生态效应范文五篇-ag尊龙app

生态效应篇1

关键词：重金属；生态环境效应；毒理效应

化学上常把密度大于4g/cm3或5g/cm3的金属称为重金属。从环境污染方面所说：重金属是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的金属。

重金属具有潜在危害性，重金属可以通过多种途径（食物、饮水、呼吸、皮肤接触等）进入人体。重金属不仅不能被降解，反而能通过食物链在生物体或入体内富集。

一、重金属元素对动物及人体健康的影响

根据元素在生物体内的生理学作用的不同，必需元素存在于正常的组织中，直接影响生物功能，并且参与代谢过度，在各物种中有一定的的浓度范围，如果缺乏这种元素，将会引起生理或结构变态，重新引入这种元素之后，上述变态可以消除。

金属对人和动物的在生理或结构上影响，例如，铁是组成血红素所必需的，少了就会发生缺铁性贫血；锌为构成多种蛋白质所必需，缺锌会引起生长停滞和贫血；锰可能参与许多酶促反应；铬是胰岛素参加糖和脂肪代谢的必需元素，也是维持正常的胆固醇代谢和糖代谢所必需的；钴是维生素b12的组成部分，缺钴会形成大细胞性贫血；钼是催化嘌呤转化为尿酸的酶的个组成部分。

人体内必需微量元素过多也会致病，一般在体内积聚过多是由于遗传性运输机制失灵所致；如血色病就是遗传性铁平衡失调，以致患者一生中缓慢地积累铁；威尔逊氏病是铜积累于肝和脑中的结果差。

所谓有害元素是指那些存在于生物体内时，会阻碍生物机体的正常代谢过程和影响生理功能的元素，如铍、镉、汞、锡、锑、碲(非金属)、铅等。这些元素对人体代谢不是必需的，其中一些有毒，而且能使人缩短寿命，这些有毒物质我们常称之为外环境污染物，可通过口腔、呼吸道及其他途径进入人体面使人遭到危害。

二、重金属对植物、微生物等生物活动的正面和负面意义

植物、微生物经常遇到各种不良环境（如重金属等），严重抑制了农作物的生长。植物经过长期的进化及适应环境变化的过程逐步形成了一定的抵御不良环境变化的机制。但是植物和微生物的生长发育还是会受到重金属对其正面或负面的影响。

（一）重金属对植物的影响

许多重金属都是植物必需的微量元素，对植物的生长发育起着十分重要的作用但是，当环境中重金属数量超过某一临界值时，就会对植物产生一定的毒害作用，轻则植物体内的代谢过程发生紊乱，生长发育受到抑制，重则导致植物死亡。重金属对植物的影响，主要表现在对植物的光合作用、呼吸作用，影响植物激素、碳水化合物等的形成等生化过程影响。

1、重金属对植物种子的萌发的影响

重金属抑制植物种子萌发其原因是抑制了淀粉酶、蛋白酶活性, 抑制了种子内储藏淀粉和蛋白质的分解,从而影响种子萌发所需的物质和能量,致使种子萌发受到抑制。扬州大学的朱红霞研究表明,小麦种子萌发和幼苗生长对重金属胁迫的敏感性较高[1]。

2、金属对植物生长发育的影响

许多重金属都是植物必需的营养元素，对植物生长发育起着不可替代的作用。但是，当重金属浓度超过了植物的效应浓度时反而对植物造成伤害，引起植物体内代谢过程发生紊乱，生长发育受到抑制，重金属浓度继续增加到致死浓度时就会导致植物开始出现死亡。

微量元素铬是植物生长发育所必需的，缺乏铬元素会影响作物的正常发育，但体内积累过量又会引起毒害作用，无分蘖(水稻)，叶鞘灰绿色，细胞组织开始溃烂，生长受严重影响。杨居荣等报道[2]，镉污染还可使植物体内可溶性糖含量降低；并且有的实验得出结论．高浓度镉可使水稻幼苗可溶性糖降低，但在低浓度重金属污染下却能使可溶性糖的含量增加。

3、重金属对植物的细胞膜透性的影响

植物细胞膜系统是植物细胞和外界进行物质交换和信息传递的界面和屏障, 是细胞进行正常生理功能的基础。植物遭受到重金属胁迫时, 会产生大量的活性氧自由基, 细胞膜上的不饱和脂肪酸会被这些自由基攻击,使细胞膜通透性增加, 重金属更易进入细胞内对植物造成严重伤害。 王焕校等研究表明, 水生植物叶组织外渗液的电导度和钾离子浓度与水中的cd 浓度呈非常显著的正相关, 说明 cd 对植物细胞膜有严重的破坏作用, 造成质膜的选择透性减弱, 结构破坏, 功能丧失[3]。

（二）重金属对其他微生物的影响

重金属不仅对植物有影响，对藻类的毒性较大，大量研究证实，重金属对藻类在生化-细胞-种群-群落-生态系统的各水平上均产生深远影响。

对光合作用的影响，一些重金属减少了co2的摄入和o2的释放。光合色素、类胡萝卜素对重金属也有反应，主要反应重金属对藻类种群丰度和群落多样性的干扰。对生长和发育的影响，重金属对藻类代谢分子水平的影响，最终导致其生长的减慢和发育的迟缓，导致生长速率不同程度的改变，最终改变了群落结构。此外，重金属也从基因水平上影响了藻类 [4]。

研究发现重金属污染明显影响了微生物群落结构。据李勇等研究在重金属pb、cd复合在高中低浓度下都抑制土壤微生物生长，减少微生物数量[5]。huaiying[6]的研究表明，重金属降低了土壤微生物对底物的利用水平，重金属污染区凋落树叶的分解速度慢于对照区。

三、重金属对其他生源要素和有机质等循环的协同作用

众所周知,so42-是酸雨的主要成分之一,酸沉降不仅使湖泊水体ph降低,而且还伴随着so42-输入湖泊沉积物的过程。h 和其他重金属阳离子产生竞争吸附，使重金属以离子形式存在。另一方面，沉积物中硫酸盐浓度的增加可能有利于沉积物中甲基汞的形成,沉积物中甲基汞的生产者是硫酸盐还原细菌,沉积物中硫酸盐浓度的增加有利于沉积物中甲基汞的形成,甲基汞的形成应当存在一个有利的最佳硫酸盐浓度范围,当高于这一浓度范围时,硫酸盐还原所产生的s2-会与hg2 形成惰性汞,从而抑制甲基汞的形成[7]。

有机质、铁锰氧化物及硫化物是沉积物重金属的主要结合态，但在厌氧沉积物中，活性硫则在调控和分配重金属方面占据绝对优势。酸性可挥发性硫化物是许多二价金属离子，cu、pb、zn、cd、ni、as及co等在厌氧环境中的主要结合相。硝化作用是氮循环的重要反应之一，土壤中有机氮素的矿化作用、固氮作用、硝化及反硝化作用均受重金属污染的影响。brookes[8]研究施用污泥土壤中的固氮菌的固氮作用，发现在很低的重金属浓度下固氮强度下降了50%，另外还研究室内条件下的固氮作用影响，表明固氮作用与重金属浓度呈显著负相关，且低浓度重金属污染土壤中微生物的固氮量是高浓度污染土壤的l0倍。低浓度重金属对潮土中潜在硝化速率无影响或轻微促进作用，而在高浓度下有显著抑制作用。

参考文献：

[1]朱红霞.重金属及其复合污染对小麦生长发育影响机理研究[d].扬州大学, 2004.

[2]yang jr(杨居荣),he jx(贺建新) ,jing wr (蒋婉茹).effect of cd pollution on the physiology and biochemistry of plant agro-environ protection[j]农业环境保护,1995,l4(5).

[3]王焕校.污染生态学[j].北京:高等教育出版社,1999.44- 68.

[4]熊丽,吴振斌.藻类生态毒理学研究进展[j].上海环境科学:增刊,2000,(19).

[5]李勇,黄占斌,王文萍,等.重金属铅镉对玉米生长及土壤微生物的影响[j].农业环境科学学报,2009,28(11).

[6]huaiying yao, jianming xu. substract utilization pattern, biomass and activity of microbial communities in a sequence of heavy metal-polluted paddy soil [j]. geoderma,2003,115:139-148

[7]glimour c c, henry e a.mercury methylation in aquatic systems affected by acid deposition [j ]. environ. pollut., 1991 ,71(2-4) : 131～169

[8]brookes pc. effects of metal toxicity on the size of the soil microbial biomass [j]. journal of soil science ,1984,35:341-346

生态效应篇2

关于植树造林所产生的生态意义。首先，大面积的植树造林可以起到防风固沙的重要作用。在风沙席卷的大部分地区，会造成一定程度的空气质量下降，甚至会造成水源污染、荒漠化现象加剧。树林可以有效阻挡风沙的速度，风沙遇到森林，它的移动速度可以下降八成左右，风沙中的沙砾、沙尘会沉积在草丛根部，不易被刮起。比如“防风固沙带”的建设，就取得了很明显的效果。

其次，树木的根系发达，埋藏在土壤里面的部分也比较深，可以有效地聚合泥土、牢牢地抓住地面。树木植被可以有效防止水土流水、涵养水源。当降雨量减少的时候，树林的根系就会吸收土壤中的水分子，并积蓄起来。

再次，森林可以有效发挥出消除污染的重要作用。据统计一亩地的森林在一年中大约可以吸收70千克的二氧化碳和48千克的二氧化硫、2万千克的尘土，并且释放出大约50千克的氧气。有一部分树木还可以分泌出有效的杀毒素，从而可以减少病虫害的发生。与此同时，树木还有降低噪音污染的作用。总而言之，植树造林的生态意义是巨大的，它在美化环境的同时，相应地减少了自然灾害的发生。同时，可以促进生态环境的持续、健康发展，产生了巨大的生态效益。

采取可持续发展的经营方式，进一步提高生态效益森林资源是我国的宝贵自然资源和自然财富。它是一种可经营、可创造、可更新、可维护的资源。从长远的发展来看，“可持续”的营林模式是育林、营林工作所采取的必要手段，它可以不断地创造出生态效益和经济效益，而且还会为我们的代代子孙带来益处，森林所创造出来的巨大环境价值，是我们所不能忽视的。在接下来的营林工作中，林业的发展应该朝着多方面、综合性的方向来发展，来满足人类发展所需要的多种要求。加大营林资金和精力的投入，进一步扩大我国的森林国土覆盖率，将可持续发展的“生态森林之路”纳入当今世界林业发展的主题中来。政府部门要加大对林业可持续发展道路的支持和重视，一方面要对《森林法》进行详细的修改和完善，出台相应的政策法规。另一方面，还要注入大量的资金，为林业的可持续发展奠定好基础。根据笔者多年的营林经验，总结出了几点林业可持续发展的意见。首先，要建立和完善林业生态效益的补偿制度，也就是说向森林资源的使用者收取相关费用，对保护森林生态资源的单位和个人要及时地给予一定的物质补偿和经济补偿。其次，进一步完善森林业的保护管理机制和监督管理力度。全国各地区的森林监管部门应该负好责任，各尽其职。加强对开垦林地、毁坏林地、违法征用林地的现象进行监督恶化制止，将林业监察工作落实到实处。再次，加强林权制度和法律法规的建设，林业的可持续发展要从整体上加强对各项制度的监督和完善，避免出现相互冲突的现象。

生态效应篇3

人类进行边坡防护已有很长的历史，但在防护与绿化美化两方面一直没有统一，与传统防护材料相比，生态混凝土既有较高的强度能有效地进行边坡防护、加强边坡的稳定性，提高防护年限，又具有很大的孔隙率便于植物在其中生长，具有改善环境的功能，是一种被广泛认可的生态修复材料，因此，开展生态混凝土的研究具有重要意义。

本文主要针对具有生态环保功能的生态混凝土的配合比设计、强度、干湿交替作用下的耐久性、护坡构建和综合生态效应等方面进行了探讨和研究。在基本性能方面，本论文研究了生态混凝土在掺加矿物掺合料时，其强度随着掺合料掺量的变化规律。除此以外，还研究了掺加矿渣的生态混凝土处在干湿交替作用下的耐久性特点，进行了生态混凝土抗干湿交替性能的试验。在护坡构建中，还研究了植物必要的生长环境、生态护坡植物的选择以及生态护坡基质的选择。此外，本文最后研究了不同粗骨料的生态混凝土水质净化性能和污水处理的标准。

关键词：生态混凝土，干湿交替，生态护坡，强度，水质净化

中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：

第一章 绪论

1.1 研究背景

近年来，在水利工程建设中，人们逐渐意识到河堤护坡是河流生态系统的一个重要组成部分，它是河道水流生态系统向陆地生态系统过渡的一个通道。河道不仅仅具有防洪、航运等基本功能，还应具有生物栖息地和人文景观等功能。传统的浆砌石或混凝土河堤护坡虽然结构稳定，具有防止水流和波浪对岸坡基土的冲蚀和淘刷作用，但水体封闭在河道中，切断了水体和近岸陆地土壤之间各生态要素间的物质、能量及信息系统的有机联系，破坏了原有水陆交错带的生物群落。水生植物、水生动物不能正常生长而消失，生物多样性急剧下降，从而影响整个河流的生态环境。

此时就需要考虑发展能与自然协和共生的建筑材料来建造护坡。此护坡可保持水土，加固堤岸，又可维持甚至增加生物多样性并净化水质。这样，生态混凝土的概念就被引进了。生态混凝土又称环境友好型混凝土，又名亲环境混凝土，可以减轻环境负荷同时也与有机物相适应，它实质上是一种有着连续孔隙的多孔混凝土，水与空气能够很容易通过或存在于其连续通道内,能与生态环境相适应，可使水质得到净化。虽然与普通混凝土相比，它的强度和耐久性都有所不及，但是其有着极为广泛的应用前景，对人类社会的可持续发展有着深远的意义。

生态混凝土的净水功能主要由于它存在大量的孔隙，所以具有良好的透水与透气性。就目前国内外的研究现状来看，它的净水机理主要是物理作用、化学作用以及生态综合效应三个方面：

1．物理作用

多孔混凝土的孔隙率在5%～35%之间，并且连通孔占15%～30%，平均孔径为4～5 mm，并且孔隙弯弯曲曲，这就形成了很好的过滤材料，但是它的比表面积是远远小于如沸石、活性炭等良好的吸附净水材料。而且在实际应用中，我们可以想像到，它的孔隙会慢慢堵塞，从而丧失了过滤的功能。因此它通过物理作用来净水的效果是不会太明显的。

2．化学作用

大家都知道,我们经常使用石灰来净化水质,因为它不但可以调节ph,而且作为无机混凝剂可使污水中的悬浮物质絮凝沉淀,在澄清的同时也降低了水中污染物质的含量。混凝土组成材料中的水泥在水化过程中,以及混凝土浸泡在水中都会不断地溶蚀出ca（oh）2, 从而起到净化作用。但是这会影响混凝土的耐久性，其碱性也会对生态植物产生影响。

3．生态综合效应

由于生态混凝土是多孔结构的，所以它就提供了适合微生物生长的生存环境。在其表面和内部有大量的细菌栖息繁衍,包括硝化菌、甲烷菌、脱氮菌等喜氧性和厌氧性细菌。而且多孔混凝土上形成的生物膜中生物种群较多,可以充分发挥生物膜的作用,降解水中的污染物质。另外水草等植物附着生长在生态混凝土上时，可以吸收水中的n、p等污染物质。

总之，生态混凝土在水中富集的微生物、动植物形成了一个综合的生态效应从而取得良好的水质净化效果，因此是我们研究的重点。

1.2 国内外研究现状

由于环境保护的需要，水土保持、水质净化和退化生态环境的修复和重建得到了世界各国的重视。人们试图通过多种途径解决保水、排水、保护水资源、保护生物的多样性等一系列包含复杂技术的生态环境保护问题。多孔混凝土是一种采用特殊工艺制备的含有连续空隙的混凝土，它既有一定的强度同时又具有透水性和透气性；多孔混凝土在水中富集的微生物、动植物形成了一个综合的生态效应从而取得良好的水质净化效果，在美国、日本、欧洲等国家得到了较为广泛的应用。

直到20世纪90年代美国、日本、欧洲等国家才开发使用生态混凝土这种新型的材料，尤其是日本在这方面做了深入细致的研究。日本大成建设技术研究所进行了连续四年的探索性研究，在1993年提出生态材料(environment conscious materials)概念的基础上, 日本混凝土工学协会在1994－1995年设立了“生态混凝土研究委员会”，1995年日本混凝土工学协会提出了生态混凝土(environmentally friendly concrete / eco-concrete )的概念。[1]

在生态混凝土的水质净化方面，文献报道日本近畿大学的玉井元治教授从90年初就开始进行多孔混凝土（poc）在自然水环境中生物附着和水质净化的可能性的研究。表明poc在自然水环境中会有大量不同的生物附着生长在其上面并具有水质净化的效果。[2]文献报道日本长崎大学于1994年起进行海水现场试验,将直径1m高0.5m的有孔试块10个一组地投入海中,并于1995年2月至1996年2月每月实测一次水质变化,发现生态混凝土有富集营养物质的功能. 另有文献报道,使用生态混凝土在公园内小河上建造净水渠(15m×2m×0.4m),水在其中停留1～3h可去除水中的bod40%～50%,长时间停留可去除80%～90%。[3]日本德岛大学的水口裕之教授1997年在实验室建立了poc水质净化装置并开始研究多孔混凝土的空隙率，粗骨料粒径，孔隙直径对混凝土的强度，生物膜附着和水质净化效果的影响。发现空隙率20%～30%，粗骨料粒径5～20mm的混凝土（28天强度7.5～23mpa）在实验装置中浸泡30天，t-p除去率达60%，t-n去除率达50％。[4]林正浩和水口裕之教授通过在生态混凝土中添加高炉矿渣和沸石粉方法，研究其对多孔混凝土强度和水质净化的影响，取得了较好的成果。[5]日本宫崎大学中泽隆雄博士等也通过室内实验装置对poc的水质净化效果进行了研究，表明poc对废水的toc、t-p、t-n的去除有明显的效果。[6]

我国在生态混凝土的研究在20世纪90年代后期才开始，与国外水平还存在较大的差距。清华大学、吉林水利科学研究所、吉林水土保持科学研究所对植生型多孔混凝土进行了一些研究。近年来，东南大学高建明教授、吕锡武教授和河海大学的吉伯海教授共同对生态混凝土进行了较为系统研究，取得一定的成果，并将其成功应用于镇江的江滨治理上。[7]同济大学陈志山副教授利用生态混凝土为材料设置了一套装置并研究其污水处理的效果。[3]除此之外，国内对其研究还是空白。

1.3 论文研究目的和内容

生态效应篇4

1、水生植物的生态效应

水生植物除了直接吸收、固定、分解污染物外，通常只是间接地参与污染物的分解，通过对土壤中细菌、真菌等微生物的调控来进行环境的修复，植物在水污染控制中生态效应主要表现在以下方面。

1.1物理作用

覆盖于湿地中的水生植物，使风速在近土壤或水体表面降低，有利于水体中悬浮物的沉积，降低了沉积物质再悬浮的风险，增加了水体与植物间的接触时间，同时还可以增强底质的稳定和降低水体的浊度。此外，植物的存在削弱了光线到达水体的强度，阻碍了植物覆盖下的水体中藻类的大量繁殖，尤其是在浮萍类植物的湿地系统中比较常见。植物的存在对基质具有一定的保护作用，在温带地区的冬季，当枯死的植物残体被雪覆盖后，植物则对基质起到很好的保护膜作用，可以防止基质在冬季冻结，以维持冬季湿地系统仍具有一定的净化能力。植物对基质的水力传导性能产生一定的 影响 ，植物的根在生长时对土壤具有干扰和疏松作用，当根死亡或腐烂后，会留下一些管型的大孔隙，在一定程度上增加了基质的水力传导性。淹没于水中的水生植物的茎和叶形成的生物膜，为大量的光合细菌、藻类和原生微生物等在植物组织上的生长提供了一定空间，埋藏于土壤中的根和根区也为微生物的活动提供了巨大的物理活动表面，植物根系也是重金属和某些有机物的沉积场所。因此，植物地上和地下的生物膜对于湿地中发生的所有微生物过程都具有重要作用。

1.2植物对污染物的吸收作用

植物的生长和繁殖离不开营养物质，水体中的相当部分的营养物被植物转化或保存在植物体内。对于不同生活型的水生植物，普遍认为漂浮植物吸收能力强于挺水植物，沉水植物最差。与木本植物相比草本植物对污水中的污染物则具有较高的去除率，如有芦苇的湿地对nh 4-n的去除率接近100%，而无芦苇时，仅为40%～75%.定期和持续地从湿地系统中收获成熟的植物，并能妥善处理收获的植物，是保证污水中的养分被有效去除和防止对水体造成二次污染的唯一途径。植物的对污水的净化作用是植物吸收和微生物综合作用的结果，植物的存在有利于硝化、反硝化细菌的生存。张鸿等研究表明，在种植水芹、凤眼莲的湿地中，硝化和反硝化细菌的数量均高于没有植物的湿地，水芹湿地的细菌数量多于凤眼莲湿地的细菌数量，但前者对氨氮的去除率却低于后者，说明人工湿地系统中对n的去除植物的吸收占主导地位。吴振斌等在进行的上、下行流的复合人工湿地系统的研究中，分别种植不同植物的湿地对cod、bod5、tn、tp的去除效果均好于没有种植植物的对照湿地。湿地植物直接吸收和利用可利用态p，起到去p的作用，并且植物的生长状况直接影响到植物的去除效果，植物的良好长势是对p去除的保证。

1.3植物根系释放

湿地系统具有明显的缺氧环境，湿地中氧的传播速率约为陆地环境氧的传播速率的万分之一。水生植物则具有适合在缺氧条件下生存的结构与特征，包括茎肥大，茎和根的中心具有较大的组织，茎中空，具浅根系等。植物的这种特殊结构，有利于氧在其体内的传输并能传递到根区，不仅满足了植物在缺氧环境的呼吸作用，而且还可以促进根区的氧化还原反应与好氧微生物的活动。将光合作用产生的氧传递到根区，在根区的还原态的介质中形成氧化的微环境，根区有氧区域与缺氧区域的共同存在为根区的好氧、兼氧和厌氧微生物提供了各自的小生境，使不同微生物都能发挥各自的作用。氧在植物根部的释放主要取决于植物内部氧的浓度、周围基质的需氧量以及植物根壁的渗透性。植物通过吸收而在根部释放氧是由其本身的结构所决定的，植物的结构阻止了其在径向的泄露，并努力使释放到根区的氧的损失减少到最小。氧的释放率一般在根的亚顶端区域最高，并随距离根尖的增大而降低。水生植物具有对流型通气组织，其根区和根部都具有较高的内部氧的浓度，这种对流型的气体的流动明显增加了可供氧根的长度，同时还可以通过氧化和脱毒减少根部一些潜在的有害物质。除了根系可以释放氧外，根系还可以释放其它物质。一些植物的根系分泌物能杀死污水中的细菌和病原微生物，湿地运行过程中对细菌的高去除率，验证了上述结论。一些植物释放的克生物质对其它植物的生长产生抑制或促进作用，表现植物间的相生相克作用。凤眼莲、水花生、水浮莲、宽叶香蒲等可以分泌出克藻物质，对水体中藻类的繁殖具有明显的克制作用。同样藻类也可以对高等水生植物产生克制作用，尤其是当藻类大量繁殖形成水华时，高等水生植物的生长率和叶绿素均呈下降趋势。

2、水生植物对水污染控制的 影响 因素

大量实践证明，水污染的控制与植物的类型、群落构成、覆盖度、水体透明度等因素相关。

2.1植物类型和群落构成

在提高植物处理效果 研究 方面，一个重要的研究 内容 是如何选择合适的植物种类和确定不同植物的组合。漂浮植物是人工湿地中常用的一类植物，就去除效果而言，凤眼莲的净化效果最好。挺水植物芦苇、香蒲的使用频率最高。很显然，不同的物种或同一物种在不同湿地环境中的净化效果都会有较大的差异性。作者在宜兴进行的以多种植物构成的人工湿地系统净化河水的试验结果表明，多种植物合理的搭配较单一植物具有较好的处理效果，混合种不仅使湿地的净化率提高，且净化效果更稳定，夏汉平的研究结果也证明了这一点，且混合种有可能解决no-3-n的净化 问题 。吴振斌、邱东茹等利用在武汉东湖建成的大型围隔生态系统，对水生植物特别是以沉水植物为主的水生植物群落对水质的改善作了定性、定量研究。试验结果表明，沉水植物可以显著改善水体的理化性质，在不同营养级水平上具有维持水体清洁和自身优势稳定状态的机制，水生植物有过量吸收营养物质的特性，可降低水体富营养化水平。水生生态系统逐步恢复，关键取决于其自身的自净能力和环境容量，而自净能力和环境容量又取决于稳定的和优化的水生植物群落的形成。沉水植物群落的是建立草海优化生态系统的基础，草海 历史 上长期以来，沉水植物就是湖泊中最主要的生产者。随着水体富营养化的加剧，沉水植物大量消亡，草海的水生植物群落的构成发生了很大的变化，漂浮植物凤眼莲成为草海的单优势群落，致密生长的凤眼莲使湖水复氧受阻，水体中溶解氧得不到补充。凤眼莲虽具有很强的吸收n、p的能力，但过度繁盛的凤眼莲腐烂造成的二次污染反而加重了水体的富营养化水平。

2.2植物的覆盖度、污水浓度

菹草对水体和底泥中的n、p、pb、zn、cu、as等有较强的吸收、富集作用。吸收能力的大小与其生物量和群体的覆盖度有关，当菹草的保持覆盖度为50%时，生物量最大，净化效率也达到最大。陈国强等研究了不同磷浓度对睡莲和菱叶片生理活性的影响，研究结果表明，随着磷营养盐水平的提高，叶内无机磷的含量也逐渐增加，而叶绿素则随磷含量的增加而降低。综合考虑磷对两种植物各指标的影响，认为菱的最适宜的浓度为0.1mmol/l，睡莲为0.5mmol/l，超过或低于该浓度，都会对其生理活性产生不利影响。该研究结果间接反映了不同植物对磷的吸收作用，为去磷植物的选择提供了 参考 。

2.3环境因子

影响水生植物去除率的因素有光照、水温、溶解氧、ph、营养盐和风浪等因素有关，不同生活型的水生植物对这些因素的敏感性不同。所有水生植物都有其适合生长的季节和适宜的温度，水体的透明度则成为沉水植物的限定因子。大量的研究结果表明，在水体的一定深度存在光补偿点和补偿深度，只有在光补偿（点）深度以上，沉水植物才能进行正常的光合作用和呼吸作用，植物才能生长。

生态效应篇5

生态效应设计与循证设计的内涵

生态效应设计也被称为“从摇篮到摇篮的设计”（cradle to cradle design），代表了一种可持续的设计方式。它通过设计及建筑运行管理以提升生态价值及保障人类健康，其目标已超越了追求效率的范畴。且在生产或服务过程中，充分考虑社会、经济和环境的利益，使三方面都有良好的发展，即“变废为宝”，循环利用资源，维护生态系统健康。

循证设计则强调医疗设施设计和建筑运行管理均基于已有的研究成果和设计经验，以此促进患者良好的康复。循证设计师应与客户一起，基于科学的研究成果做出决策。不同的案例有其独特的条件和要求，能完全适用于某一设计的成果非常少，因而建筑师应具体问题具体分析，并做出理性判断。

实践证明，依据循证理论设计的医疗设施可为患者创造安全及有益身心健康的环境，并鼓励家人参与陪护。它也能提高医护人员的效率，减低其工作压力。循证设计能在医护、经济、效率、满意度和文化等多方面提高医疗机构的水平。

虽然两种设计方法均基于量化的研究成果，但其侧重点有所不同。生态效应设计侧重于生态和室内环境质量；循证设计则侧重于医护人员和患者的健康。我们的研究从两种设计方法的差异出发，探讨其在建筑设计和运营中的关系及在医疗设施设计过程中将两者有效整合的途径。

在实践层面，两种设计理论均涵盖可持续性的内容，其目标也都涉及人类健康。很多好的循证设计案例都以提升患者医疗效果及维护医护人员健康为目的。同样，生态效应和可持续设计的目的也包括提高建筑在个人及地域层面对人类健康的正面影响。个人层面的例子如使用健康材料，地域层面的例子如通过使用可回收材料以减少对空气质量和气候的损害。两者的很多目标是互通并相互促进的。研究表明，窗户的使用对患者及医护人员心理有积极的影响作用，同时又可降低照明和制冷系统对能源的消耗。同样，使用感应式水龙头既是循证设计中控制感染的最佳手段，又可减低耗水量。

虽然有这些共通性，循证设计的最佳方案并不能完全符合生态效应设计的要求。例如，在循证设计中优先考虑的问题是病房面积要比传统病房大，以便为家属提供足够的留宿空间。它增进患者健康与满意度的同时，也增加了医院病房的尺寸，从而消耗更多的建筑材料和能量。

研究两种设计理论间关系的方法

我们通过调查问卷对运用两种方法的“最佳设计”医疗设施的管理者展开研究。研究的第一项任务是选出“最佳设计”的医疗设施。虽然通过专家来挑选这些设施较合常理，但选择哪些专家成为了一个难题。当两种设计方法都还在相对初级发展阶段的时候，我们无法判定谁是这方面的专家。另一个困难是调查问卷编写，我们没有现成的问卷可利用。

为了应对这些困难，我们采用了三种循序渐进的研究方法：小组讨论、“滚雪球”法和问卷调研。研究分为四个阶段——

阶段一：设计师小组讨论。参与讨论的人员由专门从事循证和生态效应设计的设计师组成。讨论的问题包括：（1）调研的主要问题；（2）代表两种设计方法的最佳实例。小组讨论在美国西海岸一家专门从事绿色设计及循证设计的建筑师事务所进行了两次，每次一个小时。参与者是事务所具有ebd或eed经验的设计人员，共8人。主要围绕一系列事先拟好的问题展开讨论。

阶段二：“滚雪球”法挑选专家。我们在挑选ebd和eed专家时使用了“滚雪球”样本方法。此方法是非概率样本法，我们从已知的专家中随机选取初始对象，然后由他们推荐其他参与人员。最后我们所选定的专家都从属于ebd或eed的设计或研究机构。

阶段三：“最佳设计”设施问卷调研。基于设计师小组讨论的结果，我们取得了一份 “最佳设计”名单初稿。“最佳设计”均应用了一种或两种设计方法，且其效果优于其它同类型设施。研究人员在这份名单的基础上添加了一些近年来获取相关奖项的设施。最终的名单列表包括30个生态效应和30个循证设计案例。研究人员把这些案例以电子邮件的方式发给在阶段二挑选出来的专家。eed和ebd专家分别收到与己领域相关的设施列表。

阶段四：循证设计和生态效应设计问卷调研。在设计师小组讨论（即阶段一）的基础上，研究人员制订了一份含20个多项选择题目和3个开放式问题的问卷。在每份问卷的开头都对循证设计和生态效应设计做出明确的定义。所涉及的问题主要针对：（1）两种设计方法在设计过程中的作用；（ 2）在决策过程中对这两种方法是如何考虑的；（3）是否收集与设计相关的数据；（4）两种方法被认为是相互矛盾还是相互促进；（5）哪种ebd和eed的设计特征会共同存在于同一设施及它们对彼此的影响；（6）设计师在未来的设计中是否会改变他们的方法。问卷经由电子邮件寄至“最佳设计”设施的管理人员。有些ceo直接完成了问卷，有些问卷由ceo转给具有更强的专业知识的其他管理者回复。

研究结果

*设计师小组讨论结果

在问卷的题目中，设计师们认为以下问题较为关键：

在设计过程中两种方法的影响占多大比重？

在决策中两种方法的影响占多大比重？

你收集关于两种方法的研究数据吗？

在你运用生态效应所设计的建筑中，循证设计在多大程度上促进生态效应设计？

在你运用循证设计的建筑中，生态效应设计在多大程度上促进循证设计？

曾经有循证设计策略是因为有冲突所以你没有考虑使用在你的生态效应建筑中吗？

曾经有生态效应设计策略是因为有冲突所以你没有考虑使用在你的循证建筑中吗？

如果你要重建你的建筑，你会做出哪些改变？

循证设计的特定策略对生态效应设计有哪些影响？

生态效应设计的特定策略对循证设计有哪些影响？

*“滚雪球法”选出的专家

我们共挑选了26名生态效应设计专家及26名循证设计专家。这些专家来自国际知名医疗设计公司（11个循证设计，15个生态效应设计）、政府机关（0个循证设计，2个生态效应设计）、专业机构（3个循证设计，9个生态效应设计）和大学（12个循证设计，0个生态效应设计），遍布全美各地区。

*“最佳设计”设施调查问卷

我们共选出30个最佳循证设计及30个最佳生态效应设计项目。这些设施主要是医院。在52名专家中，16名循证设计专家和16名绿色设计专家做出了回复，回复率为62%。在每个类别得分排前30%的设施，即9个循证设计和9个生态效应设计被纳入问卷调查。在循证设计建筑中，每个设计都有至少6个投票；生态效应设计建筑中，每个设计都有至少3个投票。循证设计中平均得票数为3.43，总票数103；生态效应设计的平均得票数为2.72 ，总票数为79（见图1）。被选中的循证设计设施建于1989 年到2008年间；生态效应建筑则都建于2003年到 2007年之间。

虽然“最佳设计”医疗设施评选的目的只是遴选符合条件的研究对象，但有些现象值得进一步探讨。在评选中，生态效应设计专家之间相较循证设计专家有更多的不同看法。而且，虽然每个参与者都可以提名10个建筑，即16人应投160票，他们实际上只投了79票，少于50%，也就是说，他们平均选出的设计少于5个，而循证设计专家却投出了103票，见图1。

*循证设计和生态效应设计问卷调研

相互促进和相互矛盾。当问卷中问及在设计过程中是否有循证设计或生态效应设计原则由于两者间可能的矛盾而被忽视时，大部分回答是否定的。大约80%的循证设施管理者表明他们没有因为循证设计而忽视生态效应设计；大约75%的生态效应设施管理者表明他们没有因为生态效应设计而忽视循证设计。

生态效应设施的管理者在调研中被问及循证设计对绿色设计的影响；相应的，循证设施管理者被问到生态效应设计对循证设计的影响。他们之中50%认为两者互相促进，10%认为两者互相矛盾。大于25%的循证设施管理者认为两者无关联，略超10%的生态效应设施的管理者认为两者无关联。

此研究表明，至少3/4的医疗设施管理者确认他们在应用一种设计方法的同时并没有忽视另一种方法，并且只有10%认为两种方法之间存在冲突。这些结果表明两者是可相互协调的，见图2。

决策和设计过程。循证设施的管理者被问到两种设计方法在设施管理决策中所占的比重，80%指出其设计考虑了循证设计，但只有65%考虑了生态效应设计。在最佳生态效应设计的设施中，90%的设计在较大程度上考虑了生态效应设计，100%考虑了循证设计。当问及两种方法在设计过程中的比重时，在最佳循证设计设施中90%的管理者认为循证设计占有较大比重，而少于40%认为生态效应设计所占比重较大。这说明了循证设计已广泛地融入到设计过程中。另外，也说明了一些绿色医疗设施认为其自身也属于循证设计的一种模式。生态效应设计只在65%循证设计建筑和90%绿色建筑中被认为扮演较为重要的角色。然而明显地，在研究所选取的设施中，绿色建筑比循证设计建筑更多地综合运用了两种方法。

关于两种设计过程，大约90%的管理者认为循证建筑设计在同类型建筑中扮演重要或较重要的角色。大约75%的绿色设施的管理者认为生态效应设计扮演主要角色。研究结果表明，管理者要么重视绿色设计要么对其完全忽视。对这种现象可能的解释是：设计团队有可能采用了生态效应设计方法但没有告知管理层，或是绿色设计只是为达到其它设计目标的一个副产品，也或者是管理者过于注重医务而忽略了设施管理，见图3。

设计问题。问卷也询问了设施的管理者在医疗建筑的项目中，循证设计在多大程度上影响了可持续方法的应用。除了“医护人员支持性环境设计”和“声音及灯光适合度”两个方面，管理者们认为循证原则可促进生态效应设计的实施或基本对其不产生负面影响。至于生态效应设计对循证原则的实施，他们认为“可持续景观及雨水处理设计”、“提高用水效率措施”、“雨水及中水利用”和“以机械通风提高室内空气质量设计”等方面会对循证设计造成影响。另外，生态效应设计对循证设计在 “室内空间与自然的连接”、“健康建筑材料的使用”和“工作人员及患者区域的自然采光及景观” 等方面起促进作用，见图4。

研究结论

在绝大多数情况下，医疗设施管理者认为循证设计及绿色设计是可相互促进的。另外，大多数设施在使用了一种设计方法的同时也考虑了另一种方法。相较于绿色设计，循证设计方法在医疗设计中的应用有着更长的历史。循证设计在业界因长期存在而深入人心。虽然生态效应设计的原则与循证设计并无重大冲突，但它们在某些具体策略上互有矛盾之处。