河流生态环境脆弱带生态修复技术研究

河流生态环境脆弱带生态修复技术研究

胡海涛

江苏江达生态环境科技有限公司  江苏省  214111

Study on ecological restoration technology of river ecological environment fragile zone

Hu Haitao

摘要：河流生态环境脆弱带面临着多方面的环境压力，其修复与管理是当前生态环境保护的重点任务之一。通过综合运用水体、土壤及大气修复技术，结合污染物监测、微生物群分布调研、生物指示以及模糊评价等多种评估技术，可以全面提升修复工作的效果。这些方法从不同角度反映了生态修复的成效，既包括了科学的技术应用，也涵盖了对人类生活质量的直接影响。本文旨在探讨河流生态环境脆弱带的综合修复策略及其效果评估，为未来的生态修复项目提供参考。

关键词：河流；生态环境；脆弱带；生态修复技术

Abstract: river ecological fragile zone is facing environmental pressure from many aspects, and its restoration and management is one of the key tasks of ecological environment protection.  Through comprehensive application of water body, soil and atmosphere remediation technology, combined with pollutant monitoring, microbial distribution survey, biological indicators and fuzzy evaluation, the remediation effect can be comprehensively improved.  These methods reflect the effectiveness of ecological restoration from different perspectives, including both scientific and technological applications and direct impacts on human quality of life.  This paper aims to discuss the comprehensive restoration strategy and its effect evaluation of river ecological fragile zone, and provide reference for future ecological restoration projects.

Keywords: river; ecological environment; fragile zone; ecological restoration technology

引言

河流生态环境脆弱带的健康直接关系到水安全、生物多样性保护以及人类社会的可持续发展。面对日益严峻的生态环境挑战，采取有效的修复措施以及评估技术对于恢复和保护这些脆弱生态系统至关重要。通过分析现有的修复技术及评估方法，可以更好地理解生态修复的复杂性和多维度，从而为制定更加有效的生态恢复策略奠定基础。

1.生态环境脆弱带的修复原则

在河流生态环境脆弱带的修复工作中，遵循适应性原则、最小化原则和经济性原则是至关重要的。适应性原则强调修复技术、条件与结果的高度适配性，意味着修复方案需针对特定生态环境的独特性制定，以确保技术的应用能够与现有生态系统的功能和结构相适应，从而促进生态平衡的恢复。这不仅包括对当前环境条件的适应，也涉及到对未来变化的预见和适应能力，确保修复效果的持久性和稳定性。最小化原则要求在修复过程中采取尽可能少的人为干预，减少对生态系统的额外负担，从而避免因修复活动本身而引入新的生态扰动。同时，经济性原则强调修复项目的成本效益，倡导在确保修复效果的同时，优化资源配置，避免不必要的资源浪费，确保项目的经济可行性。这三大原则相互补充，共同构成了河流生态环境脆弱带修复工作的基础框架，旨在通过科学合理的方法，实现生态修复的高效率与高质量，同时保证生态系统的长期健康和稳定[1]。

2.生态环境脆弱带的修复流程

在河流生态环境脆弱带的修复流程中，首要步骤是进行修复潜力评估。这一阶段的目标是准确判断受损生态系统的恢复可能性和所需的修复深度。通过综合分析受损生态系统的当前状况、自我恢复能力以及受损原因，科学评估其恢复到具有自我维持功能、恢复原有生态结构或功能的可能性。此外，修复目标的设定需遵循国家法律法规及相关政策的指导，确保修复工作既符合生态原则，又符合社会经济发展的需求。明确的修复目标不仅是修复工作顺利进行的前提，也是评估修复效果的重要标准。修复目标的设定旨在恢复生态系统的自我恢复能力，实现生态功能的重建，为生态系统的长期稳定打下基础。

在修复潜力评估和目标设定的基础上，紧接着是修复方案的制定与实施。修复方案的制定需充分考虑到安全性、可行性和经济性三大要素，确保所选方案既能有效恢复生态系统，又不引入新的污染源或生态扰动。在技术选型上，应选择与受损生态系统特性相适应，且能够适应当地气象和地质条件的技术。经济性分析确保修复工作在达到预期目标的同时，控制成本在可接受范围内。修复方案的实施是一个动态调整的过程，需要在施工过程中根据实时监测数据和阶段性成果，对方案进行必要的调整和优化。修复效果的评估则通过生态毒理学评价来完成，常用的评价指标包括水体和土壤中的微生物群落结构变化，以及特定敏感鱼类的生存状况，这些指标能够直观反映修复工作的成效，为后续的生态修复提供科学依据[2]。生态环境脆弱带的修复流程如图1所示

图1 生态环境脆弱带修复流程

3.河流生态环境脆弱带的修复技术

3.1 水体修复

水体修复技术的应用旨在解决河流生态环境脆弱带中的水质问题，其中物理法作为一种有效手段，通过非化学的方式直接改善水体状况。这种方法利用水体自身的物理特性，例如，人工曝气技术通过增加水体中的氧气含量，促进好氧微生物的生长和繁殖，进而加速有机物的分解过程，有效去除水中的污染物。此外，物理法还包括沉淀、过滤等技术，通过物理作用直接去除水中的悬浮物和部分溶解性污染物，从而改善水质。化学法和生物法则从不同的机制出发，解决水体污染问题。化学法通过向水体中投加特定的化学药剂，如二氧化氯、碳酸盐或絮凝剂等，对水中的藻类、悬浮物、重金属等污染物进行有效去除。这种方法可以快速改善水质，尤其适用于对特定类型污染物的靶向治理。然而，化学药剂的使用需谨慎，以避免过量投加引起的二次污染问题。与此同时，生物法和生态法通过引入或利用生态系统中的生物组件，如微生物制剂、构建湿地和生态塘等，进行更为广谱和治本的水体修复。人工生态塘设计如图2所示。

图2  人工生态塘设计

3.2 土壤修复

土壤修复在河流生态环境脆弱带的修复工作中扮演着至关重要的角色，旨在削减土壤与水体间的污染物循环，进而减少生态脆弱带的整体污染负荷。在多种土壤修复技术中，客土法虽然在处理极度污染的小范围区域中效果显著，但因其较高的成本和对大范围应用的局限性，在河流生态脆弱带的修复中并不常用。相对而言，生物炭法和生物法成为更为广泛采用的主流方法。生物炭法通过使用植物残留的碳基物质，不仅有效吸附土壤中的重金属污染物，还能改善土壤的营养状况，促进生态系统的自我恢复能力[3]。

生物法在土壤修复中的应用则更加多样化，包括动植物修复和微生物修复两个方面。动植物修复通过引入特定的植物如芦苇、向日葵等，以及耐污染的鱼类如清道夫等，利用其对特定污染物的高吸收能力，达到去除土壤和水体中污染物的目的。这些生物不仅能够直接吸收和转化污染物，还通过其生长过程改善土壤结构和增加生物多样性。微生物修复法则主要侧重于通过投加特定的微生物如青霉菌、曲霉等，来分解土壤中的有机污染物。芦苇对重金属Zn 的去除效果如图3所示。

图3 芦苇对重金属 Zn 的去除效果

3.3 大气修复

不同于传统的空气净化方法，生态修复策略倾向于利用自然过程和生物机制来减轻或消除有害气体的影响。通过在河流岸边种植具有高耐水性的木本植物，如杨树、花曲柳、臭椿和丁香等，不仅可以增强生态带的绿化美化，还能有效利用这些植物在光合作用过程中吸收二氧化碳和释放氧气的能力，以提高空气质量。这些植物通过其叶片表面的气孔与空气中的有害气体进行物理吸附和化学反应，从而间接减少环境中有害气体的浓度。

具体来看，杨树是一种速生乔木，提供阴凉和环境改善，通过叶面积吸收二氧化碳并吸附污染物。花曲柳以其广泛的叶片美化环境，同时吸收二氧化碳和释放氧气。臭椿，尽管名字不佳，却通过叶片快速吸收二氧化碳，并有助于空气净化。丁香不仅散发香气美化环境，还能通过光合作用和叶片表面吸附改善空气质量。这种方法更准确地反映出植物通过光合作用和物理吸附作用而非释放氧自由基来改善空气质量的机制。

此外，丁香生长过程中还能通过其花朵释放的芳香类物质，对周围环境的恶臭进行自然的中和与掩盖，从而提升河流周边区域的空气质量。这种以植物为基础的大气修复策略，不仅能够有效处理由水体和土壤污染物降解产生的恶臭问题，还能为生态环境提供额外的益处，如增加生物多样性、改善微气候等。

4. 河流生态环境脆弱带修复效果的评估技术

4.1 污染物监测技术

污染物监测技术是评估河流生态环境脆弱带修复效果的核心手段，它涉及对水体、土壤及大气等多种环境要素的综合采样与分析。通过采集特定区域内的环境样本，然后利用先进的实验室分析方法，如气相色谱、液相色谱、质谱分析等，精确测定样本中各种污染物的含量。这些数据随后与国家或国际环保标准进行比对，从而客观评估生态修复工作的成效与效率。虽然此类监测技术在环境科学领域已相对成熟，能够提供准确的污染物浓度信息，但主要针对已知的、常见的污染物种类

[4]。

4.2 微生物群分布调研技术

微生物群分布调研技术是评估河流生态环境脆弱带修复效果的重要方法之一，因为微生物群落的组成和丰度能够直接反映水体和土壤的健康状况。通过从受修复区域采集样本，并在实验室中进行培养，科研人员可以准确核算出微生物的种类和数量。这些数据随后与区域背景下的自然微生物状态进行对比，从而评估生态修复项目的实际效果。微生物作为生态系统中的基础组成部分，其变化能够真实地反映生态修复成果，提供一种从生物角度出发的评价手段。然而，这种技术的应用条件较为严格，数据收集和分析过程中容易产生误差，试验结果变异性较大，特别是在进行横向对比时，其数据的稳定性和可靠性可能较低。为克服这些限制，近年来，聚合酶链式反应（PCR）等分子生物学技术在微生物群落研究中被广泛应用。

4.3 生物指示技术

生物指示技术通过分析河流生态环境中的动植物种类来评估生物学指标，从而直观反映水体和土壤的健康状况。这种方法基于特定生物种类对环境条件的敏感性，如水体中幼生鱼苗的存在通常标志着良好的水质环境，而土壤中沙甲虫或虾蟹等食底泥生物的出现则指示底泥生态环境处于健康状态。生物指示技术与生态修复效果紧密相关，能够提供最接近自然生态指标的评估结果。然而，这种评估方法指示的修复时间周期较长，且现场采样与调研过程面临较多挑战，因为需要长时间观察和跟踪特定生物种群的变化。尽管存在这些难点，生物指示技术因其能够提供直接且具有生物学意义的生态环境健康评估而被广泛认可，是衡量河流生态环境脆弱带修复效果的重要手段之一。

4.4 模糊评价技术

模糊评价技术是一种独特的生态评估方法，它侧重于汇集和分析人群对生态环境改善后的主观感受和认知。这种技术认为，生态修复工作的成功与否可以通过周边居民对环境改善的满意度来衡量。居民与环境的互动反馈成为评价生态修复效果的关键指标，其中，环境要素的改善若获得高度满意反馈，则可视为修复工作达到预期目标。模糊评价通过搜集大量样本意见来提高评估的准确性，运用概率推断法来分析和解释收集到的数据。虽然这种方法在一定程度上受到人们主观感受的影响，会对评估结果的客观性造成一定扰动，但它提供了一个重要视角，即从社会满意度和人类福祉的角度去理解和评价生态修复成果[5]。

5.结语

总而言之，河流生态环境脆弱带的修复是一个复杂但至关重要的过程，涉及到水体、土壤和大气等多个层面的综合治理。通过采用多样化的修复技术，从物理、化学到生物方法，以及评估技术的创新应用，可以有效地改善和恢复河流生态环境的健康状态。这不仅有助于提升当地居民的生活质量，也为保护全球生态平衡做出了积极贡献。随着技术的进步和理论的深化，未来河流生态环境脆弱带的修复工作将更加高效、科学。

参考文献：

[1]邓棣清,黄建中.生态脆弱带上光伏发电站的生态环境管理策略探究[J].节能与环保,2019(08):79-80.

[2]周杨,何志平.高原脆弱生态区铁路工程建设环保对策研究[J].铁路节能环保与安全卫生,2019,9(03):7-9+14.

 [3]朱民政.河道治理与水环境保护[J].江西农业，2018（20）：60.
        [4]王静，王明明.我国现阶段河道治理与水环境保护之路探究[J].节能，2018，37（8）：92-93

[5]贺帅兵,牟林云,甄霖等.长江三角洲生态环境脆弱带生态修复技术研究进展[J].生态学报,2023,43(02):487-495.

胡海涛, 男,江苏无锡人，1981年出生，本科，高级工程师，主要从事水生植物生态学和水生植被生态修复治理研究，园林绿化工程与养护。