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談運用生態(tài)學分析景觀水體污染

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談運用生態(tài)學分析景觀水體污染

摘要:隨著城鎮(zhèn)化建設的發(fā)展,給人們帶來利益的同時也造成了污染,隨著人們生活水平的提高,對健康的要求及環(huán)保意識也隨之增強。本文以貴陽市十里河灘濕地景觀水質現(xiàn)狀為例,運用生態(tài)工程基本原理分析城市景觀水體的水質變化,為探明景觀水的污染因素和影響、改善景觀水體水質提出理論依據(jù)和建議。

關鍵詞:生態(tài)工程;十里河灘;水污染防治

1景觀水質惡化的原因及影響

景觀水體主要污染源有內源與外源兩種[4]。內源是水體本身作為污染源,比如底泥污染;外源是外環(huán)境污染物的進入,例如生活污水、游客留下的雜物、沿河擺攤燒烤產生的污染等。這些水體一旦被污染,就很容易出現(xiàn)水中懸浮物增多、細菌大量繁殖、濁度增大等現(xiàn)象,特別是一些難降解的有機污染物和重金屬殘留在水中,危害水生生物的生長繁殖,當水體中氮、磷等長期大量積存時,就會造成水體的富營養(yǎng)化,導致藻類瘋狂繁殖生長,導致水體惡化,破壞生態(tài)平衡。造成污染的因素是多方面的:向水體排放未經妥善處理的城市污水和工業(yè)廢水;施用化肥、農藥及城市地面的污染物被水沖刷而進入水體;隨大氣擴散的有毒物質通過重力沉降或降水過程而進入水體等。污染水體的物質成分極為復雜,概括起來主要包括:無機無毒物、無機有毒物、有機無毒物、有機有毒物、病原微生物、寄生蟲、放射性污染物、熱污染等。由于貴陽十里河灘部分河段是流動性差的緩流水體,水域面積小、水環(huán)境容量小、水體自凈能力弱,容易成為居民生活污水、雨水和垃圾的受納體,雖然建設有相關的生活污水分開排放管網設施,但并不能完全杜絕多點生活污水地表徑流的注入,導致部分水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象,還有城市公園、河道、湖泊等景觀水水體自凈能力比較低[5],非常容易受到污染,生態(tài)系統(tǒng)遭受不同程度的破壞,影響了貴陽市生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境質量。因此,分析城市景觀水體的水質變化,探明景觀水體的污染和影響因素、從而防治景觀水體污染、改善景觀水體水質就顯得非常重要。

2生態(tài)學基本原理

2.1系統(tǒng)開放原理

自然水體,比如河流、小溪等是通過自凈功能改善水質,《呂氏春秋•盡數(shù)》有言:“流水不腐,戶樞不蠹,動也”。其中水體流動的同時,不斷與外界進行能量和物質的交換,更有利于通過自凈的方式改善水質。貴陽市金陽新區(qū)產生的生活污水,經金陽污水處理廠處理,達標后作為景觀用水。另外在景點設計人工噴泉,水車等裝飾不僅可以增加美感,還能加大與外界的接觸,使物質和能量不斷流入和流出。生態(tài)系統(tǒng)的研究表明,所有可持續(xù)的系統(tǒng)必須開放,要有外熵的流入,否則,系統(tǒng)就會走向無序,直至崩潰[6]。

2.2多樣性原理

研究表明,生態(tài)系統(tǒng)中任何一個生物種群都不能脫離其他生物種群而單獨存在。如果生物群落的種群過于單一,會影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生產力,一旦有污染進入,將使得生態(tài)系統(tǒng)崩潰。根據(jù)生態(tài)學原理,一個生態(tài)系統(tǒng)的生物群落越復雜,它的生物生產力就越高,生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越強,反之這個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生產力就越低。這與多樣的生物相生分布,各自占據(jù)不同適生空間,高效率的利用環(huán)境資源(陽光、水、空氣等)有關[6]。在水體內投放的動物不能過于單一,有以水藻為食的魚,也要有以小魚為食的魚,種類要多以適應不同的外來污染。比如以浮游植物為食的浮游動物的量增加,可以使浮游植物的量減少,使陽光照射整個水體,空氣內氧氣更好的溶入,改善水質[7]。

2.3物質循環(huán)與能量流動原理

水體系統(tǒng)中的綠色植物通過光合作用產生氧氣,供好氧微生物對水體中廢物進行吸附和消化,實現(xiàn)水體的自凈功能。所有所謂的“廢物”都是相對而言,生態(tài)系統(tǒng)中某些生物產生的“廢物”,常常是另一種生物的食物或生存必需成分[6]。水體內微生物對污染物進行消化,新陳代謝的產物又是水中植物的營養(yǎng),也可以被一些魚蝦所食用。多樣性原理和物質循環(huán)與能量流動原理相互相成,十里河灘濕地公園有浮游動物58種,底棲動物35種,昆蟲236種,魚類55種,兩棲類12種,爬行類26種,鳥類89種,獸類15種。有國家珍稀保護動物5種。河灘區(qū)域內動植物種類豐富,植物總計千余種,其中浮游植物96種,苔蘚植物31種,維束管植物897種,是一個龐大的生物群落網,無時不刻進行著能量流動和物質循環(huán)。

2.4生態(tài)平衡與耐受極限原則

十里河灘濕地整個系統(tǒng)對外界干擾的忍耐都是有極限的,當超過這個極限的時候,系統(tǒng)將被破壞,甚至無法再次還原。假設有重污染工廠的污染物不經處理就排放到十里河灘濕地系統(tǒng)內,該污染物在系統(tǒng)內"消化"不完,就會影響其他的系統(tǒng)組分,從而破壞了系統(tǒng)的平衡而崩潰。

2.5生態(tài)位理論

生態(tài)系統(tǒng)中任何成分對自己的生存環(huán)境都有要求,同行也被環(huán)境影響著,因此,所在的系統(tǒng)“扮演的角色”也不一樣。在生態(tài)工程領域里,為了使生物種群能夠盡可能的多利用生態(tài)位,或稱“生態(tài)位的填充”,最有效地利用環(huán)境資源,是生產更多生物產品的有效手段[8]。在思考如何改善十里河灘生態(tài)水質,提高生態(tài)環(huán)境的時候,不能單純地考慮如何去除污染物,還可以在利用資源的同時改善環(huán)境。污水處理廠內采用的活性污泥法通過培養(yǎng)適應相應污水的活性污泥來消化污染物就是盡可能多的利用生態(tài)位,有效的利用污染物中相對與活性污泥來說的"營養(yǎng)",經過消化分解后將有毒有害物質分解。另外,十里河灘濕地公園占地面積大,資源豐富,可以引進不同生態(tài)位的生物,增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性,一旦污染物過多,也能通過自凈方式很快恢復,不至于崩潰。

3景觀水防治污染的保護措施建議

3.1提高公民素質,完善相關的法律法規(guī)

提高公民素質和公民環(huán)保意識,使人們在享受十里河灘濕地公園"水清、岸綠、景美"的同時不亂丟垃圾,不隨地吐痰。禁止在十里河灘河道旁經營燒烤。完善相關的法律法規(guī)加以約束,對于十里河灘內游客的不文明行為施行適當?shù)膽土P措施。

3.2及時對水質進行監(jiān)測

對十里河灘水質進行分段定期測定,對周邊生活污水垃圾偷排偷放進行監(jiān)控,一旦顯示排放超標,立即徹查。防止污染程度超過系統(tǒng)的耐受極限。

3.3保持生物多樣性

適當?shù)南蚴锖訛┑乃w內投放一些魚蝦,在河灘種植不同種類的植被,讓整個系統(tǒng)形成大的食物網,前提是不能引起物種入侵現(xiàn)象。這樣能保持系統(tǒng)的相對穩(wěn)定,讓水體系統(tǒng)達到一個動態(tài)平衡,使物質在系統(tǒng)內多級和反復利用,充分發(fā)揮等級系統(tǒng)原理和相生相克原理,使各類生物之間,生物與環(huán)境之間形成相互作用、相互依存、相互制約的關系。

3.4清理河道底泥

底泥是水體經過長期沉淀雜物和微生物代謝產物形成的泥狀物質,是潛在的污染源。景觀水體的底泥中沉積了大量如重金屬離子、氮、磷、難降解的有毒有害物等污染物,這些污染物很容易會重新釋放出來,使水體發(fā)生富營養(yǎng)化,造成二次污染。2013年7月,十里河灘2.19平方公里范圍內的村寨整治、土地流轉、景觀綠化、河道清淤等工作全面完成,濕地環(huán)境有很大的改善。

3.5其它方面

貴陽市十里河灘濕地河段臨近小河污水處理廠,可以利用小河污水處理廠進行改善十里河灘出水口水質,確保南明河的綠色生態(tài):第一,對污水處理廠排出的水質標準提高;第二,可以利用污水處理廠來處理部分水體。此外,城市景觀水體一旦出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象,藻類大量的滋生影響水質和美觀。據(jù)美國里奇蘭的一個實驗室研究人員研究證明,藻類也可作為氮肥的代用品。在全部農用工業(yè)品的生產消耗能量中,氮肥生產的耗能量約占80%,如果藻類代替氮肥獲得推廣,便可將這些能量節(jié)省下來[9]。可以在河道狹窄的位置或在除藻船上安裝一臺回轉式機械格柵,將收集到的藻類生產肥料。

4結語

貴陽市花溪十里河灘國家級城市濕地公園,是鑲嵌在花溪這顆高原明珠的寶石,是貴陽珍貴的城市資源和旅游資源,擁有眾多的珍稀動植物種類,有環(huán)境保護功能、城市洗肺和旅游休閑功能。然而十里河灘小吃攤點較多,并且比較集中,還有人工景觀的建設隔離了生態(tài)環(huán)境,導致破壞了生態(tài)環(huán)境多樣化原則,造成了河灘生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性大大降低,從而造成了污染。綜上所述,由于貴陽市十里河灘生態(tài)系統(tǒng)的重要性和特殊性,濕地環(huán)境的保護要綜合考慮資源的可持續(xù)性、整個區(qū)域的發(fā)展以及社會因素,才能充分發(fā)揮其生態(tài)環(huán)境功能、休閑功能和城市功能[4]。運用生態(tài)學原理設計生態(tài)工程來開展生態(tài)修復或促進資源的綜合利用、環(huán)境的綜合治理以及人類社會的持續(xù)發(fā)展,是生態(tài)工程的最終目的。

參考文獻

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[3]楊鴻雁,羅緒強,陳椽,等.花溪十里河灘濕地豐水期浮游植物的群落結構特征[J].水生態(tài)學雜志,2014,35(2):63-67.

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[9]晨鷹.水藻可作為肥料的代用品[J].山西化工,1981(3):69.

作者:劉永澤 馮宜恒 單位:貴州大學明德學院