談運(yùn)用生態(tài)學(xué)分析景觀水體污染
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摘要:隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的發(fā)展，給人們帶來(lái)利益的同時(shí)也造成了污染，隨著人們生活水平的提高，對(duì)健康的要求及環(huán)保意識(shí)也隨之增強(qiáng)。本文以貴陽(yáng)市十里河灘濕地景觀水質(zhì)現(xiàn)狀為例，運(yùn)用生態(tài)工程基本原理分析城市景觀水體的水質(zhì)變化，為探明景觀水的污染因素和影響、改善景觀水體水質(zhì)提出理論依據(jù)和建議。
關(guān)鍵詞:生態(tài)工程;十里河灘;水污染防治
1景觀水質(zhì)惡化的原因及影響
景觀水體主要污染源有內(nèi)源與外源兩種［4］。內(nèi)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(jìn)入，例如生活污水、游客留下的雜物、沿河擺攤燒烤產(chǎn)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(xì)菌大量繁殖、濁度增大等現(xiàn)象，特別是一些難降解的有機(jī)污染物和重金屬殘留在水中，危害水生生物的生長(zhǎng)繁殖，當(dāng)水體中氮、磷等長(zhǎng)期大量積存時(shí)，就會(huì)造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類(lèi)瘋狂繁殖生長(zhǎng)，導(dǎo)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(jīng)妥善處理的城市污水和工業(yè)廢水;施用化肥、農(nóng)藥及城市地面的污染物被水沖刷而進(jìn)入水體;隨大氣擴(kuò)散的有毒物質(zhì)通過(guò)重力沉降或降水過(guò)程而進(jìn)入水體等。污染水體的物質(zhì)成分極為復(fù)雜，概括起來(lái)主要包括:無(wú)機(jī)無(wú)毒物、無(wú)機(jī)有毒物、有機(jī)無(wú)毒物、有機(jī)有毒物、病原微生物、寄生蟲(chóng)、放射性污染物、熱污染等。由于貴陽(yáng)十里河灘部分河段是流動(dòng)性差的緩流水體，水域面積小、水環(huán)境容量小、水體自?xún)裟芰θ?，容易成為居民生活污水、雨水和垃圾的受納體，雖然建設(shè)有相關(guān)的生活污水分開(kāi)排放管網(wǎng)設(shè)施，但并不能完全杜絕多點(diǎn)生活污水地表徑流的注入，導(dǎo)致部分水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，還有城市公園、河道、湖泊等景觀水水體自?xún)裟芰Ρ容^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(yáng)市生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境質(zhì)量。因此，分析城市景觀水體的水質(zhì)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(zhì)就顯得非常重要。
2生態(tài)學(xué)基本原理
2．1系統(tǒng)開(kāi)放原理
自然水體，比如河流、小溪等是通過(guò)自?xún)艄δ芨纳扑|(zhì)，《呂氏春秋•盡數(shù)》有言:“流水不腐，戶(hù)樞不蠹，動(dòng)也”。其中水體流動(dòng)的同時(shí)，不斷與外界進(jìn)行能量和物質(zhì)的交換，更有利于通過(guò)自?xún)舻姆绞礁纳扑|(zhì)。貴陽(yáng)市金陽(yáng)新區(qū)產(chǎn)生的生活污水，經(jīng)金陽(yáng)污水處理廠處理，達(dá)標(biāo)后作為景觀用水。另外在景點(diǎn)設(shè)計(jì)人工噴泉，水車(chē)等裝飾不僅可以增加美感，還能加大與外界的接觸，使物質(zhì)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(kāi)放，要有外熵的流入，否則，系統(tǒng)就會(huì)走向無(wú)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(gè)生物種群都不能脫離其他生物種群而單獨(dú)存在。如果生物群落的種群過(guò)于單一，會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生產(chǎn)力，一旦有污染進(jìn)入，將使得生態(tài)系統(tǒng)崩潰。根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的生物群落越復(fù)雜，它的生物生產(chǎn)力就越高，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越強(qiáng)，反之這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)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(yáng)光、水、空氣等)有關(guān)［6］。在水體內(nèi)投放的動(dòng)物不能過(guò)于單一，有以水藻為食的魚(yú)，也要有以小魚(yú)為食的魚(yú)，種類(lèi)要多以適應(yīng)不同的外來(lái)污染。比如以浮游植物為食的浮游動(dòng)物的量增加，可以使浮游植物的量減少，使陽(yáng)光照射整個(gè)水體，空氣內(nèi)氧氣更好的溶入，改善水質(zhì)［7］。
2．3物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)原理
水體系統(tǒng)中的綠色植物通過(guò)光合作用產(chǎn)生氧氣，供好氧微生物對(duì)水體中廢物進(jìn)行吸附和消化，實(shí)現(xiàn)水體的自?xún)艄δ?。所有所謂的“廢物”都是相對(duì)而言，生態(tài)系統(tǒng)中某些生物產(chǎn)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(nèi)微生物對(duì)污染物進(jìn)行消化，新陳代謝的產(chǎn)物又是水中植物的營(yíng)養(yǎng)，也可以被一些魚(yú)蝦所食用。多樣性原理和物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)原理相互相成，十里河灘濕地公園有浮游動(dòng)物58種，底棲動(dòng)物35種，昆蟲(chóng)236種，魚(yú)類(lèi)55種，兩棲類(lèi)12種，爬行類(lèi)26種，鳥(niǎo)類(lèi)89種，獸類(lèi)15種。有國(guó)家珍稀保護(hù)動(dòng)物5種。河灘區(qū)域內(nèi)動(dòng)植物種類(lèi)豐富，植物總計(jì)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(gè)龐大的生物群落網(wǎng)，無(wú)時(shí)不刻進(jìn)行著能量流動(dòng)和物質(zhì)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(gè)系統(tǒng)對(duì)外界干擾的忍耐都是有極限的，當(dāng)超過(guò)這個(gè)極限的時(shí)候，系統(tǒng)將被破壞，甚至無(wú)法再次還原。假設(shè)有重污染工廠的污染物不經(jīng)處理就排放到十里河灘濕地系統(tǒng)內(nèi)，該污染物在系統(tǒng)內(nèi)"消化"不完，就會(huì)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(duì)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(lǐng)域里，為了使生物種群能夠盡可能的多利用生態(tài)位，或稱(chēng)“生態(tài)位的填充”，最有效地利用環(huán)境資源，是生產(chǎn)更多生物產(chǎn)品的有效手段［8］。在思考如何改善十里河灘生態(tài)水質(zhì)，提高生態(tài)環(huán)境的時(shí)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(shí)改善環(huán)境。污水處理廠內(nèi)采用的活性污泥法通過(guò)培養(yǎng)適應(yīng)相應(yīng)污水的活性污泥來(lái)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(duì)與活性污泥來(lái)說(shuō)的"營(yíng)養(yǎng)"，經(jīng)過(guò)消化分解后將有毒有害物質(zhì)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(jìn)不同生態(tài)位的生物，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一旦污染物過(guò)多，也能通過(guò)自?xún)舴绞胶芸旎謴?fù)，不至于崩潰。
3景觀水防治污染的保護(hù)措施建議
3．1提高公民素質(zhì)，完善相關(guān)的法律法規(guī)
提高公民素質(zhì)和公民環(huán)保意識(shí)，使人們?cè)谙硎苁锖訛竦毓珗@"水清、岸綠、景美"的同時(shí)不亂丟垃圾，不隨地吐痰。禁止在十里河灘河道旁經(jīng)營(yíng)燒烤。完善相關(guān)的法律法規(guī)加以約束，對(duì)于十里河灘內(nèi)游客的不文明行為施行適當(dāng)?shù)膽土P措施。
3．2及時(shí)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)
對(duì)十里河灘水質(zhì)進(jìn)行分段定期測(cè)定，對(duì)周邊生活污水垃圾偷排偷放進(jìn)行監(jiān)控，一旦顯示排放超標(biāo)，立即徹查。防止污染程度超過(guò)系統(tǒng)的耐受極限。
3．3保持生物多樣性
適當(dāng)?shù)南蚴锖訛┑乃w內(nèi)投放一些魚(yú)蝦，在河灘種植不同種類(lèi)的植被，讓整個(gè)系統(tǒng)形成大的食物網(wǎng)，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(duì)穩(wěn)定，讓水體系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，使物質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)多級(jí)和反復(fù)利用，充分發(fā)揮等級(jí)系統(tǒng)原理和相生相克原理，使各類(lèi)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(guān)系。
3．4清理河道底泥
底泥是水體經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期沉淀雜物和微生物代謝產(chǎn)物形成的泥狀物質(zhì)，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(huì)重新釋放出來(lái)，使水體發(fā)生富營(yíng)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(nèi)的村寨整治、土地流轉(zhuǎn)、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(yáng)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(jìn)行改善十里河灘出水口水質(zhì)，確保南明河的綠色生態(tài):第一，對(duì)污水處理廠排出的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提高;第二，可以利用污水處理廠來(lái)處理部分水體。此外，城市景觀水體一旦出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，藻類(lèi)大量的滋生影響水質(zhì)和美觀。據(jù)美國(guó)里奇蘭的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室研究人員研究證明，藻類(lèi)也可作為氮肥的代用品。在全部農(nóng)用工業(yè)品的生產(chǎn)消耗能量中，氮肥生產(chǎn)的耗能量約占80%，如果藻類(lèi)代替氮肥獲得推廣，便可將這些能量節(jié)省下來(lái)［9］?？梢栽诤拥廓M窄的位置或在除藻船上安裝一臺(tái)回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵，將收集到的藻類(lèi)生產(chǎn)肥料。
4結(jié)語(yǔ)
貴陽(yáng)市花溪十里河灘國(guó)家級(jí)城市濕地公園，是鑲嵌在花溪這顆高原明珠的寶石，是貴陽(yáng)珍貴的城市資源和旅游資源，擁有眾多的珍稀動(dòng)植物種類(lèi)，有環(huán)境保護(hù)功能、城市洗肺和旅游休閑功能。然而十里河灘小吃攤點(diǎn)較多，并且比較集中，還有人工景觀的建設(shè)隔離了生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)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(yáng)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(hù)要綜合考慮資源的可持續(xù)性、整個(gè)區(qū)域的發(fā)展以及社會(huì)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(yùn)用生態(tài)學(xué)原理設(shè)計(jì)生態(tài)工程來(lái)開(kāi)展生態(tài)修復(fù)或促進(jìn)資源的綜合利用、環(huán)境的綜合治理以及人類(lèi)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展，是生態(tài)工程的最終目的。
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作者:劉永澤 馮宜恒 單位:貴州大學(xué)明德學(xué)院
