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關(guān)鍵詞:濕地;生態(tài)保護;生態(tài)恢復(fù)
一、濕地生態(tài)恢復(fù)理論
(一)濕地生態(tài)恢復(fù)的理論基礎(chǔ)
濕地恢復(fù),一方面指受損濕地生態(tài)系統(tǒng)通過保護使之自然恢復(fù)的過程,另一方面指通過生態(tài)技術(shù)或生態(tài)工程對退化或消失的濕地進行修復(fù)或重建,再現(xiàn)干擾前的結(jié)構(gòu)和功能,以及相關(guān)的物理、化學(xué)和生物學(xué)過程,使其發(fā)揮應(yīng)有的作用。
濕地生態(tài)恢復(fù)的基本思路是根據(jù)地帶性規(guī)律、生態(tài)演替及生態(tài)位原理選擇適宜的先鋒植物種,構(gòu)造種群和生態(tài)系統(tǒng),實行土壤、植被與生物同步分級恢復(fù),逐步使生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到一定的功能水平。
(二)濕地生態(tài)恢復(fù)的目標
濕地生態(tài)恢復(fù)的總體目標是采用適當?shù)纳?、生態(tài)及工程技術(shù),逐步恢復(fù)退化濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,最終達到濕地生態(tài)系統(tǒng)的自我持續(xù)狀態(tài)。但對于不同的退化濕地生態(tài)系統(tǒng),其側(cè)重點和要求也會有所不同。總體而言,濕地生態(tài)恢復(fù)的基本目標和要求如下。
1.實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)地表基底的穩(wěn)定性。地表基底是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育和存在的載體,基底不穩(wěn)定就不可能保證生態(tài)系統(tǒng)的演替與發(fā)展。這一點應(yīng)引起足夠重視,因為中國濕地所面臨的主要威脅大都屬于改變系統(tǒng)基底類型的,在很大程度上加劇了我國濕地的不可逆演替。
2.恢復(fù)濕地良好的水狀況,一是恢復(fù)濕地的水文條件;二是通過污染控制,改善濕地的水環(huán)境質(zhì)量。
3.恢復(fù)植被和土壤,保證一定的植被覆蓋率和土壤肥力。
4.增加物種組成和生物多樣性。
5.實現(xiàn)生物群落的恢復(fù),提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和自我維持能力。
6.恢復(fù)濕地景觀,增加視覺和美學(xué)享受。
7.實現(xiàn)區(qū)域社會、經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。濕地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)要求生態(tài)、經(jīng)濟和社會因素相平衡。因此,對生態(tài)恢復(fù)工程除考慮其生態(tài)學(xué)的合理性外,還應(yīng)考慮公眾的要求和政策的合理性。
二、濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)
(一)濕地生態(tài)恢復(fù)的技術(shù)
根據(jù)濕地的構(gòu)成和生態(tài)系統(tǒng)特征,濕地的生態(tài)恢復(fù)可概括為:濕地生境恢復(fù)、濕地生物恢復(fù)和濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能恢復(fù)。相應(yīng)地,濕地的生態(tài)恢復(fù)技術(shù)也可以劃分為3大類:濕地生境恢復(fù)技術(shù)、濕地生物恢復(fù)技術(shù)、濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)技術(shù)。
1.濕地生境恢復(fù)技術(shù)
濕地生境恢復(fù)的目標是通過采取各類技術(shù)措施,提高生境的異質(zhì)性和穩(wěn)定性。濕地生境恢復(fù)包括濕地基底恢復(fù)、濕地水狀況恢復(fù)和濕地土壤恢復(fù)等。
濕地的基底恢復(fù):通過采取工程措施,維護基底的穩(wěn)定性,穩(wěn)定濕地面積,并對濕地的地形、地貌進行改造。基底恢復(fù)技術(shù)包括濕地及上游水土流失控制技術(shù)、濕地基底改造技術(shù)等。
濕地水狀況恢復(fù):包括濕地水文條件的恢復(fù)和濕地水環(huán)境質(zhì)量的改善。水文條件的恢復(fù)通常是通過筑壩(抬高水位)、修建引水渠等水利工程措施來實現(xiàn);濕地水環(huán)境質(zhì)量改善技術(shù)包括污水處理技術(shù)、水體富營養(yǎng)化控制技術(shù)等。
濕地土壤恢復(fù):包括土壤污染控制技術(shù)、土壤肥力恢復(fù)技術(shù)等。
2.濕地生物恢復(fù)技術(shù)
主要包括物種選育和培植技術(shù)、物種引入技術(shù)、物種保護技術(shù)、種群動態(tài)調(diào)控技術(shù)、種群行為控制技術(shù)、群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置與組建技術(shù)、群落演替控制與恢復(fù)技術(shù)等。
3.生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能恢復(fù)技術(shù)
主要包括生態(tài)系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)、生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建與集成技術(shù)等。濕地生態(tài)恢復(fù)技術(shù)的研究既是濕地生態(tài)恢復(fù)研究中的重點,又是難點。目前急需針對不同類型的退化濕地生態(tài)系統(tǒng),對濕地生態(tài)恢復(fù)的實用技術(shù)(如退化濕地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù),濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的優(yōu)化配置與重構(gòu)及其調(diào)控技術(shù),物種與生物多樣性的恢復(fù)與維持技術(shù)等)進行研究。
(二)濕地生態(tài)恢復(fù)方案確定
濕地生態(tài)恢復(fù)工程一般都是耗資巨大的復(fù)雜工程,如美國佛羅里達州大沼澤地重建項目,總投資為6.85億美元。因此在確定濕地生態(tài)恢復(fù)方案之前,應(yīng)對功能設(shè)計、操作程序、風(fēng)險評價、指標體系、恢復(fù)技術(shù)等進行系統(tǒng)全面的研究和具體規(guī)劃。Henry等對濕地生態(tài)恢復(fù)工程提出如下3點要求。
(1)加強對生態(tài)恢復(fù)合理性的論證;
(2)確定精確適當?shù)幕謴?fù)目標和恢復(fù)成功與否的判定指標;
(3)監(jiān)測恢復(fù)前后生態(tài)系統(tǒng)的變化情況,并與參考生態(tài)系統(tǒng)進行比較。
在對多方案進行優(yōu)化比較時,通常采用生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)能值分析法,通過建立生態(tài)模型,模擬分析系統(tǒng)中的能流、物質(zhì)流、信息流、貨幣流等,對生態(tài)工程在能量、環(huán)境、經(jīng)濟上進行綜合評判和決策。該法已被Ton等成功地用于美國佛羅里達州鋼城灣濕地恢復(fù)工程方案的優(yōu)選。
三、結(jié)論與展望
關(guān)鍵詞:河流;生態(tài)修復(fù);生物——生態(tài)修復(fù)技術(shù);綜述
中圖分類號:X52 文獻標識碼:A
1 概述
河流是人類賴以生存的水環(huán)境,是人類社會生存和發(fā)展的起源地。河流系統(tǒng)是自然界最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一。目前由于人類活動排放的各種污染物進入河流,使河流水質(zhì)和河流底泥的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物組成發(fā)生變化,從而降低了河流的使用價值,使河流失去了原有的意義。為了恢復(fù)河流的使用價值,人們應(yīng)當對水體中的污染物進行處理,從而使水體得到凈化,使人類對河流環(huán)境的干擾降到最小,與自然共生存,為生物棲息和繁殖創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境,造福于子孫后代。近年來,對河流生態(tài)修復(fù)的研究不斷深化,河流水生態(tài)修復(fù)有多種方法,這些方法通過強化自然界自身的凈化能力和物質(zhì)循環(huán)規(guī)律去治理受損河流,是實現(xiàn)人與自然和諧相處的治理途徑。
2 河流生態(tài)修復(fù)概述
隨著人們對傳統(tǒng)水利工程給河流生態(tài)系統(tǒng)帶來脅迫的反思,人們開始認識到恢復(fù)河流生態(tài)活力的必要性和重要性,于是出現(xiàn)了河流生態(tài)修復(fù)的概念和相應(yīng)的工程技術(shù)。河流生態(tài)修復(fù)的概念最早是在德國提出的,它強調(diào)水利工程在具有防洪、供水、水土保持等基本功能的同時,還應(yīng)該達到接近自然的目的,特別強調(diào)河溪治理工程中的自然美學(xué)成分。
生態(tài)修復(fù)措施主要利用培育的植物或培養(yǎng)、接種的微生物的生命活動,對河流水體中的污染物進行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用,從而使水體得到凈化,具有可持續(xù)性好、保持力強、工程造價低、耗能少等優(yōu)點。
3 河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)
河流生態(tài)修復(fù)的主要技術(shù)方法包括緩沖區(qū)恢復(fù)、植被恢復(fù)、河道補水、生物——生態(tài)修復(fù)、生境修復(fù)等技術(shù)。
3.1 緩沖區(qū)修復(fù)
緩沖區(qū)是河流與陸地的交界區(qū)域,如河邊濕地、河谷或洪泛平原,具有水域與陸地雙重屬性。緩沖區(qū)是河流生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)進行物質(zhì)、能量、信息交換的一個重要過渡帶,成為兩者相互作用的重要紐帶和橋梁。它受到地表水以及地下水的影響,是一種生態(tài)交錯帶,具有明顯的邊緣效應(yīng)。
3.2 植被恢復(fù)
植被恢復(fù)是最普遍的河流修復(fù)方法。植被可以通過影響河流的流動、河岸抗沖刷強度、泥沙沉積、河床穩(wěn)定性和河道形態(tài)而對河流產(chǎn)生很大影響。同時,合理分布的植被還有助于減輕洪水災(zāi)害、凈化水體、截留來自農(nóng)田的氮和磷以達到保護水質(zhì)的目的,并可提供景觀休閑場所和多種生態(tài)服務(wù)功能。
3.3 生物強化人工河道、生態(tài)溝渠及生態(tài)護岸
生物強化人工河道是指結(jié)合水系疏通工程和結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀,構(gòu)建的以生物處理為主體的人工河道,水質(zhì)凈化設(shè)施主體設(shè)于河道內(nèi)或河流一側(cè),形成多級串聯(lián)式的生物凈化系統(tǒng),從而改善水環(huán)境條件。自然河道生態(tài)塘則是以太陽能為初始能源,在塘中種植水生植物,進行水產(chǎn)和水禽養(yǎng)殖,形成人工生態(tài)系統(tǒng)。通過多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量的逐級傳遞、轉(zhuǎn)化,可凈化河水中的有機污染物。
生態(tài)溝渠是指根據(jù)水生植物的耐污能力及生理特征,充分利用現(xiàn)有溝渠條件,在不同渠段選擇利用礫間接觸氧化、強化生物接觸氧化等措施,逐級凈化水質(zhì),在達到分級凈化水質(zhì)功能的同時,將凈化設(shè)施與地表景觀融為一體,美化河流景觀。
生態(tài)護岸是利用石頭、木材、多孔環(huán)保混凝土和自然材質(zhì)制成的柔性結(jié)構(gòu)等構(gòu)建,對河岸進行加固,防止河道淤積、侵蝕和下切,同時多孔護岸材料,為植物的生長提供了有利條件,為野生動物提供棲息地,保障自然環(huán)境和人居環(huán)境的和諧統(tǒng)一。透水的護岸也保證了地表徑流與地下水之間的物質(zhì)、能量的交換。
3.4 生態(tài)修復(fù)耦合技術(shù)
生態(tài)修復(fù)耦合系統(tǒng)是綜合人工濕地、微生物及水生動物協(xié)同凈化等原理設(shè)計的生態(tài)修復(fù)系統(tǒng),可去除河流水體中的營養(yǎng)鹽和有機物,從而達到修復(fù)河流水環(huán)境的目的。其在利用濕地植物的同時,構(gòu)建新的水生植物系統(tǒng);在美化景觀的同時,合理配置生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級結(jié)構(gòu);利用多種微生物凈化水體的同時,構(gòu)建具有完整營養(yǎng)級結(jié)構(gòu)的水生動植物生態(tài)系統(tǒng);并利用動植物、微生物的協(xié)同作用改善河流水質(zhì)。
4 河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)發(fā)展的展望
隨著對河流的認識加深,人們已認識到河流生態(tài)修復(fù)的重要性,河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)不斷得到改進。生態(tài)河流與利用傳統(tǒng)水利工程方法治理的河流不同,它是一個完整的生態(tài)系統(tǒng),因此,在不斷探索河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)的同時,還應(yīng)加強對修復(fù)后生態(tài)河流的維護和管理,從而實現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)長期的健康和穩(wěn)定。
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1研究區(qū)域大洋河流域
地理坐標介于123°31′—123°43′E,39°48′—39°N。源于鞍山市的岫巖縣西北部偏嶺山脈的帽山,流經(jīng)丹東市的鳳城和東港市,由東港孤山鎮(zhèn)和黃土坎鎮(zhèn)入黃海,河長202km,年平均徑流量31×109m3,流域面積6520km2。整個大洋河流域形狀呈梯形,上寬下窄。河網(wǎng)發(fā)育良好,密度大,支流多,河道彎曲,比降大,流程短。水系內(nèi)多為山地,丘陵,為山區(qū)性河流。該區(qū)屬于北溫帶濕潤季風(fēng)氣候,4季分明,降水豐沛,年內(nèi)時空分布不均,多暴雨,為暴雨洪水和泥石流多發(fā)地[11]。流域內(nèi)現(xiàn)有人口83.3萬人,現(xiàn)有耕地面積8.8萬hm2。河口區(qū)發(fā)育典型的濕地生態(tài)系統(tǒng),主要濕地植被為蘆葦群落,河口區(qū)域為強感潮河口,高低潮差約4m。
2資料與方法
2.1材料來源收集或購買的數(shù)據(jù),主要有大洋河全流域高精度DEM數(shù)據(jù)和大洋河流域1∶50萬河網(wǎng)水系圖。具體參數(shù)如表1所示。
2.2計算方法河口濕地發(fā)育階段與流域發(fā)育階段是一致的??梢酝ㄟ^河流流域地質(zhì)地貌發(fā)育過程來推算和確定河口濕地發(fā)育階段。而流域地質(zhì)發(fā)育過程的具體方法前人已有探索,本文主要引用地形發(fā)育階段學(xué)說提出的面積——高程積分曲線分析法和水系分形理論提出的河道分維數(shù)算法來確定流域河口的地質(zhì)發(fā)育階段[12-14]。
2.2.1積分曲線法積分曲線法源于美國地理學(xué)家W•戴維斯提出的地形發(fā)育階段的學(xué)說。經(jīng)過后人的逐漸完善,逐漸演變稱為高程分析法,或叫面積-高度分析法[式(1)]。該理論認為:任何一流域地形的發(fā)育階段,可以用反映物質(zhì)分配狀況的高程積分曲線來表示,任何一個流域地貌地形的高程曲線的形態(tài),就可以判別該流域地形發(fā)展的階段。高程積分值大于60%時,地貌特征發(fā)生迅速變化,水系不斷擴展與分枝,侵蝕過程強烈,視為未均衡的幼年期地形。當高程積分值大于35%而小于60%,侵蝕過程變慢,流域的地貌形態(tài)基本上趨向于穩(wěn)定狀態(tài),地形特征不再發(fā)生明顯的變化,視為均衡的壯年期地形。當高程積分值小于35%,侵蝕過程很弱,地貌形態(tài)穩(wěn)定,地形不再發(fā)生變化,屬于老年殘丘階段[15]。具體的高程曲線特征如圖2所示。
2.2.2分形理論分形理論是一門新興學(xué)科,旨在探索自然界中無序、非穩(wěn)定、非平衡、非確定性的非線性現(xiàn)象和過程,研究自然界中有序-無序、宏觀-微觀、整體-局部之間的內(nèi)在規(guī)律[12]。在流域地貌特征的研究中,分形維數(shù)可以看作是復(fù)雜的流域地貌量化參數(shù),能夠綜合的體現(xiàn)流域地貌特征。同時,分形研究有助于研究河流長度與流域匯水面積的關(guān)系,有助于模擬流域水網(wǎng)形態(tài),反映水系所處流域地貌侵蝕發(fā)育程度和流域地貌發(fā)育程度的差異[13]。具體計算公式如下:地貌劃定為侵蝕發(fā)育幼年期,此時,水系尚未充分發(fā)育,河網(wǎng)密度小,地面比較完整,河流深切侵蝕劇烈,河口泥沙供應(yīng)量逐漸增加,河口濕地處于發(fā)育階段。1.6<D≤1.89流域處于地貌發(fā)育壯年期,流域地勢起伏大,在河流側(cè)蝕、重力作用和坡面沖刷下,尖銳的分水嶺山脊不斷蝕低,谷坡變得緩平,河口泥沙供給充足且穩(wěn)定,河口濕地面積擴展迅速,易形成大面積的河口沖積平原和濕地三角洲。1.89<D≤2流域地貌發(fā)育處于老年期,河流下蝕作用弱,河口泥沙供應(yīng)減少,河口濕地處于發(fā)育的老年期,面積不再擴大,而在潮汐作用強烈地區(qū),開始出現(xiàn)河口濕地退化和海侵現(xiàn)象。
2.2.3計算與分析在地理信息系統(tǒng)軟件中生成大洋河流域DEM數(shù)據(jù),如圖3,針對研究流域地形特征,對不同海拔高度進行等高面切面,共取11個流域地形切面(20~1000m),計算不同等高面的切面面積、相對高度和相對面積,結(jié)果如表2所示。將計算得出的相對高度與相對面積在統(tǒng)計軟件沖生成關(guān)系曲線,如圖4所示。另將河網(wǎng)水系圖數(shù)字化,如圖5。在相關(guān)軟件中幾何校正后進行矢量分級提取,按經(jīng)典水系分級標準,將大羊河流域所有干、支流分為5級水系,并計算統(tǒng)計水道數(shù)、水道分支比和水道長度比,結(jié)果如表3、表4所示。將獲得的流域分支比(Rb)和流域平均長度比(Rl)帶入公式2,計算得到大洋河河網(wǎng)分維指數(shù):育的晚年階段。從面積積分曲線和河網(wǎng)分維指數(shù)計算結(jié)果得出,大洋河流域都應(yīng)處于河流發(fā)育的晚年時期。此階段河流下蝕作用弱,河口泥沙供應(yīng)減少,河口濕地也處于發(fā)育的老年期,面積不再擴大,而在潮汐作用強烈地區(qū),開始出現(xiàn)河口濕地退化和海侵現(xiàn)象。通過課題組已有研究發(fā)現(xiàn),目前大洋河河口天然濕地在萎縮與退化,天然濕地面積下降,濕地核心區(qū)域面積縮減,濕地最大斑塊面積指數(shù)下降,破碎化程度加劇,濕地生境多樣性減少等特征[16]。大洋河河口濕地呈現(xiàn)的景觀結(jié)構(gòu)與本文結(jié)論相吻合,即大洋河口濕地處于歷史發(fā)育的晚年階段。
3討論
3.1流域人類活動縮短河口濕地的演化進程。河流中上游的筑壩、采砂,河口地區(qū)圍海造田,圍海養(yǎng)殖等人類活動直接改變了河流的含沙量和河口濕地的景觀格局,加速了河口濕地自身的演化速率,促使?jié)竦丶铀傥s與衰亡[17-18]。另一方面,河流流域范圍內(nèi)的毀林開荒等農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)活動,加速了流域水土流失,增加了河流的泥沙含量,給河口濕地提供了充足的泥沙來源,促使河口濕地植被生長,暫時性增大濕地淤積速率,擴大濕地面積,但從整個河口濕地地質(zhì)發(fā)展過程來看,后一種行為事實上是縮短了河口濕地的生長時間,加速了其滅亡過程。除此之外,河口地區(qū)的防洪建閘、圍海工程、人工種植濕地植被等行為改變著河口濕地的沉積環(huán)境,改變濕地的生境狀況,也影響著河口濕地生態(tài)系統(tǒng)的自然生長演化過程[19-20]。
3.2河口泥沙輸入量的變化趨勢是濕地生態(tài)健康評價的重要指標之一。河口泥沙輸入量的變化是河口濕地生態(tài)健康狀態(tài)的重要標志之一。流域自然輸沙能力主要通過河流對河床的朔源侵蝕、底蝕和側(cè)蝕來完成。一般來說,在流域地貌發(fā)展早期至壯年期,流域溯源侵蝕和底蝕強烈,河流泥沙含量高,保證了河口濕地泥沙和營養(yǎng)物質(zhì)來源,此階段河口濕地擴展迅速,濕地植被發(fā)育良好,該階段為河口濕地生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)育期。而在流域發(fā)育晚期,河流主要通過側(cè)蝕提供泥沙,其泥沙供應(yīng)能力減弱,帶至河口的營養(yǎng)物質(zhì)減少,河口濕地植被開始退化,濕地面積開始萎縮,此階段河口濕地處于“非健康”的衰亡期。已有研究發(fā)現(xiàn),密西西比河三角洲由于泥沙輸入量的減少,導(dǎo)致了該地區(qū)濕地植被出現(xiàn)退化,濕地面積開始萎縮,而通過人工引渠輸沙工程,采用沉積物修復(fù)方法,對濕地生態(tài)環(huán)境的修復(fù)有顯著的效果[21]。
4結(jié)論
4.1河口濕地是一個自然演化的“生命體”河口濕地作為一個獨特的“活體”,有著其自身的地理發(fā)育、成熟和衰老的生長過程。在河流流域地貌發(fā)育早期,河流底蝕、側(cè)蝕、溯源侵蝕強烈,含沙量高,泥沙在河口地區(qū)沉降易形成河口濕地,隨著流域地貌發(fā)育到壯年期,河流泥沙含量輸出穩(wěn)定,河口濕地面積繼續(xù)擴張;到流域地貌發(fā)育晚期,侵蝕減弱,河流含沙量減少,河口濕地缺乏穩(wěn)定的泥沙供應(yīng),逐漸萎縮、直至消亡。
關(guān)鍵詞:賈魯河 生態(tài)治理
河流與城市的產(chǎn)生和發(fā)展有著密切的關(guān)系,但城市化改變了土地的利用方式,減少了河流空間,水生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴重破壞,亟待通過生態(tài)工程措施對萎縮的河流生態(tài)進行保護與修復(fù)。
賈魯河又名小黃河,屬淮河水系,發(fā)源于密縣圣水峪,流經(jīng)鄭州、中牟、尉氏、鄂陵、扶溝、西華,于周口市川匯區(qū)匯入沙穎河。河道生態(tài)治理工程設(shè)計河段長16.48公里,位于鄭州市北部地區(qū),中州大道以東、規(guī)劃城區(qū)范圍以北、鄭州中牟界以西、黃河大堤以南的近郊區(qū)域。
一、河道生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀分析
通過對賈魯河現(xiàn)狀環(huán)境分析及河流生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)查,我們發(fā)現(xiàn)賈魯河鄭州市區(qū)段具有以下問題:
(1)由于河道上游及支流上游截污、治污的基礎(chǔ)設(shè)施目前建設(shè)尚顯滯后,沿河工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)生活污水直接排入河道,使河道水流污染嚴重,河道基流水體呈黑褐色,氣味刺鼻,水質(zhì)超過劣Ⅴ類水標準。
(2)由于人類對水資源的過度開發(fā),使河道生態(tài)水資源量日漸匱乏,河道生態(tài)水資源的供需矛盾,水資源短缺,河流基流量減少。
(3)生物結(jié)構(gòu)單一,種類較少,受河流污染影響,河流內(nèi)魚類的種類和數(shù)量大幅減少,不利于不同水生植物、底棲動物、魚類選擇獲得適合的生存環(huán)境。同時,人類在灘地的耕作也使得原有生物遷徙或滅絕,河流生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受到嚴重破壞,與城市總體規(guī)劃的生態(tài)走廊定位很不協(xié)調(diào)。
二、規(guī)劃理念
結(jié)合河道生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及水利工程設(shè)計,提出以下規(guī)劃理念:
(1)生態(tài)規(guī)劃理念
人類的建設(shè)行為總是會對生態(tài)系統(tǒng)造成不同程度的影響,在濱水區(qū)的規(guī)劃設(shè)計中,要注重保持生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力,讓環(huán)境充滿生機與活力。規(guī)劃設(shè)計應(yīng)根據(jù)基址的氣候、水文、地形地貌、植被、野生動物等生態(tài)要素的特征,研究分析,在設(shè)計過程中遵從這些特征,盡量減少人為干擾與破壞。
(2)整體性理念
任何一處的城市濱水區(qū)都不是作為一個獨立的空間存在于區(qū)域中,在進行濱水地區(qū)的建設(shè)過程中,必須考慮到與整個城市乃至整個區(qū)域的關(guān)聯(lián),從整個城市綠地系統(tǒng)乃至整個城市系統(tǒng)等更高的等級系統(tǒng)出發(fā)去研究問題,以系統(tǒng)的觀點進行全方位的規(guī)劃,而不應(yīng)該把河道與大的空間分割開來,單獨考慮。
(3)功能多樣性理念
盡管城市濱水區(qū)是形成城市特色景觀帶的重要地段,但濱水區(qū)的建設(shè)不能單單從景觀效果方面來著手。城市濱水區(qū)的整治應(yīng)考慮到解決水運、防洪等使用功能的問題,同時,還應(yīng)該包括改善水域生態(tài)環(huán)境,改進江河湖泊的水質(zhì)問題,增加濱水綠地的游憩機會,增加周邊土地的經(jīng)濟價值。要統(tǒng)籌兼顧,整體協(xié)調(diào)。城市景觀的規(guī)劃建設(shè)必須以系統(tǒng)工程為指導(dǎo),在滿足基本使用功能的前提下,合理考慮景觀、生態(tài)等需求,把濱水綠地建設(shè)成多功能兼顧的復(fù)合城市公共空間,以滿足現(xiàn)代城市生活多樣化的需求。
三、賈魯河鄭州市段生態(tài)治理工程
通過對賈魯河治理段及河灘區(qū)域的水系梳理,賈魯河生態(tài)修復(fù)工程將最終形成“一廊、一核、五區(qū)”的生態(tài)空間結(jié)構(gòu)體系(見圖1)。
一廊,即指沿賈魯河生態(tài)治理段形成的一條城市濱河生態(tài)走廊。
一核,即指索須河入賈魯河口所形成的生態(tài)修復(fù)核心。
五區(qū),即指沿賈魯河生態(tài)治理段所規(guī)劃設(shè)計的五處典型的生態(tài)修復(fù)區(qū),分別為中州大道橋生態(tài)修復(fù)區(qū)、索須河入賈魯河口生態(tài)修復(fù)區(qū)、新107國道橋生態(tài)修復(fù)區(qū)、老索須河與賈魯支河入河口生態(tài)修復(fù)區(qū)、龍子湖安置小區(qū)生態(tài)修復(fù)區(qū)。
為保證上述河道生態(tài)空間結(jié)構(gòu)體系的形成,并體現(xiàn)賈魯河生態(tài)治理的工程理念,規(guī)劃設(shè)計將通過以下六項具體工程措施來支撐完成這一體系:
1、河道平面及斷面形態(tài)梳理
為更好地體現(xiàn)賈魯河城市濱河生態(tài)廊道的城市功能,突出河道生態(tài)治理的理念,工程將在滿足河道防洪斷面的基礎(chǔ)上,結(jié)合河道現(xiàn)狀對賈魯河主河槽平面形態(tài)進行適當調(diào)整。設(shè)計主河槽在保證河道防洪斷面寬度的條件下,盡量考慮利用灘地的魚塘、洼地、林帶等現(xiàn)狀灘地條件,在兩岸內(nèi)堤腳線范圍內(nèi)擺動。既保護了現(xiàn)有灘地林帶,又充分利用了灘地魚塘、洼地,減少了河道土方開挖量。
河道橫斷面上除主河槽外,河道兩側(cè)灘地盡量不進行土方挖填,僅利用現(xiàn)有地形在河道土方工程完工后對灘地進行微地形整理,豐富河道灘地的立面形態(tài)。(見圖2)
2、河道生態(tài)護岸工程設(shè)計
根據(jù)工程地質(zhì)勘測報告,賈魯河現(xiàn)狀地質(zhì)以沙壤土為主,為保護河道主槽形態(tài)及駁岸,需在頂沖部位駁岸設(shè)計中考慮生態(tài)護砌。工程共設(shè)計五種生態(tài)護砌方式:自然植被護岸、仿木樁護岸、生態(tài)袋護岸、格賓石籠網(wǎng)護岸和自然石護岸。
自然植被護岸為在河道工程護岸的基礎(chǔ)上通過岸緣淺水植物栽植、噴播草籽等形式對護岸進行軟護砌,既可固土,又降低了河水對護岸的沖擊。仿木樁、生態(tài)袋、格賓石籠網(wǎng)為現(xiàn)今應(yīng)用較多且技術(shù)較為成熟的生態(tài)護砌形式,僅在重要生態(tài)節(jié)點位置使用。其中對生態(tài)袋護岸基格賓石籠網(wǎng)護岸建議進行活枝扦插,既可保證生態(tài)護砌結(jié)構(gòu)的安全性,又能較快地形成綠化效果。自然石護岸在本工程中應(yīng)用長度較少,僅在重要生態(tài)節(jié)點及需滿足市民親水需求的河段應(yīng)用。
3、人工仿自然生境營造工程措施
為豐富河道生境,在工程設(shè)計中將有意識地規(guī)劃一些適合不同種類生物生存的濱水仿自然環(huán)境。如淺水、漫灘和沼澤等是魚類產(chǎn)卵的主要區(qū)域;淺水灣可以增加過水斷面,解決在既有河道用地不變的情況下,而洪水流量增加的矛盾;設(shè)置淺水灣,可擴大水面;便于構(gòu)筑蜿蜒岸線,更符合多自然河道的水岸要求;淺水灣便于種植水生植物,形成水綠過渡帶,過濾雨水、保護水質(zhì)、凈化水體;河漫灘和沼澤是蝌蚪和底棲昆蟲以及小型蝦類、田螺、河蚌和蛙類的主要活動地區(qū),又是涉禽的主要覓食場所。構(gòu)建大面積的淺水和沼澤、灘地(水深10-30cm,或地表不見水),為小白鷺、池鷺、蒼鷺、野鴨等游禽取食的理想場所。
具體工程措施為在河道開挖工程過程中有意識地形成一些淺灘、沼澤、水灣等模擬自然生境;局部生態(tài)節(jié)點進行拋自然石塊、拋廢棄水泥管、樹根等,形成適宜各種不同類型水生生物生長的不同生境;通過人工堆砌的魚巢磚,形成吸引魚類藏身的生息地;通過在部分灘地種植招鳥林(灌叢)來吸引鳥類到此棲息;結(jié)合現(xiàn)狀灘地林帶在部分節(jié)點設(shè)置人工簡易鳥巢,吸引鳥類在林帶筑巢。
通過以上工程措施的實施,將大大提高賈魯河生態(tài)治理河段的生態(tài)系統(tǒng)完整性,豐富河道生境多樣性,吸引更多的水生、陸生、兩棲類生物來此棲息、繁殖,保證濱水地帶食物鏈系統(tǒng)的完整性。
4、淺灘表流濕地及人工濕地處理單元工程設(shè)計
為增加了河道生境類型,在一定程度上滿足市民的親水需求,工程將在部分河道灘地內(nèi)利用現(xiàn)有魚塘對灘地地形進行下挖,形成高于河底0.6~1m的淺灘表流濕地,設(shè)計總面積為9.55hm2。
在主河槽兩側(cè)灘地上設(shè)計三處人工濕地處理單元,每個單元設(shè)計面積300平米,日設(shè)計處理污水量150噸。濕地單元設(shè)計包括沉淀池、生物塘、碎石床、水生植物種植等。通過設(shè)置太陽能水泵將河道污水提到人工濕地,通過濕地單元的處理后將凈水引到人工濕地后的淺灘表流濕地內(nèi),可以滿足市民的親水水質(zhì)要求,也可以作為一處人工功能濕地的展示、科普、教育場所。
5、灘地林地的保護與梳理
現(xiàn)狀河道兩側(cè)有大量的灘地林帶,大部分為規(guī)則式種植,面積共計約51.6hm2。在滿足河道行洪斷面及河道平面形態(tài)的前提下,設(shè)計對現(xiàn)狀的林帶進行保護與梳理。對阻礙主河槽行洪的林帶和一些老樹、病樹進行砍伐;對灘地上的林帶進行間伐、樹干3m以下進行削枝處理;為滿足局部生態(tài)節(jié)點的自然形態(tài),對局部規(guī)則栽植林帶進行叢狀的梳理。通過對灘地現(xiàn)有林帶的保護與梳理,對提高河道的過洪能力、保護現(xiàn)有河道鳥類的生息地、保證河道生物多樣性等都將起到較大的改善作用。
6、基于河流生態(tài)修復(fù)的濱水區(qū)植物配置
通過對賈魯河水質(zhì)的測試分析,可知賈魯河河水污染嚴重,N、P以及COD等嚴重超標,因此,應(yīng)當引入相應(yīng)植物以吸收和吸附相應(yīng)污染物質(zhì),并滿足河流水質(zhì)凈化要求,并能夠?qū)崿F(xiàn)其自然生長能力。大多數(shù)水生植物都具有良好的水質(zhì)生態(tài)凈化功能。如鳳眼蓮生長過程需要吸收和富集大量的N、P營養(yǎng)物;香蒲則對Pb、Zn有很強的吸收能力。另外,不同植物間進行多種組合配置,還可提高植物對水體N、P等的綜合凈化率,并有利于生長期和凈化功能的季節(jié)替互補。最終選用的水生植物品種有蘆葦、香蒲、菖蒲、水蔥、傘草、慈姑、花葉蘆竹、茭白等。
為吸引鳥類棲息,在灘地上規(guī)劃一定的招鳥林(灌叢),選用的品種有火棘、金銀木、海桐、白芒、蒲葦?shù)龋商峁└鞣N鳥類喜食的果實,適合中小型鳥類特別是雀形目鳥類筑巢和取食活動。
四、小結(jié)
通過本次規(guī)劃,我們認識到在對河流進行生態(tài)治理時必須遵循河流的生態(tài)規(guī)律,結(jié)合生態(tài)工程技術(shù),科學(xué)地模擬自然河流的生態(tài)結(jié)構(gòu),方可發(fā)揮河流對城市的生態(tài)服務(wù)功能、突現(xiàn)出城市與自然的和諧性、城市總體的生態(tài)文明。
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關(guān)鍵詞:綏芬河流域 緩沖區(qū) 保護規(guī)劃
綏陽林業(yè)局施業(yè)區(qū)內(nèi)擁有大小綏芬河兩大水系,作為自然界最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一,她的存在為林區(qū)生態(tài)提供著重要的基礎(chǔ)保障,為切實使大小綏芬河兩大水系保持良好運行態(tài)勢,實施對大小綏芬河流域兩岸緩沖區(qū)進行規(guī)劃整治和保護,為此特提出大小綏芬河流域緩沖區(qū)恢復(fù)保護規(guī)劃。
1.施業(yè)區(qū)地理位置
綏陽林業(yè)局地處黑龍江省東南部,南北長150千米,東西寬50千米,施業(yè)區(qū)總面積516451公頃。局址設(shè)在東寧市綏陽鎮(zhèn)。
2.水文概況
施業(yè)區(qū)區(qū)內(nèi)有大小河流160多條,屬綏芬河水系,主要有大綏芬河、小綏芬河、大黃泥河、小黃泥河、大寒蔥河、小寒蔥河、細鱗河、黃金河、瑚布圖河等。
大綏芬河源于吉林省琿春市西北部的森林山(圖門山),全長443千米,施業(yè)區(qū)內(nèi)流長160千米,總體流經(jīng)汪清縣、東寧縣、俄羅斯,注入日本海。
小綏芬河源于雙橋子林場北部神洞山,全長133千米,施業(yè)區(qū)內(nèi)流長101千米,在河灣施業(yè)區(qū)匯入大綏芬河。
3.其它資源
區(qū)內(nèi)有國家重點保護的動、植物資源十分豐富。有紫杉、松茸、東北虎、東北豹等珍稀動、植物。
4.設(shè)置緩沖區(qū)的意義
緩沖區(qū)是河流生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)進行物質(zhì)、能量、信息交換的一個重要過渡帶,成為兩者相互作用的重要紐帶和橋梁。在河流兩岸各設(shè)置一定寬度的緩沖區(qū)是重要的河流生態(tài)修復(fù)方法,緩沖區(qū)修復(fù)可起到分蓄和削減洪水的功能,其次,河流與緩沖區(qū)河漫灘之間的水文連通性是影響河流物種多樣性的關(guān)鍵因素。此外,河岸緩沖區(qū)還具有其他修復(fù)作用,包括將洪水中污染物沉淀、過濾、凈化,改善水質(zhì);截留、過濾暴雨徑流,凈化水體,提供野生動植物的生息環(huán)境,保持景觀的自然特征;為人類提供良好的生活、休閑空間等。因此,修復(fù)緩沖區(qū)生態(tài)對增加動植物物種種源、提高生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力、治理水土流失、穩(wěn)定河岸、調(diào)節(jié)微氣候和美化環(huán)境等均有重要的現(xiàn)實和潛在價值。
5.流域緩沖區(qū)現(xiàn)狀
施業(yè)區(qū)內(nèi)大小綏芬河及溪流流域緩沖區(qū)視河流的寬度、受干擾情況而確定。
大小綏芬河流域緩沖區(qū)的寬度為:無人為干擾區(qū)(山地、濕地、丘陵和林地)兩岸各10米;人為干擾區(qū)(耕地、兩荒地、地栽木耳擺放地)兩岸各20米、人為干擾區(qū)(居民區(qū)、道路)兩岸各30米。
大小綏芬河區(qū)域內(nèi)緩沖區(qū)總面積為321.4公頃,其中大綏芬河流域緩沖區(qū)為150.6公頃,小綏芬河流域緩沖區(qū)為170.8公頃;其中大綏芬河流域緩沖區(qū)各段無人為干擾區(qū)面積為112.2公頃、各段人為干擾區(qū)面積為38.4公頃,小綏芬河流域緩沖區(qū)各段無人為干擾區(qū)面積為128.7公頃、各段人為干擾區(qū)面積為42.1公頃。
緩沖區(qū)內(nèi)各段無人為干擾區(qū)由于是水保林、封山育林區(qū),所以這段流域生態(tài)系統(tǒng)連續(xù)完整。
緩沖區(qū)內(nèi)各段人為干擾區(qū)由于受人為對河流的開發(fā)治理修建的道路、堤防和硬質(zhì)化邊坡等,對自然緩沖區(qū)的連續(xù)化,對河流生態(tài)系統(tǒng)造成不同程度的損傷;各段人為干擾區(qū)內(nèi)來自耕地、地栽木耳擺放地及居民點潛在影響主要體現(xiàn)為,農(nóng)藥、化肥的使用因地表徑流致使殘留農(nóng)藥、氮和磷流入河中,產(chǎn)生的食用菌廢料、生活垃圾被人為傾倒于河岸,對緩沖區(qū)的功能造成不同程度的影響,所以恢復(fù)緩沖區(qū)內(nèi)各段人為干擾區(qū)的生境是十分必要的。
6.改善和恢復(fù)緩沖區(qū)的方法
6.1植被恢復(fù)
植被恢復(fù)具體講就是對緩沖區(qū)內(nèi)各段人為干擾區(qū)的耕地逐年進行規(guī)劃退耕還林,恢復(fù)緩沖區(qū)的固有功能,減少緩沖區(qū)內(nèi)各段的人為干擾,逐步增大緩沖區(qū)的連續(xù)性;同時利用濕地植物構(gòu)建新的水生植物系統(tǒng)綜合人工濕地、微生物及水生動物協(xié)同凈化等原理設(shè)計的生態(tài)修復(fù)系統(tǒng),可除去流如河中水體的營養(yǎng)鹽和有機物,從而達到構(gòu)建具有完整營養(yǎng)級結(jié)構(gòu)的水生動植物生態(tài)緩沖系統(tǒng)。
6.2生態(tài)護岸恢復(fù)
對河岸進行加固,防止河道淤積、侵蝕和下切,同時多孔護岸材料也為植物的生長提供了有利條件,為野生動物提供棲息地,保障自然環(huán)境和人居環(huán)境的和諧統(tǒng)一。透水的護岸保證了地表徑流與地下水之間的物質(zhì)、能量的交換,也保證了生態(tài)脆弱緩沖區(qū)的功能的加強。
6.3垃圾清理恢復(fù)
在制定林地垃圾管理辦法和組織機構(gòu)的基礎(chǔ)上,對緩沖區(qū)內(nèi)各段人為干擾區(qū)的各種垃圾進行清理,改善該區(qū)的林地衛(wèi)生環(huán)境,增強緩沖區(qū)多種修復(fù)功能,從而達到修復(fù)河流水環(huán)境的目的。
7.保障措施及時限
7.1制定退耕還林計劃
在已往對緩沖區(qū)耕地退耕還林成果的基礎(chǔ)上,逐年對緩沖區(qū)內(nèi)各段人為干擾區(qū)的耕地、地栽木耳擺放地進行規(guī)劃退耕還林,恢復(fù)緩沖區(qū)的固有自然生態(tài)功能,最大限度地減少緩沖區(qū)內(nèi)各段的人為干擾,還大小綏芬河水系整體優(yōu)良水環(huán)境。
7.2實施專業(yè)整治和監(jiān)督
按照“森林認證”的要求及現(xiàn)實形式,認真執(zhí)行《綏陽林業(yè)局施業(yè)區(qū)內(nèi)林地垃圾管理實施方案》和《綏陽林業(yè)局食用菌擺放地及廢料處理管理辦法》的通知要求,繪制緩沖區(qū)兩岸專項管理區(qū)劃示意圖,對緩沖區(qū)兩岸進行專項清理和整治,定期檢查監(jiān)督和總結(jié)。
關(guān)鍵詞:新農(nóng)村;垃圾廢棄地;景觀生態(tài)恢復(fù)
隨著新農(nóng)村社區(qū)建設(shè)的進行,人們的生活得到了很大改善,但是被人們忽略的垃圾處理問題越發(fā)嚴重,其對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定、新農(nóng)村健康的發(fā)展以及人們生活環(huán)境的改善有著重大阻力,逐步引起各界普遍關(guān)注。本論文中所提出的農(nóng)村生活垃圾的生態(tài)恢復(fù)與景觀設(shè)計,主要是通過適生植物的篩選找出一條適合農(nóng)村垃圾場的生態(tài)恢復(fù)之路,“希望通過覆土摻拌淤泥,沼氣回收等方式,建立一個良好的生態(tài)恢復(fù)體系,基本上解決垃圾場的二次污染這一狀況”。
1.國內(nèi)外的研究總結(jié)
1.1國外的研究總結(jié)
相對國內(nèi)來講,國外對垃圾場的關(guān)注和認知要更加提前,早在20世紀70年代,就有關(guān)垃圾滲透液污染地下水的研究。國外針對垃圾場的生態(tài)恢復(fù)主要分為幾個階段,早期主要是進行簡單的生態(tài)恢復(fù),篩選出適合垃圾場種植的植物,然后對垃圾場進行簡單的植物種植,品種要選擇根系發(fā)達、材質(zhì)堅韌、抗貧痔、抗有害氣體的植物,如香樟、大葉榕、合歡、大葉紫薇、垂柳、楊樹、廣玉蘭等。一些國家還種植了育苗基地,不僅改善環(huán)境,還具有一定的經(jīng)濟價值。為了防止?jié)B透液滲出,在垃圾填埋堆上都覆蓋了一種保護膜,然后在膜上覆蓋了一定的泥土層,這不僅形成了一個隔離層防止?jié)B透液的流出,而且泥土還可以防止保護膜被破壞。
1.2國內(nèi)研究總結(jié)
在垃圾場的生態(tài)恢復(fù)研究方面,國內(nèi)也做了一些實地研究,如中國環(huán)境科學(xué)研究院的高吉喜、沈英娃等。他們的研究結(jié)果表明:垃圾填埋場中的填埋物經(jīng)過長時間的填埋所產(chǎn)生的甲烷是抑制樹木生長的主要原因,通過覆土不僅改善土壤環(huán)境,為樹木提供必要的生存環(huán)境,而且還能阻擋甲烷的溢出。在對垃圾覆蓋堆體進行綠化時,要根據(jù)不同植物對環(huán)境的適應(yīng)性來選擇,盡量選擇本地和易生存的植物。經(jīng)過四季的更替,垃圾場的環(huán)境得到初步改善,這時可以嘗試種植觀賞性的植物,進行合理的植物配置,使垃圾場的生態(tài)環(huán)境一步一步走向理想的狀態(tài)。
綜上所述,針對垃圾填埋場的生態(tài)恢復(fù)等技術(shù)研究還沒有具體深入,大部分只是局限在適生植物的篩選,還沒有解決滲透液和甲烷等有害物質(zhì)對生態(tài)環(huán)境恢復(fù)所造成的困擾。
2.生態(tài)恢復(fù)
生態(tài)恢復(fù)指通過人工方法,按照自然規(guī)律,恢復(fù)天然的生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)恢復(fù)的含義遠遠超出以穩(wěn)定水土流失地域為目的種樹,也不僅僅是種植多樣的當?shù)刂参铮鷳B(tài)恢復(fù)是試圖重新創(chuàng)造,引導(dǎo)或加速自然演化過程,因此生態(tài)恢復(fù)的目標不是要種植盡可能多的物種,而是創(chuàng)造良好的條件,促進一個群落發(fā)展成為由當?shù)匚锓N組成的完整生態(tài)系統(tǒng),或者說目標是為當?shù)氐母鞣N動物提供相應(yīng)的棲息環(huán)境。
3.新農(nóng)村社區(qū)垃圾場現(xiàn)狀分析
近年來農(nóng)村的經(jīng)濟呈現(xiàn)出突飛猛進的發(fā)展,人口數(shù)量不斷增長,新社區(qū)不斷出現(xiàn),從而導(dǎo)致農(nóng)村垃圾不斷增加,村中沒有垃圾堆放地點,也沒有垃圾箱等基礎(chǔ)設(shè)施,村民都將垃圾隨便丟棄,讓其自然銷毀,導(dǎo)致村頭、河邊、路邊垃圾成堆,嚴重損毀村莊形象。垃圾問題使昔日的田園風(fēng)光被烏煙瘴氣的現(xiàn)狀代替,處理方式更是簡單粗放的“垃圾靠風(fēng)刮,污水靠蒸發(fā)”,垃圾的不當處理造成了土壤、水和大氣污染,使土壤的生態(tài)系統(tǒng)功能遭到破壞,使生物種群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,土壤生產(chǎn)力下降,環(huán)境越來越惡劣,從而影響了附近的食品安全和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。由此引發(fā)的各種問題和矛盾也紛至沓來:一是影響村容村貌;二是影響村民生活質(zhì)量的提高;三是不利于村民身心健康。
4.農(nóng)村垃圾場景觀生態(tài)設(shè)計
4.1垃圾場景觀生態(tài)設(shè)計原則
4.1.1減量原則除必要建筑景觀構(gòu)筑物。不規(guī)劃設(shè)計其它建筑類項目。園內(nèi)盡量減少對水、電及其它能源的使用,避免大的施工項目,場地內(nèi)植物配置中以草坪為主,使用易成活的鄉(xiāng)土樹種,待植物自身成長繁衍,可大大節(jié)約能源。人工干預(yù)下的植被恢復(fù)既是加速廢棄垃圾場達到理想景觀的有效手法之一,又是植物景觀的構(gòu)成基礎(chǔ),在景觀生態(tài)恢復(fù)中起著至關(guān)重要的作用。利用場地內(nèi)廢棄的材料,使用原有的植被、磚石、地形進行規(guī)劃設(shè)計,形成新的空能空間節(jié)點,一些廢棄的建筑改造為開放的休閑場所,廢棄的植物群落改造為田園嫻靜的小道,利用借景手法將周邊的村莊、樹林引入到設(shè)計中,從而節(jié)約大量的資源和資金的耗費。
4.1.2循環(huán)與再生結(jié)合?,F(xiàn)場條件進行土壤覆土及改良,通過植物再生和覆土重建場內(nèi)地下濕地系統(tǒng),促進場地內(nèi)良性循環(huán)的水系統(tǒng)。人工濕地將經(jīng)中水處理過的水進行凈化流人人工濕地塘床系統(tǒng),通過微生物的分解作用及水生植物的凈化功能達到國家水質(zhì)安全標準。其作用是成為多種生物的棲息地,亦對廣大游客進行了自然與生態(tài)保護教育。
4.2垃圾場景觀生態(tài)設(shè)計方式
4.2.1自然式。農(nóng)村景觀應(yīng)以尊重自然規(guī)律為先去完善景觀格局的完整性和連續(xù)性,根據(jù)垃圾場周圍環(huán)境調(diào)整和構(gòu)建景觀,形式上以自然起伏的地形和植物群落來營造自然式景觀。利用自然的自我修復(fù)能力,從而實現(xiàn)人與自然的和諧共處。
4.2.2鄉(xiāng)土化。對現(xiàn)場進行勘察調(diào)查不僅要了解場地的現(xiàn)狀,對于其周圍環(huán)境也要進行調(diào)查,在景觀規(guī)劃的過程中既符合場地的條件,也反映當?shù)氐木坝^特點。垃圾場內(nèi)植物配置選取抗旱、適應(yīng)性強的本地品種,讓其自然生長與周邊形成景觀帶。
4.2.3保護性。垃圾場起伏的現(xiàn)狀為造園提供了較好的基礎(chǔ),在建設(shè)過程中保護好現(xiàn)有的地形對其進行合理改造,節(jié)省投資資金。
4.2.4恢復(fù)性。在設(shè)計中運用種種科技手段來恢復(fù)已遭破壞的生態(tài)環(huán)境。
4.3垃圾場的生態(tài)恢復(fù)方法
4.3.1恢復(fù)?;謴?fù)frestoration)是將城市廢棄地生態(tài)系統(tǒng)從遠離初始狀態(tài)的方向推移回到初始狀態(tài)。對廢棄地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)現(xiàn)實中有很多的案例,杜伊斯堡公園細部的恢復(fù)就是一典型的案例,根據(jù)現(xiàn)場條件給植物充足的水分和養(yǎng)分,對場地進行土壤覆蓋,覆土厚度設(shè)計為1m,使場地庫容土方就地平衡。植被恢復(fù)的短期目標是控制水的流失以及土壤的侵蝕。
4.3.2重建。重建是人為對生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)有狀態(tài)進行改善,結(jié)果最終形成人們所期望的特點,而自然特色景觀減少。硬質(zhì)景觀為人造景觀的主要特點之一,以游憩、使用、觀賞為主要功能的場所內(nèi),以道路環(huán)境、活動場所、景觀設(shè)施等為主的景觀。植物配置選擇具有觀賞價值的植物,同時考慮四季變化,對植物進行定時修剪形成具有特色的綠色格局。
4.3.3改建或修復(fù)。改建或修復(fù)(rehahilition)是將恢復(fù)和重建措施有機結(jié)合起來,并使惡化狀態(tài)得到改造。
選用固定尺寸的鋼釬作為測試材料,進行矩陣式的排列。以行數(shù)和列數(shù)為統(tǒng)計。統(tǒng)計出鋼釬之間的距離。通常以2到3米為適宜。也可以根據(jù)實際地址情況來具體決定間隔長度。將這些鋼釬釘入監(jiān)測的坡面內(nèi),留出一定的長度,便于統(tǒng)計與編號。在施工或者汛期結(jié)束后,測量預(yù)留長度的剩余,計算對水土的侵蝕與具體影響為多少。這種方法是利用現(xiàn)代設(shè)備,以一定時間段為單位定期的進行監(jiān)測。實地調(diào)研,掌握一手數(shù)據(jù)??梢允褂脺y量儀器如(gps能夠?qū)崟r的測量出土地的立體信息同時進行制圖工作、測高儀、標尺等等)。
2水利工程水土流失檢測各個時期的工作
首先做好準備工作。準備監(jiān)測工具確定監(jiān)測組成員。對地理位置進行采樣。從地理信息、天氣信息、土壤特性等等各個方面進行統(tǒng)計。以便幫助中期和后期進行更好的工作。進入到監(jiān)測實施期,就要確定樣方,設(shè)定采集和監(jiān)測具體點。定期進行觀察。觀察水利工程的進展情況。在水利工程進展中是否有對水土進行大量破壞,造成大量水土流失的情況發(fā)生。設(shè)置水土保持預(yù)案。在水利工程進展后期以及水利工程結(jié)束后,要合理進行水土恢復(fù)工作。計算水土流失量,設(shè)置水土恢復(fù)方案。比如土回填、植被恢復(fù)造林、防止水土繼續(xù)流失等等。
3水土保持措施(以河道水土保持為例)
一是坡面滲蓄、工程攔蓄天上水,使地表淡水向土體深層轉(zhuǎn)化,并保持在地下。因高差形成的勢能,在無雨時節(jié),上游的地下水轉(zhuǎn)換為下游的地表水,維持河流用水量,保持河道常年不斷流,以補給地下水,增加水資源的可利用量,發(fā)揮以淡壓咸的作用。二是減少水庫、江河淤積,使水利工程延長壽命,增加效益,減輕防洪負擔(dān)。三是避免點源和非點源污染通過徑流匯入受納水體,減輕水體富營養(yǎng)化及其它形式的污染。這一切都有利于水資源的開發(fā)利用和水環(huán)境的保護,都建設(shè)景觀水利、營造親水空間的基礎(chǔ)。同樣,搞好水資源管理可以進一步增強水土保持措施的滲蓄、攔沙效益。缺少水資源管理,就會使陸地淡水在時間和空間分布上失衡,在生產(chǎn)、生活和生態(tài)用水分配上失調(diào);就會使水土保持和生態(tài)環(huán)境用水的數(shù)量和質(zhì)量難以得到保障,生態(tài)修復(fù)和濕地恢復(fù)難以實施;就會損害地表植被,使生態(tài)系統(tǒng)功能逐步退化,水土流失逐年加劇。沒有水土保持,水資源管理就會失去支撐,失去生機和活力。唯有建立在水土保持基礎(chǔ)之上的水資源管理才是健康的、穩(wěn)固的、可持續(xù)的。
4結(jié)束語
【關(guān)鍵詞】生態(tài)服務(wù);城市;濱河景觀;設(shè)計方法
【中圖分類號】TU718【文獻標識碼】A【文章編號】1674-3954(2011)02-0099-02
在人類創(chuàng)造和維持社會、文化、經(jīng)濟生活的過程中,自然環(huán)境提供了必不可少的環(huán)境資源條件。同時,提供了種類多樣的環(huán)境和資源方面的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(Ecosystem Service),這些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)即生態(tài)服務(wù)。這些人類從生態(tài)系統(tǒng)獲得的效益是由自然生物過程產(chǎn)生和維持的[1]。
在城市中,河流作為重要的自然資源和環(huán)境載體,不但有防洪排澇、供水灌溉、養(yǎng)殖航運等經(jīng)濟功能,還提供調(diào)節(jié)氣候、凈化環(huán)境、涵養(yǎng)水源、塑造景觀、保護生物多樣性等生態(tài)服務(wù)。城市濱河景觀環(huán)境反映了高密度的城市環(huán)境形態(tài),城市濱河生態(tài)環(huán)境被破壞的程度較高。
城市濱河景觀生態(tài)服務(wù)設(shè)計是城市濕地與文化、美學(xué)形式與生態(tài)功能的真正融合。能讓城市濱河地帶融入城市生活,能讓城市居民重新感知、體驗和關(guān)心濱河濕地的自然過程和設(shè)計過程[2]。
要達到城市濱河景觀恢復(fù)濱河生態(tài)系統(tǒng),并有效發(fā)揮其生態(tài)服務(wù)功效,我們可以通過生態(tài)恢復(fù)和生態(tài)設(shè)計的途徑來完成。
生態(tài)恢復(fù)是指重建受損生態(tài)系統(tǒng)受干擾前的結(jié)構(gòu)、功能以及相關(guān)的物理、化學(xué)、生物學(xué)特性的處理過程,包含以下幾個概念:修復(fù)(Rehabilitation)、改造(Reclamation)、重建(Re-creation)和恢復(fù)(Recovery)。通常用于受到人為干擾較為嚴重的濱河景觀;生態(tài)設(shè)計定義為任何與生態(tài)過程相協(xié)調(diào)的、盡量使其對環(huán)境的負面影響達到最小的設(shè)計形式。也可以理解為對環(huán)境最少干預(yù)的設(shè)計,對于生態(tài)狀態(tài)良好、未受到人為破壞的濱河景觀,這是生態(tài)設(shè)計師明智的選擇。
在我國大部分城市濱河景觀中,以景觀設(shè)計方式來恢復(fù)和營造城市濱河生態(tài)服務(wù)環(huán)境所要解決的首要問題是恢復(fù)被破壞和損毀的濱河濕地生態(tài)。再現(xiàn)擾前的實地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能,以及相關(guān)物理、化學(xué)、生物特性,發(fā)揮其應(yīng)有的生態(tài)服務(wù)功能?;謴?fù)被損毀濱河濕地生態(tài)的方法有很多種,按照生態(tài)恢復(fù)利用的技術(shù)方式,可分為物理工程方法、化學(xué)改善方法和生境營造方法。
一、物理工程方法
物理工程方法是以物理方式改造和利用場地內(nèi)的材料和資源,是使城市濱河景觀恢復(fù)提供生態(tài)服務(wù)的開端。
1、保留和再利用
在城市濱河景觀設(shè)計中,若場地原有的景觀條件可利用程度高,則接下來的濱河景觀建設(shè)可以將其整體保留,承襲場地內(nèi)改造前的景觀,包括所有地面、構(gòu)筑物、設(shè)備設(shè)施、道路網(wǎng)絡(luò)和功能分區(qū),僅僅對景觀中給環(huán)境帶來負面影響的部分進行生態(tài)恢復(fù);若場地內(nèi)原景觀條件不如人意,則可采取在景觀設(shè)計中保留原有的景觀中具有典型意義的片斷的方法,將其成為濱河景觀中的景觀標志。
美國科羅拉多州丹佛市中心南普拉特河綠化帶曾經(jīng)是城市的毒瘤和垃圾堆積場。在一系列改善工程中,垃圾填埋場用來展示景觀的歷史,重工業(yè)遺留下來的結(jié)構(gòu)和材料也融入到濱河景觀中,創(chuàng)造了一連串精彩的空間,吸引了大批游客前來參觀。
2、場地材料和資源的再生利用
在城市濱河景觀生態(tài)服務(wù)設(shè)計過程中盡可能使用再生原料制成的材料,這樣能最大限度的發(fā)揮材料的潛力[3],最大限度地減少對新材料的需要,也減少對生產(chǎn)材料所需的對能源的索取。
水資源的循環(huán)利用是當代景觀中生態(tài)設(shè)計手法的重要體現(xiàn)[4]。在城市濱河景觀中,設(shè)置雨水收集系統(tǒng),將收集的雨水作為景觀用水補充、提供綠地澆灌、道路清洗的方案可行度高。適用于城市濱河景觀帶的雨水凈化的途徑有:濕地植物吸收過濾、土壤過濾、滲透設(shè)施過濾等等。
在上海世博園后灘公園的設(shè)計中,雨水流經(jīng)梯田到達濕地,土壤和植物發(fā)揮了雨水過濾的作用。在建筑材料再利用方面,公園將場地遺留的碼頭改造成觀景平臺,場地拆除后遺留的磚塊被作為廣場的鋪裝。
二、化學(xué)改善方法
化學(xué)改善方法和物理工程法相結(jié)合,能將濱河土壤改良得更適合植物生長。其次,化學(xué)改善法能場地在生態(tài)恢復(fù)過程中增加新栽種植物的存活率和、快植物生根并增強植物的抗病能力。目前的化學(xué)改善方法包括土壤酸化、土壤堿化、去除土壤鹽分、去處土壤有毒成分、添加土壤的營養(yǎng)物質(zhì)等等。
在南普拉特河綠化帶設(shè)計中,處理污染的土地是整個設(shè)計的關(guān)鍵所在。清除污染嚴重的土壤表層,通過生物和化學(xué)物質(zhì)的作用逐漸解除深層的土壤污染。
三、生境營造方法
生境重新營造是目前景觀方面生態(tài)服務(wù)基礎(chǔ)建設(shè)利用比較廣泛的一種方法。在物理工程恢復(fù)方法處理過城市濱河景觀基地之后,重新營造出濕地生境,恢復(fù)土壤的肥力的生物的生產(chǎn)能力,建立穩(wěn)定的植被層,恢復(fù)基地生態(tài)系統(tǒng)平衡。
1、植物應(yīng)用
城市濱河景觀帶種類豐富的植物群落一方面能吸收和轉(zhuǎn)化空氣和水流中的有害物質(zhì),一方面能在降雨期涵養(yǎng)水源,能在干旱時像海綿一樣向河道釋放水,保持河道水位?;謴?fù)城市濱河景觀帶的植物群落是城市濱河景觀帶有效提供濱河生態(tài)服務(wù)的基礎(chǔ)手段。
在植物應(yīng)用方面,一般有兩種處理方式:
(1)保留場地內(nèi)已有的植被,特別是場地內(nèi)原生的、土生土長的當?shù)刂脖?。同時,也保留已經(jīng)適應(yīng)了受污染土壤,在這些土壤上形成的新的植物類別。
(2)新栽和補栽植物,根據(jù)城市濱河基地的具體狀況處理。在場地栽種本土樹種和鄉(xiāng)土植被,恢復(fù)濱河基地的植物生態(tài)景觀;在受污染的土壤之上,栽種適應(yīng)于污染土壤、能夠改善土壤環(huán)境的植被,形成新的、有特色的植物景觀。
韓國首爾的清溪川經(jīng)歷了由水源河道改造成排水暗河,再復(fù)原成城市河流的歷史,在清溪川景觀復(fù)原工程中,清溪川上覆蓋的道路、高架橋等結(jié)構(gòu)被拆除,濱河堤岸上了鋪設(shè)腐肥,并培養(yǎng)土壤中的微生物促進土壤恢復(fù),大大改善了處于危機中的濱河生態(tài)系統(tǒng)。堤岸補種了大量濱水植物,以植物的葉片和根系吸收和轉(zhuǎn)化空氣和土壤中的污染元素,并起到了為水岸固定沙土的作用,同時點綴風(fēng)景。
2、水體改善
對水體狀況的改善是形成優(yōu)美濱河景觀效果的關(guān)鍵方面,同時,也是濱河景觀能夠為人類提供濱河系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)的重要基礎(chǔ)。
改善水體水質(zhì):在城市濱河景觀的設(shè)計之中,一般以污水過濾、凈化、除富營養(yǎng)物、加氧等方式改善河流水質(zhì),使河流重新獲得生氣和活力。以上海世博園區(qū)的后灘公園中的內(nèi)河為例,濕地景觀建設(shè)了濾網(wǎng)、礫石以去除江水中的漂浮物,以水池沉淀泥沙,通過各種濕地植物的生物凈化過程吸收富余營養(yǎng)、凈化河水中的重金屬和病原體,在水體中增設(shè)曝氣增氧設(shè)施,提高水體含氧量,保持水體質(zhì)量[5]。
3、場地現(xiàn)狀自然生態(tài)環(huán)境的保護和利用
保護場地內(nèi)的生物多樣性。生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)功能得以維持的基礎(chǔ),而生態(tài)系統(tǒng)功能是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基礎(chǔ)。維護場地內(nèi)的生物多樣性對于場地在日后能高效發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有重要意義。
城市濱河濕地處于水陸過渡地帶,邊緣效應(yīng)明顯,環(huán)境異質(zhì)性高,生境復(fù)雜多樣。濕地到陸地自然生態(tài)系統(tǒng)過度的生態(tài)梯度變化明顯,物種多樣性高[6]。其生境特點能夠適應(yīng)水生、濕生和陸域生物的生存,有沉水植物群落―浮水植物群落-挺水植物群落-濕生植物群落-陸生植物群落的群落物種演替系列[7],還有多種微生物、動物及其群落構(gòu)成復(fù)雜的生態(tài)物種結(jié)構(gòu)。保留當?shù)貏又参锏臈⒌?,保護和利用場地內(nèi)現(xiàn)有的自然生態(tài)空間成了保護生物多樣性工作的一個重要手段。
美國的查爾斯頓濱水基地(The Charleston Waterfront site)充斥著過去的工業(yè)建筑和停車場。查爾斯頓濱水公園項目利用存余的自然基底,將這塊棕色地帶重建為自然野生動物的棲息地和綠地景觀,減少地表徑流,改善了水質(zhì)。
四、結(jié)語:
當前,我國城市濱河景觀的建設(shè)尚在初級階段,由于城市濱河生態(tài)系統(tǒng)具有提供重要的生態(tài)服務(wù)的特性,根據(jù)基地特點,選擇科學(xué)合理的設(shè)計方法往往是設(shè)計項目最終獲得成功的關(guān)鍵。在營造出優(yōu)美的城市濱河景觀的同時,使城市濱河生態(tài)系統(tǒng)運營過程發(fā)揮最大的生態(tài)服務(wù)功效。
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關(guān)鍵詞:人工濕地生態(tài)浮床地表水體 凈化
中圖分類號:S342.2 文獻標識碼:A
1.研究目的與意義
目前,我國水資源十分短缺,全國很多城市都有水資源不足的現(xiàn)象。不僅如此,隨著城市化進程的加快,水環(huán)境惡化,包括人造湖泊、水庫、水體景觀等等,因而造成人們對水體景觀要求提高和水環(huán)境惡化的雙重矛盾。而我國90%以上的公園水體都遭到不同程度的污染,化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、總氮(TN)、總磷(TP)和非離子氨等指標,大多超過國家地面水環(huán)境質(zhì)量Ⅳ類標準[1]。根據(jù)環(huán)境保護部的最新《中國環(huán)境狀況公報》[2]:中國26個國家重點湖泊(水庫)中,滿足II類水質(zhì)的1個;占3.9%; III類的5個;占19.2%; IV類的6個,占23.1%;V類的5個,占19.2%;劣V類的9個,占34.6%。主要污染指標為總氮和總憐。營養(yǎng)狀態(tài)為重度富營養(yǎng)化的1個,占3.8%;中度富營養(yǎng)化的2個,占7.7%;輕度富營養(yǎng)化的8個,占30.8%;其他均為中營養(yǎng)化,占57.7%。湖泊作為城市景觀的重要一部分,由于其美觀和靈動性的特點被廣泛應(yīng)用于城市環(huán)境建設(shè)中,但是由于其長期發(fā)展過程中污染物的無序排放,導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化、重金屬及有機污染十分嚴重,因此治理迫在眉睫。
隨著生態(tài)化城市建設(shè)的發(fā)展,景觀水體建設(shè)的重要性日趨顯著,因為它具有重要的生態(tài)功能、美學(xué)價值和經(jīng)濟意義。但是城市景觀水體又多為近于封閉的靜止或緩流水體,具有水域面積小、易受污染、水體自凈能力低等特點,加上外源污染物的注入,使得水中氮、磷營養(yǎng)元素積累,溫度高時易造成水體富營養(yǎng)化[3],景觀水體喪失了其原有的功能與價值。近年來,我國各地正大力開展對城市景觀水體的建設(shè)和改善工作,如北京的溫榆河、南京的玄武湖、西安的曲江池遺址公園等。但由于許多景觀水體水質(zhì)保障措施針對性不強、規(guī)劃管理不到位以及缺少清潔水源等原因,導(dǎo)致其水質(zhì)難以維持,景觀效果喪失。
為了有效處理水環(huán)境污染,提高人造水體可視度,建立具有水質(zhì)處理、美化環(huán)境的人造水體景觀水質(zhì)處理系統(tǒng),以達到改善水質(zhì)、增加環(huán)境美感的雙重目的。本研究試圖通過將人工濕地原理、生態(tài)浮床技術(shù)相結(jié)合,建造人造景觀水質(zhì)處理系統(tǒng),為建設(shè)生態(tài)城市做出貢獻。
2.研究內(nèi)容與方法
2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1.1本研究所設(shè)計的生態(tài)浮床主要組成分為三個部分:
(1)床體(載體):選用具有足夠水面空間的主體PVC 支架系統(tǒng)、中空塑料圓柱體浮力系統(tǒng),其具有很強的抗氧化能力和質(zhì)輕、廉價、易得等優(yōu)點。
(2)植物:為充分發(fā)揮植物對水質(zhì)的處理作用,更好地構(gòu)造自循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng),選用三類植物:沉水植物,挺水植物和浮水植物。
(3)污泥:能夠有效去除氮磷的鋁污泥顆粒。
2.1.2本文所研究的重點在于將這三者有機結(jié)合,構(gòu)造類似于人工濕地生態(tài)系統(tǒng)的“植物與污泥共生自循環(huán)體系”,從而達到高效、長久凈化景觀水體的目的。按照空間結(jié)構(gòu),本作品分3個層次:
(1)平面景觀水體處理裝置:利用具有吸收水體中氮素的水生植物或陸生可水養(yǎng)植物和具有吸磷作用的鋁污泥,通過科學(xué)配置,制作漂浮式水面生態(tài)浮床系統(tǒng),在美化單一景觀水體的同時處理水體N、P富營養(yǎng)化問題。
(2)雙層景觀水體處理裝置:在平面景觀水體處理裝置的基礎(chǔ)上,增加水下浮床,并栽種沉水植物,使之能夠處理深層水,增強水質(zhì)處理效果。
(3)立體景觀水體處理裝置:由浮床裝置、植物系統(tǒng)(水生和陸生水養(yǎng)植物等)、鋁污泥系統(tǒng)和動力裝置構(gòu)成。浮床裝置由水面浮床結(jié)構(gòu)、水下浮床結(jié)構(gòu)以及立體浮床結(jié)構(gòu)組合而成,呈水下、水面、水上三層結(jié)構(gòu)。三層結(jié)構(gòu)內(nèi)栽種不同種類植物并配以不同比例鋁污泥,以實現(xiàn)處理水質(zhì)最優(yōu)化。通過動力循環(huán)系統(tǒng),使水流動并在裝置與水體之間循環(huán),營造具有吸附、吸收、過濾、降解功能的立體景觀水體污染處理系統(tǒng),達到去除水體中污染物的目的。
(4)曝氣浮床:通過增加太陽能曝氣裝置為水體充氧,促進水體循環(huán)。曝氣不僅使池內(nèi)液體與空氣接觸充氧,而且由于攪動液體,加速了空氣中氧向液體中轉(zhuǎn)移,從而完成充氧的目的;此外,曝氣還有防止池內(nèi)懸浮體下沉,加強池內(nèi)有機物與微生物與溶解氧接觸的目的,從而保證池內(nèi)微生物在有充足溶解氧的條件下,對污水中有機物的氧化分解作用。 增加了此種裝置的浮床即為曝氣浮床。
3.參考文獻
[1] 郭韋,王昱,王昊等.城市水污染現(xiàn)狀和國內(nèi)外水生態(tài)修復(fù)方法研究現(xiàn)狀[J]水科學(xué)與工程技術(shù),2010,2:57-58.