湿地恢复生态工程设计
在湿地恢复过程中,应用湿地生态系统中物质循环原理,结合系统工程的最优化方法,设计分层多级利用物质的生产工艺系统的过程。目的是将湿地生物群落内不同物种共生、物质与能量多级利用、环境自净和物质循环再生等原理与系统工程的优化方法相结合,达到资源多层次和循环利用。
生态工程设计原则。从系统思想出发,按照生态学、经济学和工程学的原理,运用现代科学技术成果、现代管理手段和专业技术经验,以获得较高的经济、社会、生态效益的现代农业工程系统,建立生态工程的良好模式。
❶因地制宜,根据不同地区的实践情况确定本地区的生态工程模式。
❷湿地生态系统是一个开放、非平衡的系统,在生态工程的建设中必须扩大系统的物质、能量、信息的输入,加强与外部环境的物质交换,提高生态工程的有序化、增加系统的产出与效率。
❸湿地生态工程建设中,实行劳动、资金、能源、技术密集相交叉的集约经营模式,达到既有高的产出,又能促进系统内各组成成分的互补、互利协调发展。湿地生态工程建设的目标是使人工控制的湿地生态系统具有强大的自然再生产和社会再生产的能力。在生态效益方面实现生态再生,使自然再生产过程中的资源更新速度大于或等于利用速度; 在经济效益方面要实现经济再生,使社会经济再生产过程中的生产总收入大于或等于资产的总支出,保证系统扩大再生产的经济实力不断增强; 在社会效益方面充分满足社会的要求,使产品供应的数量和质量大于或等于社会的基本要求,通过湿地生态工程的建设与湿地生态工程技术的发展使得三大效益能协调增长,实现高效益持续稳定的发展。
湿地恢复中的生态工程设计主要有:
❶桑基鱼塘。是我国广东农民行之有效的多目标生产措施。桑树通过光合作用生成有机物质桑叶,桑叶饲蚕,生产出蚕蛹及蚕丝 (加工工艺中的物质转化),桑树的脱落物蚕沙施用到鱼塘,经过鱼塘内另一食物链过程,转化为鱼。鱼的排泄物及其未被利用的有机物沉积于塘底,经底栖生物分解后可成为桑树的肥料,返回桑基。这种交互补偿水陆物质的方式,广泛适用于沼泽及低湿地区。
❷区域污水多功能的自净系统。在结构复杂的湿地生态系统中,往往同时在进行物质的富集与扩散、合成与分解、颉颃与加成等多种调控过程。在正常情况下,湿地生态系统内部不易出现由于某种物质过度积累而造成的死亡,这是由于系统内具备自我解毒的机制 (微生物) 和解毒工艺过程 (物理的、化学的作用过程)。即使由于某种物质积累破坏了系统的原来结构,也会出现适应新情况的生物更新。类似这种复杂功能的工艺体系是解决和防止工业污染以及实现废水资源化的有效途径,是系统生态原理在环境保护中的应用,这种生态工程包括相互交错的食物链及三个方向的物质流与能流以及不同性质的输入与输出。