前言：中文期刊網精心挑選了生態修復理論與技術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。
生態修復理論與技術范文1
1、水土保持生態修復的概念
有專家認為，生態恢復是指解除生態系統所承受的超負荷壓力，按照生態系統自身規律演替，通過其休養生息的漫長過程，使生態系統向自然狀態演化。
水利部生態修復規劃給出的定義是：水土保持生態修復是指在水土流失區，通過一定的人工輔助措施，促使自然界本身固有的再生能力得以最大限度地發揮，促進植被的持續生長和演替，保護和改善受損生態系統的功能，加快水土流失防治的步伐，建立和維系與自然條件相適應、經濟社會可持續發展相協調并良性發展的生態系統。
2、水土保持生態修復的特點
傳統的小流域治理主要是修梯田、筑攔砂壩、種樹種草，合理配置林地、草地、牧場和農田，建立農林牧結合的生產體系，提高水土流失治理效益的行為。生態修復則是針對整個生態系統的，其突破了小流域綜合治理保水、保土和保肥(主要指氮、磷、鉀)的目標，把對構成生態系統的若干重要元素的治理擴大到對生態系統的全面保護、修復乃至重建。
水土保持生態修復的主要做法概括起來是：封山禁牧或輪封輪牧，實行舍飼養畜；退耕還林(草)，25。以上斜坡堅決實施退耕；部分水土流失特別嚴重地區可實行生態移民，促進地方生態環境恢復；封、管、治、調相結合，即對封育區加強管理，部分地塊輔以適當的水土保持工程治理，調整產業結構使封育區人民的生活不受影響并有所提高。
二、水土保持生態修復的基本理論
1、生態系統退化的原因
生態修復是針對生態退化和生態破壞而言的。當生態系統的結構變化引起功能減弱或喪失時，生態系統是退化的。引起生態退化的原因很多，干擾是其中的主要原因之一。由于干擾打破了原有生態系統的平衡狀態，使系統的結構和功能發生變化和障礙，形成破壞性的波動或惡性循環，從而導致系統的退化。事實上，干擾不僅僅在物種多樣性的發生和維持中起著重要作用，也會對生物的進化產生重要的影響。干擾可分為兩個方面，即自然干擾和社會干擾。自然干擾包括火、冰雹、洪水、干旱、臺風、滑坡、海嘯、地震、火山、冰河作用等。社會干擾包括有毒化學物的釋放與污染、森林砍伐、植被過度利用、露天開采等。干擾的強度和頻度是生態系統退化程度的根本原因。過大的干擾強度和頻度，會使生態系統退化成為不毛之地，而嚴重退化的生態系統的恢復是非常困難的，常常需要采取一些生態工程措施和生物措施來進行恢復，從而進一步進行植被恢復。
2、干擾與演替——生態修復與重建的理論基礎
群落的自然演替機制奠定了恢復生態學的理論基礎。演替有兩種基本類型：原生演替和次生演替。發生哪一種類型，是由演替過程開始時土壤條件所決定的。一般地說，生態演替是可預見的和有秩序的變化系列。在演替過程中，一個生態系統被另一個生態系統所代替，直到建立起一個最能適應那個環境的生態系統。生態演替可看作是在外界壓力不復存在之后，生態系統所經歷的一系列恢復階段。如果給以足夠的時間，演替在任何情況下都能夠修復所有的干擾和重建原來的頂極群落嗎?事實并非總是如此，修復過程是有限度的。對受損生態系統恢復過程的關鍵性理解之一，就是擾后演替的最終結果和它們與正常演替的關系。自然干擾作用總是使生態系統返回到生態演替的早期階段。一些周期性的自然干擾使生態系統呈周期性演替現象，成為生態演替不可缺少的動因。人為活動的干擾是否僅僅是將一個生態系統位移到一個早期或更為初級演替階段，還是它從開始就是與自然干擾所發生的演替明顯不同的類型?實踐表明這兩類干擾的結果是明顯不同的。干擾如果很嚴重，使環境變化如此重大，以致演替向新的方向進行，永遠也不能重建原來的頂極群落了。當干擾持續到生態系統接近死亡階段時，恢復與重建可以使其在某些水平上恢復平衡，但與原來的正常狀態不同。天然恢復過程是要經歷很長時間的，在嚴重干擾后，需要的時間更長。生態演替在人為干預下可能加速、延緩、改變方向以致向相反的方向進行。究竟朝哪個方向進行，就取決于人類的行為。
三、水土保持生態修復的技術方法
1、廣義水土保持生態修復的技術方法
（1） 退化坡面生態系統生態修復
a.退化耕地生態系統的生態修復。少施化肥，增施農家肥料；種植綠肥植物，增加固氮作物品種；輪作、套作，間種、混種；減少化學防治，增加生物防治；植等高植物籬等。
b.退化林地、草地、荒地生態系統的生態修復。在封禁的基礎上，補種鄉土樹種、草種。封禁在我國早就得到廣泛的應用，這里需要強調的是封禁只是解除了導致坡面生態系統退化的不合理放牧、刈割、開墾、樵采、挖藥材等人為壓力（或稱人為驅動力），
還需預防、解導致坡面生態系統退化的自然驅動力，如火災、鼠害等。一般來說，自然驅動力并不是導致坡面生態系統退化的主要驅動力，但也不容忽視。封禁時間的長短因生態系統類型、受損程度、氣候等因素的不同而不同，一般來說，喬木林、灌木林、草地生態系統可分別為8年以上、5-8年、3-5年。
（2）退化河流生態系統生態修復
在土壤侵蝕地區，導致河流退化的驅動力主要有修路、開礦、樵采、河岸放牧、化肥與農藥的面源污染、工業廢水與生活污水的點源污染、過度捕魚等，對由于這些驅動力所導致的化河流生態系統進行生態修復，最重要的是要減輕或解除導致河流生態系統退化的驅動力，讓河流休養生息。此外，還可采取如下兩種方法：一是減少河流人工直線化的程度，增加河流彎曲度，以增加河流生境的多樣性，進而增加水生生物多樣性；二是在河流兩岸種植生物隔離帶（種類和寬度應因地制宜），一方面防治面源污染，另一方面為河流水生生物增加營養源。
（3）內陸河流域退化綠洲生態系統生態修復
一是合理開發利用水資源，實施生態應急補水工程，至少要滿足天然綠洲生態系統最小生態需水量；二是合理調整土地利用結構，適當減少人工綠洲面積，使人工綠洲和天然綠洲面積比例調整到1：1左右。
（4）退化水庫生態系統生態修復
對退化水庫生態系統的生態修復可采取與退化河流生態系統相同的方法。
（5）退化礦山生態系統生態修復
該生態系統的土壤、植物等組分完全受損，缺乏植物生長所需要的營養元素，對這種嚴重退化的生態進行生態修復，可采取的方法有：覆蓋土壤，對土壤進行物理處理，添加營養物質，去除有害物質，種植適應性強的先鋒樹種或草種、間種鄉土樹種或草種
2、狹義水土保持生態修復的技術方法
（1）生態自然修復的基本技術方法是封禁法。該方法適用于受損程度較輕的生態系統。
（2）自然和人工共同修復生態的基本技術方法是“封禁補種”法。該方法適用于受損程度較重的生態系統。
【參考文獻】
[1]蔡建勤;張長印全國水土保持生態修復分區研究[期刊論文]-中國水利 2004(04)
[2]焦居仁生態修復的探索與實踐[期刊論文]-中國水土保持 2003(01)
生態修復理論與技術范文2
關鍵詞：生態環境可持續發展環境修復
隨著地球上人口的劇增和工農業生產的迅速發展，特別是工業革命以來，人類對自然資源需求水平不斷提高，生產強度日益加大，有毒、有害廢氣物質不斷的輸入環境，遠遠超過了環境的自凈能力而導致環境污染日益嚴重。為了解決人類面臨的這個重大問題，對于大氣污染和地表水污染之力的研究已十分廣泛，許多技術已相當成熟并被廣泛應用。
對于污染土壤及地下水的之力來說，由于其具有隱蔽性、滯后性、累積性以及難治理和修復周期長等區別與大氣和地表水體污染的特點，其修復問題已成為環境科學研究日益活躍的領域，同時也是世界性難題。雖然人們已在污染土壤及地下水物理修復和化學修復領域進行了有益探索，形成了一些實用技術，但這些修復方法往往會破壞場地結構、造成二次污染，對于污染面積巨大且污染程度較輕的土壤甚至難以應用。為此，近年來，人們在污染環境的物理修復、化學修復甚至生物修復取得一定成功的基礎上，進一步提出了生態修復的理念，并對其概念、內涵、原理、產業化途徑等進行了理論上的探索和實踐上應用的探索，試圖以生態學的原理和方法，在污染環境的修復和治理過程中實現人與自然的和諧發展，從而達到可持續發展。
一、生物修復—生態修復的基礎
生物修復是對污染環境實施修復、之力的最為重要的技術之一，是正在發展中的技術，是生態修復的基礎。
目前被廣泛認同的生物修復定義，是指微生物催化降解有機污染物，從而修復被污染環境或消除環境中的污染物的一個受控或自發進行的過程，這是狹義的定義。
除了微生物修復外，植物修復、動物修復乃至酶學修復等方式的出現，賦予了生物修復更廣泛的內涵，即生物修復是指利用細菌和真菌等微生物、蚯蚓等動物以及水生藻類、陸生植物，甚至酶及分泌物等的代謝活性降解、減輕有機污染物的毒性，改變重金屬的活性或在環境中結合態，通過改變污染物的化學或物理特性二影響其在環境中的遷移、轉化和降解速率。
目前使用最廣、最有效的生物修復技術仍是微生物修復。
二、物理與化學修復—生態修復的構成要素
從修復原理來看，物理修復與化學修復是指充分利用光、溫、水、土、氣、熱等環境要素，根據污染物的理性性質，通過機械分離、蒸發、點解、磁化、冰凍、加熱、凝固、氧化—還原、吸附—解吸、沉淀—溶解等物理怪和化學反應，使環境中污染物被清除或轉化為無害物質。通常，為了節省環境治理的成本，物理修復或化學修復往作為生物修復的前處理階段，近年來根式作為生態修復的構成要素。無論是環境要素或生態因子，還是工程措施，對于修復生物的生命活動來說，是非常重要的影響要素。若將它們有機的結合起來，使環境條件和生態因子在有利于生物生活的同時，也有利于污染物的去除或轉化，將極大地提高生物修復或植物修復的效率，這一點對于生態修復來說是至關重要的。
物理與化學修復措施與生物修復的結合，是生態修復必不可少的構成要素，其利用的是否直接關系到生態修復的有效性和成敗。在實際的修復過程中，把物理修復、化學修復措施更好地與生物修復結合起來，才能形成有效的生態修復技術。
三、植物修復—生態修復的基本形式
植物修復這一概念大約是1980年代前期提出來的，其最初的思想是利用超累積植物的的超量富集作用來去除污染環境中多余的重金屬。
目前，植物修復這一技術已經涵蓋了污染環境治理的各個方面，如城市樹木、草坪乃至花卉植物對大氣或室內空氣的凈化；池塘中水生植物通過對氮、磷等營養物質的利用而對富營養化水體的凈化；污染土壤及水體中無機污染物的去除及有機污染物的講解等。
在污染環境治理中，從形式上來看，似乎主要是植物在起作用，但實際上植物修復過程中，往往是植物、根系分泌物、根際圈微生物、根際圈土壤物理和化學因素（這些因素可以部分人為調控）等在共同起作用。因而，總的來說，植物修復幾乎包括了生態修復的所有機制，是生態修復的基本形式。
利用植物對重金屬如Ni、Zn、Cd、Hg、Cu、Se,放射性核素如Cs、Sr、Ur，多環芳徑，石油，化學農藥，有機氯溶劑如TCE，廢棄炸藥如TNT等的修復研究均有報道。
生態修復理論與技術范文3
[關鍵詞] 生態恢復工程技術 內河治理 福州白馬支河
1 前言
璃因瑪遜生態工程技術是根據工程學和生態學原理，按照河流的特征，采用生態浮島凈化系統技術，進行保護與修復河道的一項生態工程技術。福州白馬支河段試點工程是加拿大亞奇公司利用該技術在福州內河的一項生態修復工程案例，是福州內河水環境修復與保護的一次有益嘗試。目前我國還有相當部分的舊城區沒有下水管網，在近期無法完善管網的情況下，為如何利用現有河道與水域進行水體恢復，改善城市水域環境質量提供了新思路；其次對于生態修復水體技術從感性到理性有了一個實際認識，對于今后福州甚至國內進行水體生態保護與修復的進一步發展起到借鑒作用。同時，通過該項目的實際運行跟蹤，結合其應用理論研究的探索，針對目前實際工程中影響水體生態恢復效果的主要因素進行了探討，提出了進一步強化恢復水體生態效果的幾點建議。
2 基本情況
白馬支河是福州42條內河中的一條斷頭河，位于福州市西二環路上海新村附近，全長547米，寬4-8米，深約1.5-4米，周邊人口約1.6萬人，匯水面積40公頃左右。該河無潔凈源頭水，穿梭于居民區內，河岸距周邊居民樓最近處不到5米，最遠距離不過20米，地理位置環境比較敏感，每日接納約5000噸未經處理的生活污水，污水主要包括居民生活污水、餐飲業污水等。本項目水體生態修復治理技術主要由兩部分組成，一是在河道設置人工浮島，水生植物利用浮島作為固定床體，在生長的同時恢復水體生態從而凈化河水，據介紹目前生態浮島上栽培的植物有近40種，有沙草、蒙草、三白草，也有福州市常見的水竹、美人蕉、馬齒莧等；二是在河道布置曝氣機，通過對河水進行機械曝氣充氧，提高水體溶解氧，以促進河水生物菌群的生長與有機污染物的降解，從而達到水體生態恢復、河水凈化的功效。
目前該項目自試運行開始，已經兩年有余，從實際運行情況看，內河水體質量顯示出比較好的恢復程度，有機物降解明顯，生物總量有所恢復，沿岸環境空氣質量明顯好轉，基本改變了以往河水發黑、發臭的現象，但從部分水質參數監測數據上看，與預期效果還有一定差距。
3 應用分析
3.1 原理分析
從理論上看，該項目應該屬于一項生態恢復系統工程技術，該技術采取了水生植物塘的一些基本原理，即利用有效的一種或幾種水生植物栽植于池塘，污水在其中停留較長的時間（相對于常規污水處理工藝而言），通過多種機理，包括同化和貯存污染物，向根區輸送養分和為微生物提供活的載體等，使污水得到有效的凈化，這是國外發達國家在上世紀70年代起發展起來的一項污水自然處理新技術。其次，該技術還利用了常規好養塘工藝的一些基本原理，即對水體的充氧，培養適宜好氧菌，通過細菌膠團對營養物的生物降解、合成以及礦化等形式對污水的凈化方式；第三，該技術還利用了生物化學作用，即通過植物的光合作用、呼吸作用等，在滿足生物的生長條件的同時，完成對有機物的合成與分解，進而實現污染物降解，達到污水的自然凈化作用；第四，該技術還應用了生物循環食物鏈的作用，通過放養或其他方式生長的高等動物，逐級消耗營養及有機物，最終起到消減有機污染物、達到污水凈化的目的。
3.2 應用分析
水體的生態防護與修復一直以來都是世界各國重點研究與發展的課題，發達國家自上個世紀70年代開始已經建成數千項生態水體防護與修復項目。一般來說，河流生態防護與修復系統包括水體防護修復、河道及岸坡的保護與修復、水生生物的保護與修復及底泥的修復與氧化技術等幾個部分。從目前國外應用分析看，發達國家對河流的背景保護比較好，如水體背景水質較好，生物量與多樣性比較好，河道自然性及沿岸保護帶等都保持較好，所以應用生態防護與修復效果相對比較明顯，可持續性與穩定性都有不錯的表現。
該方法作為河道水體保護與修復工程技術應該說是一項比較適宜的系統組合技術，無須投加化學藥劑，能耗不高，利用自然，貼近自然。但是從實際應用中的表現，還是有一定的適用局限性，尤其應用在福州白馬支河，在一些方面尚無法達到比較完善的境界。
3.2.1 底泥問題：白馬支河是一條半封閉內河，也就是俗語說的斷頭河，該河段沒有新鮮水補充，只有降雨期間地表徑流不定期匯入，長期以來，底泥的污染富集程度比較嚴重，而底泥是污染物聚集的集中體，可以說底泥是一項最大的隱藏污染源，從目前看底泥的生態修復還無法有效解決，因此，河道水體的修復從根本上還需要深層次考量。
3.2.2 污染負荷問題：一般的生態修復技術，污染負荷都不高，這是生物生長環境的要求，同時也是自然凈化技術的一個局限性?？紤]到白馬支河，基本上可以說進入河體的都是污水，雖然該項目運用了機械充氧，人為增加了水體補充氧，但是還遠未達到河體凈化要求的程度，而且從目前的現狀看也很難達到，主要原因是水深與底泥以及河道整體不規則形狀的限制。
3.2.3 物理結構因素：福州白馬支河五百多米長，沿程高差、河寬、岸坡等均有較大差異，這是河道的自然構造，但同時也對該技術從理論設計轉化工程實踐產生局限。浮島水生植物鏈畢竟設置在表面層，河道的物理結構也決定了機械曝氣只能在淺層增氧，這就決定了底層仍然大部分處于厭氧狀態；其次，河道的天然構造也意味著更多的死角與盲區，這是天然河道與水處理構筑物的最大差別，自然構造的不規則性也決定了該項目實際工程與理論設計的差距。
4 討論與建議
河道與水體的地域差異性，決定了生態防護與修復技術在不同地區應用，難以有明確的可比性。相對比較成功的有廣州匯景新城、珠海華發新城、揚州海德公園等地的區域水環境生態恢復保護案例。從這些比較成功的案例看，應該說生態環境的保護與修復，早期規劃與污染預防還是必須優先考慮，畢竟生態修復與生態（生物）治理有著本質的差異。生態修復技術作為水體保護和可持續發展的一種補充手段應該比較適宜。
生態系統修復是一項長期的生物成長、生態平衡過程，通過近幾年的實際應用，白馬支河的水環境質量相比較已經有了比較大的改善，說明生態修復已經取得了初步效果；當然系統完全恢復內循環生態自凈過程的功效可能需要相當長時期。但就目前而言，加強控制參數的監測跟蹤，考核系統參數量化水平能力，從而為該技術下一階段在福州內河治理過程中進一步適應與發展提供有效的技術保障，建議如下：
4.1 對該河道進出水水質、水量實行長期跟蹤監測、分析，從而考核項目穩定處理效果和適宜處理負荷。
4.2 定期監測溶解氧、底棲生物、水體浮游生物、水生植物的生長變化，考核季節水質恢復的條件與程度。
4.3 加強監測不同間距與季節的臭氣濃度，合理規劃區域衛生防護距離。
4.4 加強監測底泥基質與容積，考核污泥的富集與降解程度，從而制定清淤的頻率。
4.5 結合城市景觀功能建設，合理規劃整體河段修復措施，強化生態人居環境中的水系統建設。
參考文獻
[1] 沈耀良,王寶貞. 廢水生物處理新技術理論與應用[M]. 北京: 中國環境科學出版社，1999.
[2] 汪大翠等. 水處理新技術及工程設計[M]. 北京: 化學工業出版社.
[3] 德萊塞特爾•赫伯特，格勞•迪特爾，盧德維格•卡爾.德國生態水景設計[M]. 任靜、趙黎明譯，遼寧科學技術出版社，2003.
生態修復理論與技術范文4
[關鍵詞] 采煤塌陷地 循環經濟 生態修復
從循環經濟角度探討采煤塌陷地生態修復是一種新的嘗試。傳統采煤塌陷地的復墾方式，一般是把塌陷土地復墾到農業利用狀態，繼續發展塌陷前的土地利用功能。而從循環經濟的角度看，采煤塌陷地是一個具有巨大潛力的特色資源，采煤塌陷地生態修復本身就是循環經濟的實際應用，也是對廢棄物的再利用。因此，循環經濟理論對采煤塌陷地的開發利用及其可持續發展具有重要指導意義。
一、唐山市采煤塌陷現狀
唐山市境內煤炭資源豐富，已有140多年的開采歷史。聞名于世的開灤礦區由開平和薊玉兩塊煤田組成，礦區面積670平方公里，尚有可采儲量50億噸，分布于唐山市的六區一縣境內。煤田內現有開灤礦務局 11個煤礦、50多座縣辦煤礦和近百座鄉鎮辦煤礦，年產原煤3250萬噸。開灤的優質煉焦煤為我國工農業生產提供了大量能源，為我國的出口創匯以及唐山市的繁榮和發展做出了重要貢獻。但經過140多年的開采，因地下采煤地表塌陷面積已達312萬畝，其中絕產耕地6萬余畝，形成大小塌陷積水坑53個，積水總面積3.14萬畝，最大積水深度12米；因采煤塌陷已搬遷村莊94個，舊村址廢棄地面積達106萬畝；開灤各礦采煤排矸石形成16座矸石山，占地0.45萬畝，季節性積水塌陷波及耕地20 多萬畝。據預測，隨著煤炭不斷開采，今后每年將新增塌陷地2400畝。
礦區地貌除趙各莊煤礦位于北部山區外，其余絕大部分位于平原地區，地面多為良田和城鎮建筑。由于礦區為多煤層開采，地下煤層全部采出后，地表最大下沉多達十多米。塌陷使原本平整的土地變得凹凸不平，造成水土流失、季節性或常年積水。據調查統計，礦區每采出萬噸煤，塌陷土地 2.4畝、塌陷水面0.75畝。幾個距市區較近的積水塌陷區過去成為煤礦矸石、電廠排灰、城市生活垃圾、建筑垃圾的排放地，加之部分工礦企業生產、生活污水的排放，矸石自燃釋放出二氧化硫、一氧化碳，致使塌陷區生態環境和自然景觀遭到嚴重破壞。
二、循環經濟理論研究現狀
1.循環經濟“資源綜合利用論”
“循環經濟”一詞在我國由劉慶山在《開發利用再生資源緩解自然資源短缺》一文中首次使用，他從資源再生角度提出廢棄物的資源化利用，其本質是自然資源的循環經濟利用。馮良認為，循環經濟是指通過廢棄物或廢舊物資的循環再生利用發展經濟，目標是使生產和消費中投入的自然資源最少，向環境中排放的廢棄物最少，對環境的危害或破壞最小，即實現低投入、高效率、低排放的經濟發展，其核心是廢舊物資回收和資源綜合利用。周宏春主持完成的國務院發展研究中心調研報告中，主要也是從資源綜合利用角度界定循環經濟的。
2.循環經濟“發展模式論”
持這種觀點的學者認為：循環經濟是對物質閉環流動型經濟的簡稱，是基于工業化運動以來以“高開采、低利用、高排放(兩高一低)”為特征的線性經濟模式的弊端所提出的一種人類社會未來應該建立的以物質閉環流動為特征的經濟模式，是實現可持續發展所要求的環境與經濟發展雙贏的途徑，它要求把經濟活動組織成為“自然資源一產品和用品一再生資源”的反饋式流程，所有的原料和能源都能在這個不斷進行的經濟循環中得到最合理的利用，從而使經濟活動對自然環境的影響控制在盡可能小的程度。
3.循環經濟“經濟形態論”
齊建國認為，循環經濟是在生態環境成為經濟增長制約要素、良好的生態環境成為一種公共財富階段的一種新的技術經濟范式，是建立在人類生存條件和福利平等基礎上的以全體社會成員生活福利最大化為目標的一種新的經濟形態。段寧也認為，循環經濟是以人類可持續為增長目的、以循環利用的資源和環境為物質基礎，充分滿足人類財富需求，生產者、消費者和分解者高效協調的經濟形態。
4.循環經濟“5R理論”
我國著名學者吳季松參與了國際循環經濟理念從3R向5R轉變的討論?！?R理論”主要包括：再思考（Rethink）：改變舊經濟理論，新經濟理論的重點是不僅研究資本循環、勞力循環，也要研究資源循環，生產的目的除了創造社會新財富以外，還要保護被破壞的最重要的社會財富，維系生態系統，充分挖掘資源節約的潛力；減量化（Reduce）：將原有的減量化原則擴展到減少第二產業的城市化集中，在提高人類的生活水準中合理地減少物質需求；再使用（Reuse）：將原有的再使用原則延伸到企業和工程充分利用可再生資源的領域；再循環（Recycle）：除了原有的再循環原則所包含的范疇外，還延伸到經濟體系由生產粗放的開鏈變為集約的閉環,形成循環經濟的技術體系與產業體系；再修復（Repair ）：自然生態系統是社會財富的基礎，是第二財富，不斷地修復被人類活動破壞的生態系統與自然和諧也是創造財富。
三、基于循環經濟的采煤塌陷地修復理論
1.采煤塌陷地循環方式
采煤塌陷地循環的主要方式有回收循環、互利循環、反饋循環、連環循環和分解循環?；厥昭h是指物質在生命周期內的循環利用，即回收己經用過的廢舊產品和排放物，按其有用成分和用途再加以利用；互利循環是指兩類以上生物或兩個以上生產單元互相循環利用對方的產物，如煤礦向電廠提供煤炭用于發電，電廠向煤礦提供電力用于采煤，排出的灰渣加水泥做成建筑材料供煤礦使用；反饋循環是指兩個相關的生產過程按一定的先后秩序連接起來，其中前一個生產過程制造某種產品時的排放物成為后一個生產過程的原料，后一個生產過程的部分產品作為投入要素反饋給前一個生產過程，重新用于生產；連環循環是指在三個以上的生產單位或過程之間建立這種循環利用關系；分解循環是指采取一定的方法分解某種資源，實現再利用，如原煤經過洗選后出現兩種產品，一種是精煤，可以煉焦，另一種是煤矸石，可以進行發電。
2.采煤塌陷地產業結構循環實現方式
采煤塌陷地產業結構循環實現方式主要有產業延伸方式、產業更新方式和復合方式。
(1)產業延伸方式
產業延伸方式是在土地資源和煤炭資源開發的基礎上，發展下游加工業，建立起資源深度加工和利用的產業群。這種模式的優點是在充分發揮本地資源優勢的同時，上下游產業在生產、管理和技術方面具有明顯的相關性。通過實施礦產品的后續加工，延長產業鏈，提高資源的附加價值，使下游產業不斷發展壯大，如克拉瑪依市采用多元發展戰略，在油氣開發過程中建立了石油化工體系，主導產業逐步由單純的石油開采轉變為石油開采和石油化工并重。通過搞礦產精深加工轉化，實行礦業――電業、礦業――化工業、礦業――運輸業等聯營，延長原產業鏈。
(2)產業更新方式
產業更新方式是在對采煤塌陷地進行生態修復前從戰略上規劃新的替代產業。如利用土地資源投入性開發吸引的資金、技術和人才，或借助外部力量，發展其他產業，建立起與原有產業既有區別又有聯系的全新產業群。
(3)復合方式
復合方式是兩種模式的復合，在轉型的初期表現為產業延伸模式，隨著土地復墾的發展，塌陷地生態功能逐步完善，新興產業不斷出現，單純的農業復墾逐步演化為綜合性采煤塌陷地開發。采煤塌陷地生態修復要從實情出發，發揮優勢，揚長避短。在發展新興產業和其他產業的同時，也要對采煤塌陷地傳統農業進行大力調整、改造和升級。要用新技術來加速改造和裝備傳統產業，而不是簡單的取代。用循環經濟的發展模式替代線性經濟的發展模式，有效利用資源，保護生態環境，使采煤塌陷地的產業結構通過綜合化、多元化、高技術化而逐步升級。
4.循環經濟理論指導下的唐山市采煤塌陷地修復實踐
近年來，唐山市開灤生態修復治理塌陷區取得了顯著成效。開灤采煤塌陷地生態修復工程的實施是在對塌陷地調查和開采塌陷預測的基礎上，通過塌陷生態修復適且性評價，應用生態學原理，采用先進的復墾治理技術，對開灤采煤塌陷地進統一計劃，因地制宜、對項目工程進行優化和設計，實現了項目布局合理和項目產業結構合理，取得了顯著的經濟效益、社會效益和生態效益。
(1)經濟效益顯著
通過對采沉區因地制宜的實施生態修復工程，利用工程技術與生物措施，唐山復墾各類土地2666.67hm2，其中復墾成耕地313.33hm2，林地866.67hm2，水產養殖用地1200hm2，建設用地133.33hm2，取得了巨大的經濟效益。通過土地復墾開發，范各莊鄉糧食種植面積擴大到11489畝，糧食產量增收946.52萬公斤，年增產值1778.48萬元，年純收入1212.08萬元；卑家店鄉糧食產量增收358.07萬公斤，年增產值1125.76萬元，年純收入389.01萬元。古冶區在完成土地復墾工程項目的基礎上，一、二、三產業協調發展。在采煤塌陷穩沉地上興建的唐山榮義煉焦制氣有限公司，占地300畝，總投資1.2億元，年生產焦炭12萬噸，創產值1.15億元，上繳稅金200萬元；唐山市駕駛員考試中心占地800多畝，絕大部分是利用采煤塌陷地，工程總投資5500多萬元，年可培訓駕駛員3萬～4萬人次，同時可帶動周邊地區餐飲、住宿、汽修、汽車交易等第三產業發展。
(2)環境效益明顯
針對塌陷程度的不同，采取相應的工程措施，進行大面積的土地整理，把塌陷嚴重、坑洼不平、雜草叢生的澇洼地變為整齊規范的稻田地；把塌陷波及的低產田變為穩產高產的水澆地；在相對穩沉的塌陷地上建起畜禽養殖場、蔬菜大棚，成為養殖和保護地生產基地；改變煤矸石堆山造成的二次揚塵和二氧化硫氣體的排放；在不穩沉區搞復土種植，種蔬菜、搞苗田。示范區所在地域，由原來的煤塵滿天飛，二氧化硫、二氧化碳氣味刺鼻逐步恢復了生態平衡，建立生態園林景觀――南湖公園，唐山市已連續10年對南湖區域進行生態綠化改造，累計綠化面積930公頃，并對其中165公頃的水體實施清污引流和生態修復工程，使斷裂多年的生物鏈得以重新連接。古冶生態農業示范區面積達到1000公頃。生態修復工程的實施使唐山的生態環境得到明顯改善，環境質量得到了提高。
(3)社會效益巨大
失掉土地的農民通過參與復墾工程，解決了農村勞動力的就業問題，對繁榮農村經濟、保障社會秩序的安定團結都起到了不可估量的作用。構建采礦塌陷區生態修復模式，為全國采礦塌陷區的生態修復提供示范。
參考文獻:
[1]魯連勝:唐山市采煤塌陷地復墾現狀及其開發利用對策[J]．中央民族大學學報，(自然科學版)，1997，6(1):85～87
[2]朱明峰洪天求賈志海等:我國資源型城市可持續發展的問題與策略初探[J].華東經濟管理，2004(3):27～29
生態修復理論與技術范文5
關鍵詞：生態水利工程設計原則
一、水利工程對河流生態系統的影響
在社會生產過程中水利工程對經濟與社會有著巨大的作用，同時也要看到水利工程對河流生態系統造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續性和流動性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規律等自然條件發生重大改變。這些改變對河流生態系統造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權衡社會經濟需求與生態系統健康需求這二者關系方面，似應強調水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統的健康和可持續性。
二、生態水利工程
從學科發展角度看，現在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學，水利工程規劃設計主要對象是水文系統，往往忽視生命系統的現狀和未來風險等問題。學科的進一步發展應吸收生態學理論及方法，促進水利工程學與生態學的交叉融合，用以改進和完善水利工程的規劃及設計理論，形成水利工程學新的學科分支——生態水利工程學。生態水利工程學作為水利工程學的一個新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學。生態水利工程的內涵是：對于新建工程，是指進行傳統水利建設的同時（如治河、防洪工程），兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態修復。生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產（生態產業）及環境立法和資源管理一起，成為河流生態建設的主要手段之一。
三、生態水利工程的規劃設計原則
1、工程安全性和經濟性原則
生態水利工程是一項綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發電、航運等需求，也要兼顧生態系統的可持續性。生態水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律，以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內，能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動態地研究河勢變化規律，保證河流修復工程的耐久性。
對于生態水利工程的經濟合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握，生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中進行方案比選，更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外，充分利用河流生態系統自我恢復規律，是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。
2、提高河流形態的空間異質性原則
一個地區的生境空間異質性越高，就意味著創造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環境變得單調，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化，造成生態系統某種程度的退化。由于人類活動，特別是大規模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態系統的不同程度退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種，生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創造條件。
在確定河流生態修復目標以后，就應該對于河流進行生物調查、地貌歷史和現狀進行勘查和評估，建立河流地貌數據庫和生物資源數據庫。遙感技術和地理信息系統（GIS）是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上，確定環境因子與生物因子的相關關系，必要時建立某種數學模型。河流環境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質、水溫、泥沙、營養鹽的遷移轉化、水文周期變化等。研究的內容包括：調查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關系和制約條件，對于“關鍵種”或標志性生物的環境因子進行分類和評估。在眾多的環境因子中，識別那些對于系統的結構和功能具有重要意義的環境因子，在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。
3、生態系統自設計、自我恢復原則
生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態系統友好的物種，能夠經受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環境條件。
將自組織原理應用于生態水利工程時，生態工程設計與傳統水工設計有本質的區別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計，建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中，建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同，生態工程設計是一種“指導性”的設計，或者說是輔設計。依靠生態系統自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結構，從而完成設計和實現設計。成功的生態工程經驗表明，人工與自然力的貢獻各占一半。
傳統的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富，實現人與自然的和諧。需要強調的是，地球上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值，尋求最佳的生態工程方案。
自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質、土壤、地貌、水文特征等生態因子，也取決于生物的種類、密度、生物生產力、群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時，需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度，防止生物入侵。
4、景觀尺度及整體性原則
河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低，而且成功率也低。整體性是指從生態系統的結構和功能出發，掌握生態系統各個要素間的交互作用，提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法，而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。
景觀則是指生態學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規劃？首先，水域生態系統是一個大系統，其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。廣義水文系統又與生物系統交織在一起，形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分，形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時，需要對于各種脅迫因素之間的相互關系進行綜合、整體研究。其次，必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，這些特點決定了生物種群的基本生存條件。水域生態系統是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態系統。再者，河流生態系統是一個開放的系統，與周圍生態系統隨時進行能量傳遞和物質循環，一條河流的生態修復活動不可能是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態修復活動進行協調。最后，河流生態修復的時間尺度也十分重要。河流系統的演進是一個動態過程。每一個河流生態系統都有它自己的歷史。河流生態修復是靠時間做工作的。有研究指出，濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態修復項目要有長期準備，同時進行長期的監測和管理。
5、反饋調整式設計原則
生態系統的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態系統的演替，即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。
生態水利工程規劃設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構，力求最終形成一個健康、可持續的河流生態系統。在河流工程項目執行以后，就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發展，可能出現多種可能性。
意識到生態系統和社會系統都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統的演替以外，人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法，而是一種反饋調整式的設計方法。是按照“設計—執行（包括管理）—監測—評估—調整”這樣一種流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中，監測工作是基礎。監測工作包括生物監測和水文觀測。評估的內容是河流生態系統的結構與功能的狀況及發展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進行生態修復的河流比較。
在反饋調整式設計過程中，提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與，通過對話、協商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高設計的科學性。
參考文獻：
［1］董哲仁.水利工程對生態系統的脅迫［J］.水利水電技術，2003，（7）：1~5.
［2］董哲仁.生態水工學的理論框架［J］.水利學報，2003，（1）：1~6.
［3］董哲仁.河流形態多樣性與生物群落多樣性［J］.水利學報，2003，（11）：1~7.
［4］MitschW.J.，JorgensenSE.EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration［M］.2004：134~137.
［5］董哲仁.荷蘭圍墾區生態重建的啟示［J］.中國水利，2003，（11A）：45~47.
［6］O’NeillR.V.，D.L.DeAngelis，J.B.Waide，etal.AHierarchicalCon－ceptofEcosystems［M］.PrincetonUniversityPress，Princeton，NJ.1986：153.
［7］GosselinkJ.G.LandscapeConservationinaforestedWetlandWater－shed［J］.Bioscience，1990，40：588~600.
生態修復理論與技術范文6
關鍵詞：生態修復；河道；水環境治理；污染物
1多方位生態修復技術概述
1.1理論核心原則
多方位生態修復技術是指綜合應用多項河道修復技術理論，在形成綜合化治理體系的同時，建立完整的統籌管理機制。在河道污染治理的過程中，要降低外源污染，控制內源污染，構建人工凈化體系，增強水體自凈功能，保證整體技術的執行效果。多方位生態修復技術可以形成綜合技術體系，在整合多污染管理系統的過程中，可以對外污染源進行攔截，并對水體中的現有污染物進行原位清理。另外，多方位生態修復技術可以提高水系統的自主清理能力，增強河道污染物容納能力，使得整體水系統可憑借更高的持有量，完成環境保護工作，并為水系統的自凈創造更大的技術空間，保證整體技術體系的管理效果[1]。
1.2技術特征優勢
單一河道污染治理技術可通過獨立的技術內容，為污染治理提供具體的技術支撐，但綜合效果明顯不佳。多方位生態修復技術有效地補充了其缺陷，可以保證技術的整體合理性，表現出明顯的特征。一是在污染源頭的治理中，多方位生態修復技術可以有效降低外源污染物對河道的侵入污染，并降低河道內的氮磷含量，控制化學有害物的危害。二是河道定期進行淤積清理，可以消除水環境中的污染物，控制水環境的污染物水平，保障其周期性凈化能力。三是應用現代水體凈化系統，能夠快速清除水體中的污染物，改善河道水體環境，同時多方位修復技術能強化河道的抗污染能力。四是通過綜合化的技術體系，形成獨立的水體生態系統，美化環境，構建生態景觀。
2生態修復技術組成內容
2.1外源污染
降雨原位自動膜濾波系統是一種雨水工程處理技術，能夠防治外源污染，有效處理雨水，通過使用超低壓過濾膜，過濾和除去雨水中的污染物。系統采用的過濾膜為折疊膜，在確保過水能力的基礎上，可以有效過濾污染物。系統還設有蓄水池，從而實現對水體的過濾，雨季可以對濾芯進行自動反清洗，有效減少污染物的沉積量，延長濾芯的使用年限。同時，該系統將雨水管網安裝在河道末端，以便控制水中的污染物。過濾后的水被排入管網中，避免出水對河道造成污染[2]。
2.2內源污染
如果沒有及時處理外來污染物，積累時間過長，它會與河底淤泥結合，最終形成污泥，可以說，這類污泥是河道的重要污染源，會對城市河道造成極為嚴重的污染。這種底泥處理難度較高，其中含有的一些化學元素會在條件允許的情況下進入上層水源，容易對水體造成二次污染。目前，針對這類污染，最常用的方法為機械清淤技術和淤泥生物酶降解技術，二者具有處理速度快、效率高和可持續性的特點。機械清淤技術與淤泥生物酶降解技術都具有較強的清淤能力，但前者成本較高，故適用于高污染地區。淤泥生物酶降解技術可以對河道底部的微生物進行處理，適用于污染程度不嚴重且污染范圍較大的區域。
2.3人工凈化
當河道環境受到外界污染物影響后，其自身的生態平衡就會遭到破壞，難以通過自凈作用消除污染物。在這種情況下，污染物的淤積量不會減少，反而越來越多。此時，就需要外界污染治理手段的介入，以清理水環境中的污染物。人工凈化技術的應用，可以保證整體技術的執行效果，從而達到優化水環境的管理目標。例如，當前科技條件下，微米級、亞微米級的氧化氣泡都可以在水環境凈化中起到積極作用，控制氮磷含量與重金屬含量，從而保證水體平衡狀態。
3河道水環境治理項目實踐分析
3.1區域水環境治理條件
在區域水環境治理過程中，首先要了解治理工程范圍內的水環境基礎狀況。例如，河池市宜州區水環境治理工程的流域面積為41km2，長度跨越為17km，水體深度在15～22m。從目前的水環境狀況來看，水體的透明度較低，局部已經出現發黑、發臭的現象，污染較為嚴重，水體生態系統受到較為嚴重的破壞。在制定生態修復方案前，首先對水體生態情況進行取樣分析。從分析結果來看，水體中COD、NH3-N和TP等有害物質濃度均較高，其中，COD含量為325mg/L，NH3-N含量為12.6mg/L，TP含量為1.2mg/L，嚴重超出V類水質標準，說明水體中污染物含量嚴重超標。針對這種情況，只有采用多方位生態修復技術，才能實現對區域水環境的綜合治理，從而改善水體質量，降低對周圍環境的影響。在類似的區域水環境治理工程中，人們要重視治理工程水環境基礎條件調查，采用多種水環境監測和取樣分析方法，準確了解水體污染程度和主要污染物類型，從而為水環境治理方案的制定提供依據。在水環境調查工作中，人們要分析上下游河道可能引發的污染問題，全面掌握治理工程范圍內的污染源，確保工程治理措施的全面性。因此，在實際工程開展過程中，要注意搜集歷史水環境監測數據，結合工程調查結果，盡可能提高治理方案設計的合理性[3]。
3.2河道水治理措施
河道治理期間，需要對河道上游進行截流處理。其間可以利用土工膜、聚酯纖維膜對水體進行導流布置，即在距離河岸5m的位置設置隔膜。其中，隔膜的內層屬于土工膜，外層則屬于聚酯纖維膜。在這一前提下，可以利用導流技術，將污水排入下游，降低上游區域的污染程度。在多年的發展中，河道上游匯集大量未經處理的污水，水質受到污染，河底的淤泥也越積越多。對此，可以將大量生物酶投放在河道中，盡可能提高河底微生物的活性，使其能夠吸附更多的淤泥，解決河道的水源惡臭問題。除此之外，還可以將大量水生動植物投入河道中，最大程度地調整水生動植物的空間，確保其具有較高的存活率，有效提高水生態系統的功能。實際上，確保水生動植物的存活率，可以為河道水環境治理奠定堅實的基礎。因此，上游需要設置超微凈化設備，從而實現對水環境的循環凈化。該設備凈水處理量為100m3/h，效果優異。其不僅可以改善河道水質，還能夠為水生動植物營造良好的生態環境，實現水環境系統建設的目標。長此以往，河道水環境可以形成良性循環，改變以往河道的污染局面，降低TP、NH3-N、COD等物質的濃度，增強水資源的自凈能力。
3.3生態修復技術綜合應用
以某河道為例，該河道水體深度為15～22m，水體透明度比較低，污染現象嚴重，局部位置已經出現發黑發臭的問題。研究人員對水體取樣后，分析水體中的各項有害物質，為改善水環境，降低污染物含量，采用生態修復技術體系下的綜合治理模式。人們對上游河道進行外源截留處理，應用聚酯纖維膜與土工膜進行水體隔膜導流，以降低上游區域非溶解性污染物的排入量。將生態修復技術與人工凈化技術相結合，可避免水環境持續受外界污染物的影響。人工凈化可以提升河道的防污能力，氣液界面應用超高壓氣水混合技術，可以得到微米級氧化氣泡，從而降低水體中的氮磷含量，降低污染物濃度，提升水體溶氧量，提高水體透光能力。另外，可以將生態修復技術與水體自凈功能相結合，利用水生植物與水生動物來構建自然生態鏈，通過降解與轉移使水中污染物減少，并與水中生物達到平衡，最終實現水體凈化效果。常見的水生植物群落主要有挺水植物、沉水植物與浮葉植物群落，挺水植物與浮葉植物能夠保持水質平衡，強化水環境的生態美觀作用，沉水植物可以提升水體生態修復能力。因此，可以在河道淺水區域種植綠矮型水下草皮，在中部區域種植常綠型水下森林，以此提高水體修復效果。
