生态修复理论与技术

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《生态修复理论与技术》课程教学大纲

《生态修复理论与技术》课程教学大纲

《生态修复理论与技术》课程教学大纲课程名称:生态修复理论与技术课程类别:必修课适用专业:环境生态工程考核方式:考试总学时、学分:32 学时 2 学分其中实验学时:0 学时一、课程教学目的《生态修复理论与技术》以国内外生态修复基础理论为依据,以河流生态系统、湿地生态系统、湖泊生态系统、海洋和海岸带生态系统、草原生态系统、森林生态系统修复、土壤污染生态修复、城市生态修复及城市修补为基本内容。

通过教学旨在让学生了解国内外生态修复技术前沿动态、理解生态修复的基本理论知识,掌握典型生态环境问题生态修复技术的基本原理及设计方法。

二、课程教学要求了解国内外生态修复技术前沿动态、理解生态修复的基本理论知识,掌握典型生态环境问题生态修复技术的基本原理及设计方法,具备生态修复工程设计的基本能力。

三、先修课程生态学基础恢复生态学四、课程教学重、难点教学重点:河流生态系统修复、湿地生态系统修复、森林生态系统修复;土壤污染生态修复、城市生态修复及城市修补的基本原理。

教学难点:河流生态系统修复、森林生态系统修复、土壤污染生态修复、城市生态修复及城市修补的基本技术方法。

五、课程教学方法与教学手段课堂讲授和讨论相结合。

通过阅读主要参考书目、网上查询、资料整理和专题分析讨论。

六、课程教学内容第一章绪论(2学时)1.教学内容(1)生态修复的定义与特点;(2)生态修复的基本原理;(4)生态修复的主要技术方法;2.重、难点提示(1)生态修复的基本原理。

第二章河流生态系统修复(4学时)1.教学内容(1)河流生态系统评价;(2)河流生态系统修复原理及目标;(3)河流生态系统修复技术与方法;(4)小流域治理与生态修复技术与方法;(5)河流生态系统修复工程实例。

2.重、难点提示(1)河流生态系统修复原理及目标;(2)河流生态系统修复技术与方法。

第三章湿地生态系统修复(4学时)1.教学内容(1)湿地的概念与类型;(2)湿地的结构与功能;(3)湿地生态修复原理及目标;(4)湿地生态系统修复技术与方法;(5)湿地生态系统修复检测与评价;(6)湿地生态系统修复工程实例。

生态环境修复的科学研究与实践

生态环境修复的科学研究与实践

生态环境修复的科学研究与实践随着人类的不断发展和进步,我们似乎已经逐渐远离了自然环境,破坏了很多可持续的生态系统,导致了各种问题的出现。

但是,现在我们也已经意识到这个问题的严重性,开始关注生态环境的修复。

本文将着重介绍一些关于生态环境修复的科学研究与实践。

一、生态环境修复的定义生态环境修复是指通过利用生态学原理和技术手段来恢复、重建或改良被破坏或受损生态系统的功能和结构,以促进生态系统的自我修复力和稳定运行,并实现生态环境的可持续发展的过程。

生态环境修复主要包括生态恢复和生态重建两种修复方式。

生态恢复是指通过改良和提高受损生态系统的自然功能和生态结构,以尽量还原受损前的自然环境。

而生态重建则是在统一生态规划、生态评估和生态监测的基础上,通过合理设置植被和生物物种,建立新的生态系统。

生态重建涉及到的措施包括人工植被、土壤改良、水域管理、水土保持等。

二、生态环境修复的科学研究生态环境修复需要深入的科学研究为基础,找到解决生态环境问题的有效手段和方法。

现代科学已经初步认识到生态系统的各种功能和自我修复能力,建立了一系列生态修复理论和技术体系。

其中,生态系统恢复理论、物种多样性保护与恢复技术、生态工程技术和生态系统评估方法等是目前较为成熟的研究方向。

生态系统恢复理论主要是提供了生态环境修复的基础理论,包括生态恢复和生态重建两种模式,从统筹规划、生物多样性保护、植被恢复、土壤修复等多个角度阐述了生态系统修复的基本原理和方法。

物种多样性保护与恢复技术主要涉及到植被和动物的恢复保护。

植被恢复主要包括不同类型草本、灌木和林木的种植,适应土壤条件和气候条件,提高本地区的像素值、养分含量和水源。

动物保护主要是通过建立自然保护区和野外生物多样性维护项目,保护和恢复当地的野生动物和植物。

生态工程技术主要涉及到水体、水土和空气的治理。

对于水体和水土,生态工程技术主要包括过滤、提纯、处理、保护和改良,采用的措施包括植被、土壤微生物和物理治理等。

环境科学中的生态修复:探索受损生态系统的修复方法与生态恢复的长期监测

环境科学中的生态修复:探索受损生态系统的修复方法与生态恢复的长期监测

环境科学中的生态修复:探索受损生态系统的修复方法与生态恢复的长期监测摘要生态修复是环境科学领域的重要研究方向,旨在恢复受损生态系统的结构、功能和生物多样性。

本文深入探讨了生态修复的原则、方法、技术以及长期监测的重要性。

通过分析不同生态系统类型的修复案例,本文强调了生态修复在维护生态平衡、保障生态安全和促进可持续发展中的关键作用。

同时,本文也指出了生态修复面临的挑战,并提出了未来研究的方向。

引言随着人类活动对自然环境的影响日益加剧,大量生态系统遭受破坏,生物多样性锐减,生态功能退化。

生态修复(Ecological Restoration)作为一项重要的环境保护和恢复措施,旨在通过人工干预,恢复受损生态系统的结构、功能和生物多样性,使其接近或达到自然状态。

生态修复不仅是恢复生态系统健康的有效手段,也是实现可持续发展的重要途径。

生态修复的原则1. 生态整体性原则:生态修复应从整体出发,考虑生态系统的结构、功能和过程的相互作用,避免单一物种或单一过程的修复。

2. 自然恢复为主原则:尽可能利用自然力进行修复,减少人工干预,促进生态系统的自我恢复。

3. 可持续性原则:生态修复应遵循可持续发展的原则,兼顾生态效益、社会效益和经济效益。

4. 公众参与原则:鼓励公众参与生态修复的全过程,提高公众的生态意识和参与度。

生态修复的方法与技术1. 物理修复:通过工程措施改善受损生态系统的物理环境,如地形改造、水文调控、土壤改良等。

2. 化学修复:通过化学方法去除或转化污染物,如土壤淋洗、化学氧化还原等。

3. 生物修复:利用植物、微生物等生物的吸收、降解和转化能力,修复受损生态系统。

4. 生态工程:综合运用物理、化学和生物修复技术,构建人工生态系统,恢复生态功能。

生态修复在不同生态系统中的应用1. 森林生态系统:通过植树造林、封山育林、退耕还林等措施,恢复森林植被,改善森林生态功能。

2. 草地生态系统:通过退牧还草、人工草地建设等措施,恢复草地植被,防止水土流失,保护生物多样性。

恢复生态学的理论和发展趋势

恢复生态学的理论和发展趋势

恢复生态学的理论和发展趋势1. 引言1.1 恢复生态学的定义恢复生态学指的是通过生态系统的修复和重建,以恢复受到破坏或受到威胁的自然环境的学科领域。

其目的是保护和恢复生态系统的稳定性和功能,以实现人与自然的和谐共生。

恢复生态学要求从整体的生态系统层面出发,通过恢复物种多样性、生态过程、生态功能等方面的改善,达到生态系统的稳定和可持续发展。

恢复生态学强调了生态系统的自然再生能力以及人类对其的影响,通过研究和实践,寻找更有效的方法和技术来促进生态系统的恢复和重建。

在当今社会,随着人类活动的扩展和生态环境的恶化,恢复生态学的研究和实践变得愈发重要。

通过恢复生态学的研究和实践,可以帮助人类更好地保护和利用自然资源,维护生态平衡,实现可持续发展的目标。

1.2 研究意义恢复生态学的研究意义主要体现在以下几个方面:恢复生态学可以帮助我们更好地理解自然生态系统的恢复机制,提高人类对自然资源的利用效率和环境保护水平。

恢复生态学可以促进生态系统的复原和重建,恢复受损生态系统的功能和结构,实现自然资源的可持续利用。

恢复生态学对于改善人类生活环境、保护地球生态平衡和促进生态文明建设具有重要意义。

研究恢复生态学的意义在于为人类解决环境问题提供科学支持和技术手段,推动生态系统恢复和可持续发展。

通过不断探索和实践,可以不断拓展恢复生态学的理论和方法,为人类美好未来奠定坚实基础。

1.3 发展背景随着全球化和气候变化等全球性问题的不断加剧,人类面临着前所未有的挑战,需要采取更加积极的措施来保护和恢复生态系统,这进一步推动了恢复生态学的发展。

恢复生态学的发展背景是多方面的,既包括人类活动对环境的影响,也包括社会需求和科学技术的进步,这些因素共同推动着恢复生态学的不断发展和壮大。

2. 正文2.1 恢复生态学的基本理论1. 恢复生态学的理论基础:恢复生态学是以生态学为基础的一门学科,其理论基础主要包括生态系统稳定性理论、物种多样性维持理论、自然演替理论等。

环境科学中的生态修复理论与技术

环境科学中的生态修复理论与技术

环境科学中的生态修复理论与技术随着城市的不断扩张以及人类活动的持续发展,环境污染的问题日益严重化。

为了维护人类生存环境和生态系统的平衡,环境科学学科逐渐发展起来。

在环境科学领域,生态修复理论和技术是一种重要的环境保护方式,其主要目的是通过人类的努力,修复和改善生态环境,提高生态系统的健康水平。

本文将介绍生态修复理论和技术的基本概念、原理以及实践应用情况。

一、生态修复理论的基本概念1.1生态修复的定义生态修复是通过一系列的生态学方法,对生物多样性、生态系统功能和结构等方面进行重建和恢复的过程。

生态修复强调的是在生态系统遭受损害时,通过一系列有效的措施来恢复生态系统的结构完整、功能鲜活、物种丰富多样以及生态具有稳定性。

1.2生态修复理论的基本原则生态修复理论的基本原则主要包括以下几个方面:(1) 灵活性原则:生态修复应该按照实际情况来选择有效的修复措施,即修复方法应该因地制宜,选择适用于局部情况的方法。

(2) 生态系统原则:生态修复应该侧重于生物多样性、生态系统的结构完整性和功能特点,而不仅仅是针对个别生态组件的修复。

(3) 持续性原则:生态修复应该着重于实现生态系统的长期稳定发展,以及对环境质量的持续改善。

1.3生态修复技术的分类生态修复技术常常被分为三类,即生物学修复技术、工程修复技术和社会心理修复技术。

(1) 生物学修复技术:一种主要通过种植植物、恢复草地、重建湿地等方式来恢复和改善受损生态环境的技术。

(2) 工程修复技术:一种主要通过土壤治理、植被覆盖、渗水控制等方式来恢复和改善生态环境的技术。

(3) 社会心理修复技术:该技术主要是通过社会心理干预、环境信息宣传以及环境教育等方式来促进公众对可持续发展的意识和理解,从而实现生态修复的目的。

二、生态修复技术在实践中的应用2.1水体生态修复水体是一个维系人类和自然生态平衡的重要元素,但是随着人们对水资源的过度开发和污染,水质质量急剧下降,生态系统受到破坏,导致水体生态系统的异常和病态化。

5受损生态系统的修复-111206 环境生态学基础电子教案

5受损生态系统的修复-111206 环境生态学基础电子教案

第三节 受损生态系统的修复
受损森林生态系统的修复 受损草地生态系统的修复 受损河流生态系统的修复
受损湖泊生态系统的修复
受损海岸生态系统的修复 工业废弃地的修复
1、受损森林生态系统的修复 森林生态系统受损的原因及特点
自然原因:病虫害、干旱、洪涝、风灾和地震等 自然灾害。 人为原因:刀耕火种、采伐木材、矿山开采。
3、生态修复的基本理论
(1)自我与人为设计理论 (2)生态学理论
(1)自我与人为设计理论
自我设计理论
只要有足够的时间,退化生态系统将 根据环境条件合理地实现自组织并会 最终改变其组分。
人为设计理论
通过工程方法和植物重建,直接恢复 退化生态系统,恢复的类型可能是多 样的。这一理论把物种的生活史作为 植被恢复的重要因子,认为通过调整 物种生活史的方法可加快植被恢复。
受损生态系统的修复
主要内容
一、生态修复及其理论基础
二、生态修复的常用技术和方法
三、受损生态系统的修复
第一节 生态修复及其理论基础
一、生态修复及其理论基础 1、概念: 生态修复:应包括生态恢复、重建和改建, 其内涵可以理解为通过外界力量使受损生 态系统得到恢复、重建或改建,即应用生 态系统自组织和自调节能力对环境或生态 完整性进行修复,最终恢复生态系统的服 务功能。
没有人工协助不会建立或发芽的树种,尤其那 些具有重要作用的物种,是主要栽培对象。然 而苗圃培育必须要掌握好时机,需要培育一定 数量的当年能采集到的树种幼苗。有些种类最 好采集森林地面上的野生苗,而不是人工从种 子培育幼苗。树苗应该栽培在混合有少量来自 种子采集地的森林土壤中,确保可以得到合适 的菌根。培育越多种类的原始森林组成物种越 好。
二、非污染环境的生物修复技术

生态修复应用的原理

生态修复应用的原理

生态修复应用的原理1. 引言生态修复是指通过人工干预的方法,恢复受到破坏或退化的生态系统的功能,使其能够正常运行并提供生态服务。

生态修复应用的原理是通过一系列科学的措施和技术,促进植物、动物以及微生物的恢复和繁衍,重建受损生态系统的结构和功能。

本文将介绍生态修复的原理,并对常用的生态修复应用进行列举。

2. 生态修复原理概述生态修复原理基于生态学理论和实践经验,旨在通过人工干预恢复受损生态系统的完整性和功能。

其基本原理包括以下几点:•生物多样性增加:通过引入适应环境的植物、动物和微生物物种,增加生态系统的物种多样性,提高生态系统的稳定性和弹性。

•土壤改良:借助于改良土壤物理和化学性质的方法,提高土壤的肥力和水分保持能力,为植物的生长提供良好的土壤条件。

•生态气候调节:通过合理的生态修复技术,调节生态系统的水、热、光等环境因素,减轻气候变化对生态系统的冲击。

•生态功能恢复:重建受损生态系统的结构和功能,促进生态过程的恢复,使其逐渐实现自我维持和自我修复能力。

3. 生态修复应用案例3.1 沙漠生态修复沙漠是一种特殊的生态系统,常常受到人为活动和气候变化的破坏。

生态修复在沙漠地区的应用通常包括以下方面:•人工种植:选择适应沙漠环境的植物物种,通过人工种植的方式,逐步形成植被覆盖,减少沙漠风沙的侵蚀。

•水源管理:利用节水技术和水利工程手段,收集和存储雨水,供应给沙漠植物的生长需要。

•土地保护:采取措施遏制沙漠扩展的趋势,如植被恢复、风力固沙、限制人类活动等。

3.2 水体生态修复水体是生态系统中重要的组成部分,受到过度开发和污染的影响较大。

水体生态修复的应用包括以下方面:•湿地恢复:修复湿地的水文条件、植被和生物多样性,提高湿地对污染物的净化能力。

•生物修复:引入适应水体环境的水生生物物种,通过其生物吸附和生物降解等作用,降低水体中的污染物浓度。

•河流河口恢复:恢复河流河口的水动力条件,加强渔业资源的保护和管理,提高沿岸生态系统的稳定性。

湿地生态恢复的原则目标特点修复理论基础及技术和方案确定

湿地生态恢复的原则目标特点修复理论基础及技术和方案确定

湿地生态恢复的原则目标特点修复理论基础及技术和方案确定湿地生态恢复是指因人类活动而受到破坏或退化的湿地生态系统,通过一系列的修复措施和技术手段,恢复湿地的自然功能和生态完整性。

湿地生态恢复需要遵循一定的原则和目标,具有一些特点,并且基于相关的修复理论和技术,通过确定恰当的修复方案来进行实施。

湿地生态恢复的原则主要包括生态优先原则、可行性原则、适当性原则和可持续性原则。

生态优先原则是指在湿地恢复过程中,以保护和恢复湿地的自然生态功能为首要目标,尽量减少人为干预和破坏。

可行性原则是指恢复方案必须基于科学、技术和经济可行性的考虑,确保恢复工作能够顺利进行并达到预期的效果。

适当性原则是指湿地恢复方案和措施必须与该湿地的自然特征、地理条件和人为影响相适应,确保恢复效果能够持久。

可持续性原则是指湿地恢复必须实现经济、社会和环境的可持续发展,兼顾各方面的利益和长期效益。

湿地生态恢复的目标主要包括保护湿地生物多样性、恢复湿地生态功能、改善水资源管理和保障生态安全。

保护湿地生物多样性是指通过恢复湿地的自然环境和生态过程,维护湿地中的濒危物种和生境,保护湿地生物多样性。

恢复湿地生态功能是指通过修复湿地的水文、水质、土壤和植被等要素,使湿地恢复原有的水调节、净化和生物生境功能。

改善水资源管理是指通过修复湿地,改善水资源的储备、蓄积和净化能力,提高水资源利用效率。

保障生态安全是指通过湿地恢复,保障区域生态系统的安全稳定,减少自然灾害风险和生态环境问题。

湿地生态恢复具有以下特点:多样性、综合性、系统性和动态性。

多样性指不同类型的湿地生态恢复需要采用不同的技术和方法,因为湿地的类型和特征各异。

综合性指湿地恢复需要综合考虑水文、水质、土壤、植被等因素的相互作用,进行综合修复。

系统性指湿地恢复需要考虑整个湿地生态系统的结构和功能,进行整体修复而非片面修复。

动态性指湿地恢复是一个长期过程,需要根据湿地的生态演替过程和变化情况进行动态调整和修复。

环境修复原理与技术

环境修复原理与技术

环境修复原理与技术1.环境修复原理与技术简介环境修复,就是借助外界的作用力,使环境的某个受损的特定对象的部分或全部恢复成为原来初始的状态. 修复(remediation)本来是工程上的一个概念,顾名思义,它是指借助外界作用力使某个受损的特定对象部分或全部恢复到原初状态的过程。

严格说来,修复包括恢复、重建、改建等三个方面的活动。

恢复(restoration)是指使部分受损的对象向原初状态发生改变;重建(reconstruction)是指使完全丧失功能的对象恢复至原初水平;改建(renewal)则是指使部分受损的对象进行改善,增加人类所期望的“人造”特点,减小人类不希望的自然特点。

污染环境的修复技术包括物理方法、化学方法和生物方法等三大类。

其中生物修复方法已成为环境保护技术的重要组成部分。

生物修复是利用生物的生命代谢活动减少存于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化,使污染了的环境能部分或完全恢复到原始状态的过程。

包括:1.污染土壤的生物修复。

2.污染河流的生物修复。

3.污染湖泊的生物修复。

4.污染地下水的生物修复。

5.污染海洋的生物修复。

6.污染大气的生物修复。

7.固体废物污染的生物修复。

生物修复(Bioremedia tion)是环境工程领域刚刚兴起的一门新技术,用一种或多种微生物来降解土壤中的有机毒物,如农药、石油烃类和有机磷、有机氯等,使这类物质变成无毒的或变成二氧化碳,这个过程国际上叫“生物修复工程”。

目前已成功应用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。

广义的生物修复,指一切以利用生物为主体的环境污染的治理技术。

它包括利用植物、动物和微生物吸收、降解、转化土壤和水体中的污染物,使污染物的浓度降低到可接受的水平,或将有毒有害的污染物转化为无害的物质,也包括将污染物稳定化,以减少其向周边环境的扩散。

一般分为植物修复、动物修复和微生物修复三种类型。

根据生物修复的污染物种类,它可分为有机污染生物修复和重金属污染的生物修复和放射性物质的生物修复等。

湖泊生态系统退化机理及修复理论与技术研究以太湖生态系统为例

湖泊生态系统退化机理及修复理论与技术研究以太湖生态系统为例

湖泊生态系统退化机理及修复理论与技术研究以太湖生态系统为例一、本文概述太湖,作为中国最大的淡水湖泊之一,其生态系统的健康状况直接关系到周边地区乃至整个国家的生态环境和经济发展。

然而,近年来,由于人类活动的影响,太湖生态系统面临着严重的退化问题,如水质恶化、生物多样性减少、富营养化加剧等。

这些问题不仅威胁到太湖自身的生态平衡,也对周边地区的生态环境和经济发展造成了严重影响。

因此,对太湖生态系统退化的机理进行深入研究,并探索有效的修复理论与技术,具有重要的理论和实践意义。

本文旨在全面分析太湖生态系统退化的机理,包括自然因素和人类活动的影响,以及这些因素如何通过相互作用导致生态系统退化。

同时,本文还将深入探讨太湖生态系统修复的理论与技术,包括生态修复的原理、技术方法、实施策略等。

通过对太湖生态系统退化与修复的全面研究,本文旨在为太湖生态系统的保护与管理提供科学依据和技术支持,也为其他湖泊生态系统的保护与修复提供借鉴和参考。

本文的研究方法和数据来源主要包括文献综述、实地考察、数据分析等。

通过对相关文献的梳理和分析,本文将系统总结太湖生态系统退化的主要机理和影响因素;通过实地考察和数据收集,本文将深入了解太湖生态系统的现状和问题,为后续的修复工作提供基础数据;通过数据分析和建模,本文将评估不同修复方案的效果和可行性,为太湖生态系统的修复提供科学依据。

本文将以太湖生态系统为例,全面研究湖泊生态系统退化的机理及修复理论与技术,以期为湖泊生态系统的保护与修复提供理论支持和实践指导。

二、太湖生态系统退化机理分析太湖,作为中国第三大淡水湖,拥有独特的湖泊生态系统,然而近年来,其生态系统面临严重退化的威胁。

这一退化的机理涉及自然因素与人为因素的多重影响。

自然因素中,气候变化对太湖生态系统的影响不容忽视。

随着全球气候变暖,太湖流域的降水模式、温度分布和风速等气象条件发生了显著变化。

例如,极端气候事件(如暴雨、干旱)的频率和强度增加,导致太湖水位波动加大,湖泊水文条件改变,进而影响了水生生物的生存和繁殖。

生态修复基本理论

生态修复基本理论

第二章生态修复基本理论主要内容第一节生态修复基本技术第二节生态修复方法第三节生态修复的实施与应用重点和难点:•原位修复和异位修复第一节生态修复技术一、生态工程技术----资源利用、减少排放二、微生物生态修复技术三、植物生态修复修复技术四、物理生态修复修复技术五、化学生态修复修复技术污染消除重建生态(二)生态工程学原理1.生态工程学的核心原理2.生态工程学的生物学原理3.生态工程学的工程学原理1、生态工程学的核心原理(1)整体性原理(2)协调与平衡原理(3)自生原理(4)循环再生原理1、生态工程学的核心原理(1)整体性原理•整体论和还原论——探索自然的两种途径•在研究、设计和建立复合生态系统的过程中要做到统筹兼顾。

确定主次功能,确保当前与长远、局部与整体的协调关系。

•社会-经济-自然复合生态系统——生态工程的研究对象•例如:污水稳定塘系统的重要功能是什么?还有什么次要功能?社会-经济-自然复合生态系统——生态工程的研究对象该系统中, 最活跃的积极因素是——?该系统中, 最强烈的破坏因素是——?马世骏,王如松.社会-经济-自然复合生态系统,生态学报,1984,4(1):1-9社会-自然-经济复合生态系统示意图1、生态工程学的核心原理(2)协调与平衡原理•协调原理•平衡原理:包括结构平衡和功能平衡、收支平衡,比如能量流动与物质传递的平衡等。

1、生态工程学的核心原理(3)自生原理包括自我组织、自我优化、自我调节、自我再生、自我繁殖和自我设计等一系列机制。

自我调节主要表现在以下几个方面:•种群调节•群落调节——反馈调节(正反馈、负反馈)•生态系统调节1、生态工程学的核心原理(4)循环再生原理物质循环和再生原理(光合作用营养循环)多层次分级利用原理各成分协调进化、互利共生。

(树木花粉与蜜蜂)2、生态工程学的生物学原理•物种共生原理•生态位原理•食物链原理•物种多样性•物种耐性原理•耗散结构原理•限制因子原理耗散结构原理------回答了开放系统如何从无序走向有序的问题。

生态重建和生态保育的理论和方法

生态重建和生态保育的理论和方法

生态重建和生态保育的理论和方法生态重建和生态保育是近年来备受关注的话题。

随着社会的发展和人类活动的扩大,环境问题日益严重,许多物种濒临灭绝,生态系统也受到破坏。

为了解决这些问题,生态重建和生态保育成为了不可或缺的一环。

本文将介绍生态重建和生态保育的理论和方法,并探讨其应用和未来发展方向。

一、生态重建的理论和方法生态重建是指通过人为干预和管理,恢复、建立、改良或改造自然生态系统的过程。

其理论基础是生态学,通过生态学原理,构建一个能够满足生态系统需求的人造生态系统。

常见的生态重建对象包括湿地、森林、沙丘、土地等。

生态重建的方法包括移植、绿化、植树造林、水土保持等。

这些方法通过增加植被面积、改善生态环境等途径,实现修复破坏的生态系统,提高生态系统功能和稳定性。

二、生态保育的理论和方法生态保育是生态系统管理所关注的环节,其目的是保护现有生态系统和物种。

生态保育与生态重建之间的区别在于生态保育是一种动态管理方式,通过对生态系统进行保护和改善,保持生态系统的完整性、稳定性和多样性。

生态保育的方法主要包括野生动物保护、生态旅游、环保教育、生态农业等。

这些方法通过保护生态系统的多样性、维持其功能和均衡来进行。

三、生态重建和生态保育的应用生态重建和生态保育广泛应用于城市绿化、国家公园、生态旅游等领域。

例如,在城市中,通过对城市空间的规划和设计,增加绿地和公园的面积,并鼓励绿色交通,减少车辆排放等方式,达到减少城市压力,改善空气质量,增加居民的生活质量。

在国家级公园中,生态重建和生态保育的方法也广泛地应用于保护濒危物种、保护生态系统和提高公园的游客质量。

例如,在云南的石林国家公园中,通过对风景大致的巡视和研究,对石林进行生态重建和保育,减少游客对石林的损害,保护当地的植物和动物资源。

四、生态重建和生态保育的未来发展方向生态重建和生态保育是一项持久的工作,需要长期的投入和努力。

在未来,随着社会科技进步和人类认知水平的提高,生态重建和生态保护将变得更为重要。

(完整版)河湖生态修复技术概述

(完整版)河湖生态修复技术概述
– 增加浮游动物庇护功能及增加对藻类的营养竞争。如引种大型沉水植 物,恢复湖滨带。
– 直接投加浮游动物控藻。 – 直接投加微生物溶解藻类和稳定浮游动物种群数量。
水体富营养化控制技术
• 综合型的生物与生态修复技术
– 食藻虫引导的沉水植物修复技术:浮游动物放养+沉水植 物修复。
– 人工水草、阿克曼生态基等:增加水体自净能力+浮游动 物庇护、增值。
• 成因
– 无机氮磷含量升高,超过地表水(湖库)水质Ⅱ标准; – 气温高且相对稳定、水温适宜、光照充足; – 水体交换不畅,或缓流水体; – 湖(库)盆结构比较单一,缺少水草或湖(库)滨水带,水温及水化学参
数比较均质一致; – 生物群落结构发生改变,食物链(网)结构不完善,物质、能量和水产品
输出功能阻塞,导致营养物质和有机物质不断积累、沉淀。 – 水体内及湖塘结构体内缺少足够的水生动物巢穴、产卵场或庇护所。特别
• 理论关系及过程
– 污染水体自净过程或微生物处理技术过程产生的微生物增量,由水生态系统中 的原生动物、浮游动物消费掉,产生的无机氮、磷等营养盐由水生植物和藻类 所利用,大型水生动物将浮游植物、浮游动物及水生植物消费掉,人类通过捕 鱼和收割水草等行为将污染物物质溢出。
不同类型的直接曝气技术
固 定 式 的 直 接 曝 气
– 非经典理论:利用滤食性鱼类直接进行对浮游植物的进行操纵。如:放养鲢鳙鱼 及软体动物等。
• 生物集成技术与构建绿色健康的水生态系统理论 – 包括:湖滨带生态恢复、生物操纵、生态浮岛、生物孵化器,并与微量通气等技 术结合,以及人工科学的管理,提高生态系统的转化效率和水产品产出,增加生 态系统的环境效益,可以控制藻类暴发,使其在水体内的密度达到合理的限度, 从而即使水体营养丰富,也不会产生恶性循环和富营养化。

水土保持生态修复的基本理论及技术方法

水土保持生态修复的基本理论及技术方法

水土保持生态修复的基本理论及技术方法作者:李虹来源:《城市建设理论研究》2013年第13期【摘要】随着人口的急剧增长,水土资源的不断匮乏及生态系统的退化,导致了水土流失土地沙化等自然灾害的加剧及土地生产力的下降,资源、环境、人口矛盾日益突出,影响了区域经济社会的可持续发展,现已成为全球性问题并受到各国的高度重视。

基于对全球生态系统退化后果的认识,世界各国纷纷出台了有关生态保护、生态建设的政策与措施,并组织研究机构和专业人员进行系统研究。

自20世纪80年代以来。

本文将围绕水土保持生态修复的基本理论及技术方法进行探究。

【关键字】水土保持生态修复基本理论技术方法中图分类号: S157 文献标识码: A 文章编号:一、水土保持生态修复1、水土保持生态修复的概念有专家认为,生态恢复是指解除生态系统所承受的超负荷压力,按照生态系统自身规律演替,通过其休养生息的漫长过程,使生态系统向自然状态演化。

水利部生态修复规划给出的定义是:水土保持生态修复是指在水土流失区,通过一定的人工辅助措施,促使自然界本身固有的再生能力得以最大限度地发挥,促进植被的持续生长和演替,保护和改善受损生态系统的功能,加快水土流失防治的步伐,建立和维系与自然条件相适应、经济社会可持续发展相协调并良性发展的生态系统。

2、水土保持生态修复的特点传统的小流域治理主要是修梯田、筑拦砂坝、种树种草,合理配置林地、草地、牧场和农田,建立农林牧结合的生产体系,提高水土流失治理效益的行为。

生态修复则是针对整个生态系统的,其突破了小流域综合治理保水、保土和保肥(主要指氮、磷、钾)的目标,把对构成生态系统的若干重要元素的治理扩大到对生态系统的全面保护、修复乃至重建。

水土保持生态修复的主要做法概括起来是:封山禁牧或轮封轮牧,实行舍饲养畜;退耕还林(草),25。

以上斜坡坚决实施退耕;部分水土流失特别严重地区可实行生态移民,促进地方生态环境恢复;封、管、治、调相结合,即对封育区加强管理,部分地块辅以适当的水土保持工程治理,调整产业结构使封育区人民的生活不受影响并有所提高。

生态环境修复技术的科学理论与实践

生态环境修复技术的科学理论与实践

生态环境修复技术的科学理论与实践我们现在正在面对着环境问题带来的后果,尤其是一些威胁生命的问题。

这是因为我们的环境正在快速的发生变化,有些问题已经变得很严重了,例如:地球气候变暖和全球变化等。

幸运的是,我们有很多的技术可以修复环境,恢复我们的生态环境。

在这篇文章里,我将介绍一些被广泛使用的、科学的环境修复技术和实践。

土壤修复技术土壤修复技术通常用于修复受到化学物质和工业废料等有害物质污染的土壤。

经过污染的土壤通常会有很高的重金属含量和有毒化学物质。

通过使用吸附剂、微生物、植物和化学处理等方法,可以去除有害物质,修复土壤。

其中,人工种植金合欢、榆树和刺槐等植物,可以有效地去除土壤中的重金属。

此外,通过添加有机物质和微生物可以降低土壤酸性和提高土壤肥力,增强土壤修复的效果。

这些土壤修复技术在实践中已经被广泛应用,包括在一些受污染的工业区域和造林、农业等过程中。

水体修复技术水体修复技术通常用于修复受到污染的河流、湖泊或海洋。

污染来源包括排放的工业废水、农业排放以及人类活动带来的其他源头。

清洗有毒物质和杂质的技术可以通过植物苗、微生物和化学物质的投放来实现。

如白菜一类植物和浮游植物可以吸附、外排水中重金属等有毒物质;通过加氧和增大水体生态系统的运作速度可以达到水体的自我净化。

化学物质的消毒和清洁成为水体修复的重要一步,如臭氧和过氧化氢可消毒和去除氯药等有机物。

关键是让工业区域的建设者有戴德之心,在水资源开发工作中始终牢记对环境的保护。

生物修复技术生物修复技术是对环境污染最有效的技术之一,包括了利用植物、微生物和动物等自然界元素的方法。

生物修复技术可以通过环境中无害的生物将有害的环境问题转化成无害输出,实现环境治理。

在这个过程中,微生物和植物等自然元素需要有足够的生长环境和过程支持。

例如,灌溉和水源管理可以对带有污染物的底泥、河水、、湖泊和海洋等进行控制,用这种方式可以防止有害物质对生物的生长和发展造成损害。

生态修复的理论与实践

生态修复的理论与实践

生态修复的理论与实践随着人类的不断发展和进步,对自然环境的破坏日益严重。

不可避免的,会造成生态系统的退化、湖泊干涸、河流污染、土地退化等问题。

在这种背景下,生态修复成为了解决环境污染和生态破坏的重要手段。

生态修复可以理解为重新建立、维持和加强自然生态系统过程的一种过程。

它的目的是恢复生态系统的功能、稳定其结构和流程,使其更好地为人类服务。

生态修复的理论和实践意义重大,涉及人类社会和自然环境之间的关系、可持续发展和生态环境保护的问题等。

生态修复理论的发展始于20世纪60年代和70年代。

美国科学家Eugene P. Odum 提出了生态修复的概念,开启了现代生态修复的探索。

Odum认为,生态修复可以改变人类对环境的态度,使人们认识到环境是不可再生的资源,从而鼓励人们保护环境。

此后,生态学研究逐渐形成并进入了生态修复研究领域。

生态修复的实践多年来已经在全球范围内进行了很多次尝试。

国内也进行了许多具有代表性的生态修复项目。

例如,在武陵山脉的森林生态系统修复中,通过优化森林结构和物种组成,提高了森林的生态环境质量;在湿地生态修复工程中,通过重建和保护湿地生态系统,成功恢复了湿地水文功能和生态环境。

这些实践性的尝试与理论的结合让人们对生态修复更加深入地理解,为生态修复的进一步研究提供了宝贵的经验。

生态修复需要立足于实践,但理论的研究也相当重要。

可行的生态修复方案与具体的修复计划之前,必须进行深入的研究。

生态学、土壤学、水文学、地质学等专业领域提供了支撑生态修复的基础理论体系。

其中,生态学是最基础的基础,它是研究生物之间的相互关系及其与环境之间的关系,而生态修复就是一个特殊的生态系统,需要根据生态学的原理来处理。

在理论上,生态修复需要考虑到生物种类的选择、土壤性质、水文周期和植被等生态修复因素。

在实践中,生态修复需要根据具体的地理环境和生态特点制定生态修复方案,例如,根据山区不同的土地利用特点,通过植树造林保护水源,种植适应性较强的植物进行修复,以及逐步恢复生态系统及其功能。

恢复生态学的理论和发展趋势

恢复生态学的理论和发展趋势

恢复生态学的理论和发展趋势恢复生态学是一门综合学科,涉及自然科学、生态学、环境科学、工程学等多个学科。

其主要目的是通过重建、恢复和保护受损生态系统,促进环境的可持续发展。

恢复生态学从20世纪80年代开始崭露头角,并在国际上逐渐成为一门重要的研究领域。

恢复生态学的理论基础主要包括以下几个方面:1. 生态学理论:恢复生态学强调生态系统重建和修复的过程需要遵循自然界本身的规律和原则,因此需要借鉴生态学理论,如食物网、能量传递、物质循环等。

2. 自然恢复观点:恢复生态学认为,自然界具有自愈能力,但需要在恰当的时间和条件下进行干预,加速生态系统的恢复。

3. 工程生态学:恢复生态学的实践需要运用工程手段,如土地平整、植物移栽、水资源管理等,因此需要借鉴工程学和生态学的交叉领域工程生态学的理论。

1. 生态系统的复杂性:恢复生态学的发展已经深入认识到生态系统的复杂性。

不同类型的生态系统之间存在巨大的差异性,而每个生态系统内部也存在微观和宏观层面的复杂互动。

因此,今后在实践中需要更注重系统化、综合化认识和处理生态系统的问题。

2. 技术与科学的创新:随着现代技术和科学的不断进步,恢复生态学将会不断发展和创新。

例如,用基因编辑技术和CRTISPR-CAS9等技术改造工程物种的形态和物质循环特性,以适应新环境和新的生态系统。

3. 社会影响:恢复生态学的实践和应用已经超越了单纯的自然恢复和工程方法,而需要考虑人类与自然的关系。

今后,需要更加注重全球舞台,重视跨学科研究,以互惠互利的方式,获取生态恢复的最佳成果。

综上所述,恢复生态学是一门充满挑战的学科,也是一个既重要又新兴的领域。

其理论和实践的不断发展,将有助于保护和修复受损的生态系统,同时推动人类社会的可持续发展。

天然林保护生态恢复与可持续经营的理论与技术

天然林保护生态恢复与可持续经营的理论与技术

天然林保护生态恢复与可持续经营的理论与技术【摘要】天然林保护生态恢复与可持续经营是当前生态环境保护的重要课题。

本文首先介绍了天然林的重要性,包括生态系统功能、生物多样性维护等方面。

然后探讨了天然林的生态恢复技术和可持续经营理论,分析了天然林保护面临的挑战,以及解决方案。

同时强调了天然林保护与可持续经营的整合对于生态环境的重要性。

结论部分总结了天然林保护生态恢复与可持续经营的重要性,提出了未来发展方向。

本文旨在促进天然林保护生态恢复与可持续经营理论和技术的研究与应用,为保护地球生态环境贡献力量。

【关键词】天然林保护、生态恢复、可持续经营、理论、技术、挑战、整合、重要性、发展方向、总结。

1. 引言1.1 研究背景天然林是地球上最宝贵的生态系统之一,拥有着丰富的生物多样性和生态服务功能。

由于过度的砍伐和人类活动的干扰,全球天然林面临着严重的退化和破坏。

为了保护和恢复天然林生态系统,许多国家和地区都制定了相关政策和法规,并开展了各种研究和项目。

本研究的背景是基于对全球天然林保护和可持续经营的迫切需求。

随着人类社会的发展和经济的增长,对木材、木材产品和土地资源的需求不断增加,这导致天然林面临砍伐、开发和变化的压力不断增加。

如何在保护天然林的同时实现可持续经营,成为当今社会亟需解决的重要问题。

通过对天然林生态恢复技术和可持续经营理论的研究和探讨,可以为制定更科学的政策和技术方案提供参考和支持。

也可以为促进天然林保护与可持续经营的整合作出贡献,推动天然林管理实践朝着更加环保、经济和社会可持续的方向发展。

部分结束。

1.2 研究目的研究目的是为了探讨天然林保护生态恢复与可持续经营的理论与技术,以期推动天然林资源的有效管理和保护,实现生态环境的改善和可持续发展。

通过研究天然林的重要性、生态恢复技术和可持续经营理论,我们希望找到一种平衡保护生态系统与实现经济效益的路径,促进天然林资源的保护和可持续利用。

通过探讨天然林保护面临的挑战和解决方案,我们希望能够为未来的天然林保护工作提供理论支持和实践经验,推动天然林保护与可持续经营的整合,促进天然林的生态恢复和资源可持续利用。

高中生物生态修复原理教案

高中生物生态修复原理教案

高中生物生态修复原理教案
教学目标:了解生态修复的概念和原理,学习常见的生态修复方法和技术。

重点内容:
1. 生态修复的定义和意义;
2. 生态修复的原理和基本方法;
3. 常见的生态修复技术。

教学准备:
1. PPT课件;
2. 生态修复相关资料。

教学过程:
一、导入
通过引入生态修复的案例,引起学生对生态修复的兴趣。

二、概念解释
1. 什么是生态修复?
2. 生态修复的意义是什么?
三、生态修复原理介绍
1. 自然恢复原理:利用自然过程修复生态环境;
2. 人工干预原理:通过人为手段恢复受损的生态系统。

四、生态修复方法探讨
1. 植物修复:利用具有生态适应性的植物进行修复;
2. 土壤修复:调整土壤结构和营养物质,恢复土壤功能;
3. 水体修复:通过生物、物理和化学方法净化水体。

五、生态修复技术介绍
1. 人工湿地修复技术;
2. 土壤生物修复技术;
3. 水体生物修复技术。

六、案例分析
通过生态修复实践案例,让学生了解生态修复的实际应用和效果。

七、小结
总结生态修复的概念、原理和方法,强化学生的学习内容。

八、课堂练习
让学生回答几道生态修复相关的练习题,检验他们对生态修复知识的掌握程度。

教学反思:
通过本节课的教学,学生对生态修复的概念和原理有了更深入的理解,同时对生态修复的方法和技术也有了更多的了解。

在以后的教学过程中,可以结合更多的实例和案例,进一步加强学生对生态修复的认识和理解。

生态修复的基本理论及技术方法

生态修复的基本理论及技术方法

生态修复的基本理论及技术方法【摘要】本文在分析生态退化主要原因的基础之上,对生态修复的相关理论内涵进行简要探讨,最后对生态修复的实现技术及方法进行论述,望能够有助于提高生态修复的整体质量及水平。

【关键词】生态修复;理论;技术在现代经济社会快速发展,人口数量及其规模急剧增长的背景下,生态系统呈现出显著的退化性趋势,导致各类自然灾害行为不端加剧,土地生产力严重下降,资源-环境--人口之间的矛盾关系更为突出,进而反作用于区域性经济社会的发展,对实现可持续性发展目标是非常不利的。

当前,生态环境破坏问题已经逐步发展演变成为全球性问题,受到了世界各国的普遍关注与重视。

基于对当前生态系统退化现状以及退化后果的认识,世界范围内各个国家与地区均相继出台了一系列与生态建设以及生态修复相关的政策措施,生态修复方面的基本理论与技术方法也取得了非常显著的发展成效。

1.生态退化原因分析生态修复是在生态环境退化与破坏背景下所产生的。

当生态系统结构变化导致生态环境功能有所减弱或丧失时,生态系统就会呈现出退化的趋势。

导致生态系统发生退化的原因众多,人为或自然性干扰是其中最为关键的影响因素之一。

干扰因素的存在使得原有生态系统的平衡状态被打破,生态系统结构及其功能发生障碍,形成恶性循环,进而导致生态系统整体呈现出退化性变现。

实际上,干扰因素不单单对物种多样性的发展与维持有重要影响,更是影响生物进化的重要因素之一。

其中,自然性质干扰因素包括冰河、火山、地震、海啸、滑坡、台风、干旱、洪水等作用;社会人为性质干扰因素则包括过度利用植被、露天开采、有毒有害化学物质、森林砍伐等。

生态系统退化程度的影响因素主要包括干扰强度以及干扰频度这两个方面。

往往形势严重的生态破坏需要依赖于自然因素进行修复,其难度是非常大的。

为尽快恢复生态系统的平稳性,必须采取一些生态工程措施以及生物措施,加速植被恢复以及生态修复进程。

2.生态修复基本理论恢复生态学是以群落自然演替机制作为理论基础而不断发展与完善起来的。

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污染土壤生态修复研究摘要:系统介绍了国内外污染土壤生态修复研究的一些成果,并就污染土壤生态修复技术特点和重金属污染土壤、有机物污染土壤的生态修复研究现状进行了讨论,最后指出了污染土壤生态修复研究的前景。

关键词:污染土壤;重金属污染;有机污染;生态修复土壤作为环境系统的核心介质,是沟通大气和水体的枢纽,也是生物体和人类社会的基本载体。

大气和水体的污染,最终反映并集中于土壤的污染。

只要土壤污染得不到有效解决,大气和水体的污染永远也解决不了。

在我国,土壤污染已成为继水污染、大气污染、噪声污染和固体废物污染后倍受社会广泛关注的污染问题之一。

近年来,土壤污染的生态修复技术研究在国内外已成为十分活跃的研究热点。

在污染土壤的修复技术研究中,与传统的物理修复和化学修复相比,生态修复所具有的高效、无二次污染与操作简便等特点,使其成为最具生命力的污染土壤修复技术之一。

[1]1污染土壤生态修复基本原理生态修复(ecological remediation)是指在生态学原理指导下,以广义的生物修复(包括微生物修复、植物修复、动物修复和酶学修复)为基础,结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施,通过优化组合和技术再造,使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法。

也就是说,生态修复是根据生态学原理,利用特异生物(如修复植物或专性降解微生物等)对环境污染物的代谢过程,并借助物理修复与化学修复以及工程技术的某些措施加以强化或条件优化,使污染环境得以修复的综合性环境污染治理技术。

[2]目前,尽管污染土壤的物理修复、化学修复以及工程修复技术已取得一定进展并出现了一些实用技术,但这些修复方法往往会破坏污染土壤的理化性质,甚至会造成对环境的二次污染,对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤基本上难以应用。

重金属等无机污染的植物修复和有机污染的生物修复虽克服了这些缺点,但由于这些技术本身所固有的一些应用条件的限制,在修复实践中也难以推广,大多只是处于试验阶段甚或是基础研究阶段。

在这种情况下,利用生态系统的自我修复能力,从生态学原理的高度解决污染环境特别是污染土壤的修复问题,对于实现人与自然的和谐发展具有重要意义。

与传统的物理和化学修复技术相比,污染土壤生态修复技术具有以下优点:土壤的物理、化学和生物学特性基本保持不变,一般不破坏植物生长所需要的土壤环境;在一定的条件下可以实现有机污染物的矿化;处理形式多样,可根据条件分别采用原位和异位修复方式;处理成本通常低于物理和化学方法;应用范围广泛,可处理不同类型、不同程度的污染土壤[3]。

由此可见,土壤生态修复技术在污染土壤修复技术研究中具有广阔的发展前景。

污染土壤生态修复的最基本的修复方式是以植物修复为主体的植物修复-化学强化或生物化学强化、植物修复-物理化学强化、植物修复-酶学强化或它们之间的联合修复和以微生物修复为主体的微生物修复-化学强化或生物化学强化、微生物修复-物理化学强化、微生物修复-酶学强化或它们之间的联合修复,前者的修复对象主要是镉、砷、锌等重金属污染土壤,其修复方法最主要的方面是利用超积累植物对重金属的超量提取作用从污染土壤中去除重金属;后者的修复对象主要是石油、多环芳烃、有机染料和农药等有机污染土壤,其主要机理为特异降解微生物在利用植物根际环境进行生命活动的同时将根际圈中的有机污染物降解或转化为无毒物质。

目前,这两大领域已成为国际环境科学与工程研究的热点问题。

随着输入到环境中污染物的种类和数量的增加,环境污染不仅在程度上不断“升级”,而且在“内涵”上日益复杂化,复合污染成为其最主要的和普遍的环境污染形式。

有鉴于此,迫切需要发展生态修复的理论和技术,使当前复杂的复合污染得到最为有效的修复和治理。

因为,只有实施生态修复,才能克服现有的各种污染环境修复技术存在的这样或那样的缺陷和问题,才能取得该技术领域及其实践上的重大突破。

在技术再造的意义上,污染环境的生态修复代表了21世纪环境工程技术发展的方向。

2重金属污染土壤的生态修复研究重金属污染土壤的生态修复是以植物修复为核心展开的,主要内容包括修复植物筛选与合理搭配、修复机理和根际圈效应以及修复强化措施与应用。

有关超积累植物的筛选,其一是更加注重实际的应用和更有针对性,从以往集中对Ni、Cu、Zn和Mn的超积累植物的筛选,强调的是科学问题的解决,近年来鉴于土壤污染的重金属主要是Cd、Pb和As的问题较大,已经转移到对这些重金属超积累植物的筛选,如Ma等首次报道了As超积累植物。

与此相应,是超积累植物标准的衡量问题,在临界含量标准和转移特征标准的基础上,我们还建议了耐性特征标准和富集系数特征标准。

也就是说,完整的检验超积累植物,应具有4个基本标准:(1)临界含量特征标准,即植物茎或叶中重金属含量要大于一定的临界值,目前广泛采用的参考值是,Zn、Mn为10000mg·kg-1,Pb、Cu、Ni、Co、As均为1000mg·kg-1,Cd为100mg·kg-1,Au为1mg·kg-1;(2)转移特征标准,即植物地上部(主要是指茎或叶)重金属含量大于其根部重金属含量;(3)耐性特征标准,即植物对重金属具有较强的耐性,其中对于人为控制试验条件下的植物来说,是指与对照相比,植物地上部生物量(茎、叶、籽实部分的干重之和)没有下降,至少当土壤中重金属浓度高到足以使植物地上部重金属含量达到超积累植物应达到的临界含量标准时地上部生物量没有下降,而对于在自然污染状态下生长的植物来说,是指植物的生长从长相来看没有表现出明显的毒害症状,这是因为在重金属污染区很难在相同土壤质地上找到未受污染的土壤,因而很难以地上部生物量是否下降作为评价植物对重金属耐性强弱的一个标准;(4)富集系数特征标准,即植物地上部富集系数大于 1.0(茎、叶、籽实部分的平均数),至少当土壤中重金属浓度与超积累植物应达到的临界含量标准相当时植物地上部富集系数大于1.0。

其二,是从注重单一污染的修复到复合污染修复的发展,包括对一些已经发现的单一重金属超积累植物,检验、发掘其是否具有对多个重金属污染的修复作用,因为土壤污染往往呈现多个污染物的共存。

与此同时,为了解决土壤复合污染的问题,还研究采用多个单一污染超积累植物的合理搭配和使用的问题。

[4]随着植物生理生态学和分子生物学以及各种微观技术的发展,植物超积累机理的研究不断深入。

有关研究内容包括了植物根际重金属向植物体内运输机制、植物对重金属的解毒与贮存以及相关重金属转运蛋白等。

有的研究发现,植物根系分泌的某些有机物特别是有机酸能通过螯合作用或酸化根际环境促进土壤重金属的溶解和根系的吸收,但这一机制是否是超积累植物特有根际机理还不清楚。

超积累植物对重金属吸收的较强选择性机理,可能在于植物体内某些专一性运输蛋白的特殊作用。

重金属进入根系后,通过共质体途径运输,而后进入液泡。

超积累植物地上部重金属含量之所以能够高于其根部含量,可能的机理在于其液泡膜上存在一些区别于非超积累植物的特殊运输体,这些运输体把液泡中重金属装载到木质部导管以利于向地上部运输,从而可以在地上部积累大量的重金属。

有的研究还表明,超积累植物对重金属有较强的耐性,一方面在于其叶片中存在区室化分布,将重金属主要分布在质外体和液泡中,以此来阻止重金属对细胞内溶物的伤害。

另一方面可能在于某些抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)等对自由基的去除,以及某些有机化合物如组氨酸、植物络合素(PCs)等对这些重金属的螯合解毒作用,同时这些螯合作用也可能促进了植物对重金属的超量积累。

超积累植物对重金属的富集可能与一些转运蛋白有关,这方面的研究如Zn转运蛋白基因ZNT1等的克隆和筛选,合成组氨酸的酶蛋白基因THG1、THB1、THD1等的克隆和筛选,与超积累及耐性相关的一些功能基因在细菌、真菌、植物和动物的发现、分离和鉴定等。

此外,转基因植物在重金属污染土壤修复中的应用也有一些新的发现。

Banue-los等在田间试验条件下,研究了转基因植物印度芥[Brassica juncea(L.)Czern.]对Se富集能力,结果表明,与野生型印度芥菜相比,转基因型印度芥菜的富集能力几乎提高了近1倍。

其他的如转基因烟草对Hg富集、转基因卡诺拉(Brassica napus)对Ni的富集等。

[4]重金属污染土壤生态修复的强化措施主要从提高污染土壤中重金属生物有效性、促进植物对重金属吸收以及提高植物生物量这几个方面展开的。

有关研究已经广泛探讨了施加各种添加剂对修复效果及其对环境的影响,如EDTA、EDDS、有机酸等,这些研究都不同程度地表明了添加剂对修复效果确有提高,但其环境安全性也越来越受到关注。

因此,开发出环境友好添加剂是今后的研究方向。

为了避免发生类似的副作用,魏树和等从超积累植物对重金属的富集特点入手,提出了在花期收获修复植物然后再及时移栽下一茬修复植物的作法,从而在同一生长季内充分提高修复效率。

结果表明,这种方法的修复效率是只移栽一茬植物修复效率的1.43倍和1.75倍;同时,他们还对提高修复效率的各种可能方法进行了探讨,认为与现代农业高新技术相结合,将是生态修复成熟应用于修复实践的捷径。

植物与微生物联合修复,尤其是菌根在植物修复中的应用正成为国际热点问题,这方面的报道很多,如丛枝菌根真菌促进植物对Zn、Cd、Pb或As的富集等。

尽管有一些植物不具有超积累植物的基本特征,但也可以用于重金属污染土壤的生态修复。

如这种植物的根部重金属含量大于甚至远远大于地上部重金属含量,但与其他植物相比,其地上部生物量较大,其地上部对重金属的含量也比较高,因而其对重金属的绝对富集量也比较高,对污染土壤的修复潜力也很大,这一类植物近年来也受到了关注。

3有机污染土壤的生态修复研究有机污染土壤生态修复研究主要是围绕微生物修复展开的,内容包括高效降解微生物筛选和合理搭配、生物修复的化学强化和生物化学强化、生物修复的物理强化和物理化学强化、生物修复的电化学强化、生物修复的酶学强化以及植物与微生物的联合修复等。

高效降解微生物的筛选方法主要有2种,一是从有机物污染场地(如污染土壤或地下水等)分离、鉴定;二是从一些已知微生物中筛选对有机污染物降解效率较高的菌种。

而植物与微生物的联合修复则基本采用了从一些常见植物中检测有机污染物降解率的方法。

由此可见,有机污染土壤的生态修复还处于基础阶段[5]。

事实上,由于植物的根系对有机污染物的生态修复作用(植物吸收降解,以及利用植物根系生长使土壤产生的断裂或裂痕,可以加快有机污染物的挥发),根际圈大量微生物的生命活动如氮代谢、发酵、共代谢及脱氯作用等对有机污染物降解、转化作用,以及电化学的促进作用,使得根际圈构成了污染土壤中极为独特的“生态修复单元”。

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