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国外水生态文明建设现状及借鉴

水生态修复措施

调水引流
   
随着世界人口的增加,人们的用水需求也增加了,为了满足人们的用水需求,生态系统的用水很大程度上被忽略,所造成的生态后果是非常严重的。健康的淡水生态系统为社会提供健康的水生态产品和服务。但是,如果要想让水生态为人类提供可持续的益处和保持生态系统的多样性,我们必须更好地进行水管理。在美国,调水引流是指使用人工管道或者沟渠将水从一个流域引入到另一个流域,或者从一个流域的一部分引入到另一部分。
    
美国调水引流方面进行生态系统修复的一个例子是五大湖区。

 

五大湖区大多数水体是不可更新的,尽管湖区的水体数量是巨大,但是,通过降雨、地表径流以及地下水交换所得到的水体更新不到总水体的1%

五大湖区维持健康生态的一个方法就是进行调水引流。调水引流可以在五大湖区和其他流域之间进行,也可以在湖区内不同河流或者湖泊之间进行,五大湖区的调水引流对湖水位的影响甚微,却改变了五大湖区的自然流态,而且,通过调水引流得到的水质可能与五大湖区原有水质不同。

美国的调水引流所实现的水生态修复,还存在于密歇根湖(Lake Michigan和密西西比河之间的调水引流,该工程将水从芝加哥输送到密西西比河流域。在美国安大略省北部的阿尔巴尼河流域和苏必利尔湖之间也存在着调水引流,来自阿尔巴尼河的调水承担着苏必利尔湖6%的供水任务。

 除了五大湖区以外,还有纽约的“富士堡”调水工程(Forestport),将水从黑河(Black River)调入哈得逊河(Hudson River)流域。“普太及”工程(Portage)将水从威斯康星河水域(密西西比河流域)调入五大湖区。

    美国在实施调水引流进行生态修复的主要考虑因素有:(1)初步估计维持本地物种和自然生态系统的径流需求量。(2)使用水文模拟模型技术来考虑当前和未来的人类需水情况。(3)评估人类和生态系统需求之间的不兼容问题,特别要注意水分配的空间和时间特征。(4)寻求合作化的解决方案,以解决不兼容的问题。(5)进行水资源管理的实验,以解决关键的不确定性问题,统一考虑人类和生态系统的水需求。(6)设计和实施适应性调水引流管理方案,以促进生态可持续的水管理。

 

截污治污
   
水体污染主要是由过量的氮造成的,这些氮可能来自农业化肥、动物粪便、污水管线以及大气沉降,这些氮污染是极其有害的,会影响饮用水供应,并且会改变生态系统的功能。美国环保署(EPA)的研究人员评估了氮污染的各种生态恢复手段,认为反硝化脱氮(denitrification)是去除水体氮污染的最佳途径。

反硝化作用发生于含氮丰富的水体的地表和地下。这种水体的地表和地下,支持着转换所需的硝酸二氮气体,以及大量的微生物群落和其它环境条件。因此,这种反硝化作用可以通过改善微生物生存环境和条件来进行加强。

在美国的马里兰州、俄勒冈州和宾夕法尼亚州,人们使用反硝化技术对水体中的氮污染进行着截污治污的努力,以对脆弱的水生态进行恢复和修复。

尽管有关学者和专家对美国截污治污中所使用的脱硝氮处理技术有着多方面的质疑和批评,但是,实践的结果表明,这些成功的技术有助于人们开发河流和河滩,改善水生态健康,恢复水质,提高河流和湖泊生态系统的服务功能。

 

河湖清淤

河湖清淤对水生态系统的恢复也很重要,通过正确的技术,河道(河岸区)可以进行恢复和重建,以改善鱼类的栖息环境,稳固河岸和河堤,使之具有更大的强度,以抵抗河流的侵蚀、切割(切)作用。河湖清淤可以提高水质,然而,河湖清淤对改善地表水或地下水质量作用的大小,还没有进行彻底的评估。

在美国,河湖清淤是一种常态化的河湖恢复措施,通过河湖清淤可以保护道路和桥梁等基础设施,改善水质,并且提高河流和湖泊的生态美学价值。

使用工器具将泥沙从河流或者湖泊中挖掘出去,减少水流的淤积,挖掘通常要达到一定深度,以使船舶能够通过,湖泊清淤可以有很多用途,例如对临水建筑的保护、环境改善等。湖泊清淤的主要目的在于:增加湖泊的深度,获得水产品,清除入侵性物种,获取有价值的湖底矿物质,通过填倒湖泊清淤的物质来恢复陆地地貌。

美国用于河流的清淤设备很多,有许多专门的机器,造价在几万到几十万不等。还有专门挖铁沙的挖掘机,清淤和挖掘设备种类有很多,例如,有水泵抽取式的清淤机,这是一种新型独特的清淤系统,由迈里水有限制公司(Miles Waterscapes Ltd)研制,对于细泥沙有较强的抽取能力。

美国的石头河(Stony run river)位于马里兰州巴尔的摩市,选择石头河来说明美国的河湖清淤,主要是有两个因素,其一是因为该河为城市性河流,其二是该河的清淤牵涉到上下游和左右岸的问题。马里兰州的石头河清淤项目实现了两个重要的目标,即对水质进行了改善和对基础设施进行了保护,其实,清淤的经济成本并不高,相当于每户12.5美元,然而,各河段居民用于河流恢复的税收并不相同,这是因为美国实行的是“谁污染,谁纳税”的税收原则

 

生物控制

生物控制是指利用水生态系统生物物种之间的寄生、捕食、竞争等关系,对生物种群的数量进行控制。由于人类对土地的开发使用和入侵性物种的破坏,自然的水生态系统的功能迅速丧失,人们可能通过制定政策来阻止对水生态系统的破坏,减少人类对水生态系统的开发。然而,入侵性物种对水生态系统的破坏却很难恢复。新的政策法规对新型物种,或者入侵性物种也无能为力。大面积的入侵性物种很难根除。生物控制最初用于植物和害虫之间,

美国利用生物控制实现的河岸生态系统恢复的一个成功例子,就是美国西南部应对芦入侵的案例。芦是河流或者沟渠中大量生长的水草,这种水草的入侵,造成美国西南部很多河流水生态栖息环境的改变,很多鱼类物种丧失,芦漫生还造成对堤岸和桥梁的侵蚀。对河岸拥有者也造成不小的损失。比如以前可进行放牧和收获牧草的地方被芦占领,还造成其他一些河流生物系统的丧失。还有报道称,这种高杆植物对国家安全也构成威胁,因为这种入侵性物种的杆太高了,为犯罪分子进行非法活动提供了场所。

友情链接

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