生态修复技术工程范文

导语：如何才能写好一篇生态修复技术工程，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】国土空间；生态修复；工程技术；创新

1引言

在我国全面开展生态文明建设过程中，国土空间生态修复对于提升生态质量、促进社会可持续发展有着非常关键的作用。当前我国很多区域中的生态环境被严重破坏，因此，要利用国土空间生态修复技术来彻底改善这种环境。本文以“山水林田湖草是一个生命共同体”理念为出发点，真正地了解其规划定位与内涵，对于当前的国土空间生态修复工程创新提供有利的支持。

2规划定位与内涵概述

“山水林田湖草是一个生命共同体”主要明确规定了自然资源管理者职责、用途与修复工作要领等，从而给我国山水林天草湖整体修复提供了有利的支持，按照具体情况做出有效的修复，并且可以达到综合治理的效果。国土空间生态修复就是实现国土空间格局的优化、遏制，更好地提升生态系统的稳定性，使生态环境得到修复，促进环境质量的提升。国土空间生态修复过程中，需要以“山水林田湖草是一个生命共同体”思想为出发点，对于我国的部分地区开发过度、生态功能损失等情况进行修复处理，利用科学合理地规划设计，同时选择更加合适的生物与化学修复处理措施，全面提升生态环境修复工作水平【1】。

3国土空间生态修复技术创新面临的问题

在国土空间生态修复技术创新的过程中，由于各种因素的影响使得该项工作开展还存在诸多问题，主要体现在以下几个方面。

3.1国土空间生态修复理论方法与技术研究亟待加强

目前的生态修复理论研究比较滞后，无法顺应时代的发展，对各个地区所开展的山水林田湖草生态修复等大型项目实际情况分析可以发现，各个地区并没有认识到生态修复的重要性，对于各项重点工程项目的分项目落实缺乏严格执行，使生态系统关系和作用规律的掌握比较有限，最终的生态修复质量难以提升。

3.2国土空间生态修复技术体系和相关标准亟待建立

目前，在我国各个地区生态修复技术应用过程中，存在技术协调不合理、衔接不顺畅或出现矛盾的情况。国土空间修复技术对于很多行业和学科有着直接的影响，同时也有着比较严重的跨区域、跨领域的问题，考虑使国土空间生态修复工程顺利进行，还需要指导相应的部门和机构全面开展国土空间修复技术的研究，逐步进行各项功能的规划和评价，研发先进的修复技术，满足现代社会发展的需要，促进社会的可持续发展。

3.3国土空间生态修复新材料、新装备的研发亟待推进

从长期发展的实际情况分析，最大程度上需要全面地应用土地、矿产、水等自然资源，在生态修复项目的规划设计环节，没有综合分析生物的习性特点，对于生物栖息、通道等方面的分析也存在严重的不足，尤其是一些大型基础项目在建设施工环节应用大量的机械设备和混凝土施工材料，给生态环境造成了严重的不利影响，使生物体系缺乏连续性，生物多样性持续减少、生态系统自我修复能力变得更差。这些问题的存在都和生物多样性保护意识以及生态材料及新装备的应用有着直接的关系【2】。

3.4国土空间生态修复技术创新科研平台亟待搭建

从多年的实践经验分析，生态修复技术是施工单位开展修复的基础，这些技术很多都是施工单位所提供的，在该项目结束之后，很难再次承接类似的工程项目，导致出现“封存”的现象，技术交流和创新严重不足。从国家层面来分析，没有相应的机构开展国土空间生态修复技术的研发，国家也没有形成社会开放技术创新平台，导致国土空间修复技术依然停留在理论研究阶段，技术设备与材料的创新研究严重不足，导致了最终的生态修复技术无法满足实际需要。

4推进国土空间生态修复技术的创新对策

深入研究和推广国土空间修复工程技术，要充分掌握各个地区国土空间生态系统的整体性、系统性以及规律性，确定国土空间修复环节中的工作重点与未来发展方向，分析新技术、新设备与新工艺的应用情况，给国家的生态修复研究技术提供重要的支持，全面提升技术研发人员工作的积极性，形成更加合理有效的生态修复技术体系，推动整个国土空间修复领域的发展和进步。

4.1建立国土空间生态修复工程技术创新体系与标准

根据目前所实施的“山水林田湖草是一个生命共同体”理念，要对国土空间生态系统进行全面性、整体性的管理与维护，要实现区域生态环境修复的综合性治理，就需要对国土空间修复工程类型进行总结和分析，建立更加完善的国土空间生态修复技术标准和系统，从而可以更好地发挥国土空间生态修复技术的优势，促进生态环境尽快恢复，给人们的生活创造良好的生活环境，推动可持续发展【3】。

4.2推进国土空间生态修复技术创新平台建设

根据当前的实际情况需要，建立完善的整治中心、土地创新技术中心，要考虑到山水林田湖草工程项目的具体情况，充分发挥出国家相关部门的组织、引领、服务与桥梁等纽带作用，通过搭建技术创新平台，可以更好地实现技术创新和发展，形成更加协调与融合的创新局面。同时，还应该建设完善的国土空间生态修复技术中心，实现高等院校、科研机构、创新企业的建设，达到创新技术的合理研发和应用，最终提升技术创新能力和水平，促进我国国土空间生态修复工作顺利进行，全面改善生态环境的质量水平，以促进我国生态效益的全面提升。

4.3加强国土空间生态修复技术成果转化应用

在不断地实现科技创新的技术上，需要尽量缩短技术创新的周期，同时，还需要结合各个区域内的国土空间生态修复实际情况进行有效的总结和分析，经过深入的筛查和选择，建立具备创新思路的生态修复体系，达到全面的技术提升，建立更加高效的生态修复技术体系，形成更具创新性的技术成果，以推动生态修复领域的全面发展和进步，实现综合水平的切实提升。4.4开展生态修复领域的国际技术交流与合作积极学习国际上先进的生态修复技术，了解技术的发展形势，从而可以把握国际上新技术的创新动态，给国土空间生态修复技术的创新提供未来的发展方向。在整体发展思路的基础上，深化当前我国各个地区生态修复技术的应用，积极进行技术的交流和创新，全面提升生态修复技术水平，顺应时代的发展和进步。

5结语

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关键词：土方吹填；全站仪；测量技术

中图分类号：[P258]文献标识码：A文章编号：

全站仪，即全站型电子速测仪（Electronic Total Station）。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。

一、工程概况

骆马湖罗曼园生态修复土方吹填工程项目位于江苏省宿迁市骆马湖风景区内，地处骆马湖湖滨带状湿地公园的南部位置，西部毗邻避风港，东到环湖大道，南至骆马湖南堤，背面与游憩中心和酒吧一条街相连，占地面积36.24公顷，为江苏省第七届园艺博览会主会场。工程主要内容有：土方开挖、土方吹填等。

二、施测方案

1、对甲方提供的基准点进行平面位置坐标和高程复核；

2、在施工区加密增设控制点，为施工工程中测量工作提供控制坐标和高程；

3、根据基准点及增设的控制点依次放设河边道路、管理区主、次干道的边线；测量土方施工现场原始断面。

三、 测量依据

按国家测绘标准和本工程施工精度要求。

GB/T17942-2000《国家三角测量规范》

GB 12897-91《国家一、二等水准测量规范》

GB 12898-91《国家三、四等水准测量规范》

SL 52-93《水利水电工程施工测量规范》

四、测量方法

(1) 施工控制网加密测量

根据业主单位提供的施工平面控制网基准点和高程控制网基准点，并依据施工测量的实际需要，布设施工测量加密控制网，控制网等级为四等。

加密控制网基准点埋设钢筋砼标墩，标墩结构严格按照规范和设计要求执行。顶部埋设强制钢筋头。标墩建好后稳定24周后即进行观测。

对加密控制网的观测严格按照《水利水电工程施工测量规范》的规定和限差要求执行。加密控制点相对于首级控制点点位中误差不大于±5.0mm。

控制网基准点可能存在水平位移和垂直升降，定期对控制网点检测校核。

（2）原始断面测量放样

通过分析施工图纸，我们发现所提供图纸数据为每20m为一个单元格的网格数据。如果进行数据校核和原始地形测量，测量点必须与之对应，结合我工程实际，我们采用以南北方向每20米为以断面，共划分66个断面，然后每个断面上放样两个控制点。在实际放样的过程中，考虑到全部利用坐标点放样需要较长时间，我们在施工中心区域放样相邻断面共四个控制点，例如假定某断面为1+000，相隔20m的另一断面为1+020,1+000断面自东至西放样A、 B两点，1+020断面自东至西放样C、 D两点，此四点为施工图上一个网格的四个点，然后将全站仪架在A点，棱镜放C点，将该点方向置零，然后在保持角度方向不变的情况，利用全站仪测距模式向北每隔20m放出相应断面上的控制点，采用同样的方法可以放出B、D方向上的相应断面的控制点，该方法充分利用的全站仪方向可以置零的特点，进行控制点放样，在该工程前期放样中发挥了重要作用，节省了大量时间。

3、原始断面测量

控制点完成放样后，我们以加密控制网基准点中的一个点为后视点，另外一个点为测站点，可以测出已放样的每个断面上的其中一个断面桩的坐标及高程数据，然后以该数据点作为每个断面上的基点，采用全站仪中的对边测量模式中放射对边测量模式，对每个断面进行原始断面测量。确保平面定位误差小于±10mm，高程误差小于±2mm。

测量中，为保证棱镜方向始终处于断面上，我们在已知的两个断面控制点上各插一把旗子，作为参照，并有一人专门负责指挥手持棱镜人员的方向，确保了测量数据的有效性。对边测量方法的应用，对进行前期断面测量及后期完工测量起到了关键作用，该方法简单易用，测量方便，在仪器位置架设得当的情况下，在仪器不需二次移动的情况下，可以一次测量多个断面，该测量方式的应用也得到了建设单位的认可。

（4）施工中数据测量

工程正式开始后，因该工程主要为吹填土方，吹填期间土方无法整形，这给计算期中支付的工程量带来了困难，考虑到已完成吹填的区域周边先期已填筑围堰，吹填土方全部位于围堰范围内，我们采用对沉降后围堰高程一下的区域采用坐标测量的方式，求出吹填面积s1和高程h1，结合该区域原始数据，利用(s1+s原)*（h1-h原）/2的方式进行工程量计量，对于高出围堰的部分采用断面测量方式，结合实际将其分割为多个断面，并测量断面之间的距离，按照相邻断面面积的算术平均值乘以断面距离的方式求得吹填工程量，例如，假定其中两个断面面积分别为s1、s2两断面间的垂直距离为d ,则其计算公式为（s1+s2）*d/2，通过上述两种方式，最终计算出吹填土方总的工程量。

（5）地形整理控制测量

土方吹填结束后，待土方沉降稳定后，就要按照施工图纸要求进行土方整理，这时要使用全站仪中的坐标放样放出地形，考虑到将地形上的每个高程点全都进行放样工作量太大，而且难以完成，我们采用放出每个地形的边界主要变化点，及最高点的办法，进行放样， 如图，该地形共有五个主要控制点，分别为BD41至BD44，及最高点7，以此五点进行地形放样，根据整理情况适时测量，及时对整理情况进行控制。

地形整理是确保工程质量最终满足合同要求的关键，所以该阶段确保地形整理到位非常重要，在实际土方整理的过程中，我们采用全站仪全程跟踪复核的办法，采用放样测量模式，及时对各控制点与设计数值进行比较，确保了地形整理最终满足了合同要求，得到了建设单位的肯定。

（6）竣工断面测量

该阶段测量方法与原始断面测量方法类似，不再赘述。

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论文摘要：阐述水利工程与水域生态的关系，介绍了生态水利规划的基本原则：工程安全性与经济性原则；提高河流形态的空间异质性原则；生态系统自设计与自我恢复原则；景观尺度与整体修复原则；反馈和调整设计原则。

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.

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［4］Mitsch W.J.，Jorgensen S E..Ecological Engineering and EcosystemRestoration［M］.Published by John Wiley&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’Neill R.V.，D.L.DeAngelis，J.B.Waide，et al.A Hierarchical Con－cept of Ecosystems［M］.Princeton University Press，Princeton，NJ.1986：153.

［7］Gosselink J.G.Landscape Conservation in a forested Wetland Water－shed［J］.Bioscience，1990，40：588~600.

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恢复生态学的基本原理包括限制因子原理、生态系统的结构理论、生态适宜性原理、生态位理论、群落演替理论、生物多样性原理和斑块－廊道－基底理论等（任海等，2001），它们对园林设计及施工具有指导作用。限制因子原理要求在设计中需要找出生态系统恢复的关键因子；生态系统的结构理论要求设计的物种结构能充分利用时空资源，并具备自我维持能力或降低人工维护频度；生态适宜性原理表明多使用乡土植物，并在充分了解植物生态学特性的前提下做种植设计；生态位理论指导植物的搭配，合理安排其在生态系统中的位置与尺度；群落演替理论表明园林绿化可缩短生态恢复时间，但对极端退化的生态系统恢复时，演替理论不适用，只具有指导意义；生物多样性原理要求适当增大物种多样性可使恢复的生态系统稳定性更高；斑块－廊道－基底理论指导景观层次的规划，考虑在生境破碎化的场地中，合理利用空间。

生态修复与风景园林

城市生态系统是个规模大、关系复杂的动态生态系统，它既有自然的组成要素，又有高度人工化的组成要素。城市绿地在改善环境质量、维护城市生态平衡、保持水土、美化景观等方面起着十分重要的作用，乔灌木藤草植物合理地配置在一个群落中，形成复合层次和优美季相景观，具有不同生态特性的植物各得其所，构成一个稳定的群落。由于城市建设造成的人工弃土、土地，改变了地表径流，导致水土流失加剧，大量泥沙及生活垃圾淤积河道，阻塞排水管道，使水土资源遭到破坏。因此，生态修复集成技术可以在方案设计时重点考虑并在园林工程中实施，最终使得城市生态系统向良性方向发展。

园林种植设计在特定的城市生态环境条件下，应将保持水土、抗污吸尘、耐贫瘠、抗病虫害、耐粗放管理、根系发达等作为植物选择的标准。植物的合理配置不但可增加城市建筑艺术效果，丰富城市景观，更能减轻暴雨冲蚀和水土流失，从而改善城市人居环境。在城市园林绿化中，应充分考虑植物的生态位特征，利用不同植物在空间、时间和营养生态位上的分异来配置植物，避免种间直接竞争，形成结构合理、种群稳定的复层群结构，以利种间互相补充，既充分利用水土资源，又能形成优美的景观。

园林工程与生态修复在土方工程、给排水工程、水景工程、园路工程中应结合种植工程，利用园林植物的防护作用实现生态修复。园林排水：园林绿地的排水，一般主要靠地面及明渠排水，结合道路、地形可做成浅沟式排水渠，沟内生长植物，起到减缓径流速度及防止水流冲刷的作用。解决由地表冲蚀措施有：①从竖向设计角度考虑。种植采用铺地植物护坡；②使用工程措施。设置谷坊和挡水石，并与植物搭配消减冲刷力（孟兆祯，2003）。水景护坡：园林中开辟水面要求有稳定的湖岸，在水体边缘必须建造驳岸和护坡，其中植物护坡措施包括防护林、植草和生物－工程综合措施，通常采用深根性和浅根性树种结合的乔灌木混交林。坡面植草可提高坡面抗蚀能力，减小径流速度，增加入渗，防止面蚀和细沟侵蚀，也有助于防止块体运动。生物－工程综合措施，即在工程措施间隙或表面种植植被，以增强其强度，如混凝土构件间隙空格种草，与土工材料配合植草及绿色混凝土模块等。园路铺装：园路按路面材料不同分为：整体路面、块料路面、碎料路面、简易路面等。园路的设计在满足造园艺术要求的前提下尽量利用原地形，以保证路基的稳定，减少土方量及水土流失量；路面应有3％～8％的纵坡和1．5％～3％的横坡。采用生态铺装路面可提高水土流失防治效果，常见种类有透水沥青、透水水泥混凝土、生态透水砖和其他特殊透水材料。新建的居住区中，使用最多的铺装材料是石材，占使用频率的44％，砾石及砖的比例分别占使用频率的18％、20％（黄玲，2009）。

园林生态修复发展趋势

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目前，海岛管理部门对项目申请工作进行了有效管理，组织专家对项目申报材料进行评审，并提出改建意见，对于提高项目质量起到了良好的作用。为了进一步规范项目申报，提出以下两点建议。31进一步明确规定项目实施方案编制深度现行的《关于启动实施2012年海岛生态修复示范工程与领海基点保护工作试点工作的通知》财建〔2012〕113号中，规定了海岛生态整治修复及保护项目实施方案编写的大纲和主要内容，对于规范项目的实施方案编写起到了较好的指导和规范作用。但是，没有详细明确每一部分内容编写的深度。由于项目申报各单位对编写大纲理解的不同，编写的内容深度不一。为了全面、翔实、客观、可行地反映项目内容，不同项目之间又具有相对统一的标准，建议制订项目实施方案编制的技术要求，明确编制深度，特别是针对项目的主要内容与技术指标、图件部分应该详细说明。目前，已经组织实施了多个海岛生态整治修复项目，基本掌握了生态整治修复内容，能够进一步提出各内容和技术指标要求。项目申报材料增加海岛所在县级政府的意见当前，海岛生态整治修复及保护项目一般由县（市）级海洋主管部门作为承担单位申报并组织实施。海岛生态整治修复及保护项目，很多是针对有居民海岛的整治修复。根据《海岛保护法》的规定，有居民海岛由沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门和其他有关部门按照各自的职责分工管理。建议有居民海岛生态整治修复及保护项目申报材料，应当征求海岛所在县级政府或项目承担单位同级政府部门的意见，并由县（市）级人民政府或项目承担单位同级政府部门出具申请方案文件申报，以便县级政府统筹管理辖区内的有居民海岛，统一安排政府各职能部门积极参与和支持海岛生态整治综合工作，也便于项目批复后县（市）级海洋主管部门组织实施。

海岛生态整治修复及保护项目实施管理

海岛生态整治修复及保护项目批复后，如何进行实施过程中和实施后的验收和管理，尚未出台有关的规定，各地海岛生态整治修复及保护项目都是参照其他行业项目实施，正在探索经验。本部分针对项目实施管理提出5点建议。建立和完善项目管理流程海岛生态整治修复及保护项目由国家海洋局负责组织申报并同财政部进行会审后予以批复。方案编写、总支项目预算编制、项目实施的基本程序、施工图纸审查、施工过程的检查管理和技术监理、竣工验收管理等是项目实施工作的几大重要组成部分，也是影响项目执行质量的关键。管理部门应当逐渐完善管理制度，加大管理力度，对项目任务实施管理。陆地上建设工程从申请立项到施工许可，再到工程实施和竣工验收，已经建立了比较完善的管理流程，明确了管理依据和审查要件。对于新兴的海岛生态整治修复及保护项目的任务实施管理，可考虑以下两种方式。（1）项目实施方案批复的同时，财政部下拨了项目经费，后续的管理流程可参照现有陆地上建设工程的管理模式进行管理，如会商规划部门会审建设工程设计方案等，会商建设部门会审施工图纸、审查施工合同、备案安全措施、施工许可证等，会商监理单位和建设部门进行施工监理，会商建设、规划等部门联合进行工程预检查验收等。（2）国家海洋局应当建立具有海岛特点的统一管理的流程，明确项目施工图纸、施工、监理和验收等规定，对项目进行全面管理；也可以对部分环节进行统一管理，其他环节与陆地有关管理部门合作。明确项目勘察、设计、施工、监理单位的资质要求项目勘察、设计、施工、监理单位的能力和水平，直接决定海岛生态整治修复及保护项目实施的质量。目前，陆地上的建设工程，在勘察、设计、施工、监理等方面对具体承担单位都有明确的资质和技术要求。但是，海岛生态整治修复及保护项目不同于陆地上的建设工程项目，涉及岛陆及周边海域两部分，施工作业极易受到天气、交通的制约，造成项目实施难度大、成本多、危险系数高等诸多不利制约因素，部分整治修复内容，如岛陆植被修复、沿岸防波堤建设、植被保护绿化等，都需要考虑耐海水、海风腐蚀和海洋性气候因素，项目实施的风险较大，不确定性较高。应当根据海岛生态整治修复及保护项目属性的特点，以工程量或投入经费为标准，明确提出勘察、设计、施工、监理单位的资质要求，确保项目的有效实施。建立完善的项目档案材料项目档案记录了项目立项、实施、竣工的全过程，而具有保存价值的文字、图纸、图表和声像等是项目档案管理最有效的载体，各种载体的文件材料也是对海岛整治修复及保护项目实施效果的最好见证和检验。对于海岛生态整治修复及保护项目，除了与一般建设工程相类似的档案资料外，项目实施前的海岛现状和项目实施后效果的数据和影像资料尤为重要。海岛生态整治修复是要通过各种人为修复手段改变海岛生态环境受到破损的状态，修复前后的海岛对比资料是说明生态修复效果的最好依据，也是检查、验收海岛生态整治修复项目的重要档案资料。因此，建立完整的项目档案资料，尤其是准确、客观地反映修复前后的数据和影像对比资料，是管理部门需要引起重视的重要环节，也是各项目实施单位需要做好的基础工作。实施严格的质量管理和监督检查海岛生态整治修复及保护项目的部分建设内容是否按照方案实施，在实施工程中难以准确把握。例如，采取补沙的方式整治修复沙滩，由于海水的流动性和潮汐的自然作用，实际补沙的数量很难检查；修复岛陆植被，可能由于极端天气和客观环境的影响，植被的适应性能要求高，造成成活率极低，实际修复的数量和质量难以核实。因此，除了遵循现有的管理规定外，还应当建立结合项目实际的质量管理和监督检查制度，组织管理部门和专家队伍实施跟踪管理和全过程的记录管理，规范项目承担单位按规定执行，确保国家财政资金落到实处，充分利用，使有限的资金发挥出最大的效益，产生最大的生态效益和社会效益。国家已经开展了《海岛整治工程管理与绩效评价研究》，建议结合项目的特点，应尽快组织应用，为实施项目质量管理和监督检查提供技术支撑。组建专家团队跟踪项目执行海岛生态整治修复及保护项目刚刚实施不久，无论是管理还是施工技术，可能存在一些不尽完善的部分，国家和地方海洋管理部门应当组建专家团队，采取异地或本地相结合的办法不断跟踪项目执行过程，包括项目施工设计、项目施工、修复技术应用、项目质量管理和安全管理、项目验收及项目档案管理等，查找不足，完善和制定相应的管理制度和技术标准。国家编制了《海岛生态修复整治技术指南》，专家团队应当跟踪技术指南的应用情况，掌握这些技术是否具有普遍性和实用性，是否有新材料和新技术能够应用，不断提高海岛生态整治修复技术指导的科学性和有效性，真正把海岛项目做成百年大计工程。

篇6

一、石漠化是我国西南喀斯特地区严峻的生态问题

（一）严重的土壤侵蚀危及石漠化地区生态安全

石漠化导致水土流失，淤塞水库，抬高河床，破坏了宝贵的水土资源，使水资源枯竭，人畜饮水困难，生态环境恶化，极大地降低了环境容量，严重威胁当地群众的生产生活，制约了当地经济社会可持续发展。据调查，广西壮族自治区百色地区9个重点县的石漠化地区，农民饮水要从数公里及数十公里以外去取水，生产用水对于他们几乎是一个梦。严重的石漠化使举世闻名的贵州黄果树大瀑布枯水期的问题日益严重，专家断言，如果不解决这一地区的石漠化问题，黄果树瀑布将会干涸。

（二）石漠化加剧贫困地区的贫困程度

在石漠化地区，几乎年年旱涝相伴，泥石流滑坡等频繁发生，生活在石漠化地区的人只能在石缝里种点玉米等杂粮。“一方水土养不活一方人”、“种了几片地，收不到一袋粮”、“一年生产的玉米产量还不够喂大一头猪”成了石漠化地区农民贫困生活的真实写照。石漠化导致了贫穷，贫穷又导致更严重的石漠化，严重的石漠化使越来越多的年轻人外迁谋生，剩下的大都是老人、妇女和儿童。数据显示，在贵州50个扶贫开发重点县中，石漠化面积占国土面积20%以上的有30个县，而且凡是石漠化严重的地方，都是贵州最为贫困的地方。

二、石漠化治理存在很多困难和问题，防治形势十分严峻

（一）生态修复工程所需繁殖材料遗传改良工作十分薄弱

石漠化地区生态修复主要任务是造林，林木的遗传改良和森林培育技术是石漠化地区造林需要解决的首要问题，是奠定生态修复工程的基础，也是石漠化地区生态修复与林业产业发展的有效手段。目前，我国对石漠化地区生态修复与产业发展关键集成技术及诸多深层次问题还缺乏系统研究，对一些适合在南方石漠化地区生态修复与发展林业产业的树种，如油茶、香椿、花椒、忍冬、构树、葛根等的遗传改良和森林培育技术研究还较薄弱，远远不能适应石漠化综合治理生态修复工程的需求。要全面启动南方大面积石漠化综合治理生态修复工程，繁殖材料遗传改良工作瓶颈必须突破。

（二）造林技术与管护措施不能适应石漠化生态修复工程的需求

专家表示，以往出现的“年年造林不见林”的现象，其中一个重要的因素就是造林技术与管护措施不能适应石漠化生态修复工程的需求，如表层岩溶水调蓄与开发技术、地表集水截水与生物技术、新材料应用及节水灌溉技术、土地改良与生物培肥技术、土地改造与人工诱导成土、立体农业与高效旱作技术等都还不是很成熟。另一个重要因素则是因为目前国家实施的各种工程和措施大多为单一治理措施，没有或较少配合综合措施，导致石漠化加重的趋势仍未得到根本遏制。

（三）利用经济杠杆调动各个层面积极性的机制还未形成

石漠化地区生态修复，必须解决好贫困问题，处理好人与自然的关系，促使企业、农民自觉参与石漠化生态修复工程。从目前的情况看，解决这一问题的体制机制还未形成。石漠化地区生态修复和综合治理仍然由政府在“输血式”高成本推动，使石漠化治理可持续没有保障。比如，一些研究表明，生态移民光安置用的土地一亩就要6000元，封山育林每公顷造价1500元，人工造林每公顷成本1.05万元，种金银花每亩成本也高达1221元。目前，我国林业产业虽然形成了林业产业体系，但林业企业规模过小，有的甚至没有根据资源规模和特点盲目建厂生产，形不成竞争优势和规模效益。此外，呈扩大趋势的石漠化区域面积也加大了石漠化防治难度。

四、大力发展林业循环产业是石漠化生态修复的根本途径

（一）修复脆弱生态环境要走林业产业化道路

国际上对恶化的生态环境进行重建和恢复有很多成功范例。比如，美国的罗斯福林业生态工程、加拿大的“绿色计划”、日本“治山计划”、法国的“林业生态工程”、韩国的“治山绿化计划”等。一些研究表明，这些林业工程有四个共同经验：一是形成了较完善的林业产业体系，生产产品不断增加。二是加工业成为林产业的支柱，采取优惠鼓励措施扶持加工业向深加工方向发展。例如近年来世界制浆工业年平均增长率为2.7%，造纸工业年平均增长率为3.1%，人造板工业年平均增长4.3%，而制材工业年平均增长率仅为1.9%。三是天然林资源得到保护，取而代之人工林得到迅速发展，已成为林业的主体。四是多种森林资源得以开发利用。改变过去单一木材经营的思想，充分开发利用多种森林资源，成为林业新的经济增长点。

（二）发挥企业在石漠化生态修复工程的巨大作用

石漠化治理是一项十分艰巨复杂的工程，也是投入巨大的一项工程。这样一项庞大工程单单依靠政府推动是不够的，必须充分发挥企业的作用，形成“造血式”推动模式。第一，鼓励和扶持林业企业开展兼用林复合经营。良种加良法的多树种、多目标定向兼用林复合经营是森林培育的发展方向和趋势。第二，鼓励和支持林业企业运用科技力量加大科技投入，科学提炼适合在石漠化地区生态修复工程的关键技术和措施，保障不同树种在不同地域，成活率高、长势好；运用先进的技术和合理的措施降低生态修复工程的投入，提高生态修复工程效力；对国内外生态修复工程现有技术成果进行组装配套，推动石漠化地区生态修复进程。

（三）建立多树种良种繁育基地和营建试验示范林

1、整合资源，在贵州省建立多树种良种繁育基地。

总结提炼出适合石漠化地区林业生态修复关键技术体系，广泛收集适合石漠化地区的物种、树种，提高遗传增益，使经遗传改良的生长性状和质量性状达到国内先进或领先水平，并通过建立种苗繁育基地为石漠化地区造林提供可选择的优良材料。

建立和维护多树种良种繁育基地可以引导企业投资，培育具有市场竞争力的特色生态产业，农民在家门口创业。据专家测算，如建立5000亩良种繁育基地，重点推广10―15个树种生长、抗逆性、材性兼优型优良家系（无性系）和耐瘠薄高效营养型无性系种苗，可每年为南方50万亩石漠化地区造林、林分恢复、低产林改造提供优质种苗。实现年产值2000多万元，年利润500多万元。良种和良法的运用，能降低造林成本、减少项目重复投入，为森林资源增益增效。其辐射效益可达年50万亩造林规模，增收2亿元。

2、运用遗传改良、关键集成技术营建试验示范林

将优良种源和优良家系引入试验示范基地进行栽培试验和示范，结合不同培育目标特点，解决遗传特性与生态环境的互作问题。据专家测算，如果营建多目标示范兼用林5万亩，试验示范林保存率能达85%以上，林分蓄积量和产量较部颁标准及现有水平平均提高10%―20%，可实现产值5亿元以上。

专家还测算，如果同时进行5000亩良种繁育基地和5万亩试验示范林的建设，可为农民提供近2000个就业岗位，农户在家门口就业，生产、生活、务农一体化，最大限度地开发利用农村闲置劳力。农户年收入可达1.2万元人民币。

（四）探讨石漠化地区林业化项目科学经营管理方法

通过对不同干扰条件下，农地、荒山荒地生态系统向森林生态系统转型过程中林分结构及植物多样性的特征和变化规律研究，揭示系统产生效益的机制，提出不同干扰类型下林分最佳生态、经济效益配置模式和经营管理技术，为石漠化地区林业产业发展提供理论依据。

参考资料：

①贵州长生林业集团. 南方中轻度潜在石漠化地区生态修复与林业产业关键技术集成研究与示范[R].课题报告

②吴岗.“土地癌症”：石头带来的灾难？――我国石漠化现状及其治理路径[N]. 中国国土资源报，2012年8月27日

③李斐然. 中国西南多地遭遇石漠化 山民石缝中保土种玉米[N]中国青年报.2012年5月9日

篇7

关键词：石漠化；影响；治理；途径；

中图分类号：P642.25文献标识码： A 文章编号：

对于石漠化的治理存在着很多困难，是一项复杂的系统工程。对于石漠化的治理最直接的方法就是恢复生态环境，促进人与自然的和谐。在众多治理措施中，最为有效的方法封山育林、恢复植被，采取一系列措施提高森林资源覆盖率。

一、石漠化对生态环境的影响

1、严重的土壤侵蚀危及石漠化地区生态安全

石漠化导致水土流失，淤塞水库，抬高河床，破坏了宝贵的水土资源，使水资源枯竭，人畜饮水困难，生态环境恶化，极大地降低了环境容量，严重威胁当地群众的生产生活，制约了当地经济社会可持续发展。严重的石漠化使举世闻名的贵州黄果树大瀑布枯水期的问题日益严重,专家断言，如果不解决这一地区的石漠化问题,黄果树瀑布将会干涸。

2、石漠化加剧贫困地区的贫困程度

在石漠化地区,几乎年年旱涝相伴,泥石流滑坡等频繁发生,生活在石漠化地区的人只能在石缝里种点玉米等杂粮。“一方水土养不活一方人”、“种了几片地,收不到一袋粮”、“一年生产的玉米产量还不够喂大一头猪”成了石漠化地区农民贫困生活的真实写照。石漠化导致了贫穷，贫穷又导致更严重的石漠化，严重的石漠化使越来越多的年轻人外迁谋生，剩下的大都是老人、妇女和儿童，形成恶性循环。

二、石漠化治理存在很多困难和问题

1、生态修复工程所需繁殖材料遗传改良工作十分薄弱

石漠化地区生态修复主要任务是造林，林木的遗传改良和森林培育技术是石漠化地区造林需要解决的首要问题，是奠定生态修复工程的基础，也是石漠化地区生态修复与林业产业发展的有效手段。目前，我国对石漠化地区生态修复与产业发展关键集成技术及诸多深层次问题还缺乏系统研究，对一些适合在南方石漠化地区生态修复与发展林业产业的树种，如油茶、香椿、花椒、忍冬、构树、葛根等的遗传改良和森林培育技术研究还较薄弱，远远不能适应石漠化综合治理生态修复工程的需求。要全面启动南方大面积石漠化综合治理生态修复工程，繁殖材料遗传改良工作瓶颈必须突破。

2、造林技术与管护措施不能适应石漠化生态修复工程的需求

专家表示，以往出现的“年年造林不见林”的现象，其中一个重要的因素就是造林技术与管护措施不能适应石漠化生态修复工程的需求，如表层岩溶水调蓄与开发技术、地表集水截水与生物技术、新材料应用及节水灌溉技术、土地改良与生物培肥技术、土地改造与人工诱导成土、立体农业与高效旱作技术等都还不是很成熟。另一个重要因素则是因为目前国家实施的各种工程和措施大多为单一治理措施，没有或较少配合综合措施，导致石漠化加重的趋势仍未得到根本遏制。

3、利用经济杠杆调动各个层面积极性的机制还未形成

石漠化地区生态修复，必须解决好贫困问题，处理好人与自然的关系，促使企业、农民自觉参与石漠化生态修复工程。从目前的情况看，解决这一问题的体制机制还未形成。石漠化地区生态修复和综合治理仍然由政府在“输血式”高成本推动，使石漠化治理可持续没有保障。目前，我国林业产业虽然形成了林业产业体系，但林业企业规模过小，有的甚至没有根据资源规模和特点盲目建厂生产，形不成竞争优势和规模效益。此外，呈扩大趋势的石漠化区域面积也加大了石漠化防治难度。

三、大力发展林业循环产业是石漠化生态修复的根本途径

1、修复脆弱生态环境要走林业产业化道路

国际上对恶化的生态环境进行重建和恢复有很多成功范例。比如，美国的罗斯福林业生态工程、加拿大的“绿色计划”、日本“治山计划”、法国的“林业生态工程”、韩国的“治山绿化计划”等。一些研究表明，这些林业工程有四个共同经验：一是形成了较完善的林业产业体系，生产产品不断增加。二是加工业成为林产业的支柱，采取优惠鼓励措施扶持加工业向深加工方向发展。三是天然林资源得到保护，取而代之人工林得到迅速发展，已成为林业的主体。四是多种森林资源得以开发利用。改变过去单一木材经营的思想，充分开发利用多种森林资源，成为林业新的经济增长点。

2、发挥企业在石漠化生态修复工程的巨大作用

石漠化治理是一项十分艰巨复杂的工程，也是投入巨大的一项工程。这样一项庞大工程单单依靠政府推动是不够的，必须充分发挥企业的作用，形成“造血式”推动模式。第一，鼓励和扶持林业企业开展兼用林复合经营。良种加良法的多树种、多目标定向兼用林复合经营是森林培育的发展方向和趋势。第二，鼓励和支持林业企业运用科技力量加大科技投入，科学提炼适合在石漠化地区生态修复工程的关键技术和措施，保障不同树种在不同地域，成活率高、长势好；运用先进的技术和合理的措施降低生态修复工程的投入，提高生态修复工程效力；对国内外生态修复工程现有技术成果进行组装配套，推动石漠化地区生态修复进程。

3、建立多树种良种繁育基地和营建试验示范林

（1）整合资源，建立多树种良种繁育基地。总结提炼出适合石漠化地区林业生态修复关键技术体系，广泛收集适合石漠化地区的物种、树种，提高遗传增益，使经遗传改良的生长性状和质量性状达到国内先进或领先水平，并通过建立种苗繁育基地为石漠化地区造林提供可选择的优良材料。

建立和维护多树种良种繁育基地可以引导企业投资，培育具有市场竞争力的特色生态产业，农民在家门口创业。据专家测算，如建立5000亩良种繁育基地，重点推广10—15个树种生长、抗逆性、材性兼优型优良家系（无性系）和耐瘠薄高效营养型无性系种苗，可每年为南方50万亩石漠化地区造林、林分恢复、低产林改造提供优质种苗。实现年产值2000多万元，年利润500多万元。良种和良法的运用，能降低造林成本、减少项目重复投入，为森林资源增益增效。其辐射效益可达年50万亩造林规模，增收2亿元。

（2）运用遗传改良、关键集成技术营建试验示范林

将优良种源和优良家系引入试验示范基地进行栽培试验和示范，结合不同培育目标特点，解决遗传特性与生态环境的互作问题。据专家测算，如果营建多目标示范兼用林5万亩，试验示范林保存率能达85%以上，林分蓄积量和产量较部颁标准及现有水平平均提高10%—20%，可实现产值5亿元以上。专家还测算，如果同时进行5000亩良种繁育基地和5万亩试验示范林的建设，可为农民提供近2000个就业岗位，农户在家门口就业，生产、生活、务农一体化，最大限度地开发利用农村闲置劳力。

四、结语

石漠化治理是一个复杂的工程。探讨石漠化地区林业化项目科学经营管理方法通过对不同干扰条件下，农地、荒山荒地生态系统向森林生态系统转型过程中林分结构及植物多样性的特征和变化规律研究，为石漠化地区林业产业发展提供理论依据，对当地石漠化状况作深刻的了解和充分的认识，准确判断当地石漠化形势，积极探索石漠化治理工作思路，努力寻求石漠化治理模式。

参考资料：

[1]吴岗．“土地癌症”：石头带来灾难？——我国石漠化现状及其治理路径[N].中国国土资源报，2012年8月27日

篇8

关键词： 水利工程；水环境修复工程；产学研

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）19-0277-02

0 引言

现代水利是生态水利，为了培养有社会责任感及环境保护意识的工程技术人才，必须对水利工程硕士进行生态环境保护方面的教育[1~4]。然而，目前水利高等教育在生态工程与水利工程相结合的领域，明显滞后于水利建设的需要[2~4]。在水利建设中已大力提倡建设生态河道、生态灌区；污染水体的治理已明确划归水利部门承担的时候，许多水利类院校的课程体系中还没有涉及水环境水生态方面的理论课及实践课[3，4]。从产学研角度考虑，工科专业的培养目标应该以社会需求、企业需要为导向，加强与生产单位的联系，建立合作联动机制，协作解决实际问题[5~7]，故在水利工程硕士生中开设水环境修复课程很有必要。

《水环境修复工程》课以工程学的概念和方法为基础阐述了湖泊水库、河流、地下水等水体修复工程基本概念、原理和工程步骤。内容涵盖污染物在水体的迁移转化规律；环境修复技术基本原理、工程设计原则和步骤；植物修复、微生物修复、化学修复、物理修复等具体修复技术等。本文以作者在水利工程专业硕士生一年级中开设《水环境修复工程》课二年来的实践为基础，解析了该门课程开设面对的问题，阐述了为提高教学效果所做的一系列做法。

1 开设的必要性

随着可持续发展的理念日益深入人心，水利行业已从过去的工程水利发展到现代的生态水利、资源水利、环境水利；治水思路转变为实现人与自然和谐发展。目前，水资源短缺和水环境恶化是制约中国经济社会可持续发展的主要问题，新的历史形势赋予水利行业新的使命：除了传统的防洪排涝外，还应解决水污染的问题。相应地，不少地方水利局转制为水务局,其职能发生了改变，从以往单纯建造水利工程，出现什么问题解决什么问题，到现在强调治水中人与自然的和谐相处，注重水资源保护和水环境改善。这一系列观念上、工作方针上的巨大变化，对水利高等教育人才培养体系带来了深刻的影响。不少水利专家认为水利专业课程设置也应作出相应调整，将过去以防洪排涝发电设施的设计建造为主，拓展到水体污染控制与修复等方面[1，3，4]。

水利工程建设在为人类社会带来福祉的同时，也往往对生态系统产生各种负面影响，近年来这种影响引起了各方的关注[8]。大家认识到，疏导河流、修筑闸坝和大规模引水等，会改变地形地貌，影响到水生态环境。水利工程的生态影响问题，实质上是人与自然的关系在水利工作上的具体体现。目前国内外普遍认同水利工程在改变自然的同时，不能以破坏生态为代价，保护水生态环境就是保护人类社会可持续发展的基础，水利工作者必须承担起水利建设与生态保护双重任务[1~4]。故为了培养有社会责任感及环境保护意识的高级人才，必须在水利工程硕士生中开设生态环境类课程。

2 需要解决的问题

在水利工程专业硕士生中开设《水环境修复工程》需要解决很多的实际问题,列举如下：①由于没有开设先修课程，学生们普遍缺乏基础知识：水利工程专业大部分硕士生的本科专业为水利水电工程，小部分为水文水资源；传统水利学科主要从水的物理变化角度来研究水体，尚未开设化学类及生物、生态类课程，而这些课程恰恰是水环境修复课所必须的先修课程，故学生们对于对于微生物在污染物降解中的具体作用等重要而基本的问题无法体会。②目前缺少水环境修复工程的相关的教材，特别是适合水利工程专业学生的水环境修复工程教材。③由于条件所限无法开设水环境修复工程实验课程：水利专业实验室目前普遍缺少水污染方面的实验条件，并且课时也不够。

3 产学研分析

3.1 《水环境修复工程》课程与产学研的有机结合 《水环境修复工程》课程与产学研的有机结合主要体现在三个方面[5~7]。一是教学单位要和治水的相关部门及相关机构相结合，对学生的教学要和实际的水环境修复工程、水资源管理实践相结合。二是学生和教师要主动地、广泛地关注和参与全国范围内的重大水事活动、治水实践、课题研究和项目实施，要加强与企业的合作,建立稳定的校内与校外实习基地，保证学生以工程训练、素质教育为目标的社会实践活动的质量。三是密切注意科技发展动态，及时将各企业中的水环境修复工程新知识、新技术、新工艺、新标准等编入教材和讲义并引进课堂，使学生尽早地参与科技开发和创新活动。

篇9

关键词：河流治理;生态修复技术;应用研究

中图分类号：P343.1文献标识码：A 文章编号：

传统的河流治理,主要考虑的是河流的抗洪、排涝、航运等功能。在岸坡处理上注重抗冲刷防坍塌的措施,而对河流周边及河流本身的生态环境考虑不多, 这样会导致河流发生渠道化，从而影响河流的生态问题。于是，许多发达国家陆续开展了河流复原工程,对河流实施生态修复并且取得了较好的效果。下面笔者将结合实例对生态修复技术在河流治理中的应用作出探讨。

一、城市河道污染的成因

城市河道和湖泊是与人类生产和生活紧密相连的水环境,作为城市生态系统重要的组成部分,具有供应水源、改善环境、提供绿地、文化教育和娱乐休闲等功能,对城市的生态建设具有重要意义。但是随着城市化进程的不断加快,城市人口聚集,经济活动日趋频繁,工业废水和生活污水大量排放,垃圾的随意丢弃,使城市环境污染、水质恶化,原来清澈的河水变得又黑又臭,环境污染问题日益严重,严重制约城市的社会、经济与环境可持续发展,同时危及人民的身体健康。城市河道黑臭的污染来源主要有工业废水、生活污水垃圾等点源污染及地表径流、农业径流、大气的干沉降和湿沉降、村落集约化畜禽养殖、水产养殖、城市的水土流失以及河道底泥层等非点源汚染。由于长期处于过量纳污的状态,导致水体供氧和耗氧失衡,水体环境缺氧,使原本山好氧微生物健康降解水体污染为主导,将有机物中的氮、硫、碳分解成碑酸盐、硫酸盐及二氧化碳等的方式减弱甚至消失,从而失去净能力,而在此时厌氧微生物沾性趋强,污染物转化并产生甲烧、氨氮、硫化氧、挥发性存机酸等臭恶臭物质以及铁、猛硫化物等黑色物质,从而导致河道水体黑臭。氨氮是目前城市河道水体中的首要污染物,通常远远超出地表水V类氨氮含量的标准,在区域水环境氨氮污染严重和城市河道有机污染物沉淀、累积的现状下,氧氮的降解是城市河道污染水体治理过程中必须面对的难题。

二、生物修复技术的特点

在城市河道污染中,营养物缺乏或营养元素比例失衡是水体环境中微生物降解存机污染主要限制因素之一,向水体中投加适当比例的有机酸可以提高微生物的代谢能力,从而增强水体自净能力,对水体修复具有积极作用。虽然在污染水体生物修复中以微生物修复为主,但如果能配合水生植物,浮游生物及负类从水体整个生态系统上进行全而的生态修复,彻底打通氮素、磷素等污染物循环的各个关节,那么污染水体的修复效果将会更持续和有效。

三、生态修复技术在河流治理中的应用

3.1微生物对污染水体的净化作用

相对于水生植物而言,微生物具有培养周期短、生长繁殖迅速、适应能力强、转化效率高等特点,因此在治理河道污染水体的过程中起着不可替代的作用。微生物从以下几个方面对河道水体进行净化:微生物对水体有机污染物的去除:一方面菌体的同化作用会转化部分有机污染物为自身物质,另一方面微生物分泌的胞外酶能快速降解大分子有机物,实现对水体有机污染物的降解和去除。微生物对水体氮素的去除:通过氨化细菌、硝化细菌及反硝化细菌的作用,实现水体中氮素的生物地球化学循环过程,并最终使水体中过量的氮素以气态的形式逸出水体。微生物对水体憐素的去除:一方面微生物的代谢作用可以降低水体中磷素浓度;另一方面某些微生物能通过同化作用,将水体中的有效磷转化为菌体自身的有机磷,通过食物链的传递作用,去除水体中的憐素。3.2微生物驱动的水体氮素循环

氮素污染是当前我国水体中的首要污染物,氮素过多会引起水体富营养化,破坏水体中的生态平衡,丧失自净能力。而氮素的其它形式,例如氨氮、亚硝酸盐氮更会威胁水生生物的生存甚至人类的健康。自然水体中的氮素,主要以氨氮和有机态氮的形式存在,也有少量的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。水体中微生物可以将有机形态氮迅速分解转变成氨。在有氧的环境下,水体中的微生物将氨氮氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。当水体中硝酸盐氮含量较高时,说明水体环境在需氧方面是稳定的。在大量缺氧时,确酸盐氮或亚确酸盐氮在水体微生物的作用下,发生反砲化作用,还原为氮气。空气中氮气在藻类等植物的固氮作用固定成氨,溶解于水体中。硝酸盐氮也可被水生植物直接吸收利用,形成植物蛋白质,其被水生动物食用,又转化成动物蛋白。动植物的死亡后通过微生物的分解又可以再次产生氨,在銷化细菌的作用下又氧化成稍酸盐,如此往复循环。

微生物强化修复技术是造宜于城市污染河道原位修复的、受到广泛重视和应用的治污技术,具有成本经济和应用简单,且便于与其它治污技术稱合使用的特点。其技术核心在于促进水体微生物的活性,加快水体污染物的降解和转化。日前,基于微生物强化修复的污染河道原位修复主要采用两种技术,一种是直接向水体中补充高密度发酵获得的能高效降解污染物的功能微生物,另一种是向水体补充能促进微生物生长、解毒及污染物降解的有机酸、营养物质、缓冲剂等微生物激活剂。

四、把生态环境保护融进到水利建设工程的各个环节之中

注重水利工程建设的各个环节对环境的影响。首先在水利工程的设计阶段，要以和谐持续发展为理念，注意保护动植物栖息地，鱼类产卵环境以及鸟类和水禽栖息地和避难所等。在工程的建设阶段，优先考虑采用环保的技术措施，在水利工程建设阶段，尽量采用有利于植物生长、动物成长，或对动植物生长和环境影响最小的环保材料。最后在水利工程完成阶段，要建立健全水利工程环境影响监测和反馈机制，跟踪评价对环境的影响，以便及时发现不良影响并采取解决措施，最大限度的降低环境破坏程度。同时注意工程附近居民的生活状况， 如果发现不良的影响，要采取措施减少影响带来的损失，必要时加以赔偿。

在水利工程建设方面，应建立生态补偿机制，以“谁损害，谁补偿，损害谁，补偿谁” 为原则，明确补偿的主体和补偿的范围。所以，建立生态补偿机制，还原生态价值，不仅有利于减少水利工程在建设过程中对环境产生的不良影响，也促进了当地的经济发展，呼应了和谐社会理念。

五、生态修复技术的发展前景

尽管污染水体的微生物强化修复技术具有诸多的优点,但在实际应用中也面临一定的问题。而投放微生物激活剂尽管不存在太多的安全性问题,其实用性也与待处理水体环境的微生物生态关联甚深,其中含有的酶类的环境耐受力是其作用效果发挥的限制性因素。另外,对于流动性较强且污染程度较轻的水体来说,微生物强化修复技术的应用效果是比较差的。因此,微生物修复技术今后的发展趋势是:1)从原位环境中分离蹄选高效的功能微生物,并建立具有应用价值的高密度发酵工艺,以提高投加微生物降解污染物的效率并有效降低应用成本;2)从分子水平上深入研究微生物在污染水体中的环境生态行为及其与环境因子的相互作用关系,掌握微生物强化修复污染水体的过程与机理3)微生物强化修复技术与物理,化学修复方法,以及其它生物修复技术相结合,优势互补,提高污染水体修复的效果和经济效益。

结语

一条荒凉的河流，经过系统、科学的规划、设计，通过多种生态修复技术的应用，生态系统得以逐步恢复。通过城市河道生态修复技术研究、应用和推广，希望可以对的河道生态治理提供一些帮助。河流生态修复具有多学科交叉性，仅仅从景观修复的角度也不足以解决当今河流存在的各种问题。城市河流的生态环境修复和保护，需要各个行业共同关注，也在此呼吁今后对河流的开发和治理一定要在保护河流生态环境的前提下进行，避免先破坏后修复的不合理模式。

【参考文献】

篇10

（1.沧州旺发生物技术研究所，河北 沧州061001；2.河北工业大学海洋科学与工程学院，天津 300130；3.沧州市运河区农业局，河北 沧州061001；4.邯郸市水产技术推广站，河北 邯郸056002）

摘要：介绍了水体污染生物修复技术的概念、方法、特点及应用实例。概述了近年来国内外生物修复技术的研究应用现状，指出生物修复技术存在的问题和研究方向。

关键词 ：生物修复；微生物修复；植物修复

近年来，随着我国沿海工农业和海洋产业的发展，人口的增加，城市规模的不断扩大，以及在海洋航运的快速发展，造成大量工矿废水，生化污水排入江河湖海，以及在海损事故中石油、烃等有害物质的泄漏，使地表水、地下水、土壤以及海洋受到有毒有害物质的严重污染。污染的水体极大地损害了生态环境，破坏了生态平衡，而且，对人类健康构成极大威胁。但是对于污染水体，尚缺乏有效的治理手段，主要依靠自然生态的自我净化。

目前，生物修复被认为是一种具有广泛应用前景且可靠的环保技术。简单讲，生物修复（bioremediation）是指生物尤其是微生物催化降解环境污染物，减少或最终消除污染的受控或自发过程[1]。与其它物理、化学治理相比，生物修复的优点是：投入低，操作简便，可就地处理，对周围环境干扰少，不会造成二次污染，而且对于传统治理技术难以处理的环境（海洋），具有广泛的应用前景。

1生物修复研究概述

生物修复技术的应用研究也不过30多年，主要集中于水体、土壤和地下水环境污染。史料记载的首次使用生物修复是1972年美国宾夕法尼亚州管线漏油事件。1989年，首次大规模应用生物修复技术修复了美国阿拉斯加石油污染问题，其具有里程碑意义[2]。20世纪80年代以后，基础研究的成果逐渐应用于大范围的环境污染，并取得一些成果，进而发展成一种新的环境污染治理技术。目前，生物修复技术在清除或减少土壤、地表水、地下水、废水、污泥以及工业废弃物中的化学有害物的研究已取得很多成果，如有研究人员研究了北极冻原油滴污染土壤，原位接种抗寒混合菌种进行生物修复，一年后，土壤中的油浓度有了明显降低[3]。还有whiteley[4]进行了生物修复酚污染环境中的细菌生态学和生理学研究。我国研究人员也对受酚污染的地表水的生物修复方法进行了研究[5]。此外，一些研究者进行了有关石油烃类污染的生物修复方面的研究，如张旭[6]实验模拟研究了生物修复石油烃污染土层的研究。李丽[7]对石油烃类化合物降解菌进行了研究。总之，这些研究表明，利用微生物进行生物修复的可行性，而且在这一领域具有广阔的应用前景。

生物修复技术虽然只有30多年的应用研究史，但是生物修复从最初的主要利用细菌治理石油、农药之类的有机污染，逐渐应用到地下水、土壤、海洋、污泥等环境污染的治理上。生物修复已由细菌修复拓展到真菌修复，植物修复和动物修复，有机污染物的生物修复拓展到无机物的的修复。如：Numat[8]培育了一种新型微生物，可在24 h内降解30 mg/L的三氯乙烯，这种菌对有机卤代化合物和芳香族化合物均有降解作用。另外，植物修复也是一种很有前景的修复技术，植物具有吸收重金属，净化水体、纳污、清除放射性核素，调节生态功能，利用这种能力，可有效对污染水体进行修复[9]。有研究者通过静态试验和现场试验水雍菜和水芹菜对手污染水体的研究显示：水生植物不仅可以去除污染物中的磷、氮盐，改善水体状况，还可美化水体环境；提高生物多样性，而且其经济效益也相当可观[10]。此外，动物修复污染水体也处于不断摸索研究阶段，如罗固源[11]等证明了采用合理的间歇方式用蚯蚓处理养殖污水技术上可行。还有研究人员利用藻类治理河道污染和黑臭问题，且河水中DO值有了很大的提高[12]。

2污染水体生物修复应用与进展

2.1海洋污染的生物修复

海洋污染尤其是海洋有机污染是当今世界沿海国家普遍关心的环境问题之一，虽然，现代工业和海洋运输业的发展极大地提高了人们的生活水平，但其带来的环境负作用也越来越明显，如赤潮、石油污染、多环芳烃有机污染等。

海上石油的开发以及石油产品的生产、使用及排放，海上溢油事故频发，使得石油污染已成为海洋环境的主要污染物之一。实验证明，微生物是降解石油污染的主要治理方法，主要有加入高效降解菌；使用分散剂；使用氮、磷等营养盐。1989年，美国环保局利用细菌降解石油污染的生物修复技术，成功去除威廉王子湾的石油污染。目前，生物修复正朝着构建特定且快速降解污染物的工程菌方向发展，并且科学家已分离到了具有多种降解功能的超级微生物[13]。

多环芳烃作为广泛分布于海洋环境中的有机污染物，其具有毒性、致癌性以及致畸诱变作用。对人类健康构成潜在危害。多环芳烃主要来源于人类活动和能源利用过程，通过地面径流，污水排放及机动车等燃料不完全燃烧的废弃物随大气颗粒沉降进入海洋环境中。目前，微生物降解是去除多环芳烃的主要途径，该方法利用微生物将海洋中的多环芳烃转化为无害物，或降解为CO2和H2O。还有赤潮灾害的生物防治；海洋环境中病原菌污染的生物修复等。可见生物修复技术是治理海洋环境污染和海洋生态系统功能紊乱的一副防治结合的良药。

2.2河流湖泊污染的生物修复

地表河流、湖泊污染的生物修复，主要有微生物和植物修复法。对于浅水湖泊，在水中加入营养盐，用曝气法混合，底泥中的有机污染物可作为碳源被微生物利用，污染的湖泊得以修复。华东师范大学的研究人员采用曝气复氧，投加高效菌剂和促生液，放养水生植物等，对苏州河严重污染支流进行了原位污染的治理和修复[14]。结果显示：严重污染的水体消除了黑臭，DO值上升明显，透明度增加，水质得到明显改善。另据报道，像大榕草、水芹、黑麦草等都对水体中N、P有去除作用[15]。

2.3废水污染的生物修复

目前，废水污染的生物修复主要有对重金属离子的修复和有机污染物的修复。美国科学家已对废水中金属离子锑、铬、铜、汞等有效去除效果的微生物进行了研究[16]。此外，对废水中重金属离子的去除主要通过水生植物，如凤眼莲、破铜钱等。它们都能从水体吸收铅、铜、铬等金属。孙铁珩等人研究表明：水葫芦对污水具有一定的净化效果，水芹菜对黄金废水具有净化作用[17]。有研究人员[18]使用含假单胞菌的生物转盘处理矿物废水，铜和铁去除率分别达到95%、98%，并可使氰由4 mg/L 降低到0.06 mg/L。总之，生物修复技术在废水处理、生态平衡的协调中具有重要应用价值。

2.4水体底泥污染的生物修复

水体底泥污染是一个重要的环境问题。由于底泥的污染直接影响着水生动物、植物的生长，同样也影响着水质。所以治理好底泥污染，污染水体也会得到净化。底泥污染物主要通过大气沉降、废水排放、雨水淋溶与冲刷进入水体，最后沉积到底泥中逐渐富集，使底泥受到严重污染，最后底泥变成污染物的汇集地。由于底泥是底栖生物主要的生活场所和食物来源，污染物可直接或间接对上覆水生物产生致毒致害作用，并通过富集，食物链放大进一步影响陆生生物和人类健康。目前，水体底泥污染的生物修复主要通过物理和化学方法，如疏浚、引水、掩蔽等，但工程量大，耗财耗力，不是很理想，而化学方法对生态环境破坏较大，而生物修复有无可比拟的优势，具有节省费用，对环境影响小，最大限度降低污染物浓度，而且可原位进行修复，不易造成二次污染的特点。运用水生植物和微生物共同组成的生态修复系统能够有效去除多环芳烃的污染，高等水生植物可提供微生物生长所需的碳源和能源，根系周围好氧菌数量多，使得水溶性差的芳香烃在根系旁迅速降解。种植水生植物的根茎能控制底泥中营养物的释放，而在生长后期又能较方便地去除[19]。

3生物修复应用前景和存在的问题

近年来，生物修复技术在国内外皆取得了较快发展，一些新技术特别是生物技术，如基因工程、酶工程、细胞工程的发展，不断提高了污染水体的处理效率。为进一步提高生物修复治理效果，获得突破。其发展前景在于合理利用微生物，植物以及动物等生物修复手段，并且与物理、化学方法相结合的综合治理手段；以及利用基因修饰、改造、克隆与基因转移等现代生物技术获取特殊降解功能的工程菌，从而减少污染物在水体中的积累，保持生态平衡；另外，采用新工艺和新手段，生产易于生物降解产品也是研究人员需关注的领域。可以预见，生物修复技术在治理和防治水体污染方面的作用越来越重要，且应用前景十分广阔。

虽然污染水体的生物修复技术已取得巨大的进展，但也存在一定的局限性，如：①修复速度慢；②生物难降解污染物（如重金属）的存在导致水体修复困难；③微生物对污染物的专一性使得并非所有污染物都被去除，存在降解极限；④微生物易受温度、酸碱性等环境因素影响；⑤大规模的工程菌的应用可能影响生态系统。总之，受污染地表水体的修复是一个极为复杂的系统工程，需要综合治理，防治结合。

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