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生态修复理论与技术范文1
1、水土保持生态修复的概念
有专家认为，生态恢复是指解除生态系统所承受的超负荷压力，按照生态系统自身规律演替，通过其休养生息的漫长过程，使生态系统向自然状态演化。
水利部生态修复规划给出的定义是：水土保持生态修复是指在水土流失区，通过一定的人工辅助措施，促使自然界本身固有的再生能力得以最大限度地发挥，促进植被的持续生长和演替，保护和改善受损生态系统的功能，加快水土流失防治的步伐，建立和维系与自然条件相适应、经济社会可持续发展相协调并良性发展的生态系统。
2、水土保持生态修复的特点
传统的小流域治理主要是修梯田、筑拦砂坝、种树种草，合理配置林地、草地、牧场和农田，建立农林牧结合的生产体系，提高水土流失治理效益的行为。生态修复则是针对整个生态系统的，其突破了小流域综合治理保水、保土和保肥(主要指氮、磷、钾)的目标，把对构成生态系统的若干重要元素的治理扩大到对生态系统的全面保护、修复乃至重建。
水土保持生态修复的主要做法概括起来是：封山禁牧或轮封轮牧，实行舍饲养畜；退耕还林(草)，25。以上斜坡坚决实施退耕；部分水土流失特别严重地区可实行生态移民，促进地方生态环境恢复；封、管、治、调相结合，即对封育区加强管理，部分地块辅以适当的水土保持工程治理，调整产业结构使封育区人民的生活不受影响并有所提高。
二、水土保持生态修复的基本理论
1、生态系统退化的原因
生态修复是针对生态退化和生态破坏而言的。当生态系统的结构变化引起功能减弱或丧失时，生态系统是退化的。引起生态退化的原因很多，干扰是其中的主要原因之一。由于干扰打破了原有生态系统的平衡状态，使系统的结构和功能发生变化和障碍，形成破坏性的波动或恶性循环，从而导致系统的退化。事实上，干扰不仅仅在物种多样性的发生和维持中起着重要作用，也会对生物的进化产生重要的影响。干扰可分为两个方面，即自然干扰和社会干扰。自然干扰包括火、冰雹、洪水、干旱、台风、滑坡、海啸、地震、火山、冰河作用等。社会干扰包括有毒化学物的释放与污染、森林砍伐、植被过度利用、露天开采等。干扰的强度和频度是生态系统退化程度的根本原因。过大的干扰强度和频度，会使生态系统退化成为不毛之地，而严重退化的生态系统的恢复是非常困难的，常常需要采取一些生态工程措施和生物措施来进行恢复，从而进一步进行植被恢复。
2、干扰与演替——生态修复与重建的理论基础
群落的自然演替机制奠定了恢复生态学的理论基础。演替有两种基本类型：原生演替和次生演替。发生哪一种类型，是由演替过程开始时土壤条件所决定的。一般地说，生态演替是可预见的和有秩序的变化系列。在演替过程中，一个生态系统被另一个生态系统所代替，直到建立起一个最能适应那个环境的生态系统。生态演替可看作是在外界压力不复存在之后，生态系统所经历的一系列恢复阶段。如果给以足够的时间，演替在任何情况下都能够修复所有的干扰和重建原来的顶极群落吗?事实并非总是如此，修复过程是有限度的。对受损生态系统恢复过程的关键性理解之一，就是扰后演替的最终结果和它们与正常演替的关系。自然干扰作用总是使生态系统返回到生态演替的早期阶段。一些周期性的自然干扰使生态系统呈周期性演替现象，成为生态演替不可缺少的动因。人为活动的干扰是否仅仅是将一个生态系统位移到一个早期或更为初级演替阶段，还是它从开始就是与自然干扰所发生的演替明显不同的类型?实践表明这两类干扰的结果是明显不同的。干扰如果很严重，使环境变化如此重大，以致演替向新的方向进行，永远也不能重建原来的顶极群落了。当干扰持续到生态系统接近死亡阶段时，恢复与重建可以使其在某些水平上恢复平衡，但与原来的正常状态不同。天然恢复过程是要经历很长时间的，在严重干扰后，需要的时间更长。生态演替在人为干预下可能加速、延缓、改变方向以致向相反的方向进行。究竟朝哪个方向进行，就取决于人类的行为。
三、水土保持生态修复的技术方法
1、广义水土保持生态修复的技术方法
（1） 退化坡面生态系统生态修复
a.退化耕地生态系统的生态修复。少施化肥，增施农家肥料；种植绿肥植物，增加固氮作物品种；轮作、套作，间种、混种；减少化学防治，增加生物防治；植等高植物篱等。
b.退化林地、草地、荒地生态系统的生态修复。在封禁的基础上，补种乡土树种、草种。封禁在我国早就得到广泛的应用，这里需要强调的是封禁只是解除了导致坡面生态系统退化的不合理放牧、刈割、开垦、樵采、挖药材等人为压力（或称人为驱动力），
还需预防、解导致坡面生态系统退化的自然驱动力，如火灾、鼠害等。一般来说，自然驱动力并不是导致坡面生态系统退化的主要驱动力，但也不容忽视。封禁时间的长短因生态系统类型、受损程度、气候等因素的不同而不同，一般来说，乔木林、灌木林、草地生态系统可分别为8年以上、5-8年、3-5年。
（2）退化河流生态系统生态修复
在土壤侵蚀地区，导致河流退化的驱动力主要有修路、开矿、樵采、河岸放牧、化肥与农药的面源污染、工业废水与生活污水的点源污染、过度捕鱼等，对由于这些驱动力所导致的化河流生态系统进行生态修复，最重要的是要减轻或解除导致河流生态系统退化的驱动力，让河流休养生息。此外，还可采取如下两种方法：一是减少河流人工直线化的程度，增加河流弯曲度，以增加河流生境的多样性，进而增加水生生物多样性；二是在河流两岸种植生物隔离带（种类和宽度应因地制宜），一方面防治面源污染，另一方面为河流水生生物增加营养源。
（3）内陆河流域退化绿洲生态系统生态修复
一是合理开发利用水资源，实施生态应急补水工程，至少要满足天然绿洲生态系统最小生态需水量；二是合理调整土地利用结构，适当减少人工绿洲面积，使人工绿洲和天然绿洲面积比例调整到1：1左右。
（4）退化水库生态系统生态修复
对退化水库生态系统的生态修复可采取与退化河流生态系统相同的方法。
（5）退化矿山生态系统生态修复
该生态系统的土壤、植物等组分完全受损，缺乏植物生长所需要的营养元素，对这种严重退化的生态进行生态修复，可采取的方法有：覆盖土壤，对土壤进行物理处理，添加营养物质，去除有害物质，种植适应性强的先锋树种或草种、间种乡土树种或草种
2、狭义水土保持生态修复的技术方法
（1）生态自然修复的基本技术方法是封禁法。该方法适用于受损程度较轻的生态系统。
（2）自然和人工共同修复生态的基本技术方法是“封禁补种”法。该方法适用于受损程度较重的生态系统。
【参考文献】
[1]蔡建勤;张长印全国水土保持生态修复分区研究[期刊论文]-中国水利 2004(04)
[2]焦居仁生态修复的探索与实践[期刊论文]-中国水土保持 2003(01)
生态修复理论与技术范文2
关键词：生态环境可持续发展环境修复
随着地球上人口的剧增和工农业生产的迅速发展，特别是工业革命以来，人类对自然资源需求水平不断提高，生产强度日益加大，有毒、有害废气物质不断的输入环境，远远超过了环境的自净能力而导致环境污染日益严重。为了解决人类面临的这个重大问题，对于大气污染和地表水污染之力的研究已十分广泛，许多技术已相当成熟并被广泛应用。
对于污染土壤及地下水的之力来说，由于其具有隐蔽性、滞后性、累积性以及难治理和修复周期长等区别与大气和地表水体污染的特点，其修复问题已成为环境科学研究日益活跃的领域，同时也是世界性难题。虽然人们已在污染土壤及地下水物理修复和化学修复领域进行了有益探索，形成了一些实用技术，但这些修复方法往往会破坏场地结构、造成二次污染，对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤甚至难以应用。为此，近年来，人们在污染环境的物理修复、化学修复甚至生物修复取得一定成功的基础上，进一步提出了生态修复的理念，并对其概念、内涵、原理、产业化途径等进行了理论上的探索和实践上应用的探索，试图以生态学的原理和方法，在污染环境的修复和治理过程中实现人与自然的和谐发展，从而达到可持续发展。
一、生物修复—生态修复的基础
生物修复是对污染环境实施修复、之力的最为重要的技术之一，是正在发展中的技术，是生态修复的基础。
目前被广泛认同的生物修复定义，是指微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程，这是狭义的定义。
除了微生物修复外，植物修复、动物修复乃至酶学修复等方式的出现，赋予了生物修复更广泛的内涵，即生物修复是指利用细菌和真菌等微生物、蚯蚓等动物以及水生藻类、陆生植物，甚至酶及分泌物等的代谢活性降解、减轻有机污染物的毒性，改变重金属的活性或在环境中结合态，通过改变污染物的化学或物理特性二影响其在环境中的迁移、转化和降解速率。
目前使用最广、最有效的生物修复技术仍是微生物修复。
二、物理与化学修复—生态修复的构成要素
从修复原理来看，物理修复与化学修复是指充分利用光、温、水、土、气、热等环境要素，根据污染物的理性性质，通过机械分离、蒸发、点解、磁化、冰冻、加热、凝固、氧化—还原、吸附—解吸、沉淀—溶解等物理怪和化学反应，使环境中污染物被清除或转化为无害物质。通常，为了节省环境治理的成本，物理修复或化学修复往作为生物修复的前处理阶段，近年来根式作为生态修复的构成要素。无论是环境要素或生态因子，还是工程措施，对于修复生物的生命活动来说，是非常重要的影响要素。若将它们有机的结合起来，使环境条件和生态因子在有利于生物生活的同时，也有利于污染物的去除或转化，将极大地提高生物修复或植物修复的效率，这一点对于生态修复来说是至关重要的。
物理与化学修复措施与生物修复的结合，是生态修复必不可少的构成要素，其利用的是否直接关系到生态修复的有效性和成败。在实际的修复过程中，把物理修复、化学修复措施更好地与生物修复结合起来，才能形成有效的生态修复技术。
三、植物修复—生态修复的基本形式
植物修复这一概念大约是1980年代前期提出来的，其最初的思想是利用超累积植物的的超量富集作用来去除污染环境中多余的重金属。
目前，植物修复这一技术已经涵盖了污染环境治理的各个方面，如城市树木、草坪乃至花卉植物对大气或室内空气的净化；池塘中水生植物通过对氮、磷等营养物质的利用而对富营养化水体的净化；污染土壤及水体中无机污染物的去除及有机污染物的讲解等。
在污染环境治理中，从形式上来看，似乎主要是植物在起作用，但实际上植物修复过程中，往往是植物、根系分泌物、根际圈微生物、根际圈土壤物理和化学因素（这些因素可以部分人为调控）等在共同起作用。因而，总的来说，植物修复几乎包括了生态修复的所有机制，是生态修复的基本形式。
利用植物对重金属如Ni、Zn、Cd、Hg、Cu、Se,放射性核素如Cs、Sr、Ur，多环芳径，石油，化学农药，有机氯溶剂如TCE，废弃炸药如TNT等的修复研究均有报道。
生态修复理论与技术范文3
[关键词] 生态恢复工程技术 内河治理 福州白马支河
1 前言
璃因玛逊生态工程技术是根据工程学和生态学原理，按照河流的特征，采用生态浮岛净化系统技术，进行保护与修复河道的一项生态工程技术。福州白马支河段试点工程是加拿大亚奇公司利用该技术在福州内河的一项生态修复工程案例，是福州内河水环境修复与保护的一次有益尝试。目前我国还有相当部分的旧城区没有下水管网，在近期无法完善管网的情况下，为如何利用现有河道与水域进行水体恢复，改善城市水域环境质量提供了新思路；其次对于生态修复水体技术从感性到理性有了一个实际认识，对于今后福州甚至国内进行水体生态保护与修复的进一步发展起到借鉴作用。同时，通过该项目的实际运行跟踪，结合其应用理论研究的探索，针对目前实际工程中影响水体生态恢复效果的主要因素进行了探讨，提出了进一步强化恢复水体生态效果的几点建议。
2 基本情况
白马支河是福州42条内河中的一条断头河，位于福州市西二环路上海新村附近，全长547米，宽4-8米，深约1.5-4米，周边人口约1.6万人，汇水面积40公顷左右。该河无洁净源头水，穿梭于居民区内，河岸距周边居民楼最近处不到5米，最远距离不过20米，地理位置环境比较敏感，每日接纳约5000吨未经处理的生活污水，污水主要包括居民生活污水、餐饮业污水等。本项目水体生态修复治理技术主要由两部分组成，一是在河道设置人工浮岛，水生植物利用浮岛作为固定床体，在生长的同时恢复水体生态从而净化河水，据介绍目前生态浮岛上栽培的植物有近40种，有沙草、蒙草、三白草，也有福州市常见的水竹、美人蕉、马齿苋等；二是在河道布置曝气机，通过对河水进行机械曝气充氧，提高水体溶解氧，以促进河水生物菌群的生长与有机污染物的降解，从而达到水体生态恢复、河水净化的功效。
目前该项目自试运行开始，已经两年有余，从实际运行情况看，内河水体质量显示出比较好的恢复程度，有机物降解明显，生物总量有所恢复，沿岸环境空气质量明显好转，基本改变了以往河水发黑、发臭的现象，但从部分水质参数监测数据上看，与预期效果还有一定差距。
3 应用分析
3.1 原理分析
从理论上看，该项目应该属于一项生态恢复系统工程技术，该技术采取了水生植物塘的一些基本原理，即利用有效的一种或几种水生植物栽植于池塘，污水在其中停留较长的时间（相对于常规污水处理工艺而言），通过多种机理，包括同化和贮存污染物，向根区输送养分和为微生物提供活的载体等，使污水得到有效的净化，这是国外发达国家在上世纪70年代起发展起来的一项污水自然处理新技术。其次，该技术还利用了常规好养塘工艺的一些基本原理，即对水体的充氧，培养适宜好氧菌，通过细菌胶团对营养物的生物降解、合成以及矿化等形式对污水的净化方式；第三，该技术还利用了生物化学作用，即通过植物的光合作用、呼吸作用等，在满足生物的生长条件的同时，完成对有机物的合成与分解，进而实现污染物降解，达到污水的自然净化作用；第四，该技术还应用了生物循环食物链的作用，通过放养或其他方式生长的高等动物，逐级消耗营养及有机物，最终起到消减有机污染物、达到污水净化的目的。
3.2 应用分析
水体的生态防护与修复一直以来都是世界各国重点研究与发展的课题，发达国家自上个世纪70年代开始已经建成数千项生态水体防护与修复项目。一般来说，河流生态防护与修复系统包括水体防护修复、河道及岸坡的保护与修复、水生生物的保护与修复及底泥的修复与氧化技术等几个部分。从目前国外应用分析看，发达国家对河流的背景保护比较好，如水体背景水质较好，生物量与多样性比较好，河道自然性及沿岸保护带等都保持较好，所以应用生态防护与修复效果相对比较明显，可持续性与稳定性都有不错的表现。
该方法作为河道水体保护与修复工程技术应该说是一项比较适宜的系统组合技术，无须投加化学药剂，能耗不高，利用自然，贴近自然。但是从实际应用中的表现，还是有一定的适用局限性，尤其应用在福州白马支河，在一些方面尚无法达到比较完善的境界。
3.2.1 底泥问题：白马支河是一条半封闭内河，也就是俗语说的断头河，该河段没有新鲜水补充，只有降雨期间地表径流不定期汇入，长期以来，底泥的污染富集程度比较严重，而底泥是污染物聚集的集中体，可以说底泥是一项最大的隐藏污染源，从目前看底泥的生态修复还无法有效解决，因此，河道水体的修复从根本上还需要深层次考量。
3.2.2 污染负荷问题：一般的生态修复技术，污染负荷都不高，这是生物生长环境的要求，同时也是自然净化技术的一个局限性。考虑到白马支河，基本上可以说进入河体的都是污水，虽然该项目运用了机械充氧，人为增加了水体补充氧，但是还远未达到河体净化要求的程度，而且从目前的现状看也很难达到，主要原因是水深与底泥以及河道整体不规则形状的限制。
3.2.3 物理结构因素：福州白马支河五百多米长，沿程高差、河宽、岸坡等均有较大差异，这是河道的自然构造，但同时也对该技术从理论设计转化工程实践产生局限。浮岛水生植物链毕竟设置在表面层，河道的物理结构也决定了机械曝气只能在浅层增氧，这就决定了底层仍然大部分处于厌氧状态；其次，河道的天然构造也意味着更多的死角与盲区，这是天然河道与水处理构筑物的最大差别，自然构造的不规则性也决定了该项目实际工程与理论设计的差距。
4 讨论与建议
河道与水体的地域差异性，决定了生态防护与修复技术在不同地区应用，难以有明确的可比性。相对比较成功的有广州汇景新城、珠海华发新城、扬州海德公园等地的区域水环境生态恢复保护案例。从这些比较成功的案例看，应该说生态环境的保护与修复，早期规划与污染预防还是必须优先考虑，毕竟生态修复与生态（生物）治理有着本质的差异。生态修复技术作为水体保护和可持续发展的一种补充手段应该比较适宜。
生态系统修复是一项长期的生物成长、生态平衡过程，通过近几年的实际应用，白马支河的水环境质量相比较已经有了比较大的改善，说明生态修复已经取得了初步效果；当然系统完全恢复内循环生态自净过程的功效可能需要相当长时期。但就目前而言，加强控制参数的监测跟踪，考核系统参数量化水平能力，从而为该技术下一阶段在福州内河治理过程中进一步适应与发展提供有效的技术保障，建议如下：
4.1 对该河道进出水水质、水量实行长期跟踪监测、分析，从而考核项目稳定处理效果和适宜处理负荷。
4.2 定期监测溶解氧、底栖生物、水体浮游生物、水生植物的生长变化，考核季节水质恢复的条件与程度。
4.3 加强监测不同间距与季节的臭气浓度，合理规划区域卫生防护距离。
4.4 加强监测底泥基质与容积，考核污泥的富集与降解程度，从而制定清淤的频率。
4.5 结合城市景观功能建设，合理规划整体河段修复措施，强化生态人居环境中的水系统建设。
参考文献
[1] 沈耀良,王宝贞. 废水生物处理新技术理论与应用[M]. 北京: 中国环境科学出版社，1999.
[2] 汪大翠等. 水处理新技术及工程设计[M]. 北京: 化学工业出版社.
[3] 德莱塞特尔•赫伯特，格劳•迪特尔，卢德维格•卡尔.德国生态水景设计[M]. 任静、赵黎明译，辽宁科学技术出版社，2003.
生态修复理论与技术范文4
[关键词] 采煤塌陷地 循环经济 生态修复
从循环经济角度探讨采煤塌陷地生态修复是一种新的尝试。传统采煤塌陷地的复垦方式，一般是把塌陷土地复垦到农业利用状态，继续发展塌陷前的土地利用功能。而从循环经济的角度看，采煤塌陷地是一个具有巨大潜力的特色资源，采煤塌陷地生态修复本身就是循环经济的实际应用，也是对废弃物的再利用。因此，循环经济理论对采煤塌陷地的开发利用及其可持续发展具有重要指导意义。
一、唐山市采煤塌陷现状
唐山市境内煤炭资源丰富，已有140多年的开采历史。闻名于世的开滦矿区由开平和蓟玉两块煤田组成，矿区面积670平方公里，尚有可采储量50亿吨，分布于唐山市的六区一县境内。煤田内现有开滦矿务局 11个煤矿、50多座县办煤矿和近百座乡镇办煤矿，年产原煤3250万吨。开滦的优质炼焦煤为我国工农业生产提供了大量能源，为我国的出口创汇以及唐山市的繁荣和发展做出了重要贡献。但经过140多年的开采，因地下采煤地表塌陷面积已达312万亩，其中绝产耕地6万余亩，形成大小塌陷积水坑53个，积水总面积3.14万亩，最大积水深度12米；因采煤塌陷已搬迁村庄94个，旧村址废弃地面积达106万亩；开滦各矿采煤排矸石形成16座矸石山，占地0.45万亩，季节性积水塌陷波及耕地20 多万亩。据预测，随着煤炭不断开采，今后每年将新增塌陷地2400亩。
矿区地貌除赵各庄煤矿位于北部山区外，其余绝大部分位于平原地区，地面多为良田和城镇建筑。由于矿区为多煤层开采，地下煤层全部采出后，地表最大下沉多达十多米。塌陷使原本平整的土地变得凹凸不平，造成水土流失、季节性或常年积水。据调查统计，矿区每采出万吨煤，塌陷土地 2.4亩、塌陷水面0.75亩。几个距市区较近的积水塌陷区过去成为煤矿矸石、电厂排灰、城市生活垃圾、建筑垃圾的排放地，加之部分工矿企业生产、生活污水的排放，矸石自燃释放出二氧化硫、一氧化碳，致使塌陷区生态环境和自然景观遭到严重破坏。
二、循环经济理论研究现状
1.循环经济“资源综合利用论”
“循环经济”一词在我国由刘庆山在《开发利用再生资源缓解自然资源短缺》一文中首次使用，他从资源再生角度提出废弃物的资源化利用，其本质是自然资源的循环经济利用。冯良认为，循环经济是指通过废弃物或废旧物资的循环再生利用发展经济，目标是使生产和消费中投入的自然资源最少，向环境中排放的废弃物最少，对环境的危害或破坏最小，即实现低投入、高效率、低排放的经济发展，其核心是废旧物资回收和资源综合利用。周宏春主持完成的国务院发展研究中心调研报告中，主要也是从资源综合利用角度界定循环经济的。
2.循环经济“发展模式论”
持这种观点的学者认为：循环经济是对物质闭环流动型经济的简称，是基于工业化运动以来以“高开采、低利用、高排放(两高一低)”为特征的线性经济模式的弊端所提出的一种人类社会未来应该建立的以物质闭环流动为特征的经济模式，是实现可持续发展所要求的环境与经济发展双赢的途径，它要求把经济活动组织成为“自然资源一产品和用品一再生资源”的反馈式流程，所有的原料和能源都能在这个不断进行的经济循环中得到最合理的利用，从而使经济活动对自然环境的影响控制在尽可能小的程度。
3.循环经济“经济形态论”
齐建国认为，循环经济是在生态环境成为经济增长制约要素、良好的生态环境成为一种公共财富阶段的一种新的技术经济范式，是建立在人类生存条件和福利平等基础上的以全体社会成员生活福利最大化为目标的一种新的经济形态。段宁也认为，循环经济是以人类可持续为增长目的、以循环利用的资源和环境为物质基础，充分满足人类财富需求，生产者、消费者和分解者高效协调的经济形态。
4.循环经济“5R理论”
我国著名学者吴季松参与了国际循环经济理念从3R向5R转变的讨论。“5R理论”主要包括：再思考（Rethink）：改变旧经济理论，新经济理论的重点是不仅研究资本循环、劳力循环，也要研究资源循环，生产的目的除了创造社会新财富以外，还要保护被破坏的最重要的社会财富，维系生态系统，充分挖掘资源节约的潜力；减量化（Reduce）：将原有的减量化原则扩展到减少第二产业的城市化集中，在提高人类的生活水准中合理地减少物质需求；再使用（Reuse）：将原有的再使用原则延伸到企业和工程充分利用可再生资源的领域；再循环（Recycle）：除了原有的再循环原则所包含的范畴外，还延伸到经济体系由生产粗放的开链变为集约的闭环,形成循环经济的技术体系与产业体系；再修复（Repair ）：自然生态系统是社会财富的基础，是第二财富，不断地修复被人类活动破坏的生态系统与自然和谐也是创造财富。
三、基于循环经济的采煤塌陷地修复理论
1.采煤塌陷地循环方式
采煤塌陷地循环的主要方式有回收循环、互利循环、反馈循环、连环循环和分解循环。回收循环是指物质在生命周期内的循环利用，即回收己经用过的废旧产品和排放物，按其有用成分和用途再加以利用；互利循环是指两类以上生物或两个以上生产单元互相循环利用对方的产物，如煤矿向电厂提供煤炭用于发电，电厂向煤矿提供电力用于采煤，排出的灰渣加水泥做成建筑材料供煤矿使用；反馈循环是指两个相关的生产过程按一定的先后秩序连接起来，其中前一个生产过程制造某种产品时的排放物成为后一个生产过程的原料，后一个生产过程的部分产品作为投入要素反馈给前一个生产过程，重新用于生产；连环循环是指在三个以上的生产单位或过程之间建立这种循环利用关系；分解循环是指采取一定的方法分解某种资源，实现再利用，如原煤经过洗选后出现两种产品，一种是精煤，可以炼焦，另一种是煤矸石，可以进行发电。
2.采煤塌陷地产业结构循环实现方式
采煤塌陷地产业结构循环实现方式主要有产业延伸方式、产业更新方式和复合方式。
(1)产业延伸方式
产业延伸方式是在土地资源和煤炭资源开发的基础上，发展下游加工业，建立起资源深度加工和利用的产业群。这种模式的优点是在充分发挥本地资源优势的同时，上下游产业在生产、管理和技术方面具有明显的相关性。通过实施矿产品的后续加工，延长产业链，提高资源的附加价值，使下游产业不断发展壮大，如克拉玛依市采用多元发展战略，在油气开发过程中建立了石油化工体系，主导产业逐步由单纯的石油开采转变为石油开采和石油化工并重。通过搞矿产精深加工转化，实行矿业――电业、矿业――化工业、矿业――运输业等联营，延长原产业链。
(2)产业更新方式
产业更新方式是在对采煤塌陷地进行生态修复前从战略上规划新的替代产业。如利用土地资源投入性开发吸引的资金、技术和人才，或借助外部力量，发展其他产业，建立起与原有产业既有区别又有联系的全新产业群。
(3)复合方式
复合方式是两种模式的复合，在转型的初期表现为产业延伸模式，随着土地复垦的发展，塌陷地生态功能逐步完善，新兴产业不断出现，单纯的农业复垦逐步演化为综合性采煤塌陷地开发。采煤塌陷地生态修复要从实情出发，发挥优势，扬长避短。在发展新兴产业和其他产业的同时，也要对采煤塌陷地传统农业进行大力调整、改造和升级。要用新技术来加速改造和装备传统产业，而不是简单的取代。用循环经济的发展模式替代线性经济的发展模式，有效利用资源，保护生态环境，使采煤塌陷地的产业结构通过综合化、多元化、高技术化而逐步升级。
4.循环经济理论指导下的唐山市采煤塌陷地修复实践
近年来，唐山市开滦生态修复治理塌陷区取得了显著成效。开滦采煤塌陷地生态修复工程的实施是在对塌陷地调查和开采塌陷预测的基础上，通过塌陷生态修复适且性评价，应用生态学原理，采用先进的复垦治理技术，对开滦采煤塌陷地进统一计划，因地制宜、对项目工程进行优化和设计，实现了项目布局合理和项目产业结构合理，取得了显著的经济效益、社会效益和生态效益。
(1)经济效益显著
通过对采沉区因地制宜的实施生态修复工程，利用工程技术与生物措施，唐山复垦各类土地2666.67hm2，其中复垦成耕地313.33hm2，林地866.67hm2，水产养殖用地1200hm2，建设用地133.33hm2，取得了巨大的经济效益。通过土地复垦开发，范各庄乡粮食种植面积扩大到11489亩，粮食产量增收946.52万公斤，年增产值1778.48万元，年纯收入1212.08万元；卑家店乡粮食产量增收358.07万公斤，年增产值1125.76万元，年纯收入389.01万元。古冶区在完成土地复垦工程项目的基础上，一、二、三产业协调发展。在采煤塌陷稳沉地上兴建的唐山荣义炼焦制气有限公司，占地300亩，总投资1.2亿元，年生产焦炭12万吨，创产值1.15亿元，上缴税金200万元；唐山市驾驶员考试中心占地800多亩，绝大部分是利用采煤塌陷地，工程总投资5500多万元，年可培训驾驶员3万～4万人次，同时可带动周边地区餐饮、住宿、汽修、汽车交易等第三产业发展。
(2)环境效益明显
针对塌陷程度的不同，采取相应的工程措施，进行大面积的土地整理，把塌陷严重、坑洼不平、杂草丛生的涝洼地变为整齐规范的稻田地；把塌陷波及的低产田变为稳产高产的水浇地；在相对稳沉的塌陷地上建起畜禽养殖场、蔬菜大棚，成为养殖和保护地生产基地；改变煤矸石堆山造成的二次扬尘和二氧化硫气体的排放；在不稳沉区搞复土种植，种蔬菜、搞苗田。示范区所在地域，由原来的煤尘满天飞，二氧化硫、二氧化碳气味刺鼻逐步恢复了生态平衡，建立生态园林景观――南湖公园，唐山市已连续10年对南湖区域进行生态绿化改造，累计绿化面积930公顷，并对其中165公顷的水体实施清污引流和生态修复工程，使断裂多年的生物链得以重新连接。古冶生态农业示范区面积达到1000公顷。生态修复工程的实施使唐山的生态环境得到明显改善，环境质量得到了提高。
(3)社会效益巨大
失掉土地的农民通过参与复垦工程，解决了农村劳动力的就业问题，对繁荣农村经济、保障社会秩序的安定团结都起到了不可估量的作用。构建采矿塌陷区生态修复模式，为全国采矿塌陷区的生态修复提供示范。
参考文献:
[1]鲁连胜:唐山市采煤塌陷地复垦现状及其开发利用对策[J]．中央民族大学学报，(自然科学版)，1997，6(1):85～87
[2]朱明峰洪天求贾志海等:我国资源型城市可持续发展的问题与策略初探[J].华东经济管理，2004(3):27～29
生态修复理论与技术范文5
关键词：生态水利工程设计原则
一、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。
二、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。
三、生态水利工程的规划设计原则
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。
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、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。
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。
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.
［3］董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性［J］.水利学报，2003，（11）：1~7.
［4］MitschW.J.，JorgensenSE.EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration［M］.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’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.
生态修复理论与技术范文6
关键词：生态修复；河道；水环境治理；污染物
1多方位生态修复技术概述
1.1理论核心原则
多方位生态修复技术是指综合应用多项河道修复技术理论，在形成综合化治理体系的同时，建立完整的统筹管理机制。在河道污染治理的过程中，要降低外源污染，控制内源污染，构建人工净化体系，增强水体自净功能，保证整体技术的执行效果。多方位生态修复技术可以形成综合技术体系，在整合多污染管理系统的过程中，可以对外污染源进行拦截，并对水体中的现有污染物进行原位清理。另外，多方位生态修复技术可以提高水系统的自主清理能力，增强河道污染物容纳能力，使得整体水系统可凭借更高的持有量，完成环境保护工作，并为水系统的自净创造更大的技术空间，保证整体技术体系的管理效果[1]。
1.2技术特征优势
单一河道污染治理技术可通过独立的技术内容，为污染治理提供具体的技术支撑，但综合效果明显不佳。多方位生态修复技术有效地补充了其缺陷，可以保证技术的整体合理性，表现出明显的特征。一是在污染源头的治理中，多方位生态修复技术可以有效降低外源污染物对河道的侵入污染，并降低河道内的氮磷含量，控制化学有害物的危害。二是河道定期进行淤积清理，可以消除水环境中的污染物，控制水环境的污染物水平，保障其周期性净化能力。三是应用现代水体净化系统，能够快速清除水体中的污染物，改善河道水体环境，同时多方位修复技术能强化河道的抗污染能力。四是通过综合化的技术体系，形成独立的水体生态系统，美化环境，构建生态景观。
2生态修复技术组成内容
2.1外源污染
降雨原位自动膜滤波系统是一种雨水工程处理技术，能够防治外源污染，有效处理雨水，通过使用超低压过滤膜，过滤和除去雨水中的污染物。系统采用的过滤膜为折叠膜，在确保过水能力的基础上，可以有效过滤污染物。系统还设有蓄水池，从而实现对水体的过滤，雨季可以对滤芯进行自动反清洗，有效减少污染物的沉积量，延长滤芯的使用年限。同时，该系统将雨水管网安装在河道末端，以便控制水中的污染物。过滤后的水被排入管网中，避免出水对河道造成污染[2]。
2.2内源污染
如果没有及时处理外来污染物，积累时间过长，它会与河底淤泥结合，最终形成污泥，可以说，这类污泥是河道的重要污染源，会对城市河道造成极为严重的污染。这种底泥处理难度较高，其中含有的一些化学元素会在条件允许的情况下进入上层水源，容易对水体造成二次污染。目前，针对这类污染，最常用的方法为机械清淤技术和淤泥生物酶降解技术，二者具有处理速度快、效率高和可持续性的特点。机械清淤技术与淤泥生物酶降解技术都具有较强的清淤能力，但前者成本较高，故适用于高污染地区。淤泥生物酶降解技术可以对河道底部的微生物进行处理，适用于污染程度不严重且污染范围较大的区域。
2.3人工净化
当河道环境受到外界污染物影响后，其自身的生态平衡就会遭到破坏，难以通过自净作用消除污染物。在这种情况下，污染物的淤积量不会减少，反而越来越多。此时，就需要外界污染治理手段的介入，以清理水环境中的污染物。人工净化技术的应用，可以保证整体技术的执行效果，从而达到优化水环境的管理目标。例如，当前科技条件下，微米级、亚微米级的氧化气泡都可以在水环境净化中起到积极作用，控制氮磷含量与重金属含量，从而保证水体平衡状态。
3河道水环境治理项目实践分析
3.1区域水环境治理条件
在区域水环境治理过程中，首先要了解治理工程范围内的水环境基础状况。例如，河池市宜州区水环境治理工程的流域面积为41km2，长度跨越为17km，水体深度在15～22m。从目前的水环境状况来看，水体的透明度较低，局部已经出现发黑、发臭的现象，污染较为严重，水体生态系统受到较为严重的破坏。在制定生态修复方案前，首先对水体生态情况进行取样分析。从分析结果来看，水体中COD、NH3-N和TP等有害物质浓度均较高，其中，COD含量为325mg/L，NH3-N含量为12.6mg/L，TP含量为1.2mg/L，严重超出V类水质标准，说明水体中污染物含量严重超标。针对这种情况，只有采用多方位生态修复技术，才能实现对区域水环境的综合治理，从而改善水体质量，降低对周围环境的影响。在类似的区域水环境治理工程中，人们要重视治理工程水环境基础条件调查，采用多种水环境监测和取样分析方法，准确了解水体污染程度和主要污染物类型，从而为水环境治理方案的制定提供依据。在水环境调查工作中，人们要分析上下游河道可能引发的污染问题，全面掌握治理工程范围内的污染源，确保工程治理措施的全面性。因此，在实际工程开展过程中，要注意搜集历史水环境监测数据，结合工程调查结果，尽可能提高治理方案设计的合理性[3]。
3.2河道水治理措施
河道治理期间，需要对河道上游进行截流处理。其间可以利用土工膜、聚酯纤维膜对水体进行导流布置，即在距离河岸5m的位置设置隔膜。其中，隔膜的内层属于土工膜，外层则属于聚酯纤维膜。在这一前提下，可以利用导流技术，将污水排入下游，降低上游区域的污染程度。在多年的发展中，河道上游汇集大量未经处理的污水，水质受到污染，河底的淤泥也越积越多。对此，可以将大量生物酶投放在河道中，尽可能提高河底微生物的活性，使其能够吸附更多的淤泥，解决河道的水源恶臭问题。除此之外，还可以将大量水生动植物投入河道中，最大程度地调整水生动植物的空间，确保其具有较高的存活率，有效提高水生态系统的功能。实际上，确保水生动植物的存活率，可以为河道水环境治理奠定坚实的基础。因此，上游需要设置超微净化设备，从而实现对水环境的循环净化。该设备净水处理量为100m3/h，效果优异。其不仅可以改善河道水质，还能够为水生动植物营造良好的生态环境，实现水环境系统建设的目标。长此以往，河道水环境可以形成良性循环，改变以往河道的污染局面，降低TP、NH3-N、COD等物质的浓度，增强水资源的自净能力。
3.3生态修复技术综合应用
以某河道为例，该河道水体深度为15～22m，水体透明度比较低，污染现象严重，局部位置已经出现发黑发臭的问题。研究人员对水体取样后，分析水体中的各项有害物质，为改善水环境，降低污染物含量，采用生态修复技术体系下的综合治理模式。人们对上游河道进行外源截留处理，应用聚酯纤维膜与土工膜进行水体隔膜导流，以降低上游区域非溶解性污染物的排入量。将生态修复技术与人工净化技术相结合，可避免水环境持续受外界污染物的影响。人工净化可以提升河道的防污能力，气液界面应用超高压气水混合技术，可以得到微米级氧化气泡，从而降低水体中的氮磷含量，降低污染物浓度，提升水体溶氧量，提高水体透光能力。另外，可以将生态修复技术与水体自净功能相结合，利用水生植物与水生动物来构建自然生态链，通过降解与转移使水中污染物减少，并与水中生物达到平衡，最终实现水体净化效果。常见的水生植物群落主要有挺水植物、沉水植物与浮叶植物群落，挺水植物与浮叶植物能够保持水质平衡，强化水环境的生态美观作用，沉水植物可以提升水体生态修复能力。因此，可以在河道浅水区域种植绿矮型水下草皮，在中部区域种植常绿型水下森林，以此提高水体修复效果。
