前言:中文期刊網精心挑選了生態修復技術案例范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。
生態修復技術案例范文1
[關鍵詞]煤矸石堆放區 垃圾堆放區 塌陷區 適生植物 生態修復技術
中圖分類號:TU522.1+3 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)24-0400-01
一、 概況和前景
我國是世界第一產煤大國,煤炭產量占世界的37%。在未來相當長的時期內,我國仍將是以煤為主的能源結構。煤炭資源是我國國民經濟和社會發展的物質基礎,但煤炭資源的開發往往伴隨著生態破壞,不可避免造成地表沉陷、植被破壞、地下水位下降、水土流失和空氣、水質污染,隨著我國園林事業的發展,安徽淮南市的城市面貌和人居環境發生了巨大的變化,城市園林建設水平不斷提高?;茨鲜惺俏覈匾拿禾可a基地之一,淮南大通礦是淮南最早開采的礦區之一,資源枯竭,百廢待興。對廢棄礦區進行修復無疑對環境和民生有著雙重意義。
大通礦區一期生態修復面積40000平方米,經過2007年、2008年兩年的改造,引導并加速了該區域的自然演化過程??陀^的說,雖然沒有能力完全恢復成原生態系統,但墊定了一定的基礎,苗木經過適應性生長改變了煤矸石堆放區、垃圾堆放區及采空塌陷區原面貌,其煥然一新的面貌已成為公共休憩的良好空間。
通過對修復區修復狀況的調研,并整理歸納,總結其優點,分析其問題。進一步掌握各樹種在生態修復中的成功經驗和失敗教訓,根據不同類地對樹種的要求,選擇適宜的樹種,為實現更好的礦區生態環境修復提供理論依據。
二、 從大通生態修復栽植案例看其先進性水平的體現
1、 煤矸石堆放區植物表現情況及修復技術
調研表明大通修復區在原煤矸石地質條件下,成活率在85%以上的苗木有:桂花、梔子花、石楠、銀芽柳、紫穗槐、池杉;成活率在85%-60%的苗木有:香樟、重陽木、廣玉蘭、紅楓、高桿女貞、欒樹;成活率在60%-30%的苗木有:丁香、合歡、酸棗、楓楊;成活率在30%以下的苗木有:刺槐、馬褂木、紅花繼木。由此可見,成活率在85%以上的苗木可以在今后的生態修復中繼續推廣應用;成活率在30%以下的應慎重運用。
一期煤矸石地生態修復是采取覆土和加強水肥管理的技術。平均覆土30公分,共計10000平方米。根據后期植物的表現情況可見:煤矸石地雖然條件差,只要運用合理的覆土厚度,為樹木提供必要的生存條件,并加強影響樹木成活的關鍵因素“水”的管理后,在煤矸石地造林綠化是能夠成功的。
2、 垃圾堆放區植物表現情況及修復技術
垃圾堆放區成活率在85%以上的苗木有:紫穗槐、高桿女貞、法青、海桐球、蚊母、金銀花、錦帶花、木芙蓉、大葉黃楊球、石楠球;成活率在85%-60%的苗木有:酸棗、夾竹桃、楓楊、刺槐;成活率在60%-30%的苗木有:闊葉十大功勞、椿樹;成活率在30%以下的苗木有:廣玉蘭、合歡、欒樹。由此可見,在今后的生態修復中應選擇成活率在85%以上的喬灌木,成活率在30%以下的植物品種應慎重選擇。
建筑垃圾和化工廢料堆放區質地普遍比較堅硬,主要為強堿性污染(PH值大都在10.3-10.6之間),并且建筑垃圾區的Cr超標,無法直接恢復植被,有些較耐瘠薄的植物也因養分缺乏、扎根難而生長緩慢、不良。因此需要對其堿性和Cr污染采取治理措施。
該區域采用了下鋪生態墊及土壤酸堿綜合處理相結合的修復技術,具體工藝:(1)用推土機進行表面平整;(2)夯實后,鋪設生態墊;(3)取2份土與1份煤矸石攪拌均勻,在生態墊上覆蓋60公分厚。根據后期植物表現情況可見:此方法基本解決了土壤強堿性現象,較好的保證了植物的成活率。
3、 塌陷區植物表現情況及修復技術
生態區內分部著很多由于長期采煤造成的塌陷地,和燒磚取土形成的取土坑,根據不同的類地條件,因地制宜,采取不同的修復技術。
該區域的修復在保持原生態的基礎上,主要以恢復為人工湖面,減小坡度角度,增加護坡植物為主,由于東高西低的地勢原因,通過水位控制,利用高水位側流的方式,使水面水域貫通,形成水系。增加的護坡植被為淮南適生能力較強的樹種,大多表現良好。
三、生態修復的技術難點和路徑
修復區各方面的總體情況都表明,要想對本地區進行生態修復,使其成為一個較為理想健康的生態系統,任務十分艱巨,首要解決也是必須解決的困難,就是要改變現狀土壤和水體條件,這就要求掐斷所有的污染源和污染途徑,在進行人為治理已被污染的土地和水體,最后進行植被的恢復。
矸石和垃圾堆是修復區中受污染最為嚴重的區域,一般位于修復區的中部和北部,此類型區域土壤PH值酸堿差異較明顯,土壤的營養成分含量非常低,且由于煤矸石的理化性質造成的水分含量低且保水能力很差,此類區域采用分層剝離覆土、直接覆土和客土回填等工藝,并選取適宜的先鋒植物品種進行土壤肥力和土壤水分墑情的提高,逐步進行生態修復。
四、 從大通生態修復栽植案例看推廣應用價值
1、針對矸石堆放區和垃圾堆放區的生態修復技術措施
污染土地生態修復,主要針對矸石堆放區和垃圾堆放區,主要采取下鋪生態墊和土壤酸堿綜合處理相結合的修復技術以及種植島植物栽培方式進行修復,由以上栽植案列可見,植物成活率較高,成效較好。
2、針對塌陷區的生態修復技術措施
現狀的塌陷區邊坡需進行整形,減緩坡度,可在坡面處塑造多級階地,在其上覆以生態墊,以扦插為主栽植灌木作為護坡、持水之用。在塌陷區周圍邊坡栽植的喬木,既增加了景觀效果,又加大了護坡力度。從以上栽植案例可見針對塌陷區的生態修復技術改善了水資源,健全了原水生態系統。
綜上所述,煤礦廢氣礦的生態修復技術應綜合分析各種因素,充分考慮地形地貌、污染程度以及規劃方向,采取在技術上可行,社會效應良好的前提下,不斷推廣應用,從而獲得最佳的社會效益、經濟效益和生態效益。
參考文獻:
生態修復技術案例范文2
1上海垃圾簡易堆場存在問題剖析
1.1生活垃圾堆場環境污染和生態安全隱患[1-3]
①填埋氣體污染與安全隱患。堆場散發惡臭氣味(主要是氨(NH)3、硫化氫(H2S)、氮氧化物(NO)x和甲硫醇(RSH)),存在甲烷(CH)4爆炸安全隱患,影響周邊居民生活。②滲瀝液污染。缺乏滲瀝液收集處理設施,滲瀝液直接滲入土壤污染地下水。③堆體穩定性差。穩定化過程中不均勻沉降,易產生滑坡危險。④占用大量土地資源。破壞周邊景觀,威脅居民健康及生活生產,使土地資源貶值。
1.2生活垃圾堆場存在原因分析
①垃圾源增多,數量成倍增長。隨著城市擴大和經濟發展,垃圾增量較大,處置能力不足,導致垃圾簡易堆場遲遲無法關閉。②環衛管理重設施建設、輕堆場治理。堆場治理在主管部門制定的規劃、工作計劃、考核目標和資金分配中往往未能體現或體現較少,對垃圾堆場污染環境問題和后續開發利用的重視程度不足。③堆場治理投入不足。財政在急需解決的環衛設施建設、職工待遇等方面仍遇到困難,資金缺口長期較大。④堆場基本信息掌握不全。由于日常管理薄弱,造成對垃圾堆場現狀信息掌握程度和統計深度比較低,對主管部門決策也造成一定影響。
2國內外垃圾堆場生態修復與綜合利用管理
2.1堆場修復利用模式借鑒
2.1.1美國西科維納市[4]:美國環境保護署(EPA)和BKK公司簽訂修復協議———取消土地使用限制,與加州有毒物質控制局(DTSC)簽訂購買協議———保障土地持有者環境安全,其他協議———土地銷售收益分配;投入2020萬美元用于堆場治理系統建設和設施購買等;原土地轉變為31587m2的商業和娛樂休閑用地。明尼蘇達州[5]:明尼蘇達州污染防治處長期負責該州112個允許封場的市政固體廢物填埋場的治理和監測等工作,并實施填埋場封場利用計劃;立法通過填埋場封場治理法案,在填埋場治理協議(具有約束力的協議)中確定土地使用屬性,要求各級地方政府的土地利用計劃與州填埋場封場利用計劃相一致,推廣垃圾填埋處理場再生技術。緬因州[6]:立法機構通過一系列的關閉和整治414座垃圾填埋場法案,所有整治費用的75%由州政府承擔,其余由美國環境保護署承擔,共投入近16億美元參與這場整治建設項目中。
2.1.2北京采取政府主導、企業參與模式:制定政策和專項規劃(見表1),明確工作目標和推進思路,審核治理方案和項目預算;加大財政資金投入,僅用于治理修復技術標準研究的科研投入就達到2000余萬元(2006—2007年340萬元,2009—2011年1850萬元);依托工程管理新技術,包括信息污染檢測和影像識別、信息化數據庫管理和工程治理等技術,同時推廣應用生態修復新技術[7-9]。
2.2主要城市堆場修復利用現狀
垃圾堆場生態修復及綜合利用是一項復雜的系統工程[10-12],需要從政策、資金、技術和管理上保障落實,既要消除環境安全隱患,改善城鄉環境,又可以激活并拓展城市閑置垃圾堆場的土地價值,并賦予其新的發展內涵,實現生態與經濟的雙贏。由于受發展水平所限,國內簡易堆場修復工作與國外相比差距較大。隨著我國城市化進程加快,大批原先位于城郊的垃圾堆場逐漸轉變為人口聚集區,具有較大的土地再利用潛質,我國少數大城市已將堆場修復提到議事日程并開展修復工作,制定了一些堆場管理和生態修復管理辦法,如北京制定《2007年非正規垃圾填埋場治理實事項目工作程序》及上海制定《郊區鎮級生活垃圾簡易填埋場管理辦法》等,但國內大多數城市堆場修復工作進展不大,綜合利用的成功案例更少。
3上海生活垃圾堆場運行現狀及污染分析
3.1上海市生活垃圾堆場運行現狀近年來,隨著上海市《固廢規劃》和幾輪“環保3a行動計劃”政策措施的實施,生活垃圾無害化處理能力顯著提高,關閉了一大批垃圾堆場,加強了在運行堆場的日常管理。截至2010年底,共撤銷了1251個村級堆場,關閉了205座鎮級簡易填埋場。據統計,上海市生活垃圾堆場(鎮級以上堆場)有219處,占地約201hm2,其中,目前處于運行狀態的簡易填埋場有14座,分布于金山、松江、青浦、崇明等區,占地面積21.5hm2,處理量約為572t/d;已開發利用的垃圾堆場占地3.9hm2,覆土或已種植綠化的占地175.6hm2。下一步,各區縣將根據本區域生活垃圾處理設施建設進度,逐步關閉簡易填埋場。由于設施“先天不足”,生活垃圾傾倒入這些簡易堆場后,僅進行簡單的推平、壓實操作,無日覆蓋和中間覆蓋,現場條件較為惡劣,基本無滲瀝液和惡臭氣體等污染控制措施。
3.2生活垃圾堆場生態修復和綜合利用現狀近年來,上海市政府利用財政資金和世行貸款,完成了浦東江鎮、青浦趙屯等垃圾堆場生態修復工作,啟動了老港一至三期、閔行華漕、寶山顧村等大中型堆場生態修復工程。同時,隨著城市發展對土地需求的日益迫切,垃圾堆場的后續利用也逐漸納入了議事日程,給垃圾生態修復和綜合利用工作帶來了新的機遇。由于受制于政策、資金、土地性質、技術等多種因素,總體來說,上海垃圾堆場生態修復的覆蓋面不大,綜合利用水平較低,仍有一批堆場存在生態安全隱患,與經濟發展水平和市民的要求還有較大差距。已關閉的垃圾堆場中,通過對上海市5個垃圾堆場填埋氣體測定結果顯示(見圖1),其甲烷濃度總體上隨著關閉時間的增長而降低,其5a內甲烷濃度為10%~30%,存在爆炸的安全隱患;由于上海雨水充沛,堆場產生的滲瀝液水質隨年限差異很大,如表2所示。此外堆場重金屬監測發現,短期內土樣中重金屬基本均高于農田土樣對照值,為安全起見,堆場在封場10多a后仍不適宜復墾農用。以青浦青東農場堆場為例,雖然該場已于2008年4月停止堆放垃圾,并進行了覆土,實施了一期臭氣治理工程。但由于填埋垃圾量較大,距城區較近,垃圾散發的異味對青浦城區還有影響,引發大量居民投訴。2009年6月,區主管部門制訂了進一步治理臭氣的工作方案,提出了“排水—開挖—噴灑A級EM菌—覆土—種草”的技術方案,獲得了較好的效果。尚在運行的垃圾堆場中,以金山區中豐村生活垃圾堆場為例,由于本地垃圾出路不明,缺乏設施建設管理經費,堆場內放養著雞等畜禽,且相鄰處有一個大型蔬菜種植基地。此類堆場環境風險較大,急需加強規范管理,盡快關閉堆場,并采取覆土等初步修復措施。#p#分頁標題#e#
在垃圾堆場修復及利用方面,主要通過垃圾搬遷、加速垃圾穩定化、滲瀝液處理、填埋氣體處理和植被再生多種修復技術,將已關閉堆場建設成為公園、綠地等生態設施。如閔行體育公園是一個典型的成功案例;廣粵路垃圾堆場于1987年關閉后,種植雪松、黑松、白玉蘭、棕桐和水松等萬余株樹;青浦徐涇堆場通過垃圾搬遷、土方回填后建設廠房并投入使用;青浦金澤堆場通過覆土、設置導氣管和四周開溝渠、設置截污壩等方式,有效控制了環境污染。
4上海生活垃圾堆場管理對策
4.1工作目標堅持無害化、減量化、資源化原則,以維護生態環境安全為重點,以改善生活垃圾堆場區域環境、提高堆場廢物和土地綜合利用率為主線,加大郊區生活垃圾全過程管理力度,加快推進已關閉堆場的環境改善和生態修復工程(見表3),因地制宜地實現污染場地分類綜合利用,為提高郊區環境衛生保障水平、促進城鄉一體化發展奠定基礎。
4.2主要措施[13-16]
(1)切實落實管理主體。上海市級層面加強對堆場修復和綜合利用的指導、協調和監督,并給予一定的政策和資金扶持,各區縣政府應屬地化管理,切實承擔垃圾堆場生態修復的責任,區縣規劃土地、農業、環保、綠化市容等主管部門要根據職責切實加強日常監管工作,建立合作協同機制。
(2)強化專項規劃引導。順應上海市城鄉一體化建設和建設重心向郊區轉移的趨勢,結合新城規劃和大型居住區建設,啟動上海市垃圾堆場治理專項規劃編制工作,堅持垃圾堆場全生命周期管理理念,發揮規劃的引導和調控作用。
(3)加大政策及資金扶持。從加強立法支撐、加大財政資金投入、引入行政考評等方面促進堆場生態修復和綜合利用工作。政府可通過城維資金、節能減排專項資金對各區縣堆場修復工作給予扶持和獎勵;各區縣應結合實際情況,逐步將堆場生態修復項目納入城維資金項目、節能減排專項資金項目,有計劃、有重點地推進修復工作和綜合利用。
生態修復技術案例范文3
關鍵詞 耕地;土壤修復;循環經濟
中圖分類號 S156 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)09-0210-04
Abstract Soil pollution is the key factor that restricts the development of agriculture in China. It has great practical significance to strengthen the soil remediation and treatment of cultivated land. In this paper,the situation of China′s agricultural land was analyzed,based on the brief review of the present methods of soil remediation,the ideas of circular economy for soil remediation and the case taking the ideas of circular economy as the guidance were elaborated,and some suggestions were put forward to promote the development of farmland soil remediation.
Key words cultivated land;soil remediation;circular economy
土地在人發展中的作用舉足輕重。人們的生產和生活均需要土地資源的支撐,土地是人類賴以生存的基礎,也是經濟社會發展的最基本要素資源,加強土地資源保護對于人類社會發展至關重要。
1 我國耕地形勢
耕地是土地的核心組成部分,耕地的數量和質量對于一個國家的糧食安全、食品安全、人民健康水平、生態環境乃至整個經濟發展均具有決定性作用。近年來,由于我國經濟粗放型發展的特點較為突出,加之工業化、城市化的快速推進,耕地資源的破壞情況相當嚴重,農業可持續發展面臨嚴峻挑戰。
1.1 耕地資源相對稀缺
我國地域廣闊,土地資源總量較大,但由于人口眾多,人均土地資源不足,2014年我國年中人口為13.6億人,人口密度為145人/km2,是世界平均人口密度的2.59倍。另一方面,我國地形較為復雜,高原、山地較多,適合耕種的土地相對較少,耕地資源稀缺。2013年我國人均耕地面積為0.078 hm2,是世界平均水平的39.62%,是耕地資源較為稀缺的東亞及太平洋地區平均水平的75.4%,即使與同樣人口大國的印度相比也有較大差距(表1)。
我國耕地資源平均質量水平偏低。國土資源部《2014中國國土資源公報》顯示,根據土地評定級別劃分,我國優等地面積僅占全國耕地評定總面積的2.9%;高等地面積占全國耕地評定總面積的26.5%;中、低等地面積占全國耕地評定總面積的70.6%。
1.2 耕地資源保護任務艱巨
近年來,我國政府積極采取各種嚴厲措施,嚴格保護耕地數量。2006年,《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》將1.2億hm2耕地保有量作為具有法律效力的約束性指標;2008年,《全國土地利用總體規劃綱要(2006―2020年)》進一步明確2020年我國耕地保有量1.203億hm2的目標;2013年底中央農村工作會議再次強調,耕地紅線要嚴防死守,1.2億hm2耕地紅線仍然必須堅守。但由于工業化、城市化快速發展,開發區、工業園區、房地產項目建設如火如荼,特別是部分地方盲目追求經濟增長速度,競相攀比開發項目,耕地資源受到不同程度的侵害。根據國土資源部《2014中國國土資源公報》顯示,在政策嚴格控制的背景下,近年來我國耕地面積整體仍呈現微弱減少態勢。2013年,我國耕地面積為1.35億hm2(圖1),較2009年減少26.67萬hm2。
1.3 耕地污染狀況相當嚴重
改革開放以來,我國農業活力得到了釋放,農作物產量大幅提高。2014年,我國糧食產量達到6.07億t,是1978年的1.99倍;棉花總產量617.8萬t,是1978年的2.85倍。在溫飽問題得到解決的同時,單純追求產量,生產方式粗放,農業生產呈現出化肥、農藥過度依賴特征?;实牟缓侠硎┯貌粌H可以導致土壤酸化,降低微生物活性,而且還會增加土壤中的重金屬和有毒元素。同時,由于土壤肥力和化肥施用效率的下降,往往會陷入不斷進一步過量施肥的惡性循環[1-2]。2014年,我國化肥施用量達到5 995.9萬t(表2),是1978年的6.78倍。部分發達國家公認的單位土地化肥施用合理上限約為225 kg/hm2,2014年我國單位土地化肥施用量已經為362.4 kg/hm2,是上述標準的1.61倍。農藥的危害更為突出,有研究指出,只有30%~40%農藥被利用,真正作用于靶標生物的僅為0.1%,絕大部分農藥對土壤、水、大氣等環境介質產生嚴重污染[3-4]。目前,我國是世界最大的農藥生產和使用國,2013年農藥施用強度為10.95 kg/hm2,是1991年的2.1倍,為世界平均水平的2.5倍。
除此之外,污水灌溉、地膜大量使用以及工礦企業和城市的間接污染,我國耕地污染狀況已經相當嚴重[5]。2005―2013年,環保部和國土資源部聯合開展了首次全國土壤污染狀況調查,2014年了調查公報。調查結果顯示,全國土壤環境狀況總體不容樂觀,部分地區土壤污染較重,耕地土壤環境質量堪憂。耕地土壤點位超標率為19.4%,其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%,主要污染物為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、滴滴涕和多環芳烴。
1.4 耕地污染負面效果逐步顯現
改革開放以來,經過30多年的努力,我國農業發展成效卓著,基本解決了世界最多人口的溫飽問題。黨的十提出到2020年全面建成小康社會,對農業發展提出了更高的要求。然而,耕地污染已經成為制約我國農業發展的關鍵問題。耕地污染不僅降低農作物產量,危及我國的糧食安全,而且農作物吸收和殘留的污染物將通過食物鏈對人體健康造成不利影響。2013年,廣東“鎘大米”事件受到了廣泛關注,食品安全已經成為全社會高度關注的話題。
除了“顯性影響”之外,近年來“隱性饑餓”現象也越來越受重視?!半[性饑餓”是指機體由于營養不平衡或者缺乏某種維生素及人體必需的礦物質,同時又存在其他營養成分過度攝入,從而產生隱蔽性營養需求的饑餓癥狀。營養不平衡所形成的“隱性饑餓”將導致人類多種疾病,對人們健康需求構成了極大威脅。目前,普遍認為,農作物的“隱性饑餓”是人類“隱性饑餓”的主要原因,而耕地污染是造成農作物營養缺失的主要誘因。
如何探尋一條適合我國特色的耕地土壤修復和治理之路,不僅對促進農業持續發展具有重要意義,而且也是我國建成小康社會的重要保障。針對土壤調查所展現出的問題,2013年初國務院辦公廳印發了《近期土壤環境保護和綜合治理工作安排》,提出力爭到2020年,建成國家土壤環境保護體系,使全國土壤環境質量得到明顯改善。
2 耕地土壤修復與治理典型技術
目前,我國耕地土壤污染途徑呈現多樣化的態勢,既有傳統農業生產方式所形成的內生性污染,也有工業企業和城市生活產生廢棄物所造成的轉移性污染,污染物包括有機污染物和無機污染物,持續性污染和非持續性污染相結合。在這種背景下,我國耕地土壤修復面臨較大挑戰。
2.1 休耕與輪作
休耕是指在土地耕種一段時期后,停止一段時期作物種植,以保證耕地營養成分的恢復以及污染物的降解。世界上許多國家均設立了休耕制度,20世紀80年代中期美國就開始實施“土地休耕保護計劃”,重點補貼土壤極易腐蝕和環境敏感的作物用地。輪作是利用不同作物的特點,在不同時間段有順序地輪換種植不同作物,以實現土地肥力的保護。輪作無論是在我國還是在歐洲,都有很長的發展歷史。休耕和輪作不僅對于保護地力有重要作用,而且也對土壤污染的治理有積極作用[6-7]。有研究顯示,休耕和輪作對緩解土壤酸化、增強土壤對酸堿的緩沖性能、降低土壤酸化速度均具有積極作用。近年來,我國政府也積極嘗試開展休耕輪作制度,農業部引發的《2016年種植業工作要點》中明確指出,在玉米非優勢產區、河北地下水漏斗區和南方重金屬污染區,分別開展輪作和休耕試點。
休耕和輪作雖然對于土壤恢復具有積極作用,但土壤修復的作用有限,特別是對于持續性污染的治理很難發揮效果,而且也無法阻止新污染物的產生。同時,由于休耕和輪作均對農業生產造成一定的限制,在我國耕地資源稀缺的背景下,大范圍應用和推廣難度較大。
2.2 重金屬污染修復
重金屬是耕地土壤污染的主要組成部分,近年來隨著來自工業和機動車的污染增加,耕地重金屬污染狀況有所加劇。重金屬不僅通過食物鏈對人健康產生影響,而且也會對地下水及生態環境造成破壞。重金屬污染治理一直是土壤修復的重點,目前已經形成了一系列修復方法[8-10]。
2.2.1 物理修復技術。物理修復技術是通過物理方法進行重金屬污染修復的技術總稱。傳統方法有客土、換土、去表土和深耕翻土法,其基本思路是通過土壤混合和置換來降低污染。熱脫附法是通過對土壤加熱,去除具有揮發性的重金屬,該方法工藝簡單,但操作成本高,去除重金屬的種類有限。
2.2.2 化學修復技術。與物理修復不同,化學修復往往涉及重金屬或土壤的化學反應。土壤淋洗是采用淋洗劑去處重金屬污染,該方法可以應用于重度污染的土壤,但淋洗液成本較高,同時易造成地下水污染和植物營養缺失?;瘜W改良劑修復是通過添加改良劑改變土壤特性,促使重金屬發生氧化、還原、沉淀、吸附等作用,降低重金屬的生物有效性,面對不同的h境該方法尚待研究。
2.2.3 物理化學法。物理化學法是綜合采用物理和化學的方法。電動修復是在土壤中構建電場梯度,促進重金屬遷移和聚集,再采用適當的物理或化學方法處理,該技術目前還處于研制階段。穩定/固化修復技術是通過物理或者化學方法阻止重金屬的釋放、遷移和擴散,從而降低重金屬對于農作物及生態環境的影響,但該方法并未實現重金屬的根本性去除,仍存在潛在風險。離子拮抗技術是通過元素之間相關作用降低重金屬毒性,例如硒對部分重金屬具有顯著的拮抗作用。
2.2.4 生物修復技術。生物修復技術是利用動物、微生物和植物降低重金屬含量和毒性。就本質而言,生物修復技術也是將重金屬吸附或固定。植物修復主要分為植物提取、植物揮發和植物固定,提取和揮發是通過植物作用將重金屬從土壤中去除,而固定則是降低重金屬的移動性和毒性。微生物修復是利用微生物對重金屬吸附、沉淀、氧化-還原作用降低重金屬的毒性。動物修復是利用低等動物吸收土壤中的重金屬,該方法具有一定的局限性??傮w來看,生物技術成本低、風險小,是土壤修復的重要方向。植物修復技術雖然具有費用低和環境優化的特點,但處理重金屬能力有限,單一植物修復范圍較小,同時需要較長的種植周期,對農業生產具有一定的影響。相比較而言,微生物修復技術更具發展潛力和應用前景,是耕地修復技術的研究重點。
2.3 有機污染修復
化肥、農藥的大量使用使我國耕地面臨較為嚴重的有機污染,有機污染是土壤酸化和板結的重要原因,同時也對人類健康和生態環境構成巨大威脅[11-12]。有機污染修復是土壤治理研究中的重要領域,有機污染修復技術得到世界各國的重視。綜合來看,有機污染修復主要理念和途徑與重金屬修復相同,各種方法均具有各自的優缺點(表3)。隨著微生物技術的發展,微生物修復在處理有機污染方面展現出較好的發展前景。
3 耕地土壤修復循環經濟理念
經過幾十年的探索,盡管部分技術還未成熟,但土壤污染修復已經形成了多種技術路線并行發展的技術體系,為耕地污染治理奠定了基礎。綜合來看,目前土壤修復技術仍秉承了線性思維,即以問題為導向的解決方法。這種思維方式存在如下主要問題:一是將污染修復與污染防治分離,無論是物理法、化學法還是生物法,修復主要是降低污染物含量或毒性,而無法對新增污染物進行控制;二是將污染修復與農業生產分離,目前修復技術基本上是事后處理,即延續了傳統的先污染后治理的思路,而且修復過程往往與農業生產過程脫節,修復過程或多或少對農業生產造成影響,部分修復技術還需要停止農業生產活動,在我國耕地資源稀缺的背景下,現有修復技術大幅推廣面臨挑戰。
與傳統的線性思維不同,循環經濟強調經濟活動與自然生態的統一,最大限度地降低人類生產活動對生態環境的影響。自21世紀初引入我國以來,循環經濟在各個領域的實踐發展迅速,取得了顯著成效。農業是重要的基礎性行業,也是循環經濟發展的重點領域。2013年,國務院印發的《循環經濟發展戰略及近期行動計劃》提出了構建循環型農業體系的總體要求。立足生態環境發展,以循環經濟理念引導耕地土壤修復對于提升耕地治理水平具有重要現實意義。
3.1 耕地土壤修復中的“減量化”原則
在減少土壤中污染物存量的同時,最大限度地減少污染物增量,實現污染物存量“減量化”和污染物增量“減量化”的統一。一方面,在土壤修復過程中嚴格避免對土壤的二次污染;另一方面,積極探討與農業生產過程相融合的土壤修復新方法,將農業生產與土壤修復、土壤保護相結合。
3.2 耕地土壤修復中的“資源化”原則
一般而言,經濟活動都將伴隨廢棄物的產生,轉變傳統方式,積極開發廢棄物的再生利用是循環經濟的核心內容。目前,國內外研究表明,禽畜糞便、生物有機肥不僅有利于土壤改良,增加土壤肥力,而且也對于修復土壤重金屬污染、減少污染物的生態風險具有顯著作用,成為相關領域的研究前沿。畜禽糞便屬于典型的農業廢棄物,其在耕地修復領域的應用為耕地治理資源化利用農業廢棄物奠定了基礎、開辟了道路。
耕地土壤修復中的“再利用”原則。農業生產是一個復雜的系統,經過多年的摸索,目前已經形成了多種種植、養殖、加工的循環經濟體系,這些循環經濟產業鏈代表了現代農業發展的方向。作為農業生產的重要環節,將耕地土壤修復納入農業循環經濟體系,積極推進適應循環經濟要求的耕地土壤修復方法和途徑,實現整個農業生產過程的循環再利用是現代農業發展的必然要求。
4 基于循環經濟理念的耕地土壤修復案例
安徽一企業采用了生物有機肥、微生物、微量元素相結合的方法進行土壤修復,在基于循環經濟理念的耕地土壤修復方面進行了有益的探索[13-14]。該方法的核心思路是將土壤修復技術引入生物有機肥之中,從而實現農業生產與土壤修復過程的統一,降低土壤修復對農業生產的影響,降低新污染物的增加。
4.1 主要技術原理
該技術的載體為生物有機肥,主要原料為禽畜糞便和沼氣池沼液,以此為基礎可以構建“養殖―沼氣―生物有機肥―種植”的農業循環經濟體系。土壤修復主要來自2個方面:一是通過提取和培育區域性土壤原生態益生菌,對土壤微生物環境進行修復和改善。微生物環境的改善,有利于促進農作物對養分的平衡吸收,減少生長對化學肥料的依賴性,同時還由于生防微生物的參與,提高植物自身免疫功能和對抗多種病蟲害的綜合抗性水平,減少化學農藥的施用。此外,該方法還有助于保護區域土壤的多樣性,由于采取區域代表性的原生菌群落,促進區域土壤原生微生物環境的修復,對于區域特色農產品的種植具有積極作用。二是通過微量元素的補充,對土壤中的重金屬污染物產生一定的拮抗作用,降低重金屬的毒性。另外,土壤微量營養元素(如鋅、硒、硅等)的平衡補充也對于農作物生長、產品品質提高具有促進作用。
4.2 應用實踐效果
整體而言,該方法仍處于探索階段,但在相關領域的應用已經展現出一定的實踐效果。2013年開始,相關機構在安徽省金寨縣以六安瓜片的種植為基礎開展了一系列土壤修復技術應用研究。目前,已經完成了對作物和土壤的初步檢測。
在茶葉葉片對比分析之中,該方法培育出的茶葉葉片柵欄組織相對厚度、柵欄組織細胞平均數、葉面背后平均氣孔數均要多于普通方法種植和野生環境生長的茶葉。在茶葉成分比較中,該方法培育出的茶葉微量元素和營養成分含量均遠高于市場上銷售的主要茶葉品種。
對土壤進行微生物基因組DNA分析,結果顯示該方法對茶園真菌群落構成的影響是使之向原生態環境“趨近”,并由此帶來整個土壤微生物環境的改變,使土壤細菌群落構成有異于傳統茶園。
5 推進耕地土壤修復的建議
目前,我國耕地土壤污染問題已經相當突出,由此造成的經濟社會問題也日益凸顯,加強耕地土壤修復和治理已經迫在眉睫。耕地土壤修復既是一個技術問題,也是一個經濟問題,具有很強的復雜性,合理選擇耕地土壤修復方法和路徑對于我國農業健康發展具有重要意義。
5.1 樹立耕地土壤修復系統觀,積極引入循環經濟理念
充分認識農業生產的系統性,綜合考慮各種影響因素,特別是在我國耕地資源相對不足、糧食安全面臨挑戰的背景下,注重耕地土壤修復與治理的整體效應,盡可能降低對農業生產的影響。作為系統理論的重要體現,經過多年努力循環經濟已經在農業領域中得到了較快發展,并取得了@著效果,代表了現代農業的發展方向。耕地土壤修復與治理要積極融入農業循環經濟體系,加強循環經濟理念對技術路徑選擇的指導,從而切實解決我國土壤污染問題。
5.2 完善土壤治理相關政策,促進耕地土壤修復與農業循環經濟融合發展
目前,我國還沒有耕地土壤修復的專項政策和規劃,耕地土壤修復缺乏整體的指導。根據目前我國耕地污染狀況,應加快相關政策的制訂,科學評估現有土壤修復的技術和方法,制訂切實可行的耕地土壤修復總體戰略。耕地土壤治理和循環經濟發展涉及多個主管部門,國家發改委、環保部、農業部等有關部門應加強溝通交流,增強相關政策之間的銜接,加強循環經濟理念對耕地土壤修復的指導,積極探索耕地土壤修復循環經濟新模式。
5.3 加強技術研發,積極推廣先進的土壤修復技術
耕地土壤修復具有很強的技術性,土壤污染問題治理有賴于技術創新的支撐。支持科研院所、高校開展相關研究,基于我國土壤特點創新土壤修復技術。根據農業生產和農業循環經濟的特點,重點突破關鍵技術,為耕地土壤修復與農業循環經濟融合發展創造條件。鼓勵有條件的企業開展基于循環經濟的土壤修復模式的試驗和示范,完善相關技術的服務支撐體系,加強對相關技術的評估,積極推廣和應用先進技術,探索適合我國國情的耕地土壤治理途徑。
6 參考文獻
[1] 肖軍,秦志偉,趙景波.農田土壤化肥污染及Σ[J].環境保護科學,2005(5):32-34.
[2] 張鋒.中國化肥投入的面源污染問題研究:基于農戶施用行為的視角[D].南京:南京農業大學,2011:1.
[3] 潘攀.土壤-植物體系中農藥和重金屬污染研究現狀及展望[J].農業環境科學學報,2011(12):2389-2398.
[4] 陳曉明,王程龍,薄瑞.中國農藥使用現狀及對策建議[J].農藥科學與管理,2016(2):4-8.
[5] 韓冬梅,金書秦.我國土壤污染分類、政策分析與防治建議[J].經濟研究參考,2014(43):42-48.
[6] 劉嘉堯,呂志祥.美國土地休耕保護技術及借鑒[J].商業研究,2009(8):134-136.
[7] 鄧琳璐.休耕輪作對黑土酸化的影響[J].水土保持學報,2013(6):184-188.
[8] 樊霆,葉文玲,陳海燕,等.農田土壤重金屬污染狀況及修復技術研究[J].生態環境學報,2013(10):1727-1736.
[9] 黃益宗,郝曉偉,雷鳴,等.重金屬污染土壤修復技術及其修復實踐[J].農業環境科學學報,2013(3):409-417.
[10] 孫鵬軒.土壤重金屬污染修復技術及其研究進展[J].環境保護與循環經濟,2012(11):48-51.
[11] 劉惠,陳奕.有機污染土壤修復技術及案例研究[J].環境工程,2015,33(增刊1):920-923.
[12] 陳健,胡筱敏,姜彬慧.種植基地有機磷農藥污染土壤的微生物修復[J].環境保護與循環經濟,2012(5):35-38.
生態修復技術案例范文4
【關鍵詞】新疆奎屯河流域;水生態修復;治理
引言
水生態是現代生態文明建設中的重要環節,由于我國近年來水資源污染比較嚴重,很多地方出現水資源短缺、水生態退化等問題,水生態堪憂。為了改變這種現狀,也為了推進生態文明建設,我國正致力于從源頭上改變水生態環境惡化狀態,實現人與自然的和諧相處。政府、企業在科學觀念與技術的指導下,進行水生態的修復與治理,推進民生水利的發展。新疆奎屯河流域是新疆綠洲生態區,隨著近年來經濟的發展,河流流域附近人口增多,出現大型的工業基地,并且成為當地大型的農產品廠區。當地經濟發展的同時,水資源開發利用率不斷提高,過多水資源的開發對當地的水生態發展帶來極大的挑戰,當地水生態系統遭到嚴重破壞,水資源銳減,生態用水量減少等,為了解決這些問題,研究新疆奎屯河流域水生態修復與治理的對策,促進河流域水生態的可持續性發展。
1新疆奎屯河流域水生態的現狀
1.1新疆奎屯河流域自然生態
新疆奎屯河流域是準噶爾盆地南部邊緣的一片綠洲生態區,該地區的生態降水量較少,由于該地區溫度較高,水資源的蒸發量較大,地表徑流較小,因此水生態比較脆弱。
1.2新疆奎屯河流域經濟發展
隨著我國政府西部大開發政策的實施,加大對西部的開發力度,西部逐漸成為重要的經濟發展地區,尤其是新疆奎屯河流域作為“金三角”地區存在,成為絲綢之路上重要的一環。新疆奎屯河流域在國家政策的支持下,逐漸成為新疆的經濟核心地帶,當地充分利用綠洲生態區的特點,大力發展工業與農業,重視交通建設,成為當地重要的農產品產區。當地農業、工業發展過程中需要大量的水資源,還有大量人員的進駐也同樣需要大量的水資源,這進一步加大了當地水生態的緊張。
2新疆奎屯河流域水生態存在的問題
2.1水資源的過度開發
當地的經濟發展的過程中,對水資源的需求量不斷增大,水資源的過度開發,嚴重破壞了當地的水生態。綠洲生態區內的林區面積超過700萬畝,主要作用是阻擋風沙,對于新疆奎屯河流域來說,一直是作為生命保護線的角色存在的。隨著近年來,經濟的發展,綠洲的開發,人員的增多,當地的農耕面積不斷擴大,不僅占用一部分的林地面積,同時林地每年的水資源灌溉量不斷增長;隨著經濟發展,上游的工業區等地區用水量不斷增長,由此造成下游的水量銳減,胡林區得不到充足的供養水源,胡林區的面積進一步減少,當地的自然植被減少,逐漸沙化,生態系統遭到嚴重的破壞。
2.2當地水結構應用不合理
在實際發展的過程中,為了滿足農業、工業的用水需求,一般都是遵循“優先用水”的原則,在工業、農業、林業的用水分配上不合理,其中根據新疆奎屯河流域的主要用水量進行分析,農、工、林的用水量占比為9∶6∶2,其中農業用水量遠遠超過新疆當地的農業用水標準,一方面主要是受到自然環境的影響,另一方面是農耕面積不斷增加,用水量增加,當地水結構不能滿足可持續性發展的要求。
2.3地下水開采過量
根據實際數據顯示,地下水開采量遠遠超過當地地下水的開采標準,尤其是在一些局部地區,開采量嚴重超標,導致地表層出現下沉。
2.4當地水資源的沙化、鹽漬化嚴重
由于水流域下游地勢比較平坦,加之當地林區逐漸退化,土地沙化嚴重,泥土在水流的嚴重沖刷下,大量沉積在下游。另外,由于地下水開采嚴重,地下水嚴重缺乏,以及不合理的農田灌溉,造成土地鹽漬化,農田的質量較差,所需的水資源大量滲漏。
3新疆奎屯河流域水生態修復與治理對策
在當地的水生態資源環境建設中,隨著“三條紅線”指標的下達,在實際的水生態保護中,一般主要從以下幾方面進行解決:提高水資源的利用率,促進水資源的可持續性發展;建立嚴格的水資源管理制度,有效地控制水資源的使用,要將工農業的使用水量與林地水量合理分配,保證胡林區綠地植被的基本生長需求;提高水資源的綜合利用效率,保障胡林區林地建設,進行防洪減災和水資源保護;同時也要建立、完善水文化體系,加強水資源的管理,促進水生態完整。新疆奎屯河流域水生態修復治理中,根據不同的河段采用不同的治理措施,在水生態治理中應用水生態修復技術,科學進行治理。
3.1加快水生態修復
水生態修復技術是應用在現代水生態治理中的一項主要技術,主要是修復水資源利用的不合理現象,可以在實際的水資源的生態治理中,應用生物處理技術,進行水污染的分解,尤其是能夠將水中的一些富余物質分解,有利于實現新疆奎屯河流域的水污染的有效治理。
3.2構建水資源管理體系
在實際水生態建設中,主張構建水資源管理體系,完善水資源管理制度,要加強水資源利用情況的監管。例如:在當地工業區的用水中,減少污水排放;在實際的工業用水中,注意使用節水措施,減少工業用水量,同時對水量的使用情況進行監管,嚴禁水浪費;在農業用水中,盡量使用節水灌溉的方式進行農田灌溉,減少水量的浪費,同時還能夠提高水資源的利用率。
3.3優化水資源配置
根據當地水資源的分布情況,優化水資源的配置。主要是合理安排工、農、民、林等用水,根據流域地表水的特點,建立輸水、調蓄、配水的平衡關系網;優化水資源的配置情況,將當地水資源與外界水資源構成整體,在用水總量的范圍內分配用水;加強渠道防滲改造,將舊的渠道進行改造,減少渠道的滲漏率;在林地水資源的利用上,注意地下潛水的補給,促使林區生長水量需求得到滿足,有效緩減林地退化,合理控制用水,保證植物的多樣化。
3.4優化生態水資源配置
生態環境用水主要是針對甘家湖自然保護區用水來說的。在該自然保護區,要注意將地下水位恢復到合適的水位,滿足植被(灌木、喬木等)的用水需求。水資源能夠維護林區生態系統的多樣性,促進自然保護區生物多樣性的實現,在進行地下水位的恢復時,應進行準確的計算,不僅要考慮潛水含水層,還要考慮當地的地表徑流的蒸發量,經過計算進行水位恢復。
3.5減少耕地
根據當地的實際水生態,減少耕地面積,使用需水量較少的物種代替;同時還要實施退耕還林政策,將一些農田還原為林區,或者使用灌溉水量較少的農作物進行替代,增加高效節水灌溉的面積,建設標準化農田,提高水資源的利用效率。耕地主要是指流域附近的耕地,減少耕地,提高土壤的蓄水能力,減少土地沙化、泥土流失。
4結語
在新疆奎屯河流域水生態修復中,應用生態修復技術,加強對水資源的管理和重視水文化的建設,有效提高水資源的利用效率。同時還要實施宏觀調控的原則,要重視水資源的優化配置,要在水資源總量中進行合理配置。堅持合理分配的原則,注意調節農、共、林、民用水量的合理分配,注意補充林地水量,發揮水資源效益的最大化。在實現水資源灌溉農業的前提下,合理建設農田,減少灌溉面積,有效實施節水措施;在水文化的建設上,應該將水生態建設的重要性向當地政府、企業傳遞,增強當地人民的生態意識,在經濟發展的同時,還要注意水生態建設,提高新疆奎屯河流域生態的可持續性發展。?
參考文獻
[1]黃鑫宗,駱嫻,黃文科,等.水生態修復技術在河道治理中的應用與研究[J].資源節約與環保,2016(2):87.
[2]高乾.生態修復技術在水環境保護中的治理措施[J].建筑工程技術與設計,2016(13).
[3]魏成.試析水生態保護與修復下的中小河流治理[J].中國建材科技,2015(A1):287.
[4]蔡春艷,何濱,謝勇.研究水生態保護與修復下的中小河流治理[J].大科技,2015(17).
[5]涂維.流域治理修復型水生態補償分析[J].四川水泥,2015(1):261.
[6]本刊采編組.優秀示范工程水生態治理與修復案例[J].中國水利,2015(22):66-69.
生態修復技術案例范文5
水利工程是一項浩大的土木工程,工程建設涉及道路修建、場地平整、取土采料、大壩基礎、岸坡開挖、棄土棄渣堆放、移民安置等項目。具有土石方量巨大、占地范圍較廣、施工周期較長、棄渣量多、點線布置等特點。例如北京市永定河生態治理工程,河段治理長度M.2km,土方開挖455.6萬m3,回填種植土148萬m3,綠化面積278萬m2,整個工程區域面積達608hm2,充分體現了上述水利工程的各項特點。因此,在土石方量巨大,施工范圍廣的情況下,水土流失在水利工程中變得不可避免,且具有以下幾個特點:
1.1水土流失以點狀、線狀分布
水利工程場內外的施工道路線路長,道路布設多沿江河兩岸布置,施工中土石方易滾落至下游,占壓植被,甚至滾落入河,破壞沿線植被,形成邊坡,造成水土流失。同時,大壩、料場、渣場及生產生活等設施呈點狀布設,大壩壩基、岸坡開挖、場地平整、料場開采、棄渣堆棄均將擾動原地貌,破壞占壓植被,形成面,引發水土流失。
1.2破壞占壓植被,經擾動后增加植被恢復難度
水利工程占用林草地大,工程占地不僅破壞了原有植被,而且改變了其利用現狀,而且水利工程中有大量的永久占地,永久占地被硬化或建筑物占壓,難以恢復植被,使原有水土保持功能損失。同時,經施工擾動后的地表被壓實,且多為土石混合,使土壤肥力下降,增加植被恢復難度。
1.3土石方量大、棄渣多,人為水土流失嚴重
水利工程的特點決定了工程本身會產生大量的土石方挖運。例如北京市通州區運潮減河治理工程,其土方開挖量為303.54萬m3,土方回填量為28.42萬m3,棄渣量為123.73萬m3。大量的土石方挖填、堆棄不僅形成面,為水土流失創造條件,而且松散堆猹體成為人為水土流失的重要源頭。
1.4工程項目多,水土流失形式多樣
水利工程項目涉及道路、場地平整、土方開挖回填等眾多施工項目,因工程施工可能引發的水土流失形式多樣,主要表現為由水力和重力作用引發的滅蝕、面蝕、溝蝕、山洪侵蝕、崩塌、滑坡,甚至可能引發石洪、泥流。
1.5水土流失重點時段為施工前期
水利工程在“三通一平”等工程施工期為土石方挖填的高峰期,在項目施工的同時,水土保持措施尚未實施或未完全發揮固土保水的功能,地表面,是水土流失的重點時段。
2水利工程水土保持生態修復的幾項技術
我國水利工程水土保持建設主要以工程措施為主,措施布設先是滿足主體工程的要求,對不穩定邊坡、堆體、場地等擾動區多采用工程治理,導致水土資源保護、生態措施沒有得到有效落實,防治模式難以滿足我國生態環境建設形成的要求。按照生態修復理論,水利工程水土保持生態修復應注重保護、轉變觀念、重視改良、合理配置重建結構。下面通過北京市永定河生態治理工程這一案例,分析幾種主要的生態修復方法和措施:
2.1保護表層種植土,確保生態修復植物重建旳土壤資源
土壤是生態修復措施必不可少的重要資源,土壤資源的數量、質量同生態修復的效果密切相關。在水利工程“三通一平”等工程施工時,表層種植土往往同開挖棄渣堆至渣場,或被回填掩埋,因開挖、回填施工具有不可逆轉性,在后期跡地生態修復植被重建時,短缺的表層種植土成為重要制約因素,直接影響到植物措施實施的質量,甚至能否實施也是個問題。因此,開展表層種植土收集儲存是水利工程實施水土保持生態修復的重要前提。永定河是北京的母親河,歷史悠久,河道經過長時間逐漸形成了許多大大小小的沙坑,由于坑壁陡峭,大部分卵礫石地表,部分地段分布有雜填土,因此,在河道主體工程施工之前,特別區分了雜填土和原有種植土,將雜填土運棄后,留下了原有種植土,為后期綠化工程做好了準備。
2.2減少生態植被的破壞,維護其原有生態系統
在水利工程施工中,減少對現有生態植被的破壞,維護其有生態系統是最有效的生態修復途徑。水利工程施工擾動面大,原地表植被被擾動破壞后,將散失其生態功能,被施工地所取代,不僅造成水土流失,而且增加植被重建難度。水利工程施工雖然在征地紅線范圍內進行,但并非紅線范圍內可以隨意進行施工擾動。施工中應避開植被良好區,控制施工占地,提高場地重復利用效率》在永定河河道治理過程中,由于工程的三家店水庫段屬于植被良好的地段,為了避開施工臨時占地對現有植被的破壞,于是將施工臨時占地往下游移動了800m,同時對土方開挖回填重新平衡,避免因施工臨時占地位置變化造成工程投資的增加。
2.3轉變治理模式觀念,采用新型生態修復技術
邊坡遍布水利工程施工現場,根據所處位置和其重要性多采用噴錨等工程措施防護,此類工程措施雖然保證邊坡的永久穩定,但改變了土地利用類型,降水難以滲人,隔離了原邊坡的水汽微循環系統,生態系統難以自我恢復。隨著科學技術的發展,噴混凝土、植生槽等新型技術巳成為開發建設項目生態修復的主要技術方法,并取得良好的效果。永定河河道生態治理采用了新型的護岸材料,主要以連柴柳枝與各種柔性護岸相互結合,柳枝可用作護岸中的柵欄、筑堤的材料,也可以當作附生海苔的材料使用,這些枝條也被稱作“柳木"或“枝柴”,可形成連柴柵欄植物護岸的形式。加工連柴柵欄需要長度約為1.5?3.0m、直徑10?25mm的枝條,并需要應用活木樁(長度約為0.8m)、死木樁(長度約為0.7?0.9m)和粗麻繩若干(直徑5?30mm)對連柴柵欄進行錨固。這種新型的生態護岸,可促進地表水和地下水的交換,滯洪補枯、調節水位,恢復河中動植物的生長,利用動植物自身的功能凈化水體。這種護岸既能穩定河床,又能種植蘆葦、菖蒲、鳶尾等高等級的水生植物和水柳等根系較為發達的樹種等水邊植物,形成自然的水陸過渡帶,使河岸趨于自然形態,從而更好地形成河流生物鏈,同時,水邊植物可以削減波浪對河道沖刷影響。
2.4綜合恢復,重視土壤改良和植物配置
在傳統的水利工程水土保持建設中,人工植物措施類型和植物物種單一,缺乏多樣性,同時,土地經施工擾動后,土壤板結,肥力降低,有機質減少,直接恢復植被將影響其生長效果,以至植被恢復后生態效益低下,易退化。如在水利工程網格梁植草護坡施工時,在網格梁完成施工后,未經土壤改良便散播單一草籽,其邊坡生態效果極差。因此,實際施工中,應在網格梁內先進行除雜整治,然后覆蓋種植土30?40cm,選擇狗牙根、紫花苜蓿、三角梅、黃花槐等進行草、灌配置,效果會非常好。要注意的是,在植被重建前,應對施工跡地進行除雜清理,所有植物根系、種籽需建植在肥沃的種植土上,以保證植物生長效果。
2.5用于水利工程生態修復的植物物種
在水利工程水土保持生態修復植物物種的選擇上,應遵循以下原則:植物物種應適合項目區的自然環境,同當地物種不互克;耐貧瘠、耐干旱、抗逆;速生、管理粗放,應優先考慮能固氮的物種;生態效益明顯,兼具景觀觀賞性;在不同區域的建植時,應考慮植物根系對工程的影響。永定河河道生態治理工程的植物景觀設計理念是形成以溪流濕地為主的生態景觀帶,故此在地被植物材質的選擇上,主要選擇了適合沙質土壤條件的地被植物,如紫花地丁、二月蘭、麥冬等,這些地被具有耐瘠薄、生命力強等多種特點,便于后斯粗放式的養護管理。在植物材質的應用上,以混播為主,打造大色塊的大地景觀效果,形成單一色調,多種材質。同時,將河道根據三年一遇洪水線劃分成多個區域,根據植物的特點合理布置,力求體現自然生態的設計理念。護坡覆土較厚,土壤條件干燥,故此以各種旱生草本組合搭配灌木,形成大面積單一色塊的地被植物效果。三年一遇洪水線以上覆土相對較厚,且離水面有一定的距離,相對來說比較干旱,故此種植主要以灌喬為主。喬灌下較陰處,種植耐陰的單一品種,如麥冬、二月蘭、白三葉等。在陽光充足的地方種植各種旱生草本組合,形成綴花草坪。三年一遇洪水線以內土壤條件比較濕潤,種植以各種濕生組合為主,局部種植單一開花植物品種,如馬藺、鳶尾、花葉芒等。濕生組合以開紅花植物為主,主要為紅蓼、紅花酔架草、沼生柳葉菜按2:1:1的比例混播。湖岸線高程1.5m內搭配多種挺水及浮水植物,豐富水面景觀,形成了門城湖、蓮石湖、宛平湖、曉月湖等幾個重要湖面景觀。主要的植物品種有荷花、荇菜、再力花、梭魚草、鳳眼蓮等。
3結論及建議
生態修復技術案例范文6
在坡地或山體的生態修復中,廢棄物可用于加固土體以適應植物生長。廢舊輪胎與土工布就可以加固陡坡,主要是利用土工布和廢舊輪胎交替疊加產生的摩擦力來消減土體剪力。同時,輪胎中的填充土體又可被生長其中的植物進一步固定(圖3)。在南京幕府山景觀恢復工程中為恢復山體植被,工程技術人員先用鋼釘和鐵絲把舊輪胎固定在的巖石壁上,再將回填土填入“橡膠網”,最后把數萬株常春藤(Hederanepalensisvar.sinensis)、凌霄(Campsisgrandiflora)、金銀花(Loniceraja-ponica)、石楠(Photiniaserrulata)等灌木植入輪胎網(圖4),這種“舊輪胎復綠”的工程方法使石質疏松的山體植被較快恢復。廢棄物形成的構筑物促進了先鋒草本的生長。先鋒草本可增加土壤表層的粗糙度,使土壤風蝕和地表水流速逐漸降低、穩定性和滲入土壤中的水量漸次增加,其肥力和抵抗侵蝕能力持續增強,這也為微生物創造了良好的生存環境。當土壤的改良程度能夠適合灌木生長時,再依次引種先鋒灌木、先鋒喬木,使環境中的植物和生物多樣性指數逐漸增高,最終徹底恢復受損環境。
2利用廢棄物進行土壤生態修復
近年來,受損土壤處理方法研究的重點逐漸由成本高、可持續性差的換土法轉向可持續性較強的兩種土壤生態修復方法:一種是利用調節劑改善土壤結構,一種是利用特定的介質,通過結合、吸收、置換等方式使污染物與土壤分離,只是調節劑和介質材料的成本普遍較高。如果能利用特定的廢棄物作為土壤調節劑或介質材料,則可進一步降低受損土壤的整治成本,并實現景觀生態環境的良性發展。
2.1廢棄物作為調節劑改良表層土壤絕大多數工礦業廢棄物的化學組分都與土壤的化學組分相近,作為調節劑向土壤中適量加入某些工礦業廢棄物不僅不會毒化土壤,還能解決土壤板結、有機質含量低、通氣和透水性差等問題,部分廢棄物有的游離態金屬還能促進植物生長。因此,可根據待修復土壤的特性及主要限制因子選擇適當、適量的工礦業無機廢棄物來改善土壤結構。適量的煤焦渣、磚渣類和粉煤灰廢棄物可增加土壤的空隙率與通透性,尤其是電廠的粉煤灰,加入到粘質土中有助于土壤保墑、保溫,協調土壤的水、肥、氣、熱走向,并能增加土壤微量元素含量、改善養分狀況,促進植物生長;造紙污泥、城市污水污泥、城市生活垃圾等有機廢棄物以及植物廢棄物(植物在自然或養護過程中產生的喬灌木修剪物、草坪修剪物、雜草、落葉、枝條以及作物秸稈等)都是良好的土壤調節劑,可增加土壤有機質、有效養分(氮、磷、鉀)、微量元素(鈣、鎂、鐵等)。在上海浦東新區外環東川林帶和北川林帶養護中,已開始嘗試用植物廢棄物改良綠地土壤。
2.2廢棄物作為化學固定劑生態修復土壤廢棄物可以作為化學固定劑,通過俘獲和固定受污染土壤中重金屬離子的方式整治環境。污染物不同,修復土壤的廢棄物種類也不相同。消除土壤中的重金屬、正離子、非金屬物質或腐蝕性污染物質,可加入秸稈、家禽糞便等有機廢棄物和建筑污泥等無機廢棄物;要治理酸性土壤中的重金屬,可以加入粉狀或溶液形式的石灰,通過提高土壤pH值來促進土體顆粒對重金屬的吸附,進而降低重金屬的生物有效性。設計師Haag為了把由地質災害造成土壤深度污染的美國西雅圖市的煤氣廠改造成公共休閑綠地,土壤中被逐步添加碎石瓦礫、污泥、草屑及可促進肥料合成的廢棄物,以改變土壤成分及促進其中菌類的繁衍。目的是利用酶、有機物的中和作用和菌類的吸食消解能力消除有害物質。把廢棄物作為固定劑生態修復表層污染為輕度的土壤效果明顯,且成本低,只是實施技術較為復雜。
2.3利用生物與生物化學功能把廢棄物用于土壤生態修復部分廢棄物可在短時間內迅速增加土壤生物的數量。生物及其代謝過程或產物可以富集或消除環境中的污染物(可使其濃度降至環境標準規定的安全濃度之下)。因此,可利用廢棄物營造出一種適合于特定生物生長的環境來實現生態修復受損環境的目的。粉煤灰與污泥配施可增加土壤有機物質含量,為微生物繁衍提供有利環境及營養物質,而微生物的活動又能進一步解決場地土壤貧瘠和肥力流失問題,從而扭轉植物生長不良的狀態[11]。將污泥和秸稈按適當比例混合后進行30d預堆肥處理,然后加入愛勝蚓(Eiseniafetida),通過蚯蚓的消化吸收可使污泥pH、有機碳和病原菌含量顯著降低,堿解氮、速效磷、速效鉀含量升高,發芽指數可達80%以上,只是堆肥點及蚯蚓飼養場要遠離游憩活動頻繁的景觀空間,以免蠕蟲影響人們的興致。北京宋家莊的經濟適用房項目,其址原為化工三廠的。建造前需修復項目中受污染的土壤,生態修復專家對場地內6萬m3多輕度污染的土壤進行阻隔填埋,加入適當的粉煤灰、污泥以及特定生物來逐步消除土壤中的污染物,最終將其重新用于環境營建。
3廢棄物與環境結合形成特色景觀
利用廢棄物的環境修復更多是借助生態學的方法,因而必然存在短期效果不明顯的弊端,如果能將景觀環境生態修復與景觀工程營建并行,把廢棄物以景觀環境設計元素的形式系統地融入受損生態系統的有機更新與修復中去,則可解決景觀環境生態修復時間較長的難題。因此,可以以生態修復為目的,以廢棄物為工具,以景觀設計為手段,根據受損環境的特點為其“量身定做”生態修復景觀,展現廢棄物的藝術價值,發揮廢棄物再利用的潛力,通過生態學的方法將廢棄物和受損景觀這兩個環境的“包袱”變為獨具特色的生態景觀。廢舊混凝土能夠作為構筑物改善植物生長條件,加速植被恢復,建造于德國Nidda河的洪水平原上的毛瑞斯玫瑰機場的廢舊混凝土景觀就是一經典案例。原機場改建中的廢棄混凝土塊被有秩序地鋪在寸草皆無的地方,利用混凝土塊自身及其周邊間的縫隙為植物生長空間(圖5)。這些縫隙在保護植被幼苗的同時,還可為它們的生長積累營養物質。經過一段時間,此地自然之貌再現,成為深受市民歡迎的休閑之處。廢棄的山石能夠以固定山體的方式生態修復環境,通過生態學的方法可將其用于山體景觀的生態修復,西班牙建筑師EnricMiralles把這種思路實施到于巴塞羅那市郊的Lagualada墓地的設計中。多年前的地質活動使墓地基址的山體分裂成蜿蜒的山谷,大量山石散落其中。為生態修復受損的山體環境,山間的碎石成為墓室墻體的材料。墻體為等高線的形式,周圍的鄉土物種在風媒等外力作用下的自然擴散,可以持續向墓地提供適于在碎石中生長的種源,播種在石縫中的先鋒草本植物根系發達,也能起到防風固石的作用。隨植被的日益繁茂使得墓地與周圍環境融為一體。位于荷蘭的南部的Zeeland地區的Ooster-scheldeWeir項目,原本是為消除潮汐災害在近海岸的海面上修建的攔水壩。項目結束后,現場遺留了大量的建筑廢墟和蚌殼。設計者AdriaanGeuze利用這些廢棄物對海濱環境進行生態修復———利用砌塊等無害的建筑廢棄物將洼地填成一片平整的高地,并在上面按照蚌殼顏色鋪上層蚌殼,形成黑白相間的帶狀和棋盤方格,使人沿著公路就能夠領略高地上與荷蘭特有的美術傳統圖案有密切聯系的黑白韻律的大地藝術作品(圖7)。設計師和生態修復專家合作設計,利用蚌殼來生態修復海邊生態環境,使其成為海鳥樂園。海鳥還可以借助蚌殼的色彩來為偽裝自己:海鳥總是落在與自己羽毛顏色一致的蚌殼上。海鳥的繁衍生息使得該地區生機無限,同時,貝殼間隙為先鋒草本提供基本生存條件,鳥糞還為植物的生長提供了必要的養分。只要確定了利用廢棄物生態修復景觀環境的設計思路,廢棄物就可成為環境設計的景觀素材,使環境景觀設計擺脫了千城一面的現象,并能借助廢棄物藝術提升景觀的品質。
4結論