生态学原理在河流治理方面的分析

1/7生态学原理在河流治理方面的分析生态学原理在河流治理方面的分析引言城市河流是城市的重要组成部分，是城市形成和发展中的必不可少的重要资源，同时也是城市经济发展和文化建设的重要载体。城市内河流承载着排水防洪，景观娱乐，城市气候缓冲，城市污染物的消纳等重要功能。因此，健康城市水体环境是城市可持续健康发展的重要保障。城市河流环境恶化对城市居民健康和城市生态安全构成了严重的威胁。解决城市河流的污染，恢复河流生态和社会功能为题，日益成为城市可持续发展乃至限制性因素。城市河流水污染特点是点源污染较多、面源污染较广且污染类型十分齐全，在污染处理过程中，首先要控制污染来源。对于点源污染，城市污水需分类收集、集中处理达到排放标准之后才能排入城市河流中。在城市河流建设中，沿用传统模式对河道进行拓宽、裁弯取直、石砌护坡、高筑河堤等，没有进行充分的生态论证，过分注重经济功能，而忽视了其生态需求，导致河流生态系统的严重破坏是城市河流中不容忽视的问题。1城市河流污染特征及成因城市经济快速发展，人口剧增以及城市郊区发展使2/7得污染物排放量大大超过了城市河流的环境容量，而城市管网和污水处理设施的建设严重滞后，使得大量的工业废水和生活废水及各种垃圾未经处理或者不完全处理直接排入城市河流，致使很多城市河流成为纳污河；另一方面，许多城市河流被人工改造，硬化，渠化的河道占据了城市河道的主体，这就隔绝了河水与河床及河岸系统的天然连接，造成河流天然生态系统断裂，生态功能和自净功能降低和退化。此外，水系割断和填埋等也是我国许多城市河流存在的问题，导致水面率减少，水环境容量下降。2国外河流近自然治理的研究进展河流近自然治理的研究进展本文由论文联盟HTTP/收集整理西方发达国家由于较早地完成了工业化、城市化过程，河流管理已达到很高的水平，现已进入“生态水利”或“环境水利”的高级阶段，多数河流生态系统管理目标的核心是要保持河流生态系统的生态整体性，其重要特征是摒弃经济高速发展时期所形成的“唯效率主义”河流管理观念，尊重河流系统的自然规律，注重河流自然生态和自然环境的恢复和保护，使河流的综合服务功能得到充分的发挥。美国在20世纪70年代以后经历了河流水资源管理模式的转换，与自然相协调的可持续河流管理理念得以确3/7立，EGERALD和MGALLOWAY于199年提出了与经济、生态、文化可持续性相融合的河流管理新模式，在实践方面，美国各州在大力推行综合性的流域保护方法。在欧洲，工程方面注重保护环境已有较长的历史，河流近自然治理最先产生于城市河流的治理中，却是伴随着河溪治理技术的不断进步而发展起来的。193年SEIFERT首先提出近自然河溪治理的概念，20世纪50年代在德国正式创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，从而使植物首先作为一种工程材料被应用到工程生物治理之中。河溪的自然状况或原始状态应该作为衡量河道整治与人为活动干预程度的标准。在这一概念中，指出了近自然治理和工程治理出发点的差异及其衡量近自然治理的客观标准。HOHMANN对近自然治理提出了一个相对准确的目标，即通过生态治理创造出一个具有各种各样水流断面、不同水深及不同流速的河溪，河岸植被应该是具有多种小生境的多级结构。在这一思想中，他提出了生境多样性在近自然治理中的地位，注重工程治理与自然景观的和谐性。许多学者从景观生态学理论与荒溪治理目标相结合的观点出发阐述了近自然治理的思想，认为现代荒溪治理的理论基础是景观生态学，荒溪治理的目标就是减轻或避免自然灾害对人类生命财产及其生产活动所造成的损失。4/7近自然治理的实质就是景观生态学与荒溪治理学的完美结合，就是既有防护作用又能维护荒溪自然景观的管理工程。日本河流研究者将河流水域、河滨空间及河畔居民社区当作一个有机的整体，认为河流管理对象应该包括河流水量、水质、河流生态系统、河流水循环、河流水滨空间、河流与河畔居民社区的关系。在河道工程方面，对“多自然型河流治理法”进行了大量的研究，强调用生态工程方法治理河流环境、恢复水质、维护景观多样性和生物多样性。2城市河流近自然治理技术的研究城市河流因其位置和功能上的特殊性，在具体的治理技术上需要考虑多方面的需求，包括防洪、旅游、生态、景观和休闲等功能，在规划设计时宜分别从防洪、蓄水工程、景观绿化、生态护岸、污水治理和滨水区开发等6个方面，对城市河流水环境进行综合治理。各个方面在功能上相互独立，在技术上又互有交叉，概括起来主要技术有水利工程技术、生态景观技术、生态护岸技术和污水治理技术。水利工程技术在传统的城市河流整治工程中多采用浆砌或干砌块石、现浇或预制混凝土等刚性材料护坡，其优点是技术成熟、稳定性好、节省土地、施工机械化程度高等，发挥出城市河道的行洪、排涝以及水土保持等功效。生态护岸克服了传统水利工程技术视觉效果差、缺乏美感、5/7亲水性差等确定，不仅保留了传统护坡的功能，而且融入了城市景观、城市文化和城市生态等多方面内容，从而可以实现人与自然的和谐相处。3生态学基本原理生态学基本原理是物质、能量、信息在空间、时间和数量方面的最佳运用原理，其研究内容是包括人类在内的生物与环境之间的相互关系。生物与环境相互作用协同进化原理生物为了生存与繁衍，要从周围环境中摄取必需的物质与能量，如空气、水、光、热及营养物等；另一方面，在生物生存、繁育和活动过程中，亦不断通过释放气体、排泄废物和残渣、死亡遗体回归环境，使环境得到物质的补充。环境影响生物，生物也影响环境。受生物影响而发生变化的环境，反过来又影响生物，使两者处于不断地相互影响和相互协调的过程中。生物与环境之间的这种相互关系，可以称为生态学的作用与反作用规律。生物种之间相互制约协调发展原理自然界任何一种生物的存在，都与许多种生物之间有相互依存和相互牵制的复杂关系，有的是直接的食物营养关系，如植物是植食性动物的食物，后者又是肉食性动物的食物寄主，这样构成生态系统中的食物链，多条食物链形成复杂的食物网，食物网中任何一个环节发生变化，6/7必然影响到相邻的生物种，甚至牵动整个食物网中的其他种类。一个地区的生物在长期的环境适应过程中，通过自然选择、物种进化等方式，在生物与生物、生物与环境要素之间，建立了相对稳定的种群，形成一定的群落结构，同时具备相应的生态功能，达到通常所说的生态平衡。许多种生物由于对某一两个环境条件的相近要求从而生活在一起，例如城市河流中不同层次的水生植物，以及依靠这些植物为生的浮游动物，它们对于共同所形成的河流生态系统有相互依存的联系。若水生植物发生变化，原来形成的稳态遭受破坏，势必影响以此为生的浮游动物。自然界生物与环境之间的这种错综复杂的因果与协调关系，是生态平衡形成的基础。通常所说的生态平衡是就整体而言的，其中包括三个相对平衡的作用收支平衡，生态系统的物质输出与输入维持平衡；结构平衡，生物与生物之间，生物与环境之间，以及环境要素之间，保持相对稳定的比例关系；功能平衡，由植物、动物、微生物所组成的生产消费分解转化的代谢过程。由于各种生物的代谢机能不同，它们适应外部变化的能力也大小不一，加之气象等自然因素所具有的季节变化的作用，所以生物与环境之间相互维持的平衡是不恒定的，而是经常处于发生一定波动的动态，故称为动态平衡。7/7生态系统内部物质和能量循环不息原理物质循环和能量流动是一个良好生态系统保持平衡的重要基础。一个完整的生态系统中，有利用光能制造养分的绿色