水生态修复概念范文

时间:2023-12-26 18:01:43

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水生态修复概念

篇1

关键词:生态修复 水环境

课题:秦皇岛市社科联项目

201206167 秦皇岛生态城市指标体系构建、评价与生态城市建设对策研究 201206166 秦皇岛生态城市建设现状与对策研究

秦皇岛市科技局项目

2012025A128秦皇岛市北戴河及相邻地区近岸海域环境综合整治保障机制研究

一、生态恢复技术在环境科学中的应用现状

生态修复技术应用在环境科学中的应用主要是用于各种受损生态系统如河流、湖泊、水库、海洋等水生生态系统、草原、森林、矿区等陆地生态系统的恢复重建过程中。[6-8]

目前广泛应用的污染水体整治工作如驳岸景观、河床硬化、综合调水及引流冲污等方法都难以解决水体生态系统重建与水体功能的再现问题。 因此,从 20 世纪 70 年代后开始采取水污染治理与生态修复相结合的方法,强调水环境生态系统的修复逐渐成为受污水体治理的主导思路。

二、生态恢复主要技术与方法

(一)生态修复技术概念

生态修复的概念

所谓环境生态修复,是指使受损生态系统的结构和功能恢复到被破坏前的自然状况,强调在不断减少污染源的前提下,采用生态方法改善环境质量,提升环境自净能力,还原生态系统的结构,恢复生态系统在区域的结构功能[19]。

(二)生态修复技术与方法

1、污染水体生态恢复的工程技术

(1)植物修复技术

植物修复技术是以植物(如水草、水生花卉等)忍耐和超量积累某种或某些化学物质的理论为基础,利用植物及其共生生物体系清除水体中的污染物的环境污染治理技术。

①植物萃取技术

利用金属积累植物或超积累植物将水体中的金属萃取出来,富集并运输到植物可收割部分。

②根际过滤技术

利用超积累植物或耐重金属植物从污水中吸收、沉淀和富集有毒金属。

③植物固化技术

利用耐重金属植物或超积累植物降低重金属的活性,从而减少因重金属扩散而进一步污染环境的可能性。

(2)动物与微生物修复技术

水生动物群落的恢复是水体生态系统恢复的重要内容,同时亦是维持重建水生植物群落结构和功能稳定的重要机制。

①采用CBS水体修复技术

CBS是Central Biological System(集中式生物系统)的简称,由美国CBS公司的科学家开发研制,并得到广泛成功应用,是一种高科技的生物修复水体的方法,是利用微生物生命过程中的代谢机理,将废水中的有机物分解为简单的无机物,从而去除有机污染物的过程。

②采用EM技术进行水体修复

EM为高效复合微生物菌群的简称,是一种由酵母菌、放线菌、乳酸菌、光合菌等多种有益微生物经特殊方法培育而成的高效复合微生物菌群。EM技术时日本琉球大学教授比嘉照夫先生于20世纪80年代初开发成功的一项微生物技术。EM菌群是由5科10属80多种对人类有益的微生物复合培养而成的多功能微生物菌群。其物理性状为棕褐色液体,包含有光合细菌、醋酸杆酶、放线菌、乳酸菌和酵母菌5大类微生物。EM菌群在其生长过程中能迅速分解污水中的有机物,同时依靠相互间共生增殖及协同作用,代谢出抗氧化物质,生成稳定而复杂的生态系统,抑制有害微生物的生长繁殖,激活水中具有净化水功能的原生动物、微生物及水生植物,通过这些生物的综合效应从而达到净化与修复水体的目的。

2、富营养化湖泊的生态修复技术[14-19]

(1)恢复水生植被

控制营养物的生物措施包括扩大天然营养物汇点对营养物的滞留,削减营养物向营养生成带的再循环和内负荷,外源负荷的削减必须与湖泊内过程相吻合,即将营养物保持为初级生产者所不能利用的化学形态或滞留于湖内不能利用的位点。控制外源营养负荷,除利用和恢复水陆交错带的湿地和湖泊沿岸带的大型植物和微生物的作用,发展费用较低的半天然的人工湿地也是一种可行途径。对于水质明显恶化的水体沉水植被不易恢复,即使恢复也难以维持。因此我们必须通过根际系统的净化,控制面源污染,或是通过生物量的收获消除内负荷,美化环境。重建以沉水植物为主的水生植被对以武汉东湖为代表的长江中下游富营养化浅水湖泊的恢复至关重要。因此必须将工程措施与生态措施结合起来。在重建水生植被的早期,也必须根据湖泊水生植被自身的演替规律和水生植物的生理生态特征选择耐污性强的r-选择型植物作为先锋种类,然后逐步对水生植被的结构加以优化。

(2)优化水产养殖结构,恢复生态系统平衡

一般说来,湖泊退化的表征有藻类过度增长、水生植被衰退、污染输入超过水体自净能力及净化能力下降、水质恶化、食物链丧失等。对于这些问题,必须采取相应的人为措施促进湖泊的恢复,防止水体的进一步污染,降低富营养化水平。大型枝角类及植食性鱼类虽然可以降低藻类现存量,提高水体透明度,但在长期尺度上不能根本解决问题,必须进行湖泊生态系统的整体优化,提高和恢复生物多样性,进而提高系统的稳定性。在湖泊富营养化的过程中,水生植物群落本身也发生演替变化,以适应不同的营养水平和水环境条件。

在水体富营养水平高,透明度低,加上水华大量发生,草食性鱼类摄食等因素的作用下,沉水植物损失,湖泊进入浮游植物占优势的状态,我国称之为藻型湖泊,表现为湖水浑浊、生物多样性降低,湖泊的利用价值、美学价值和野生生物保护价值也随之下降。但并非每一个湖泊都符合这一模式顺序发展。由上述演替过程分析,对于长江流域富营养化浅水湖泊的生态恢复必须以沉水植物为主的水生植物重建为重点,将工程措施和生态调控措施结合起来。对外源与内源污染负荷的削减是有效的生态调控措施的前提。在重建水生植被的早期必须根据湖泊水生植被自身的演替规律和水生植物的生理生态特征,选择耐污性强的,选择型植物作为先锋种类,然后逐步对水生植被的结构加以优化。

3、海洋生态修复---海藻的应用

海藻是海洋生态环境的生态修复者,大力发展海藻养殖,可以减少海洋富营养化,修复已遭到破坏的海洋生态系统,保护海洋生物资源。

海藻通过从海洋环境中不断吸收氮和磷,当生长到一定大小,可以被人们很容易地从海区收获到陆地,这种收获本身就是把大量吸收和储存在海藻中的氮和磷从海洋中除去。这种除氮和磷的方式必须存在两大前提:其一是该种海藻具有较高经济价值,而且经济价值越高越容易被栽培和收获。其二该种海藻可大规模栽培生产且收割方便。海洋微藻也能从海洋中吸收氮和磷,但由于其个体小难以收获,因此难以充当现代海洋生态修复者,只能作为生态平衡成分之一。

参考文献

[1] 罗永. GIS 技术在环境科学中的应用[J]. 内蒙古科技与经济,2009 年,2:6~7.

[2] 荆治严.城市重污染河流污染特征与生态修复技术的研究[J]. 环境保护科学,2012,38(2):16~19.

[3] 秦伯强,高光,胡维平,吴庆龙,,刘正文,谷孝鸿,朱广伟,陈非洲. 浅水湖泊生态系统恢复的理论与实践思考[J].湖泊科学,2005,17(l):9~16.

[4] 叶建锋,操家顺.生态修复技术在保护水库水源地中的应用[J].环境科学与技术,2004 ,27(2):61~63.

篇2

目前学界、政界对水生态文明定义颇多,或从物质、精神、制度三者关系的角度,或从自然、经济、社会三者关系的角度,或从文明形态发展的角度等,分别给出了水生态文明不同定义。但是不论哪种定义,都讲求各要素之间的和谐,包括人与水、人与社会的和谐等,其中人与水的和谐是所有定义的共性。从字面组成上看,可以这样理解生态文明:生态是生物与环境、生物与生物之间的相互关系,文明则是社会发展到较高阶段表现出来的状态,前者是自然科学定义,后者是社会科学界定。文明的实质是人类(社会)对人与自然关系的看法和对待。历史上的先后出现的原始文明、农业文明、工业文明阶段,人类一直没有解决对物质财富积累的追求的无限性和自然界支撑能力有限性之间的矛盾[2]。而生态文明则是以人与自然和谐共生、良性循环、全面发展、持续繁荣为基本宗旨的社会形态,以人与自然的和谐为其核心,而不是仅仅对物质的无限追求。相应地,水作为自然界的基础要素之一,作为人类社会发展的资源环境基础,以处理人与水之间的关系、形成“人水和谐”的状态是水生态文明的核心问题。根据以上分析,我们认为可以这样概括:水生态文明是以人水和谐为核心思想,从自然规律出发的实现水与经济、社会之间的良性循环的发展状态。

2水生态文明建设的特点

与以人为中心的社会建设、精神文明建设不同,更区别于以人为中心盲目追求经济利益最大化的工业文明建设,讲求人水和谐的水生态文明建设有着其自身结构、发展的特殊性。

2.1水生态文明建设具有系统性

水生态文明可以看成由水资源、水生态和经济、社会四个方面构成的系统。系统具有的整体性、相关性和环境适应性,决定着水生态文明系统内四个方面相对独立而又相互作用,并与其他生态文明系统相适应,受整个自然环境和社会环境影响。只有正确认识到水生态文明建设是一个系统工程,把握好水生态文明系统中资源、生态、经济、社会各自作用,处理好彼此间的关系,才能使水生态文明整个复合系统发生有益的变化。

2.2水生态文明建设具有长期性

在认识上,旧有的以“人类中心主义”世界观和价值观的改变,和新的以“人与自然和谐相处”的观念的形成,及水生态文明理念的深入人心,是一个长期的过程。我们应当以科学发展观为指导,牢固树立人水和谐理念,始终把生态文明理念融入到水资源开发、利用、治理、配置、节约、保护的各方面和水利规划、建设、管理的各环节,从意识形态上实现用水方式的根本转变,为水生态文明建设奠定思想基础。

2.3水生态文明建设具有复杂性、差异性

广义的生态文明包括人水和谐及水生态系统良好两方面内容[3],但是二者在某些地区和特定的发展阶段存在矛盾,较难统筹;水生态文明建设涉及到各个阶层的利益,需要各个部门和社区组织、个人的参与,协调难度较大,这决定着人水和谐的实现必将是一个复杂的过程。同时不同地区水生态文明建设的基础条件不同,所处阶段不同。例如干旱半干旱地区与湿润地区的水资源禀赋差异较大,气候植被条件悬殊;城市与乡村、山区与平原的水系条件、生态现状、人类活动影响程度不同;西部欠发达地区与东部发达地区的经济结构、生产技术、环保意识、节水观念所处阶段不同。建设水生态文明应确立人水和谐的思想,但应防止建设方案同一化或简单挪用,防止评价标准的“一刀切”,应当结合水生态文明的地域特点,考虑水生态文明建设的具体发展阶段,因地制宜,制定出当地的水生态文明建设方案,根据不同区域特点确定区域性评价指标。

3水生态文明建设的思路与建议

水生态文明是我国当今日益趋紧的资源环境的必然要求,是经济社会健康发展的重要保障,是思想观念进步和人类生存发展的必然选择。建设好水生态文明任务重大,需要我们确立与之相适应的思想观念,以水资源节约为重点,保护和修复水生态系统,完善制度建设。

3.1从思想观念上树立水生态文明理念

转变观念要求我们一方面要认识到洪旱灾害不可避免,自然界水循环生生不息但是可利用水资源的再生能力有限,水生态一旦破坏将难以完全恢复到破坏前的状态,人类的科学技术是有限的;另一方面要认识到解决问题的根本方法是树立“人与自然和谐相处”和“生态环境保护优先”的水生态文明理念。我们当按照水循环、水生态环境的自然运行发展规律办事,按照区域水资源的承载能力的要求谋求经济发展,中心思想就是降低人类对水生态系统的胁迫作用和负面影响,逐步改变重建设轻保护的传统观念,树立生态文明的意识,逐步恢复水生态系统的健康。水生态文明虽然受到广泛的关注和研究,但是在治水思想上仍未真正把水生态文明理念作为指导我国水利发展的战略思想落到实处。在治水思路上要实现四大转变,即从人水相争向人水和谐转变、从供水管理向需水管理转变、从水资源开发利用优先向节约保护优先转变、从工程水利向现代水利与可持续发展水利转变。在推进水生态文明的建设过程中,加大对“文明“或者“文化”层面的考虑,避免可能会带来的新一轮的水利工程建设,消除一切都是可量化的思想,防止再次走上惟GDP考核之路。

3.2以水资源节约为重点建设水生态文明

水资源节约是解决水资源短缺的根本举措,只有水资源量这个基础保证了,才能顺利开展水生态文明的相关建设工作。当前我国水资源面临的形势十分严峻,水资源数量的约束成为制约经济社会发展的主要瓶颈。一个地区多年平均的水资源量是一定的,为保持经济持续增长、人民生活水平稳步提高,必须走水资源节约之路。全球气候变化等因素使得水资源量的变化具有更大的不确定性。实现水资源节约,应当加强水源地保护和用水总量管理,推进水循环利用,建设节水型社会。一方面当提高全社会的用水效率,农业上发展适宜当地实际情况的节水灌溉技术;工业上鼓励节水产业、循环用水产业的发展;继续宣传和鼓励人民群众节约用水,使用节水设备;继续完善节水型社会建设,落实最严格水资源管理制度。另一方面当提高单位用水产出、人员单位用水的粮食产量和工业增加值等,只有这样,才能实现在控制经济用水、保障生态用水的同时实现经济社会的快速发展,做到保护和发展的同步。

3.3保护和修复水生态系统

水生态是水生态文明的核心字眼,是水生态文明建设的关键所在。健康的水生态系统能正常发挥在自然环境演替中的物质循环和能量输送功能等各项功能,也是创造人类适宜的生存环境的基础,深刻影响着人类社会的存在和发展。从水生态系统的基本结构、功能出发,恢复、保持水生态系统合理的结构状态和自然生态环境功能,充分发挥生态系统的自我修复能力。生态文明的产生和发展必将用水的保护做引擎[6],如能保持水生态系统合理的结构状态和自然生态环境功能,就能保证水资源的可持续利用、人类的可持续发展,为社会持续创造经济效益。实施水生态系统的保护与修复,应当按照自然的水循环规律和条件,科学确定河流、湖泊和地下水生态系统用水总量和过程,保障生态系统基本用水;对于已经受到损害的湿地生态系统,在遵循自我修复规律的基础上,应积极实行人工修复,维持和恢复河湖水系连通性、保持和改善水体理化条件,重建河流生态廊道的连续性及多样性,切忌河流湖泊化;在水质保障与治理上,加强工业、城镇生活等点污染源和农业面污染源治理,及船舶流动污染源和底泥内污染源治理,使污染物排放满足水功能区纳污能力的要求,实施截污导流、生态疏浚、水生态系统重建等工程建设,逐步实现水功能区水质的全面达标;做好物种和生物资源保护,建设濒危物种基因库、细胞库等,保存其种质资源;做好水生态系统的评价、规划和监督工作,确定各级各类水域保护修复的目标及任务。

3.4加强水生态文明的制度建设

只有实行最严格的制度、最严密的法治,才能为生态文明建设提供可靠保障。管理制度方面,以贯彻落实最严格水资源管理制度和考核办法为核心。2012年《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》,确立水资源开发利用的“三条红线”和“四项制度”,从节水、取用水、排水、水质、水量等多个环节和制度建设方面制定了到2030年的总体或阶段性目标。2013年伊始国务院了《实行最严格水资源管理制度考核办法的通知》,考核内容为最严格水资源管理制度目标完成、制度建设和措施落实情况,并详细规定了各省(自治区、直辖市)用水总量、用水效率和重要江河湖泊水功能区水质达标率的控制目标。最严格水资源管理制度及其考核办法为水生态文明建设提供了坚实的基础。评价制度方面,除了继续实施和完善水资源、水生态和水环境评价制度外,还应制定水生态文明全局尺度的评价制度。一方面,完善水生态文明建设的评价指标体系。目前,山东省济南市、江苏省无锡市等地的试点起到了良好的示范效应,水生态文明城市建设的试点工作已在全国范围内展开,水生态文明城市建设还在积极的探索中。应吸收试点地区优秀经验,结合具体区域实际,将水资源管理、水环境保护、水生态修复、水价改革、水权交易等纳入生态文明制度建设重要内容。另一方面,应当科学评价经济建设成果。把水资源消耗、水环境衰变和水生态效益损害纳入经济建设成果评价体系,把水生态文明建设成效纳入党政干部政绩考核评价体系。严格水资源环境管制,探索建立新上项目审批的“一票否决”制和区域、流域限批制度。

4结语

篇3

关键词:河道;污染;生态修复

中图分类号:X143文献标识码:A文章编号:16749944(2014)10002402

1引言

河道是包括河堤、护坡、河床、水体、微生物和动植物的复杂生态系统,既是防洪排涝、引水抗旱的重要通道,又是休闲娱乐和观赏旅游的场所。自从进入工业革命之后,人们一味追求经济的发展,大量工业废水、农业污水和生活污水直接排入河流,加上河流管理和维护的缺失,河道普遍出现形状单一、河道结构硬化、水环境恶化、河流生态系统严重破坏、河道景观严重散失等问题[1]。然而,河道环境基础设施的建设远远滞后于经济的发展,如何进行河道生态修复建设是当前河道生态修复亟待解决的问题。因此,河道生态修复技术的进步对于河道生态修复具有十分重要的意义。

2河道生态修复的原则

河道生态修复是在坚持自然原则、生态原则、整体景观原则的基础上达到改善河流水质、优化河流景观、设计合理的空间的目标[2,3]。

2.1自然原则

自然原则是河道生态修复的关键。河道生态修复材料的选择方面应尽量运用自然材料,例如,运用木桩、抛石、沉石进行护坡护岸,在河堤上采用乔、灌、草立体防护,河道内可以通过营造适宜的生物栖息环境来净化河道水资源,在一定程度上可以改善河道污染的现状,缓解河道污染的问题。

2.2生态原则

生态原则,就是要充分考虑河流的生物多样性。在采取因地制宜发展稳定塘、人工湿地及生物栅等处理技术的同时,应重视河岸植被建设,为水生动物的生存繁衍提供合理空间,确保水体适合分解微生物的生存。水生动植物和微生物可以提高水域生物净化能力,从而有效控制水体污染物,使河道生态系统的物质循环和能量流动处于良性状态。

2.3整体景观原则

整体景观原则,就是从整体景观的宏观概念出发,整体上把握河道景观的现状以及河道污染情况,将治理、修复、净化与环境景观美化有机结合,进行立体修复,进而实现生态环境、社会以及经济效益的最大化。

3河道生态修复技术

河道生态修复主要目标是净化水质、优化河流景观和设计合理的空间。目前改善河流的水质主要技术手段有物理修复、化学修复和生物修复3种方法,优化河流景观和设计合理的空间包括生态工程修复、生态护堤和河道景观设计等措施。

3.1净化河流水质技术

3.1.1物理修复技术

物理修复主要是采取各种工程措施改善受污染河道的水文条件和底泥环境条件,从而达到河道生态修复的目的[4]。目前物理修复技术主要包括底泥疏浚、底泥稀释和冲刷、引水换水、机械除藻、水力调度、气体抽提、空气吹脱等技术,这些技术有目的明确、见效快等优点,但同时存在工程量大、成本高、治理不彻底等不足。

3.1.2化学修复技术

化学修复就是向受污染的河道中投入化学改良剂,通过药剂学改良剂能够与污染物发生化学反应,生成对环境无害的中性物质,以达到净化水质的目的[4]。该方法常用于处理突发性水污染,有速度快、效果好等优点,但治理效果不佳,也不能从根本上解决问题,因此化学修复只能作为一种辅助治理手段。

3.1.3生物修复技术

生物修复技术是充分利用水体中的植物、水生动物和微生物的吸收、降解和转化作用,将水体中的有害污染物浓度降至最低,实现河道水质生态恢复的目标。

(1) 植物修复。植物修复法是利用高等水生植物及其根际微生物的共同作用去除水体中的污染物,其净化机理是植物的直接吸收、植物根茎部释氧、生物化感、植物根系微生物降解。研究表明,水麻、一年蓬等植物能高效吸收重金属镉;水芹菜、马尾草等植物能富集水体中N、P;金鱼藻、眼子菜等水生植物向水体中释放的化感物质能抑制藻类的大量繁殖[5]。

(2) 微生物修复。微生物作为生态系统中的分解者,不仅能够清除水体污染物,对水中营养成分的循环也起着重要作用,一些有特殊分解转化能力的微生物在河流生态修复中倍受欢迎。微生物修复技术包括两个方面:一方面是投加营养物质或曝气增氧等方式,目的是促进土著微生物的生长;另一方面是直接向水体中投加高效降解菌。目前应用广泛的有:①微生物强化法(通过调控污染水体中的溶解氧浓度、pH值、营养盐浓度等,促进土著微生物吸附、吸收和降解河道中的污染物);②生物膜技术(由细菌、真菌、原生动物和藻类等组成生物膜,通过与污水充分接触,降解其中的污染物);③投菌法(向污染水体投加针对不同污染物性质的高效菌种,如有机污染物高效降解菌、硝化细菌、光合细菌等,从而达到净化水质的目的)。这些技术在国内外河流污染治理工作中得到了广泛应用[6]。

(3) 复合生物修复。植物修复和微生物修复都是单独研究植物和微生物在净化水质的过程中发展的河道水质净化技术,单独运用某一种植物或微生物是很难达到理想效果,因此,在实际应用中,人们会将各种生物修复技术进行整合,多种生物合理配置,从而使修复效果达到1+1>2的效果。目前国内外广泛应用的复合生物修复技术主要有人工浮岛技术(由人工设计建造漂浮在水面上供动植物、动物和微生物生长栖息繁衍的生物生态设施)和人工湿地技术(由人工基质和生长在上面的多种水生植物组成)[7]。这两种方法都是利用基质填料、微生物和水生动植物之间的协同作用,实现对水体中绝大部分有害物质,如重金属、有机物等,进行分解吸收,达到净化水体的目的[8]。

3.2优化河流景观和设计合理的空间

3.2.1生态工程修复技术

生态工程修复主要把握好三个方面的内容:一是降低边坡坡度;二是配置凹岸和凸岸、浅滩和深塘;三是修建池塘。凹岸和凸岸、浅滩和深塘的交替出现,一方面增加流水的紊动,促进了河水充氧,另外,浅滩、深塘和池塘的底层有大量底沙和淤泥,为水生动物提供了主要栖息地和保护区,以及觅食空间,保护了生态多样性[3]。另外,河坝、混凝土河道等对河流生态系统有一定的负面影响,在河道生态修复中应尽量避免。有很多新兴生态环保材料,如生态砖、生态水泥和生态混泥土等都能够提高河流的生态效益。

3.2.2生态护堤技术

生态护堤技术分为植物护坡技术和植物工程复合护坡技术。植物护坡主要通过植被根系的力学效应(深根锚固和浅根加筋)和水文效应(降低孔压消弱溅蚀和控制径流)来固土防止水土流失,在满足河道生态环境需要的同时,还能进行景观造景[5]。生态护堤技术可以防止单一工程型护坡技术带来的呆板和负面生态效应,极其有利于保护和恢复生态环境,同时也具备传统护坡的防范、保护功能。生态护堤技术将河流的安全防护和对河道生态环境的保护有机结合,是确保河流安全和生态环保的良好措施[7]。

2014年10月绿色科技第10期

廖思红,等:河道生态修复技术自然与生态

3.2.3河道景观设计

河道道景观设计包括河道形态设计和河岸的绿化美化。河道形态设计首先保障河流安全防护,降低河水流速、削减洪峰流量,在此基础上应提高河流的空间异质性,为各种生物提供良好的栖息场所[9]。例如横断面上避免混凝土和浆砌石的硬质护岸;纵断面上设置蛇形曲线,合理布置深潭浅沟,尽量恢复河流的生态原貌[10]。在流经城市的河流修复中,河流绿化应考虑将河水和植物合理搭配,从而使得河流生态与城市整体景观和谐统一。

4展望

河流的污染和结构的破坏是一个全球性的生态问题,加强河流的治理是一个全球性的生态热点问题。鉴于每一条河道治理的复杂性和不可预测性,应充分考虑“一河一策”的修复理念,关注多种修复技术的联合作用。尤其倡导以生物修复技术法为主导,物理修复技术和化学修复技术相结合,最大程度实现河道的污染治理、河道景观美化和沿河居民生活环境的统一。

参考文献:

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[3]王春亚,徐剑.浅析河道生态修复技术措施[J].中国水运,2013,13(2):68~69.

[4]江惠霞,肖继波.污染河流生态修复研究现状与进展[J].环境科学与技术,2011,34(3):138~143.

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[8]伍亮,成水平.城市景观河道生态修复研究进展[J].安徽农业科学,2012,40(34):16790~16792.

篇4

“让‘水生态文明城市’建设理念,改变国内目前重功能轻基础的城市开发思想,纠正城市规划建设回归基础设施建造,城市布局契合城市现有自然资源优势和谐发展,是我现在最想要做的事情。” 水利部综合事业局长王文珂说,他正是中国水生态文明城市建设政府力量的重要策划者和积极实践者。

水利部在水生态文明城市建设中推动力价值巨大,未来城市建设将更富生命力。

在取得成绩的基础上,借助十东风的激励,水利部在酝酿大动作。如何布局和把控水生态文明建设的发展规划,他们已经有了创新发展的蓝图。

在发育不良的树上建巢是不牢靠的

《中国生态旅游》:水生态文明城市概念的提出,是积极响应了十建设美丽中国、发展生态旅游的号召。请问王局长,建设水生态文明城市的初衷在哪里?

王文珂:准确表述水生态文明城市的概念,直观来说就是“水生态城市”。从现在来看,最重要的还是从环境入手,满足宜居等精神层面的需求。

另一方面来说,建设水生态文明城市是为了弥补现在城市发展的不足,现在的城市功能还停留在满足人类生存初级需求阶段。

从基础设施来讲,城市规划的着眼点在商务区、产业园、总部基地等的功能区分,很少注重环境建设。但是从历史发展来看,中国城市的发展在注重人居环境的协调发展,人与自然和谐共生方面是具有优良传统的。只不过随着科学的发展和技术的进步,很多问题可以通过技术手段去解决的时候,大家渐渐淡忘了人类的进步都是依靠消耗自然资源而获取的,忘记了本源。

城市规划建设中也存在这些问题,重视功能建设忽视基础设施建设的情况普遍存在。我是做工程出身的,考虑问题的时候喜欢从基础的地方入手。看到现在城市建设的发展模式,打个不恰当的比喻,在一棵发育不良的树上建巢穴,巢穴的豪华程度越高,人们的心理欲望越大,越容易超过树枝本身的承载能力。

《中国生态旅游》:那么您所说的基础设施建设都包括哪些方面呢?

王文珂:现在的城市功能建设问题严重,大多是源于基础设施建设的不足,比如,北京市的污水处理、交通安全、空气质量、垃圾处理在基础设施安全方面都存在问题。

从水安全角度讲,一个基本的问题就是污水处理,处理好污水首先要想到的是把污水先排出去,需要有可靠的工程措施。比如一个小型城市在建设初期,中心地区下潜30米左右建成集污廊道,整体贯通可以一次性把污水排放到10公里~15公里之外去,在那里集中建设污水处理厂。但目前很多城市不具备污水处理的基本设施。

大家知道,北京现在空气质量、垃圾处理也存在一定问题。垃圾填埋场已经发展成了城区,早晚还是存在隐患。北京空气污染除了汽车尾气的排放,还有很大一部分是燃煤污染。如果规定城区50公里半径之内不能烧煤,是不是对空气质量的改善有更大的贡献呢?

还有要谈到交通,拥堵问题也很严重。比如,从北京广安门出城,虽然有很多道路可选择,但只有一条路称得上是畅通的,所以大家都不愿意到郊县去住。城市规模不断扩大、人口数量不断增长的时候,很多基础性的设施建设需要及时、不断改进,也需要与时俱进。

再说住房问题,每个办公楼的内部硬件设施齐备,办公环境舒适,但是楼下很少设置停车场,职工出行不方便,生活的舒适度大打折扣。从满足小环境的公共需求,到中等环境需求都达不到,再到高级一点的精神方面的需求那就差距更大了。

环境好了,人们的敬畏之情油然而生

《中国生态旅游》:请您介绍一下水利部在建设水生态文明城市这项工作中有哪些具体做法?

王文珂:我们提到的水生态文明城市建设这个概念是值得推广的。抓住它,就抓住了生态文明建设的纲。而且,水利部能够率先提出水生态文明建设的概念,具有历史渊源,历来我们都很重视水利生态环境的建设与维护,十召开之后,“美丽中国”概念的提出,刚好印证了水生态文明城市建设的现实意义。

水利部要打造的水生态文明城市,最大亮点是环境优美,舒适度高。首先,水生态城市布局结构更加合理。充分利用城市水体营造良好生存环境。借助于自然环境,因势利导布局城市结构,尤其是根据水体特征依托水资源的服务能力,进行行政区域规划。

其次,城市容量及基本定位更加明确。从基础设施建设入手,在自然条件允许的范围内来确定城市规模,以及未来人口容量,我们称之为“因水制宜,以水定城”。有了这个基础之后,植被绿化、空气质量等环境的改善都会有进一步提升。

另外,水生态文明城市的创建将会作为水利部一个专项工作,联合城市管理者共同开展。水利部综合事业局近十年来先后与山东、河南、陕西、内蒙古、江苏、新疆等省、自治区建立了城市发展战略合作,通过创建国家水利风景区,开展水生态系统修复与保护,打造“水生态体系完整、水生态环境优美”的现代化城市,以水资源的可持续利用支撑保障经济社会的可持续发展,积累了大量的实践经验。下一步将重点选取一个或几个城市区域全方位试点建设探索,通过市场化运作,重点投资建设基础设施,把城市基础设施都做到最扎实的程度,在全国范围内努力打造水生态文明城市的样板工程,以供各地参考借鉴。

《中国生态旅游》:水生态文明城市建设理念的形成借鉴了哪些成功经验?水生态文明城市未来的发展方向是什么?

王文珂:纵观历史,我国古代在城市建设中,很重视将水利设施融合于内。早期北京城建设时就非常注重水系的建设,护城河绕城而建,不但美化城市景观而且综合考虑防洪排涝。但随着城市范围的不断扩大,一些水系工程设施明显滞后,水系工程设施布局不太合理,功能未能充分发挥。水泵等器具的出现,一度令人们认为依靠技术的力量就可以解决排水问题,轻视、忽略了排水沟渠的重要作用,人为灾难就会发生。2012年7月21日北京暴雨事件就给了我们一个沉重的教训。

将水利设施当成景观来修建的,南方城市显得更多些。苏州等江南地区的古镇,古代大户人家的园林,对于水利设施的营造思想很值得借鉴。水景水系的设计内涵丰富,注重精神层面的价值传承。水生态文明城市的打造,最直观的效果就是形成了良好的生活环境,满足了城市居民的精神需求。现在打造水生态文明城市,也会注重自然环境与社区景观的连接和过渡,甚至将自然水系直接引入到社区景观之中。

环境建设好了,人们的敬畏之情会油然而生。良好的自然环境对人类行为文明向善,有一种与生俱来的影响力。就像进入歌剧院看表演,正装出席即为仪态优雅,水生态文明城市也能让生活在其中的居民行为更文明,环境更美好,城市更宜居,生活更幸福。

可以容忍没有水,不能容忍有污染的水

《中国生态旅游》:水生态文明城市建设是水利风景区建设的进一步发展,您认为贯彻水生态文明建设的指导思想最重要的是什么?

王文珂:水生态环境保护,水污染治理一定要放在世界视角、系统观点下来做。水生态文明城市建设事实上是水利风景区建设的拓展和延伸,相当于把原来创建水利风景区的思想、思路方法借鉴到城市核心区域的建设上来。总体目标相辅相成,相互统一。既然利用水,首先就要保证水安全,保护水环境,修复水生态,营造水景观,弘扬水文化。

水利部一位老领导曾经说过:“可以容忍没有水,但是绝不能容忍有水是被污染的。”水利部在管理水安全方面有很多成熟的方法,但是水环境的保护一刻都不能放松,而且不能仅仅当成一时的政治任务来做,而是要踏踏实实地做实事。

在欧洲,自来水就是饮用水,但在中国还不能直接饮用。我们不能忘记我国的水安全还远没有达到理想水平,更不能安于现状在恶劣的环境中习惯成自然。

不经过处理的污水,直接排放到自然环境中的行为,一定要严格管理,甚至全面禁止。在这方面,水利部综合事业局帮助许多地方政府做了很多工作,中国水务投资公司重支持一些地方建设污水处理设施,投入大量资金建设处理厂,为促进地方的发展发挥了重要作用。

水生态文明城市的建设理念要从城市一开始建设时就要形成,不必到了环境恶化的时候再予以强调,形成被动改造。对城市、对风景区都要把设计、规划和保护放在第一位,以促进城市环境的美化和卫生状况的提高。

市场和政府的力量是最高标准的治理

《中国生态旅游》:您刚才谈到一个河道水系与社区景观连通的问题,这个工作光靠地产开发企业来做似乎是不太容易实现的,那么如何在机制保障上解决水生态文明城市建设呢?

王文珂:你提到的其实就是一个顶层设计的问题。原来这些工作确实不太容易实现,但是现在水利部综合事业局牵头来做这个事,从技术上牵头指导水生态文明城市的创建,自上而下地贯彻实施,那么整个局面就完全不同了。

还要解决如何去推动发展的问题。首先要依靠政府的力量,让政府主管领导认识到水生态文明城市建设的重要性。洛阳的水生态文明城市建设就是典型的政府引导型,原来洛河两岸都是破破烂烂的,现在市周围的建设已经达到了环境美化、景观建设的标准,让城市面貌焕然一新。沿岸住宅楼的建筑风格各异,住宅小区里,水系贯穿其中,小桥流水,仿佛置身世外桃源,社区的品质明显提升。

第二个层面就是发挥社会经济能力,调动市场因素的推动,让投资城市建设、房地产开发的多元社会力量,统一按照生态和谐的理念去进行城市规划建设。水生态文明城市建设理念对于房地产开发建设者来说是一个新的挑战,同时蕴含着更多的发展机会。按照这种概念,依靠政府和多元市场力量建设的水生态文明城市就是最高标准的治理结构了。

山东济南、河南洛阳、湖南长沙,未来都是水生态文明城市规划建设的重点地区。济南华山湖地区,洛阳的洛河和伊河联通工程,都是在固定的水资源自然循环消耗基础上,充分利用水体,规划建设生态美景,营造休闲宜居氛围的典范之作。

《中国生态旅游》:如果让您展望一下未来水生态文明城市建设的愿景,您会用什么样的的词语来描绘?

王文珂:水生态文明城市很大程度上是一个理念、一个目标、一个方向,用水生态文明这个理念去建设发展城市,把水引入城市里参与到整体城市建设规划之中是经济社会发展的大势所趋,要做到让城市景观更加美丽,让水质更加干净,让环境更加美好,居民生活更加幸福。

链 接

最长人工运河京杭大运河

京杭大运河作为一项伟大工程,是祖先留给我们的珍贵物质和精神财富,是活着的、流动的重要人类遗产。京杭大运河沿线整体纳入我国申遗预备名录,充分说明,京杭大运河不仅仅是我国千百年来的南北漕运通道、更是沿线经济发展、地域文化交流和漕运文化展示以及历史沧桑演变的大走廊。

京杭大运河的开凿肇始于春秋时期,形成于隋代,发展于唐宋,距今已有2500年的历史,而秦始皇(嬴政)在嘉兴境内开凿的一条重要河道,奠定了以后的江南运河走向。

据《越绝书》记载,秦始皇从嘉兴“治陵水道,到钱塘越地,通浙江”。大约2500年前,吴王夫差为北上争霸,在今扬州南北,连接成串的天然湖泊沟通了长江和淮河,并修筑了邗城,运河及运河文化由此衍生。魏晋南北朝时,为战争需要又开凿了白沟等运河,把黄河和海河水系直至滦河水系连接起来。这样,早期联系滦河、海河、黄河、淮河、长江、钱塘江、珠江的南北通道已经形成,其中包括了初期的京杭运河。

在之后的年代里,各段水道兴废不一,但水道网络却始终存在,并根据需要有不同的延伸。尤其在隋朝和元朝,有两次大规模的改建和扩建,淮河以北的线路有大的改动,但重点基本没变。

篇5

【关键词】土地资源;开发整理;生态环境问题;解决策略

我国的人口众多,人均耕地面积本来就少,而近些年来土地污染和城市化进程的加快让人地之间的矛盾更加严重,为了适应可持续发展的需要,进行合理的土地开发整理是非常有必要的。但是我国对于土地开发整理的概念和内涵缺乏全面和深刻的认识,不注重土地开发整理对于生态环境的影响,因而土地整理开发之后对于生态环境的影响较大,且开发出来的土地质量也参差不齐,这与我国现在推行的可持续发展的观念相违背。

1土地开发整理的相关概念

目前很多人对于土地开发整理的概念仅限于将山地及水体开发成良田,而且在进行土地开发整理时片面的追求土地的面积,开山造田、围海造陆等现象屡见不鲜,对周围的生态环境造成了极大的破坏。土地开发整理其实指的是土地开发、土地整理和土地复垦。所谓的土地开发,是指在保护原有的生态环境的条件下,对有开发价值的土地进行合理的开发利用,最主要的就是对于荒山、荒地和滩涂的开发利用。而土地整理则是指采取一定的措施对利用率较低的土地进行调整,例如对农田的可用面积进行整合,或者是对农田进行一定的生物处理,使土壤变得更肥沃,以提高产率。土地复垦指的是对于生态环境已经破坏的地区进行一定的恢复,让这些土地能够进行一定的生产活动或者提供一定的观赏价值。例如,将废弃矿区还原成景观地。

2土地开发整理的生态环境效益

无论进行何种程度的土地开发整理,都会对周围的环境造成一定的影响,而如何在环境影响和人类生存中找到平衡,这是人类应该着重思考的问题。

2.1对于水文过程和水资源的影响

在我国的土地开发整理中,有相当一部分是向山要地的过程,也就是说,在这个过程中避免不了对于山地资源的开发利用,就必然会在不同程度上改变山地资源的地形地貌,也会对水文过程造成一定的影响。举个例子,如果将山地开发成为梯田,则在降雨的过程中水资源会在梯田中截留下来,渗入地下的水资源就会减少,长此以往可能会导致当地的地下水资源不足。而如果不进行合理的坡地垦殖,则在降雨的过程中很容易造成水土流失,山地上的水土流失相较于平地更难以修复。

2.2对于水生态的影响

人们进行土地开发整理多是为了种植粮食等农作物,而种植农作物就避免不了农药的使用,为了提高产量、防治虫害,农药被大面积地运用于各种作物,而农药的使用会增加河沟等水体的污染,对水生态造成一定的破坏。再者为了提高水资源的利用率,很多地方都以水泥渠代替了原来的河沟,这固然方便地灌溉的使用,但是破坏了渠道水体的自净能力,也让水生动物难以生存。

2.3对植被的影响

土地开发整理的过程中难免会大面积的破坏植被,而原本多种植被构成的林区被单一的作物所取代,这不仅让一些生物失去了原来的栖息地,而且更容易招致病虫害,植被的减少使整个生态环境趋于崩溃。

3对于土地开发整理的建议

3.1重视土地开发整理项目立项管理

土地开发整理并不能盲目进行,需要进行科学的规划。在进行土地开发整理之前,首先要开展可行性的研究,以增加可利用工地为目标,同时最大程度上减少对于自然环境的影响,尽可能不去破坏当地的生态环境,尤其避免对生态敏感区和生态脆弱区进行土地开发。对于开发湿地、围湖造田、毁林毁草的开发项目,应该以一票否决。

3.2针对不同的土地确定不同的开发方式

在土地开发整理的过程中,应该根据地形、地貌、土壤、水资源等自然条件来确定对于当地的土地开发的方式。在开发山地的过程中,应该注重对于沟渠的修建,以减少暴雨袭击时水土流失的程度,让地下水资源得到一定的补充。在水资源缺乏的地区,在满足本地区的水资源的需求的同时,还应该兼顾其他地区对水资源的需求,以免因为土地开发整理而对上下游水资源的供需求造成矛盾。

3.3减少混凝土的使用

混凝土沟渠虽然可以减少渗漏,而且便于管理,但是其对于生态环境的破坏却是巨大的。沟渠原有的净化能力受到了削弱,鱼类青蛙等水生生物的生存条件也受到了破坏。因此在进行土地开发整理的过程中,如果没有必要,应该尽量不去使用混凝土。可以利用机械来对沟渠进行加固,这样同样可以减少渗漏,同时也为鱼虾等水生物提供了栖息条件,有效保护了沟渠身体的自身的净化能力。

3.4重视对于植被的恢复

单一种类的植被对于病虫害的抵抗力较弱,因此在土地开发整理的过程中,特别是在复垦的过程中,应该尽量采取多种植被来恢复土地,以提高生态系统的复杂程度,最大程度上修复原有的生态系统。如果不重视对于植被的恢复,土壤在地表,极易造成水土流失和土地沙化。

3.5保留地表浅层土壤

如今的土地开发整理多是采用大型的机械设备来对土地进行平整,而在这个过程中,很容易导致地表浅层土壤被埋到地下,而深层次的土壤则被带到地表,这样对于农作物的种植是非常不利的。一般来说浅层次的土壤已经经过了多年的植物生长,因而各种有机质也已经有一定的积累,是非常利于种植的,而深层次土壤肥力不如浅层次,在这样的土壤上进行耕作,其产率必然不高。

4小结

为了提高土地资源的利用率,缓和我国人地之间存在的矛盾,合理对土地进行开发整理是非常有必要的,土地开发整理对于水资源、水生态、植被资源等均存在一定的影响,但是可以通过一定的措施将这些影响降到最低,如重视土地开发整理项目立项管理、针对不同的土地确定不同的开发方式、减少混凝土的使用、重视对于植被的恢复、保留地表浅层土壤等。唯有合理的开发土地资源,才能走出一条可持续发展之路。

【参考文献】

[1]刘浩杰,刘宏娟,元媛等.土地开发整理对区域环境潜在影响估算――以河北省为例[J].地域研究与开发,2013,32(1):117-122.

[2]龙汉庆,周国富,晏述波等.土地开发整理与生态环境问题探讨[J].科技资讯,2012,(10):145-145.

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1.1案例的典型性选择北京园博园的修复和改建这一案例渗透生态学观点

之所以选择园博园这一案例是因为:

①园博园的建立是发生在学生身边且惠及周边百姓生活和环境的生态学事件,学生熟悉而且有兴趣;

②如果仅仅有人类活动对环境的破坏而没有对环境的改造,就不能体现出生态学观点在指导人们行为中的重要性,不能体现出观点的价值;

③园博园修复和改建的过程中处处体现了设计者所持有的生态学观点,如系统的观点、生物多样性的观点等,正是这种观点指导设计者的行为,出现了园博园这一生态修复亮点。

1.2教学思路以园博园的修复和改建过程为线索,串联本节课的知识和观点

选取特定的内容引出所要复习的生态学知识和原理,依托于生态学原理渗透生态学观点。每个知识点的复习策略和渗透的生态学观点又有所不同。资料1:复习生态系统的结构。在教师提问引导下,学生自主构建概念图,渗透整体的观点、联系的观点、生物多样性的观点。资料2:复习生态系统的能量流动。教师和学生以流程图的方式共同构建概念体系,学生应用概念体系解决问题,渗透联系的观点。资料3:复习生态系统的物质循环。以套图法进行,通过问题串由整体到局部,不断细化,渗透联系的观点。资料4:复习生态系统的信息传递。分析现象,体会信息传递的作用,渗透联系的观点。资料5:复习生态系统的稳态。以教师讲授为主,从系统角度阐明生态系统的稳态调节机制,学生分析稳态的影响因素,渗透系统的观点、动态平衡的观点。

1.3教学流程

引人:你们去过园博园吗?当你漫步在花团锦簇的园博园时,你能想象得出,这里昔日曾是永定河畔的沙子坑和垃圾场吗?一个面积达140hm2、填埋了30年建筑垃圾的大沙坑,是怎样变成了公园,、了白人士,士?^r佑工士為七袖仏从曰还是一个有山有水、汇集天南海北植物的园林集大成者?它是如何完成“化腐朽为神奇”的?园博园的每一寸土地,都体现着科技的力量,而科技的背后是科学原理的支撑,也是设计者观念的体现。当然也包括生态学原理和生态学观点,下面我们就走近园博园,解读其中所蕴涵的生态学原理,体会设计者的生态学观点。资料1:“湿地园”施工的大概流程:第1步,水下立体工程施工,清理地基,铺设减渗层(新型地基材料),达到水大可渗、水小可存的储水要求;第2步,回填富含有机物的土壤和砂石,土壤取自原有水生生态系统的河底;第3步,栽培本土水生及湿生植物如芦苇、香蒲、千屈菜等,并注水;第4步,引人草鱼、鲤鱼等水生生物。问题1:尝试从生态系统结构的角度分析这4步对于改造湿地生态系统所起的作用。问题2:引人的动物与植物之间有何关系?资料1的目的是复习生态系统的结构,包括生态系统的成分和生态系统的营养结构。这部分内容是在初中生态系统知识基础上的复习整理深化,学生较熟悉。因此采用学生独立构建概念体系的方法完成。教师的问题起到提示思维的作用。生态学观点的渗透体现在分析资料时重点思考:为什么这4步是一个整体(整体的观点)?动、植物之间有何关系?为什么选择本地物种(联系的观点)?为什么用已有水生生态系统的河泥?为什么要引入多种动、植物(多样性的观点)?资料2:在考虑了生物间营养关系的基础上,湿地园中栽培了30多种水生生物,仅芦苇数量就超过百万株。但是工作人员介绍,在该生态系统建立的初期,需给鱼类投放食物,以后会逐渐减少投放量直至不投放。工作人员还描述了一个有趣的现象,在工程即将完工的时候,就有鸟类在此活动,现在喜鹊已在这里筑巢,安家落户了。问题:请你从生态系统能量流动的角度思考,为何最初要给鱼类投放食物?为何开始喜鹊仅仅是这里的匆匆过客,之后才在这里安家?能量流动图解的构建。ar.情境2的目的是复习生态系统的能量流动,这部分内容为第1次复习,采用流程图的方式,在教师的引导下学生边回答问题边绘制完成。即教师先出示部分图画,在此基础上不断添加新的内容,逐渐展开到整体,然后学生运用原理分析问题,在分析问题的过程中渗透联系的观点。资料3:在介绍园博园招摹志愿者的活动时,工作人员这样描述:园博园刚刚开园,又逢暑期,游客增多,很多游客的环保意识较弱,随手丢弃了大量垃圾,需要志愿者帮助清理游客留下的塑料袋、纸巾等,此外还需要清理枯枝落Bt问题1:为了维持整洁的环境,清理塑料袋和纸巾是必要的。但是-个自難生态雜是不需要清理落叶的,这些落叶去哪儿了?问题3:请从物麵环的角度分析,清理落叶补充氮丨憐等滅盐’細了減循關哪个环节?问题4:能量流和物质循环有何关系?B6资料3复习物质循环及其与能量流动的关系。虽然也是第1次复习,但相对于能量流动,学生易把握整体,所以先呈现物质循环的基本过程,学生再通过对问题的思考和解答,完善概念体系。对于物质循环和能量流动的关系,学生已有一定的物理学和化学基础,可以阐明物质是能量的载体,物质传递伴随着能量的传递和转换,物质分解和合成伴随着能量从一种形式转变为另一种形式。需要注意的是,通过对园博园物质循环需要人工干扰的事实,体会生态系统的联系性和整体性,麵M最终鍵痛念M帮鮮生认同生态細勺联系性和整体性。冑料4:漫步在ii博园,流水潺潺、鸟语花香、虫鸣阵阵、蛙声起伏,这些大自然的声、色让人愉悦。从生态雜的紐看,这些都是信息,而且随冑日指随续生态雜通发展,信1、的种类会越来越丰富。问题:你知道哪些民谚或词语、诗句描述的是生态系统的信息?生态系统中的信息有哪些?信息传递在生态系统中有何作用?资料4复习生态系统的信息传递,对于生态系统的信息学生总以为是看不见、摸不着。因此在这里设计了一个小活动,利用学生熟悉的词语、诗句等(如“巢居者先知风、穴居者先知雨”、“春江水暖鸭先知”、“招蜂引蝶”、“迁徙、洄游”等)将信息具体化,然后将信息归类,最后通过分析信息丰富度的变化,理解一个成熟的生态系统一定是一个高度信息化的系统,信息传递是系统调控的基础,是系统组织程度或有序程度的标志。从信息作用的角度认同生态系统的联系性和整体性。资料5:管理人员介绍“园博园需要定期除虫、浇水、施肥、补种绿植,人工维护费用是将来园博园一项巨大的开支”。问题1:一个自然的生态系统不需要人工维护就能实现稳态,自然生态系统是如何维持稳态的?问题2:为何园博园目前不能自然维持稳态?问题3:人工维护对于园博园这一生态系统起什么作用?通过反馈的一般机制认识生态系统的8)0资料5复习生态系统的稳定'14。由教师导构建生态系统反馈调节的概念体系。通过本节复习课,学生应能够认识到生态系统作为一个系统的属性,自我调节是系统的一个基本属性。自我调节机制是反馈调节。在反馈调节机制的基础上,应用能量流动和物质循环、信息传递解读生态系统—甘?丨,mus的反馈调节基础,分析调节能力的影响因素。需要指出的是园博园目前的维护是为了将来的不维护,为此不仅需要工作人员的工作,也需要每个游客的自律。此外,联系、开放和从属也是系统的属性。生态系统作为一个系统,也是开放的系统(和周围系统的联系),也具有从属关系(某一具体的生态系统从属于另一个大的区域生态系统)。让学生在认识生态系统的系统属性基础上,认同和形成系统的观点。小结.生杰手统将生系统的5个知识点联系在一起,说明中的关系。生态系统的结构决定了生态系统的能,结构的复杂、功能的完善,两者相互协调的表现就是生态系统的稳态,渗透生态系统的整体性观点。

2教学反思

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1.社会绿色发展趋势解读

随着自然环境的破坏,土壤沙漠化、河流污染、空气雾霾等等问题的出现,我们的生存环境已经不再是“从小事做起”就能够改善,节约用纸、节约用水、绿色出行已然不能阻止环境日益恶化的脚步。在这样的背景下,企业的日常生产、经营必须“绿色化”,企业对绿色的解读与企业的发展息息相关。也就是说,若想实现可持续发展,必然要求降低环境负担或是使之稳定在可承受水平。[1]

1.1?l展新能源汽车是环境和汽车产业的迫切需求

与传统汽车相比,每辆电动车二氧化碳排量将减少52%。由于汽车行业的二氧化碳排放量占我国总体二氧化碳排放量的16%左右,2020年,到假设纯电动车占汽车保有量的10%,那么电动车的替换将使整个汽车行业的二氧化碳排放量减少9%,从而,汽车业的二氧化碳排放量的减少将导致我国二氧化碳整体排放量减少1.5%。随着世界环境保护和可持续发展运动的深入,绿色浪潮将更为猛烈并席卷全球。从“绿色食品”到“绿色用品”,从“生态玩具”到“生态时装”,从“绿色汽车”到“生态住宅,”这一切都显示着绿色产品在未来将具有很强的吸引力和竞争力,是世界商品发展的潮流。[2]

1.2 推进风电行业发展

风能取之不尽,没有原料成本。风力发电1亿千瓦时,可节约3万吨标煤,减少约9万吨二氧化碳的排放,节约淡水20多万立方米。当然对于一些学者认为随着风力发电场的增加,可能会对自然风速产生影响,使其流动速度变慢,成为全球变暖的问题之一,也是需要企业综合考虑的。

1.3 海绵城市是未来环境治理发展的必然方向

海绵城市是指具有良好吸水、蓄水、净水、释水功能的城市体,指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”。对传统城市建设模式,可有效提高城市排水系统的标准,缓减城市内涝的压力。海绵城市建设涉及包括生态修复、园林绿化、绿色建材、管网建设与运营、智慧城市与物联网技术、污水污泥处理等多个行业。

2. 东方园林的绿色发展过程

2.1 盆景:一个起点

众所周知,东方园林是从一盆盆的盆景起步的。从对盆景的销售,到对苗圃的生产,与绿色植物的结缘,以及它所带来的商机,奠定了企业的发展基础,也暗示了企业的发展方向一定与绿有关。

伴随着房地产市场的发展,以及“买房子就是买环境”的观念在社会上形成,园林产业得以迅速发展。而东方园林也很敏锐地抓住了这个发展机会,对于当时的东方园林来说,什么是绿色战略,以及企业以后的发展方向,仍然都处于探索时期。

2.2 公园:一个目标

随着业务发展方向的转变,企业将现阶段的“绿色”体现在城市中一座座供人们休闲娱乐的公园中,不仅重视人们视觉、触觉上的感受,也开始融入了生态的概念,这也是之后一系列环保理念产生的萌芽。

100个城市建立100座公园,这时的绿色还是有形的绿色,是我们可以看到的乔木、灌木、草坪等等,在美化城市的同时,也成了人们业余时间主要的活动场所。在园林绿化建设过程中,企业的设计、工程部门已经开始考虑环境问题,无主观意识地形成了绿色的概念。

2.3河流:一种责任

水是生命之源,在园林绿化业务发展成熟之后,企业发现公园建的再美,公园中的湖水不干净,公园也不会漂亮。城市发展的再好,母亲河被污染了,城市也不宜居。对于各地区的流域治理是所有环保企业都应行动起来的,不仅仅是商人对于企业发展的眼光,更多的是如何为后代留下可以赖以生存的家园。

绿色也不再是我们眼中看到的绿,而是一种无形的象征,环境修复、环境保护、生态宜居等,都是绿色的体现。水活了,城市就活了;水活了,景观才能亮。建设可持续发展的生态城市,需要将绿色的观念融入每一个城市建设的项目中。

2.4地球:一种使命

不要忘了,没有地球母亲的滋养,我们这些人类子女根本不知何去何从。没有地球母亲的健康,我们根本无法奢谈未来。土壤荒漠化、水污染、大气污染,我们已经付出了太多的代价。

2015年年会上,何巧女董事长提出了“心系地球”的使命,把企业的战略发展与保护环境紧紧地联系在了一起。环境问题是全世界都在关注的问题,但是身体力行是另一个问题。作为一个从园林到环保的企业,东方园林积极参与到改善人居环境的建设中,带领并呼吁更多的同行企业投身于这片事业。

企业的格局在提高,与其说是企业战略市场布局在扩大,更确切地说是企业家有对大自然的情怀,以及对美好环境回馈的想法。

3.东方园林业务的绿色战略

在多年的企业经营中,东方园林形成了园林企业共性与自身特色结合的绿色战略。对企业来说,这是一种经营方向,也是企业所要追求的核心价值;对社会来说,企业希望可以做出更多除了商业之外的贡献,为造福后代尽自己的全力。

3.1建设、治理双管齐下

如何在现阶段建设过程中,不对自然环境造成二次伤害,是所有企业都需要慎重考虑的。

东方园林最初做景观,发现公园及周边的水源污染严重。于是,东方园林开始做水污染的处理、水生态修复,但随后又发现,水污染的核心原因在于环保问题。为了解决系列问题,东方园林扩展了公司的业务领域,但随即发现,国土生态问题越来越多,东方园林解决问题的责任感越来越强。这就是东方园林“心系地球”使命的初心。

作为在大自然环境中施工建设的园林环保企业,东方园林提出建设与治理并行的方式,双管齐下。低影响开发建设、生态治理,新建设项目须以绿色环保为前提,已破坏的项目须以生态治理为向导,在未来的时间里,用行动还世界一片绿色。

3.2水利、水生态、水景观三位一体

东方园林创新性提出以水资源管理、水污染治理及水生态修复、水景观建设为核心的“三位一体”生态综合治理理念。涉及水安全、水资源、水环境、水生态、水景观、水文化、水产业7大方面,从治水、净水到水资源的可持续利用、水景观打造的系统性思考及作业模式。

东方园林以全方位解决中国生态问题为己任,聚焦水环境治理,布局全生态产业链,主营业务从景观建设全面升级为生态环保产业,在技术层面上促进水资源、水环境、水景观“三位一体”海绵城市建设理念落地,合理进行水系、水体规划,对河流湖泊等水系的连通、疏浚、清淤及防洪排涝等一系列工程提出综合解决方案;运用三位一体技术集成优势系统布局水污染处理设施,全面解决雨洪调蓄、雨水径流量大、合流制溢流污染严重、河湖及河道水质恶化、黑臭水体、水生态修复等一系列问题,

力图“让中国的河流清澈而美丽”。

在项目开发建设初期,整体进行规划、梳理,以景观、水利、水生态三位一体相结合的方式,对项目进行分析。水资源管理及水环境治理,实现水利、城建、环保等不同涉水部门的协同联动,水利、生态、环保跨专业融合和一体化管理,实现城市综合水管理。以景观统筹,水资源、水环境相结合,构建项目的生态系统。

3.3企业使命,绿动未来

东方园林构建了一个大生态商业平台,包含四大集团。以治理城市黑臭水体为主营业务的环境集团,企业愿景是在200座城市,让200条河流清澈而美丽,并且专注于乡村水务,让污水不再污染中国的乡村。还构建了以解决危废为主的环保集团,目标是遏制中国污染最危险的源头,“让种出来的粮食可以放心吃”。产业集团以“守护最美风景”为使命,根植全域旅游, 打造休闲运动新生活。田园度假集团首创“田园综合体模式”,打造最美生态田园。另外还创新性地建立了金融中心,保障四大集团的快速发展。

东方园林不仅仅关心企业的成功,更关心整个地球和大自然。心系地球,为大自然疗伤,这是企业的最终使命。心系地球,为大自然疗伤,这是二次创业的东方园林的使命,更是一个环保企业对未来中国生态最大的期许。

东方园林董事长何巧女作为阿拉善SEE环境产业联盟暨公益基金的重要推动者,她表示:“我们期待,通过多种多样的方式,在联盟内部形成化学反应,共同组建一个环境产业的大商业平台和大技术平台。同时组建一个大公益平台,并通过公益联盟基金的方式来实现。只有我们在一起,才是一个无比美好的开始,一个种子萌芽的契机;只有我们在一起,我们才能不再孤单,相互扶持,相互鼓励;只有我们一起,我才敢说,许诺地球一个更美好的未来!”

4. 结束语

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关键词:常德市武陵区;农业生态;修复原理;建设

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。

篇9

关键词:城市河道;生态修复;护岸技术

中图分类号:TV85文献标识码: A 文章编号:

1 前言

生态修复是指以生物修复为基础,强调生态学原理在污染土壤和地下水以及地表水修复中的应用,是多种修复技术的综合。人类的主动性在生态恢复过程中起到主要作用,往往是停止对生态系统的人为干扰,辅以人工措施,对现有已受损的生态体统进行修补和改进。进而恢复和加强生态系统的一部分结构和功能,这个过程的关键目的在于对生态系统的功能性进行修复,使其能够完成自我维持,并逐渐使生态系统向良性循环方向发展。

近年来,大量的城市河流面临流域内水量减少、水质变差、河道生态环境恶化、防洪堤坝受破坏等问题。随着城市的快速发展,人们在一定程度上忽视了河道护岸的生态涵养和城市景观的作用,使得城市的形象也因此受到了影响。

2 生态护岸的含义

传统意义上的河道护岸是以河道的坡岸的稳定性和河道的行洪排涝能力上出发的,很大程度上忽略了对周边环境以及生态系统的影响。在种类上,传统意义上的河道护岸类型主要分为现浇混凝土护岸、预制混凝土块体护岸、浆砌或干砌块石护岸三种类型。

生态护岸则是利用植物或者植物与土木工程措施以及一些非生命的材料相互结合,从而对河道坡面进行防护以减轻其不稳定性和侵蚀的一种新型护岸类型。生态护岸是现代河流治理的发展趋势,是以河流生态系统为中心,集防洪效应、生态效应、景观效应和自净效应于一体的新型水利工程[1]。

随着社会经济的发展和城市建设步伐的加快,人们对于生活环境的要求也逐渐升高。作为能够快速提高城市形象,强化城市识别性的城市河道护岸建设得到了广泛的重视。

3生态护岸与传统护岸的区别

从外部形态、使用材料以及功能上来讲,生态护岸与传统护岸有以下几个方面的区别:

1.传统护岸使整个河道平滑,在提高排洪能力的同时使河道生态系统退化;生态护岸在平面上是蜿蜒曲折的,能够极大程度的增强生物的多样性,促进能量、养分的转化。2.传统护岸的使用材料多为浆砌石和混凝土等硬质材料,缺少一定的透水功能,反而带来更大的安全隐患;而生态护岸的则多为天然材料如石块、植物等,在增加动植物活动场所的同时也具有强大的蓄水能力。3.传统护岸在功能上仅仅局限于防洪、排涝以及航运等常规情况;生态护岸却能够在满足传统要求的情况下,将城市园林景观等一系列能够丰富人们的生活,提高人们生活质量的元素融入其中,增进了人们与河流之间的交流。

在当今社会,生态护岸在人们之间的认可度正快速提高,使这项技术得到了更为深入的探索和实践。通过对于生态护岸的建设,我们可以得到一个良性的河坡生态系统,由乔、灌、草,水生植物、动物及近岸水体等共同组成的河坡立体生态体系统。

4 生态护岸的类型

随着生态护岸的逐步推广,我们根据护岸材料的类型,可以分为以下三种类型:

4.1自然原型生态护岸

自然原型生态护岸在外貌上几乎同原生态的自然堤岸相同。但在形式上,则充分考虑和利用不同的空间形式和光照条件,使用乔灌木混交,充分发挥其自身生长特性,从而达到最佳的效果。同时,乔灌木发达的根系为巩固堤岸,增强堤岸的抗冲击能力提供了保障。

这种类型的护岸会优先选用具有喜水特性且根系发达的固土植物,如柳树、白杨以及芦苇等,而在坡面上一般会撒播草种或铺上草皮。从整体效果上来看,此类型的护岸能够非常完美的与大自然融为一体,但是其抗冲刷能力较差,所以比较适合水流速度较为缓慢,水流量不大的河道。

4.2 自然型生态护岸

自然型生态护岸通常在使用植被作为护岸元素的同时,辅以具有一定抗冲刷能力的材料用于保护坡脚。同样的,这些材料粗糙的表面能够给微生物提供一个良好的附着环境,材料之间也为水生动植物提供了一个栖息的场所。

此类型的护岸由于使用材料与土体之间结合的并不是非常的紧密,故并不具有较好的整体稳定性,但已可以满足较大流速的城市河道。

4.2.1 山石护岸

山石护岸通常直接取材于当地的乡土天然石材,不经过专项的加工便置于其中,一眼望去有着置身于自然山水之间的感觉。这些山石的尺寸一般在1.0-1.5m左右,石块与石块之间的缝隙不要求用胶凝材料填塞饱满,而是巧妙的利用碎石和泥土填充,尽量形成气穴,为水生动植物创造生存空间,并能够形成土体与水气之间的相互交换与循环。

4.2.2 卵石护岸

卵石缓坡护岸用于防止缓坡坡面基部崩塌,保持水土。雨水或渗水可以无遮拦的流出,达到保护坡面的作用。同时,拥有“扇形”断面的卵石护坡安全性更佳,同时可以为两栖动物提供活动空间,再结合水生植物的种植,自然生态的感觉便应运而生。

4.3 多自然型生态护岸

多自然型护岸是建立在自然型护岸的基础之上的一种新型生态护岸型式。由于其使用了混凝土、钢筋等一系列材料使它具有更好的抗冲击能力。在能够抵御较强洪水的同时也同其它生态护岸一样具有良好的生态效应、自净效应以及生态效应。所以它是目前使用最为广泛的一种生态护岸型式。

通过大量硬质材料的运用,护岸的整体稳定性、抗冲刷能力得到加强,同时也不受堤岸坡度的限制。因此,此类护岸适用于大流量、高流速的河道。

4.3.1 SG生态砌块护岸

SG生态砌块护岸采用无砂混凝土预制加工,骨料粒径满足强度及孔隙率、表面空隙率要求。上下排布生态砌块错缝搭接砌筑,每砌完一排背面进行天然土的回填、碾压。在施工过程中,为了提高其抗冲能力,每竖排的生态砌块以φ6的钢筋捆绑,顶端焊接通长的钢筋增加其整体性。砌块孔内回填种植土并种植水生植物,在净化水质的同时满足景观效果。

4.3.2 生态袋护岸

生态袋护岸具有抗紫外(UV),抗老化、无毒、不助燃,裂口不延伸的特点,同时具有透水不透土的过滤功能,既能够防止填充物(土壤和营养成分的混合物)流失,又能实现水分在土壤中的正常交流,植物生长所需要的水分得到了有效的保持和及时的补充,使植物穿过袋体自由生长,达到绿化的效果,形成自然生态的边坡。

5 结语

每一座城市都有她独特的历史,而河流便是这段历史的载体。河流文化是人类利用和开发河流水源和水利过程中形成、发展和沉淀的文化财富,与河流的自然存在共同构成完整的河流生命[2]。在对于城市河道的生态修复工程中,我们需要充分考虑河流已经形成的动态平衡,在不打破这种平衡的前提下对河流进行生态修复。

在城市化进程不断加速的今天,河流的水资源支撑着社会的可持续发展。我们在对城市河道的生态修复工程在完善其生态系统的同时,城市的文化也随着河水的流动而延续下去,民族的文化也随其进行着传承。

参考文献:

[1] 李明慧,生态护岸技术在清河河道治理中的应用 [A]. 中国水利学会2010学术年会论文集(下册)[C]. 2010

[2] 王盼.河流自然生命的概念及其意义[D].黑龙江:哈尔滨工业大学,2006.

作者简介:

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水污染防治是中国新时期发展中一件刻不容缓的大事。改革开放以来,中国水污染现象日益凸显,从1995年至今突发水环境事件1.1万起,平均每天1.5起。中国地表水已有近1/10失去使用功能;1/4的重点湖库呈高营养状态;地下水水质监测点中,较差的逾6成,极差的近1/6;全国9个重要海湾中,6个水质为差或极差。

中国水资源总量也在连年下降。1950―1999年,中国水资源总量的年统计平均值为27,950亿m3。但近15年,年均水资源总量已下降为26,800亿m3。人均水资源量下降趋势更为明显,2000年至2014年的平均值已达1,990m3/人,进入中等缺水国家行列。

这种状况严重影响了人民生活和经济发展,给子孙后代留下了隐患,亟须采取坚决有力的措施科学治理、严格保护。

制定科学的水情考量标准

要掌握真实的水情,需要有科学的考量标准。

1992年,笔者在联合国教科文组织科技部门任高技术与环境顾问,主持制定了水资源与环境标准,被美、法和越南等多国引用。

以前联合国教科文组织只有以人均1,700m3为缺水线的粗标准。为制定水资源与环境标准,我们组织力量遍查联合国110国、302个地区的水资料,经整理分析,取统计平均值得出了具体标准:人均水资源量在3,000m3以上为丰水;2,000m3―3,000m3为轻度缺水;1,000m3―2,000m3为中度缺水;500m3―1,000m3为重度缺水;低于500m3为极度缺水;人均水资源量300m3左右为维系可持续发展的最低标准。

事实证明,这一标准符合世界大部分国家和地区的实际情况。从目前看来,除6个丰水国家外,到2050年其他国家人均水资源量将低于3,000m3,即世界大部分地区将由丰水进入缺水状态。

针对世界严重缺水地区不断增加,我们定出了300m3/人的维系可持续发展最低标准,这对跨流域调水与缺水移民有十分重要的参考价值。

考虑到上述标准只是生活与生产的需水标准,如沙漠绿洲地旷人稀,人均水资源量可能很大,但水生态系统恶劣而脆弱,同样难以保障可持续发展,我们同时确立了“生态水”的概念,建立了地表径流深的水生态标准。

水资源、水环境和水生态是水的三大子系统,是一个统一体,不可分割。没有水资源就无所谓水环境,没有好的水生态系统就不可能有好的水资源(量)和好的水环境(质),过去的认识误区就在于分割了这一共同体,形成了“九龙治水”的不利局面。

有了对实际情况的科学认识,还必须有理论指导。笔者自1985年起持续进行实地调查和理论研究,创立和完善了水资源总量控制工程管理动态平衡模型。

该模型的主旨是在流域内对水资源实行总量控制,达到量与质供需动平衡状态,从而以水资源的可持续利用保障可持续发展。根据水资源循环的规律,总量控制以年为时间单元,有模型如下:

水资源总需求WD=水资源总供给WS

其中水资源总需求WD包括:生活用水Dl、生产用水Dp和生态用水De,WD=Dl+Dp+De。

水资源总供给WS包括:地表水Wg、地下水Wu和再生水Wr,WS=Wg+Wu+Wr。

Dl+Dp+De=Wg+Wu+Wr

这一模型将传统的“以需定供”工程思维方式改为“以供定需”,通过工程建设与运行管理在流域范围内实施双向调节,维系生活用水、生产用水和生态用水“三生”需求与地表水、地下水和再生水“三源”供应之间的动态平衡。这一平衡不是静止的平衡,而是动态的平衡;不是算术的平衡,而是函数的平衡;不仅是数量的平衡,也包含质量的平衡。这样才能科学、全面地分析,达到人与自然和谐,才能保证经济发展、各种用水与水生态系统安全。

依据水文学和生态学,水资源的分布及其所支撑的生态系统是以流域为单元的,因此人与自然和谐的水资源利用系统应与流域相吻合,即以流域为模型系统分析的边界。这一模型不仅是水资源供需平衡的保障,也是水污染治理的依据。

守好三条“控制红线”是节水关键

节水是水污染防治的关键所在。节水可从两个方面防治水污染:净水增多可增加水的自净能力,增加水环境容量;少用水便可减少污染物排放。因此,水环境防治的前提是控制用水。不认识“节水优先”,只强调大建污水处理厂是理论与措施的误区。

要切实节水,关键是要守好三条“控制红线”。

水资源开发利用控制红线

确立中国水资源开发利用控制红线,其基本指导思想是充分考虑水资源的承载能力。

进入21世纪以来,世界人均水资源使用量约为550m3/人。中国目前人均水资源使用量为440m3/人,水利部提出到2020年将水资源使用总量控制在6,700亿m3,即约465m3/人,比目前世界平均水平低15%。鉴于中国届时已成为中度缺水国家,低于世界平均水平是必要的。

从水资源总量来看,中国60年平均水资源量为27,700万亿m3,据联合国教科文组织研究,取用水量应在水资源总量的25%以下,才不会对生态系统有较大影响。预计中国2020年取用水量相当于总量的24.2%,已经达到水的可取用极限。所以,水利部提出的2020年水资源开发利用控制红线是科学且符合中国实际的,必须牢牢守住。

用水效率控制红线

确定用水效率控制红线的指导思想是转变经济发展方式,在资源利用方面实现人水和谐。这对处于依赖自然资源快速发展阶段的中国十分重要。

2013年,世界每立方米水的平均产出水平是20.4美元,而中国2014年的平均水平是14.4美元,仅及世界平均水平的70%,目前仍在降低。如果2020年能把用水效率提高到世界平均水平,那么中国就完全能以6,700亿m3的用水使GDP再翻一番,此后用水将进入不与GDP线性相关阶段。这就要求中国自2015年起到2020年单位GDP水耗每年降低5%以上。要在循环经济概念的指引下,充分发挥市场配置水资源的作用,在各行各业都树立万元GDP用水递减的概念,推动经济结构转型升级。

水功能区限制纳污红线

水功能区限制纳污红线的确立,基本指导思想是“人类活动与自然资源和谐”。

2011年,中国完成了水功能区的划定工作。水功能区限制纳污的依据是水域纳污总量,即某年某一水域通过地表收纳、地下水交换和水体内源产生的废污水总量。如2009年中国废污水排放总量为768亿吨,为中国水资源总量的2.9%,其自降解污净比为1/34.7,一般水域地表水自降解能力约为1/40,即每年多排废污水220亿吨。要达到中国水域纳污限制,以2009年为基准,还要减少220亿吨/年的废污水排放,或对440亿吨废污水进行一级处理(经处理后降解污净比可达1/20)后达标排放,即全国废污水一级以上的总处理率应达到60%以上。

贯彻“水十条”应特别注意的突出问题:科学应对当前水生态系统退化的严峻形势

水的“质”与“量”是不可分的,水资源的过度开发利用是“水脏”的主要成因。目前,中国水域水功能区达标率仅为47.4%,问题严重。一方面,大量用水产生了大量的工业废水、生活污水,污染了水环境;另一方面,过度用水又从水量上大大减弱了水生态系统的自净能力,使河流断流、湖泊萎缩、湿地干涸、地下水位下降,造成水生态系统严重退化。因此,必须采取措施遏制水生态系统退化态势。

调整水资源利用的宏观战略思路

实现用水总量控制除以供定需、严格管理、节水和再生水回用等政策以外,还应考虑如下方面:

依据水资源整体布局调整粮食产地。由于中国水资源总量的80%以上在南方,历史上多是“南粮北运”,就是充分利用了南方的水资源。目前中国60%的粮食由北方生产,南、北方吨粮产量用水大体相当,而54%的农业用水集中在仅占全国水资源总量20%的北方。在半干旱地区种粮,造成缺水;把牧业向北压至贫瘠草原又造成过度放牧,这些都大大削弱了北方水资源的自净能力。这种逆动只是近百年来的事,目前粮田北移的历史原因已基本不存在,应该以单位粮产取水为标准,提高农业用水效率,促进粮田逐步南归。

调整产业结构,在保证食物产量的前提下,以用水效率为标准改变农业的产业结构和种植业的种植结构;对采煤等工业用水大户进行煤层气等技术改造,实现大量节水;依据当地水资源状况调整产业结构。

大力保护水资源地,尤其是大江大河源头和饮用水水源地。具体措施为退耕还林、封山育林,造林要造混交林,保证土壤的蓄水能力,最大限度减少水土流失。

在明晰水权的基础上实施水资源总量控制

对水资源进行总量控制首先要明确水权(包括排污权),其分配要有法可依。要多学科综合研究水权理论,结合中国实际情况确立水权配置原则,借鉴国外经验确定初始水权,并面向国际明确宣告中国原则。依水权―水价―水市场的思路建立和完善取、退水许可制度、水资源税制、合理水价机制、水市场准入制度和交易(包括排污权交易)规则等一系列法规,做到依法行政,依法“治水”。

科学制定水污染治理规划

切实做好水资源管理、水环境治理和水生态修复规划。在制定规划之前,要进行深入的、长期的实地调查,针对国家急需,因地制宜地制定规划,并建立具有可操作性的核查机制。绝不能搞“规划、规划,墙上挂挂”这种不接地气、百姓反感的形式主义。

建立规划制定责任制促进规划实施

实际上,中国当前已出台一套水环境治理与水生态修复的相关规划,基本覆盖了地市一级。但因为科学的理论基础、具体的实践经验、深入的实地考察和认真的工作作风均不足,相当多规划被实际执行者弃之高阁,起不到指导实际工作的作用。必须下大气力改变。其中,最重要的是依法“明确和落实各方责任”,并“强化公众参与和社会监督”,尤其是要明确规划制定者的责任。各级规划制定者负有重要责任,必须建立规划制定责任制。应当参照国际惯例,建立专家(1/2来自非同行的相关学科)、具体实施的各级干部(1/3为基层,1/3为退休)和当地公众代表(1/2为水污染受害者)各占1/3的规划评审委员会。委员会拥有否决权,并与媒体合作,全程监督规划实施,要依据各地定期公布的水质数据建立跟踪记录,随时查找问题,直至最终对规划实施效果作出评定。规划本身存在问题的,应依规、依法追究制定者的责任。

强化水环境治理的科学技术支撑

中国污水治理中偏重环境工程技术研究,而环境工程科学研究与形势要求有差距。环境科学作为一门新兴的交叉学科,是生态学、系统论、化学、生物学、水工学、水文学与经济学的融合。这种大系统分析与实证性极强的学科,对研究者提出了很高的要求。例如,需要有很强的英文阅读能力来了解世界情况;同时,在世界范围内几乎没有持续80年以上的系列生态记录资料,所以研究者本人必须尽可能多地实地考察世界各类水环境与生态系统,才能对中国治水有所借鉴,不能闭门造车,也不能只靠参加国际会议来获取资讯。同时,环境工程科学与环境工程技术有脱节现象,以中国适宜环境技术为主的研究方向不够明确,使环境工程科学与环境规划缺少支撑,不少突出问题难以解决。

建设一支高素质的水利人才队伍