水体生态修复方法范文第1篇

关键词：河流生态修复评价；经济可行性；指标体系；层次分析法；贾鲁河

中图分类号：X522 文献标识码：A 文章编号：1672-1683（2013）04-0056-06

河流生态系统是生物圈物质循环的重要通道，具有调节气候、改善生态环境以及维护生物多样性等众多功能[1]。近百年来，人们利用现代工程技术手段，对河流进行了大规模的开发利用，兴建了大量工程设施，改变了河流的地貌学特征和水文特征，从而极大地改变了河流自然演进的方向，对河流生态系统造成胁迫。同时日益增多的工业废水和生活污水未经完善处理便排入河流，致使河流生态环境恶化、生态系统稳定性降低[2]，主要表现为水体中的养分、水体的化学性质、水文特性和河流生态系统动力学特性发生改变，因此对原水生生态系统和原物种造成的巨大压力[3]。从20世纪50年代开始，西方发达国家逐步把重点从对河流开发利用转向对河流的保护。到了80年代，对河流生态系统进行综合修复已经成为发达国家公认的先进治河理念，诸如河流类型评估（RS）[4]、美国快速生物监测协议（RBPs）[5]、澳大利亚溪流状况指数（ISC）[6]、英国河流栖息地调查方法（RHS）[7]等多种研究方法的出现。

就我国现阶段而言，研究河流生态修复评价关键技术对于指导和推动河湖生态系统保护与修复规划工作意义重大[8]。例如在河南省 ，近年来河流生态系统的恶化严重制约了社会经济的可持续发展，甚至危及人类自身的安全。本文结合河南省社会经济实际状况对河流生态修复评价方法进行研究，为河流生态修复评价研究提供科学的依据

1 河流生态修复评价研究思路

对国内外河流生态修复评价研究成果[9-10]进行深入分析后发现，目前人们侧重于河流生态修复基础理论的研究和对河流生态系统自然环境因素的分析，而缺乏考虑河流周边社会因素和对生态修复经济可行性的探讨。

河流生态修复需要与经济发展相适应，使经济发展与环境改善能够并行可持续发展。因此，河流生态修复评价的应用不仅应该着眼于当地河流生态系统的退化以及河流水质、水文状况的恶化，还应该综合社会经济发展现状的分析。基于现有研究存在的问题，本文重点分析社会经济因素对河流生态修复评价的影响，构建兼顾河流经济可行性和生态修复必要性的河流生态修复评价指标体系，采用专家评判法和层次分析法（AHP法）对所选指标进行权重赋值，并运用模糊综合评判方法将不同尺度的复杂信息进行综合分析，确定河流生态修复指数，讨论河流生态修复评价数值等级的划分，完成多因素多目标的河流生态修复评价。河流生态修复评价的基本流程见图1。

2 河流生态修复评价方法

20世纪80年代初，我国著名学者马世骏、王如松（1981）提出了“社会-经济-自然复合生态系统”的理论，与自然生态系统理论的区别在于充分重视人类活动对于自然生态系统的能动性。“社会-经济-自然复合生态系统理论”中指出不应孤立地研究自然资源环境退化的问题，而是应该把人类社会的进步和经济的发展与自然环境的退化统一联系起来，在确定社会经济发展的速度和规模的同时必须考虑自然生态系统的承载力。在研究河流生态系统退化和河流生态修复时，应首先对河流自然环境状况进行评价，以判断河流生态系统是否退化，是否退化到不得不修复的程度；然后对河流周边城市社会发展状况进行评价，以判断其是否具有足够的经济能力去支撑河流生态修复的过程。若河流生态系统状况未恶化到一定程度，就没有必要对其进行生态修复；若河流生态系统退化程度严重，但河流周边社会经济发展状况较差，没有能力支撑修复费用，也无法对河流进行生态修复。因此，应在河流生态系统退化严重且社会经济发展程度较高的区域开展生态修复，即进行河流生态修复需要满足修复必要性和经济可行性两个先决条件。

本文针对受损河流生态系统缺乏基础资料的现状，提出以河流生态系统退化状况为参照系统，构建定量的修复标准作为河流生态修复的期望目标，并选择层次分析法（AHP法）作为河流生态修复的评估方法。层次分析法具有所需定量数据少，易于计算，可解决多目标、多层次、多准则的决策问题等特性，其本质在于对复杂系统进行分析和综合评价，对评价的元素进行数学化分析[11]。运用AHP法对河流生态修复进行评估时，首先分析表征河流生态系统主要特征的因素以及经济可行性评价分析因素，建立递级层次结构；其次通过两两比较因素的相对重要性，构造上层对下层相关因素的判断矩阵；在满足一致性检验的基础上，进行总体因素的排序，确定每个因子的权重系数；最后确定评价标准，采用综合指数法或模糊综合评判方法进行相关计算，从而构成基于修复必要性评价和经济可行性评价分析的河流生态修复评价指标体系。

2.1 指标因子的筛选

参考国内外关于河流生态环境的评估指标[12-15]和现有关于经济可行性评价的研究成果[16-17]，结合河南省河流现有特征，从生态修复必要性评价和社会经济可行性评价两方面选取共12个指标来构建河流生态修复的指标体系，分为目标层、因素层、指标层3个层次结构。

河流生态系统受人类活动的干扰而功能受损，修复必要性评价实质上是分析河流生态系统的退化程度。由于河流生态系统囊括的范围较广，在分析河流生态系统退化的时候，需要综合考虑河流的生境因素、水文水质因素，且不能仅仅局限于河流水质的恶化，需要更进一步的分析水质恶化造成的河流生态结构的变化、河流基本功能的丧失等等。选用河流生境状况和环境评价指标作为河流生态系统修复必要性的两类评价指标。

经济可行性评价主要表征经济因素对于河流生态的驱动作用，反映生态脆弱地区存在的“越污染越贫困，越贫困越污染”的河流利用困局。研究经济可行性评价的目的在于了解河流生态修复的综合效益和合理程度。分析研究区域内经济发展与河流生态的关系时，既不能一味地追求经济发展而忽略河流生态的恶化，又不能一味地追求河流生态恢复而弱化经济利益的满足。因此，在经济可行性评价中选用社会状况指标和经济状况指标来进行相关的评价。

河流生态修复评价的具体指标及其释义见表1。

由表2可得，在所有评价指标中，绝对权重值最大的5个指标依次为单位GDP用水量、水质平均污染指数、水资源开发利用率、水功能区水质达标率、污水处理率，是河流生态修复评价指标体系中的关键指标。既包括修复必要性评价指标，又包括经济可行性评价指标，表明修复必要性评价与经济可行性评价的同等重要。对比因素层与目标层之间的相对权重值，可以分析出社会经济状况指标的重要性。

2.3 指标评价基准

评价基准以河流生态系统功能以及完善程度作为原型来确定，并参考国际标准及水质监测数据，部分指标参照国内相关研究文献。评价基准分为优、良、中、差4个级别。

为了避免不同物理意义和不同量纲的输入变量不能平等使用，采用了模糊综合评判模型，将指标数值由有量纲的表达式变换为无量纲的表达式。在模糊综合评判时，需要建立隶属函数，使模糊评价因子明晰化，不同质的数据归一化。根据河流生态修复评价指标的筛选，隶属函数分2类：

郑州段和贾鲁河周口段作为评价对象开展实例应用分析。贾鲁河是淮河流域的一条重要支流，发源于新密市，流经郑州市、开封市，最终在周口市汇入沙颍河，全长2558 km，至今已有2000多年历史。河流周边城镇居民众多，是众多城市赖以生计的河流。贾鲁河流经郑州市和周口市的市区，对当地的经济发展起到重要作用。贾鲁河郑州段从贾鲁河源头处到中牟陈桥断面，有金水河、熊耳河等郑州市内重要河流汇入，接纳郑州、荥阳、新密、中牟等县市的污水，水质均为Ⅴ类或Ⅳ类水水质标准；贾鲁河周口段是从扶沟摆渡口断面到贾鲁河汇入沙颍河处，接纳尉氏、扶沟、西华等县市的污水，横穿众多居民聚集区，水质均为劣Ⅴ类。贾鲁河是沙颍河的主要污染源之一，河流生态系统退化程度较为严重，被列为“十二五”重点治理河流，因此，急需对贾鲁河沿境的生态退化状况的修复必要性以及周边城市进行生态修复的经济可行性进行评价研究。

3.2 数据收集

结合实地调查、专家咨询等方法，同时参考水利、规划等部门对于河流的定位，确定各指标的数值，见表5。

由表6可以得出，按照本文拟定的生态修复评价指标体系和评价模型，计算出贾鲁河郑州段与周口段的生态修复综合评价等级都是“中”，即河流水质一般，能够在一定程度上保障河流生态系统的基本功能；河流周边社会经济发展在一定程度上可以维持部分河流生态系统的修复。但分别分析修复必要性评价和经济可行性评价的评价值，贾鲁河郑州段河流生态修复综合评价数值较低，是因为河流生态系统退化严重、沿河水质恶化，但郑州市社会经济发展程度较高，能够负担一定程度的河流生态修复措施；而贾鲁河周口段生态修复综合评价数值较低，却是由于生态系统退化和经济发展滞后两方面共同造成的，即在河流生态系统退化程度严重的同时，城市社会经济发展也较为滞后。以修复必要性评价而言，贾鲁河郑州段与周口段重要性相当；但以经济可行性而言，贾鲁河周口段明显距郑州段有一定的差距。因此，在进行河流生态修复时，贾鲁河郑州段要比贾鲁河周口段更有优势。

4 结语

河流是人类赖以生存的水环境，河流生态修复的目的是使河流生态系统恢复健康状态。本文在考虑河流生境因素、环境因素、社会因素以及经济因素的基础上，从修复必要性评价与经济可行性评价两方面出发构建河流生态修复评价指标体系，并运用一定的数学方法计算出河流生态修复综合评价指数。不过，基于基础数据缺乏的现状，从可操作性的角度考虑，本文选取的指标未详细涉及河流生态系统中动植物及微生物等因素，导致指标体系仍不够详尽，有待进一步深入与完善。

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水体生态修复方法范文第2篇

生态修复是生态环境治理的一项新举措,最早开展于20世纪末,主要通过封禁治理等措施,充分调动生态系统的演替与自我恢复能力,逐步修复被扰动和损害的生态系统(土壤、植物和野生动物等),使其恢复到接近于它受干扰前的自然状态,即重建该系统干扰前的结构与功能有关的理化和生物学特征,以最少的人力、物力、财力取得最大的生态、经济和社会效益。对开展水土保持生态修复工程的地区进行社会、生态、经济效益进行综合评价,是检验生态修复效果的关键,可以为进一步开展生态修复提供理论指导与现实依据。

评价指标选取原则

评价指标体系可依据区域特征和治理目标进行构造,其特征主要表现为:在时间上反映水土保持生态修复的速度和趋势,在空间上反映生态经济系统的整体一布局和结构,在数量上反映治理的规模,在层次上反映流域系统的功能和水平。这样的指标体系就不只是单指标的延伸,而是兼有描述、评价、解释和决策等功能的有机体系}2,。构造指标体系时应遵循下列原则:

(1)客观性。评价指标选择以生态理论为基础,所选指标能够全面、客观、真实的反映生态修复的基本特征和整体水平。指标必须客观存在,能够真实反映该区域的实际情况,尽可能减少人为因素影响。指标的名称和含义要客观而明确。

(2)主导性。不同地区的不同水土保持治理措施所产生的效益也不尽相同。在进行评价时,应选择最为主要的治理措施及其产生的效果进行评价。

(3)独立性。指标意义必须明确,且具有完全独立的内涵。各指标在统计上独众,相互之间关联度小。指标间不存在因果、矛盾、交义、重复关系。单个指标反映生态修复区域的一个方面,同一层指标能够从不同的方面反映生态修复的特征和本质。

(4)可操作性。指标选取要同时兼顾科学性与可操作性,某些指标在当前阶段能够给予水土保持生态修复生态学上的阐述,而在实际获得过程中很难实现,因此,指标的选取应充分考虑是否容易获得。评价指标必需的数据要容易获得、必需的计算方法容易操作,不运用计算复杂、采集困难的指标。

现有评价指标存在的问题

(1)指标不全面:目前的水土保持生态效益评价指标体系中,所选指标大多只能反映生态修复的个别方面,不能涵盖全部内容。如治理程度、林草覆盖率、土壤侵蚀模数,侧重反映水土保持效益,忽视了生态效益的其它方面。

(2)指标停留在静态层面:目前对水土保持生态修复效益的评价都是用若干指标分别进行的,即对在工程实施后单个评价指标的变化进行分析,然后通过指标值的变化程度来衡量水土保持生态修复实施后生态环境的变化情况。绝大多数研究采用治理程度、林草覆盖率、土壤侵蚀模数三个指标来反映水土保持生态修复的效益。尽管这三个指标可以直接而准确的反映修复区域的治理效果。但是,仅靠这三个指标为基准的效益评价并不能全面客观的反映修复区域生态系统的演替情况,不能保证生态系统今后一直保持良性发展。修复目标应该能够动态的衡量生态系统的变化特征,关注生态系统的物种组成、功能和特性。

(3)指标缺乏普适性:目前关于生态效益评价指标体系的研究绝大部分都是以具体的特定生态修复区域为研究对象而展开的,针对不同修复区域的独有特征筛选的,建立的生态效益指标体系具有较强的区域局限性,不具备普遍适应性,难以推厂一到更为J’一泛的空间范围中。

评价指标与标准

1评价指标

评价体系由生态基础性、生态结构性和生态适应性三部分组成,生态基础性包含治理程度、上壤侵蚀模数、林草覆盖率三个指标;生态结构性包含乡土植物比例、群落结构层次、植物多度三个指标;生态适应性包含抗逆性、生长势、病虫害状况三个指标。评价体系共分二层,即口标层、准则层和指标层。指标结构如表4一l所示:杜评价标准评价结果用百分制表示,并分为优良、达标、未达标三个等级,即目标层中水土保持生态修复评价综合指数、准则层中三个模块以及指标层中各个指标得分都用百分数表示,百分数与生态修复等级划分存在对应关系,如表4一2所示:

生态修复评价方法与程序

当面临类型多样含义丰富的内容决策时都要进行比较、过程主观因素起着主导作用,因此,采用传统方法难以解决。判断、评价、最后做出决策。此这些决策系统的各因素间难以完全采用定量的方式进行描述,此时必须将问题转化为定量问题。层次分析法是解决这类问题的常用方法。层次分析法作为系统分析的数学方法之一,可以充分兼顾主观因素与客观因素,有步骤、有层次、全方位的解决水土保持生态修复决策问题。

1评价建模方法

应用层次分析法首先要把待解决的问题清晰化、条理化、层次化,构造一个层次分明的结构模型。一般分为上面的目标层,下面的指标层和中间的准则层。同一层次指标隶属于上一层指标或影响上一层指标,同时又支配下层指标或受下层指标影响。上层为目标层,是评价的最终目标,通常只含有一个因素。下层为指标层,含有若干具体指标。中间为准则层,可分为一层或多层,当准则层指标过多时应进一步分解出子准则层。牡层次分析法层次分析法专门对复杂多因素问题进行条理化、层次化,依据其本身的属性和相互关系构造出几个层次。主要分为四个步骤:¹建立递阶层次结构模型;º构造两两比较判断矩阵;»由各层判断矩阵计算出被比较元素的相对权重,并进行一致性检验;¼计算出总元素组合的权重,并对总体进行一致性检验。构造两两比较判断矩阵:设某层有n个因素,X一{xl,x2,……,xn},要比较它们对上层某一目标的影响程度,确定在该层中相对于某一准则所占的比重(即把n个因素对上层某一目标的影响程度排序)。比较时取卜9尺度。用aij表示第i个因素相对一于第j个因素的比较结果,则aji习/aij,A是成对比较矩阵,具有下列性质:aij>0,aji二l/aij,aii=l。层次分析法中所要构造的成对比较矩阵都是正互反矩阵。其中1一9的含义见表5一l2,4,6,8表示第i个因素相对于第j个因素的影响介于相邻等级之间。成对比较矩阵A若同时满足:aij>o,aji=l/aij,aii一1,则称为互反矩阵。例如,一个正互反矩阵z的构造如表5一2所示。以指标之间的相对重要性为基础构造判断矩阵,再根据判断矩阵计算本层各指标重要性次序的权值,可以归结为计算判断矩阵的特征值和特征向量问题,对于判断矩阵B,有以下公式:式中,A为B的最大特征值,w为相应于A的正规化特征向量。解决问题时常用求和法或求根法来计算特征值的近似值。检验判断矩阵的一致性,可以利用腼ax与n之差检验一致性,其一致性指标为Cl.,公式为:显然,n值的增加会加大判断误差,因此使用随机一致性比值CR.=Cl.瓜.L一般认为,当C.R.<0.10时,判断矩阵的一致性可接受,否则就需要进行调整,直到具有满意的一致性为止。一致性检验通过后即可计算出各层次下各个指标的权重。

幻权重计算结果由于认知的差异性,不同专家构造的成对比较矩阵的数据也存在着差异。评价系统评价的结果必须具有较强说服力。本研究将专家构造的所有矩阵得到的权重汇总,计算出最终的权重向量。把不同专家构造矩阵得到的权重向量一一对应,去掉其中的最高分和最低分,将剩下的权重取均值,这样得到一组权重,而该权重某一向量的所有权重的和可能不为1,因此我们还进行了归一化处理,归一化完成之后得到的权重向量即可作为水土保持生态修复评价体系的权重向量。水上保持生态修复评价体系是一个由相互关联的众多因素构成的复杂系统,运用层次分析法进行权重确定较为合理。本文将水土保持生态修复评价体系分为目标层、准则层和指标层。指标层为具体可操作指标,包括治理程度、土壤侵蚀模数、林草覆盖率、乡土植物比例等9个指标。以评价目的为出发点,同时考虑各指标评价体系中的作用,山具有丰富水土保持工作经验的水保工作者构建矩阵,通过计算得到各个指标的权重。结果如表5一3所示

2计算方法

(l)各层分值计算:¹准则层、目标层以下指标分值计算指标层各指标需进行无量纲化处理。_卜层指标可以在下层指标分值基础_卜结合权重,通过加权求和或求积得出。加权求和公式如下:º目标层分值计算水土保持生态修复评价分值采用综合指数法得到。根据指标分值和权重逐层计算得出其分值,最后的水土保持生态修复评价得分由以下公式计算得出:计算出的目标层得分即该区域水土保持生态修复的综合效果。

结论与讨论

水体生态修复方法范文第3篇

生态修复是自从20世纪80年代以来，随着城市化进程的加快和城市生态环境的一步步恶化，慢慢的成为生态学一个重要的研究分支。目前，生态修复依然是国内外各国一个重要的研究热点，许多国家都进行了很多的理论研究，并且部分研究成果在部分地区得到了实践和应用。

1.目前城市水环境生态修复存在的问题

目前，国内相对发达城市已经渐渐重视到城市生态环境的问题，在城市的中心地区开始建了公园和风景区，城市绿化和环境得到了改善。临海非工业性城市，水环境的调节相对比较简单，而内陆相对缺水城市的水环境生态修复问题就比较明显和突出。

1.1城市水环境修复以人文景观修复为主，忽略自然生态修复

城市环境的生态修复往往更加注重一些表面的东西。比如：针对城市的环境，某市在进行修复的过程中，将目光放在城市几千年文化的传承和开发利用上，由此，城市的水环境修复也围绕城市的历史文化传统与资源开发展开，这种以人文景观为主体的修复方式，虽然带来了不少的经济效益，但是，在修复的过程中往往比较容易忽视水环境的自然性。很多地方都是简单的种植草坪和灌木丛，而忽视了河流的生态，影响了生物的生长环境。

1.2忽视整体的水环境修复

现阶段的城市水环境修复往往忽略了城市水环境的整体性。生态环境是一个整体的系统，如果仅仅针对其中的某一个方面进行修复治理，是不能完全恢复原有生态的。现在的很多城市在治理水环境过程中，往往只注重单个的水体修复生态规划和设计，忽略了多处水体相互联系的作用，从而削弱了城市水环境的整体生态功能，耗费了大量的资金、人力、物力，还造成了后期维护的困难。

1.3忽视了标本兼治

现在的城市建设过程很快，城市基础设施在短时间内进行了大范围的建设，城市化进程的加快使得工业和生活污水的排放量越来越大，很多污染物的处理和排放都没达到标准。很多二线城市显示出了比较大的发展空间和发展潜力，但在处理污水等问题上还只停留在表面，很多问题不能从根本上进行治理，城市的水系统治理只是停留在表面阶段，很多指标都没有达到国家规定的要求,为水环境的生态修复带来了很大困难。

2.城市水环境生态修复的对策

2.1借助景观的生态规划，恢复景观的格局模式

进行水环境的生态修复要借助先进的景观分析相关理论与放大，尤其是在进行土地规划和土地利用以及环境保护的管理中，要有效地引进景观相关理念和景观生态学的相关方法，对景观的可持续发展进行评价。要正确处理人文和旅游的景观与生态环境的关系，应该在自然景观修复的基础上叠加人文景观和旅游的经典。尤其是在针对河流和湖泊的开发中，要注意在景观开发中保护其原有的模式和生态系统。河流和湖泊的生态修复规划，要注意避免硬质驳岸和彻底的统一性，应该根据河流和湖泊的功能以及相关的功用，合理分析和规划河流湖泊的利用，真正在生态修复中做到和谐的自然环境与人类生活环境的共存。

2.2统筹规划，优化功能分布在水环境的生态修复中，要正确处理居住、旅游和贸易以及自然之间的关系，要合理的设计各种功能区，避免多处的水体恢复景观功能区的重复性。在进行规划的时候，要针对城市中现有的条件进行合理规划和统筹的设计。在进行水生态修复的过程中，要针对现有的条件，兼顾到水生态的整体性和系统性，修复的工作要全面的从城市的各个水系、河流和湖泊开始，而不是专门针对某一个地区进行规划。

水体生态修复方法范文第4篇

【关键词】环境生物技术；生物修复技术；水产养殖废水

1 生物修复技术的基本概念及其原理

生物修复又称生物改良，是指利用生物的生命代谢活动，来减少污染环境中的有毒有害物的浓度或使其无害化，从而使污染了的环境能够部分或完全地恢复到原初状态的过程。

生物修复根据所利用的生物，可以分为植物修复、动物修复、生态修复、微生物修复四类。根据被修复的污染环境，可以分为土壤生物修复、水体生物修复和大气生物修复。而由于生物修复的实施方法不同，又分为原位生物修复和异位生物修复。

1.1 生物修复的基本原理

生物修复技术是通过生物的降解和转化，将有机污染物转化为无害的小分子化合物和二氧化碳与水。利用生物对环境污染物的吸收、代谢及降解等功能，对环境中污染物的降解起催化作用，加速去除环境中的污染物。

1.2 生物修复技术的特点

生物修复技术具有投资费用低，对环境影响小，使用效果好，使用区域范围广，使用面积大等特点，而且能同时处理受污染的土壤和地下水。在土壤修复中还可以去除环境中的重金属和放射性核素。但其也存在局限性，生物不能降解进入环境中的所有污染物，并且受外部环境的影响较大。

2 生物修复技术在水产养殖废水中的应用

氨氮是水产养殖的最主要危害，但传统的加注新水、曝气、漂白粉或臭氧氧化、使用斜发沸石进行离子交换等方法脱氮效果并不理想[2]。而活性污泥法、生物膜法和稳定塘法等生物处理法存在或伴有污泥产生、反应启动慢、出水水质不稳定等问题。随着生物技术的发展，生物修复技术在水体氨氮污染的处理上被广泛应用。微生物修复技术在水产养殖中主要应用于养殖环境的原位修复中，主要处理底泥的有机污染和水体的富营养化问题。

2.1 生物在水产养殖环境生物修复中的作用机制

水产养殖生态环境中的有益微生物（净水微生物）在池塘连续养殖情况下，能清除因池塘长时间养殖水域底部积累的大量残余饲料、排泄物、动植物残体以及有害气体（氨、 硫化氢等），使之最终分解为CO2、碳酸盐、硫酸盐等物质，起到净化水质的作用。并且能为环境中的单细胞藻类为主的浮游植物提供营养物质，促进藻类等浮游植物的繁殖。这些藻类为主的浮游植物的光合作用，又为池塘内底栖动物、水产养殖动物的呼吸和有机物的分解提供氧气，从而形成一个良性的生态循环，有利于水产养殖动物的迅速生长。同时有益微生物的大量繁殖，在池内形成优势种，可抑制病原微生物的繁殖，减少养殖动物的疾病发生。

2.2 生物对养殖环境的生物修复

2.2.1 微生物对养殖水体氨氮污染的修复

在一般污水处理系统中，硝化细菌的含量很低。因此，研究开发硝化细菌的快速富集培养技术，提高硝化细菌的产率，对氨氮污染水体处理具有重要作用。

现实中，硝化过程主要由自养菌完成，但异养菌也可以参与硝化；氨氧化在有氧条件下可以进行，在厌氧条件下也可以发生。胡宝兰、郑平在Anammox （厌氧氨氧化Anaerobic Ammonia Oxidafion）反应器中分离了6株好氧氨氧化菌，它们不仅具有好氧氨氧化菌的典型特征，而且将其置于厌氧条件下培养也有厌氧氨氧化能力。Robertson和Van Neil分离的Psendomonasspp1、Alcaligenes faecalis和Thiosphaerapantotropha菌株，既表现为好氧反硝化，同时也具有异养硝化能力，因此，Robertson提出了好氧反硝化和异养硝化的工作模型，直接把氨转化为最终的气态产物。光合细菌在养殖水体氨氮污染生物修复中的应用非常广泛[5]。此外，应用属于放线菌的诺卡氏菌属、浮游植物的大型绿藻、席藻、螺旋藻和小球藻以及大型水生植物的伊乐藻、轮叶黑藻去除养殖水体氨氮的研究也有不少报道。

2.2.2 水生植物对养殖水体氨氮污染的修复

水生植物修复是生物方法和生态方法中的通用技术。水生植物按生态类型，可分为沉水植物、飘浮植物、浮叶植物、挺水植物。利用特定技术，还可以将浮游藻类、陆生植物应用于养殖水体修复中。目前国内外学者对植物修复富营养化水体进行了诸多研究，并取得了一定的成就，筛选出了一些优势种。植物系统对养殖水体的净化作用，主要是通过植物的吸收作用，根区微生物的降解作用，植物的吸附、过滤和沉淀作用，植物抑制藻类生长的作用以及作为生态系统的生产者来调节其他生物种类和数量的作用来完成的。其具有以下优势：净化所需的能源由光合作用提供；许多植物具有美学价值，能改善景观生态环境；植物可被收割和利用，创造新的价值；能固定土壤或底泥中的水分，防止污染源进一步扩散；为降解微生物提供了良好的栖息场所，有利于微生物的生存。水生植物庞大的根系为细菌提供多样性的生境，植物可输送氧气至根区，有利于微生物的好氧呼吸。目前，国内外应用较多的水生植物修复技术主要有人工湿地处理技术、生态浮床技术等。

2.2.3 水生动物修复技术

国内外许多学者和研究人员作了大量的研究工作，探讨水生动物对水体中有机污染物和无机污染物的吸收和利用。研究认为，在水体富营养化的防治过程中，除了考虑对藻类等浮游植物进行防治，对浮游动物的防治也不能忽视。防治浮游动物繁盛最有效的方法是放养鳙鱼，而鲢鱼的放养通常是为了消除浮游植物。鲢鳙的放养量以及如何搭配亦值得研究。鲢鳙混养时，鲢鱼大量摄取浮游植物，从而抑制了以浮游植物为食的浮游动物的生长和繁殖；如果鳙鱼的数量放养过多，鳙鱼就得不到足够的食物，生物量受到抑制，放养太少，不能充分利用饵料而影响其产量。合理搭配鲢鳙的放养数量，可充分利用天然饵料，从而减少浮游植物和浮游动物的数量，这样既可治理水体的富营养化，又可提高经济效益，是一项非常值得研究的生物修复技术。武汉东湖的围隔试验证明了链鱼和鳙鱼能有效控制蓝藻水华，并指出当放养的鲢鱼和鳙鱼的有效生物量达到46～50 g/m2时，可有效地抑制水华的发生。

3 生物修复技术的应用前景

生物技术在环境保护中已获得广泛的应用，并取得了显著成效。随着经济的腾飞、人口的膨胀、资源的短缺、环境状况的恶化以及人类环保意识的增强，生物技术的环境保护功能显得越来越重要，其明显的经济效益、环境效益和社会效益引起科技界和企业界的极大关注，呈现良好的发展趋势。

参考文献：

[1]杨秀敏等.生物修复技术的应用及发展[J].2007（16）.

[2]李谷等.硝化细菌富集方法的研究[J]. 淡水渔业，2000（9）.

水体生态修复方法范文第5篇

永定河是北京市重要供水河道、水源保护区和补给区。由于天然降水减少以及水资源过度开发利用，永定河自20世纪70年代以来断流相当严重，沿岸地区地下水位不断下降，生态系统十分脆弱。根据Whisenant的复杂生态修复状态及跃迁模型可知，永定河生态修复需要进行物理环境的大规模改造。为实现健康河流生态系统，以生态带动水岸经济发展，北京市已对平原城市段河段(全长37km)进行修复，建设的重点是“五湖一线”(门城湖、莲石湖、晓月湖、园博湖、宛平湖及循环管线)。随着“五湖一线”的建设，彻底改变了永定河三家店闸—南六环路一线河道干涸、砂石的面貌，实现了湖泊溪流相连的生态景观，在改善周边生态环境、恢复永定河水生态系统中发挥了重要作用。目前累计新增水面面积385万m2，绿化面积403万m2，增加水生态系统服务价值485.80亿元。工程实施3年来，已对管理主体、管理内容、资金配置等方面进行了相应规定并形成了一套分级管理体系。

1．1管理组织结构北京市政府成立了永定河绿色生态发展带建设领导小组，由市发展和改革委员会、市水务局、市规划委、市财政局等多部门组成。作为议事协调机构，永定河绿色生态发展带建设领导小组负责统一拟定工程建设方案，协调工程建设中遇到的问题以及监督规划落实情况，并下设办公室(挂靠市水务局)作为主要执行机构。其中市水务局主要负责河道生态建设、市发改委主要负责项目审批、市规划委主要负责审查规划、市财政局负责工程建设资金等。工程建设管理中水务部门是建设管理主体，各区县政府、北京市水利建设管理中心(建管中心)负责建设执行管理，市园林局、环保局等结合各自业务配合管理，如图1所示。

1．2管理主体及主要内容永定河生态修复工程建设管理采取统一规划、部门联动、属地负责、分区实施的模式。市水务局负责组织水务工程的建设管理，将工程建设任务及建设资金下放到沿河区县水务局及建管中心，沿河区县(门头沟、石景山、丰台)水务局负责辖区内河道及河岸生态修复工程建设以及防洪工程建设;建中心负责循环管线管网工程建设。市水务局下属永定河管理处作为生态修复工程建设综合管理部门，负责监管工程建设情况。实地走访调查发现，门头沟区、石景山区及丰台区水务局是工程建设的管理主体，但具体执行部门存在差别。门头沟区由区水务局工程建设科负责工程监管，石景山区由区市政管委(区水务局)工程建设科负责工程监管，丰台区由区水务局永定河管理所负责工程监管。3个区县均采用招投标的方式进行工程建设管理，其中丰台区管理效果相对较好。丰台区永定河管理所将主体建设项目外包给各单位进行建设，并充分借助本单位水利专业技术能力强的优势，设立工程技术质量部、合同造价部、生产安全部加强工程监管，把控工程质量。在规划与设计管理中加强与市水利规划设计院、北京市工程咨询公司的合作，采用成熟的水利工程建设管理经验进行项目管理，保障宛平湖、园博湖和晓月湖的工程建设质量与效率。生态修复工程建设管理包括水生态保护中湖泊溪流工程建设、水质净化、河滨带绿化、清洁小流域治理方面的建设以及主题公园、固废处理等配套设施建设管理;水资源配置中清河、小红门、官厅输水工程建设以及循环管线建设管理;防洪安全中堤防加固、支流治理的建设以及防洪调度系统的管理。

1．3资金配置修复工程建设由市政府负责投资。管线建设资金主要来源于市财政，经市水务局申请后下拨至建管中心。生态修复及防洪建设资金经区县水务局上报市水务局，由市水务局审核后报市发改委审批，由市财政局拨付。实地调研发现，区县工程建设部门可以从“市财政-市水务局-区县水务局”和“市财政-区县政府-区县水务局”2条渠道获取资金支持。

2生态修复工程建设管理特点

相比北京以往开展的城市生态修复工程的建设管理，永定河生态修复工程建设管理具有以下3个特点。

2．1建设管理实用性强永定河生态修复工程采用市政府统一管理，市水务局负责工程规划与监督，沿河区县负责工程建设的分层管理模式。工程建设由市财政出资，经市水务局将建设资金下放到沿河各区。这一管理有助于激发各区县建设的积极性，有利于集中全区力量解决土地拆迁、噪音粉尘污染等问题。实践证明，这一模式下工程建设推进速度快，整体工程比规划提前2个月竣工。各沿河区县水务局下属的工程建设管理部门将主体建设项目外包，将工作重心放在制定项目建设目标、安排项目任务、监督检查项目进展等方面，加强对工程前、中、后期的监管。工程建设管理中充分借助外部专业规划、项目管理的技术力量，使得工程建设速率高、建设成效好。

2．2技术方法先进管理技术上充分借鉴了韩国清溪川、奥林匹克公园龙形水系的成功经验，以再生水作为生态修复的主要水源，再生水占到总水源的90%以上。通过改良河床坡面及河底的防渗设施，建设人工景观湿地，利用循环管线进行水资源分配与利用，实现河流上下游之间、河流与河岸之间连通，确保河道有足够水量满足生态修复要求，河道内水质得到改善。

2．3参与式管理形成全民参与氛围由于工程涉及的利益相关者众多，因此采用参与式管理的方式对工程规划及建设进行管理。规划设计阶段，通过召开专家讨论会，与高校、科研院所合作等方式，对永定河自然状况、生态修复需水量、水与区域经济发展关系、水文化等方面开展全面研究，并将其纳入工程建设管理中。工程建设期间，通过电视采访、网络互动等方式及时向社会汇报工程进度，与公众进行广泛交流，使公众自觉投身于保护和恢复永定河生态环境的行动中，为工程建设管理出谋划策。

3生态修复工程建设管理面临的问题

虽然永定河生态修复工程建设管理有诸多亮点，但由于相关法律政策不配套、各利益相关者间权责分配不均以及技术应用考虑不全面等，使得工程建设后期面临一些问题。

3．1管理机构设置不适应统一管理的需要永定河管理处是永定河北京段的流域综合管理部门，负责河道及水工建筑物的日常管理与维护、生态修复工程基础设施建设及防洪等。但永定河管理处没有生态修复工程建设审批权，对沿河区县河道管理部门仅负有业务指导和协调的职能。与此同时，区县水务部门作为工程建设的主体部门，直接受各区县政府的领导，在工程建设中更倾向于从各自利益与发展出发，难以从工程整体管理角度进行有效配合管理，加大了生态修复建设统一管理的难度。

3．2河流管理相关法规不健全并缺乏针对性我国目前与河流管理相关的法律主要是《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国水法》和《中华人民共和国水污染防治法》三部法律。但由于各种法律条款制定机构不同，条款规定多从自身利益出发进行考虑，使得对管理单位等规定存在冲突和矛盾，法律之间缺乏协调性。目前永定河管理处主要依据《北京市水利工程保护管理条例》、《北京市河湖保护管理条例》进行工程建设管理，但条例中仅赋予永定河管理处监督权，而没有相应的审批权，管理执行中阻力较大。实地调查发现，目前已出现在河道内栽种高大乔木、在禁止建设区建设拆迁房等现象。

3．3防洪功能管理重要性认识不足永定河是一条洪涝灾害频发的自然河流，尽管近二十多年来饱受干涸断流的困扰，但爆发洪涝灾害的威胁仍然存在。1968—2002年间永定河河网水系缩减显著，河网层次主干化、简单化趋势明显。其中一级河道长度减少了57.1%，二级河道减少了47.3%。低等级河道的锐减，使得本区域河网水系的蓄积作用降低，在同样的水灾致灾强度下，水灾危险性增加。通过对工程建设中违规事件调查以及实地调研发现，部分工程建设管理人员对防洪重要性的认识较薄弱，工程建设存在重景观设计，轻防洪建设的现象。例如在景观建设中为美化而修建拱桥、汀步，河道内建人工小岛，河岸区域开发中为经济利益在河边修建路桥，在防洪河道修建建筑物，在分洪区进行旧城改造等，均会对河道防洪功能发挥造成影响。

3．4管理技术不成熟，配套管理措施不完善相比于清溪川、转河、龙形水系，永定河生态修复工程建设范围更广，对管理技术的要求更高。但目前河流生态修复的技术管理还不成熟，存在诸多隐患。首先是水体自净能力偏低。由于河底防渗、河水较浅、流动缓慢等，阻碍了水体与水体、水体与水生动植物、水体与河岸、水体与地下间的交互连通，水体自净能力较低，极易诱发“水华”。晓月湖曾在2008年前期试运行一个月即发生“水华”，目前湖区周边已出现富营养化的迹象。其次河岸景观设计上更注重景观营造，目前开展的景观建设偏向于城市园林建设，对如何搭配植物种类与层次，促进河岸植物-水体-土壤等自然生态群落的形成缺乏深入思考。此外，工程建设中公共附属设施以及监测设施建设的管理尚不完善。公共厕所建设中未配建排污管道，公厕建而不用现象频发。监测体系建设方面，由于目前监测站点布设较少，监测设备种类较少，缺乏对土壤、高等沉水植物种群多样性、水质等方面的监测，亟须构建包括水文、气象、雨量、水质、水生生物等监测数据的生态监测网络、数据共享平台以及相应的监测评价体系。

4完善生态修复建设相关思考与建议

在对永定河生态修复工程建设现状、特点及面临问题深入分析的基础上，借鉴国内外流域生态修复成功经验与先进理论，研究提出完善建设管理模式的对策，用于改进永定河生态修复工程建设管理，并为类似工程建设管理提供借鉴。

4．1创新管理理念管理理念决定了管理机制的导向和管理的成效。完善生态修复工程建设管理模式，必须从创新管理理念着手。首先，管理中要体现一体化的管理理念。在一体化管理中，由上级主管部门将区域管理实权下放至综合管理部门。综合管理部门再通过立法等手段，实现区域内规划建设的一体化、信息监测预报管理一体化、协商管理一体化、监督管理一体化，从而克服多部门分割管理所带来的权责不明、管理低效等弊端，实现对跨部门、跨区域问题的综合协调与管理。其次，要体现规范化法制管理以及参与式管理理念。通过完善法律法规，明晰建设管理相关方权责;通过制定相应条例、办法，详尽规定管理内容及方式，使管理走向规范化管理。工程建设管理中还要让各利益相关方广泛参与项目规划、建设、维护与监测中，使工程的建设能够反映区域以及公众的利益，增强各利益相关方对工程的拥有感与责任感，为项目的后续管理和项目效益的可持续性提供良好的社会基础。再次，要体现自然-历史-经济和谐发展理念。在生态修复工程建设中，要充分发挥自然系统自我修复的能力，对关联性强的主要生态要素进行人工修复，突出防洪、保土需求，其余修复则主要借助自然力量完成。在修复自然景观的同时保护好以三家店为中心的古村落和以卢沟桥为中心的革命斗争的文化景观，将永定河历史文化融入景观建设中，实现工程建设与沿河区县经济社会发展相协调。

4．2健全管理组织结构由永定河绿色生态发展带建设领导小组制定颁布《永定河综合管理规定》，在水利部、国家计划经济委员会1992年《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》和水利部2001年《关于贯彻落实＜国务院批转国家计委、财政部、水利部、建设部关于加强公益性水利工程建设管理若干意见的通知＞的实施意见》的基础上，对永定河开展的建设项目管理的原则、范围、程序及具体事项进行详细的解释与规定，使永定河生态修复建设管理有更明晰、细化的执法依据。通过管理规定，协调各利益相关者之间的关系。由永定河管理处代表永定河绿色生态发展带建设领导小组办公室执行日常工程建设管理，承担生态修复工程建设中的统一规划、监管的职能，负责监管主体工程及配套公共设施、监测设施等工程建设，负责工程建设范围内的建设审批权，协助、配合地方政府征地、拆迁和移民等工作。永定河绿色生态发展带建设领导小组办公室下分设公共管理委员会，采用定期会谈的方式，聘请流域管理、景观设计和生态修复、历史文化等相关专家以及沿河地区公众代表参与工程建设、项目评估等工作，并提出改进建议。

4．3加强管理技术方法由于河流生态系统的复杂性、人类认识的局限性以及现行管理技术的不成熟，难以精确预测与评估修复的有效性及影响后果，存在治理不到位和部分失效的问题。工程建设管理者应将适应性管理纳入生态修复管理之中，通过不断认识区域生态系统本身内在规律，不断调整目标与方案，从而维持和增强生态系统的服务能力，完善生态修复工程建设管理技术。适应性管理是一种反馈调整式的管理办法，因此实时监测与反馈、广泛的公众参与环节至关重要［26］。永定河工程建设管理部门应构建完善的生态监测体系开展实时监测工作，并将科学研究者、利益相关方等群体通过沟通、交流等方式引入评估、评价与决策的管理中来，提高政策管理的公正性与支持度。

5结语

城市河流生态修复工程建设是以拟自然的方式对自然河流进行的生态修复，对修复工程的管理应遵循生态系统恢复及重建机理，加强河流所经区域各部门之间、部门与行政区之间、行政区之间的协调管理，满足居民休闲娱乐、景观文化的亲水需求，带动沿河区域经济社会的快速发展。因此河流生态修复工程的建设管理需要充分借鉴流域综合管理、城市景观管理、生态系统修复等领域的管理理论，妥善处理各利益相关者之间，人与自然景观和人文景观之间，生态系统修复与区域社会经济发展之间的关系。笔者对永定河生态修复建设管理模式的探讨正是基于三项管理理论依据得来的。研究得知，目前永定河生态修复工程建设管理具有管理模式实用性强、管理技术先进、将参与式管理作为建设管理的重要方式等特点。但是相比于以往国内外开展的城市河流生态修复，永定河建设具有涉及范围广、利益相关者多、带动沿河区县经济社会发展作用突出等特点。因此，在管理机构设置、管理法规建设、防洪管理重要性认知、配套管理措施制定等方面存在一些问题，需要进一步完善。