摘要河道作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,其污染問題受到了普遍關(guān)注。近年來,全國掀起了城市河道治理的熱潮,一些城市的點(diǎn)源污染已得到控制,黑臭現(xiàn)象基本消除,城市河道面貌初步改觀。在點(diǎn)源污染得到控制的基礎(chǔ)上,面源污染的控制和生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)逐漸成為河流研究的熱點(diǎn)和治理城市河道的大趨勢。綜述了目前國內(nèi)外主要應(yīng)用的河道生態(tài)修復(fù)技術(shù),提出必須結(jié)合多種河道修復(fù)技術(shù),并且從流域尺度進(jìn)行河道的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)。
關(guān)鍵詞城市河道;生態(tài)修復(fù)技術(shù);生態(tài)系統(tǒng);流域尺度
中圖分類號S181.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611(2014)24-08319-04
The Present Situation and New Development of Ecological Restoration Technology for Southern City Polluted Rivers
LI Zhaohui,QIN Jianqiao (Guangdong Provincial Academy of Environmental Science,Guangzhou,Guangdong 510045; School of Chemistry and Chemical Engineering, Zhaoqing University, Zhaoqing, Guangdong 526061)
Abstract River is an important part of an urban ecosystem, and its pollution has been concerned universally.In recent years,our country set off a boom of urban river remediation.Since the pointsource pollution is under control in some cities,the rivers have not been black and stinking and become better than before.On the basis of controlling the point source pollution,nonpoint source pollution and ecological restoration are becoming a hot spot of the river research and a big trend of urban river remediation.The article introduces the main domestic and foreign techniques of the river ecological restoration,proposes that it must combine with a variety of river restoration techniques to restore the ecological system of the river at the basin scale.
Key words River; Ecological restoration technology; Ecological system; Basin scale
河流生態(tài)系統(tǒng)是生物圈物質(zhì)循環(huán)的重要通道,具有調(diào)節(jié)氣候、改善生態(tài)環(huán)境以及維護(hù)生物多樣性等眾多功能[1]。城市河流作為居民的飲用水源和農(nóng)業(yè)灌溉水源,對城市的社會形態(tài)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要的作用。然而,隨著工業(yè)化和城市化的迅猛發(fā)展,作為城市賴以生存的河流,卻成為城鎮(zhèn)的排污管道,遭到日益嚴(yán)重的污染,危及城市居民的健康和生態(tài)環(huán)境。同時,河流水質(zhì)和底泥的物化性質(zhì)或生物組成發(fā)生變化,降低了河流的使用價值,使河流失去了原有的意義[2]。珠江三角洲城區(qū)河道水污染開始于20世紀(jì)80年代初,1988年以后部分河流污染現(xiàn)象加劇,至今部分城市河道污染嚴(yán)重。由于我國南方城市河道水體具有生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜、污染類型齊全、污染源數(shù)量多、危害極為嚴(yán)重等特點(diǎn),如何對城市受損河流生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù),使河流恢復(fù)到健康狀態(tài),已經(jīng)成為人們亟待解決的環(huán)境問題之一[3]。
隨著可持續(xù)發(fā)展意識的增強(qiáng),河道生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)問題受到社會各界的廣泛關(guān)注,已成為世界上許多國家河道治理的目標(biāo)。生態(tài)修復(fù)是指使用綜合方法,使河流恢復(fù)因人類活動的干擾而喪失或退化的自然功能[4],具有處理效果好、工程造價低、不需耗能、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn),成為近些年國內(nèi)外河道修復(fù)研究的熱點(diǎn),并越來越廣泛地應(yīng)用于河道修復(fù)的工程實(shí)踐。
1河流生態(tài)治理的目標(biāo)和任務(wù)
河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)是提高河流系統(tǒng)的生物群落多樣性,使河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到較為自然的狀態(tài),恢復(fù)河流系統(tǒng)可持續(xù)性,提高河流生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)價值和生物多樣性,最終建立具有自修復(fù)功能的河流生態(tài)系統(tǒng)。通過受損河流的生態(tài)修復(fù)與重建,使河流具有完整的食物鏈系統(tǒng),從而增強(qiáng)河流本身具有的自凈作用[5]。
河流生態(tài)修復(fù)的任務(wù)為:一是恢復(fù)河道水文條件,具體包括適宜生物群落生長的水量、水質(zhì)和水文情勢,以及水溫、流速、水深等水文要素;二是恢復(fù)河流生物棲息地功能,即通過適度人工干預(yù)和保護(hù)措施,恢復(fù)河流廊道的生境多樣性,進(jìn)而改善河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能;三是生物物種的保護(hù)和恢復(fù),特別是保護(hù)瀕危、珍稀和特有物種,恢復(fù)鄉(xiāng)土物種。
2國內(nèi)外河道治理的研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢
河流的生態(tài)修復(fù)工作大概經(jīng)歷了3個發(fā)展階段。第1階段:20世紀(jì)50年代,德國首先提出了“近自然河道治理工程”的概念,注重河道的綜合治理,強(qiáng)調(diào)植物、動物和生態(tài)的相互制約和協(xié)調(diào)作用。德國、瑞士、奧地利和日本等國已在小型溪流的物種恢復(fù)方面取得了豐富經(jīng)驗。第2階段:20世紀(jì)80年代后期開始,國際上的河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)開始逐步應(yīng)用在大型河流。代表工程是1987年萊菌河保護(hù)國際委員會提出的以生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)為目標(biāo)的“鮭魚一2000計劃”,沿岸各國投入數(shù)百億美元的資金,經(jīng)過十幾年的努力終于在2000年全面實(shí)現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)。第3階段:20世紀(jì)90年代,隨著技術(shù)方法的全面成熟,流域尺度下的河流生態(tài)修復(fù)工程逐漸增多。美國已經(jīng)開始對密西西比河、伊利諾伊河和凱斯密河流域進(jìn)行了整體生態(tài)修復(fù),并規(guī)劃了未來20年長達(dá)60萬 km 的河流修復(fù)計劃[6-9]。
2.1國外河流生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀西方國家工業(yè)革命的幾百年中,對河流進(jìn)行了大規(guī)模的開發(fā)建沒,特別是在第二次世界大戰(zhàn)后,工業(yè)生產(chǎn)急劇膨脹,城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,工業(yè)及生活污水在未經(jīng)處理的情況下大肆排入河道中,而大多河流的河道斷面狹窄,長度較短,凈水能力有限,造成死魚和飲用水源遭到破壞,社會發(fā)展和人民生活受到極大影響。20世紀(jì)40年代末,西方各國政府為恢復(fù)河流水質(zhì)投入了巨額資金,美國俄亥俄河、英國泰晤士河的水質(zhì)恢復(fù)工程一直持續(xù)至今[8]。
2.2我國河流生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀我國河流生態(tài)修復(fù)起步較晚,目前仍處于探索階段??蒲蟹矫妫谒w修復(fù)的生態(tài)工程方法、河流生態(tài)恢復(fù)模型的研究、河流生態(tài)恢復(fù)的評估方法等方面,取得了很多創(chuàng)新性成果。目前,國家正在加大對水體污染治理技術(shù)等一系列問題的投入,“十一五”國家重大科學(xué)技術(shù)計劃中,專門列入了“水污染控制技術(shù)與治理工程”重大專項,這有利于提高我國水污染控制的核心技術(shù),促進(jìn)河流生態(tài)修復(fù)工作的開展。
現(xiàn)今,我國很多地區(qū)及城市開展了改善河流水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的工作。20世紀(jì)90年代末,北京市秉著“宜彎則彎、宜寬則寬、人水相親、和諧自然”的理念,對行政區(qū)內(nèi)各河流進(jìn)行了治理,全流域的生態(tài)恢復(fù)起到了積極作用。武漢和鎮(zhèn)江等地建立起了城市水環(huán)境改善技術(shù)平臺,我國最長的內(nèi)陸河——塔里木河的治理工程已經(jīng)初見成效,沿岸的植被重新煥發(fā)了生機(jī)。目前,我國在河道生態(tài)修復(fù)工程應(yīng)用中存在主要問題是:只注重水質(zhì)的改善,缺乏生態(tài)系統(tǒng)的全局觀意識;只注重園林景觀的建設(shè),忽視植被生態(tài)位和河流生態(tài)體系的研究[9-10]。
3目前主要的生態(tài)修復(fù)技術(shù)
生態(tài)修復(fù)是利用生態(tài)工程學(xué)或生態(tài)平衡、物質(zhì)循環(huán)的原理或技術(shù)方法,改善受污染或脅迫的生物的生存和發(fā)展?fàn)顟B(tài)。近年來,我國在水質(zhì)凈化方法、河流生態(tài)系統(tǒng)、景觀設(shè)計方法和材料應(yīng)用等研究領(lǐng)域取得了大量成果。目前,國內(nèi)外河道治理應(yīng)用的修復(fù)技術(shù)主要有水質(zhì)生態(tài)修復(fù)技術(shù)、生態(tài)護(hù)坡修復(fù)技術(shù)、水生植物控制技術(shù)以及景觀設(shè)計等[11]。
3.1河道水質(zhì)恢復(fù)
3.1.1河道曝氣復(fù)氧。河道曝氣復(fù)氧是治理污染河道中采用較多的措施之一。該技術(shù)根據(jù)河流受污染后缺氧的特點(diǎn),人工向水體中連續(xù)或間歇式充入空氣(或純氧),加速水體復(fù)氧的過程,以提高水體的溶解氧水平。恢復(fù)和增強(qiáng)水體中好氧微生物的活力,加快水體中溶解氧與臭污物質(zhì)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)的速度。提高水體中好氧微生物的活性,促進(jìn)有機(jī)污染物的降解,進(jìn)而使水體得以凈化,達(dá)到改善河流水質(zhì)的目的[12]。
3.1.2生態(tài)浮島(浮床)。生物浮島又稱浮床,是利用無土栽培技術(shù),采用現(xiàn)代農(nóng)藝和生態(tài)工程措施綜合集成的水面無土種植植物技術(shù),最終達(dá)到凈化受污染河水的目的。浮島技術(shù)通過生長在水中的根系吸收大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),促進(jìn)有機(jī)污染物的降解。植物根系、浮床和基質(zhì)在吸附懸浮物的同時,也為微生物和其他水生生物提供棲息、繁衍場所。生態(tài)浮島凈化技術(shù)不僅有效地凈化了水質(zhì),而且大大地改善了區(qū)域景觀[13]。
3.1.3人工濕地。人工濕地是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種廢水處理新技術(shù),輕度污染河水可以采用人工濕地修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)由天然濕地發(fā)展而來,是人工建造的、可控制和工程化的濕地系統(tǒng)。其基本原理是通過濕地自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物作用,達(dá)到廢水處理的目的,與傳統(tǒng)的污水二級生化處理工藝相比,具有凈化效果好,去除氮、磷能力強(qiáng),工藝設(shè)備簡單,運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)管理方便,能耗低,對負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng),工程建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用低,出水具有一定的生物安全性,生態(tài)環(huán)境效益顯著,可實(shí)現(xiàn)廢水資源化等特點(diǎn)[14]。
3.1.4生態(tài)調(diào)水。生態(tài)調(diào)水是在敏感水域普遍采用的水環(huán)境污染治理措施,主要是通過閘門、泵站等水利設(shè)施的人工調(diào)控,引入污染水域上游或附近的清潔水源沖刷稀釋受污染水域,以達(dá)到快速改善其水質(zhì)狀況的目的。生態(tài)調(diào)水將大量污染物在較短時間內(nèi)輸送到下游,減少了原區(qū)域水體中污染物的總量,以降低污染物的濃度。同時,生態(tài)調(diào)水改善了水動力條件,使水體的復(fù)氧量增加,有利于提高水體的自凈能力。此外,生態(tài)調(diào)水也使死水區(qū)和非主流區(qū)的污染水得到置換[10,15]。
3.2水生植物修復(fù)
3.2.1河道水生植物恢復(fù)。河流水生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)首先是水生植物的修復(fù)。水生植物是水生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者,包括挺水植物、浮葉植物和沉水植物,它們不僅是水體食物網(wǎng)的重要成員,同時在水體溶氧供應(yīng)、營養(yǎng)循環(huán)中起到重要作用,還為其他水生動物提供生存空間和產(chǎn)卵棲息地。水生植物修復(fù)應(yīng)根據(jù)污染河流原來的系統(tǒng)特征,按照一定的程序利用人工補(bǔ)種等手段,構(gòu)建由漂浮、浮葉、沉水植物及根際微生物等組成的人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)[16]。植物引種最適宜的季節(jié)是在秋末冬初,此時引種的水生植物能夠有效、快速地提高水體透明度,改善富營養(yǎng)化水質(zhì)感觀指標(biāo),對富營養(yǎng)化水體中的營養(yǎng)鹽有較強(qiáng)的去除作用。
3.2.2水生植物對河流生態(tài)系統(tǒng)的改善。修復(fù)后的水生植物體系可吸收、富集水中的營養(yǎng)物質(zhì)及其他元素,可增加水體中的氧氣含量,抑制有害藻類繁殖的能力,遏制底泥營養(yǎng)鹽向水中的再釋放,利于水體的生物平衡等。同時,水生植物群落的存在,為微生物和微型生物提供了附著基質(zhì)和棲息場所,這些生物能大大加速截留在根系周圍的有機(jī)膠體或懸浮物的分解礦化。此外,水生植物的根系還能分泌促進(jìn)嗜磷、氮細(xì)菌生長的物質(zhì),從而間接提高凈化率。
挺水植物可通過對水流的阻尼或減小風(fēng)浪擾動,使懸浮物質(zhì)沉降。浮水植物發(fā)達(dá)的根系與水體接觸面積很大,能形成一道密集的過濾層,當(dāng)水流經(jīng)過時,非溶性膠體會將最細(xì)粘附或吸附而沉降下來。在易受風(fēng)浪渦流及底層魚類擾動影響的淺水湖泊底層,沉水植物有利于形成一道屏障,使底泥中營養(yǎng)物質(zhì)溶出速度明顯受到抑制[17]。水生植物的存在,有利于形成一個良性的水生生態(tài)系統(tǒng),并能在較長時間內(nèi)保持水質(zhì)的穩(wěn)定。
42卷24期李朝暉等南方城市受污染河道的生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望3.3河道內(nèi)棲息地修復(fù)河道內(nèi)棲息地是魚類、水生無脊椎動物等生物的生活場所,其功能包括產(chǎn)卵場、索餌場、停歇地和涸游通道。河道棲息地的修復(fù)對于恢復(fù)水生、濕生動植物生境有著十分重要的意義。在明確修復(fù)目標(biāo)生活習(xí)性的基礎(chǔ)上,通過設(shè)置魚道、淺灘一深塘結(jié)構(gòu)、恢復(fù)河岸覆蓋物和設(shè)置亂石堆或丁壩等模擬水生生物所偏好的活動場所,恢復(fù)河道內(nèi)棲息地的物理環(huán)境,營造近自然的生境。
3.3.1重建生境的生態(tài)修復(fù)材料。用于重建河道生物生境的生態(tài)修復(fù)材料很多,其中用于水生植被恢復(fù)的植物性材料較多,主要包括蘆葦、護(hù)花米草、菖蒲等。這些植物性材料不但能保護(hù)河岸工程防洪功能,還能防止河岸侵蝕,減少水土流失,是目前在大量嘗試的方法。這些植物性材料能夠形成群落,構(gòu)成河岸植物群落的代表植物種,不但具有很強(qiáng)的水質(zhì)凈化、緊縛土壤作用,還可以為動植物、微生物提供生息生存空間[17]。
3.3.2河流內(nèi)棲息地生境綴塊構(gòu)建。目前,在大部分城市河道及通航河道廣泛采用混凝土護(hù)岸,破壞了河岸作為連接水生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)的紐帶作用,導(dǎo)致河流生境遭受破壞。因此,河流水利工程、護(hù)岸工程應(yīng)盡可能融入生態(tài)元素,在工程結(jié)構(gòu)中加人生態(tài)學(xué)設(shè)計,采取工程和植物措施相結(jié)合的技術(shù)手段,為水生植物的生長、水生動物的繁育和兩棲動物的棲息繁衍創(chuàng)造條件,采用適合生物生存的生態(tài)材料,重建生境綴塊。同時,通過生態(tài)廊道建設(shè),將各分離的生境綴塊相互連通,提高板塊連接性,為生物提供更多的棲息空間。
3.4濱岸帶生態(tài)修復(fù)濱岸帶是介于河流和高地植被之間的典型生態(tài)過渡帶,同時又是相對脆弱的地帶,是高地植被和河流之間的橋梁。采用植物、石塊或其他透水材料等生態(tài)手段加固河床,既可以保證河岸的穩(wěn)定,又不會阻礙河道水體中的物種與岸邊物質(zhì)的交換。如利用活的枝條插入河岸起到固定的作用,采用可透水材料生態(tài)磚、魚巢磚、天然材料墊等。
3.4.1生態(tài)護(hù)岸技術(shù)。生態(tài)護(hù)岸是指在邊坡形態(tài)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,生態(tài)系統(tǒng)能夠自我運(yùn)行并可自我修復(fù)。生態(tài)型河流護(hù)岸具體內(nèi)涵為:①首先在滿足行洪排澇要求的基礎(chǔ)上,保證岸坡的穩(wěn)定,防止水土流失;②生態(tài)護(hù)岸是由生物和生境結(jié)構(gòu)組成的開放式系統(tǒng),與周圍生態(tài)系統(tǒng)密切聯(lián)系,并不斷與周圍生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)、信息與能量交換;③生態(tài)護(hù)岸是動態(tài)平衡的系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)生物之間存在著復(fù)雜的食物鏈,并具有自組織和自調(diào)節(jié)能力;④生態(tài)護(hù)岸是河流生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息交換的一個自然過渡帶,它是整個生態(tài)系統(tǒng)的一個子系統(tǒng),并與其他生態(tài)系統(tǒng)之間相互協(xié)調(diào)、相互補(bǔ)充[18]。
3.4.2生態(tài)混凝土。生態(tài)混凝土是一類特種混凝土材料,通過材料研選,采用特殊工藝制造出來的具有特殊結(jié)構(gòu)與表面特性的混凝土,能減少環(huán)境污染負(fù)荷,與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)。生態(tài)混凝土可分為環(huán)境友好型和生物相容型兩類,環(huán)境友好型是指在生產(chǎn)和使用過程中可降低環(huán)境污染負(fù)荷的混凝土;生物相容型是指能與動物、植物等生物和諧共存的混凝土。生態(tài)混凝土具有比傳統(tǒng)混凝土更高的強(qiáng)度和耐久性,能滿足結(jié)構(gòu)物力學(xué)性能、使用功能以及使用年限的要求。生態(tài)混凝土具有與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)性,依靠其物理、化學(xué)及生物化學(xué)作用達(dá)到凈水作用,減輕對地球和生態(tài)環(huán)境的負(fù)荷[19]。
3.4.3岸區(qū)生態(tài)防護(hù)。河道岸區(qū)的生態(tài)防護(hù)對于穩(wěn)定河道生態(tài)系統(tǒng)、保護(hù)濱岸生境具有積極的作用。在河道岸區(qū)修建生態(tài)護(hù)堤,堤外種植3~5行防護(hù)林,堤內(nèi)種植適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、具有觀賞性的花卉和草被,不但可以改善生態(tài)環(huán)境,就地攔蓄部分降水,涵養(yǎng)水源,減弱徑流,還能截流部分地表污水,改變河道富營養(yǎng)化日趨嚴(yán)重的局面,同時也增加了綠地景觀[20]。
3.4.4河道景觀設(shè)計。城市河道景觀設(shè)計是對河道進(jìn)行整治的重要組成部分。回歸自然成了河流景觀建設(shè)發(fā)展的主流,先后提出了“多自然河流”、“建設(shè)家鄉(xiāng)河”等概念[21]。城市河道的景觀設(shè)計包含了河道的景觀設(shè)計、河岸的景觀設(shè)計、河邊附屬設(shè)施設(shè)計、沿河植被的景觀設(shè)計、重要地點(diǎn)設(shè)計、夜景設(shè)計[21]。
3.5底泥修復(fù)底泥是河流的重要組成部分,是河流水生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)交換和能流循環(huán)的重要樞紐,又是眾多底棲生物的生存場所。水體底泥污染物主要通過大氣沉降、廢水排放、水土流失、雨水淋溶與沖刷進(jìn)入水體,最后沉積到底泥中并逐漸富集,使底泥受到嚴(yán)重污染。當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生變化時,底泥中過多的營養(yǎng)元素、重金屬和有機(jī)物就會釋放出來,影響上覆水體的水質(zhì),進(jìn)而影響到水生生物和人類健康[22]。
3.5.1原位生態(tài)修復(fù)。所謂原位處理技術(shù)是將污染底泥留在原處,采取措施阻止底泥污染物進(jìn)入水體,即切斷內(nèi)污染源的污染途徑。原位處理技術(shù)又可以分為“生物-化學(xué)”修復(fù)和“凝固-穩(wěn)定”修復(fù)(固化)兩大類。生物-化學(xué)修復(fù)即在原地投加額外的微生物或化學(xué)藥劑以增強(qiáng)生物修復(fù);凝固-穩(wěn)定修復(fù)則通過投加額外化學(xué)藥劑及黏合劑,使之成為一個溶解較少、遷移較難、含有微量毒性物質(zhì)的整體,控制底泥污染。污染底泥原位處理技術(shù)已成為一種高效、可行的生態(tài)處理方法。目前,用黃土包埋硝酸鹽顆粒的“凝固-穩(wěn)定”修復(fù)技術(shù)取得了良好的效果。這種方法主要是將硝酸鈣與黃土混合制成顆粒,利用硝酸鈣緩慢釋放的特性,使得藥劑緩慢地從顆粒內(nèi)部釋放到底泥-水體接觸面,以防止其與水體直接接觸,并能夠在硝酸鈣到達(dá)處理底泥前,避免其快速溶解于水體,最終在不影響水體生物的基礎(chǔ)上,達(dá)到控制底泥氮、磷釋放的目的[22]。
3.5.2底泥生態(tài)疏浚。底泥疏浚是在水域污染治理過程中普遍采用的措施之一,疏浚污染底泥意味著將污染物從水域系統(tǒng)中清除出去,可以較大程度地削減底泥對上覆水體的污染貢獻(xiàn)率,從而起到改善水環(huán)境質(zhì)量的作用。生態(tài)疏浚是以生態(tài)位修復(fù)為目的技術(shù),其特點(diǎn)是以較小的工程量最大限度地清除底泥中的污染物,同時為后續(xù)生物技術(shù)的介入創(chuàng)造生態(tài)條件,其目的在于清除高營養(yǎng)鹽含量的表層沉積物,包括在淤積物表層的懸浮、半懸浮狀的絮狀膠體等,有別于一般的傳統(tǒng)工程疏浚。生態(tài)疏浚是局部的薄層精確疏浚,注重生物多樣性和物種的保護(hù),以不破壞水生生物自我修復(fù)繁衍為前提,以去污或減少營養(yǎng)鹽量為主要控制目標(biāo),控制和監(jiān)理污染源的數(shù)量和位置,保護(hù)生物多樣性,采用環(huán)保無擾挖泥設(shè)備,是一種清潔生產(chǎn)工藝[23]。
4展望
對于我國目前城市的水環(huán)境問題,只有從生態(tài)的角度恢復(fù)和重建生態(tài)系統(tǒng),恢復(fù)河流的自然屬性,才能從根本上解決。隨著研究的深入,生態(tài)修復(fù)技術(shù)必將在城市河道的污染防治以及生態(tài)恢復(fù)中發(fā)揮重要的作用。在我國河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究已取得初步進(jìn)展的基礎(chǔ)上,借鑒國外技術(shù)和經(jīng)驗,采用生態(tài)設(shè)計的理論和方法,在遵循自然規(guī)律的基礎(chǔ)上結(jié)合多種技術(shù)共同進(jìn)行河道的治理,消除并盡量避免人類對河道的干擾,向“有生命的河流”發(fā)展,使河道成為水量充足、水質(zhì)良好、生物多樣的良性可循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)[8]。
縱觀國內(nèi)外河流生態(tài)修復(fù)的研究進(jìn)展,其修復(fù)對象、范圍、理念等方面都有了顯著的發(fā)展,經(jīng)歷了從對河流形態(tài)到功能、過程和動力學(xué)的修復(fù),從單一針對某個河流水質(zhì)的小尺度修復(fù)到河流生態(tài)系統(tǒng)、流域乃至整個區(qū)域的大尺度修復(fù),從簡單的工程修復(fù)到河流整體修復(fù)戰(zhàn)略的過程,同時多學(xué)科思想相融合指導(dǎo)下的綜合型修復(fù)將是未來發(fā)展的主要方向[10]。然而根據(jù)現(xiàn)有研究進(jìn)展,未來仍需開展以下研究:
(1)制定包含河流生態(tài)修復(fù)完整過程的技術(shù)規(guī)范。對河流歷史及現(xiàn)狀的調(diào)查、修復(fù)目標(biāo)的制定、修復(fù)措施的計劃和實(shí)施、修復(fù)影響的評價和監(jiān)測分別提出具體要求和原則,以指導(dǎo)河流生態(tài)修復(fù)實(shí)踐。
(2)確定修復(fù)后評價具體時間。由于某些恢復(fù)工程的效果不能在短時間內(nèi)體現(xiàn),有的甚至需要幾十年,為保證河流生態(tài)修復(fù)效果,有必要建立一套確定后評價具體時間的標(biāo)準(zhǔn),為修復(fù)工作的跟蹤評價提供便利。
(3)開展基于多學(xué)科融合應(yīng)用的河流生態(tài)修復(fù)研究。河流生態(tài)修復(fù)的多學(xué)科交叉綜合性越來越顯著,尤其是地貌學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)對于河流修復(fù)的影響更是受到了廣泛的關(guān)注,未來應(yīng)嘗試將多學(xué)科融合的方法、思想等應(yīng)用于河流生態(tài)修復(fù)中,以豐富和完善河流生態(tài)修復(fù)理論,提高整體修復(fù)效果。
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