生態(tài)恢復(fù)工程ppt課件

1、第七章 生態(tài)恢復(fù)工程,第一節(jié) 生態(tài)恢復(fù)的基本概念 第二節(jié) 受損水體的生態(tài)恢復(fù) 第三節(jié) 濕地的生態(tài)恢復(fù) 第四節(jié) 荒蕪?fù)恋氐纳鷳B(tài)恢復(fù)與重建,第一節(jié) 生態(tài)恢復(fù)的基本概念,生態(tài)恢復(fù)：是修復(fù)被人類損害的原生生態(tài)系統(tǒng)的多樣性及動(dòng)態(tài)的過程,生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo),地表基底穩(wěn)定性的恢復(fù) 提高退化土地的生產(chǎn)力 在被保護(hù)的景觀內(nèi)去除干擾以加強(qiáng)保護(hù)，減少和控制環(huán)境污染 對現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行合理利用和保護(hù)，維持其服務(wù)功能，增加視覺和美學(xué)享受,生態(tài)恢復(fù)的原則,生態(tài)恢復(fù)與重建的原則,自然法則,社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)原則,美學(xué)原則,地理學(xué)原則,生態(tài)學(xué)原則,系統(tǒng)學(xué)原則,退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建技術(shù)體系,生態(tài)恢復(fù)實(shí)施方法,物種框架方法： 是指建

2、立一個(gè)或一群物種，作為恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的基本框架。這些物種通常是植物群落中生態(tài)恢復(fù)的演替早期階段（或稱先鋒）物種或演替中期階段物種。 最大多樣性方法： 是盡可能地按照該生態(tài)系統(tǒng)退化以前的物種組成及多樣性水平種植物種進(jìn)行恢復(fù)，需要大量種植演替成熟階段的物種，先鋒物種被忽略,五是具有生物間的相互作用,生態(tài)恢復(fù)的標(biāo)準(zhǔn),一是可持續(xù)性：可自然更新,二是不可入侵性：像自然群落一樣能抵制入侵,三是生產(chǎn)力：與自然群落一樣高,四是營養(yǎng)保持力：生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán),第二節(jié) 受損水體的生態(tài)恢復(fù)工程,對內(nèi)陸水體、湖泊的影響 湖泊富營養(yǎng)化問題突出 水域環(huán)境退化對生物的影響,1. 人類活動(dòng)對水域生態(tài)系統(tǒng)的影響,1） 與現(xiàn)有濕地與

3、湖泊生態(tài)系統(tǒng)的保存與保持,2. 水域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的生態(tài)指導(dǎo)原則,2） 恢復(fù)生態(tài)完整性,3） 恢復(fù)或修復(fù)原有的結(jié)構(gòu)和功能,4） 兼顧流域內(nèi)的生態(tài)景觀工程與修復(fù),5） 生態(tài)恢復(fù)要制定明確可行的適度目標(biāo),6） 自然調(diào)整與生態(tài)工程技術(shù)相結(jié)合,3. 富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)恢復(fù)技術(shù),在營養(yǎng)鹽輸入量一定的情況下，水動(dòng)力要素是影響湖泊水質(zhì)的第一要素。 良好的水體交換能降低水體在湖泊的滯留時(shí)間，提高周轉(zhuǎn)速率，從而輸出水體中的營養(yǎng)鹽。 水體交換緩慢，則會(huì)造成水體養(yǎng)分量不斷上升或者隨泥沙在忽地大量沉積。 因此，可以采用工程手段改善湖泊水體交換能力,1） 改變水動(dòng)力要素，改善水體交換,引水入滇可以加大滇池水體的交換量，提

4、高湖水流速，增加水力的沖刷率，便于湖水中營養(yǎng)物質(zhì)的輸出。從國內(nèi)一些湖泊的引水經(jīng)驗(yàn)來看，從外流域引水對降低湖泊的富營養(yǎng)化水平有較好的效果，但在實(shí)際操作過程中要注意合理控制水位，防止破壞湖內(nèi)挺水植物和湖濱草本植物的生長繁殖,案例：引水入滇工程,湖泊底泥中積累了大量的營養(yǎng)物質(zhì)，受污染底泥對營養(yǎng)鹽和其他污染物的富集作用更加明顯。當(dāng)湖泊底層氧化還原反應(yīng)發(fā)生變化時(shí)，底泥中的營養(yǎng)物質(zhì)和污染物質(zhì)會(huì)重新釋放加入水體，成為水體富營養(yǎng)化的主要營養(yǎng)源。即使外源營養(yǎng)物被完全切斷后，底泥釋放的營養(yǎng)物質(zhì)仍能支持大規(guī)模的藻類水華。 生態(tài)清淤：清除湖泊的污染底泥，為水生生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)創(chuàng)造條件,2） 底泥生態(tài)疏浚,底泥生態(tài)疏浚的

5、主要特點(diǎn),1、最大可能的清除底泥中的污染物。在重污染底泥沉積層采用工程措施，最大限度的將儲(chǔ)積在該層中的污染營養(yǎng)物質(zhì)移出湖體以外，改善水生態(tài)循環(huán)，以遏制湖泊穩(wěn)定性的退化。 2、注重生物多樣性和物種保護(hù)。以不破壞水生植物和底棲生物的自我修復(fù)繁衍為前提，注重物種基因庫的保護(hù)，因此生態(tài)疏浚是局部性清淤。是否遵從自然生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)、動(dòng)態(tài)基本規(guī)律，是生態(tài)疏浚工程成敗的關(guān)鍵之一。 3、疏浚后基底要為后續(xù)生物技術(shù)介入創(chuàng)造有利條件。疏浚要依從基底修復(fù)工程的技術(shù)要求（基底高程，平整度、坡度等）為生物修復(fù)技術(shù)介入創(chuàng)造良好的基底水環(huán)境和生境條件。 4、薄層精確疏浚。自上世紀(jì)80年代以來的近代污染物質(zhì)主要沉積在淤泥表層0

6、2040cm左右。生態(tài)疏浚要求：一是科學(xué)謹(jǐn)慎確定疏浚厚度，只需清除重污染泥層；二是要求較高的疏浚精度，既要清除重污染層的底泥，又不超疏或漏疏，一般控制精度要求為10cm。 5、疏浚工藝環(huán)?？刂埔蟾?。底泥生態(tài)疏浚是水環(huán)境治理的要求，同時(shí)生態(tài)疏浚工程對環(huán)保也提出了較高的控制標(biāo)準(zhǔn)，防止施工期二次污染（疏浚船的掘頭工作面、泥漿輸送排泥場安全處置和余水達(dá)標(biāo)排放,水生植物群落對于維持湖體的水質(zhì)功能起到舉足輕重的作用。 水生植物通過對營養(yǎng)物質(zhì)吸收、植物葉冠遮光以及根區(qū)分泌物質(zhì)殺傷藻類等途徑，可以控制藻類迅速繁殖，從而達(dá)到治理水體富營養(yǎng)化的目的,3） 沉水植被恢復(fù),狐尾藻,輪葉黑藻,小茨藻,漂浮植物有較強(qiáng)的

7、過濾和吸收作用，吸附污染物、懸浮物的作用，同時(shí)還是水中生物棲息、繁殖的場所，能夠提供各種水生動(dòng)物的食物,4） 漂浮植物恢復(fù),水葫蘆在生長過程中需要大量的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，并對重金屬離子、農(nóng)藥和其他人工合成化合物等有極強(qiáng)的富集能力；同時(shí)水葫蘆發(fā)達(dá)的根系說分泌出的物質(zhì)，可有效降解毒殺酚、滅蚊靈、氰等多種有機(jī)毒物，水葫蘆的吸污能力是水草中最強(qiáng)的,底棲生物是水生生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，是水生野生動(dòng)物以及重要水產(chǎn)生物的優(yōu)質(zhì)餌料，在湖泊生產(chǎn)力、水生系統(tǒng)和底棲系統(tǒng)耦合、水體能量流通以及水體食物網(wǎng)中均起到重要作用。（濾食性底棲動(dòng)物對水體的凈化作用。） 水生動(dòng)物的多樣性，是它們在水中相互依存，與水生植物相互依賴

8、、相互作用，形成生態(tài)平衡，同時(shí)不斷消解水體中的有機(jī)質(zhì)，使水質(zhì)得以凈化,5）水生動(dòng)物生態(tài)恢復(fù),恢復(fù)水生動(dòng)物的途徑：在水中因地制宜地投放一些魚蟲、紅蚯蚓等水中微生物和河蚌、黃硯、螺螄等底棲動(dòng)物并促使其生長繁殖；同時(shí)，放養(yǎng)河鯽魚、旁皮魚、穿條魚等野生魚類，逐步建設(shè)和修補(bǔ)水中生物鏈，形成生物多樣性。 生物操縱治理湖泊富營養(yǎng)化：利用濾食性魚類（鰱魚、鳙魚）調(diào)控湖泊中食物鏈的關(guān)系，降低藻類現(xiàn)有量，在通過成魚捕撈，取走水體中的營養(yǎng)物質(zhì)，從而達(dá)到減輕湖泊污染負(fù)荷，改善水質(zhì)的目的,岸線緩沖帶是保護(hù)湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康的最后一道防線： 阻止水體的波浪和洪水對岸線的侵襲； 在徑流進(jìn)入湖泊以前過濾其中的多種有害物質(zhì)，包括

9、化肥和除草劑等； 提供水生昆蟲、微生物、魚類和其他動(dòng)物的棲息地，從而維持生態(tài)系統(tǒng)平衡,6）植物緩沖帶建設(shè),國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（計(jì)劃）， “十五”重大專項(xiàng)“太湖水污染控制與水體修復(fù)技術(shù)及工程示范項(xiàng)目”其中第一子課題太湖水源地水質(zhì)改善技術(shù)由中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所主持，秦伯強(qiáng)研究員為首席科學(xué)家，經(jīng)費(fèi)四千五百萬，研究期限為三年,案例1： 太湖梅梁灣水源地水質(zhì)改善技術(shù),問題的提出,湖泊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,功能出現(xiàn)退化, 藍(lán)藻水華頻繁暴發(fā),水質(zhì)性缺水日趨嚴(yán)重,并造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。 富營養(yǎng)化湖泊的治理,通常采取三部曲的戰(zhàn)略：控制污染源(包括外源與內(nèi)源)、控制水華和恢復(fù)生態(tài)、實(shí)施流域管理。 隨著

10、工程的結(jié)束,特別是改善基礎(chǔ)環(huán)境的軟圍隔的撤除,剛剛建立起來的以高等水生植物為優(yōu)勢的生態(tài)系統(tǒng)立刻崩潰,我國第三大淡水湖，湖面2000多平方公里,湖泊生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定了其功能,藻型”生態(tài)系統(tǒng) 例如：梅梁灣,草型”生態(tài)系統(tǒng) 例如：西太湖,生產(chǎn)力高 （富營養(yǎng)化,水體清澈、透明度高 (貧營養(yǎng),水產(chǎn)養(yǎng)殖,飲用水水源湖泊 或景觀湖泊,外部環(huán) 境脅迫,影響湖泊水生植物恢復(fù)和草型生態(tài)系統(tǒng)培植的因素,1. 營養(yǎng)鹽負(fù)荷對水生植物生長和草型生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的影響 高營養(yǎng)鹽負(fù)荷將導(dǎo)致高附著生物的生物量和生產(chǎn)力,并遏制沉水植物的生長。 在湖泊生態(tài)恢復(fù)中,只有當(dāng)營養(yǎng)鹽下降到一定程度,藻型生態(tài)系統(tǒng)也會(huì)變得很不穩(wěn)定,而當(dāng)外部環(huán)境

11、發(fā)生改變時(shí),草型生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)取代原先的藻型生態(tài)系統(tǒng),2.風(fēng)浪對水生植物恢復(fù)與湖泊生態(tài)修復(fù)的影響分析 強(qiáng)烈的風(fēng)浪會(huì)使水生植物根莖折斷,嚴(yán)重的甚至?xí)B根拔起。小的風(fēng)浪卻有助于水生植物的生長。 如果是在開闊水域?qū)嵤┧参锘謴?fù),必須首先削弱強(qiáng)風(fēng)浪可能對水生植物造成的機(jī)械損傷,同時(shí)保持適度的風(fēng)浪擾動(dòng),有助于水生植物去掉其附著生物,有利于更好地進(jìn)行光合作用,3.光照對水生植物生長和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的影響 水下光照條件也是影響水生植物(主要是沉水植物)生長的主要因素之一。 在許多水域,就光照條件而言,都有可能恢復(fù)水生植物。但是,實(shí)際上由于淺水湖泊中懸浮物濃度較高,因此透明度很低,加上風(fēng)浪的影響,恢復(fù)水生植物仍

12、然很困難。 提高水體透明度以解決水下光照不足問題,既可以通過消浪措施來降低水體懸浮物濃度的辦法,也可以通過降低湖水位,即降低水深來為水生植物生長創(chuàng)造有利的光照條件,4.魚的牧食對水生植物恢復(fù)的影響 魚的牧食主要影響沉水植物的生長或消亡,從而成為生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的一個(gè)誘導(dǎo)因素。 國際上也有許多小型的富營養(yǎng)化湖泊或水體,通過魚類種群結(jié)構(gòu)的調(diào)整,減少草食性魚類,增加食肉性魚類,減輕魚類對水草的直接牧食,同時(shí),減少小型魚類以減輕浮游動(dòng)物的捕食壓力和增加對浮游植物的捕食,提高水體透明度,從而達(dá)到恢復(fù)水生植物和凈化水質(zhì)的作用,5.其他可能影響水生植物生長和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的因素 沉積物的理化性狀對于水生植物恢復(fù)也

13、有很大的影響。 有些營養(yǎng)鹽形態(tài)對水生植物也有影響,示范區(qū)的位置與基礎(chǔ)環(huán)境狀況,示范區(qū)的實(shí)際情況可以概括為風(fēng)浪較大(特別是夏季偏南風(fēng)的情況下)、藍(lán)藻水華堆積嚴(yán)重、水較深而透明度較低、水質(zhì)是類或劣類,特別是北部水質(zhì)更差,這對實(shí)現(xiàn)改善水質(zhì)的目標(biāo)是非常不利的。 針對示范區(qū)的環(huán)境條件，本研究提出了消除風(fēng)浪、除藻和控藻、降低懸浮物濃度，再輔以水生植被(主要是浮葉植物和漂浮植物)恢復(fù)、附著生物富集等一系列措施，以達(dá)到凈化水質(zhì)之目標(biāo),太湖863項(xiàng)目的總平面圖2.87平方公里的太湖西五里湖 太湖梅梁灣：最外面是藻類富集區(qū)，然后依次有生態(tài)控藻區(qū)和生態(tài)凈化區(qū)，最里側(cè)則是離取水口最近的強(qiáng)化凈水區(qū),圍隔擋藻,用于擋藻的

14、圍隔由PVC材料制成 圍隔圍繞牽龍口水廠取水口，2道圍隔把小范區(qū)分為里外2個(gè)水域，外水域?yàn)樯鷳B(tài)凈化區(qū)，內(nèi)水域?yàn)閺?qiáng)化凈化區(qū). 強(qiáng)化凈化區(qū)的而積為2.1km2。這個(gè)設(shè)計(jì)是按照生態(tài)凈化一般需要的水力停留時(shí)間和牽龍口水廠日取水量來確定的. 生態(tài)凈化區(qū)而積約7km2,消浪和降低懸浮物濃度,用放水泥排樁和投放竹排2種方式進(jìn)行消浪工程. 水泥樁截面的邊長30cm,高度介于6-8m，按照一定的間隔交錯(cuò)布設(shè).水泥樁布設(shè)在內(nèi)圈圍隔的外沿，可以確保2.1km2的強(qiáng)化凈化區(qū)不受大風(fēng)浪、特別是強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的襲擊. 竹排消浪布設(shè)在強(qiáng)化凈化區(qū)的內(nèi)部，以防止風(fēng)浪再起,生態(tài)凈化區(qū)控藻,濾食性魚控藻：投放鰱鳙魚類，鰱魚與鳙魚放養(yǎng)比例為

15、6:1。通過魚產(chǎn)量估算每年夏季6-9月對水體藻類的攝食量以及魚體富積藻毒素導(dǎo)致圍網(wǎng)內(nèi)外水體藻毒素含量的下降幅度. 在2道圍隔中間的生態(tài)凈化區(qū)，緊接魚控藻區(qū)域約1.06km2的水域內(nèi)實(shí)施了掛蚌工程，即用漁網(wǎng)兜掛在水中.掛蚌密度和高度及每個(gè)網(wǎng)兜的數(shù)量經(jīng)過比對試驗(yàn)來確定;蚌的種類是通過本地調(diào)查后篩選的2土著蚌,水生植物的恢復(fù),漂浮植物恢復(fù)：一是用漁網(wǎng)覆蓋方式進(jìn)行種植，解決了漂浮植物容易飄散的問題; 二是利用消浪竹排作為固定載體種植漂浮植物，即使在風(fēng)浪較大的開闊水域也能種植，從而解決了風(fēng)浪影響的問題. 浮葉植物恢復(fù)：主要有菱和荇菜. 沉水植物恢復(fù)：本試驗(yàn)中選擇馬來眼子菜、苦草、微齒眼子菜、狐尾藻、金魚

16、藻、范草等.沉水植物的群落構(gòu)建主要依據(jù)生態(tài)位、群落演替等理論和小范區(qū)的環(huán)境條件，從群落的空間和時(shí)間格局進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化. 挺水植物：在小范區(qū)完成了14個(gè)水下攔沙埂工程，以及相應(yīng)的蘆葦種植。 附著生物：在小范區(qū)廣泛布設(shè)了許多漁網(wǎng).漁網(wǎng)的下端是石壟，可以固定水上界而上的浮泥.而漁網(wǎng)上附著許多原生動(dòng)物、附著藻類微生物等,修復(fù)結(jié)果,案例2：美國基西米河生態(tài)恢復(fù)工程,美國基西米河(Kissimmee)位于佛羅里州中部，由基西米湖流出，向南注入美國第二大淡水湖奧基喬比湖，全長166km，流域面積7800平方千米流域內(nèi)包括有26個(gè)湖泊；河流洪泛區(qū)長90km，寬1.5-3km，還有20個(gè)支流沼澤，流域內(nèi)濕地面積

17、18000公頃,為促進(jìn)佛羅里達(dá)州農(nóng)業(yè)的發(fā)展，1962年到1971年期間對在基西米河流上興建了一批水利工程這些工程的目的：一是通過興建泄洪新河及構(gòu)筑堤防提高流域的防洪能力；二是通過排水工程開發(fā)耕地這樣，直線型的人工運(yùn)河取代了原來109km具有蜿蜒性的自然河道連續(xù)的基西米河就被分割為若干非連續(xù)的階梯水庫，同時(shí)，農(nóng)田面積的擴(kuò)大造成濕地面積的縮小,1)自然河流的渠道化使生境單調(diào)化,2)水流側(cè)向聯(lián)通性受到阻隔,3)溶解氧模式變化造成生物退化,4)改變了原來脈沖式的自然水文周期變化,5)原有河道的退化,水利工程對生態(tài)系統(tǒng)的脅迫,河流恢復(fù)工程概況,基西米河被渠道化建成以后引起的河流生態(tài)系統(tǒng)退化的現(xiàn)象引起了社

18、會(huì)的普遍關(guān)注。自1976年開始對于重建河道生物棲息地進(jìn)行了規(guī)劃和評估，經(jīng)過7年的研究工作，提出了基西米河的被渠道化的河道的恢復(fù)工程規(guī)劃報(bào)告，并經(jīng)佛羅里達(dá)州議會(huì)作為法案審查批準(zhǔn)。規(guī)劃提出的工程任務(wù)是重建自然河道和恢復(fù)自然水文過程，將恢復(fù)包括寬葉林沼澤地、草地和濕地等多種生物棲息地，最終目的是恢復(fù)洪泛平原的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。為進(jìn)行工程準(zhǔn)備1983年州政府征購了河流洪泛平原的大部分私人土地,河流恢復(fù)主要工程項(xiàng)目,1984-1989年開展的試驗(yàn)工程位于水庫B，為一條長195米渠道化運(yùn)河重點(diǎn)工程是在人工運(yùn)河中建設(shè)座鋼板樁堰，將運(yùn)河攔腰截?cái)啵仁顾髦匦铝魅朐匀缓拥朗痉豆こ踢€包括重建水流季節(jié)性波動(dòng)變化，以及

19、重建洪泛平原的排水系統(tǒng)同時(shí)還布置了生物監(jiān)測系統(tǒng)，評估恢復(fù)工程對于生物資源的影響,試驗(yàn)工程,第一期工程,重建類似于歷史的水文條件，擴(kuò)大蓄滯洪區(qū)，減輕洪水災(zāi)害。這些新開挖的河道完全復(fù)制原有河道的形態(tài)，包括長度、斷面面積、斷面形狀、縱坡降、河灣數(shù)目、河灣半徑、自然坡度控制以及河岸形狀建設(shè)中又加強(qiáng)了干流與洪泛區(qū)的聯(lián)通性。為魚類和野生動(dòng)物提供了豐富的棲息地。2001年6月恢復(fù)了河流的聯(lián)通性，隨著自然河流的恢復(fù)，水流在干旱季節(jié)流人彎曲的主河道，在多雨季節(jié)則溢流進(jìn)入洪泛區(qū)恢復(fù)的河流將季節(jié)性地淹沒洪泛區(qū)，恢復(fù)了基西米河濕地。這些措施已引起河道洪泛區(qū)棲息地物理、化學(xué)和生物的重大變化，提高了溶解氧水平，改善了魚類

20、生存條件,在21世紀(jì)前10年進(jìn)行更大規(guī)模的生態(tài)工程，重新開挖14.4km的河道和恢復(fù)300多種野生生物的棲息地?；?0360hm2的洪泛區(qū)和沼澤地，過濾營養(yǎng)物質(zhì)，為奧基喬比湖和下游河口及沼澤地生態(tài)系統(tǒng)提供優(yōu)良水質(zhì),第二期工程,在工程的預(yù)備階段，就布置了完整的生物監(jiān)測系統(tǒng)在收集大量監(jiān)測資料的基礎(chǔ)上，對于生態(tài)恢復(fù)工程的成效進(jìn)行評估，目的是判斷達(dá)到期望目標(biāo)的程度該項(xiàng)工程制定了評估的定量標(biāo)準(zhǔn),河流走廊生態(tài)恢復(fù)監(jiān)測與評估,第三節(jié) 濕地的生態(tài)恢復(fù),濕地指不問其為天然或人工、常久或暫時(shí)性的沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶，帶有或靜止或流動(dòng)、或?yàn)榈胂趟蛳趟w，包括低潮時(shí)水深不超過六米的水域。 國際濕地

21、公約,1. 濕地的概念以及分類,美國： 美國魚類和野生生物保護(hù)機(jī)構(gòu)于1979年在“美國的濕地深水棲息地的分類”一文中，重新給濕地作定義為：“陸地和水域的交匯處，水位接近或處于地表面，或有淺層積水，至少有一至幾個(gè)以下特征： (1)至少周期性地以水生植物為植物優(yōu)勢種； (2)底層土主要是濕土； (3)在每年的生長季節(jié)，底層有時(shí)被水淹沒,中國： 天然或人工、長久或暫時(shí)性沼澤地、濕原、泥炭地或水深不超過6米的海域,1）濕地的水資源功能 直接利用的水資源 作為集水區(qū)內(nèi)地勢較低的另一塊濕地的水源 補(bǔ)充地下水 （2）濕地抵御天然災(zāi)害的功能 洪水控制 防止鹽水入侵 防風(fēng)護(hù)堤 （3）地球之腎 滯留降解污染物 吸

22、納多余營養(yǎng)物 濕地的碳庫功能,2. 濕地的功能,4）濕地的生物多樣性保護(hù)功能 生物多樣性保護(hù) 基因保存庫 （5）濕地的天然產(chǎn)品 直接來源于濕地 間接來源于濕地 （6）濕地的社會(huì)功能,高生產(chǎn)力 多樣性 過渡性 脆弱性,3. 濕地生態(tài)系統(tǒng)的特征,1）濕地面積銳減 （2）生物多樣性受損 （3）污染加劇 （4）水資源過度開采,4. 濕地存在的環(huán)境問題,1）濕地恢復(fù)與重建的目標(biāo),5. 濕地的恢復(fù)與重建,2）濕地恢復(fù)與重建的設(shè)計(jì)模式,3）濕地恢復(fù)與重建的設(shè)計(jì)策略,4）濕地恢復(fù)與重建的設(shè)計(jì)程序,5）濕地恢復(fù)與重建的關(guān)鍵技術(shù),河流濕地的生態(tài)恢復(fù)與重建措施： 污染總量控制 植物修復(fù)：通過植物的生理功能，揮發(fā)、穩(wěn)

23、定水中的重金屬污染物，或降解污染物中的重金屬毒性，以達(dá)到清除污染、凈化水質(zhì)的技術(shù),6）濕地恢復(fù)與重建的具體措施,遏藍(lán)菜： 富集重金屬Zn（33600ppm） 和Cd（1140ppm,東南景天： 我國第一種Zn 超富集植物 （5000ppm,蜈蚣草： 第一種在我國發(fā)現(xiàn)的As超富集植物葉片含砷量高達(dá),寶山堇菜： Cd的超富集植物 （1168ppm,湖泊濕地的生態(tài)恢復(fù)與重建措施,鹽堿濕地的生態(tài)恢復(fù)與重建措施,海岸濕地的生態(tài)恢復(fù)與重建措施,案例1：美國 Hackensack濕地保護(hù)區(qū)的生態(tài)恢復(fù)與管理,案例2：大慶油田開發(fā)區(qū)濕地恢復(fù)與示范工程,案例3：江漢平原濕地生態(tài)系統(tǒng)的退化與生態(tài)恢復(fù)重建,第四節(jié) 荒

24、蕪?fù)恋氐纳鷳B(tài)恢復(fù)與重建,水土流失 土地沙化 土壤鹽漬化 草場退化 土地退化，耕地銳減,1. 我國荒蕪?fù)恋氐默F(xiàn)狀,2. 沙化土地恢復(fù)與重建生態(tài)工程,根據(jù)沙地的自然特點(diǎn)及對沙地資源利用狀況,設(shè)計(jì)了以下幾種比較合理的土地利用模式: (1)網(wǎng)格狀林草田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)模式 針對大沙垅頂部平地及大的沙丘間平地.合理的建設(shè)方案是建成網(wǎng)格狀林草田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),可保證達(dá)到以林護(hù)田、以牧養(yǎng)農(nóng)、以農(nóng)促牧,是農(nóng)林牧相互促進(jìn)各得其所的目的。 (2)平行結(jié)構(gòu)林草田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)模式 針對沙垅邊緣與甸子地交界處的長條形的沙緣沙平地.在沙垅頂部沙平地與沙垅斜坡交錯(cuò)帶布設(shè)林帶,保護(hù)農(nóng)田.形成平行結(jié)構(gòu)林草田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)模式,3)鑲嵌

25、式結(jié)構(gòu)林草田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)模式 針對孤立分散的小沙丘與丘間沙平地交錯(cuò)地帶.采取鑲嵌式結(jié)構(gòu)建立林草田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),因地制宜地充分利用自然資源。 (4)島狀森林生態(tài)系統(tǒng)模式 針對吉林省中西部沙地集中分布區(qū)的東部邊緣和北部邊緣的孤立沙丘.可以按等高種植方式,建立白城楊-沙棘人工群落,采取喬木與灌木登高間作的形式,使沙丘迅速變成森林島,5)林草田、麻稻葦復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)模式 吉林中西部的沙地,許多地方是閉流區(qū),無排水出口.可以選擇既有經(jīng)濟(jì)價(jià)值又能迅速省長的植物品種,在沙垅上建立林草田復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),在常洼地可以種植水稻、紅麻和蘆葦?shù)茸魑?充分利用自然資源. 需要注意的是,有關(guān)土地生態(tài)設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容非常多,有關(guān)

26、其理論和方法的研究盡管很熱,但還不很成熟,有待于進(jìn)一步探索和研究,1）自然封育,3. 退化草地恢復(fù)與重建生態(tài)工程,2）松土,3）翻耕松土補(bǔ)播,4）以沙治堿,5）人工種草,3. 荒山恢復(fù)與重建生態(tài)工程,1）華北片麻巖山區(qū)“圍山轉(zhuǎn)”工程,2）吉林東部林緣荒山生態(tài)工程,在我國東北丘陵區(qū)，將丘陵頂部建成保護(hù)型生態(tài)系統(tǒng)、丘陵斜坡建成緩沖型生態(tài)系統(tǒng)、丘陵間谷地建成生產(chǎn)型生態(tài)系統(tǒng)的模式，就是把生產(chǎn)功能與保護(hù)功能相結(jié)合，建設(shè)成一種可持續(xù)的既能生產(chǎn)又不斷改善環(huán)境的生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)例,4. 采礦廢棄地的恢復(fù)與重建生態(tài)工程,1）礦產(chǎn)資源開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響,國外礦區(qū)土地復(fù)墾的現(xiàn)狀： 美國：立法 英國：邊采邊回填邊復(fù)墾

27、法國：采用農(nóng)業(yè)和林業(yè)復(fù)墾模式 德國：將礦區(qū)景觀重建作為長期目標(biāo) 澳大利亞：多學(xué)科聯(lián)合參與,2）礦區(qū)土地復(fù)墾的現(xiàn)狀,我國礦區(qū)土地復(fù)墾的現(xiàn)狀： 我國土地復(fù)墾工作起步晚，起點(diǎn)低，復(fù)墾技術(shù)科技含量不高，土地復(fù)墾的質(zhì)量和效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于礦山生態(tài)重建和環(huán)境保護(hù)的需要，與發(fā)達(dá)國家相比，無論是復(fù)墾科研、 復(fù)墾技術(shù)、復(fù)墾規(guī)模還是復(fù)墾水平，都有明顯的差距。 對制約礦區(qū)土地復(fù)墾成功的生態(tài)因子認(rèn)識(shí)不足。 土地復(fù)墾理念錯(cuò)位，復(fù)墾模式單調(diào)。 土地復(fù)墾技術(shù)單一，技術(shù)體系不完善。 環(huán)境污染嚴(yán)重，生態(tài)問題突出,3）礦區(qū)土地復(fù)墾生態(tài)工程的基本框架,4）礦區(qū)復(fù)墾生態(tài)工程技術(shù),礦區(qū)復(fù)墾生態(tài)工程規(guī)劃技術(shù),礦區(qū)復(fù)墾生態(tài)工程微地形改造技術(shù),

28、礦區(qū)復(fù)墾生態(tài)工程土壤改良技術(shù),物理性改良,化學(xué)性改良,常用于污染土壤清洗的表面活性劑,生物改良,礦區(qū)復(fù)墾生態(tài)工程植被恢復(fù)技術(shù),礦區(qū)復(fù)墾生態(tài)工程土地利用與管理技術(shù),礦區(qū)復(fù)墾生態(tài)工程效益評價(jià)技術(shù),案例1,案例2： 德國魯爾區(qū)埃姆舍景觀公園,將基地上的材料同時(shí)作為建筑材料和植物生長的媒介加以循環(huán)利用，如磚被收集起來作紅色混凝土的骨料，利用煤、礦砂和金屬物都充當(dāng)植物生長的介質(zhì),將原工廠的舊排水渠改造成水景公園，利用新建的風(fēng)力設(shè)施帶動(dòng)凈水系統(tǒng)，同時(shí)把收集的雨水在冷卻池和沉淀池中進(jìn)行清潔處理，輸送到各個(gè)花園進(jìn)行灌溉,通過藝術(shù)化地形處理而形成視覺焦點(diǎn)，“大地藝術(shù)”思想在這里具有很大影響，相對于單純強(qiáng)調(diào)在受破

29、壞地表種植農(nóng)作物的傳統(tǒng)觀念有了很大的進(jìn)步,建立在Nordsten礦舊址的廢料堆被修整為整齊的金字塔形，并被覆以地被植物,各式各樣的娛樂設(shè)施,蒂森山”(Monte thyssino)的攀巖公園,各式各樣的娛樂設(shè)施,搭建了巨大舞臺(tái)的大車間被賦予了新的生命作為文化藝術(shù)中心，經(jīng)常舉辦各種各樣的展覽、音樂會(huì)、歌舞劇,爐渣堆上搭建的露天劇場,主要的大馬路使用老的架空鐵道的路線，因此來訪者得以走過水箱、油罐，從上面一覽該公園,位于鑄造區(qū)的巨大的金屬板（47塊金屬板，每塊2.5平方米）被用來鋪砌成金屬廣場,在景觀公園內(nèi)，屬于工業(yè)遺址的眾多建筑物，與現(xiàn)有的種植物自然地結(jié)合在一起,夜幕降臨，也不必遺憾沒有盡興，由

30、英國燈光藝術(shù)大師（Jonathan Park）設(shè)計(jì)的燈光效果將邀請您踏上色彩斑斕的神奇童話之旅,門頭溝區(qū)內(nèi)礦藏豐富，有近700年的開采歷史。經(jīng)調(diào)查，截止至2004年底區(qū)內(nèi)廢棄礦山133個(gè)，總占地面積866.65公頃，棄渣總量144190立方米、這些礦山企業(yè)大都數(shù)都分布在108、109國道兩側(cè)和名勝古跡沿線，長期缺乏管理，造成了嚴(yán)重的生態(tài)污染,門頭溝區(qū)龍鳳嶺廢棄礦山生態(tài)修復(fù),修復(fù)前的龍鳳嶺,案例3,該項(xiàng)目于2005年開始進(jìn)行水土保持生態(tài)修復(fù)工程試驗(yàn)示范。該試驗(yàn)示范工程依據(jù)不同的立地位置條件，運(yùn)用生態(tài)恢復(fù)理論和景觀設(shè)計(jì)技術(shù)，形成了相應(yīng)的生態(tài)修復(fù)模式，到達(dá)了快速回復(fù)植被的目的，取得良好的生態(tài)效益，為

31、本地區(qū)和條件相似的地區(qū)的巖石陡坡、采石廠、廢棄礦山等困難條件下的生態(tài)修復(fù)和植被恢復(fù)進(jìn)行了全面的試驗(yàn)和示范,所采用的技術(shù)模式,客土噴播（視頻演示）是以團(tuán)粒劑使客土形成團(tuán)?；Y(jié)構(gòu)，加筋纖維在其中起到類似植物根莖的網(wǎng)絡(luò)加筋作用，從而造就有一定厚度的具有耐雨水、風(fēng)侵蝕，牢固透氣，與自然表土相類似或更優(yōu)的多孔穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu),掛網(wǎng)客土噴播技術(shù)就是通過在邊坡上錨固金屬網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)或高強(qiáng)塑料三維網(wǎng)中的一種,采用壓縮空氣噴槍將混合好的客土噴射到坡面上,再在其上噴射植被種子,通過植被發(fā)達(dá)的根系和網(wǎng)體的緊密結(jié)合,對邊坡達(dá)到防護(hù)的目的,三維網(wǎng)是用于植草固土用的一種三維結(jié)構(gòu)的似絲瓜網(wǎng)絡(luò)樣的網(wǎng)墊，質(zhì)地疏松、柔韌，留有90%的

32、空間課充填土壤、沙礫和細(xì)石植物根系可以穿過其間，舒適、整齊、均衡的生長長成后的草皮使網(wǎng)墊、草皮、泥土表面牢固地結(jié)合在一起，由于植物根系可以深入地表以下3040cm,形成了一層堅(jiān)固的綠色復(fù)合保護(hù)層,生態(tài)植被草毯使用稻秸、麥秸、玉米桿、椰殼纖維、大麻、黃麻、亞麻廢棄纖維等為原料，鋪敷于地面，可抗水和風(fēng)的侵蝕，固化地表、防治水土流失、儲(chǔ)存地表水分、根治沙塵暴的源頭，實(shí)現(xiàn)綠化。 使用時(shí)，如同鋪地毯一樣，將草毯覆蓋于山坡、路基或坪床上并澆水，若干天后，草種發(fā)芽生長，即能形成優(yōu)質(zhì)草坪,生態(tài)植被袋生物防護(hù)技術(shù)是將選定的植物種子通過兩層木漿紙附著在可降解的生態(tài)植被袋的內(nèi)側(cè)，在施工時(shí)在植被袋內(nèi)裝入營養(yǎng)土，封口按

33、照坡面防護(hù)要求碼放，經(jīng)過澆水養(yǎng)護(hù)，能夠?qū)崿F(xiàn)施工現(xiàn)場的生態(tài)修復(fù),此處原先是寸草不生的碎石帶，區(qū)科委技術(shù)人員通過大量試驗(yàn)后，研發(fā)出無土碎石邊坡灌漿修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)通過往碎石縫隙倒入不同濃度的泥漿，在泥漿中加入營養(yǎng)成分，再種植上適合當(dāng)?shù)厣L的植物品種，達(dá)到綠化山體的目的。使用這種辦法每平方米修復(fù)成本僅需100元，比引進(jìn)技術(shù)節(jié)約80,巖石垂直綠化技術(shù)是在普通垂直綠化基礎(chǔ)上的延伸，是在坡度陡于75的裸露巖石坡面，不適合采用其它綠化方式的裸露巖體，在巖體現(xiàn)有或者工程處理出相對平坦和坑洼，通過對下部和頂部栽植爬山虎，實(shí)現(xiàn)巖體、擋墻綠化和生態(tài)修復(fù)的技術(shù),生態(tài)恢復(fù)成果,門頭溝區(qū)龍鳳嶺的生態(tài)修復(fù)取得了成功。昔日的

34、荒山嶺已經(jīng)變成了綠樹漫坡、果園飄香的生態(tài)農(nóng)場，很難想到，2005年以前這里還是滿目瘡痍、寸草不生的采石廠。該工程引進(jìn)實(shí)施了21種國際上最先進(jìn)的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，10項(xiàng)技術(shù)獲得國家專利，邊坡灌漿、斜面鉆機(jī)等技術(shù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。為國內(nèi)各地的環(huán)境生態(tài)修復(fù)提供了一個(gè)優(yōu)秀的參考案例,案例4：徐州,徐州礦區(qū)在開展土地復(fù)墾過程中，因地制宜，全面規(guī)劃，宜農(nóng)則農(nóng)，宜漁則漁，兼顧社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益，同時(shí)適當(dāng)兼顧伴生項(xiàng)目，積極嘗試明采用生態(tài)復(fù)墾技術(shù)，建立優(yōu)化農(nóng)業(yè),九里區(qū)煤礦塌陷地治理后變成了景色優(yōu)美的小桂林,賈汪區(qū)小南湖濕地公園,賈汪區(qū)小南湖濕地公園,九里區(qū)采煤塌陷地整治,徐州市九里采煤塌陷區(qū)位于徐州市北郊, 屬于典型的平原高潛水位礦區(qū),距徐州市中心 8 km, 該區(qū)有徐州北大門之稱,西依黃河故道, 中間橫穿徐豐公路, 向東與京福高速公路、京杭大運(yùn)河相連,緊靠隴海鐵路線和京滬鐵路線。九里采煤塌陷區(qū)屬于沂沭泗流域和廢黃河水系的結(jié)合部,除部分高灘徑流進(jìn)入黃河故道中泓外, 田間和村莊澇水通過中小溝排入順河、 拾屯河、 老牛河、 鄧莊中溝等, 水系及塌陷大水面分布見下圖