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1、生態(tài)學(xué)原理在河流治理方面的分析生態(tài)學(xué)原理在河流治理方面的分析引言城市河流是城市的重要組成局部,是城市形成和開展中的必不可少的重要資源,同時也是城市經(jīng)濟開展和文化建立的重要載體。城市內(nèi)河流承載著排水防洪,景觀娛樂,城市氣候緩沖,城市污染物的消納等重要功能。因此,安康城市水體環(huán)境是城市可持續(xù)安康開展的重要保障。城市河流環(huán)境惡化對城市居民安康和城市生態(tài)平安構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。解決城市河流的污染,恢復(fù)河流生態(tài)和社會功能為題,日益成為城市可持續(xù)開展乃至限制性因素。城市河流水污染特點是點源污染較多、面源污染較廣且污染類型非常齊全,在污染處理過程中,首先要控制污染來源。對于點源污染,城市污水需分類搜集、集中處
2、理到達排放標(biāo)準(zhǔn)之后才能排入城市河流中。在城市河流建立中,沿用傳統(tǒng)形式對河道進展拓寬、裁彎取直、石砌護坡、高筑河堤等,沒有進展充分的生態(tài)論證,過分注重經(jīng)濟功能,而無視了其生態(tài)需求,導(dǎo)致河流生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重破壞是城市河流中不容無視的問題。1.城市河流污染特征及成因城市經(jīng)濟快速開展,人口劇增以及城市郊區(qū)開展使得污染物排放量大大超過了城市河流的環(huán)境容量,而城市管網(wǎng)和污水處理設(shè)施的建立嚴(yán)重滯后,使得大量的工業(yè)廢水和生活廢水及各種垃圾未經(jīng)處理或者不完全處理直接排入城市河流,致使很多城市河流成為納污河;另一方面,許多城市河流被人工改造,硬化,渠化的河道占據(jù)了城市河道的主體,這就隔絕了河水與河床及河岸系統(tǒng)的天然
3、連接,造成河流天然生態(tài)系統(tǒng)斷裂,生態(tài)功能和自凈功能降低和退化。此外,水系割斷和填埋等也是我國許多城市河流存在的問題,導(dǎo)致水面率減少,水環(huán)境容量下降。2.國外河流近自然治理的研究進展2.1河流近自然治理的研究進展本文由論文聯(lián)盟.LL.搜集整理西方興旺國家由于較早地完成了工業(yè)化、城市化過程,河流管理已到達很高的程度,現(xiàn)已進入生態(tài)水利或環(huán)境水利的高級階段,多數(shù)河流生態(tài)系統(tǒng)管理目的的核心是要保持河流生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)整體性,其重要特征是摒棄經(jīng)濟高速開展時期所形成的唯效率主義河流管理觀念,尊重河流系統(tǒng)的自然規(guī)律,注重河流自然生態(tài)和自然環(huán)境的恢復(fù)和保護,使河流的綜合效勞功能得到充分的發(fā)揮。美國在20世紀(jì)70年
4、代以后經(jīng)歷了河流水資源管理形式的轉(zhuǎn)換,與自然相協(xié)調(diào)的可持續(xù)河流管理理念得以確立,E.Gerald和.Gallay于1993年提出了與經(jīng)濟、生態(tài)、文化可持續(xù)性相交融的河流管理新形式,在理論方面,美國各州在大力推行綜合性的流域保護方法atershedprtetinapprah,PA。在歐洲,工程方面注重保護環(huán)境已有較長的歷史,河流近自然治理最先產(chǎn)生于城市河流的治理中,卻是伴隨著河溪治理技術(shù)的不斷進步而開展起來的。1938年SEifert首先提出近自然河溪治理的概念,20世紀(jì)50年代在德國正式創(chuàng)立了近自然河道治理工程,提出河道整治要植物化和生命化,從而使植物首先作為一種工程材料被應(yīng)用到工程生物治理之
5、中。河溪的自然狀況或原始狀態(tài)應(yīng)該作為衡量河道整治與人為活動干預(yù)程度的標(biāo)準(zhǔn)。在這一概念中,指出了近自然治理和工程治理出發(fā)點的差異及其衡量近自然治理的客觀標(biāo)準(zhǔn)。Hhann對近自然治理提出了一個相對準(zhǔn)確的目的,即通過生態(tài)治理應(yīng)該創(chuàng)造出一個具有各種各樣水流斷面、不同水深及不同流速的河溪,河岸植被應(yīng)該是具有多種小生境的多級構(gòu)造。在這一思想中,他提出了生境多樣性在近自然治理中的地位,注重工程治理與自然景觀的和諧性。許多學(xué)者從景觀生態(tài)學(xué)理論與荒溪治理目的相結(jié)合的觀點出發(fā)闡述了近自然治理的思想,認(rèn)為現(xiàn)代荒溪治理的理論根底是景觀生態(tài)學(xué),荒溪治理的目的就是減輕或防止自然災(zāi)害對人類生命財產(chǎn)及其消費活動所造成的損失。
6、近自然治理的本質(zhì)就是景觀生態(tài)學(xué)與荒溪治理學(xué)的完美結(jié)合,就是既有防護作用又能維護荒溪自然景觀的管理工程。日本河流研究者將河流水域、河濱空間及河畔居民社區(qū)當(dāng)作一個有機的整體,認(rèn)為河流管理對象應(yīng)該包括河流水量、水質(zhì)、河流生態(tài)系統(tǒng)、河流水循環(huán)、河流水濱空間、河流與河畔居民社區(qū)的關(guān)系。在河道工程方面,對多自然型河流治理法進展了大量的研究,強調(diào)用生態(tài)工程方法治理河流環(huán)境、恢復(fù)水質(zhì)、維護景觀多樣性和生物多樣性。2.2城市河流近自然治理技術(shù)的研究城市河流因其位置和功能上的特殊性,在詳細的治理技術(shù)上需要考慮多方面的需求,包括防洪、旅游、生態(tài)、景觀和休閑等功能,在規(guī)劃設(shè)計時宜分別從防洪、蓄水工程、景觀綠化、生態(tài)護
7、岸、污水治理和濱水區(qū)開發(fā)等6個方面,對城市河流水環(huán)境進展綜合治理。各個方面在功能上互相獨立,在技術(shù)上又互有穿插,概括起來主要技術(shù)有水利工程技術(shù)、生態(tài)景觀技術(shù)、生態(tài)護岸技術(shù)和污水治理技術(shù)。水利工程技術(shù)在傳統(tǒng)的城市河流整治工程中多采用漿砌或干砌塊石、現(xiàn)澆或預(yù)制混凝土等剛性材料護坡,其優(yōu)點是技術(shù)成熟、穩(wěn)定性好、節(jié)省土地、施工機械化程度高等,發(fā)揮出城市河道的行洪、排澇以及水土保持等成效。生態(tài)護岸克制了傳統(tǒng)水利工程技術(shù)視覺效果差、缺乏美感、親水性差等確定,不僅保存了傳統(tǒng)護坡的功能,而且融入了城市景觀、城市文化和城市生態(tài)等多方面內(nèi)容,從而可以實現(xiàn)人與自然的和諧相處。3.生態(tài)學(xué)根本原理生態(tài)學(xué)根本原理是物質(zhì)、
8、能量、信息在空間、時間和數(shù)量方面的最正確運用原理,其研究內(nèi)容是包括人類在內(nèi)的生物與環(huán)境之間的互相關(guān)系。3.1生物與環(huán)境互相作用協(xié)同進化原理生物為了生存與繁衍,要從周圍環(huán)境中攝取必需的物質(zhì)與能量,如空氣、水、光、熱及營養(yǎng)物等;另一方面,在生物生存、繁育和活動過程中,亦不斷通過釋放氣體、排泄廢物和殘渣、死亡遺體回歸環(huán)境,使環(huán)境得到物質(zhì)的補充。環(huán)境影響生物,生物也影響環(huán)境。受生物影響而發(fā)生變化的環(huán)境,反過來又影響生物,使兩者處于不斷地互相影響和互相協(xié)調(diào)的過程中。生物與環(huán)境之間的這種互相關(guān)系,可以稱為生態(tài)學(xué)的作用與反作用規(guī)律。3.2生物種之間互相制約協(xié)調(diào)開展原理自然界任何一種生物的存在,都與許多種生物
9、之間有互相依存和互相牽制的復(fù)雜關(guān)系,有的是直接的食物營養(yǎng)關(guān)系,如植物是植食性動物的食物,后者又是肉食性動物的食物寄主,這樣構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈,多條食物鏈形成復(fù)雜的食物網(wǎng),食物網(wǎng)中任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生變化,必然影響到相鄰的生物種,甚至牽動整個食物網(wǎng)中的其他種類。一個地區(qū)的生物在長期的環(huán)境適應(yīng)過程中,通過自然選擇、物種進化等方式,在生物與生物、生物與環(huán)境要素之間,建立了相對穩(wěn)定的種群,形成一定的群落構(gòu)造,同時具備相應(yīng)的生態(tài)功能,到達通常所說的生態(tài)平衡。許多種生物由于對某一兩個環(huán)境條件的相近要求從而生活在一起,例如城市河流中不同層次的水生植物,以及依靠這些植物為生的浮游動物,它們對于共同所形成的河流
10、生態(tài)系統(tǒng)有互相依存的聯(lián)絡(luò)。假設(shè)水生植物發(fā)生變化,原來形成的穩(wěn)態(tài)遭受破壞,勢必影響以此為生的浮游動物。自然界生物與環(huán)境之間的這種錯綜復(fù)雜的因果與協(xié)調(diào)關(guān)系,是生態(tài)平衡形成的基矗通常所說的生態(tài)平衡是就整體而言的,其中包括三個相對平衡的作用:1收支平衡,生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)輸出與輸入維持平衡;2構(gòu)造平衡,生物與生物之間,生物與環(huán)境之間,以及環(huán)境要素之間,保持相對穩(wěn)定的比例關(guān)系;3功能平衡,由植物、動物、微生物所組成的消費消費分解-轉(zhuǎn)化的代謝過程。由于各種生物的代謝機能不同,它們適應(yīng)外部變化的才能也大小不一,加之氣象等自然因素所具有的季節(jié)變化的作用,所以生物與環(huán)境之間互相維持的平衡是不恒定的,而是經(jīng)常處于發(fā)生一定波動的動態(tài),故稱為動態(tài)平衡。3.3生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)和能量循環(huán)不息原理物質(zhì)循環(huán)和能量流動是一個良好生態(tài)系統(tǒng)保持平衡的重要基矗一個完好的生態(tài)系統(tǒng)中,有利用光能制造養(yǎng)分的綠
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