区自然环境恶劣、生活条件艰苦、就地脱贫难度大、返贫率高,特别是居住在高海拔地区的行路难、就医难、上学难、饮水难的贫困群众搬迁至生产生活条件更好的川区。截止2016年底古浪县累计完成“下山入川”生态移民工程完成移民11469户50102人,加2017年全县计划搬迁移民5346户21493人,和2016年未搬迁入住的3007户11862人,我县将会在南部山区迁出19822户83457人。迁出区土地总面积188.6万亩,废弃村庄、院落达3.7万亩,闲置耕地达60.1万亩,林地4.6万亩(不包含自然保护区范围),荒山草地及未利用地120.2万亩。

2、生态修复工程

2.1林业工程

迁出区生态修复林业工程主要是对天然林林缘区、宜林荒山地、草地、坡耕地和部分宅基地的生态修复。借助退耕还林还草、荒山造林、封山禁牧等工程模式,将我县南部山区生态移民迁出区废旧宅院、坡耕地、宜林荒坡地、天然林林缘区作为重点生态修复区域。通过项目建设,使人为活动对生态环境保护的影响降到最低,樯态环境自然修复提供有利条件,促进区域生态环境改善,充分发挥南部山区水源涵养功能。[1]从而实现“我们既要绿水青山,也要金山银山。”“绿水青山就是金山银山。”的宏伟目标。

2.2草地恢复工程

在生态移民区选择降水量比较高的地区进行人工种草工作,进行补播改良。积极的采取人工草地种植管理模式,提高单位面积内的草地生产力,选择优良品种。另外,对于条件较差的宅基地等部位进行平整列入草地恢复工程。[1]

2.3水土保持工程

根据当地现有的林草恢复模式,对于破坏比较严重的部位进行整改,针对有居民或者重要设施的部位提高旧淤地坝的加固。周围有水资源以及灌溉需要的区域,科学合理的应用水土资源,建立引水灌溉等小型的水利工程,提高区域内林木种苗的水资源灌溉保障。

3、生态移民迁出区植被恢复模式

3.1移民迁出区的坡耕地植被恢复技术

退耕还林既是改善生态环境的迫切需要,又是增加经济收入的必然选择。根据我县“下山入川”易地扶贫搬迁迁出区留置耕地在各乡镇的分布情况,兼顾需要和可能及立地条件等因素,确定以营建乔灌木混交的生态林为主,并严格按照造林技术规程和营造林标准施工,最大限度地提高造林成活率、保存率,确保退耕还林成效。选择乡土树种沙棘、山杏、柠条、榆树青杨、二白杨为主,部分地段适当配置云杉、国槐、旱柳、沙枣、红柳等树种;经济林以枸杞、皇冠梨、红枣等为主。灌木林栽植密度167株/亩,株行距2×2米;乔木林栽植密度110株/亩,株行距2×3米;经济林,枸杞栽植密度222株/亩,株行距1×3米;红枣栽植密度111株/亩,株行距2×3米;皇冠梨栽植密度56株/亩,株行距3×4米。要求根系完整、生长健壮、无病虫害和机械损伤的一级苗木。[2]栽植时采用鱼鳞坑、穴状、带状整地,人工植苗造林。呈三角形配置,块状或带状混交。

3.2养殖暖棚区域植被恢复技术

养殖暖棚拆除后的地块要进行平整后覆土30cm,以林草间作方式恢复植被。种苗选择柠条、芨芨草、披碱草及高冰草等适生林草种苗。种苗规格选择柠条为苗高≥50cm一级苗,根系完整,无失水现象。[3]草种要充分成熟,颗粒饱满,无病虫害。播种时,将地块抹平后进行喷水增加土壤湿度后再撒播混合草种,草种播种量6kg/亩;柠条296穴/亩,2株/穴,592株/亩,呈三角形栽植。

3.3废旧农宅院区域植被恢复技术

废旧宅院拆除后地块要进行平整后覆土30cm,以种草方式恢复植被。草种选择芨芨草、披碱草及高冰草等适生林草。草种要选择充分成熟,颗粒饱满,无病虫害。播种时,将地块抹平后进行喷水增加土壤湿度后再撒播混合草种。草种播种量6kg/亩。

3.4宜林荒山地及林缘区植被恢复技术

宜林荒山荒地地及林缘区植被以森林草原植被为主。可根据现有地类、植被状况和立地条件等,将封育类型设计为灌草型封育区,封育年限为7年。在自然恢复难度较大区域进行补植补造人工促进植被恢复并聘请护林人工巡护,防治人为采伐、砍柴、放牧割草等一切不利于植物生长繁育的人为活动;在牲畜活动频繁地区设置围栏阻止破坏。[3]

结语

综上所述,主要对古浪县生态移民迁出区生态修复工作作出具体分析,结合当地的基本情况,按照一定的基本原则,进行生态修复工作,针对不同部位,进行有针对性的处理,更好的实现古浪县生态移民迁区生态环境的恢复。

参考文献

[1]刘小强,王立群.国内生态移民研究文献评述[J].生态经济(学术版),2008(5):395-399.

[2]杨显明,米文宝.宁夏生态移民效益评价研究[J].干旱区资源与环境,2013,27(4):16-23.

[3]王迪.宁夏生态移民迁出区生态恢复研究[J].宁夏农林科技,2015,56(10):62-64,72.

生态修复篇8

[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。生态修复就是使被干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

20世纪20年代开始,德、美、英、澳等国家对矿山开采扰动受损土地进行恢复和利用,逐渐形成土地复垦技术,包括农业、林业、建筑、自然复垦等,实际仍是土壤环境修复的范畴。70年代后,受生态工程学术思想的影响,从土壤环境修复和生产力恢复层面上升到了生态系统恢复层面,基本内涵就是在人为辅助控制下,利用生态系统演替和自我恢复能力,使被扰动和损害的生态系统(土壤、植物和野生动物等)恢复到接近于它受干扰前的自然状态,即重建该系统干扰前的结构与功能有关的物理、化学和生物学特征。1975年,“受损生态系统的恢复”国际会议在美国佛吉尼亚工学院召开,此后英美等国创刊恢复生态学的杂志,生态恢复被列为当时最受重视的生态学概念之一。

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