談?wù)剮讉€(gè)與水環(huán)境生態(tài)治理有關(guān)的問題

人工浮島1 

人工浮島2 

　　水是生命的源泉，是生物體的組成成分和生物體內(nèi)各種生命過程的介質(zhì)；水也是生態(tài)系統(tǒng)和自然環(huán)境的組分和媒介物，通過水運(yùn)動(dòng)的作用，促使與保障其他一些物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)，參與地表物質(zhì)和能量的遷移、轉(zhuǎn)化和循環(huán)，因而水也是自然生態(tài)環(huán)境的形成和發(fā)展的重要物質(zhì)，人類賴以生存和發(fā)展的主要資源。有了水，生命才會(huì)繁衍；有了水，生命才會(huì)充滿靈氣。

　　對(duì)于園林景區(qū)而言，水，又是景區(qū)的靈魂，是景區(qū)賴以高貴的根本。 “水令人遠(yuǎn)，景得水而活” 水是園林中最為活躍、最具魅力的造園元素之一。園林因水而生動(dòng)，因水而活潑，因水而更加生機(jī)盎然。但所有水的作用和功能都必須以清潔的水質(zhì)為前提。一旦水體受到了污染，即水的功能和作用就會(huì)受到限制或消失。目前我國(guó)在水環(huán)境方面所存在的問題非常嚴(yán)峻，引起各級(jí)地方政府和有關(guān)部門的高度重視，也采取了很多治理措施。本文僅就生態(tài)治理的有關(guān)問題談?wù)劥譁\的看法。

　　1　幾個(gè)生態(tài)學(xué)名詞的含義

　　生態(tài)系統(tǒng)——是在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)，植物、動(dòng)物、真菌、微生物群落與其非生命環(huán)境，通過能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)而形成的相互作用，相互依存的動(dòng)態(tài)復(fù)合體。為生態(tài)學(xué)的結(jié)構(gòu)和功能的一級(jí)單位。

　　生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境——存在于生態(tài)系統(tǒng)外部與系統(tǒng)發(fā)生作用的各種因子的總稱。是為系統(tǒng)提供輸入的或接受系統(tǒng)輸出的環(huán)境。生態(tài)系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，所以環(huán)境的屬性、狀態(tài)和變化都對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

　　食物鏈——由生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者組成的能量運(yùn)轉(zhuǎn)序列，是生物之間食物關(guān)系的體現(xiàn)。

　　食物網(wǎng)——根據(jù)能量利用關(guān)系，不同的食物鏈彼此相互連結(jié)而形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。形象地反映了生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生物有機(jī)體間的營(yíng)養(yǎng)位置和相互關(guān)系。

　　生態(tài)工程——模擬自然生態(tài)的整體、協(xié)同、循環(huán)、自生原理，并運(yùn)用系統(tǒng)工程方法去分析、設(shè)計(jì)、規(guī)劃和調(diào)控人工生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要素、工藝流程、信息反饋關(guān)系及控制機(jī)構(gòu)，疏通物質(zhì)、能量、信息流通渠道，開拓未被有效利用的生態(tài)位，使人與自然雙雙受益的系統(tǒng)工程技術(shù)。

　　生態(tài)承載力——指一定條件下生態(tài)系統(tǒng)為人類活動(dòng)和生物生存所能持續(xù)提供的最大生態(tài)服務(wù)能力，特別是資源與環(huán)境的最大供容能力。

　　生態(tài)恢復(fù)——在生態(tài)學(xué)原理指導(dǎo)下，通過生物的、物理的、化學(xué)的和工程的多種措施，優(yōu)化組合，在恢復(fù)被破壞生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的過程中，充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)本身的自組織作用，自我恢復(fù)功能，最終達(dá)到人與自然和諧相處，人口、資源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

　　生態(tài)修復(fù)——在生態(tài)學(xué)原理指導(dǎo)下，以生物修復(fù)為主，結(jié)合各種物理、化學(xué)和工程措施，通過優(yōu)化組合，達(dá)到最佳效果和最低消耗的綜合性環(huán)境污染防治方法。它不同于生態(tài)恢復(fù)是其直接目標(biāo)為治理污染的環(huán)境。

　　修復(fù)——部分地返回到生態(tài)系統(tǒng)受到干擾前的結(jié)構(gòu)和功能。

　　自然化——遵循自然法則，把屬于自然的地方還給自然，讓自然與人類共存共榮;盡可能不改變或少改變生物賴以生息和生長(zhǎng)的良好環(huán)境。
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　　2　水環(huán)境惡化的主要原因

　　2.1　營(yíng)養(yǎng)鹽、有機(jī)質(zhì)等的輸入與輸出不平衡，輸入大于輸出，造成營(yíng)養(yǎng)鹽、有機(jī)質(zhì)在水體中不斷積累并滯留。

　　2.2　水體生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能失調(diào)，水生動(dòng)植物、微生物的結(jié)構(gòu)、比量失諧，水域中的營(yíng)養(yǎng)鹽、有機(jī)質(zhì)的遷移、轉(zhuǎn)化和輸出途徑不暢、某些環(huán)節(jié)中斷或量不協(xié)調(diào)。

　　2.3　社會(huì)行為在經(jīng)濟(jì)和生態(tài)關(guān)系上的沖突和失調(diào)

　　自然與人類活動(dòng)對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)工程造成的壓力，生態(tài)學(xué)中稱為脅迫。包括水資源過度開發(fā)利用、經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶來的水污染、不適當(dāng)?shù)匾胪鈦砦锓N、不適當(dāng)?shù)乃こ痰?。絕大多數(shù)的水體是受人類活動(dòng)與社會(huì)行為影響的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。社會(huì)行為在局部和整體關(guān)系上的短見和調(diào)控機(jī)制上的缺損，在經(jīng)濟(jì)和生態(tài)關(guān)系上的沖突和失調(diào)，將削弱或破壞物質(zhì)代謝鏈網(wǎng)中某個(gè)或某些環(huán)節(jié)間的協(xié)調(diào)比量和物質(zhì)代謝過程，促使水體生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系上的錯(cuò)位和失諧，這是水環(huán)境惡化的重要原因。 

　　3　生態(tài)修復(fù)工程應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)

　　水體生態(tài)修復(fù)工作在我國(guó)才剛起步，尚未建立一套完善的設(shè)計(jì)規(guī)范和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。目前對(duì)生態(tài)治理的理解比較浮淺，甚至片面。有人認(rèn)為種一些水生植物、投入一些微生物或放養(yǎng)部份水生動(dòng)物或是增加幾處園林水景等就是水域的生態(tài)治理，這些雖是生態(tài)修復(fù)的內(nèi)容之一，但不是生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。生態(tài)修復(fù)的總目標(biāo)是可持續(xù)發(fā)展。水域可持續(xù)發(fā)展內(nèi)涵包括：經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)、資源的永續(xù)利用、方法的正確合理、人與自然的調(diào)諧、生物間和諧共生、水體活力的維系。

　?、耪{(diào)諧好水體中食物鏈（網(wǎng)）各環(huán)節(jié)間的比量關(guān)系，使水體中的物質(zhì)流、能量流不至于在某環(huán)節(jié)上中斷或積累，以至造成生態(tài)阻滯。

　?、聘鶕?jù)某一水體的生態(tài)承載能力，通過生態(tài)工程的治理使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的輸入小于輸出，并逐漸達(dá)到平衡。

　?、窃谏鷳B(tài)學(xué)原理指導(dǎo)下，充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)本身的自組織作用和自我恢復(fù)功能，使水體進(jìn)入良性循環(huán)，最終達(dá)到人與自然和諧相處，人口、資源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

　　4　生態(tài)修復(fù)工程設(shè)計(jì)所包含的內(nèi)容

　　生態(tài)工程將水體復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)作為一個(gè)整體。不僅考慮某一方面、項(xiàng)目或措施的簡(jiǎn)單結(jié)果，應(yīng)按社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然的具體條件，顧及前因后果的連鎖反應(yīng)，上游與下游的物質(zhì)（原料、產(chǎn)品和廢物等）、能量、信息等的輸入、遷移、轉(zhuǎn)化、輸出等流動(dòng)和循環(huán)途徑和量，將多項(xiàng)目、多種技術(shù)、多種措施、多個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)組合與優(yōu)化，協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)間的定性和定量的合理關(guān)系，聯(lián)結(jié)成相互聯(lián)系，互利共生的系統(tǒng)，發(fā)揮整體功能。 因類、因地制宜地根據(jù)具體水體復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的主次功能和問題，統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧。通過生態(tài)設(shè)計(jì)、生態(tài)工程與生態(tài)管理，將單一的生物環(huán)節(jié)、物理環(huán)節(jié)、經(jīng)濟(jì)環(huán)節(jié)和社會(huì)環(huán)節(jié)組裝成一個(gè)有強(qiáng)生命力的生命系統(tǒng)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主導(dǎo)性與多樣性，開放性與自主性，靈活性與穩(wěn)定性，使生態(tài)學(xué)的競(jìng)爭(zhēng)、共生、再生和自生原理得到充分的體現(xiàn)，

　　4.1　通過設(shè)計(jì)達(dá)到 自生、共生和競(jìng)爭(zhēng)完美結(jié)合

　　系統(tǒng)的組織方式有兩類，一類為他組織，它是由上而下、由外而內(nèi)，自始至終有計(jì)劃集中的嚴(yán)格控制的建立充分組織性的有序結(jié)構(gòu)和發(fā)展方式；其結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，適應(yīng)外界環(huán)境變化的潛力很小。如機(jī)械工程（如機(jī)器、鐘表等）和建筑工程（如橋梁、房屋、水利工程）等。

　　另一類是自組織，它是一種自發(fā)性行為，一種自下而上、由內(nèi)而外，按最小耗能原理和最大功率原理，分散的控制，自我建立充分組織性的有序結(jié)構(gòu)、生態(tài)過程和發(fā)展方式；外力并不能對(duì)系統(tǒng)直接產(chǎn)生作用，而是作為一誘因，提供系統(tǒng)組分或子系統(tǒng)間匹配的機(jī)會(huì)，其他過程要由系統(tǒng)通過競(jìng)爭(zhēng)、協(xié)同進(jìn)化來完成；結(jié)構(gòu)的嚴(yán)密性小、有彈性；適應(yīng)外部環(huán)境變化的潛力大，有一定的自我調(diào)節(jié)能力。

　　自組織是生物的生存本能，也是生態(tài)系統(tǒng)和開放系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)的區(qū)別之一。

　　自組織系統(tǒng)三個(gè)主要特征：它是不斷同系統(tǒng)外環(huán)境交換物質(zhì)和能量的開放系統(tǒng)；他們都是由大量子系統(tǒng)（或微觀單元）所組成的宏觀系統(tǒng)；它們都有自己的演變歷史和規(guī)律，低層次的子系統(tǒng)或元素一旦形成，就會(huì)出現(xiàn)原有層次所沒有的性質(zhì)。自組織過程就是子系統(tǒng)之間關(guān)系升級(jí)的過程。 

　　自我調(diào)節(jié)指生態(tài)系統(tǒng)具有對(duì)環(huán)境適應(yīng)和自我調(diào)節(jié)的潛力。系統(tǒng)一旦形成新的結(jié)構(gòu)和功能，就具有一定的穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定性體現(xiàn)出系統(tǒng)對(duì)變化的環(huán)境的適應(yīng)性。在最有利的時(shí)機(jī)，主要依賴正反饋機(jī)制，加速其發(fā)展，在不利條件下能主要依賴負(fù)反饋機(jī)制，在一定程度上抗擊干擾，自我保護(hù)，避免危機(jī)，自我維持其相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和功能，動(dòng)態(tài)的穩(wěn)態(tài)，促進(jìn)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。但是自我調(diào)節(jié)的能力并非無限的，生態(tài)承載力是其極限。
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　　生態(tài)承載力就是自我調(diào)節(jié)對(duì)干擾的承受極限，指自我維持生系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的相對(duì)穩(wěn)態(tài)、所能承擔(dān)的對(duì)資源與環(huán)境干擾潛力，是生態(tài)系統(tǒng)的自然屬性，內(nèi)在的自然稟性和特質(zhì)。

　　生態(tài)工程就是要依據(jù)某水域的生態(tài)承載力來設(shè)計(jì)，要因地制宜，切忌千篇一律。

　　共生是維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的一種負(fù)反饋機(jī)制。在生態(tài)工程中主要是促進(jìn)與發(fā)揮互利共生關(guān)系。對(duì)偏利共生、偏害共生、寄生等關(guān)系，以系統(tǒng)的整體效益為標(biāo)準(zhǔn)，而有所為有所不為，或兩利相權(quán)取其重，兩害相權(quán)取其輕來取舍。 

　　競(jìng)爭(zhēng)是促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)演化的一種正反饋機(jī)制，如水草與藻類對(duì)水體中營(yíng)養(yǎng)鹽的競(jìng)爭(zhēng)，水草與水草種群間的競(jìng)爭(zhēng)；有益微生物與有害微生物種群間的競(jìng)爭(zhēng)等。

　　自生、共生和競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的完美結(jié)合是城市生態(tài)工程的一重要原則，水體中的藻類、水草、魚類、底棲動(dòng)物、微生物、菌類等多種生物共同生存于同一個(gè)水體中，如何量化它們之間的比量關(guān)系，即是生態(tài)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。

　　4.2　針對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因是有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)鹽的生態(tài)阻滯，其對(duì)策之一應(yīng)是多途徑的增支節(jié)收。

　　4.2.1　造成生態(tài)阻滯物質(zhì)的節(jié)收

　　水體中的有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)鹽等污染物的來源主要有流域內(nèi)工業(yè)及生活廢水、農(nóng)田地表徑流、畜牧業(yè)的廢水、城鎮(zhèn)區(qū)地表徑流、和水土流失等點(diǎn)、面源污染。要因地因類制宜，按實(shí)際的具體情況，從源頭上分別控制污染源，多途徑減少進(jìn)入水中的污染物總量。
　　①加強(qiáng)工業(yè)廢水和生活污水回收、回用、推行減量化、資源化；
　?、诮档娃r(nóng)業(yè)施肥的流失量；
　?、奂S便資源化與綜合利用；
　?、芾臏p量化、無害化、資源化、產(chǎn)業(yè)化、系統(tǒng)化；
　?、莼謴?fù)或增加沿岸帶植物及采用生態(tài)護(hù)坎技術(shù)，增強(qiáng)攔截進(jìn)入水體的污染物的量；
　　⑥控制天然水體中水產(chǎn)養(yǎng)殖的投飼人工飼料量；
　?、呓档吐糜螛I(yè)帶來的人為污染。

　　4.2.2　造成生態(tài)阻滯物質(zhì)的增支

　　多途徑增加湖中有機(jī)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)鹽等污染物的遷移、轉(zhuǎn)化和輸出的途徑和量。
　?、僭黾铀w水的交換量,提高稀釋、沖污能力；
　?、诤侠矸硼B(yǎng)與增殖一些食藻的經(jīng)濟(jì)動(dòng)物，增加營(yíng)養(yǎng)鹽等的遷移、轉(zhuǎn)化、利用和輸出途徑和量，
　?、刍謴?fù)或增加湖中水生植物并及時(shí)把多余的水草從水體中移出，或者調(diào)諧好食物鏈（網(wǎng)）各環(huán)節(jié)間的比量，（例如放入適量的草食性魚類）使之系統(tǒng)能自行運(yùn)轉(zhuǎn)與平衡。
　　④清淤挖泥，增加積存的有機(jī)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)鹽的輸出量，減少內(nèi)源污染。

　　4.3　調(diào)諧好生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的種類、數(shù)量、比例及相互關(guān)系

　　組成水生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)有三大部份；即是水中的生產(chǎn)者、水中的消費(fèi)者和水中的分解者，三者缺一不可。尤其是水中的分解者，既是聯(lián)系生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的紐帶，又是水中的環(huán)保衛(wèi)士，在水生態(tài)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。但由于微生物分為有益微生物和有害微生物，所以在使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格防止把有害微生物帶入水體。通過人為的干預(yù)使之能達(dá)到抑制有害微生物的生長(zhǎng)繁殖，而有利于有益微生物的生長(zhǎng)與繁殖，創(chuàng)建良性微生態(tài)環(huán)境。

　　4.4　采用先進(jìn)的環(huán)保設(shè)備（如氣浮、過濾、超聲波等）直接去除水體中的藻類和懸浮物

　　4.5　人工濕地的應(yīng)用

　　4.6　浮島技術(shù)的應(yīng)用

　　人工浮島不僅能通過浮島上的植物直接吸收水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽，而且在水面造成一定面積的遮光區(qū)，使該區(qū)域內(nèi)的藻類不能進(jìn)行光合作用，達(dá)到抑制藻類增殖的目的。同時(shí)浮島又是組成水面景觀帶的重要手段，因此在生態(tài)設(shè)計(jì)中是一項(xiàng)常用的技術(shù)。

　　4.7　生態(tài)系統(tǒng)的管理和維護(hù)

　　加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的后期管理是維持生態(tài)工程效果的重要一環(huán)，也是生態(tài)工程有別于其它工程的重要方面。任何生物都有其固有的生命周期，對(duì)于枯萎、死亡、過量的植物需要移出；自行過量增殖的動(dòng)物需要捕撈；競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)較弱的生物需要重點(diǎn)養(yǎng)護(hù)等等，生態(tài)工程如果不加強(qiáng)后期管理，將會(huì)前功盡棄。

　　從二十世紀(jì)九十年代起，水生態(tài)與水環(huán)境問題已經(jīng)成為《世界水論壇會(huì)議》、《國(guó)際大壩會(huì)議》、《國(guó)際水利學(xué)會(huì)議》等一系列國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議的核心議題。在生態(tài)修復(fù)技術(shù)方面國(guó)外已有許多成功的經(jīng)驗(yàn)和較為先進(jìn)的技術(shù)。但目前國(guó)內(nèi)仍處于起步和技術(shù)探索階段。一般情況下，水環(huán)境治理的傾向是注重園林景觀效果較多，對(duì)水域生態(tài)整體恢復(fù)考慮較少；在對(duì)生態(tài)治理的目標(biāo)、手段、方法、內(nèi)容、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等等方面還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

　　然而水域生態(tài)修復(fù)技術(shù)能充分發(fā)揮其自我修復(fù)能力，體現(xiàn)了“人水和諧”的先進(jìn)理念，相信不久將成為水環(huán)境治理與保護(hù)的重要手段和措施。
人類必須善待環(huán)境，環(huán)境才能厚待人類。運(yùn)用生態(tài)學(xué)的規(guī)律，以生物防治、綜合治理的方法，一定能達(dá)到天人合一，人與自然和諧的目的；必將會(huì)創(chuàng)建出一個(gè)天蘭、山青、水秀、地綠的、理想的人類生存空間。