充分利用生态系统调节能力，环境学导论

1. 生态系统的调节能力

前面在论述生态系统的基本性质及特征时，曾经讲到生态系统具有不同水平的、比较复杂的调节能力。这就是指当生态系统的生产者、消费者和分解者在不断进行能量流动和物质循环过程中，受到自然因素或人类活动的影响时，系统具有保持其自身相对稳定的能力。也就是说：当系统内一部分出现了问题或发生机能异常时，能够通过其余部分的调节而得到解决或恢复正常。结构复杂的生态系统能比较容易地保持稳定；结构简单的生态系统，其内部的这种调节能力就较差。

在环境污染的防治中，这种调节能力又称为生态系统的自净能力。被污染的生态系统依靠其本身的自净能力，可以恢复原状。我们应该尽量有目的地、广泛地利用这种自净能力来防治环境的污染。

2. 生态系统自净能力的应用实例

关于生态系统自净能力在环境保护中的应用，在国内外都已开展了大量的工作，并取得了很好的成绩；例如水体自净、植树造林、土地处理系统等，都已收到明显的经济效益和环境效益。关于水体自净的应用，将在“水体污染及其控制”一章中介绍。植树造林、保护环境，将在“近代的城市环境”一章中讨论。这里着重介绍土地处理系统的应用情况。

（1）什么叫土地处理系统

一般土壤及其中微生物和植物根系对污染物的综合净化能力，可以利用来处理城市污水和一些工业废水；同时，普通污水或废水中的水分和肥分也可以利用来促进农作物、牧草或林木的生长并使其增加产量。凡能达到上述目的的工程设施，即称为土地处理系统。它由污水或废水的预处理设施、贮水湖、灌溉系统、地下排水系统等组成（见图3—1）。在该系统中，污水或一些废水经过一级处理或生物氧化塘、或二级处理后，进入沉淀塘和贮存湖，再根据具体的需要和土地系统的特性（结构与功能），采用地表漫流、灌溉或渗滤等等方式排入土地系统，进行最终的处理。此法可代替污水或一些废水的二级或三级处理，而克服正规的污水二级处理或深度处理（即三级处理）工程基本建设和维修运行费用很高的缺点；因此，很容易推广应用。特别是在处理中、小城市的污水时，更能显出其优越性。

图3—1 污水土地系统处现示意图

（2）土地处理系统的净化机制

进入土地处理系统的污染物质，是依靠土地系统的调节能力进行净化的。不同的污染物质，在土地系统中的净化机理或过程各有差异，但概括起来，主要是通过下述作用去除污染物的：

① 植物根系的吸收、转化、降解与合成等作用；(www.xing528.com)

② 土地中真菌、细菌等微生物还原的降解、转化及生物固定化等作用；

③ 土壤中有机和无机胶体的物理化学吸附、络合和沉淀等作用；

④ 土壤的离子交换作用；

⑤ 土壤的机械截留过滤作用；

⑥ 土壤的气体扩散或蒸发作用；

例如：当氧气充足时，土壤中需氧微生物活跃；在其氧化降解过程中，能捕食病原菌和病毒。一般在地表一厘米厚的土壤层中，所去除病原菌和病毒达92～97％；而当污水经过1米至几米厚的七壤过滤后，则可除去全部的病菌与病毒。污水中的BOD大部分可在10～15厘米厚的表层土中去除；而磷在0.3～0.6米厚的上层土壤中几乎可以被全部除去。关于土壤的净化作用详见第十七章，这里不再赘述。

（3）土地处理系统的净化效果

设计和运行良好的土地处理系统，就不同的处理方式，对污染物的去除效率估计值见表3—1。

表3—1 土地处理系统的去除效率估计值（％）

这里的去除效率取决于施用负荷，土壤、作物、气候、设计目的和运行条件等许多因素。但是，只要进入土地系统的污染物质的数量及种类，不超出该上地系统所能忍受的限度，则该系统的自调节能力，就可完全将污染物质除去，使系统恢复原状而达到保护环境的目的。