第8章 受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)課件

第一節(jié)受損生態(tài)系統(tǒng)的特征第二節(jié)受損生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)第三節(jié)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)第八章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)第三節(jié)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)一、生態(tài)工程的內(nèi)涵二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用三、植物修復(fù)技術(shù)四、植物修復(fù)技術(shù)在近海污染治理中的應(yīng)用第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)生態(tài)工程的產(chǎn)生有著歷史背景和現(xiàn)實需求，它是在20世紀(jì)60年代全球生態(tài)危機(jī)爆發(fā)和人們尋求解決對策并對資源環(huán)境進(jìn)行保護(hù)的背景下產(chǎn)生的。60年代以來，全球生態(tài)危機(jī)表現(xiàn)為人口激增、資源破壞、能源短缺、環(huán)境污染和糧食供應(yīng)不足等，這些人類面臨的共同問題在不同國家和地區(qū)表現(xiàn)不盡相同。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)西方發(fā)達(dá)國家面臨的主要是由于高度的工業(yè)化和強(qiáng)烈集約型的農(nóng)業(yè)經(jīng)營帶來的環(huán)境污染問題。在60年代末、70年代初，人們對改善環(huán)境的技術(shù)深信不疑，認(rèn)為可以通過實現(xiàn)無廢物目標(biāo)來解決問題。然而，治理環(huán)境污染的人力、財力和物力是有限的。在發(fā)展中國家更是如此，此外，某種環(huán)境凈化技術(shù)很可能將污染物從一種介質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種介質(zhì)中去。因而，種種原因使得運(yùn)用常規(guī)方法不能實現(xiàn)無污染目標(biāo)。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)人們試圖運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)的某些功能，如生物凈化功能以實現(xiàn)降低污染和保護(hù)資源的目標(biāo)，這樣產(chǎn)生了發(fā)達(dá)國家的生態(tài)工程研究。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)在發(fā)展中國家所面臨的不單純是環(huán)境污染問題，而是一種由于人口增長、資源破壞、生產(chǎn)不足和環(huán)境污染共同構(gòu)成的綜合癥。不但需要保護(hù)資源和環(huán)境，更迫切地需要以有限的資源生產(chǎn)出足夠的產(chǎn)品，供養(yǎng)日益增長的人口。現(xiàn)實條件使得發(fā)展中國家必須立足于本地資源和條件去尋求適合于自己的發(fā)展途徑和技術(shù)，生態(tài)工程正提供了這樣一種實現(xiàn)低耗、高效、無或少廢生產(chǎn)適用技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)一、生態(tài)工程的內(nèi)涵1.生態(tài)工程的定義★生態(tài)工程是應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生原理、結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，綜合系統(tǒng)分析的最優(yōu)化方法，設(shè)計的促進(jìn)分層多級利用物質(zhì)的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。目標(biāo)：在促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防治環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益同步發(fā)展。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)一、生態(tài)工程的內(nèi)涵2.生態(tài)工程設(shè)計的生態(tài)學(xué)理論依據(jù)★例子：靈山島生態(tài)修復(fù)工程規(guī)劃人工魚礁海藻場增殖放流生態(tài)環(huán)境改善第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)一、生態(tài)工程的內(nèi)涵2.生態(tài)工程設(shè)計的生態(tài)學(xué)理論依據(jù)★（1）物種共生原理互惠共生與競爭抗生（“相生相克”）生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和負(fù)反饋機(jī)制第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)一、生態(tài)工程的內(nèi)涵2.生態(tài)工程設(shè)計的生態(tài)學(xué)理論依據(jù)★（2）生態(tài)位原理空間、功能兩層含義構(gòu)成具有多種群的穩(wěn)定而高效的生態(tài)系統(tǒng)評價和判斷生態(tài)工程設(shè)計的重要內(nèi)容第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)一、生態(tài)工程的內(nèi)涵2.生態(tài)工程設(shè)計的生態(tài)學(xué)理論依據(jù)★（3）食物鏈原理物種關(guān)系的一種重要表現(xiàn)形式維持生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)平衡，實現(xiàn)其功能物種共生原理，基礎(chǔ)就是食物鏈和食物網(wǎng)理論設(shè)計的合理性，首先應(yīng)體現(xiàn)在物種的食物關(guān)系上第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)一、生態(tài)工程的內(nèi)涵2.生態(tài)工程設(shè)計的生態(tài)學(xué)理論依據(jù)★（4）物種多樣性原理生物多樣性促進(jìn)系統(tǒng)穩(wěn)定性系統(tǒng)能否穩(wěn)定是衡量生態(tài)工程是否成功的重要指標(biāo)第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)一、生態(tài)工程的內(nèi)涵2.生態(tài)工程設(shè)計的生態(tài)學(xué)理論依據(jù)★（5）物種耐受性原理環(huán)境因子的相互補(bǔ)償作用，物種耐受范圍是變動的可通過對環(huán)境的適當(dāng)滿足來提高物種適應(yīng)能力，實現(xiàn)整個設(shè)計的最優(yōu)化該理論對于生態(tài)工程的設(shè)計很有指導(dǎo)意義第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)一、生態(tài)工程的內(nèi)涵2.生態(tài)工程設(shè)計的生態(tài)學(xué)理論依據(jù)★（6）景觀生態(tài)學(xué)原理以整個景觀為對象，著重研究某一景觀內(nèi)自然資源和環(huán)境的異質(zhì)性在生態(tài)工程設(shè)計中的意義，在于考慮具體設(shè)計方案時，要有區(qū)域尺度的概念。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)一、生態(tài)工程的內(nèi)涵2.生態(tài)工程設(shè)計的生態(tài)學(xué)理論依據(jù)★（7）耗散結(jié)構(gòu)原理一個開放系統(tǒng)的有序性，因系統(tǒng)向外界輸出熵值的增加而趨于無序，要維持系統(tǒng)的有序性，必須有來自系統(tǒng)之外能量補(bǔ)充和物質(zhì)輸入。熵是不能再被轉(zhuǎn)化做功的能量的總和的測定單位。熵的增加就意味著有效能量的減少，能量只能沿著一個方向——即耗散的方向——轉(zhuǎn)化。比如我們燒掉一塊煤，雖然燃燒過程中能量并沒有消失，但我們卻再也不能把同一塊煤重新燒一次來做同樣的功了。它告訴我們每當(dāng)能量從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)化到另一種狀態(tài)時，我們會“得到一定的懲罰”。這個懲罰就是我們損失了能在將來用于做某種功的一定能量。這就是所謂的熵。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)一、生態(tài)工程的內(nèi)涵2.生態(tài)工程設(shè)計的生態(tài)學(xué)理論依據(jù)★（7）耗散結(jié)構(gòu)原理在生態(tài)工程的設(shè)計中，一是注重系統(tǒng)自身熵輸出的功能潛力；二要注意系統(tǒng)外的輸入能力，即可提供的能量和物質(zhì)的成本。意義：要求考慮工程設(shè)計的效益平衡，清楚系統(tǒng)的熵增加與系統(tǒng)的輸入實際效益比。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)一、生態(tài)工程的內(nèi)涵2.生態(tài)工程設(shè)計的生態(tài)學(xué)理論依據(jù)★（8）限制因子原理若能正確運(yùn)用生態(tài)因子規(guī)律，可使不希望出現(xiàn)的生態(tài)現(xiàn)象得到抑制提高或改變其他因子，消除控制限制因子的作用。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)一、生態(tài)工程的內(nèi)涵2.生態(tài)工程設(shè)計的生態(tài)學(xué)理論依據(jù)★（9）生態(tài)因子綜合性原理綜合性作用設(shè)計中應(yīng)注意生態(tài)因子對生物的綜合作用，尤其是主要（或關(guān)鍵）因子的動態(tài)變化對其他因子的影響。意義：在于要掌握生態(tài)因子作用強(qiáng)度和性質(zhì)的可變性，減少系統(tǒng)內(nèi)生態(tài)因子的相互頡抗，增強(qiáng)相互促進(jìn)。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)一、生態(tài)工程的內(nèi)涵2.生態(tài)工程設(shè)計的生態(tài)學(xué)理論依據(jù)★開展生態(tài)修復(fù)或促進(jìn)資源的綜合利用、環(huán)境的綜合整治以及人類社會的持續(xù)發(fā)展，是生態(tài)工程的目的。上述各原理的核心是整體性、協(xié)調(diào)性、再生循環(huán)與高效益。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用生態(tài)工程的設(shè)計和其他工程的設(shè)計一樣，是保證生態(tài)工程實施成功與提高工程效益的關(guān)鍵步驟和依據(jù)。在掌握了生態(tài)工程設(shè)計生態(tài)學(xué)原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步確定生態(tài)工程的設(shè)計路線和具體步驟，是系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計工作的重要途徑。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用1.生態(tài)工程設(shè)計的具體步驟（1）擬定目標(biāo)生態(tài)工程的對象是自然－社會－經(jīng)濟(jì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。必須強(qiáng)調(diào)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的整體協(xié)調(diào)目標(biāo)，同時根據(jù)當(dāng)?shù)氐臈l件，強(qiáng)化某個系統(tǒng)的目標(biāo)。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用1.生態(tài)工程設(shè)計的具體步驟（2）背景調(diào)查①自然資源條件自然資源包括生物資源、土地資源、礦產(chǎn)資源和水資源等。②社會經(jīng)濟(jì)條件社會經(jīng)濟(jì)條件包括市場狀況、勞動力及其知識水平和經(jīng)濟(jì)實力等。③生態(tài)環(huán)境條件生態(tài)環(huán)境條件包括氣候條件、土壤條件和污染狀況等。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用1.生態(tài)工程設(shè)計的具體步驟（3）模型分析與模擬根據(jù)擬定的目標(biāo)和收集的數(shù)據(jù)，構(gòu)建合適的數(shù)學(xué)模型。通過模型的運(yùn)算，評價所選的模型類型和數(shù)據(jù)集是否合適。在模型和數(shù)據(jù)集合適的基礎(chǔ)上，通過運(yùn)算，找出關(guān)鍵組分和關(guān)鍵因子等。結(jié)合定性研究，評價和分析系統(tǒng)的整體行為特征和發(fā)展趨勢，并進(jìn)行綜合評價。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用1.生態(tài)工程設(shè)計的具體步驟（4）工程可行性評價通過可行性評價和決策分析，可以為管理和政府部門提供在不同社會、經(jīng)濟(jì)和自然資源條件下實施的多條途徑。使經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益達(dá)到最大，復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和存活進(jìn)化的機(jī)會最大，系統(tǒng)惡化的風(fēng)險最小等。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用2.技術(shù)路線（1）建立互利共生網(wǎng)絡(luò)著重調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)行優(yōu)化組合，盡量充分利用空間、營養(yǎng)生態(tài)位，提高整體的綜合效益。將平行的原本不相聯(lián)結(jié)的種類通過食物鏈生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)結(jié)、形成互利共生網(wǎng)絡(luò)，可提高效率，促進(jìn)物質(zhì)的良性循環(huán)。如魚鴨混養(yǎng)、稻田養(yǎng)魚、基塘系統(tǒng)和貝藻混養(yǎng)系統(tǒng)等。

第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用2.技術(shù)路線（2）延長食物鏈在一個生態(tài)系統(tǒng)或復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈（網(wǎng)）或生產(chǎn)流程中，增加一些環(huán)節(jié)，改變食物鏈與生產(chǎn)流程結(jié)構(gòu)，此即稱之為加環(huán)。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用2.技術(shù)路線（2）延長食物鏈根據(jù)加環(huán)的性質(zhì)和功能，可以將它們歸納為4類：①生產(chǎn)環(huán)所加入的環(huán)，可使非經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品或廢物直接生產(chǎn)出為人利用的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品。如利用無毒有機(jī)廢水進(jìn)行水培蔬菜或花卉。②增益環(huán)所加入的環(huán)，雖不能直接生產(chǎn)出商品，但可加大或提高生產(chǎn)的效益。例如利用無毒的有機(jī)廢水種植鳳眼蓮、浮萍等植物，處理與凈化污水。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用2.技術(shù)路線（2）延長食物鏈③減耗環(huán)在食物鏈網(wǎng)中，每個環(huán)節(jié)都是上一營養(yǎng)級的消耗者，其中有些環(huán)節(jié)生產(chǎn)的產(chǎn)品對人無用，反而過度損耗上一營養(yǎng)級的資源，如農(nóng)田害蟲、鼠害等。如白菜套種三葉草抑制害蟲。④復(fù)合環(huán)所加入的環(huán)，往往起到上述各環(huán)的多種功能。例如在林、農(nóng)生態(tài)系統(tǒng)中引入蜜蜂；魚塘養(yǎng)鴨；貝類養(yǎng)殖系統(tǒng)中加入藻類養(yǎng)殖等。

第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用3.生態(tài)工程設(shè)計的應(yīng)用太湖水污染治理生態(tài)工程第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用3.生態(tài)工程設(shè)計的應(yīng)用（1）太湖底泥生態(tài)疏浚湖泊底泥是太湖水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是湖泊營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的中心環(huán)節(jié)，是水土界面物質(zhì)（物理、化學(xué)、生物的）活躍交換帶。太湖底泥中富含的營養(yǎng)物是造成太湖水體富營養(yǎng)化并成為藻類爆發(fā)的營養(yǎng)鹽重要來源之一。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用3.生態(tài)工程設(shè)計的應(yīng)用（2）種植植物，達(dá)到美化環(huán)境，治理富營養(yǎng)化采用生物調(diào)控法，利用水上種植技術(shù)，在以富營養(yǎng)化為主體的污染水域水面種植糧食、蔬菜、花卉或綠色植物等各種適宜的植物。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用3.生態(tài)工程設(shè)計的應(yīng)用（3）建立漁業(yè)生態(tài)工程，控制過度養(yǎng)殖，適度利用水體通過建立總量控制的漁業(yè)生態(tài)工程，網(wǎng)圍養(yǎng)殖，經(jīng)濟(jì)效益高；在開發(fā)利用水體的同時，維護(hù)水資源的再生能力。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用3.生態(tài)工程設(shè)計的應(yīng)用（4）建立環(huán)湖濕地保護(hù)帶，實現(xiàn)持久的生態(tài)管理主要包括兩大部分，一是湖岸濕地保護(hù)帶工程；一是濱岸帶高等水生植物恢復(fù)和調(diào)控工程。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用4.國外環(huán)境保護(hù)生態(tài)工程的應(yīng)用環(huán)境保護(hù)及污染物控制防治領(lǐng)域的生態(tài)工程的研究和應(yīng)用有很多，特別是對污水處理與湖泊、海灣的富營養(yǎng)化防治更為突出。

第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用4.國外環(huán)境保護(hù)生態(tài)工程的應(yīng)用美國的污水處理生態(tài)工程1968年開始，就在北卡羅來納州的摩洛赫得市研究應(yīng)用河口區(qū)的池塘污水處理生態(tài)工程，特別是處理城市污水與海水混合水。20世紀(jì)70年代在佛羅里達(dá)州的Garimsville處試驗和調(diào)查了種植柏樹并使之成林的濕地，來處理水中的營養(yǎng)鹽，使之循環(huán)并保護(hù)濕地的生態(tài)工程，結(jié)果去除了進(jìn)入濕地污水中50%以上的有機(jī)質(zhì)、營養(yǎng)鹽和金屬元素。在俄亥俄州研究和應(yīng)用了種植蒲草為主的濕地生態(tài)系統(tǒng)用以處理煤礦所排含有硫化鐵酸性廢水的生態(tài)工程,處理后的廢水的含鐵量減少了50-60%，電導(dǎo)率和pH值均得到上升。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用4.國外環(huán)境保護(hù)生態(tài)工程的應(yīng)用美國的污水處理生態(tài)工程在防止湖泊等水體富營養(yǎng)化方面，20世紀(jì)80年代初在伊利湖北部的河湖接合部和老婦河河口地區(qū)的濕地上，建立了生態(tài)工程試驗基地，測試這些河湖交界濕地生態(tài)系統(tǒng)對陸地上與其下游湖泊間化學(xué)和水文的緩沖及凈化作用，探索如何最有效設(shè)計其沿湖濕地。麻塞諸塞州建立了沼澤及鹽灘的生態(tài)工程，處理陸上所來廢水，防止海洋的富營養(yǎng)化，通過有機(jī)質(zhì)礦化、沉積物的吸著、動植物的生產(chǎn)及消耗、化學(xué)物質(zhì)的沉淀、揮發(fā)性物質(zhì)轉(zhuǎn)移至大氣和與鹵族元素的化合反應(yīng)等，減少入海污染質(zhì)。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用4.國外環(huán)境保護(hù)生態(tài)工程的應(yīng)用丹麥自1972-1976年開始研究并試用Glums湖富營養(yǎng)化防治的生態(tài)工程，建立了生態(tài)模型，結(jié)果去除了進(jìn)入湖中污水內(nèi)90-98%的磷，1976-1981年又對該模型進(jìn)行了修正和改進(jìn)。瑞典污水處理的生態(tài)工程受到極大重視，為防治自20世紀(jì)60年代形成并日漸突出的湖泊和沿岸水體的富營養(yǎng)化問題，各城市分別應(yīng)用機(jī)械、生物和化學(xué)三個步驟來處理污水，在20世紀(jì)80年代就為此類工程投資約5億多美元，其中涉及到的污水處理生態(tài)工程包括利用污水作為肥料，用農(nóng)田灌溉處理凈化污水，建立許多溫室，養(yǎng)殖多種水生植物，凈化污水。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用4.國外環(huán)境保護(hù)生態(tài)工程的應(yīng)用荷蘭在20世紀(jì)70年代起開始試驗和調(diào)控一些小型湖泊生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，增加直接攝食藻類和與藻類在陽光和營養(yǎng)方面有競爭的生物種類，以防治水體的富營養(yǎng)化。在一些居民區(qū)建立了若干生活污水處理生態(tài)工程，設(shè)置一些垂直分布的充氣和厭氣土壤濾器縱向組合，并建立了營養(yǎng)鹽流動的數(shù)學(xué)模型。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用5.我國環(huán)境保護(hù)生態(tài)工程的應(yīng)用1）無（或少）廢工藝系統(tǒng)

主要用于內(nèi)環(huán)境的治理，如在工廠和工業(yè)城市中的廢物再生和利用系統(tǒng)，將廢熱源再利用，及工廠廢水的凈化再循環(huán)，達(dá)到無污染或少污染。2）分層多級利用廢物生態(tài)工程

使生產(chǎn)過程中的每一級生產(chǎn)過程的廢物都變?yōu)榱硪患壣a(chǎn)過程的原料，且各環(huán)節(jié)比量合適，使所有廢物均被充分利用，如一些家畜飼養(yǎng)場所產(chǎn)生的糞便，配合沼氣發(fā)酵、沼液無土栽培青綠飼料和蔬菜，沼渣再制混合飼料等幾項生產(chǎn)項目和工藝組合；滸苔的無害化綜合利用。3）復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的廢物循環(huán)和再生系統(tǒng)例如?；~塘式的生態(tài)工程。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用5.我國環(huán)境保護(hù)生態(tài)工程的應(yīng)用4）污水自凈與利用生態(tài)工程污水灌溉是利用土壤生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力，既凈化了生活污水，又利用了其中的營養(yǎng)元素作為肥料，在干旱、半干旱地區(qū)，對緩解缺水矛盾有重要意義。利用生活污水養(yǎng)魚，使污水中的營養(yǎng)鹽和有機(jī)物作為餌料肥料，促進(jìn)了水產(chǎn)品的增產(chǎn)并處理凈化了污水。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)二、生態(tài)工程的設(shè)計與應(yīng)用5.我國環(huán)境保護(hù)生態(tài)工程的應(yīng)用5）城鄉(xiāng)結(jié)合的生態(tài)工程在一定區(qū)域內(nèi)，應(yīng)用不同生產(chǎn)系統(tǒng)分層多級利用廢物，如城市糞便、垃圾、家禽家畜飼養(yǎng)場糞便等制作沼氣，再用作農(nóng)田肥料或魚塘養(yǎng)魚飼料或肥料；食品及輕工工廠廢物用作畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料，其廢物在作農(nóng)田肥料；一些廢舊物資的回收、再生與利用。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)以植物忍耐和超量積累某種或某些污染物的理論為基礎(chǔ)，利用植物及其共存微生物體系清除環(huán)境中的污染物的一門環(huán)境污染治理技術(shù)。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)1.植物修復(fù)技術(shù)的類型★（1）植物萃取技術(shù)指金屬積累植物或超積累植物將土壤中的金屬萃取出來，富集并搬運(yùn)到植物根部可收割部分和植物地上枝條部位的技術(shù)。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)1.植物修復(fù)技術(shù)的類型★（1）植物萃取技術(shù)適合于植物萃取的理想植物應(yīng)該具有如下特點(diǎn)：①植物可收割部位必須能忍耐和積累高濃度的污染物；②植物在野外條件下生長速度快、生長周期短、生物量高、個體高大、向上垂直生長以利于機(jī)械化作業(yè)等；③植物對農(nóng)業(yè)措施如施肥等能產(chǎn)生積極的反應(yīng)。因為只有這樣才能反復(fù)種植，多次收割。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)1.植物修復(fù)技術(shù)的類型★（1）植物萃取技術(shù)目前常用植物包括各種野生的超積累植物、某些高產(chǎn)的農(nóng)作物如蕓苔屬植物（印度芥菜）、油菜和工業(yè)用的大麻等。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)1.植物修復(fù)技術(shù)的類型★（2）根際過濾技術(shù)指利用超積累植物或耐重金屬植物從污水中吸收、沉淀和富集有毒金屬的技術(shù)。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)1.植物修復(fù)技術(shù)的類型★（2）根際過濾技術(shù)適用于根系過濾技術(shù)的植物，必須有較大的根系生物量，最好是須根植物。目前常用的植物有各種耐鹽的野草如弗吉尼亞鹽角草、鹽地鼠尾粟、雜交楊樹、印度芥菜、向日葵及各種水生植物如寬葉香蒲等。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)1.植物修復(fù)技術(shù)的類型★（2）根際過濾技術(shù)根際過濾技術(shù)主要用來處理石油天然氣生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水、含放射性污染物質(zhì)的廢水、含重金屬的各種廢水以及富含其他污染物（如氮、磷、鉀）的廢水。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)1.植物修復(fù)技術(shù)的類型★（3）植物固定技術(shù)指利用超積累植物或耐重金屬植物降低金屬的活性，從而減少重金屬被淋洗到地下或通過空氣載體擴(kuò)散進(jìn)一步污染環(huán)境的可能性的技術(shù)。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)1.植物修復(fù)技術(shù)的類型★（3）植物固定技術(shù)適用于固化污染土壤的理想植物，應(yīng)是一種能忍耐高含量污染物、根系發(fā)達(dá)的多年生綠葉植物。這些植物通過根吸收、沉淀或還原作用可使污染物（如金屬）惰性化。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)1.植物修復(fù)技術(shù)的類型★（3）植物固定技術(shù)植物固定技術(shù)對廢棄場地重金屬污染物和放射性核素污染物固定尤為重要，原地固定這兩類污染物是上策，可顯著降低風(fēng)險性。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)1.植物修復(fù)技術(shù)的類型★（4）植物刺激技術(shù)（植物輔助生物修復(fù)技術(shù)）指通過根圈范圍內(nèi)植物的活動刺激微生物的生物降解的植物修復(fù)過程。根圈的植物修復(fù)可增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、細(xì)菌數(shù)量和菌根真菌數(shù)量。反過來，這些因子又有利于土壤中有機(jī)化合物的降解。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)1.植物修復(fù)技術(shù)的類型★（4）植物刺激技術(shù)（植物輔助生物修復(fù)技術(shù)）桑樹、桑橙樹和蘋果樹被人們用來刺激能降解多氯聯(lián)苯和多環(huán)芬烴的微生物生長，他們的根際產(chǎn)物包括黃酮類化合物和氧雜萘鄰?fù)?。?章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)1.植物修復(fù)技術(shù)的類型★（5）植物轉(zhuǎn)化技術(shù)指通過植物新陳代謝作用降解環(huán)境污染物的過程。植物轉(zhuǎn)化取決于污染物從土壤和水體中的直接吸收和在植物器官中新陳代謝物的積累。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)1.植物修復(fù)技術(shù)的類型★（5）植物轉(zhuǎn)化技術(shù)植物轉(zhuǎn)化技術(shù)目前主要的應(yīng)用領(lǐng)域包括石化產(chǎn)品污染地和貯藏地、武器彈藥廢棄物、燃料溢出物、氯化溶劑、垃圾掩埋中的淋濾物和農(nóng)用化合物（殺蟲劑和化肥）等。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)2.植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用（1）環(huán)境中重金屬的去除植物具有生物量大且易于后處理的優(yōu)勢，因此利用植物對金屬污染位點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)是解決環(huán)境中重金屬污染問題的一個很有前景的選擇。植物固定、植物轉(zhuǎn)化、萃取等是去除環(huán)境中金屬離子的有效技術(shù)。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)2.植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用（2）環(huán)境中有機(jī)物的去除傳統(tǒng)的有機(jī)污染物的生物修復(fù)是用微生物來完成的，與微生物修復(fù)相比，植物修復(fù)更適用于現(xiàn)場修復(fù)。通過植物萃取、轉(zhuǎn)化和輔助修復(fù)等技術(shù)，可去除環(huán)境中的有機(jī)污染物。植物從土壤中直接吸收有機(jī)物，然后將沒有毒性的代謝中間體存儲在植物組織中，這是植物去除環(huán)境中中等親水性有機(jī)污染物的一個重要機(jī)制。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)三、植物修復(fù)技術(shù)2.植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用（3）環(huán)境中放射性核素的去除目前已有的技術(shù)需將污染土壤從污染位點(diǎn)轉(zhuǎn)移，然后用分散劑和螯合劑進(jìn)行處理。土壤的轉(zhuǎn)移需要很大的設(shè)備，處理費(fèi)時費(fèi)錢并且很困難，因此目前很少用于處理大面積低濃度的放射性核素污染。植物可從污染土壤中吸收并積累大量的放射性核素。如核電站附近有多種能大量吸收137Cs和90Sr的植物；桉樹苗一個月可去除土壤中31.0%137Cs和11.3%90Sr。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)四、植物修復(fù)技術(shù)在近海污染治理中的應(yīng)用1.海水養(yǎng)殖富營養(yǎng)化的植物修復(fù)大型海藻是海洋環(huán)境中非常有效的生物過濾器，海藻與魚蝦貝類共養(yǎng)江籬屬海藻、紫菜屬、石莼屬海藻、海帶屬、角藻屬、麒麟菜屬和滸苔屬海藻及紅樹第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)四、植物修復(fù)技術(shù)在近海污染治理中的應(yīng)用2.石油等有機(jī)物污染的植物修復(fù)多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯(lián)苯(PCBs)等持久性有機(jī)污染物(POPs)的危害很廣泛紅樹及其根部微生物所構(gòu)成的紅樹微生態(tài)系對石油、PAHs、PCBs和農(nóng)藥等有機(jī)物污染有著良好的修復(fù)潛力大型海藻和細(xì)菌共同作用可有效降解石油污染物第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)四、植物修復(fù)技術(shù)在近海污染治理中的應(yīng)用3.赤潮的植物修復(fù)栽培大型海藻可有效防治赤潮如江籬可以加速中肋骨條藻赤潮的消亡一些海藻及其提取物對赤潮微藻具有除藻作用。如小珊瑚藻、孔石莼、石牙藻、小海帶、褐藻昆布及其提取物對多環(huán)旋溝藻等多種赤潮微藻的生長具有抑制作用，可以使赤潮微藻運(yùn)動性降低、細(xì)胞變形并破裂。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)四、植物修復(fù)技術(shù)在近海污染治理中的應(yīng)用4.近海重金屬污染的植物修復(fù)紅樹植物對鉛、汞、鎘、銅、鋅等重金屬有相當(dāng)程度的吸附及固定作用，可有效地凈化沉積物中的重金屬，而所富集的重金屬70％－90％儲存在不易被動物消耗的根和樹干部分一些海藻對銅、鍶、鎘、鉛、鎳、錳等重金屬也有一定的吸收積累作用，如三角褐指藻對鉛、鎳具有較高的耐受力，海篙子對砷和鍶具有超富集能力，對錳、鎳、銅和鉛也有較強(qiáng)的富集能力，海帶對砷的富集作用也很強(qiáng)。第8章受損海洋生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(3)生態(tài)工程與修復(fù)技術(shù)四、植物修復(fù)