废弃场地修复的微尺度生态安全评估优化体系

谭豪波,赵 岩,孙 峥,陈家军,马俊伟



废弃场地修复的微尺度生态安全评估优化体系

谭豪波,赵 岩*,孙 峥,陈家军,马俊伟

(北京师范大学环境学院,北京 100875)

针对我国陆域废弃场地生态修复的技术需求,从生态安全角度提供了可操作性强的评估与优化方法和技术体系,重点包括场地调查,场地污染等级划分,阻力因子体系构建与模型分析,生态安全指标评估以及技术方案比选优化等步骤.研究同时展示了该生态安全评估与优化技术方法在典型陆域废弃场地生态修复中的具体应用,为陆域废弃场地的微尺度生态修复方案确定与优化提供了一种定量化科学方法.

污染场地；生态修复；安全格局；阻力因子；最小累计阻力模型

陆域废弃场地指由于大量堆积或掩埋工业废渣或生活垃圾,使土地失去原有使用功能的地块.其通常积累了高浓度有机或无机污染物,使其生态系统遭到破坏[1].根据污染来源,本文所述陆域废弃场地主要包括垃圾堆放废弃场地和小型工业废弃场地.其危害主要有:工业废渣或生活垃圾堆积占用大量土地资源,且破坏了自然或人文景观;工业废渣和生活垃圾中的重金属和有机污染物极易在刮风、降水等自然条件下渗透或迁移,从而对废弃场地本身和周边的土壤、大气和地下、地表水环境造成污染[2].然而,陆域废弃场地同时具有一定景观潜质,以景观设计为主导,建设针对废弃场地的生态修复技术与工程,与环境保护、区域规划和社会经济等学科的交叉融合,是解决陆域废弃场地环境问题的科学途径[3].

由于经济、社会和环境保护发展的差异,我国陆域废弃场地主要集中于村镇地区,其景观生态特征常具有污染程度低、尺度小、与人类活动关系紧密等特点.根据对废弃场地生态修复的技术与实践研究,发现污染土壤的生态毒性是生态恢复措施需解决的首要问题[4].将景观生态学的“源—汇”理论应用于陆域废弃场地生态修复,优化生态安全格局,在源头减少污染物产生和释放,并在污染物运移过程中进行拦截和促进无害化,是目前陆域废弃场地生态修复的重要手段[5].

村镇陆域废弃场地的生态修复主要有恢复成农业用地、改造成林业用地及建设为景观休闲用地等3个方向.其生态修复主要目标是建设良性循环的生态系统,恢复为以人工构筑物为主的建设用地不在本研究范畴内.同时,土地利用变化与生态安全水平密切相关,可通过改变植被、水文、土壤等因素改变生态系统安全状态[6].构建符合区域生态安全的土地利用格局,是协调社会经济发展与生态环境的冲突、实现土地可持续利用的有效途径[7],也是废弃场地生态修复的基本要求[8-9].景观格局优化模型是构建生态安全格局的常用方法,通过设计关键点线面及其空间组合,维持生态系统结构和过程完整性,实现对区域生态环境的有效控制和持续改善[10],其中最常用的是最小累积阻力模型[11-12].然而现有景观生态学中阻力因子与安全格局的研究方法主要针对区域、流域、城市等从几至几百km2不等的大中尺度研究[13-14],在村镇生态系统的安全格局构建等微尺度(<1km2)的应用中有明显的不适用性.

因此,本研究在大中尺度的阻力因子与安全格局研究方法的基础上,基于最小累积阻力模型原理,提出了一种针对陆域废弃场地的微尺度生态安全评估与优化技术方法和体系,重点考虑了污染场地的尺度、污染特征及其与周边环境和生态系统的关系,为陆域废弃场地生态安全评估与修复方案比选优化提供了定量化的技术方法.

1 陆域废弃场地微尺度生态安全的评估要素

景观格局优化模型是景观生态学构建生态安全格局的常用方法,最常用的是最小累积阻力模型.该模型源于物种扩散过程研究,认为物种在穿越异质景观时须克服一定景观阻力,其中累积阻力最小的通道即为最适宜的通道.最小累积阻力模型指物种在从源到目的地运动过程中所需耗费代价的模型.景观生态学中利用阻力模型研究构建土地利用格局时,通常经过“源”的选取、阻力因子体系构建、阻力因子等级划分、阻力面生成及土地利用生态安全格局构建等步骤[15].其中“源”指在格局与过程研究中能够促进生态过程发展的景观类型,随着从“源”向外的扩展,阻力值越来越大.而在针对陆域废弃场地的生态安全评估中,核心要素是污染物的迁移而非物种迁移或景观扩张,污染物的迁移能力决定了研究与评估属于微尺度范畴.因此,在微尺度生态安全评估中借鉴了最小累积阻力模型的基本思路,同时对模型要素赋予了新的涵义.特别的,通过引入污染等级划分和污染物迁移阻力计算,解决了最小累积阻力模型在微尺度评估中的适用性问题.

1.1 “源”的选取

在针对陆域废弃场地的最小累积阻力模型中,“源”特指被堆积或掩埋的工业废渣或生活垃圾污染的陆域废弃场地,其作为独特的景观用地类型,具有和周边用地类型相比的高异质性,且具有污染物向周边用地迁移或扩散的潜在风险.

1.2 阻力因子体系的构建

表1 陆域废弃场地生态安全评估的阻力因子体系示例 Table 1 A sample of ecological security resistance factors for abandoned terrestrial fields

针对陆域废弃场地的最小累积阻力模型中,阻力因子体系应包括目标层、准则层、指标层和因子层.其中目标层是对陆域废弃场地景观生态修复技术的阻力因子体系,准则层可包括自然环境因子和社会经济因子,指标层中可包括用地类型、土壤条件、地形水文、植被覆盖、生态措施等指标,而因子层则可进一步设置坡度、渗透系数、土壤类型、不同类型植被覆盖率等具体因子.针对陆域废弃场地微尺度生态安全评估的阻力因子体系,应根据场地生态系统的现状和评估需求进行构建.阻力因子体系的示例如表1所示.不同特征的污染场地阻力因子体系设置不同,通常可包括但不限于表1所列的各层指标.

1.3 阻力因子等级的划分

根据因子层中各阻力因子对陆域废弃场地污染物迁移的阻力程度,对各阻力因子分为不同的等级,并用5、4、3、2、1表示,分值越高代表阻力越大.与景观生态学研究方法相似,受目标场地差异等条件制约,阻力因子的等级划分并无统一的标准,但阻力因子的等级划分对生态安全评估结果具有显著影响[14]. 类似的研究方法已被应用于区域生态环境敏感性评估等相关领域的研究中[16].针对不同类型陆域废弃场地的污染特征差异,可根据场地和区域调查结果,因地制宜地分别划分阻力因子的等级.而阻力因子等级划分的依据,通常包括国家或地方标准(如土壤类型、用地功能分类等)、地方平均值(如渗透系数、植物覆盖率等)、参考文献等(如坡度、距地表水体距离等),对于生态修复技术,还可涉及工程效果等(如修复植物覆盖率、人工设施污染去除率等).

例如,针对某垃圾堆放废弃场地拟定的阻力因子进行等级划分,结果如表2.该示例以某村镇实际垃圾堆放废弃场地为参考,其污染类型同时包括重金属和有机污染.因此其阻力因子重点从污染物浓度、迁移阻力和环境风险等方面设置.例如,富集植物覆盖率、修复灌木、草类覆盖率和其他设施污染去除率等重点针对污染物浓度削减设置;坡度、土壤类型、渗透系数、非富集植物和其他乔木、灌草覆盖率则是决定污染物迁移阻力的重要指标;而距地表水体距离越近、用地功能分类越敏感,其污染迁移的环境风险就越大.进一步地,根据前文所述阻力因子等级划分的依据,可对相应因子进行详细的1~5等级划分.该示例对一般陆域垃圾堆放废弃场地具有一定的示范性,可为具有相似场地与区域生态特征的垃圾堆放废弃场地阻力因子等级划分提供参考.

1.4 阻力分析与生态安全格局构建

确定“源”、阻力因子体系和阻力值后,需明确研究区域范围.污染物从“源”向周边区域的迁移,在不同单元中的阻力不同,累积阻力最小的迁移路线,是污染源造成环境和景观生态影响可能性最大的路线,作为生态安全格局构建的主要方向.累积阻力增速突变的环节,识别为景观破碎化的关键环节.以累积阻力为定量化指标,通过调整土地利用性质或自然及人工生态系统结构,构建生态安全格局,能够定量化评估相应技术方案.

表2 某垃圾堆放场地阻力因子等级划分示例 Table 2 A sample of resistance factor classification for a waste dumping field

2 陆域废弃场地微尺度生态安全评估与优化技术体系

基于前文所述的评估要素,本研究提出一种陆域废弃场地的生态安全评估与优化方法和体系,以解决现有技术中的景观格局优化模型无法适用于微尺度场地的实际应用的技术问题.并针对陆域废弃场地的景观生态修复技术需求,从生态安全角度提供了可操作性强的生态安全评估与优化方法和系统.

2.1 评估与优化技术流程

对于陆域废弃场地的生态安全评估和优化,主要应包括范围确定、场地调查、污染等级划分、阻力因子模型分析、生态安全评估与方案比选,以及生态修复技术方案确定等环节,具体工作流程如图1所示.

2.2 废弃场地区域范围确定

废弃场地区域范围包括陆域废弃场地本身及其周边邻近的土地,建议以陆域废弃场地规模的最大边长向四周各扩展至少4倍尺度确定相应区域,作为场地调查和评估的范围.

2.3 废弃场地区域调查

陆域废弃场地的区域调查主要包括污染源调查、邻近区域调查和生态系统调查等3方面.

2.3.1 废弃场地污染源调查 该调查的对象是陆域废弃场地本身,调查项目主要包括场地位置、规模、场地利用变迁资料、原有生产工艺、污染物类型、污染物浓度、土壤类型、地形条件、与地表水体的距离、水文地质条件等.调查的污染因子根据污染场地特性不同而不同,垃圾堆放废弃场地的调查重点为多环芳烃等有机污染物与氮、磷等营养污染物,小型工业废弃场地的调查重点为重金属污染物,均应根据实际调查结果筛选污染因子的种类和数量.

2.3.2 邻近区域调查 该调查的内容包括:邻近区域规模、方位、用地功能分类、土壤类型、地形条件、与地表水体的距离、水文地质条件、自然环境与社会环境现状等.

2.3.3 生态系统调查 该调查的对象是陆域废弃场地及周边邻近区域的生态系统,调查重点是植物生态系统,调查内容主要包括:植被类型、覆盖面积、富集植物覆盖率、非富集植物覆盖率、乔木、灌木、草类比例等.生态系统调查可采用资料收集法、现场勘察法和生态监测法等.

2.4 污染等级划分

针对不同类型的陆域废弃场地,根据我国的《土壤环境质量标准(GB 15618-1995)》[17]、其他地方标准或可参考的其他标准,对不同污染物分别进行污染等级划分,具体分为1、2、3、4、5 5个等级.例如,1级所对应指标可为《土壤环境质量标准》中的三级标准限制(重金属指标)或调研污染场地周边背景值(有机物指标),2至5级可分别为超标或超过背景值的2倍、10倍、100倍和100倍以上的污染物浓度区间.污染程度由低到高,选取等级最高的作为该废弃场地的污染等级.污染等级划分应包含废弃场地的主要污染因子,如以重金属污染为主的小型工业废弃场地,其污染等级划分可重点考虑Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn等重金属污染物;以有机污染物为主的生活垃圾堆放场地,其污染等级划分可以重点考虑多环芳烃、TN、TP等有机污染物.

2.5 阻力因子模型分析

在1.2及1.3节阐述的阻力因子体系构建和阻力因子等级划分的基础上,针对废弃场地的污染源和邻近区域的调查范围与生态系统,选择针对废弃场地的最小累积阻力模型,计算场地区域范围内的最小累积阻力(MCR).

针对废弃场地的最小累积阻力模型借鉴了景观生态学最小累积阻力模型的思路[18],以废弃场地为污染源并将邻近区域划分为多个景观单元,表示源中不同类型污染物从废弃场地向邻近区域进行迁移的最小累积阻力,根据式(1)计算:

式中:MCR为最小累积阻力值;D为污染物从源到景观单元的迁移距离;为景观单元对该污染物迁移的阻力系数;为最小累积阻力与污染物迁移过程的正相关系数.Σ表示污染物从源穿越所有单元的距离和阻力的累积;min表示对不同的污染源的不同迁移路线取累积阻力最小值.

利用最小累积阻力模型进行计算得到的累积阻力最小的迁移路线,是污染源造成环境和景观生态影响可能性最大的路线,从而可以确定为生态安全格局构建的主要方向.

2.6 生态安全评估与方案比选

2.6.1 生态安全评估 引入陆域废弃场地生态安全评估指标,在确定废弃场地的污染等级和最小累积阻力后,根据式(2)计算相应生态安全评估指标:

式中:为废弃场地生态安全评估指标;为废弃场地污染等级;MCR为区域最小累积阻力.

生态安全评估指标值越小,表明废弃场地所在区域的生态系统越安全;相反生态安全评估指标值越大,表明废弃场地所在区域的生态系统越不安全.

2.6.2 生态安全格局构建技术方案与优化 根据计算所得最小累积阻力和生态安全评估指标,选择最小累积阻力所在的迁移路线(含废弃场地),通过变化用地类型或增设生态修复措施,增大污染物迁移阻力,建立生态安全格局构建的备选方案.进而对不同备选方案重新计算废弃场地生态安全评估指标值,以进行方案比选,可根据需要进行多轮方案调整和重新评估.最终选择使生态安全指标值最低且低于目标限值的生态安全格局构建方案,作为废弃场地低碳生态修复与景观化措施的指导或优选方案.

3 微尺度生态安全评估与优化技术体系在陆域废弃场地生态修复中的应用实例

以我国北方某村镇小型工业废弃场地的生态修复为例,为陆域废弃场地的生态安全评估与优化技术方法提供一个具体的操作示范.该小型工业废弃场地原为村镇某金属生产公司生产用地,公司停产后,该场地被废弃. 该场地原为矿渣堆放场,其铅锌污染严重,同时伴有镉砷污染.

3.1 小型工业废弃场地的区域范围确定与调查

如图2所示,首先针对该小型工业废弃场地开展污染源调查,其场地规模约为东西长35m、南北宽30m,占地面积约1000m2.根据对该废弃场地6个随机点位表层土壤采样分析,其污染物类型以重金属污染物为主,重点包括Zn、Pb、As和Cd,其平均浓度分别达到10700,6200,600, 150mg/kg,其中Zn和As的局部最高浓度分别可达16000和1200mg/kg,与我国《土壤环境质量标准(GB 15618-1995)》[17]的三级标准相比,均超标十几甚至上百倍,污染程度严重,为修复带来一定困难.土壤类型为壤土黏土混合,地形平整,周边200m范围内没有地表水体,土壤渗透系数2.0× 10-7cm/s.

以该小型工业废弃场地规模最大边长向四周各扩展4倍尺度确定区域调查的范围,即东南西北向周边各扩展150m.范围内主要分布为农业用地,其中污染场地西向路线(图2中①所示)75m范围内为农业用地,以外是建筑用地;东北向路线(图2中②所示)50m范围内为建筑用地,以外是农业用地;南向路线(图2中③所示)50m范围内为建筑用地,50~100m为农业用地,以外是建筑用地.区域范围内没有地表水体,土壤渗透系数2.0×10-7cm/s.

对区域范围的生态系统调查结果表明,该小型工业废弃污染场地内没有植被覆盖,区域范围的农业用地内没有高大乔木,草本类植物覆盖率为80%,没有典型的重金属污染物富集植物.

3.2 小型工业废弃场地的污染等级确定

针对该小型工业废弃场地,以Zn、Pb、As和Cd污染分别进行等级划分,共分为1、2、3、4、5共5个等级,污染程度由低到高,具体如表3所示.根据Zn、Pb、As和Cd的浓度分别为10700, 6200, 600, 150mg/kg,其污染等级分别为4、4、4和5,选取等级最高的5级作为该小型工业废弃场地的污染等级.

表3 小型工业废弃场地污染等级划分(mg/kg) Table 3 Pollution level classification of the abandoned field in the small-scale industrial enterprise (mg/kg)

3.3 小型工业废弃场地的阻力因子模型分析

根据区域范围调查结果对该小型工业废弃场地进行阻力因子模型分析,以计算小型工业废弃场地的最小累积阻力及其相应迁移路线.具体包括最小累计阻力模型建立、阻力因子体系构建、阻力因子等级划分以及最小累计阻力的计算4部分.

3.3.1 最小累积阻力模型建立 根据式(1)建立最小累积阻力模型.在本研究案例中,污染场地的景观单元编号记为0,西向路线农业用地编号为1,建筑用地为2;东北向路线建筑用地编号为3,农业用地为4;南向路线靠近污染场地的建筑用地编号为5,农业用地为6,远离污染场地的建筑用地为7.区域范围以外编号记为8. D表示污染物从源或景观单元到景观单元的迁移距离.例如,本案例中12表示污染物在西向路线中,从农业用地1迁移至建筑用地2的距离.以景观单元边缘距离计算3条路线中污染物迁移距离,如表4所示.

表4 不同迁移路线的用地类型编号与距离(m) Table 4 Numbers and transport distances between the land blocks in different transport routes (m)

3.3.2 阻力因子指标体系构建 根据该小型工业废弃厂的实际调查结果,确定阻力因子指标及各因子权重(即阻力系数),如表5所示.

3.3.3 阻力因子等级划分 根据因子层中各阻力因子对小型工业废弃场地污染物迁移的阻力程度,利用1.3节所述方法分别对各阻力因子进行等级划分,表6为划分结果.以修复灌木覆盖率为例,其阻力因子等级划分主要依据为工程效果.现场实验研究表明,为达到场地污染物控制目标,修复灌木覆盖率应达到40%以上,从而以>40%作为该项阻力因子等级划分的最高等级.相应的,修复灌木覆盖率低于5%时污染物控制效果不明显,介于10%~20%时可达到中等水平.因此,根据相应覆盖率梯度,设置该阻力因子1~5等级划分方法.

3.3.4 最小累计阻力的计算 根据污染源和区域范围调研结果,结合表6的阻力因子等级划分,明确针对该废弃场地不同因子的等级.如该小型工业废弃场地中,坡度阻力因子为5,土壤类型阻力因子为4,以此类推.利用生态安全最小累积阻力模型进行计算,将各阻力因子等级与表5中相应因子的阻力系数(权重)相乘并求和,获得该景观单元对污染物迁移的阻力系数R.将每条路线内不同景观单元的R与相应迁移距离相乘,并最终相加,并取=0.01,获得该路线的累积阻力.

根据计算,3条路线的累积阻力分别为:西向路线:4.1625,东北向路线:4.1325,南向路线: 4.1250.累积阻力最小的南向迁移路线,是污染源造成环境和景观生态影响可能性最大的路线,为生态安全格局构建的主要方向.

表5 小型工业废弃场地生态系统阻力因子体系 Table 5 Ecological security resistance factors of the abandoned field in the small-scale industrial enterprise

3.4 小型工业废弃场地的生态安全评估

根据小型工业废弃场地的污染等级及其最小累积阻力,利用2.6.1节所述方法进行该废弃场地的生态安全评估.根据式(2),将污染源污染等级划分结果(本案例为5)与最小累积阻力(本案例为4.1250)相除,得到该废弃场地的生态安全评估指标:=1.212.

3.5 小型工业废弃场地生态修复方案比选与优化

3.5.1 生态修复方案设计与比选 根据小型工业废弃场地的生态安全评估结果,进行生态修复方案的设计时,一方面应降低污染源的污染等级,另一方面应重点在累积阻力最小的南向迁移路线上通过改变用地类型或增设人工设施来增大累积阻力.针对该废弃场地Pb、Zn、As、Cd等重金属污染特征和浓度水平,通过预实验研究建议选择高羊茅和黑麦草作为人工种植的草类修复植物.高羊茅和黑麦草在该废弃场地的重金属污染浓度水平下均可存活生长,且其对4种重金属的富集系数和转运系数均>1.特别地,高羊茅对Zn和Pb的富集效果明显,富集系数分别达1.2和1.6;黑麦草对Cd、Zn和Pb的富集系数分别达到3.0、2.8和2.5,表明其对上述重金属均有良好的修复作用和耐受能力[1].此外,可配合选择对相应污染物耐受能力较强的刺儿菜和狗尾草等本土草类,以及大叶黄杨、小叶紫檗和毛白杨等具有水土保持和污染截留作用的灌木和乔木等,共同构成人工—自然及乔—灌—草联合生态修复方案.本案例研究提出如下2种生态安全格局构建备选方案:

方案一:在小型工业废弃场地内大面积种植具有重金属Cd修复功能的灌木,覆盖面积80%,其余部分种植具有Cd修复功能的草类,覆盖面积20%,该方法使得Cd污染浓度能够降低40%,而其他重金属污染物浓度降低15%,不改变其他景观单元的用地类型和现状.

方案二,在小型工业废弃场地内混合种植针对不同重金属具有修复功能的灌木和草类,覆盖面积分别为40%和30%,其余部分种植不具修复功能的乔木以满足水土保持和景观化的需求,覆盖面积为15%,该方法使得各类重金属污染浓度均降低20%;同时在南向迁移路线内建筑用地中增设人工污染物去除工程设施,重金属去除效率达35%.

根据前文所述方法,对上述2个备选方案重新进行污染场地生态安全评估,结果如下:

对于方案一,废弃场地污染等级降为4级,西向、东北向和南向三条迁移路线的累积阻力分别增加为4.2745、4.2445和4.2210,南向路线仍为累积阻力最小迁移路线,该废弃污染场地生态安全评估指标:=0.948.

而方案二,废弃场地污染等级仍为5级,西向、东北向和南向三条迁移路线的累积阻力分别增加为4.2623、4.2323和4.3705,累积阻力最小的迁移路线已变更为东北向路线,该废弃污染场地生态安全评估指标:=1.181.

根据上述方案计算结果可以看出,对于本研究案例中的小型工业废弃场地,由于污染物浓度较高,对废弃场地本身的生态修复工程能够通过降低废弃场地污染等级而更加有效的降低其生态安全评估指标值.当设置生态修复技术评估的可接受标准为≤1时,方案一为可接受方案,方案二为不可接受方案,前者的生态修复效果要明显优于后者.

3.5.2 生态修复方案优化 然而对于方案二,可做进一步调整,如:在废弃场地内大面积种植Cd金属修复灌木,覆盖面积为60%,以及Cd金属修复草类,覆盖面积为40%,使得Cd金属污染物浓度降低40%,其他金属污染物浓度降低10%;同时在南向迁移路线内编号为5的建筑用地中增设人工污染物拦截与去除工程设施,拦截的重金属去除效率达35%.

对调整后的方案二进行重新评估,其废弃场地污染等级降为4级,西向、东北向和南向三条迁移路线的累积阻力分别达到4.2885、4.2585和4.3930,累积阻力最小的迁移路线已变更为东北向路线,该废弃污染场地生态安全评估指标:=0.939.

调整后的方案二与原方案一均已达到可接受标准(£1),但其生态安全评估指标已低于方案一,表明其生态修复效果优于方案一,可作为该废弃场地生态修复技术的优选方案.该优选方案已在相应废弃场地的生态修复研究与工程建设中得以应用,结果表明通过生态安全评估和优化,能够为实际生态修复方案提供指导,证实了其合理性与有效性.

4 关于陆域废弃场地微尺度生态安全定量化评估的讨论

本研究针对陆域废弃场地的微尺度生态修复技术需求,从生态安全角度提供了一种可操作性强的评估与优化方法,较传统单一修复技术的选择层次更高、整体性更强.特别的,该方法综合考虑了陆域废弃场地的污染程度和污染物迁移阻力,对微尺度生态安全评估更加科学和准确;并考虑到了不同陆域废弃场地类型、污染程度,以及废弃场地及周边区域的水文地质、社会经济、植被特征等多因素对最小累积阻力的影响,使生态安全评估结果更加全面和系统.

然而,废弃场地的生态修复相对物理化学修复而言所需的时间更长,通常需要几年甚至几十年方能达到修复目标,本研究所提出的生态安全评估与优化技术方法重点关注生态修复的最终效果,对于修复效率仍需根据相应目标和技术进行估算.此外,目前在本研究的阻力因子体系构建中,阻力因子等级划分和阻力系数确定主要采用专家打分法等半定量化方法,虽然通过多层次、全覆盖的指标体系设计,确保了阻力因子体系的系统性,但对于具体参数设置仍存在一定的主观性.然而,由于不同的陆域废弃场地污染特性不同,水文地质和生态系统等条件不同,难以形成适用于全部废弃场地的单一阻力因子参数和体系.因此,为了确保评估与方案比选结果的科学性,在进行污染场地和区域范围调查时应通过全面调研, 因地制宜的明确关键要素并在阻力因子体系中充分体现,以降低体系参数的不确定性.

5 结论

本研究基于景观生态学中累积阻力模型的基本思路,为我国陆域废弃场地的生态安全评估与优化提供了一种科学方法,重点包括场地调查、场地污染等级划分、阻力因子体系构建与模型分析、生态安全指标评估以及方案比选与优化等步骤,解决了宏观景观格局优化模型无法适用于废弃场地的微尺度实际问题,并进一步展示了该生态安全评估与优化方法在陆域废弃场地的具体应用,解决了我国陆域废弃场地生态修复技术的科技需求.

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* 责任作者, 副教授, yanzhao@bnu.edu.cn

Ecological security evaluation and optimization system for microscale remediation of abandoned terrestrial field

TAN Hao-bo, ZHAO Yan*, SUN Zheng, CHEN Jia-jun, MA Jun-wei

(School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China)., 2016,36(7)：2169~2177

Aiming to the technical needs in ecological restoration of the abandoned terrestrial fields, a practical evaluation and optimization system was suggested from the perspective of ecological security. The system mainly included site investigation, classification of contamination, establishment of resistance factor and model analysis, ecological security evaluation, as well as comparison and optimization of remediation strategies. Besides, a specific case was presented to apply this ecological security evaluation and optimization system at a typical contaminated site. This study provided a scientific and quantitative method for the strategy determination of microscale ecological remediation in abandoned terrestrial field.

contaminated siteecological rehabilitation；security pattern；resistance factorminimum cumulative resistance (MCR) model

X53

A

1000-6923(2016)07-2169-09

谭豪波(1993-),男,江西上饶人,北京师范大学硕士研究生,主要研究方向为固体废物处理处置技术与管理.

2015-12-14

国家科技计划课题(-01)