地球上有三大生態(tài)系統(tǒng):濕地、森林和海洋,其中兩個(gè)是水生態(tài)系統(tǒng),可見水生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于地球和人類的重要性。水及水域不僅是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基,也是人類精神之托、靈感之源和人類社會(huì)產(chǎn)生之地。由于我國(guó)正處在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化發(fā)展階段,相對(duì)多的流域存在對(duì)水資源的過度開發(fā),而水資源保護(hù)沒有同步落實(shí),水污染及水生態(tài)系統(tǒng)功能退化現(xiàn)象普遍存在,現(xiàn)在和未來水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)任重道遠(yuǎn)。
一、水生態(tài)系統(tǒng)的定義
1 水生態(tài)系統(tǒng)
水生態(tài)系統(tǒng)一般定義為:水生物群落與其所在環(huán)境相互作用的自然系統(tǒng),一般由無機(jī)環(huán)境、生物的生產(chǎn)者(如藻類、水草、岸坡植物)、消費(fèi)者(草食動(dòng)物和肉食動(dòng)物)以及分解者(腐生微生物)等四部分組成。無機(jī)環(huán)境是水生態(tài)系統(tǒng)的非生物組成部分,包含陽(yáng)光、氧氣以及其它所有構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)的物質(zhì)和條件,如水、無機(jī)鹽、底質(zhì)(土壤、巖石)、空氣、棲息地、氣候和水文過程等。無機(jī)環(huán)境是水生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ),其條件的好壞直接決定水生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜程度和生物群落的豐富度。
2 良好水生態(tài)系統(tǒng)的特征
1)具有生物的多樣性。包括生物基因的多樣性、生物棲息地的多樣性和生物物種的多樣性三方面;2)水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完整。水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)諸要素及其量比關(guān)系,各組分在時(shí)間、空間上的分布,以及各組分之間的能量、物質(zhì)、信息的交流途徑與傳遞關(guān)系。只有結(jié)構(gòu)完整的系統(tǒng)才是穩(wěn)定和健康的生態(tài)系統(tǒng),主要表象為生物的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者齊全,各類生物需要的能量、營(yíng)養(yǎng)和食物鏈結(jié)構(gòu)完整。3)外來物種少。特有和珍稀物種生存良好;4)水質(zhì)良好;5)景觀及環(huán)境優(yōu)美,使人寧?kù)o、陶醉、舒心,產(chǎn)生靈感和創(chuàng)作激情。
二、水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)理論
1生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)原則
由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性,到目前為止并沒有經(jīng)典、統(tǒng)一和定量化的水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)理論,但有幾個(gè)基本原則:1)需要按自然規(guī)律辦事,少干擾,不進(jìn)一步破壞也許是最佳的修復(fù)計(jì)劃;2)水質(zhì)良好是人類和生物都需要的,是生態(tài)修復(fù)的基本內(nèi)容;3)保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)比保護(hù)旗艦物種更重要;4)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和完整性的保護(hù)比物種數(shù)量或者生物量的保護(hù)更重要;5)修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的功能比修復(fù)景觀更重要。
生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的目標(biāo),最好是生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的修復(fù),但也有以標(biāo)志性物種重現(xiàn)為目標(biāo):如萊茵河生態(tài)修復(fù)計(jì)劃明確地把大馬哈魚回到河流作為其標(biāo)志;英國(guó)泰晤士河修復(fù)將大馬哈魚、鱒魚、鰻魚等作為河流生態(tài)修復(fù)的重要成效指標(biāo);德國(guó)眾多河流的生態(tài)修復(fù)也都把河流系統(tǒng)中的各種生物放在十分重要的位置,將水體重建、河流的水文循環(huán)恢復(fù)、使魚類和底棲無脊椎動(dòng)物回到河流以實(shí)現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)完整性作為目標(biāo),德國(guó)Isar河的生態(tài)修復(fù)甚至將在河流中安全游泳、洗浴作為修復(fù)目標(biāo)。
水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)不僅在于水體和水底,更重要是修復(fù)水陸過度帶,控制點(diǎn)源和面源污染。水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的三大任務(wù)是水質(zhì)和自然水文過程的改善;水域形態(tài)及地貌特征的改善和生物物種的恢復(fù)。
修復(fù)的方法包括物理(如棲息地)、化學(xué)(如水質(zhì))、生物和管理等多方面,重建或者調(diào)度比較自然的水文和水動(dòng)力過程、恢復(fù)彎曲河道和分汊河道、增加水面生態(tài)斑點(diǎn)和生態(tài)走廊就是物理方法,而曝氣復(fù)氧、添加活性炭等屬于化學(xué)方法,重建岸邊植被和水草、生物操作、增殖放流等屬于生物方法。
2水生態(tài)文明的基本特征
水生態(tài)文明定義可以分為廣義和狹義兩種,前者包括人水和諧及水生態(tài)系統(tǒng)良好兩方面內(nèi)容,而狹義的定義主要指水生態(tài)系統(tǒng)良好一個(gè)方面。廣義水生態(tài)文明的基本特征:1)在社會(huì)和個(gè)人合理承擔(dān)一定洪水風(fēng)險(xiǎn)的情況下,保障江河湖海水域的防洪安全,特別強(qiáng)調(diào)保障人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全;2)在考慮節(jié)約用水等嚴(yán)格水資源管理?xiàng)l件下,保障人類用水安全,特別強(qiáng)調(diào)人畜飲用水安全保障;3)為了人類可持續(xù)發(fā)展,盡量保障水域生態(tài)系統(tǒng)良好,不僅要保障水域水質(zhì)良好,還要為珍稀和特有水生生物提供基本的棲息地及水環(huán)境條件。
水生態(tài)文明建設(shè)目標(biāo)包括:1)保障人民安全和幸福地生活;2)水資源可持續(xù)利用;3)水生態(tài)系統(tǒng)良好,最終目標(biāo)是為人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,具體指標(biāo)見下表:
主要目標(biāo) |
表現(xiàn)指標(biāo) |
說明 |
人民生命安全
與幸福地生活 |
1洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)得到控制 |
保障人員生命安全,減少損失 |
2飲用水安全 |
人民健康幸福的基本條件 |
3水域環(huán)境與風(fēng)景優(yōu)美 |
人們生活環(huán)境質(zhì)量的保障條件 |
水資源可持續(xù)利用 |
4用水總量得到控制 |
保障水域生態(tài)流量 |
5用水效率高 |
建立節(jié)水型社會(huì)的基本要求 |
6水功能區(qū)達(dá)標(biāo) |
保障人類用水的基本要求 |
水生態(tài)系統(tǒng)良好 |
7有相當(dāng)比例的水域保護(hù)區(qū) |
有比較自然或者較少干擾的自然水域面積及水陸過度帶 |
8水域棲息地多樣性 |
棲息地多樣性是水生生物多樣性的前提 |
9保留比較自然的水文和水動(dòng)力過程 |
野生水生生物需要的環(huán)境條件 |
10水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整 |
水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本條件 |
11大多數(shù)珍稀和特有物種可以保存 |
水生態(tài)系統(tǒng)良好主要標(biāo)志 |
從表中可見:水生態(tài)文明建設(shè)的首要目標(biāo)應(yīng)該是人民的安全和幸福地生活。洪水是自然現(xiàn)象,不可能消除,主要管理目標(biāo)是將洪水風(fēng)險(xiǎn)控制在國(guó)家、社會(huì)和個(gè)人可接受的水平,最大程度地減少洪災(zāi)損失,避免人員傷亡。飲用水安全是人們健康和幸福生活的基本條件。水域環(huán)境與風(fēng)景優(yōu)美是人們高質(zhì)量、幸福生活的基本條件,良好的水域環(huán)境不僅可以為人們提供食品和物質(zhì),而且為人類提供休閑娛樂的環(huán)境,使人愉悅和舒適,可以豐富人們的精神世界。水資源可持續(xù)利用目標(biāo)直接采用中央一號(hào)文件提出的水資源管理的三條紅線,一般來講,保證三條紅線,可以保障水資源可持續(xù)利用的目標(biāo)。水生態(tài)系統(tǒng)良好是水生態(tài)文明最主要的體現(xiàn),由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和不確定,提出的評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)多些。保留一定數(shù)量和范圍的水域保護(hù)區(qū)體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家和社會(huì)對(duì)于自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)基本的態(tài)度和政策導(dǎo)向,所以,不僅應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)保護(hù)和管理已經(jīng)確定的水域保護(hù)區(qū),今后還應(yīng)該不斷增加水域保護(hù)區(qū)的范圍,提高保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。生態(tài)系統(tǒng)包括生命和非生命(環(huán)境)兩大部分,指標(biāo)7-9為水域環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo),指標(biāo)10-11為水生生物評(píng)價(jià)指標(biāo)。
3水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的步驟和和措施
1)水域生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)查和評(píng)價(jià)。逐步建立起水生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)及站點(diǎn),進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和定期評(píng)價(jià)制度;2)開展生態(tài)修改專項(xiàng)規(guī)劃,制定水環(huán)境、水生態(tài)功能的保護(hù)和修復(fù)區(qū)劃,根據(jù)區(qū)劃制定各級(jí)各類水域保護(hù)和修復(fù)目標(biāo)、修復(fù)方法和實(shí)施計(jì)劃;3)設(shè)立更多更大范圍的保護(hù)區(qū);4)從源頭抓起,開展水生態(tài)保護(hù)監(jiān)督檢查,減少污染物質(zhì)向水域的排放;5)水生態(tài)修復(fù)應(yīng)該順應(yīng)自然規(guī)律,應(yīng)該以自然修復(fù)和生態(tài)工程修復(fù)相結(jié)合,其中前者應(yīng)該為主要方式;6)由于水生態(tài)系統(tǒng)及修復(fù)效果評(píng)價(jià)的復(fù)雜性,應(yīng)該采取適應(yīng)性的修復(fù)和管理方式;7)嚴(yán)格的管理及公眾參與必不可少。
三、水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)案例
1 美國(guó)佛羅里達(dá)州大沼澤修復(fù)
EVERGLADES曾經(jīng)是從OKEECHOBEE湖到佛羅里達(dá)南角長(zhǎng)達(dá)160km的沼澤濕地,水深從幾cm到2m,水流緩慢,每年從5月到10月是雨季,到旱季許多濕地成為旱地,也常常有野火燒掉旱地植被。在旱季,許多水生動(dòng)物生活在僅有很少水的水塘中,而鳥在陸地筑巢,吃水塘中的動(dòng)物。該地區(qū)年平均降雨量1300mm,雨季主要在夏季,每年六月開始漲水,到秋末開始下降。春季氣溫高,降雨少,蒸發(fā)大,濕地水位最低。在雨季,濕地大部分被水淹沒,初級(jí)和次生水生植物茂盛,在枯季,水生動(dòng)物隨水面縮小而集中,為美州鱷和涉水鳥提供食物。如果干旱嚴(yán)重,大部分水生生物死掉或被吃掉。如果干旱不嚴(yán)重,保留下來的水生動(dòng)物在雨季來后,會(huì)迅速恢復(fù)。
美國(guó)對(duì)EVERGLADES的開發(fā)大約持續(xù)了100年,該地區(qū)人口從20世紀(jì)初3萬(wàn)到1990年的500多萬(wàn)。為了農(nóng)業(yè)開發(fā),OKEECHOBEE湖被渠化,分汊和彎曲的河道整治成直河,濕地通過排水成為農(nóng)田,周圍濕地得不到OKEECHOBEE湖水的補(bǔ)給,大片濕地消失,生態(tài)系統(tǒng)處于危險(xiǎn)之中。為了挽救這塊濕地,美國(guó)1947年成立EVERGLADES 國(guó)家公園,1967年開了一條渠將湖水引入濕地,但不久,洪水又成了問題,水來的太快,渠道又太窄,水塘和鳥巢都被洪水淹沒,鳥等生物棲息地?fù)p失,使涉水鳥比1870年時(shí)減少93%,美州鱷魚也大為減少。原有的濕地分為四個(gè)區(qū),城鎮(zhèn)面積占12%,農(nóng)田占27%,湖泊沼澤占30%,僅21%為國(guó)家公園。
問題來自內(nèi)外兩方面,一方面,該地區(qū)的自然特點(diǎn)就是熱帶風(fēng)暴引起大洪水和特大干旱交替出現(xiàn)的地方,另一方面由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市化,河流和濕地面積減少,水質(zhì)不斷下降。早期,農(nóng)民認(rèn)為洪水淹了他們的農(nóng)田,需要排洪減澇,增加肥沃土地,方法是挖渠和排水,將洪水盡快排掉,在干旱時(shí),可以擴(kuò)大農(nóng)田。這些努力并沒有改變自然的水文循環(huán)規(guī)律,1903年發(fā)生大洪水,1926年和1928年發(fā)生嚴(yán)重的颶風(fēng)。1947年,國(guó)家公園建立的那年,超過正常水平兩倍的降雨造成了沿海社區(qū)嚴(yán)重的洪災(zāi),一些地區(qū)淹沒時(shí)間達(dá)幾個(gè)月。從此由美國(guó)陸軍工程師團(tuán)負(fù)責(zé)開始了大規(guī)模防洪排澇工程建設(shè),從1947年一直進(jìn)行到1970年代,建設(shè)了2240km長(zhǎng)的渠道和堤防,泵站日排水能力達(dá)到38億升。由于與古巴關(guān)系緊張,該地區(qū)種植甘蔗產(chǎn)糖量從1959年到1970年增加了三倍,同期,農(nóng)業(yè)用水與城鎮(zhèn)工業(yè)和生活用水量都增加,在干旱年,用水矛盾突出,在1971年發(fā)生了40年一遇的大旱災(zāi),全年降雨量?jī)H820mm。經(jīng)過幾十年的治理工程建設(shè)總結(jié)處,解決EVERGLADES地區(qū)防洪、供水和抗旱等問題,僅靠單純的水利工程還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
1983年,佛羅里達(dá)州政府和國(guó)家公園發(fā)起挽救EVERGLADES濕地運(yùn)動(dòng),由美國(guó)陸軍工程師團(tuán)提出綜合修復(fù)規(guī)劃,2000年美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)設(shè)立一個(gè)基金實(shí)施該規(guī)劃,該規(guī)劃實(shí)施包括68個(gè)項(xiàng)目,耗資78億美元,時(shí)間長(zhǎng)達(dá)36年。大規(guī)模的生態(tài)修復(fù)工程包括恢復(fù)濕地正常的水文循環(huán)和水流路徑,使水流進(jìn)入濕地,恢復(fù)通向濕地的多水流通道,復(fù)原原來的彎曲河流,延長(zhǎng)河水入海時(shí)間,同時(shí),退田還湖,恢復(fù)植被,目前已經(jīng)將10萬(wàn)公頃農(nóng)田返回濕地,使OKEECHOBEE湖的蓄水能力提高。另一方面,全面清除附近農(nóng)業(yè)面源污染,開展磷等營(yíng)養(yǎng)物去處工程,改善水質(zhì)。
洪水和干旱作為自然水文過程,一方面通過改變下墊面條件,影響濕地生態(tài)物種棲息條件;另一方面對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)直接產(chǎn)生干擾,改變濕地系統(tǒng)生物多樣性。洪水過程可以淹沒濕地周圍過渡帶,帶來營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量,增加濕地面積和類型的多樣性,實(shí)現(xiàn)水陸間物質(zhì)和能量等的交換,同時(shí)也有利于濕地中一些水生植物生存和魚類的繁殖。干旱過程可以暴露出更多的陸生生物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),有利于適應(yīng)干旱環(huán)境動(dòng)植物的生長(zhǎng),帶來獨(dú)特的過渡帶棲息環(huán)境。
自然的洪水和干旱過程會(huì)暫時(shí)影響水生態(tài)系統(tǒng),甚至造成一定程度的破壞,但從水生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期演變過程來看,湖泊水生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)適應(yīng)了這一變化,對(duì)于洪水和枯水的抗干擾能力也逐漸的增強(qiáng)。同時(shí),水生態(tài)系統(tǒng)及周圍生存的一些物種,需要有周期性的洪枯變化為其提供生存環(huán)境或食物、棲息地等。如果采取修建水庫(kù)、湖控工程等措施,對(duì)自然洪水和干旱過程進(jìn)行調(diào)節(jié),人為的追求更穩(wěn)定和較大的水量,在有利于供水、防洪、灌溉等興利的同時(shí),對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)同樣產(chǎn)生危害,使得需要洪枯變化過程的水生生物和棲息地產(chǎn)生破壞。洪水和干旱過程對(duì)于某一物種會(huì)產(chǎn)生不同的作用,然而對(duì)于整個(gè)濕地生態(tài)系統(tǒng),則需要一定程度的洪枯變化,驅(qū)動(dòng)生態(tài)過程的穩(wěn)定變化。因此,濕地生態(tài)的保護(hù)目標(biāo)應(yīng)不僅保護(hù)某一種物種,而是以整個(gè)系統(tǒng)為目標(biāo),發(fā)揮洪水和干旱過程的生態(tài)作用。
2日本的多自然河流計(jì)劃
日本70%左右的國(guó)土為山地,河流坡降大,河流流程短。全國(guó)有50%人口和3/4的資產(chǎn)集中在洪泛平原上,山洪和泥石流時(shí)常發(fā)生,人水地之間的矛盾十分突出。1990年日本出版了《讓城鎮(zhèn)和河道的自然環(huán)境更加豐富多彩-多自然型建設(shè)方法的理念與現(xiàn)實(shí)》,90年代初開展了“創(chuàng)造多自然型河川計(jì)劃”,建設(shè)省第九次治水五年計(jì)劃中,對(duì)5700公里河流采用多自然型河流理念開展治河,一改過去以裁彎取直和混凝土護(hù)岸為主的方法,開始推行多自然型河流整治法。其要點(diǎn)包括(1)保護(hù)并創(chuàng)造豐富多彩的自然環(huán)境,從河流環(huán)境上看,需要河流形狀(河長(zhǎng)、河寬、空間范圍、連續(xù)性)、流水狀態(tài)(水位、流速、流量、水溫、水質(zhì))、土壤狀態(tài)(粘土、沙、礫石等)的多樣性。(2)保護(hù)美麗的自然景觀。水流帶來的淺灘、深淵和瀑布等是景色的主要組成,富于變化且自然形成,應(yīng)該保護(hù)相當(dāng)開闊的河灘面積和與當(dāng)?shù)仫L(fēng)土相一致的自然景觀。(3)自然與人類共存。對(duì)于洪水等自然災(zāi)害,人們不可能,也沒有必要加以控制和支配,應(yīng)該融入自然,與自然和諧相處,享受四季各異的美麗自然景色。
以日本千曲川杵淵河段整治為例。千曲川流域面積11900km2,河長(zhǎng)367km,居日本之首。千曲川杵淵河段河床坡降較緩,泥沙淤積嚴(yán)重,河流過水?dāng)嗝婷娣e不足,另一方面,附近高速公路正好需要大量泥沙填土,因此需要結(jié)合防洪需要,對(duì)河道進(jìn)行開挖及疏浚。在河道開挖時(shí),不再使用過去一律修平的標(biāo)準(zhǔn)過水?dāng)嗝?,而是在開挖的深度和寬度方面都保持一定的變化,制造出沙心洲。在開挖時(shí),將現(xiàn)有的河畔林順?biāo)鞣较虮4嫦聛?,河岸用石籠、木頭或石塊加固以便于水生動(dòng)植物的生長(zhǎng),使河流環(huán)境呈現(xiàn)出多樣性。工程1992年完成,根據(jù)1995年和1998年的測(cè)量和觀測(cè),開挖后,河道不僅增加了300-400m3/s的過流能力,河道斷面保持著多變化的形狀。觀察發(fā)現(xiàn)岸邊植被種類增加;燕雀、鷺、等鳥類眾多,沙心洲使狗等鳥類天敵不能入內(nèi),成為鳥類喜歡的筑巢地。由于護(hù)岸使用木頭或石塊等傳統(tǒng)方法,增加了魚類的棲息地,同時(shí)由于河道斷面的變化和水面的擴(kuò)大,河岸有急流、緩流及淺灘,雅羅魚、羅漢魚、大口黑鱸等魚類明顯增加。
實(shí)踐表明,日本廣泛開展多自然型河流生態(tài)修復(fù)后,有效地促進(jìn)了水的良性循環(huán),提高了岸邊環(huán)境的自然凈化功能,恢復(fù)了河流生物多樣性,促進(jìn)了河流生態(tài)修復(fù)。由于注重河流生態(tài)建設(shè),目前日本在一級(jí)河流里生存著320種淡水魚類,占日本淡水魚類總量的70%,生物多樣性狀況良好,目前每年僅在一級(jí)河流水邊憩息和游玩人數(shù)達(dá)到1.85億人次。
3 日本的琵琶湖修復(fù)
琵琶湖為日本第一大湖,面積674 km,為淀川水系重要組成部分,是流域內(nèi)工農(nóng)業(yè)和生活用水的重要水源地。但隨著20世紀(jì)60年代日本經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)、人口增加和工業(yè)化進(jìn)程,琵琶湖的水資源遭到嚴(yán)重污染,水質(zhì)下降,藍(lán)藻時(shí)有發(fā)生。為改變這種狀況,1972年——1996年根據(jù)《琵琶湖綜合開發(fā)特別措施法》實(shí)施了琵琶湖綜合開發(fā)保護(hù)事業(yè)。1999年日本中央有關(guān)各省和地方又聯(lián)合制定了《母親湖21世紀(jì)計(jì)劃》。整個(gè)計(jì)劃以琵琶湖與人類共生為基本理念,由中央政府、琵琶湖淀川流域和滋賀縣共同治理,分3期實(shí)施。
具體治理措施如下:① 修建農(nóng)村生活排水處理設(shè)施。為了保護(hù)水質(zhì)和生活環(huán)境,滋賀縣于1996年施行生活排水對(duì)策推進(jìn)條例。以1至幾個(gè)村落為對(duì)象,修建了大量農(nóng)村生活排水處理設(shè)施——小規(guī)模下水道及污水處理站或污水處理凈化槽。條例中要求修建下水道必須先設(shè)置污水單獨(dú)處理凈化槽;新建住宅的,必須設(shè)置聯(lián)合處理凈化槽。政府對(duì)污水處理站或凈化槽的設(shè)置給予補(bǔ)助。各污水處理站采用深度處理工藝,不僅要去除有機(jī)物,還要削減氮、磷的含量。目前常采用的方法是添加凝聚劑活性污泥循環(huán)法與沙土過濾相結(jié)合的方法。有些還采用了氮的超深度處理方法,即添加凝聚劑多級(jí)硝化脫氮與沙土過濾相結(jié)合的方法。此外,還嘗試采用臭氧氧化與生物活性炭處理相結(jié)合的方法對(duì)付難分解的有機(jī)物,使琵琶湖湖岸地區(qū),不僅對(duì)有機(jī)物進(jìn)行了深度處理,還進(jìn)行了去除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的深度處理。② 制訂鼓勵(lì)環(huán)保型農(nóng)業(yè)政策。2003年滋賀縣政府制定了《滋賀縣環(huán)保農(nóng)業(yè)推進(jìn)條例》,鼓勵(lì)農(nóng)民減少農(nóng)藥的使用。對(duì)減少農(nóng)藥使用量50%的農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)證為“環(huán)保農(nóng)產(chǎn)品”,政府對(duì)農(nóng)民收益的減少給予經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。實(shí)行節(jié)省化學(xué)肥料的措施,方法是:大量使用緩效性肥料。利用樹脂覆蓋緩效性肥料的表面,使?fàn)I養(yǎng)成分暫時(shí)不會(huì)流出;使用側(cè)條施肥插秧機(jī),在稻秧側(cè)面4~5 cm、深3 cm左右的土壤中局部施肥的同時(shí)進(jìn)行插秧。側(cè)條施肥是在土壤中局部施肥,減少肥料流失到田間外,有利于河流的水質(zhì)保護(hù)。通過農(nóng)業(yè)用水反復(fù)利用及農(nóng)田自動(dòng)供水裝置,控制農(nóng)田用水,以削減環(huán)境污染負(fù)荷。此外,還將污泥送還農(nóng)田,污泥與含有水分的垃圾、雜草用于堆肥等。通過這些措施的實(shí)施,削減了琵琶湖流域地區(qū)的農(nóng)藥、化肥使用量,減輕了農(nóng)業(yè)對(duì)環(huán)境的污染。③ 人湖河流的直接凈化措施。主要是采取疏浚河底污泥的方式來削減從底泥中溶出的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);同時(shí),在河流人湖處利用蘆葦?shù)人参镞M(jìn)行植被凈化;修建河水蓄積設(shè)施,在漲水時(shí)暫時(shí)蓄積河水,使污染物沉降后再流人琵琶湖。此外,還采取多種措施對(duì)市區(qū)內(nèi)的雨水進(jìn)行收集和處理,削減雨水沖刷道路帶來的污染物。④ 對(duì)湖內(nèi)水的凈化措施。采用疏浚湖泊底層污泥;對(duì)湖水設(shè)置淺層水循環(huán)設(shè)施,深層曝氣設(shè)施向底層水供氧等措施。
通過綜合治理,琵琶湖的藍(lán)藻爆發(fā)率逐年降低,水質(zhì)得到明顯的改善。實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)保護(hù)、水源涵養(yǎng)和恢復(fù)自然環(huán)境、景觀保護(hù)方面的目標(biāo),通過工程措施和非工程措施相結(jié)合,最終形成人與自然共生的局面。
總之,水生態(tài)系統(tǒng)如果破壞,修復(fù)過程不僅漫長(zhǎng),而且耗資巨大,需要從工程和非工程兩方面展開修復(fù),其中嚴(yán)格的管理和全社會(huì)的參與等非工程措施至關(guān)重要,是花費(fèi)少,效果突出的方法。