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河流生态修复技术

河流生态修复技术令狐采学摘要:在河流生态系统普遍遭受严重破坏的今天,河流生态修复成为研究的热点。

本文在广泛查阅国内外河流生态修复资料的基础上,阐发人类活动在传统水利工程、污染物排放、过量引水及农渔业活动方面对河流生态系统的胁迫作用。

本文对河流系统及河流生态修复进行了探讨,对不合的河流生态修复技术进行了归类阐发。

简要介绍了水域生态修复技术:水生生物群落恢复技术、生态浮岛技术、曝气增氧技术、微生物修复技术;河流水陆交错带植被修复技术;生态护岸技术等。

关键词:河流;生态修复;生态修复技术The River Ecological Restoration TechnologyAbstract:The ecological restoration of river ecosystem has become a research hotspot because the river ecosystems were generally severely damaged.On the basis ofbroad access to the information of the domestic and international ecological restoration, the stress of the river ecosystem which was forced by human activities in the traditional water conservancy project, pollutant emissions, excessive diversion of water project and fishing activities also was analyzed. Investigate of the river systems and river ecological restoration. The adaptability of different river ecologicalrestoration technologies were classifiedand analyzed. Waters of ecological restoration technology ismade, such as aquatic community recoverytechniques,ecological floating bed technology, aeration technology, microbial remediation; Rivers crisscross ecological restoration technology of water bank, such as vegetation restoration technology; ecological revetment technology etc.Keywords:river;ecological restoration;ecological restoration technologies引言水环境污染和水资源充足是现今全球海水资源面临的两年夜危机。

河流是我国水环境的重要组成部分,是人们生活生产的水资源基础,在社会成长中阐扬着巨年夜的作用,水环境质量的好坏直接制约地区乃至全国整个国家经济的继续成长[1]。

近年来,随着我国人口的增加和社会经济的快速成长,一方面,城市污水处理设施的建设严重滞后于工业化和城镇化的进程,招致年夜量未经处理的工业废水和生活污水排入自然水体;另一方面,农业生产中过量施用农药化肥,招致更为广泛的非点源污染不竭汇人自然水体;另外,为了过度追求经济利益,自然河流不竭被人为渠道化、直线化以及硬质化,招致自然河流的自净能力和纳污能力减弱。

以上一系列的人为活动均招致了水体环境的严重污染,河道生态功能不竭退化,使水资源的可继续成长受到严重影响。

因此,呵护和改良河流水资源的整体质量,呵护河流生态系统的良性循环,是包管并增进社会可继续成长的关键问题之一。

河流生态修复是指利用生态系统原理,采纳各种办法修复受损伤的水体生态系统的生物群体及结构,重建健康的水生生态系统,修复和强化水体生态系统的主要功能,并能使生态系统实现整体协调、自我维持、自我演替的良性循环[2]。

近年来,人们的生态环保意识不竭提高,河流的水质改良也巳经取得了一定成效,河流的综合性治理即生态修复的开展已成趋势[3]。

国内外学者开展了年夜量河流生态修复的研究与实践。

本文在对国内外河流生态修复研究梳理的基础上,归纳总结了一些经常使用的河流生态修复技术。

1人类活动对河流生态系统的影响人类活动对河流生态系统的影响使其整体性、连续性等特点遭到破坏,往往造成河流生态环境的好转,生物多样性减少,生态办事功能降低,甚至造成不成逆的生态退化。

这种胁迫主要有传统水利工程对河流生态系统的胁迫、污染物的排放对河流的污染、引水量过年夜、沿河农业、渔业生产对河流生态系统的胁迫等。

1.1传统水利工程对河流生态系统的影响传统水利工程(年夜坝、河道硬化等)的修建对河流原有的水文条件、河流地貌以及河流的水力特性造成严重的影响,破坏了河流生态系统自己的特性,从而造成了其对河流生态系统的胁迫。

例如年夜坝的修建,将河流联系开来,破坏了河流的连续性,使河流上游形成高位水头、下游流量减少,中断了年夜坝上下游能量、物质和信息的传递,造成河流原有生境的修改,而生物群落和生境具有统一性,招致河流生物群落的栖息和迁徙规律受到影响[4],最终使生物群落的多样性降低。

再如河道硬化整治,由于对河道采纳截弯取直和年夜量采取混凝土等硬质资料,一方面修改了河流地貌和河流的水力特性,破坏了河流的开放性和多样性,使原来蜿蜒的河道变得顺直,河水流速加快,阻碍了河流与河岸之间的交换、地表水与地下水之间的联系,修改了水域生态系统的结构和功能[5],造成生物多样性减少和生态退化;另一方面,致使河流原有景观遭到破坏,河道形状几何规则化,变得十分单调,降低了河流生态系统的景观办事功能。

1.2 污染物排放对河流的污染人类在生产、生活过程中向河流排入年夜量污染物质,如果其数量超出河流生态系统的自净能力,将招致水质变坏(如水体富营养化、水体中含有年夜量的悬浮颗粒物等),直接对河流生态系统造成破坏(如水生生物年夜量死亡等),降低其海水供应等生态办事功能。

另外,由人类活动引起的硫化气体的年夜量排放,招致酸雨的形成,也会间接造成河流水质的好转。

1.3 引水量过年夜随着社会的成长,工农业以及人类的生活引用了年夜量的河水,可是每条河流的循环水量是有限的[6]。

无限制的引用河水,使河流生态系统的水量低于生态需水量的下限,将招致原有河流生态系统结构的破坏,生态办事功能的退化,生物多样性减少,甚至造成河水干涸,整个河流生态系统的完全毁灭。

1.4 沿河的农、渔业活动对河流生态系统的影响沿河的农业活动对河流生态系统的胁迫主要表示在对河滩的开垦和耕作。

由于土地肥美,人们加年夜了对河滩、湖岸、河边湿地的开垦。

年夜量的开垦造田使河滩、湖岸及河边湿地原有的天然植被受到严重破坏,水文条件、河流地貌及水力特性均随之产生修改,招致河滩、湖岸土地以及河滩湿地的退化,减少河滩原本拥有的丰富的生物多样性,降低其生态系统办事功能(如河滩湿地对河流水质的净化作用等)。

另外,河滩的开垦还会造成水土流失,在河滩田地中年夜量使用农药、化肥,会对河流水质造成新的污染。

而渔业活动则会造成河流中的经济鱼种受到过分的捕捞,破坏了原有的食物链,招致河流生态系统的完整性受损。

2 河流水域水体生态修复技术河流水体生态系统具有自净能力,但当污染物的数量超出其自净容量时,将造成河流生态系统结构的破坏,功能受阻,致使河流生态平衡失调。

此时,必须实施污染物综合治理的办法和办法,消除污染物的影响,修复河流水生态系统。

2.1人工湿地技术人工湿地是一种简便有效的生态工程型污水处理技术,具有广阔的应用前景。

此技术由于运行简便、管理用度低、无二次污染等优点而获得广泛应用[7]。

植物是人工湿地系统的重要组成部分,在其中起着很是重要的作用。

湿地植物在生长发育的过程中,所必须的N、P等营养元素都是从水中直接吸收的,经过一系列同化和异化作用而被转化成植物体内的组分,最后通过植物的收割而从人工湿地系统中去除。

人工湿地一般由人工基质和生长在其上的水生植物(如芦苇、香蒲等)组成,形成基质植物微生物生态系统,利用湿地中填料、水生植物和微生物之间的相互作用,通过一系列物理、化学及生物过程实现对污水的净化。

人工湿地技术从20世纪80年代起,在河流污染治理中逐渐受到重视。

目前中国已在很多城市建立了人工湿地系统,水中污染物去除率均超出了50%[8]。

2.2水生生物群落恢复技术河流水体生态系统的生物群落恢复包含水生植物恢复、底栖植物恢复、浮游生物恢复、鱼类恢复等。

在河流水体污染获得有效控制以及水质获得改良后,生物群落的恢复就变得相对容易,可以通过自然恢复或进行相应的人工强化,需要时可以采取人工重建办法。

年夜型水生植物(包含沉水植物、挺水植物、浮水植物)在水污染治理中可以阐扬多种作用。

通过自身生长代谢可年夜量吸收氮、磷等营养物质,植物光合作用增加水体溶解氧,同时,一些物种还可以富集重金属或吸收、降解某些有机污染物。

水生植物通过增进微生物的代谢,使水中年夜部分可生物降解的有机物获得降解,同时抑制藻类的生长,从而控制水体富营养化,利用植物及共存微生物体系去除环境中的污染物[9]。

据文献[1011]研究,通过在水体中种植水生植物,利用植物的吸收、挥发、过滤、降解、稳固等作用,可以将水中有机和无机污染物进行有效的去除,达到净化水质的目的。

在河流生态系统中,原生及后生微型植物、底栖植物能够吞食藻类、细菌及部分悬浮状有机物,可避免藻类、细菌过度增殖,加速污染河流水质净化,同时自身又是良好的鱼饵。

杂食性鱼类(如鲤鱼、鲫鱼)捕食水中的食物残屑和浮游植物;滤食性鱼类(如鲢、鳙)和草食性鱼类(如草鱼)等的滤食活动及生理代谢,增进了氮磷的释放,有利于浮游植物的年夜量繁衍,同时能够控制藻类的过度增殖,避免水华。

例如田利[12]等人通过在富营养化水体中放养鲢鱼、芦台鮊鱼的试验标明在一定密度下放养滤食性鲢鱼可以有效地起到控制富营养化水体中藻类生长的作用;李传红[13]通过选择在惠州南湖进行鲤鱼围隔实验和去除鱼类的全湖实验,以鲤鱼对南湖底质扰动所造成的聚积物再悬浮为核心,首次较为系统地研究了鲤鱼对湖泊营养盐水平、浮游植物生产力、浮游植物种类组成和数量等方面的生态效应,探讨了底栖性鲤鱼在热带浅水富营养化湖泊生态系统的作用,试验结果标明了鱼类对水体中的TN和TP有一定的去除效果。

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