生态修复的理论基础大全11篇

生态修复的理论基础篇（1）

在人类几百万年的历史进程中，环境对开创人类文明和进步发挥着巨大作用。大气、水、土壤，江河、湖泊、湿地、农田、草原，都是人类得以生存的物质基础；而森林、矿藏等资源又为人类的不断发展提供物质，最终创造了地球上的人类文明。但是，人类在开发利用环境资源的同时，也对自己的生存环境造成了很大的破坏，产生了一系列的生态环境问题。近年来，随着经济和社会的迅猛发展，环境污染问题日益严重。

生态毒理学是环境生物学的一个分支。它研究有毒物质进入环境对组成生态系统的生物种群和生物群落所产生的生态毒理效应及其机理。环境污染问题出现后，促使传统的毒理学从研究毒物对生物个体所产生的效应扩大到研究毒物对生物群体所产生的效应。在此基础上，法国学者R.特吕豪特于1969年提出了生态毒理学的概念。

周启星教授对生态毒理学理论的最大贡献，是总结、归纳并提出了生态毒理学的五大基本原理：（一）环境毒物的剂量-效应关系原理；（二）环境毒物的结构-活性相关原理；（三）毒理作用的多层次效应原理；（四）毒理生态动力学原理；（五）环境毒物的生态适应性原理。以上五大基本原理的提出，对于深化生态毒理学研究以及在环境保护领域的多层次应用，产生了积极而广泛的影响。

在生态毒理学领域，尤其是近年来周启星教授等在石墨烯的健康与生态系统风险理论研究方面取得了重大突破，其研究结果被国际著名刊物《Chemical Reviews》刊出，此研究结果堪称为国际环境界的一项重大进展。

周启星教授通过对金属-金属、金属-有机、有机-有机等污染物之间复合生态毒理效应及其微观机理系统而深入的实验研究，不仅阐明了复合污染生态效应与污染物之间的复杂定量关系，还创造性地提出了联合效应广义理论：复合污染生态效应决定于污染物暴露的浓度组合关系而非其本身的理化性质；它不仅与生物种和生态系统类型有关，还与其作用的生物部位有关；复合污染生态效应是矢量而不是标量，它不仅存在“毒性倍增”机制，还会发生“危害延时”和“危害增时”风险。在此理论指导下，他还进一步归纳出“互作态”的新概念并赋予定量化内涵与定义，并通过实验修

正了教科书中一直沿用的“协同作用”和“拮抗作用”原有定义中不完整甚至错误的提法，并得到有关方面认可。

周启星教授还首次从理论上提出未污染区也有存在超积累植物的可能性，并以沈阳未污染区40科160种农田杂草为筛选对象进行系统的室外盆栽试验，首次发现并报道了龙葵（Solanum nigrum）、球果蔊菜（Rorippa gobosa Turcz. Thell.）和紫茉莉（Mirabilis jalapa L）为镉超积累植物，从而证实了这一理论的正确性和方法的先进性，这在重金属污染土壤植物修复以及生态修复理论上是一个较大的突破；在此基础上，周启星教授还成功地进行了污染土壤植物修复的实际应用，并对其超积累机理进行了深入研究，取得了重要进展。

在实践上，周启星教授以重金属污染土壤植物修复为重点目标，兼顾农药、石油烃和多环芳烃等有机污染土壤的修复，对镉超积累杂草进行其技术性能的多方挖掘和强化。为了解决生物量处理这一世界性难题，周启星教授率先开展了超积累花卉的系统筛选，首次发现紫茉莉（Mirabilis jalapa L.）为镉超积累植物。以根际圈理论为指导，较为系统地开展污染排异型杂草植物筛选研究，首次发现月见草（Oenothera biennis L.）为镉和铜污染排异型植物。这些重要工作和重大科学发现，为形成具有我国自主知识产权的基于植物修复的生态修复技术体系和开展环境调控实践奠定了基础，而且对于污染生态修复这一新的学科生长点的形成与发展具有巨大的科学价值。尤其是他领衔所著的《污染土壤修复原理与方法》，作为国际上迄今为止系统论述污染土壤修复基本原理并全面介绍相关方法及其进展的学术著作，已对该领域的科研和教学产生了广泛影响。

亲力亲为，为生态环保鼓与呼

生态修复的理论基础篇（2）

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。

二、水土保持生态修复的基本理论

1、生态系统退化的原因

生态修复是针对生态退化和生态破坏而言的。当生态系统的结构变化引起功能减弱或丧失时，生态系统是退化的。引起生态退化的原因很多，干扰是其中的主要原因之一。由于干扰打破了原有生态系统的平衡状态，使系统的结构和功能发生变化和障碍，形成破坏性的波动或恶性循环，从而导致系统的退化。事实上，干扰不仅仅在物种多样性的发生和维持中起着重要作用，也会对生物的进化产生重要的影响。干扰可分为两个方面，即自然干扰和社会干扰。自然干扰包括火、冰雹、洪水、干旱、台风、滑坡、海啸、地震、火山、冰河作用等。社会干扰包括有毒化学物的释放与污染、森林砍伐、植被过度利用、露天开采等。干扰的强度和频度是生态系统退化程度的根本原因。过大的干扰强度和频度，会使生态系统退化成为不毛之地，而严重退化的生态系统的恢复是非常困难的，常常需要采取一些生态工程措施和生物措施来进行恢复，从而进一步进行植被恢复。

2、干扰与演替——生态修复与重建的理论基础

群落的自然演替机制奠定了恢复生态学的理论基础。演替有两种基本类型：原生演替和次生演替。发生哪一种类型，是由演替过程开始时土壤条件所决定的。一般地说，生态演替是可预见的和有秩序的变化系列。在演替过程中，一个生态系统被另一个生态系统所代替，直到建立起一个最能适应那个环境的生态系统。生态演替可看作是在外界压力不复存在之后，生态系统所经历的一系列恢复阶段。如果给以足够的时间，演替在任何情况下都能够修复所有的干扰和重建原来的顶极群落吗?事实并非总是如此，修复过程是有限度的。对受损生态系统恢复过程的关键性理解之一，就是被干扰后演替的最终结果和它们与正常演替的关系。自然干扰作用总是使生态系统返回到生态演替的早期阶段。一些周期性的自然干扰使生态系统呈周期性演替现象，成为生态演替不可缺少的动因。人为活动的干扰是否仅仅是将一个生态系统位移到一个早期或更为初级演替阶段，还是它从开始就是与自然干扰所发生的演替明显不同的类型?实践表明这两类干扰的结果是明显不同的。干扰如果很严重，使环境变化如此重大，以致演替向新的方向进行，永远也不能重建原来的顶极群落了。当干扰持续到生态系统接近死亡阶段时，恢复与重建可以使其在某些水平上恢复平衡，但与原来的正常状态不同。天然恢复过程是要经历很长时间的，在严重干扰后，需要的时间更长。生态演替在人为干预下可能加速、延缓、改变方向以致向相反的方向进行。究竟朝哪个方向进行，就取决于人类的行为。

三、水土保持生态修复的技术方法

1、广义水土保持生态修复的技术方法

（1） 退化坡面生态系统生态修复

a.退化耕地生态系统的生态修复。少施化肥，增施农家肥料；种植绿肥植物，增加固氮作物品种；轮作、套作，间种、混种；减少化学防治，增加生物防治；植等高植物篱等。

b.退化林地、草地、荒地生态系统的生态修复。在封禁的基础上，补种乡土树种、草种。封禁在我国早就得到广泛的应用，这里需要强调的是封禁只是解除了导致坡面生态系统退化的不合理放牧、刈割、开垦、樵采、挖药材等人为压力（或称人为驱动力），

还需预防、解导致坡面生态系统退化的自然驱动力，如火灾、鼠害等。一般来说，自然驱动力并不是导致坡面生态系统退化的主要驱动力，但也不容忽视。封禁时间的长短因生态系统类型、受损程度、气候等因素的不同而不同，一般来说，乔木林、灌木林、草地生态系统可分别为8年以上、5-8年、3-5年。

（2）退化河流生态系统生态修复

在土壤侵蚀地区，导致河流退化的驱动力主要有修路、开矿、樵采、河岸放牧、化肥与农药的面源污染、工业废水与生活污水的点源污染、过度捕鱼等，对由于这些驱动力所导致的化河流生态系统进行生态修复，最重要的是要减轻或解除导致河流生态系统退化的驱动力，让河流休养生息。此外，还可采取如下两种方法：一是减少河流人工直线化的程度，增加河流弯曲度，以增加河流生境的多样性，进而增加水生生物多样性；二是在河流两岸种植生物隔离带（种类和宽度应因地制宜），一方面防治面源污染，另一方面为河流水生生物增加营养源。

（3）内陆河流域退化绿洲生态系统生态修复

一是合理开发利用水资源，实施生态应急补水工程，至少要满足天然绿洲生态系统最小生态需水量；二是合理调整土地利用结构，适当减少人工绿洲面积，使人工绿洲和天然绿洲面积比例调整到1：1左右。

（4）退化水库生态系统生态修复

对退化水库生态系统的生态修复可采取与退化河流生态系统相同的方法。

（5）退化矿山生态系统生态修复

该生态系统的土壤、植物等组分完全受损，缺乏植物生长所需要的营养元素，对这种严重退化的生态进行生态修复，可采取的方法有：覆盖土壤，对土壤进行物理处理，添加营养物质，去除有害物质，种植适应性强的先锋树种或草种、间种乡土树种或草种

2、狭义水土保持生态修复的技术方法

（1）生态自然修复的基本技术方法是封禁法。该方法适用于受损程度较轻的生态系统。

（2）自然和人工共同修复生态的基本技术方法是“封禁补种”法。该方法适用于受损程度较重的生态系统。

【参考文献】

[1]蔡建勤;张长印全国水土保持生态修复分区研究[期刊论文]-中国水利 2004(04)

生态修复的理论基础篇（3）

随着地球上人口的剧增和工农业生产的迅速发展，特别是工业革命以来，人类对自然资源需求水平不断提高，生产强度日益加大，有毒、有害废气物质不断的输入环境，远远超过了环境的自净能力而导致环境污染日益严重。为了解决人类面临的这个重大问题，对于大气污染和地表水污染之力的研究已十分广泛，许多技术已相当成熟并被广泛应用。

对于污染土壤及地下水的之力来说，由于其具有隐蔽性、滞后性、累积性以及难治理和修复周期长等区别与大气和地表水体污染的特点，其修复问题已成为环境科学研究日益活跃的领域，同时也是世界性难题。虽然人们已在污染土壤及地下水物理修复和化学修复领域进行了有益探索，形成了一些实用技术，但这些修复方法往往会破坏场地结构、造成二次污染，对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤甚至难以应用。为此，近年来，人们在污染环境的物理修复、化学修复甚至生物修复取得一定成功的基础上，进一步提出了生态修复的理念，并对其概念、内涵、原理、产业化途径等进行了理论上的探索和实践上应用的探索，试图以生态学的原理和方法，在污染环境的修复和治理过程中实现人与自然的和谐发展，从而达到可持续发展。

一、生物修复—生态修复的基础

生物修复是对污染环境实施修复、之力的最为重要的技术之一，是正在发展中的技术，是生态修复的基础。

目前被广泛认同的生物修复定义，是指微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程，这是狭义的定义。

除了微生物修复外，植物修复、动物修复乃至酶学修复等方式的出现，赋予了生物修复更广泛的内涵，即生物修复是指利用细菌和真菌等微生物、蚯蚓等动物以及水生藻类、陆生植物，甚至酶及分泌物等的代谢活性降解、减轻有机污染物的毒性，改变重金属的活性或在环境中结合态，通过改变污染物的化学或物理特性二影响其在环境中的迁移、转化和降解速率。

目前使用最广、最有效的生物修复技术仍是微生物修复。

二、物理与化学修复—生态修复的构成要素

从修复原理来看，物理修复与化学修复是指充分利用光、温、水、土、气、热等环境要素，根据污染物的理性性质，通过机械分离、蒸发、点解、磁化、冰冻、加热、凝固、氧化—还原、吸附—解吸、沉淀—溶解等物理怪和化学反应，使环境中污染物被清除或转化为无害物质。通常，为了节省环境治理的成本，物理修复或化学修复往作为生物修复的前处理阶段，近年来根式作为生态修复的构成要素。无论是环境要素或生态因子，还是工程措施，对于修复生物的生命活动来说，是非常重要的影响要素。若将它们有机的结合起来，使环境条件和生态因子在有利于生物生活的同时，也有利于污染物的去除或转化，将极大地提高生物修复或植物修复的效率，这一点对于生态修复来说是至关重要的。

物理与化学修复措施与生物修复的结合，是生态修复必不可少的构成要素，其利用的是否直接关系到生态修复的有效性和成败。在实际的修复过程中，把物理修复、化学修复措施更好地与生物修复结合起来，才能形成有效的生态修复技术。

三、植物修复—生态修复的基本形式

植物修复这一概念大约是年代前期提出来的，其最初的思想是利用超累积植物的的超量富集作用来去除污染环境中多余的重金属。

目前，植物修复这一技术已经涵盖了污染环境治理的各个方面，如城市树木、草坪乃至花卉植物对大气或室内空气的净化；池塘中水生植物通过对氮、磷等营养物质的利用而对富营养化水体的净化；污染土壤及水体中无机污染物的去除及有机污染物的讲解等。

在污染环境治理中，从形式上来看，似乎主要是植物在起作用，但实际上植物修复过程中，往往是植物、根系分泌物、根际圈微生物、根际圈土壤物理和化学因素（这些因素可以部分人为调控）等在共同起作用。因而，总的来说，植物修复几乎包括了生态修复的所有机制，是生态修复的基本形式。

摘要近年来，人们在污染环境的物理修复、化学修复甚至生物修复取得一定成功的基础上，进一步提出了生态修复的理念，并对其概念、内涵、原理、产业化途径等进行了理论上的探索和实践上应用的探索，试图以生态学的原理和方法，在污染环境的修复和治理过程中实现人与自然的和谐发展，从而达到可持续发展……

关键词生态环境可持续发展环境修复

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随着地球上人口的剧增和工农业生产的迅速发展，特别是工业革命以来，人类对自然资源需求水平不断提高，生产强度日益加大，有毒、有害废气物质不断的输入环境，远远超过了环境的自净能力而导致环境污染日益严重。为了解决人类面临的这个重大问题，对于大气污染和地表水污染之力的研究已十分广泛，许多技术已相当成熟并被广泛应用。

对于污染土壤及地下水的之力来说，由于其具有隐蔽性、滞后性、累积性以及难治理和修复周期长等区别与大气和地表水体污染的特点，其修复问题已成为环境科学研究日益活跃的领域，同时也是世界性难题。虽然人们已在污染土壤及地下水物理修复和化学修复领域进行了有益探索，形成了一些实用技术，但这些修复方法往往会破坏场地结构、造成二次污染，对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤甚至难以应用。为此，近年来，人们在污染环境的物理修复、化学修复甚至生物修复取得一定成功的基础上，进一步提出了生态修复的理念，并对其概念、内涵、原理、产业化途径等进行了理论上的探索和实践上应用的探索，试图以生态学的原理和方法，在污染环境的修复和治理过程中实现人与自然的和谐发展，从而达到可持续发展。

一、生物修复—生态修复的基础

生物修复是对污染环境实施修复、之力的最为重要的技术之一，是正在发展中的技术，是生态修复的基础。

目前被广泛认同的生物修复定义，是指微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程，这是狭义的定义。

除了微生物修复外，植物修复、动物修复乃至酶学修复等方式的出现，赋予了生物修复更广泛的内涵，即生物修复是指利用细菌和真菌等微生物、蚯蚓等动物以及水生藻类、陆生植物，甚至酶及分泌物等的代谢活性降解、减轻有机污染物的毒性，改变重金属的活性或在环境中结合态，通过改变污染物的化学或物理特性二影响其在环境中的迁移、转化和降解速率。

目前使用最广、最有效的生物修复技术仍是微生物修复。

二、物理与化学修复—生态修复的构成要素

从修复原理来看，物理修复与化学修复是指充分利用光、温、水、土、气、热等环境要素，根据污染物的理性性质，通过机械分离、蒸发、点解、磁化、冰冻、加热、凝固、氧化—还原、吸附—解吸、沉淀—溶解等物理怪和化学反应，使环境中污染物被清除或转化为无害物质。通常，为了节省环境治理的成本，物理修复或化学修复往作为生物修复的前处理阶段，近年来根式作为生态修复的构成要素。无论是环境要素或生态因子，还是工程措施，对于修复生物的生命活动来说，是非常重要的影响要素。若将它们有机的结合起来，使环境条件和生态因子在有利于生物生活的同时，也有利于污染物的去除或转化，将极大地提高生物修复或植物修复的效率，这一点对于生态修复来说是至关重要的。

物理与化学修复措施与生物修复的结合，是生态修复必不可少的构成要素，其利用的是否直接关系到生态修复的有效性和成败。在实际的修复过程中，把物理修复、化学修复措施更好地与生物修复结合起来，才能形成有效的生态修复技术。

三、植物修复—生态修复的基本形式

植物修复这一概念大约是年代前期提出来的，其最初的思想是利用超累积植物的的超量富集作用来去除污染环境中多余的重金属。

生态修复的理论基础篇（4）

作者简介：赵中秋（1975-），女，河南周口人，中国地质大学（北京）土地科学技术学院，副教授；曹银贵（1982-），男，湖南常德人，中国地质大学（北京）土地科学技术学院，讲师。（北京 100083）

基金项目：本文系教育部高等学校土地资源管理专业部级特色专业建设项目（项目编号：TS11214）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0079-03

中国地质大学（北京）土地资源管理专业经过多年的摸索和改革创新，培养目标定位为以土地资源的合理利用与管理为目标，以“3S”技术与工程技术为手段，以土地资源的开发利用、整理复垦、保护管理为研究核心，理论与实践教学相结合，培养具备管理学、经济学及资源学的基本理论，掌握土地管理方面的基本知识，具有计算机、测绘等基本技能，能在国土、城建、房地产以及相关领域从事土地管理、土地估价、土地规划、房地产经营开发等工作的中高级专门人才。[1]该专业分别于2008 年、2009年被评为北京市和部级特色专业建设点。专业依托学校地学、工程技术和信息技术的学科优势，强化了具有明显工程特色的“土地整理复垦与生态修复”、“土地资源评价与利用规划”、“土地集约利用技术与工程”的学生能力的培养。[2] 2009 年，学校为落实《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》和《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》文件精神，启动新一轮本科培养方案的修订工作。土地资源管理专业以此为契机，从优化课程设置、加强教材建设、突出实践教学等方面进一步完善课程体系，建立了“通识基础课 + 学科基础课 + 专业基础课 + 专业主干课 + 实践必修课 +公共选修课”循序渐进式课程和实践教学体系。专业基础课增加了土壤环境学、土地生态学、土壤地理学等环境科学、生态学背景的课程。

土壤环境学是一门环境科学与土壤科学之间的边缘交叉学科，是在20世纪60年代随着环境科学的兴起逐渐发展起来的，着重于研究土壤污染的发生与防治，包括污染物的形成、迁移转化规律、污染治理和土壤修复方法等等，以及土壤环境质量现状评价等方面，是环境科学和环境工程专业的一门重要的专业基础课程。[3，4]中国地质大学（北京）（以下简称“我校”）开设该课程的授课对象是土地资源管理专业大学二年级学生，笔者在教学实践中发现，现有的土壤环境学教材知识结构对土地资源管理专业并不太适用，为使“土壤环境学”符合土地资源管理专业的需要，更好地满足土地资源管理人才培养的知识结构需求，必须对现有“土壤环境学”课程教学内容体系进行调整和优化。

一、“土壤环境学”教学特点

1.内容多

现有“土壤环境学”内容体系主要由三大部分组成：土壤基础知识、土壤污染、土壤污染防治与修复。第一部分包括土壤的形成、组成、结构、性质（物理、化学性质），是学习后面内容的理论基础知识，对没有土壤学背景的学生来说，这部分课时量需要较大；第二部分土壤污染包括土壤环境背景值、土壤环境容量、土壤污染的主要污染来源与分类、特点、土壤污染动力学过程（迁移转化规律）、土壤污染监测与评价等内容；第三部分土壤污染的防治与修复包括土壤污染修复概述、土壤重金属污染修复技术、有机污染修复技术、放射性污染修复技术及其案例分析等内容。从以上内容可以看出，教学内容非常多，而该课程安排学时量为32学时。

2.知识面窄

从上一节“土壤环境学”主要教学内容可以看出，整个内容体系除了前面的基础理论知识部分外，其他内容主要涉及土壤污染的发生、迁移转化、防治与修复等，也就是说土壤污染与修复是该课程的主题内容。从土壤环境学的环境科学发展背景来看这一知识结构体系是不难理解的，土壤环境学是随着环境科学兴起而发展起来的，并作为环境科学的一门分支学科，成为环境科学专业的专业基础课程。[3，4]因此，目前大多数的土壤环境学教材主要是面向环境科学专业并以上述内容为主体知识结构。除了土壤学基础理论知识外，教学更侧重于讲授土壤污染的发生和防治，包括污染物的形成、迁移转化规律、污染治理和土壤修复方法等。[4]

从土地资源管理专业人才培养角度来看，当前的“土壤环境学”教学内容显然知识面太窄。此外，随着环境科学向着重视生态环境研究方向发展的趋势，土壤环境学研究的内容也在不断丰富与扩展，土壤生态环境与生态保护研究也同样受到重视，并获得重要进展，例如土壤环境退化研究，包括土壤沙化、水土流失、盐渍化、酸化以及土地的非农业侵占等。土壤环境学应成为融合土壤环境学基础理论，土壤污染与防治，土壤生态环境保护，环境质量评价、规划和管理为一体的较为完善的学科体系。[5]曲向荣[5]对土壤环境学内容体系试图做了些调整尝试，将土壤污染与修复的内容进行了适当压缩，增加了一章关于土壤生态保护与土壤退化防治（包括沙化、水土流失、盐渍化、酸化等）的内容。

3.实践性强

“试验实践”是“土壤环境学”的重要教学目标之一，学生在掌握土壤环境学基础理论的同时，还必须动手进行实验操作，如土壤及其植物样品的野外采集及制样，土壤理化性质室内分析试验，土壤中常见污染物的调查、分析及污染评价，土壤修复技术操作观摩等。其教学不能仅仅是传授基础土壤学知识，更重要的是培养学生利用土壤环境学知识与方法来发现和解决治理土壤环境问题。因此，土壤环境学是一门实践性很强的学科。

二、“土壤环境学”教学内容体系重构

“土壤环境学”是针对环境科学专业的一门专业基础课程，目前主要的教材有陈怀满主编的《环境土壤学》，王红旗主编的《土壤环境学》（研究生用），张辉主编的《土壤环境学》，曲向荣主编的《土壤环境学》。这些教材均是针对环境科学专业而编写的本科或研究生使用教材，多是以土壤污染与防治为主题内容。虽然曲向荣主编的《土壤环境学》对教材内容体系试图做了些调整尝试，将土壤污染与修复的内容进行了适当压缩，增加了一章关于土壤生态保护与土壤退化防治（包括沙化、水土流失、盐渍化、酸化等）内容，土壤沙化、水土流失、盐渍化、酸化等诸多土壤环境问题仅仅是点到即止，篇幅较少。而在土地资源管理专业体系中土壤环境学的主要教学任务是使学生了解和掌握各种土壤环境问题的形成原因或退化机理及其调控与治理方法。为了使其能够更好地满足土地资源管理专业人才培养的需求，本文在土壤环境学教学实践的基础上，根据土地资源管理专业的知识结构需求以及该课程与其他课程之间的内容联系，对其内容体系进行了重新组织与优化。主要内容由土壤学基础理论知识、土壤环境退化与防治、土壤环境评价与管理三大部分组成，具体见图1。

1.土壤学基础理论知识

本部分包括土壤的形成与发育、土壤的组成、性质，是学习后面章节的基础和前提。按照“系统结构组成决定系统性质，系统性质决定其功能发挥”的逻辑思路，该部分内容对于学生学习和掌握后面章节的内容至关重要。而本专业学生先修课程里有关土壤学基础知识方面的课程很少，因此，在32个总学时中，分配1/4左右的学时数讲授该部分。其中“土壤的形成与发育”部分在土壤地理学中有详细介绍，为避免知识重复并节约课时将本部分内容删掉。土壤组成包括土壤矿物质、土壤有机质、土壤生物、土壤水、热、空气，其中土壤矿物质、有机质与土壤性质及后面要讲的土壤退化过程有着紧密的联系，需作为重点来讲；土壤生物部分压缩，主要讲授与土壤性质关系密切的土壤微生物部分，并与土壤有机质合并为一章；土壤水、热、空气一章内容进行压缩和简化，保留与土壤退化过程关系较紧密的主要内容。土壤的物理化学性质（物理性质：容重、孔隙度、质地等；化学性质：酸碱性质、胶体化学性质、氧化还原性质等）都与土壤退化过程有着密切的联系，需详细介绍。经过如此调整，可以使学生更好地掌握和理解各种土壤环境问题的形成过程或退化原理及治理措施。

2.土壤环境退化与防治

这部分内容将重点扩充。主要讲授目前存在的主要土壤环境问题的形成原因或机理及其治理方法。包括土壤污染与修复、土壤沙化与治理、水土流失与治理、土壤盐渍化与治理、土壤酸化与治理，每部分设置一个案例。该部分打破了传统的土壤环境学只介绍“土壤污染”这一种土壤退化形式及其治理方法，把土壤污染内容压缩，补充了其他几种土壤退化形式，大大拓宽了知识面，更有利于土地综合整治对学生专业基础知识结构的需求。该部分是该课程主体教学内容，安排总学时的1/2左右进行讲授。

3.土壤环境评价与管理

本部分包括土壤环境现状调查、土壤环境质量现状评价、土壤环境质量预测、土壤环境影响评价、土壤环境生态风险评价以及土壤环境管理。土壤环境现状与预测评价依据评价侧重点的不同，可分为侧重土壤环境污染的土壤污染评价和侧重于土壤生态变化的土壤生态评价以及对土壤环境特性和外部条件、土壤污染和生态在内的系统全面的综合评价。[5]通过该部分学习，使学生了解和掌握土壤环境评价的内容与方法，了解和掌握土壤环境管理的主要手段与措施。

三、实践教学设计

土壤环境学是一门实践性很强的学科，实践教学是土壤环境学授课内容的重要组成部分。为了加强土壤环境学实践教学环节，在总学时只有32个学时的情况下，本课程教学大纲设置了8个学时的实践教学学时。为了充分利用有限的实践学时，本文对实践教学部分进行了重新设计。土壤样品的野外采集与保存是大多数“土壤环境学”实践的必有环节，由于本课程授课对象学习的“土壤地理学”中安排了土样采集这一环节，本课程的实践教学部分直接去掉了这一环节。在这有限的8个学时内，对土壤环境学的核心实践内容进行实习教学，土壤污染的调查、评价及修复，即让学生利用课堂所学理论知识对土壤中常见污染物进行调查、污染评价并根据具体情况提出合适的修复或治理对策，由学生自由选题，自行设计方案，进行综合性和探究性试验，通过试验掌握土壤中常见污染物的调查、评价方法，了解土壤污染物存在形态及其影响因素，进一步理解和掌握土壤污染修复技术及其原理，实现理论和实践相结合，提高学生实际解决问题的能力。

四、小结

当前土地退化问题日益严重，生态功能减弱或丧失，加强土地综合整治研究工作是解决土地退化问题，恢复土地各种生态功能的重要手段。土壤退化是土地退化中最重要、最基础、具有生态连锁效应的退化现象，因此，土壤环境的治理与修复是土地整治的关键与前提。土地资源管理专业人才培养过程中，加强土壤环境退化过程或机理及其防治的专业理论及实践教育具有重要意义。土壤环境学是中国地质大学（北京）土地资源管理专业针对本科二年级学生而设的一门专业基础课，其教学任务是通过土壤学基础知识以及土壤环境问题的形成及防治理论知识的传授，培养学生利用这些理论知识与方法来发现和解决土壤环境问题，为土地综合整治与管理奠定专业技能基础，从而全面提高土地资源管理专业学生的综合素质与综合能力。

参考文献：

[1]付梅臣，袁春，周伟，等.我校土地资源管理专业本科教育的现状与教育创新研究[J].中国地质教育，2005，（2）：26-29.

[2]周伟，袁春，付梅臣，等.土地资源管理特色专业建设的实践[J].中国地质教育，2012，（2）：38-43.

生态修复的理论基础篇（5）

随着地球上人口的剧增和工农业生产的迅速发展，特别是工业革命以来，人类对自然资源需求水平不断提高，生产强度日益加大，有毒、有害废气物质不断的输入环境，远远超过了环境的自净能力而导致环境污染日益严重。为了解决人类面临的这个重大问题，对于大气污染和地表水污染之力的研究已十分广泛，许多技术已相当成熟并被广泛应用。

对于污染土壤及地下水的之力来说，由于其具有隐蔽性、滞后性、累积性以及难治理和修复周期长等区别与大气和地表水体污染的特点，其修复问题已成为环境科学研究日益活跃的领域，同时也是世界性难题。虽然人们已在污染土壤及地下水物理修复和化学修复领域进行了有益探索，形成了一些实用技术，但这些修复方法往往会破坏场地结构、造成二次污染，对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤甚至难以应用。为此，近年来，人们在污染环境的物理修复、化学修复甚至生物修复取得一定成功的基础上，进一步提出了生态修复的理念，并对其概念、内涵、原理、产业化途径等进行了理论上的探索和实践上应用的探索，试图以生态学的原理和方法，在污染环境的修复和治理过程中实现人与自然的和谐发展，从而达到可持续发展。

一、生物修复—生态修复的基础

生物修复是对污染环境实施修复、之力的最为重要的技术之一，是正在发展中的技术，是生态修复的基础。

目前被广泛认同的生物修复定义，是指微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程，这是狭义的定义。

除了微生物修复外，植物修复、动物修复乃至酶学修复等方式的出现，赋予了生物修复更广泛的内涵，即生物修复是指利用细菌和真菌等微生物、蚯蚓等动物以及水生藻类、陆生植物，甚至酶及分泌物等的代谢活性降解、减轻有机污染物的毒性，改变重金属的活性或在环境中结合态，通过改变污染物的化学或物理特性二影响其在环境中的迁移、转化和降解速率。

目前使用最广、最有效的生物修复技术仍是微生物修复。

二、物理与化学修复—生态修复的构成要素

从修复原理来看，物理修复与化学修复是指充分利用光、温、水、土、气、热等环境要素，根据污染物的理性性质，通过机械分离、蒸发、点解、磁化、冰冻、加热、凝固、氧化—还原、吸附—解吸、沉淀—溶解等物理怪和化学反应，使环境中污染物被清除或转化为无害物质。通常，为了节省环境治理的成本，物理修复或化学修复往作为生物修复的前处理阶段，近年来根式作为生态修复的构成要素。无论是环境要素或生态因子，还是工程措施，对于修复生物的生命活动来说，是非常重要的影响要素。若将它们有机的结合起来，使环境条件和生态因子在有利于生物生活的同时，也有利于污染物的去除或转化，将极大地提高生物修复或植物修复的效率，这一点对于生态修复来说是至关重要的。

物理与化学修复措施与生物修复的结合，是生态修复必不可少的构成要素，其利用的是否直接关系到生态修复的有效性和成败。在实际的修复过程中，把物理修复、化学修复措施更好地与生物修复结合起来，才能形成有效的生态修复技术。

三、植物修复—生态修复的基本形式

植物修复这一概念大约是1980年代前期提出来的，其最初的思想是利用超累积植物的的超量富集作用来去除污染环境中多余的重金属。

目前，植物修复这一技术已经涵盖了污染环境治理的各个方面，如城市树木、草坪乃至花卉植物对大气或室内空气的净化；池塘中水生植物通过对氮、磷等营养物质的利用而对富营养化水体的净化；污染土壤及水体中无机污染物的去除及有机污染物的讲解等。

在污染环境治理中，从形式上来看，似乎主要是植物在起作用，但实际上植物修复过程中，往往是植物、根系分泌物、根际圈微生物、根际圈土壤物理和化学因素（这些因素可以部分人为调控）等在共同起作用。因而，总的来说，植物修复几乎包括了生态修复的所有机制，是生态修复的基本形式。

利用植物对重金属如Ni、Zn、Cd、Hg、Cu、Se,放射性核素如Cs、Sr、Ur，多环芳径，石油，化学农药，有机氯溶剂如TCE，废弃炸药如TNT等的修复研究均有报道。

四、污染环境修复标准—生态修复评判基础

污染环境修复标准是指呗技术和法规所确定、确立的环境清洁水平，通过生态修复或利用各种清洁技术手段，使环境中

[1] [2] 

污染物的浓度降低到对人体健康和生态系统不构成威胁的、技术和法规可接受的水平。

生态修复的理论基础篇（6）

文章编号1008-5807（2011）02-153-01

随着地球上人口的剧增和工农业生产的迅速发展，特别是工业革命以来，人类对自然资源需求水平不断提高，生产强度日益加大，有毒、有害废气物质不断的输入环境，远远超过了环境的自净能力而导致环境污染日益严重。为了解决人类面临的这个重大问题，对于大气污染和地表水污染之力的研究已十分广泛，许多技术已相当成熟并被广泛应用。

对于污染土壤及地下水的之力来说，由于其具有隐蔽性、滞后性、累积性以及难治理和修复周期长等区别与大气和地表水体污染的特点，其修复问题已成为环境科学研究日益活跃的领域，同时也是世界性难题。虽然人们已在污染土壤及地下水物理修复和化学修复领域进行了有益探索，形成了一些实用技术，但这些修复方法往往会破坏场地结构、造成二次污染，对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤甚至难以应用。为此，近年来，人们在污染环境的物理修复、化学修复甚至生物修复取得一定成功的基础上，进一步提出了生态修复的理念，并对其概念、内涵、原理、产业化途径等进行了理论上的探索和实践上应用的探索，试图以生态学的原理和方法，在污染环境的修复和治理过程中实现人与自然的和谐发展，从而达到可持续发展。

一、生物修复—生态修复的基础

生物修复是对污染环境实施修复、之力的最为重要的技术之一，是正在发展中的技术，是生态修复的基础。

目前被广泛认同的生物修复定义，是指微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程，这是狭义的定义。

除了微生物修复外，植物修复、动物修复乃至酶学修复等方式的出现，赋予了生物修复更广泛的内涵，即生物修复是指利用细菌和真菌等微生物、蚯蚓等动物以及水生藻类、陆生植物，甚至酶及分泌物等的代谢活性降解、减轻有机污染物的毒性，改变重金属的活性或在环境中结合态，通过改变污染物的化学或物理特性二影响其在环境中的迁移、转化和降解速率。

目前使用最广、最有效的生物修复技术仍是微生物修复。

二、物理与化学修复—生态修复的构成要素

从修复原理来看，物理修复与化学修复是指充分利用光、温、水、土、气、热等环境要素，根据污染物的理性性质，通过机械分离、蒸发、点解、磁化、冰冻、加热、凝固、氧化—还原、吸附—解吸、沉淀—溶解等物理怪和化学反应，使环境中污染物被清除或转化为无害物质。通常，为了节省环境治理的成本，物理修复或化学修复往作为生物修复的前处理阶段，近年来根式作为生态修复的构成要素。无论是环境要素或生态因子，还是工程措施，对于修复生物的生命活动来说，是非常重要的影响要素。若将它们有机的结合起来，使环境条件和生态因子在有利于生物生活的同时，也有利于污染物的去除或转化，将极大地提高生物修复或植物修复的效率，这一点对于生态修复来说是至关重要的。

物理与化学修复措施与生物修复的结合，是生态修复必不可少的构成要素，其利用的是否直接关系到生态修复的有效性和成败。在实际的修复过程中，把物理修复、化学修复措施更好地与生物修复结合起来，才能形成有效的生态修复技术。

三、植物修复—生态修复的基本形式

植物修复这一概念大约是1980年代前期提出来的，其最初的思想是利用超累积植物的的超量富集作用来去除污染环境中多余的重金属。

目前，植物修复这一技术已经涵盖了污染环境治理的各个方面，如城市树木、草坪乃至花卉植物对大气或室内空气的净化；池塘中水生植物通过对氮、磷等营养物质的利用而对富营养化水体的净化；污染土壤及水体中无机污染物的去除及有机污染物的讲解等。

在污染环境治理中，从形式上来看，似乎主要是植物在起作用，但实际上植物修复过程中，往往是植物、根系分泌物、根际圈微生物、根际圈土壤物理和化学因素（这些因素可以部分人为调控）等在共同起作用。因而，总的来说，植物修复几乎包括了生态修复的所有机制，是生态修复的基本形式。

利用植物对重金属如ni、zn、cd、hg、cu、se,放射性核素如cs、sr、ur，多环芳径，石油，化学农药，有机氯溶剂如tce，废弃炸药如tnt等的修复研究均有报道。

四、污染环境修复标准—生态修复评判基础

生态修复的理论基础篇（7）

从循环经济角度探讨采煤塌陷地生态修复是一种新的尝试。传统采煤塌陷地的复垦方式，一般是把塌陷土地复垦到农业利用状态，继续发展塌陷前的土地利用功能。而从循环经济的角度看，采煤塌陷地是一个具有巨大潜力的特色资源，采煤塌陷地生态修复本身就是循环经济的实际应用，也是对废弃物的再利用。因此，循环经济理论对采煤塌陷地的开发利用及其可持续发展具有重要指导意义。

一、唐山市采煤塌陷现状

唐山市境内煤炭资源丰富，已有140多年的开采历史。闻名于世的开滦矿区由开平和蓟玉两块煤田组成，矿区面积670平方公里，尚有可采储量50亿吨，分布于唐山市的六区一县境内。煤田内现有开滦矿务局 11个煤矿、50多座县办煤矿和近百座乡镇办煤矿，年产原煤3250万吨。开滦的优质炼焦煤为我国工农业生产提供了大量能源，为我国的出口创汇以及唐山市的繁荣和发展做出了重要贡献。但经过140多年的开采，因地下采煤地表塌陷面积已达312万亩，其中绝产耕地6万余亩，形成大小塌陷积水坑53个，积水总面积3.14万亩，最大积水深度12米；因采煤塌陷已搬迁村庄94个，旧村址废弃地面积达106万亩；开滦各矿采煤排矸石形成16座矸石山，占地0.45万亩，季节性积水塌陷波及耕地20 多万亩。据预测，随着煤炭不断开采，今后每年将新增塌陷地2400亩。

矿区地貌除赵各庄煤矿位于北部山区外，其余绝大部分位于平原地区，地面多为良田和城镇建筑。由于矿区为多煤层开采，地下煤层全部采出后，地表最大下沉多达十多米。塌陷使原本平整的土地变得凹凸不平，造成水土流失、季节性或常年积水。据调查统计，矿区每采出万吨煤，塌陷土地 2.4亩、塌陷水面0.75亩。几个距市区较近的积水塌陷区过去成为煤矿矸石、电厂排灰、城市生活垃圾、建筑垃圾的排放地，加之部分工矿企业生产、生活污水的排放，矸石自燃释放出二氧化硫、一氧化碳，致使塌陷区生态环境和自然景观遭到严重破坏。

二、循环经济理论研究现状

1.循环经济“资源综合利用论”

“循环经济”一词在我国由刘庆山在《开发利用再生资源缓解自然资源短缺》一文中首次使用，他从资源再生角度提出废弃物的资源化利用，其本质是自然资源的循环经济利用。冯良认为，循环经济是指通过废弃物或废旧物资的循环再生利用发展经济，目标是使生产和消费中投入的自然资源最少，向环境中排放的废弃物最少，对环境的危害或破坏最小，即实现低投入、高效率、低排放的经济发展，其核心是废旧物资回收和资源综合利用。周宏春主持完成的国务院发展研究中心调研报告中，主要也是从资源综合利用角度界定循环经济的。

2.循环经济“发展模式论”

持这种观点的学者认为：循环经济是对物质闭环流动型经济的简称，是基于工业化运动以来以“高开采、低利用、高排放(两高一低)”为特征的线性经济模式的弊端所提出的一种人类社会未来应该建立的以物质闭环流动为特征的经济模式，是实现可持续发展所要求的环境与经济发展双赢的途径，它要求把经济活动组织成为“自然资源一产品和用品一再生资源”的反馈式流程，所有的原料和能源都能在这个不断进行的经济循环中得到最合理的利用，从而使经济活动对自然环境的影响控制在尽可能小的程度。

3.循环经济“经济形态论”

齐建国认为，循环经济是在生态环境成为经济增长制约要素、良好的生态环境成为一种公共财富阶段的一种新的技术经济范式，是建立在人类生存条件和福利平等基础上的以全体社会成员生活福利最大化为目标的一种新的经济形态。段宁也认为，循环经济是以人类可持续为增长目的、以循环利用的资源和环境为物质基础，充分满足人类财富需求，生产者、消费者和分解者高效协调的经济形态。

4.循环经济“5R理论”

我国著名学者吴季松参与了国际循环经济理念从3R向5R转变的讨论。“5R理论”主要包括：再思考（Rethink）：改变旧经济理论，新经济理论的重点是不仅研究资本循环、劳力循环，也要研究资源循环，生产的目的除了创造社会新财富以外，还要保护被破坏的最重要的社会财富，维系生态系统，充分挖掘资源节约的潜力；减量化（Reduce）：将原有的减量化原则扩展到减少第二产业的城市化集中，在提高人类的生活水准中合理地减少物质需求；再使用（Reuse）：将原有的再使用原则延伸到企业和工程充分利用可再生资源的领域；再循环（Recycle）：除了原有的再循环原则所包含的范畴外，还延伸到经济体系由生产粗放的开链变为集约的闭环,形成循环经济的技术体系与产业体系；再修复（Repair ）：自然生态系统是社会财富的基础，是第二财富，不断地修复被人类活动破坏的生态系统与自然和谐也是创造财富。

三、基于循环经济的采煤塌陷地修复理论

1.采煤塌陷地循环方式

采煤塌陷地循环的主要方式有回收循环、互利循环、反馈循环、连环循环和分解循环。回收循环是指物质在生命周期内的循环利用，即回收己经用过的废旧产品和排放物，按其有用成分和用途再加以利用；互利循环是指两类以上生物或两个以上生产单元互相循环利用对方的产物，如煤矿向电厂提供煤炭用于发电，电厂向煤矿提供电力用于采煤，排出的灰渣加水泥做成建筑材料供煤矿使用；反馈循环是指两个相关的生产过程按一定的先后秩序连接起来，其中前一个生产过程制造某种产品时的排放物成为后一个生产过程的原料，后一个生产过程的部分产品作为投入要素反馈给前一个生产过程，重新用于生产；连环循环是指在三个以上的生产单位或过程之间建立这种循环利用关系；分解循环是指采取一定的方法分解某种资源，实现再利用，如原煤经过洗选后出现两种产品，一种是精煤，可以炼焦，另一种是煤矸石，可以进行发电。

2.采煤塌陷地产业结构循环实现方式

采煤塌陷地产业结构循环实现方式主要有产业延伸方式、产业更新方式和复合方式。

(1)产业延伸方式

产业延伸方式是在土地资源和煤炭资源开发的基础上，发展下游加工业，建立起资源深度加工和利用的产业群。这种模式的优点是在充分发挥本地资源优势的同时，上下游产业在生产、管理和技术方面具有明显的相关性。通过实施矿产品的后续加工，延长产业链，提高资源的附加价值，使下游产业不断发展壮大，如克拉玛依市采用多元发展战略，在油气开发过程中建立了石油化工体系，主导产业逐步由单纯的石油开采转变为石油开采和石油化工并重。通过搞矿产精深加工转化，实行矿业――电业、矿业――化工业、矿业――运输业等联营，延长原产业链。

(2)产业更新方式

产业更新方式是在对采煤塌陷地进行生态修复前从战略上规划新的替代产业。如利用土地资源投入性开发吸引的资金、技术和人才，或借助外部力量，发展其他产业，建立起与原有产业既有区别又有联系的全新产业群。

(3)复合方式

复合方式是两种模式的复合，在转型的初期表现为产业延伸模式，随着土地复垦的发展，塌陷地生态功能逐步完善，新兴产业不断出现，单纯的农业复垦逐步演化为综合性采煤塌陷地开发。采煤塌陷地生态修复要从实情出发，发挥优势，扬长避短。在发展新兴产业和其他产业的同时，也要对采煤塌陷地传统农业进行大力调整、改造和升级。要用新技术来加速改造和装备传统产业，而不是简单的取代。用循环经济的发展模式替代线性经济的发展模式，有效利用资源，保护生态环境，使采煤塌陷地的产业结构通过综合化、多元化、高技术化而逐步升级。

4.循环经济理论指导下的唐山市采煤塌陷地修复实践

近年来，唐山市开滦生态修复治理塌陷区取得了显著成效。开滦采煤塌陷地生态修复工程的实施是在对塌陷地调查和开采塌陷预测的基础上，通过塌陷生态修复适且性评价，应用生态学原理，采用先进的复垦治理技术，对开滦采煤塌陷地进统一计划，因地制宜、对项目工程进行优化和设计，实现了项目布局合理和项目产业结构合理，取得了显著的经济效益、社会效益和生态效益。

(1)经济效益显著

通过对采沉区因地制宜的实施生态修复工程，利用工程技术与生物措施，唐山复垦各类土地2666.67hm2，其中复垦成耕地313.33hm2，林地866.67hm2，水产养殖用地1200hm2，建设用地133.33hm2，取得了巨大的经济效益。通过土地复垦开发，范各庄乡粮食种植面积扩大到11489亩，粮食产量增收946.52万公斤，年增产值1778.48万元，年纯收入1212.08万元；卑家店乡粮食产量增收358.07万公斤，年增产值1125.76万元，年纯收入389.01万元。古冶区在完成土地复垦工程项目的基础上，一、二、三产业协调发展。在采煤塌陷稳沉地上兴建的唐山荣义炼焦制气有限公司，占地300亩，总投资1.2亿元，年生产焦炭12万吨，创产值1.15亿元，上缴税金200万元；唐山市驾驶员考试中心占地800多亩，绝大部分是利用采煤塌陷地，工程总投资5500多万元，年可培训驾驶员3万～4万人次，同时可带动周边地区餐饮、住宿、汽修、汽车交易等第三产业发展。

(2)环境效益明显

针对塌陷程度的不同，采取相应的工程措施，进行大面积的土地整理，把塌陷严重、坑洼不平、杂草丛生的涝洼地变为整齐规范的稻田地；把塌陷波及的低产田变为稳产高产的水浇地；在相对稳沉的塌陷地上建起畜禽养殖场、蔬菜大棚，成为养殖和保护地生产基地；改变煤矸石堆山造成的二次扬尘和二氧化硫气体的排放；在不稳沉区搞复土种植，种蔬菜、搞苗田。示范区所在地域，由原来的煤尘满天飞，二氧化硫、二氧化碳气味刺鼻逐步恢复了生态平衡，建立生态园林景观――南湖公园，唐山市已连续10年对南湖区域进行生态绿化改造，累计绿化面积930公顷，并对其中165公顷的水体实施清污引流和生态修复工程，使断裂多年的生物链得以重新连接。古冶生态农业示范区面积达到1000公顷。生态修复工程的实施使唐山的生态环境得到明显改善，环境质量得到了提高。

(3)社会效益巨大

失掉土地的农民通过参与复垦工程，解决了农村劳动力的就业问题，对繁荣农村经济、保障社会秩序的安定团结都起到了不可估量的作用。构建采矿塌陷区生态修复模式，为全国采矿塌陷区的生态修复提供示范。

参考文献:

[1]鲁连胜:唐山市采煤塌陷地复垦现状及其开发利用对策[J]．中央民族大学学报，(自然科学版)，1997，6(1):85～87

生态修复的理论基础篇（8）

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。

二、水土保持生态修复的基本理论

1、生态系统退化的原因

生态修复是针对生态退化和生态破坏而言的。当生态系统的结构变化引起功能减弱或丧失时，生态系统是退化的。引起生态退化的原因很多，干扰是其中的主要原因之一。由于干扰打破了原有生态系统的平衡状态，使系统的结构和功能发生变化和障碍，形成破坏性的波动或恶性循环，从而导致系统的退化。事实上，干扰不仅仅在物种多样性的发生和维持中起着重要作用，也会对生物的进化产生重要的影响。干扰可分为两个方面，即自然干扰和社会干扰。自然干扰包括火、冰雹、洪水、干旱、台风、滑坡、海啸、地震、火山、冰河作用等。社会干扰包括有毒化学物的释放与污染、森林砍伐、植被过度利用、露天开采等。干扰的强度和频度是生态系统退化程度的根本原因。过大的干扰强度和频度，会使生态系统退化成为不毛之地，而严重退化的生态系统的恢复是非常困难的，常常需要采取一些生态工程措施和生物措施来进行恢复，从而进一步进行植被恢复。

2、干扰与演替——生态修复与重建的理论基础

群落的自然演替机制奠定了恢复生态学的理论基础。演替有两种基本类型：原生演替和次生演替。发生哪一种类型，是由演替过程开始时土壤条件所决定的。一般地说，生态演替是可预见的和有秩序的变化系列。在演替过程中，一个生态系统被另一个生态系统所代替，直到建立起一个最能适应那个环境的生态系统。生态演替可看作是在外界压力不复存在之后，生态系统所经历的一系列恢复阶段。如果给以足够的时间，演替在任何情况下都能够修复所有的干扰和重建原来的顶极群落吗?事实并非总是如此，修复过程是有限度的。对受损生态系统恢复过程的关键性理解之一，就是扰后演替的最终结果和它们与正常演替的关系。自然干扰作用总是使生态系统返回到生态演替的早期阶段。一些周期性的自然干扰使生态系统呈周期性演替现象，成为生态演替不可缺少的动因。人为活动的干扰是否仅仅是将一个生态系统位移到一个早期或更为初级演替阶段，还是它从开始就是与自然干扰所发生的演替明显不同的类型?实践表明这两类干扰的结果是明显不同的。干扰如果很严重，使环境变化如此重大，以致演替向新的方向进行，永远也不能重建原来的顶极群落了。当干扰持续到生态系统接近死亡阶段时，恢复与重建可以使其在某些水平上恢复平衡，但与原来的正常状态不同。天然恢复过程是要经历很长时间的，在严重干扰后，需要的时间更长。生态演替在人为干预下可能加速、延缓、改变方向以致向相反的方向进行。究竟朝哪个方向进行，就取决于人类的行为。

三、水土保持生态修复的技术方法

1、广义水土保持生态修复的技术方法

（1） 退化坡面生态系统生态修复

a.退化耕地生态系统的生态修复。少施化肥，增施农家肥料；种植绿肥植物，增加固氮作物品种；轮作、套作，间种、混种；减少化学防治，增加生物防治；植等高植物篱等。

b.退化林地、草地、荒地生态系统的生态修复。在封禁的基础上，补种乡土树种、草种。封禁在我国早就得到广泛的应用，这里需要强调的是封禁只是解除了导致坡面生态系统退化的不合理放牧、刈割、开垦、樵采、挖药材等人为压力（或称人为驱动力），还需预防、解导致坡面生态系统退化的自然驱动力，如火灾、鼠害等。一般来说，自然驱动力并不是导致坡面生态系统退化的主要驱动力，但也不容忽视。封禁时间的长短因生态系统类型、受损程度、气候等因素的不同而不同，一般来说，乔木林、灌木林、草地生态系统可分别为8年以上、5-8年、3-5年。

（2）退化河流生态系统生态修复

在土壤侵蚀地区，导致河流退化的驱动力主要有修路、开矿、樵采、河岸放牧、化肥与农药的面源污染、工业废水与生活污水的点源污染、过度捕鱼等，对由于这些驱动力所导致的化河流生态系统进行生态修复，最重要的是要减轻或解除导致河流生态系统退化的驱动力，让河流休养生息。此外，还可采取如下两种方法：一是减少河流人工直线化的程度，增加河流弯曲度，以增加河流生境的多样性，进而增加水生生物多样性；二是在河流两岸种植生物隔离带（种类和宽度应因地制宜），一方面防治面源污染，另一方面为河流水生生物增加营养源。

（3）内陆河流域退化绿洲生态系统生态修复

一是合理开发利用水资源，实施生态应急补水工程，至少要满足天然绿洲生态系统最小生态需水量；二是合理调整土地利用结构，适当减少人工绿洲面积，使人工绿洲和天然绿洲面积比例调整到1：1左右。

（4）退化水库生态系统生态修复

对退化水库生态系统的生态修复可采取与退化河流生态系统相同的方法。

（5）退化矿山生态系统生态修复

该生态系统的土壤、植物等组分完全受损，缺乏植物生长所需要的营养元素，对这种严重退化的生态进行生态修复，可采取的方法有：覆盖土壤，对土壤进行物理处理，添加营养物质，去除有害物质，种植适应性强的先锋树种或草种、间种乡土树种或草种

2、狭义水土保持生态修复的技术方法

（1）生态自然修复的基本技术方法是封禁法。该方法适用于受损程度较轻的生态系统。

（2）自然和人工共同修复生态的基本技术方法是“封禁补种”法。该方法适用于受损程度较重的生态系统。

【参考文献】

[1]蔡建勤;张长印全国水土保持生态修复分区研究[期刊论文]-中国水利 2004(04)

生态修复的理论基础篇（9）

立足《思想道德修养与法律基础》的社会主义意识形态性，进一步坚定课程教学的社会主义方向。《思想道德修养与法律基础》是一门中国特色社会主义的课程，具有鲜明的社会主义意识形态性。马克思主义思想道德和法律理论从诞生之日起就公然申明是为无产阶级服务的，在学校就是为大学生服务的，是为武装大学生头脑，为大学生传道、授业、解惑而开设的课程。大学生高尚的思想道德和法律素养不是自发产生的。列宁的“灌输理论”给教《思想道德修养与法律基础》的教师提出了严格要求，同时也为这些教师确立了社会主义意识形态教育的优先思想。《思想道德修养与法律基础》教师要努力改造世界观、人生观、价值观和法治观，刻苦钻研思想道德和法律理论，深入中国特色社会主义建设事业的实际，以身作则，深入到大学生中了解实情，做客观、公正、符合实际的调查研究。充分运用社会主义核心价值观理论，整合教学内容、改善教学手段和方法，解放思想、实事求是、与时俱进，求真务实，坚持以人为本的科学发展观，贴近实际、贴近生活、贴近学生，增强《思想道德修养与法律基础》教学的吸引力、感染力、影响力，切实有效地提高教学的针对性和实效性，培养适用于当前发展的社会主义的可靠接班人和合格建设者。

（二）确立《思想道德修养与法律基础》学术研究与教育任务适度分离的原则

生态修复的理论基础篇（10）

试验基地科研试验设备是实施和保障试验任务的重要物质基础。科学的维修可以保持设备处于良好状态，从而减少维修保障费用、提高试验能力。传统的依靠经验积累实施维修已不能满足日益繁重和复杂的科研实验任务需求，为此，必须研究制定科学合理的设备维修模式，全面提高设备的任务保障能力，确保试验任务的成功。

1设备的维修需求与维修方式分析

为保证设备完成其规格的功能，必须进行一定的维修工作，其维修需求主要包括：

（1）故障修复，就是修复设备已经发生的故障，以恢复设备性能。

（2）故障预防，简单的说就是在设备发生故障前，保持设备的性能以减少故障发生的可能性。这种需求的产生主要是因为：a产品故障影响安全；b产品故障影响任务完成；c产品故障会有重大的经济损失。

（3）性能改进。即提高设备性能、可靠性或维修性等的需求。

针对第一类需求，进行的维修工作是事后修理，也就是修复性维修。这种维修方式优点是能充分利用设备的寿命，对维修管理的要求也少。

针对第二类需求，人们试图通过在故障前对其进行必要的维修工作，以减少故障发生的概率。主要可分两种维修方式：一是定期维修，二是视情维修。定期维修也叫计划预修，其特点是根据计划对设备进行周期性的修理，将潜在的故障消灭在萌芽状态，减少非计划(故障)停机。它的理论基础是故障率的发生呈浴盆曲线规律，在设备故障率增高前进行维修能有效地降低设备故障率，这种维修适用于已知寿命分布规律而且有耗损期的设备。另外现在对在连续作业生产中难以进行停机维修或状态监测较为困难的关键设备也采用定期维修。缺点是维修的经济性和设备基础保养考虑不够，容易产生维修过剩和维修不足。视情维修是通过检测、监控掌握装备的状况，对可能发生故障的项目作必要的预防性维修。视情维修适用于耗损故障初期有明显劣化特征的装备，并需要有适当的检测手段和标准。其优点是维修的针对性强，能够充分利用设备的工作寿命，又能有效的预防故障。缺点是技术要求高，管理成本高。检测装备状况的具体工作类型包括：使用人员监控、功能检测等[1]。近年来提出的状态监控维修与视情维修的概念类似，这里我们不作具体区分。另外，维护保养活动也是为了保持装备在工作状态正常运转，也是一种预防性维修。

针对第三类需求的维修方式是改进性维修，是利用完成设备维修任务的时机，对设备进行改进，以提高其性能、可靠性或维修性。

维修需求与维修方式的对应关系如图1：

图1维修需求与维修方式的对应关系图

2设备维修模式分析

从总体上，设备维修的发展经历了从事后修理到预防维修，再到多种维修方式综合的一个过程。第一阶段是1950年以前，基本上采用的是事后维修策略。当时人们对故障机理认识尚不深，只能在设备故障发生后再进行修理。第二阶段是预防维修阶段（1950～1970），主要有两大体系:一是以前苏联为代表的计划预修体制，另一个是以美国为代表的预防维修体制。前苏联的计划预修就是定期修理，可分为大修、中修和小修；美国的预防维修体制就是采用视情维修，但由于当时检查手段和检查经验的不足，造成维修计划的不准确，导致维修冗余或不足。第三阶段是上世纪70年代以后，由于设备的复杂化和可靠性理论的发展，维修理论也有很大的发展，国外先后出现了预知维修和状态维修、以利用率为中心的维修、全面计划质量维修、可靠性维修、适应性维修、以可靠性为中心的维修、生产维修综合工程学、后勤工程和全员生产维修等维修策略。这些维修模式的特点是都采取多种维修方式的组合[2]。

图2计划预修制示意图

3试验基地科研试验设备维修模式和管理体制设计

（1)依据设备实际采用多种维修方式结合的维修模式

各种维修模式具有各自的优缺点和适用范围，不能简单的认为某种维修模式就一定优于其它，而是应根据设备使用要求、维修保障条件等进行分析，选择合理的维修模式。从总体上，应对多种维修模式综合应用，以实现维修效益的最大化。试验设备一般是包含大量机械件的复杂机电产品，部分设备具有一定的耗损规律，故障率服从传统的浴盆曲线，适用于定期修理方式；部分设备在耗损故障初期有明显劣化特征，可以采用视情维修。在考虑维修工作方式适用性的基础上，依据设备重要程度选择适当的维修方式。少量的无安全性、任务性影响的设备可采取事后修理的方式。对于有安全性、任务性影响的设备采用定期维修和视情维修。

（2)采取大、中、小修的等级维修管理模式

区分大中小修的意义在于以不同的修理范围和深度区分维修主体和管理层次。小修可由试验基地完成，由按标准划拨的维修经费保障。大中修由设备生产厂家或社会化维修力量完成，经费采取总部按计划划拨的方式保障。

在明确设备各种维修方式和维修工作类型的基础上，依据单个维修任务或同一时间段内的多个维修任务组合的规模区分大中小修的维修等级。故障检查、使用人员监控和一般的功能检测工作应属于小修工作，而检查后产生故障修理、视情修理及全面的功能检测工作本身，则可能是大中修工作（图中虚线箭头表示）。故障检查针对隐蔽功能故障，产生的修理工作一般不会太大，属于中修，不会产生大修。设备改造至少在中修等级以上，其它的维修工作项目可能属于不同的修理级别。其示意图如图3。

图3维修方式与等级维修关系图

4结束语

试验设备维修是保持试验装备良好技术状态的基本手段，对于提高试验基地试验任务能力至关重要。在科学的维修管理模式下，要针对不同试验设备实际研究制订设备的设备维修规范，进一步明确设备维修的时机、维修工作项目，使设备维修规范化、制度化。

生态修复的理论基础篇（11）

中图分类号：X522 文献标识码：A 文章编号：1672-1683（2013）04-0056-06

河流生态系统是生物圈物质循环的重要通道，具有调节气候、改善生态环境以及维护生物多样性等众多功能[1]。近百年来，人们利用现代工程技术手段，对河流进行了大规模的开发利用，兴建了大量工程设施，改变了河流的地貌学特征和水文特征，从而极大地改变了河流自然演进的方向，对河流生态系统造成胁迫。同时日益增多的工业废水和生活污水未经完善处理便排入河流，致使河流生态环境恶化、生态系统稳定性降低[2]，主要表现为水体中的养分、水体的化学性质、水文特性和河流生态系统动力学特性发生改变，因此对原水生生态系统和原物种造成的巨大压力[3]。从20世纪50年代开始，西方发达国家逐步把重点从对河流开发利用转向对河流的保护。到了80年代，对河流生态系统进行综合修复已经成为发达国家公认的先进治河理念，诸如河流类型评估（RS）[4]、美国快速生物监测协议（RBPs）[5]、澳大利亚溪流状况指数（ISC）[6]、英国河流栖息地调查方法（RHS）[7]等多种研究方法的出现。

就我国现阶段而言，研究河流生态修复评价关键技术对于指导和推动河湖生态系统保护与修复规划工作意义重大[8]。例如在河南省 ，近年来河流生态系统的恶化严重制约了社会经济的可持续发展，甚至危及人类自身的安全。本文结合河南省社会经济实际状况对河流生态修复评价方法进行研究，为河流生态修复评价研究提供科学的依据

1 河流生态修复评价研究思路

对国内外河流生态修复评价研究成果[9-10]进行深入分析后发现，目前人们侧重于河流生态修复基础理论的研究和对河流生态系统自然环境因素的分析，而缺乏考虑河流周边社会因素和对生态修复经济可行性的探讨。

河流生态修复需要与经济发展相适应，使经济发展与环境改善能够并行可持续发展。因此，河流生态修复评价的应用不仅应该着眼于当地河流生态系统的退化以及河流水质、水文状况的恶化，还应该综合社会经济发展现状的分析。基于现有研究存在的问题，本文重点分析社会经济因素对河流生态修复评价的影响，构建兼顾河流经济可行性和生态修复必要性的河流生态修复评价指标体系，采用专家评判法和层次分析法（AHP法）对所选指标进行权重赋值，并运用模糊综合评判方法将不同尺度的复杂信息进行综合分析，确定河流生态修复指数，讨论河流生态修复评价数值等级的划分，完成多因素多目标的河流生态修复评价。河流生态修复评价的基本流程见图1。

2 河流生态修复评价方法

20世纪80年代初，我国著名学者马世骏、王如松（1981）提出了“社会-经济-自然复合生态系统”的理论，与自然生态系统理论的区别在于充分重视人类活动对于自然生态系统的能动性。“社会-经济-自然复合生态系统理论”中指出不应孤立地研究自然资源环境退化的问题，而是应该把人类社会的进步和经济的发展与自然环境的退化统一联系起来，在确定社会经济发展的速度和规模的同时必须考虑自然生态系统的承载力。在研究河流生态系统退化和河流生态修复时，应首先对河流自然环境状况进行评价，以判断河流生态系统是否退化，是否退化到不得不修复的程度；然后对河流周边城市社会发展状况进行评价，以判断其是否具有足够的经济能力去支撑河流生态修复的过程。若河流生态系统状况未恶化到一定程度，就没有必要对其进行生态修复；若河流生态系统退化程度严重，但河流周边社会经济发展状况较差，没有能力支撑修复费用，也无法对河流进行生态修复。因此，应在河流生态系统退化严重且社会经济发展程度较高的区域开展生态修复，即进行河流生态修复需要满足修复必要性和经济可行性两个先决条件。

本文针对受损河流生态系统缺乏基础资料的现状，提出以河流生态系统退化状况为参照系统，构建定量的修复标准作为河流生态修复的期望目标，并选择层次分析法（AHP法）作为河流生态修复的评估方法。层次分析法具有所需定量数据少，易于计算，可解决多目标、多层次、多准则的决策问题等特性，其本质在于对复杂系统进行分析和综合评价，对评价的元素进行数学化分析[11]。运用AHP法对河流生态修复进行评估时，首先分析表征河流生态系统主要特征的因素以及经济可行性评价分析因素，建立递级层次结构；其次通过两两比较因素的相对重要性，构造上层对下层相关因素的判断矩阵；在满足一致性检验的基础上，进行总体因素的排序，确定每个因子的权重系数；最后确定评价标准，采用综合指数法或模糊综合评判方法进行相关计算，从而构成基于修复必要性评价和经济可行性评价分析的河流生态修复评价指标体系。

2.1 指标因子的筛选

参考国内外关于河流生态环境的评估指标[12-15]和现有关于经济可行性评价的研究成果[16-17]，结合河南省河流现有特征，从生态修复必要性评价和社会经济可行性评价两方面选取共12个指标来构建河流生态修复的指标体系，分为目标层、因素层、指标层3个层次结构。

河流生态系统受人类活动的干扰而功能受损，修复必要性评价实质上是分析河流生态系统的退化程度。由于河流生态系统囊括的范围较广，在分析河流生态系统退化的时候，需要综合考虑河流的生境因素、水文水质因素，且不能仅仅局限于河流水质的恶化，需要更进一步的分析水质恶化造成的河流生态结构的变化、河流基本功能的丧失等等。选用河流生境状况和环境评价指标作为河流生态系统修复必要性的两类评价指标。

经济可行性评价主要表征经济因素对于河流生态的驱动作用，反映生态脆弱地区存在的“越污染越贫困，越贫困越污染”的河流利用困局。研究经济可行性评价的目的在于了解河流生态修复的综合效益和合理程度。分析研究区域内经济发展与河流生态的关系时，既不能一味地追求经济发展而忽略河流生态的恶化，又不能一味地追求河流生态恢复而弱化经济利益的满足。因此，在经济可行性评价中选用社会状况指标和经济状况指标来进行相关的评价。

河流生态修复评价的具体指标及其释义见表1。

由表2可得，在所有评价指标中，绝对权重值最大的5个指标依次为单位GDP用水量、水质平均污染指数、水资源开发利用率、水功能区水质达标率、污水处理率，是河流生态修复评价指标体系中的关键指标。既包括修复必要性评价指标，又包括经济可行性评价指标，表明修复必要性评价与经济可行性评价的同等重要。对比因素层与目标层之间的相对权重值，可以分析出社会经济状况指标的重要性。

2.3 指标评价基准

评价基准以河流生态系统功能以及完善程度作为原型来确定，并参考国际标准及水质监测数据，部分指标参照国内相关研究文献。评价基准分为优、良、中、差4个级别。

为了避免不同物理意义和不同量纲的输入变量不能平等使用，采用了模糊综合评判模型，将指标数值由有量纲的表达式变换为无量纲的表达式。在模糊综合评判时，需要建立隶属函数，使模糊评价因子明晰化，不同质的数据归一化。根据河流生态修复评价指标的筛选，隶属函数分2类：

郑州段和贾鲁河周口段作为评价对象开展实例应用分析。贾鲁河是淮河流域的一条重要支流，发源于新密市，流经郑州市、开封市，最终在周口市汇入沙颍河，全长2558 km，至今已有2000多年历史。河流周边城镇居民众多，是众多城市赖以生计的河流。贾鲁河流经郑州市和周口市的市区，对当地的经济发展起到重要作用。贾鲁河郑州段从贾鲁河源头处到中牟陈桥断面，有金水河、熊耳河等郑州市内重要河流汇入，接纳郑州、荥阳、新密、中牟等县市的污水，水质均为Ⅴ类或Ⅳ类水水质标准；贾鲁河周口段是从扶沟摆渡口断面到贾鲁河汇入沙颍河处，接纳尉氏、扶沟、西华等县市的污水，横穿众多居民聚集区，水质均为劣Ⅴ类。贾鲁河是沙颍河的主要污染源之一，河流生态系统退化程度较为严重，被列为“十二五”重点治理河流，因此，急需对贾鲁河沿境的生态退化状况的修复必要性以及周边城市进行生态修复的经济可行性进行评价研究。

3.2 数据收集

结合实地调查、专家咨询等方法，同时参考水利、规划等部门对于河流的定位，确定各指标的数值，见表5。

由表6可以得出，按照本文拟定的生态修复评价指标体系和评价模型，计算出贾鲁河郑州段与周口段的生态修复综合评价等级都是“中”，即河流水质一般，能够在一定程度上保障河流生态系统的基本功能；河流周边社会经济发展在一定程度上可以维持部分河流生态系统的修复。但分别分析修复必要性评价和经济可行性评价的评价值，贾鲁河郑州段河流生态修复综合评价数值较低，是因为河流生态系统退化严重、沿河水质恶化，但郑州市社会经济发展程度较高，能够负担一定程度的河流生态修复措施；而贾鲁河周口段生态修复综合评价数值较低，却是由于生态系统退化和经济发展滞后两方面共同造成的，即在河流生态系统退化程度严重的同时，城市社会经济发展也较为滞后。以修复必要性评价而言，贾鲁河郑州段与周口段重要性相当；但以经济可行性而言，贾鲁河周口段明显距郑州段有一定的差距。因此，在进行河流生态修复时，贾鲁河郑州段要比贾鲁河周口段更有优势。

4 结语

河流是人类赖以生存的水环境，河流生态修复的目的是使河流生态系统恢复健康状态。本文在考虑河流生境因素、环境因素、社会因素以及经济因素的基础上，从修复必要性评价与经济可行性评价两方面出发构建河流生态修复评价指标体系，并运用一定的数学方法计算出河流生态修复综合评价指数。不过，基于基础数据缺乏的现状，从可操作性的角度考虑，本文选取的指标未详细涉及河流生态系统中动植物及微生物等因素，导致指标体系仍不够详尽，有待进一步深入与完善。

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