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Abstract: soil and water conservation and ecological restoration is to make full use of the forces of nature, play the ability to repair itself ecological system, speed up the restoration of vegetation, promote the effective way to control soil erosion, but also in the new period of soil and water conservation is the inevitable trend of development. Starting from the ecological crisis faced by our country, clarifies the necessity of ecological restoration in the ecological construction of soil and water conservation, and puts forward some suggestions for ecological restoration, hoping to researchers in this area and provide some reference.
Keywords: soil and water loss in ecological restoration of natural harmony
中圖分類號:S157 文獻標識碼:A文章編號:
1 前言
生態環境退化是指由于人類對自然資源過度和不合理利用而造成的生態系統結構破壞、功能衰退、生物多樣性減少、生物生產力下降以及土地生產潛力衰退、土地資源喪失等一系列生態環境惡化現象。近年來,我國龐大的人口數量使環境不堪重負,過度的開發利用帶來了水土資源的流失及生態系統的退化,繼而惡化了生態環境,導致自然災害的不斷發生,對人民群眾的生產生活造成巨大損失。
在我國,每年的土壤流失量與土流失面積非常巨大,遠遠大于世界上平均水平,而且土壤流失量遠高于土壤容許流失量。近年來,在全球水土流失繼續向惡化方向發展的背景下,我國政府高度重視水土流失治理,現已取得了一定的成效,水土流失總體上在減輕,強度在下降,水土流失在一定程度上得到遏制。但是部分地區水土流失仍很嚴重,總的水土流失格局也沒有改變,甚至部分地區由于經濟發展等原因導致水土流失面積和強度進一步惡化,因此水土流失已經成為不得不積極采取措施來遏制的生態問題。
2 實施生態修復的合理性
從某種意義上來說生態修復是一個相對宏觀的概念,它是在以人工措施輔助的條件下應用生態系統自我組織和自我調節能力來對被破壞的生態系統進行修復或者加速已被破壞生態系統的恢復的一種理念,輔以人工是為了加快生態系統恢復的步伐。科學研究表明,自然植被有著自身演替規律可以自己完成自身的更新并具有強烈再生能力,可以自己恢復。這就要求我們實施生態修復遵循自然生態本身所具備的自然規律,靠其循環再生能力恢復植被,從而來治理水土流失,使其朝著人與自然和諧相處的方向發展。
我國幅員遼闊,水土流失面積巨大,情況復雜,在當前社會經濟狀態下,水土流失問題已刻不容緩。研究表明完全依靠傳統的水土保持措施很難有效控制水土流失,而且傳統的水土保持措施存在很多弊端,已不能適應新時期生態環境建設的要求。近年來我國各地實行的封山育林、建立自然保護區、水土保持示范區等措施,已經驗證了生態修復在增加地表覆蓋、控制水土流失方面起到了的良好效果。有專家研究表明生態修復能夠提高土壤肥力和水保工程效益,如通過自我修復形成的林分單位面積活立木蓄積量比同齡人工林林分平均增加5立方米,質量也遠遠勝于人工林,而且森林土壤肥力及土壤涵養水分養分的能力會大大提高。因此在水土保持措施采取生態修復,可用較少的投入得到較大的成績,在較短的時間內恢復植被,較好的減少或控制水土流失。
3 實施生態修復的具體應用措施
3.1加強生態修復宣傳,提高群眾的生態意識
長期以來,我國廣大人民群眾對人與自然和諧相處的理念缺乏足夠理解與認識,所以我們要加強宣傳教育,讓群眾逐漸了解生態修復這種措施,接受生態修復的觀念,使群眾在水土保持生態修復上不斷提高認識,認識到生態修復是一項讓土地休養生息的好辦法,是實現持續發展的正確選擇,逐步提高農民投資的積極性,為做好新時期水土保持生態修復工作而努力。
3.2加大生態修復技術的研究與創新的力度
生態修復應在技術上科學、經濟上可行,這就需加強生態修復技術的研究,不斷的創新生態修復的技術方法,豐富生態修復的理論,提高生態修復的科技含量。要開展多方面關于生態修復專題的研究,通過研究不同地區水土流失類型及導致生態環境退化的原因來總結水土流失的具體情況,然后創建屬于我國生態修復工程的具體可行的科學體系,從各方面研究的結果豐富我國生態系統恢復的理論基礎。
3.3生態修復需因地制宜,同時制定人工輔助
生態自我修復主要是依靠大自然自身的力量來實現的。實施生態修復必須具備一定的自然基礎條件,但并非所有的地區都適宜一樣的方法,不同水土流失地區生態修復的潛力、時間不同,大多數植物生長的狀況也不一樣,因此必須因地制宜。當然,實施生態修復僅僅靠自然基礎并不夠,因為單單依靠自然的力量是難以恢復植被原有原生態面貌的,還必須依靠制定各種人工措施,以提高生態修復的效果。因此在生態修復過程中,我們除了要因地制宜的進行生態修復,還要正確對待生態自我修復與人工治理的關系,既要讓生態環境在良好的環境自己主動的恢復,又要添加必要的人工輔助,兩者合二為一,以達到最好的效果。
3.4調整農業產業結構
生態自我修復是林業生產和農業生產的兩場革命,修復中我們首先要從思想出發改變人民群眾長期以來廣種薄收、粗放經營的傳統習慣,向精耕細作、集約經營方向轉變,實施各方面的綜合治理。在發展生態修復時,我們要調整農業生產結構,調整農業結構還是要以解決群眾當前的經濟收益問題為重點,保證群眾基本收入和穩定的生活條件,無論如何調整都不能減少農民的收入,不能為此降低農民的生活水平。因此我們要實施具體的措施發展農業和林業時,比如在發展林業時,如果我們需要封山,就需要在山腳下,比較低的地方來發展農業,種一些有經濟效益的果樹,合理調節農業生產結構。
【關鍵詞】開發建設項目;水土保持;生態修復
隨著我們國家近年來社會經濟的快速發展,城市化進程的加快,越來越多的開發建設項目應運而生,由此引起的水土流失引起的生態環境的破壞和惡化問題變得越來越突出,治理開發建設項目水土流失已成為我們國家當前的重要任務之一。
隨著經濟和技術的發展,傳統的水土流失治理措施已逐漸不能適應當前社會經濟和生態環境建設的要求,而水土保持生態修復措施則越來越多的被推廣到水土流失治理中。近年來各地實行的封山育林、建立自然保護區、水土保持示范區等也證明了水土保持生態修復措施不僅治理水土流失效果良好,而且能有效增加地表植被覆蓋,修復被破壞的生態環境[ ]。
由于開發建設項目相較于其他情況造成的水土流失有較大的區別,另外水土保持生態修復措施較傳統的水土保持措施也有不同的適用條件,因此水土保持生態修復措施卻很少被應用到開發建設項目水土流失治理當中。本文根據開發建設項目水土流失的特點和水土保持生態修復措施的適用條件,淺要分析水土保持生態修復措施在開發建設項目水土流失治理中的應用。
1.開發建設項目水土流失特點
開發建設項目水土流失就是開發建設項目通過對項目區地表和地下組成物質的干擾,而導致的建設項目區域內水土資源的破壞[ ]。開發建設項目水土流失既有自然水土流失的特性,也有其自身的特點,如:a造成開發建設項目水土流失既有自然因素的影響,也有人為因素的影響,在相同自然條件下,越不合理的人類活動造成的水土流失越嚴重;b開發建設項目水土流失區域較為固定,一般為項目建設區及其影響范圍;c開發建設項目水土流失具有不均衡性和突發性,往往在短期內造成大量水土流失(例如施工期);d開發建設項目水土流失的對象不僅包含自然土,也包含各種人工土(例如棄渣);e開發建設項目水土流失對水土資源的破壞范圍更廣,影響程度更深,影響力更大;f開發建設項目水土流失的形式往往表現為巖石、土壤、固體廢棄物的混合流失。
2.水土保持生態修復的定義
水土保持生態修復定義是:在水土流失區,通過一定的人工輔助措施,促使自然界本身固有的再生能力得以最大限度地發揮,促進植被的持續生長和演替,保護和改善受損生態系統的功能,加快水土流失防治的步伐,建立和維系與自然條件相適應、經濟社會可持續發展相協調并良性發展的生態系統。
水土保持生態修復措施是水土保持措施的一種,其首要任務是治理水土流失,其次才是對生態環境進行修復。
3.開發建設項目水土保持生態修復的特點
3.1對自然條件有一定的要求
理論上來說,只要不是寸草不生的地方,就可以采取水土保持生態修復措施[ ]。但如果想要取得良好水土流失防治效果和生態修復效果,則需要為植被生長提供一定的水土條件,自然環境一般需要滿足:年降雨量不小于300mm;土層厚度不小于10cm;區域內無嚴重的地質災害,如泥石流、滑坡等。
3.2對適宜時期上有一定的要求
水土保持生態修復主要是依靠植被生長、生態恢復治理水土流失。植被生長和生態恢復是一個漫長的過程,由自然條件的不同,短則幾年,長則十幾年甚至幾十上百年。
開發建設項目的施工期相對于生態修復周期一般較短,且施工期會持續不斷的對地表進行擾動和破壞。因此,在施工期一般不適宜采用生態修復措施治理水土流失。在運行期由于主體建設工程已經完成,不會對地表進行持續擾動和破壞,因此在可恢復植被的區域,原則上來說都可以采用水土保持生態修復。
3.3對適宜部位上有一定的要求
水土保持生態修復因其周期長、投資小的特點,主要針對永久性水土流失治理。開發建設項目建設區、臨時堆土(料)場、臨時開挖面等部位雖然水土流失量大,但水土流失時間短,因此不宜采用水土保持生態修復措施。在棄渣場、排矸場及料場等部位,工程完工過后,需要對其進行水土流失永久性治理,因而適宜采用水土保持生態修復措施。
3.4不宜單獨采用
水土保持生態修復只適宜中輕度的、水土流失潛在危險性較小的區域[ ]。開發建設項目對地表擾動和破壞較大,造成的水土流失都較為嚴重,水土流失造成的危害性都較大。因此,在開發建設項目水土流失治理中,應先通過綜合措施快速有效的控制水土流失后,再進行水土保持生態修復。例如,在棄渣場的水土流失治理中,適宜先修建擋渣墻、截水溝等工程措施,對水土流失進行有效控制后,再進行棄渣體的生態修復。
3.5初期應進行人工輔助
開發建設項目一般都徹底破壞了工程區的自然植被和生態環境。在對其進行水土保持生態修復的初期,為了加速被破壞的生態系統的恢復,必須輔助一些必要的人工措施。例如,在對棄渣場進行水土保持生態修復的初期,應先整平棄渣體表面,進行種植土回填,為植被生長提供良好的條件,還可進行撒播草籽等快速恢復棄渣表面的植被覆蓋。
3.6中后期應減少甚至撤除人為干擾
水土保持生態修復主要就是通過生態系統的自身修復機能,依靠大自然自身的力量來實現治理水土流失的。人為的過多干預,反而可能會給生態的恢復造成負面影響[ ]。生態修復的終極目標也是使生態環境恢復到最初的、未被破壞時的狀態。人類對于大自然的認知能力始終是有限的,因此在水土保持生態修復的中后期,水土流失已得到初步控制后,應逐步減少甚至撤除人為干擾,讓生態得到自我修復。
4.不同開發建設項目類型適宜生態修復的時段和部位
根據水土保持生態修復的適用條件,在假設自然條件都滿足生態修復的前提下,對主要的開發建設項目進行了分類[ ]。根據不同的開發建設項目水土流失特點,總結出適宜進行水土保持生態修復的時期和部位。
5.結語
水土保持生態修復是一項新興的水土保持措施,在治理水土流失的同時,有著巨大的社會效益和經濟效益。但周期長、適宜性條件不廣等特點,還是制約了水土保持生態修復的發展,特別是在開發建設項目水土流失治理中,沒有得到廣泛的推廣和應用。本文根據開發建設項目水土流失的特點,結合生態修復的特點,淺要分析了開發建設項目中水土保持生態修復的適宜時期和部位,以期望水土保持生態修復措施能得到廣泛的應用,愿我們的自然生態環境變得越來越美好。
參考文獻
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關鍵詞 生態修復技術;現代園林藝術;應用
中圖分類號 X171.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)14-0170-01
我國一直在研究有效解決環境資源以及水土流失問題的方法,生態修復技術實質上是一種結合實踐總結得出的有效方法。將生態修復技術應用在現代園林藝術中,可以找到其中存在的問題以并探索其原理規律,從而實現最佳的生態修復狀態。
1 生態修復技術概念
當前,我國管理園林的相關人員進行了自然的規劃以及設計,整個過程始終遵循基本的生態修復理念[1]。在構思以及規劃之后,就應用合理以及科學的生態修復技術進行設計,設計的主要內容包含以下方面:①在修復自然生態環境的同時,需要保障生態自然體系的和諧性以及穩定性;②在修復自然生態環境的過程中,需要保障生態自然體系擁有多樣化的自然物種,這樣可以維持均衡的生態體系;③需要更加合理化地規劃自然環境結構,合理地調配好存在于生態自然環境中的各種生物,可以很好地維持自然生態之前的風貌,防止發生環境衰退等問題。為了讓生態保持均衡狀態,恢復和諧的自然生態環境,就應該遵循相關的科學管理原則,樹立可持續發展的理念,更好地改善遭受破壞的生態環境,并且在恢復生態環境的基礎之上可以有效地發展以及提升自然環境。
2 生態修復技術在現代園林藝術中的應用
2.1 應用時遵循的原則
一方面,更加全面地看待生態環境問題,在規劃環境的過程中,不僅要對規劃的方法以及原理是否符合實際狀況進行考慮,還需要更加密切關注以及重視當前的設計項目,項目設計的理念需要和國家政府的理念保持一致,可以同步發展環境[2]。
另一方面,可以增加綠化的面積,將修復生態的水平提高。目前,全球氣溫正處于持續上升的狀態,這樣會促使整個水平面上升。但是植物借助光合作用能夠將空氣中的二氧化碳轉換為氧氣,因此增加綠化面積具有十分重要的作用,綠化面積的大小和生態修復的水平有緊密聯系。然而,由于我國近年來利用土地的面積越來越多,所以亟需找到有效方法擴增植被綠化的面積。與此同時,在規劃植物的過程中,管理人員可以借助空間優勢來完成這一目標,合理分布空間以及分配植物,增加綠化面積。
此外,針對不同環境狀況可以應用合理的措施,在修復生態環境時,設計者應該針對規劃的不同類型采取不同修復措施,例如:居民區、工業園區以及街道綠化等,在規劃設計街道的時候,不但需要考慮生態修復的效果,還需要考慮到城市的整體視覺效果,以此制訂更加合理的設計方案。在規劃設計工業園區時,需要針對環境污染等實際問題制定有效的解決措施。在規劃設計居民區時,就需要構建和諧氛圍以及減少環境污染。
2.2 具體的應用方法
在開展實施修復現代園林藝術之前,首先應該熟練掌握生態修復技術應用的特點,之后實施會更加符合實際要求以及更加合理,在現代園林藝術中有效應用生態修復技術的具體方法有以下幾個:①排水方面。當前很多綠化部分主要是借助排水設備以及地表排水發揮其主要的排水功能。在規劃排水設施的過程中,一般會種植大量植物,以緩解水流對地面的影響。在鋪設排水設施的時候,需要在適當的位置應用擋水工具或者種植鋪地植物,可以將水流速度減低以及更加有效地解決出現的不良問題。②水景護坡方面。實際操作過程中的方法就是在水景護坡中增加能夠靠邊岸的水面,借助護坡以及駁岸更好地保護坡面,護坡上一般選用各種性能的植物進行栽培,可以避免出現水流滲入等不良狀況。③設置道路方面。一般選用多種防護效果較好的植物混栽,這樣可以避免出現水土流失的情況[3],以更好地保護路面。
3 結語
綜上所述,在我國當前人口數量以及環境問題發生狀況增多的現狀下,解決人口增多與環境惡化的矛盾最有效的方法就是生態修復技術,運用該技術可以很好地對我國環境進行有效改善,促進我國生態環境以及資源的合理開發以及配置[4-7]。
4 參考文獻
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經濟功能
在安全得到初步保障后,城市河流的經濟功能逐漸引起重視,它是指水作為一種重要資源所發揮的功能,包括供水、交通運輸、農田灌溉和
水產養殖等作用。
景觀功能
河流景觀側重水景觀,以水為中心軸線向兩岸擴展,包括水域景觀、過度區域景觀以及岸上景觀等。現代城市河流是由若干人工設施和自然存在物共同組成的集合體,各種組成部分形成密不可分的系統關系,充分研究發揮這些系統組成部分之間的關系,并加以利用,可大大增強河流景觀建設的效果。
生態環境功能
生態環境功能主要指水維持自然生態過程于趨于生態環境條件的功能。一個完善的城市河流生態體系,應該具備改善水質及水體的自凈能力、調節局部水溫變化、維持水生態系統的平衡、保持生態多樣性等功能要求?,F代的城市河流修復不僅要考慮河流生存的需要,更要保障人類的基本生存安全,因此,如今河流整治工程必須兼顧安全、經濟、景觀與生態環境等多重功能,其中安全、經濟性是基礎,景觀、生態性是體現現代人追求“自然”、“親水”的基本要求。與河流的自然狀況,以及分析河流整治狀況與生態系統的相互影響;1989年,Pabst提出了河流的自然特性盡量要靠外界的自然力來恢復的理念,強調河道要有生態自然修復的功能;1991年,日本開始推行重視創造多樣化河流形態的“多自然型河流建設”。于此同時,國外也開展許多大型的生態修復工程實踐,如1987年,德國萊茵河流域管理委員會提出了重塑萊茵河的生態,使魷魚重新回到萊茵河的“萊茵河蛙魚2000計劃”,隨后萊茵河保護國際委員會(工CPR)又進一步制定了“萊茵河蛙魚2020計劃”;在密西西比河上,Juliann等[5〕在CapeGirardeau附近主河槽內對大型無脊椎動物進行了研究,John等對河上游魚類的時空分布進行了研究;1987年,為解決斯凱恩河(SkjernRiver)的水環境問題,丹麥通過了退耕2200公頃,恢復河流洪泛區地的決議,并于2002年基本完成修復工程。
國內外河流生態修復研究進展
1國外研究進展
人們對河流的生態環境修復的認知已經經歷了半個多世紀,在德國Seifert首先提出“親河川整治”概念后,EmstBittmann于1965年首先在萊茵河用蘆葦和柳樹進行生態護岸實驗,并取得了很好的效果;Schlueter認為河流近自然治理要在滿足人類對河流合理利用的前提下,保護或促進河流的生物多樣性;1980年,瑞士州河川保護建設局將生態護岸法發展為“多自然型河道生態修復技術”,對河流的治理重視恢復植被和建設自然護岸[3];1983年,Bidner提出河流整治首先要考慮河道的水力學特性、地貌學特點
2國內研究進展
國內開展河流生態修復的研究工作起步相對較晚,但發展非常迅速。有關生態河流治理理念方面,董哲仁首先提出了“生態水工學”的概念,指出改善河流生態系統、修復河流生態環境的工程措施及思路德孫宗鳳認為生態水利是我國新時期水利建設的必由之路,提出了如何把生態建設和水利工程建設有機地融為一體;孫東亞等在流域尺度的河流生態恢復研究中,指出我國現階段河流修復中的首要任務是遏制流域內引起生態系統退化的水污染。在河流生態工程實踐方面,尤其是河道生態護坡的工程應用上,我國在近二十年來做了許多嘗試,如工程中分別采用了植被護坡、格賓網石籠(蜂巢網箱)護坡、生態袋護坡、連鎖式鋪面磚護坡、土工格柵+固土種植基護坡、三維土工網墊護坡、混凝土植生塊護坡、綠色混凝土護坡、土壤固化劑護坡等。總結國內外的城市河流生態修復研究現狀可知,當前國內外展開的河流生態修復工作仍著眼于河流某一方面的功能,如國外在兼顧景觀的同時,更側重生態修復和重建等方面的工作,而國內則較多地考慮護岸措施生態化,對于生態修復理念與生態功能實現還有待進一步加強。
城市河流生態修復方法研究
由前述的河流功能劃分內容可知,生態功能與景觀功能己然成為現代城市河流建設的兩大重要評價指標。
1生態功能修復
河流生態系統中較為重要的物理組成包括河岸、淺灘、潛流帶和生物棲息地等,它們是河流生物生存及完成河流生態過程的基質,其穩定和健康發展對城市河流的生態系統具有重要作用。因此,河流生態功能的修復工程應具有相對完整性和系統性,需涵蓋河流的形態、水體水質、生物群落及棲息地等修復內容。
(1)河流形態修復
自然河流的橫斷面通常由三部分組成,分別為主河槽、洪泛區和高地邊緣過渡帶(見圖1)。
河流形態修復的主要目標是構建近自然型的多樣性河流形態,它是流域生態系統生態環境的核心,亦生物群落多樣性的基礎。對于河道形態多樣性的修復,高永勝等針對我國目前一些中小河流健康受損的實際情況,提出從縱、橫兩方面來提高河流形態多樣性的修復方法:在縱向上,修復河流蜿蜒性,在河床上創建深潭一淺灘序列;在橫向上,構建包括主河槽和洪泛區在內的多樣性斷面形態,并采用生態型岸坡防護結構,避免河流岸坡的硬質化。
(2)水質修復
水質的修復可分置換凈化水和河流水體內修復兩種方式,其中凈化水可通過城市污水集中處理、濕地修復工程等方式獲得;而水體內修復可采用能夠增強河流凈化能力的相關技術實現,如曝氣、引水稀釋、添加試劑、生物操控、恢復水生植被、水體內生物強化等;另外還可以通過底泥疏浚、底泥污染物控制等方式實現河流水質的凈化效果。
(3)生物群落恢復及棲息地修復
河流生態系統的生物群落恢復包括水生植物恢復、底棲動物、浮游生物、魚類等。在河流的形態及水體水質得到改善后,河流生物群落的恢復就變得相對容易,可通過自然恢復或進行簡單的人工強化,必要時采用人工重建措施。另外,恢復河流的生物群落還需要對生物棲息地進行改善,如營造適合生物生存的河流環境和形態,如多樣化的流速、彎曲且深淺不一的河道、合適的水深、溫度和生態狀況。
2景觀功能修復
河流由于其自身的特點,河流景觀與一般意義上的園林景觀、地理景觀不盡相同。河流的景觀側重水景觀,以水位中心軸線想兩岸擴展,包括水域景觀、過渡域景觀及岸上景觀等。,圖2為河道景觀構成示意圖,可見,現代城市河流是由若干人工設施和自然存在物組成的組合體,而研究這些組成部分之間的關系,并在具體的景觀設計中予以應用,則可以大大增強河流景觀建設的效果。在城市河流景觀建設時,要根據河流所處的位置,結合城市規劃,遵循格局連續性、自然和人文相結合、共享性、整體性、可持續性等原則,確定合理的景觀布局。具體構建思路為「17〕:(l)查閱分析河流修復前后在城市發展過程中所扮演的角色,準確地定位城市河流功能;(2)在滿足城市未來發展需求的基礎上,確定景觀設計的主題和亮點;(3)綜合考慮河流的功能多樣性要求,對河流進行合理的形態規劃;(4)完善運行管理措施,以保證景觀的可持續性。
關鍵詞地震災區;綿遠河源頭流域;生態修復;基本原則;措施
5·12汶川特大地震使綿遠河流域遭受了巨大的破壞,尤其是綿竹市境內的漢旺鎮至九頂山的綿遠河源頭流域段災難空前。不僅當地基礎設施、住房和設備等損失慘重,而且林地和森林植被也損失嚴重。地震后,由于巖石大面積松動,土壤層與巖石部分脫離,造成大面積的山體滑坡;加上災后泥石流、堰塞湖、洪水等次生災害,使植被失去了附著的基礎,很多林地變成了不毛之地[1-2]。修復綿遠河源頭流域生態系統事關長江上游生態屏障的建設,是極重災區綿竹市最重要、最困難的工程之一。
1地震造成的危害
一是道路、水、電和房屋等設施被徹底損毀,不僅嚴重影響到當地居民生產、生活和社會、經濟的發展,而且也制約了生態修復的進程。二是生物多樣性遭到破壞。地震和滑坡、泥石流等次生災害損毀大量植被,從漢旺鎮入山口至九頂山源頭,沿河兩岸滿目瘡痍,到處都是裸露的巖石和禿嶺。植被的破壞也影響到了該區域野生動物的生存環境,大量野生動物無法在被破壞后的環境中生存。而垮塌的山體掩埋了河道,造成原有水生物的消失。這些都對區域內生物多樣性造成極大的破壞。三是水土流失和地質災害在短期內增多。由于山體崩塌、松散,沒有植物附著在上面,雨水直接沖刷地面造成水土大量流失。在遇洪雨季節隨時出現泥石流、山體滑坡等次生地質災害。四是生態景觀發生變化,旅游資源面臨重組。由于地震影響,旅游景區、景點、景觀都不同程度地發生了變化,有的景觀不復存在。同時,又產生了許多新的景觀,如地震產生的一些堰塞湖、奇異的地形地貌,都是一些寶貴的旅游資源。使震后的旅游資源與震前將有很大的不同,面臨著重組。
2生態修復基本原則
在修復工作中,應該多角度與多層次相結合、宏觀性與微觀性相結合、開放性與系統性相結合、階段性治理與長期性維護相結合[3-4],在當地政府及相關部門的領導與組織下,集合相關專業單位和人員組織實施。生態修復應遵循如下原則:一是生態優先原則。該區域的特殊性決定了生態修復必須把生態效益放在首位。不管無人區還是有人區,人跡罕至區還是人為活動頻繁的區域,在制定生態修復規劃、方案、措施時都必須生態效益優先,在執行過程一以貫之。二是整體性原則。把流域的生態修復、保護和整個流域的利用、補償作為一個整體考慮,建立長效機制,從政策、項目資金和制度上保障生態修復取得實效。三是重點性原則。修復重點是在源頭、河流兩岸、公路沿線、城鎮周邊、農業生產集中地、旅游景點周邊。注意防范工礦業、農村聚居地和流域內的水質污染,逐步恢復水生物種類,達到流域水質良好、生態恢復、景觀優美等重點目標。四是多樣性原則。應用技術的多樣性,倡導以生物措施為主,工程措施為輔,以工程措施支持生物措施的綜合技術應用,達到低成本創造高效益的最佳產出目標;應用物種多樣性,應以本地物種為主,引進適生品種,豐富植物種類;在生物保護和開發利用上做好文章,尤其是生物保護與生態旅游開發相結合,實現功能互補。
3生態修復需考慮的主要因素
一是功能因素。該區域由鄉鎮及工礦企業、農村及農業、自然生態系統3個系統構成一個自然與經濟社會相復合的生態系統,因此應在功能分區的基礎上因地制宜進行規劃,并落實相應修復措施,兼顧流域生產、生活、旅游、生物繁衍等,使人類與自然活動所依賴的基本環境得以保存,在實現生態效益最大化的前提下,兼顧社會和經濟效益。二是海拔和立地條件。針對不同的海拔、立地條件應采取相應的修復措施,應根據實際情況來確定,宜自然修復則自然修復,宜封山育林則封山育林,宜人工栽植則人工栽植。對必須采取工程措施穩定植被基質的地塊,就應科學落實相應的工程措施,確保生態修復成效。對于需采取撒(點)播或人工植苗進行生態修復的,必須選擇適應修復地塊海拔、立地條件的物種,做到適地適樹。三是植物的配置。植物的遴選配置要進行充分研究和論證,即使通過試驗確定了一些先鋒植物品種,也必須考慮植物群落的種類、結構對環境的響應與作用以及植物群落種間相互關系。對于鄉鎮、工礦企業、居民聚居區選擇植物既要考慮綠化又要考慮美化;農村選擇植物可適當考慮經濟類林木,使生態效益與經濟效益并重;景區選擇植物在生態效益優先的前提下,需考慮景觀類植物的搭配,做到生態良好、環境優美。
4生態修復的難點問題
一是生態系統類型的多樣性。從漢旺鎮入山口至九頂山受災區域復雜多樣的氣候、地形、地貌以及4 000 m以上的高差,形成了高山生態系統、盆周山地生態系統、陸生生態系統、水生生態系統等豐富的生態系統類型。二是地質與土壤的復雜性。該區域處于四川盆地向青藏高原的過渡區域,地質構造屬龍門山褶皺地帶,地處龍門山斷裂帶,山地由西北向東南逐漸下降,依次形成高山、中山、低山。因受強烈褶皺、斷裂和地震影響,山體破碎,奇峰突起,巖斷峽險,溝狹谷窄,在長期的氣候、地貌、植被、成土母質等自然條件和社會生產活動因素綜合影響下,形成了多種多樣的土壤類型,垂直分布明顯。海拔1 600 m以下為山地黃壤,海拔1 600~2 300 m為山地腐殖質黃壤,海拔2 300~2 850 m為山地棕壤,海拔2 600~3 500 m為山地區黃棕壤,海拔3 300~3 500 m為亞高山草甸土(陽坡),海拔3 500~4 000 m為高山草甸土,海拔4 000 m以上分布高山流石灘荒漠土。三是受損林地適宜物種的稀少性。由于地震受損林地山體破碎、土壤流失、巖石裸露,大多數受損地塊立地條件非常差,在這樣的地方能生長的物種較少。四是生態功能需求的多樣性。在這一區域生態修復的主要任務是保持水土、涵養水源,“綠”是主要目標,最大限度地發揮生態效益是主要目的。與此同時,還要考慮經濟社會發展對生態功能的需要,如旅游對生態景觀的需要,未遷徒的當地農民增收對林種、樹種的需求。
5生態修復的主要措施
一是按適地適措施、適物種的原理進行植被修復。由于地震損毀的林地多處于陡坡地段,且立地條件差,因此總體以自然修復為主、人工修復為輔。海拔2 800 m以上地段、海拔2 800 m以下坡度大于45°的地段和較大面積巖石裸露地段宜采用自然修復;海拔2 800 m以下,坡度大于35°、小于45°的地段可撒播和點播,進行封山育林,讓其自然修復,立地條件較好的地段可人工植苗;海拔2 800 m以下、坡度35°以下地段和公路沿線盡量以人工植苗為主。二是先鋒植物種類遴選與配置。在地震損毀立地條件差的地塊應選擇先鋒植物,要選擇適生、對周圍環境無害、有一定經濟價值的種類,如刺槐、槭樹、沙棘等。同時,對先鋒植物的配置要以鄉土植物為主。三是土壤基質鞏固。對于人為活動頻繁、容易造成水土流失的地段需采取工程措施鞏固土壤基質,如挖截流溝、砌擋土墻等。四是生態修復技術措施。對于封山育林的地段應劃定封山育林區,禁止人畜進入,加強巡護和宣傳。對撒(點)播地塊應考慮不同種類種子混播。對人工植苗造林地塊,在整地前首先清理林地,清除落石和倒木,整地采用穴狀整地,在穴內植苗;栽植喬木樹一般要求苗高1.5~2.0 m,針葉樹一般要求苗高0.6~1.0 m,灌木苗木則視具體情況而定,栽植苗木符合壯苗要求,提倡使用ABT生根粉浸苗處理。在土層較薄的地方,栽苗后應選用苔蘚、死地被物、枯枝落葉或石片覆蓋穴面。
6參考文獻
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戴方喜,許文年,陳芳清.對三峽水庫消落區生態系統與其生態修復的思考[J].中國水土保持,2006(12):6-8.
關鍵詞:水電站;生態修復;生態環境;水利工程
1引言
水電能源一直被認為是可再生的、綠色環保的。但近年來,世界水電工程的發展與環境生態保護的關系日益產生矛盾。如今對于小水電建設項目是否“環境可承受,社會公眾可接受”日益成為相關各部門研究其能否大規模建設的關鍵問題。近年來,許多國外學者對小水電建設在對追求經濟利益的同時所引起的生態環境變化方面做了很多研究,提出了“建立與生態環境友好的小水電工程體系”,并指出“小水電科研必須廣泛涵蓋生態工程,并與環境結合”。目前,國內小水電站建設發展快速,小水電站周圍區域的生態、環境等方面出現的問題不容忽視。例如,本項目研究區域內一些水電站位于自然保護區核心區和緩沖區,嚴重破壞了生態環境,現在需要拆除,在拆除過程中出現的生態環境保護和生態修復問題;一些水電站的修建存在生態環境方面問題,現需全面整改,在整改過程中使用的方法措施對生態環境的保護和生態修復問題;一些水電站現需保留,在以后的運行過程中對生態環境的保護和生態修復問題。這些問題急需解決,否則將會對生態環境造成嚴重破壞。
2小水電站生態環境問題現狀
經過對研究區已建小水電站的實地調研,發現研究區小水電站大多是引水式梯級水電站。這些水電站生態環境問題復雜,如不及時進行生態修復會對生態環境造成危害。2.1不滿足生態流量要求。引水式水電站的建設,特別是梯級水電站首尾相連,致使整個河流存在較長的減水河段,導致河流下泄流量減少,河床,甚至導致河流斷流,不滿足水電站下游生態流量需求。如不及時進行生態修復,對下游水生生物的生存將會存在極大的影響。2.2存在安全隱患。經調研發現,研究區還存在一些年代久遠、運行管理存權存在爭執的水電站,這些水電站的運行存在安全隱患,危及水電站的正常運行及公共安全。如不及時進行安全管理,后期會對生態環境造成危害。2.3存在水環境污染或水生態破壞。經調研發現,研究區一些建設中的水電站,由于施工組織的不利,施工棄渣場處理不當、建筑垃圾堆放不合理等,存在嚴重的水環境污染或者水生態破壞。如不及時進行相關施工組織措施的修正,水電站建成后會對河流水生態環境造成危害。2.4對周邊生態環境存在嚴重破壞。水電站工程的施工,特別是引水式電站需修建相應的引水隧道,隧道的施工以及施工棄渣對周邊山體破壞嚴重,致使山體,植被消失,嚴重破壞了周邊生態環境;如果不及時進行生態修復會引發水土流失、泥石流等自然災害。
3小水電站生態修復的意義及作用
3.1小水電站生態修復的意義。本項目根據研究區小水電站現狀調查,分析研究區水電站的建設及運行對周邊生態環境的影響,研究影響生態環境的對象、影響的范圍等,提出相應的治理措施以減緩水電站建設對原始生態環境的破壞及影響的范圍;并建立相應的工程措施修復周邊生態環境;為后期小水電站建設中的生態修復問題提供一定理論依據。研究成果對于今后不同地區小水電站開發建設在生態修復方面起到參考作用;從而可以減少和避免生態問題對小水電站建設運行帶來的不利影響;研究水電站生態修復,使小水電站建設達到水利防洪、發電灌溉、保護生態、改善水質、美化環境等多重功效,為發展我國的小水電站建設提供參考借鑒。3.2小水電站生態修復的作用。3.2.1減少自然災害。水電站的建設改變了原有的生態保護,在水電站周邊造成地表水土流失,促使泥石流等自然災害頻繁發生。對水電站周邊進行人工生態修復可以促使地表植被快速生長,以保持水土流失,減少自然災害的發生;在水電站上下游修建一定的生態修復工程,恢復河流的自然流態,可以有效地減少和避免自然災害的發生。由此可見,適時的對小水電站進行生態修復能減少自然災害的發生。3.2.2提高水電站經濟效益。小水電站的建好后,隨著水電站的運行,以及對水資源的重新分配和控制,水電站周邊水土流失以及自然災害接踵而來。這樣河流水資源就會持續減少,而應用生態修復后,就可以減少自然災害的發生,有效控制水土流失,提高需水量,不但會使水電站的使用壽命有所增加,也會大大提高水電站的經濟效益。
4生態理念水電站工程建設中的應用
由于水電站的開發建設對生態環境造成嚴重危害,所以應該在水電站開發設計時就引入生態理念,樹立環保意識,在傳統設計的基礎上加入生態設計理念,以達到在水電站開發建設運行工程中對環境的保護;在水電站施工過程中,樹立生態理念、環保意識,采用適當的措施減少水土流失,減少對生態的破壞;在水電站建成運行后要及時對周邊進行生態修復,使水電站工程可持續長久發展。4.1加強水電站工程邊坡防護設計。邊坡防護是水電站工程開發建設中最重要的一個環節,對整體建設質量具有直接影響。在傳統的邊坡防護設計過程中,主要是采用噴混凝土或者漿砌石護坡的方式,該方式能夠起到一定的邊坡防護效果,但不利于對植被的保護,會造成一定的生態破壞。因此,為了減少水土流失現象的發生,可在邊坡防護設計中采用噴混植被混凝土護坡方式,即達到邊坡的防護,又能有效促進植被生長,可有效地預防水土流失。此外,還可將邊坡防護與周邊的自然景觀結合,增加水電站工程生態景觀的觀賞性。4.2保持水電站工程周邊水土。水電站工程在施工過程中會對周邊區域產生較嚴重的生態破壞。特別是引水式小水電站,修建引水隧洞,施工區域較長,施工時間也較長,在施工過程中應及時對地表進行防護,避免雨水對地表的直接沖刷,造成不必要的水土流失。在施工結束后對永久占地地表及時進行生態修復,以恢復植被。對于施工臨時道路,應采取灑水等措施,以減少揚塵等風蝕危害。在施工場地的周邊,應修建臨時排水設施。以達到對水電站工程周邊的保護,減少生態破壞。4.3優化工程結構設計。在傳統的水電站擋水建筑物設計中,特別是對于小水電站過程,一般采用土石壩。但修建土石壩會對地表產生嚴重破壞,造成水土流失。所以,為了保護生態環境,在條件滿足設計要求時,優化工程結構。例如,水電站擋水建筑物設計可采用混凝土壩,或者橡膠壩,或者擋水閘門等,以此減少土石開挖,降低水土流失。再例如,在小水電站施工過程中采用鋼結構圍堰代替土石圍堰;引水式小水電站采用渡槽工程代替引水隧洞等。最大限度的對水電站工程進行結構優化,減少地表水土流失,保護生態環境,促進小水電站工程的可持續發展。4.4樹立環保意識。在小水電站工程開發建設的同時,應該從工程的開發建設到施工以及后期的運行,自始至終貫穿環保意識,以達到對水電站工程的生態環境保護,使得小水電站工程成為真正意義上的綠色環保,可持續發展的工程。首先,在小水電站工程的設計中加入生態環保理念,增加一定的水土保持生態設計,提高水土保持意識,可以有效地減少水電站修建對生態的破壞。其次,在水電站施工過程中樹立環保意識,對于施工地表要及時進行覆蓋,施工結束后要采取一定的措施及時進行修復,以達到水土保持的目的。再次,在水電站運行過程中,也要樹立環保意識,要在運行盈利的同時對周邊環境進行修復治理,最終恢復水電站建設之前的生態環境。
5已建水電站生態修復的措施
5.1退出類水電站。針對研究區退出類水電站,水工建筑物需拆除或者整改,以實現水電站所在流域的生態景觀恢復;清除河道淤塞,提高河道的泄洪能力。這些水工建筑物在拆除的時候會對生態環境造成不必要的二次破壞以及發生一些安全生產事故等安全隱患問題;針對這些問題提出相應的生態修復、環境保護施工措施,以避免造成新的生態環境破壞和安全隱患。5.2整改類水電站。針對研究區未拆除的水電站,但是需要對其進行生態修復,提出相應的工程設計及施工措施。對于研究區不滿足生態流量要求的水電站,需分析河流流量以及河流生態現狀,提出相應的改造措施,確保下游的生態流量以保障下游水生物的生存環境;對于研究區存在安全隱患的水電站,需對其現狀進行分析,提出相應的工程改造措施,使其能夠安全運行;對于研究區存在水環境污染或水生生態破壞的水電站,通過對水電站上下游污染水源的水質化驗分析及底質化驗,研究出相應的治理措施,使其水環境及水生態得到改善;對于研究區對周邊山體存在嚴重破壞的水電站,需設計相應的生態恢復治理方案,積極組織有關部門進行生態修復。5.3保留類水電站。針對研究區保留及整改完成的水電站,需要監督后期的生態流量問題。提出一些生態流量監管設施,確保生態流量下泄;以及下泄生態流量是否會導致水電站發電效益減少以及應對的措施等研究。
6結束語
綜上所述,小水電站生態環境問題嚴重。水電站生態環境如果不加以治理,將會使得河流流量不滿足生態流量,對水電站下游河流生物的生存環境造成影響;還會導致水電站周圍水土流失;還會導致水電站周邊生態環境嚴重破壞。由此可知,當前水電站建設對生態環境的影響較大,需要通過生態環境修復來降低水電站建設對生態環境的破壞,進而逐步實現水電站工程與生態環境的共存。針對研究區域小水電站工程的現狀,對于不同的工程采用不同的生態修復措施;研究水電站工程設計及施工組織等的優化措施;對水電站周邊環境生態修復加大投入,增加植被覆蓋率;并進行綜合恢復,重視土壤改良和植物配置;進而可進一步加強水土保持,促進我國水電站工程更好的發展。
參考文獻:
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關鍵詞:巢湖生態文明示范區、生態修復、治理策略
中圖分類號:F205文獻標識碼: A
0 引言
巢湖流域地形多樣、水系復雜,人口密度大、耕作強度高,湖泊污染面廣、量大。自國家開展“三河三湖”水污染治理工作以來,巢湖流域水污染防治取得了長足進展,但現狀水環境狀態依然不容樂觀。《2012中國環境狀況公報》數據顯示,巢湖富營養化程度居全國五大淡水湖泊第二,TN、TP等水質指標也已全部超過湖泊富營養化評價標準。
1 巢湖生態文明示范區生態修復面臨的核心問題
(1)半封閉水域
人工控湖之后,巢湖逐步演變為半封閉型湖泊,呈現出“水量交換減少、水體流動減弱、水位波動減緩”等人類干預下的湖泊水文特征,逐步誘發出環境容量縮小、環湖濕地消失、自凈能力下降等問題,加劇了水體、岸帶生態系統的退化。此外,歷史上大面積的圍湖造田、筑壩養殖等導致巢湖流域的濕地灘涂逐漸消失,使巢湖流域的陸域生態系統大幅退縮。
(2)污染重湖泊
經濟的快速發展帶來了大量的城鎮生活、工業生產和農業面源污染,在加強污水處理和提標改造的同時,隨著用水量增加,巢湖流域污水排放及入湖污染負荷持續增長;而入湖河流生態基流匱乏,以及環湖含磷地層的巖溶性磷流失嚴重,也增加了巢湖的污染負荷。
(3)發展中流域
根據安徽省社會經濟發展戰略,未來一段時間內,巢湖流域仍將處于工業化與城鎮化快速發展階段。此外,產業結構調整相對滯后,與減排剛性要求的矛盾依然突出,使得城市發展與生態保護矛盾與日俱增。
2 巢湖生態文明示范區生態修復的總體思路
(1)理順環湖發展建設與水污染防治的支撐并行關系
圍繞城、湖關系,確立巢湖生態文明示范區生態修復的總體思路。一方面,巢湖的保護、修復與治理是巢湖生態文明示范區(巢湖流域)的生態城市建設、流域新型城鎮化發展的核心;另一方面,生態城市建設和新型城鎮化發展是巢湖生態保護、修復與治理的根本保障。兩者是互為依托、互相支撐的整體,缺一不可。
(2)調控水質、水量與水生態,兼顧污染控制與內部調控
水量、水質是湖泊生態修復的基礎問題,構建和優化水生生態系統是湖泊治理的根本。作為半封閉淺型湖泊,通過恢復和調整江湖關系來實現水量安全進出、水位合理升降、水體經常流動,是巢湖水生態修復、水環境改善的基礎,也是水質恢復的重要條件。
(3)因地制宜選擇污染治理技術
巢湖流域山體磷背景值高、涉及區域廣,因而要實施全過程磷流失控制技術;巢湖屬閘控河道性湖泊,污染物在不同湖區之間遷移,水源地供水安全隨時受到威脅,因此要開展重污染入湖河流治理和水源地保障供水安全應急技術;主要污染入湖河流缺乏生態基流,因此要適時開展入湖河流多源補水的優化調度技術。
3 巢湖生態文明示范區生態修復策略研究
通過對巢湖生態文明示范區生態修復核心問題的解讀,確立了其開展生態修復的總體思路,并在此基礎上,提出了包括示范區生態修復與管控格局構建、產業轉型升級、截污減負與水質凈化、圈層生態保育修復、擴大湖泊環境容量等五個方面。
3.1 構建生態修復與管控格局
根據巢湖流域的自然屬性和社會屬性現狀,分析各區域的生態承載能力,劃定包括水源涵養、水資源調蓄、水質凈化、生物多樣性維持等功能在內的生態功能分區[1]。以水生態功能分區為依據,對生態要素最集中、生態敏感度最高的區域實施最嚴格的生態保護,禁止開發建設;對城湖過渡地帶的生態保護次區域設定準入條件,限制開發建設;對于保障城鎮健康發展的區域,滿足生態環保要求和排污標準,加強集約建設。層次遞進,分類管控,以此實現生態保育地區、新型農業地區和城鎮化發展區域的共生、共促。
3.2 推動產業轉型升級,緩解“城湖”矛盾
在用足、用活巢湖流域“山、嶺、湖、水、圩”等農業發展資源的同時,不斷推動農業產業結構調整,走農業規模化、產業化道路,從根源上控制農業面源污染[2]。推動循環經濟發展,建設低碳產業體系,嚴格資源節約和環保準入門檻,著力打造生態工業園區,全面降低工業點源污染。同時,發揮近湖區域的生態資源優勢,發展壯大特色旅游產業,打造環巢湖特色旅游目的地。通過轉變發展方式和調整產業結構,推動傳統產業轉型升級,促進現代服務業快速發展,實現污染物的結構減排,緩解經濟發展與資源利用、環境保護的矛盾。
3.3 截污減負與提高自凈能力相結合,降低污染負荷
首先是控制污染源,包括工業廢水、城鎮生活污水、農業面源以及底泥內源污染控制[3]。弱化與攔截入湖污染,加強對重污染河道的綜合治理,同時對河岸帶濕地展開重建與修復工作,以及對環湖富磷本地區域的生態修復;第二是增強水體自凈能力。以重污染河道的水體自凈能力提升為重點,通過多級人工濕地凈化、河口濕地重建、河道原位凈化等生態修復工程,削減入湖污染量;構建圩區緩沖帶和溝塘生態系統、恢復消落區生態功能,增強湖濱帶污染攔截功能。第三是科學清淤,減少內源釋放。據估算,巢湖淤積底泥總量約2.5億立方米,其中高磷底泥約0.5億立方米,釋放的氮磷貢獻量約占全湖總負荷的10%左右。選擇在主要入湖河口地區開展生態疏浚,一方面可削減底泥污染釋放,另一方面可促進生物多樣性和物種保護。
3.4 保育修復,恢復生態系統功能
首先是對水體生態系統的保育修復。在分析藍藻水華易堆積區水體流場與藻華生物量的時空分布的基礎上,通過物理攔截打撈、水下氣幕攔截等方式,加強對東西半湖藍藻水華的調控,同時,優化調控湖體物種生物結構,提高湖體水質凈化能力。第二是對濱湖岸帶的生態修復,通過構建由重點入湖河口凈化濕地、圩區濕地、固岸防浪濕地、農村河塘濕地等構成的梯級濕地體系,修復濱湖帶生態功能[4]。第三是對陸域地區的生態修復,提高陸域水源涵養能力,修復生態功能。包括加強山體生態修復,治理水土流失和抑制岸線崩塌,減少富磷本底、水土流失對巢湖水質的影響;提高森林覆蓋率,在入湖河流的源頭地區,強化水源涵養林建設;推進景觀生態林營造、建設防浪護堤林帶等內容。
3.5 調水引流,擴大湖泊環境容量
完善并擴大巢湖對江水循環通道,修復江湖關系,調控水位波動。以引江濟巢為標志的控湖工程體系,以實現水量的安全進出、水位的合理升降、水體的經常流動,為水生態修復、水環境改善和水資源利用創造工程條件。
4 結語
半封閉水域、污染重湖泊、發展中流域等問題是巢湖生態文明示范區開展生態修復工作所面臨的核心問題。本著“生態優先”原則,同時不回避巢湖所在的城市地區的發展建設需求,全面考慮水質、水量、水位、水生態等基本要素,全面預測流域生態、生活、生產需求,同步推進湖內調節與流域控制,是制定示范區生態修復策略的關鍵,本文正是圍繞這些基本思考,研究了巢湖生態文明示范區生態修復的基本策略,以期對巢湖及其他相似流域提供參考。
作者簡介:
吳亞偉,合肥市規劃設計研究院 高級工程師 國家注冊城市規劃師
王嵐,合肥市規劃設計研究院 城市規劃師
參考文獻:
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關鍵詞:水生態保護與修復;課件建設;難點;重點
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)16-0123-02
一、《水生態保護與修復》課件建設的背景和意義
《水生態保護及修復》課程的誕生和建設的原因是:1)嚴重的與水相關的生態環境問題阻礙了社會經濟的可持續發展。2)由于當前水問題是區域發展的一大問題。因此為了保持和發揮我國的生態系統的正常功能,實現可持續發展,以水為主線,從應用的角度進行現狀各種生態系統的保護并對退化的生態系統進行修復成為了必然[1];3)水生態保護與修復是《水污染防治行動計劃》的實施的有力途徑。《水生態保護與修復》課程是2009年開設的新課程,2012年有正式出版的教材。目前還沒有公開出版的課件。該課程是河海大學水文水資源學院以解決當前我國面臨的嚴重的生態破壞與環境污染問題尤其是水問題為目的,實現水生態文明而設立的一門專業主干課程,也是專業核心課程。課程內容具有實踐應用性。針對各種生態系統存在的生態環境問題提出生態保護與綜合修復的措施及方法,并與實例相結合。課程的內容會隨我國水生態保護與修復的進程而發生改變,需要及時更新和擴充。本課程定位為普通高等教育“十二五”規劃教材和全國水利行業規劃教材課程,適合于生態學、水文學、環境科學及其他相關學科的老師、學生及科研工作者。多媒體課件的建設可以讓使用者更便捷的自主學習。更重要的是,信息化時代,適應大學課堂教學時限性及提倡學生的自主性有機統一的特點、網絡課件建設的需要和以學生為中心的教學模式的推行,均決定了多媒體課件建設的必要性。課件的建設不僅可以讓河海大學的大學生受益,也可讓想學習該課程的其他高校的老師、學生及科研工作者受益。
二、《水生態保護與修復》課件建設的重點
1.確定課件內容遵循的原則?!端鷳B保護和修復》課件內容的出發點和落腳點是水生態文明和可持續發展。因此本課件內容遵循的原則是水生態文明和可持續發展。
2.典型案例素材的收集,突出課件的實用性和代表性。《水生態保護與修復》的突出特征是應用性和實踐性,學習此課件的目的就是會制定一個區域的生態保護與修復的方案。如何把一個區域的生態保護與修復的方案包含的內容(生態概況介紹、生態問題及其成因分析、生態退化程度的判定、生態保護與修復方法及生態保護與修復的具體實施步驟)和恰當的實例相結合,讓此課件的學習者可以模仿,可以成功地按自己學習的課件理論,為自己關心的區域制定一個完美的生態保護與修復方案,以解決當地由于人類活動所造成與水相關的生態破壞和環境污染問題得到扼制并使退化的生態系統逐漸修復。
3.制作精良的多媒體課件。收集相關文字、聲頻、視頻素材,充分利用來自Internet的信息資源,通過計算機多媒體(視頻、聲音、動畫)圖片、文字等來表述并構成課堂要件。在制作多媒體網絡課件中,既體現課本知識,如主要知識點、典型區域生態退化程度的判定、針對實際問題進行適宜保護及修復方案的制定等的講解與交互操練的設計,又駕馭于課本內容之上,突出背景知識的介紹、注重相關知識的鏈接,以增大學生的信息輸入量,擴大學生的知識面,盡可能地調動學生的學習興趣,幫助學生理解和解Q學習中的重點和難點,實現學生的自主化學習。
4.課件的后評估及完善。通過調查問卷,反饋學生對使用本課件的意見和建議,匯成研究報告,探索適合以學生和使用者為中心的教學模式的網絡課件建設的進一步完善的方法。
三、《水生態保護與修復》課件建設的難點
1.內容言簡意賅。言簡意賅是好的課件的特點。《水生態保護與修復》涉及的內容包括基本理論、生態系統的功能及退化的生態系統、生態系統退化程度的判定、生態保護、生態修復、流域生態修復及水生生態系統的修復。共7章36萬2千字的內容要在32學時內以課件形式展現,以水為主線突出應用性也需要言簡意賅。
2.案例及時更新?!端鷳B保護與修復》的研究對象是受到人類活動影響的自然生態系統,隨著人類社會經濟的發展,對自然生態系統的影響在不斷加深加大,如何在案例上體現這種影響。當前全國各大流域和省市都在開展水生態文明建設,進行水生態保護和修復,隨著時間的推移老問題會解決,新問題會產生,相關案例也會及時更新。例如南京市母親湖--玄武湖的主要生態問題是每年六月份左右出現的水體富營養化,已經受到重視,通過清淤疏浚、種植水生植物、放養濾食性魚類、水道改造、城市雨污分流、城市生活污水處理廠的正常運轉和城市綠化帶的建設等修復方案來得到改善,但是隨著人們生活水平的提高、生活節奏的加快、流動性的加大,寵物的放養概率加大,以及中國節日放生的習俗和人們對放生的誤解,水生寵物的放養將給玄武湖水生生態系統帶來了的另一潛在的生態問題――生物入侵問題,玄武湖生態系統生物入侵問題及其如何修復成為了需要更新的案例。
3.及時補充前沿知識。水生態保護與修復是新發展起來的學科,知識體系還不完善,好多問題還沒研究透徹,得隨著學科的發展不斷地補充新知識、新理論。比如:生態修復還沒有公認的統一的概念和分類體系;生物修復的分類體系還不健全;微生物從胞外環境中吸收攝取物質的方式--胞飲作用的機制還沒被公認。針對生態環境問題分類的生態修復研究僅限于水土保持生態修復和環境污染的生態修復;生態系統的生物入侵問題;工程生物在生態修復方面的應用及其風險問題等等,都是有待通過未來的研究來補充的內容。
4.把握全局突出重點。《水生態保護與修復》涵蓋內容很多,但課件要在整體框架下突出重點,讓學習者根據自己的目的及用途學習和掌握最需要的。而且目的人群不一樣,重點不一樣。對于河海水文水資源學院資源環境與城鄉規劃管理專業的學生而言,他們大多數生活在南方水多但水質差的地區,他們關鍵需要掌握的是水生生態系統的保護和修復,但也需要了解總體的思維過程,在課件中如何體現是一大難點。
論文中已討論了《水生態保護與修復》課件內容的難點和重點,但還有以下方面沒有提到:1)某一區域在進行生態修復之前如何設立生態示范區進行生態修復試驗,了解決定生態物修復技術效果的關鍵因素并評估生態修復技術的可行性和局限性。2)退化的生態系統的修復既是合理地采取可能的一切措施,短期內要達到顯著的修復成果是不容易的,因為生態系統對于修復的措施要進行消化,做出反應,得花時間,另外,大氣污染的干濕沉降帶來的非點源污染是無法短期內徹底消除的,只有每個國家、每個流域、每個地區、每個產業及每個人,都認識到生態環境保護的重要性,均采取節能、節材的生產方式,進行水土保持,不亂砍亂伐、不亂獵亂捕、不隨意排污,才有可能保持整個生態保護與修復的良性發展,最終達到生態修復的目的。因此,生態修復不是靠個人的努力,或靠某個專門部門,而是要靠全世界所有的人,所有的部門,同時為有一個健康良性發展的生態型地球而努力才行,因此說“水生態保護與修復不是一個人或一個部門或一個國家的挑戰,而是全世界共同的挑戰”。如何在本書中闡述和貫穿這種思想,是未來需要探討和補充的內容。3)當前是與國際接軌的時代,水污染等生態問題也不僅僅是中國有,關于水生態保護與修復不僅僅只是國內需要解決的問題,另外現在高校培養的學生將來不僅僅只在國內,完全有可能在國外就業,這也要求進行雙語化的教學,因此也要進行課件的雙語化建設。
關鍵詞:水環境;內源污染;外源污染;修復技術
Abstract: due to the economic development and environmental protection are not well balanced, degradation of water environment function results, become the important problems in the world today. Therefore for degradation of water environment restoration, reconstruction, has become the focus of the current national attention, is also a hot research in the field of the environment. In this paper, from two aspects of endogenous and exogenous summarized the advance of research on surface water environment remediation, and remediation of water environment are discussed.
Keywords: water environment; pollution; exogenous pollution; remediation technology
中圖分類號:P641.8 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)04-0000-00
1 引言
水資源作為最重要的不可再生資源之一,與人類的生存和發展息息相關,也已然成為一個國家綜合國力的重要組成部分。我國水資源的特點是總量大、人均少、分布不均,而且由于社會的經濟發展,大量未經有效處理的工業廢水、生活污水排入城市河道、湖泊等,造成城市水環境的污染,河湖富營養化和河道黑臭是我國城市水環境中存在的普遍現象[1, 2]。隨著經濟的快速發展和城市化進程的不斷推進,我國緊缺的水資源還將面臨著不斷加重的水污染問題。受損水環境不僅能造成巨大的經濟損失,還將嚴重破壞人類的生存環境,成為影響未來城市發展的關鍵因素。我國2011環境公報指出,全國地表水總體為輕度污染,湖泊(水庫)富營養化問題仍突出:其中57.7%的湖泊、49%以上的十大水系河流和55%左右的地下水都受到不同程度的污染[3]。因此修復受損水環境的重要性不言而喻,各國對受損水環境的修復技術研究都十分重視。本文在綜述了水環境修復技術進展的基礎上,對水環境修復技術的研究重點和熱點進行了初步的探討和分析。
2 水環境修復技術進展
水環境修復的目標一般不可能達到完全恢復水環境的原始狀態,而是在保證水環境結構健康的前提下,滿足人類可持續發展對水環境功能的要求,其修復應遵循以下原則:(l)水體的地域性;(2)生態學原則;(3)最小風險和最大效益原則[4]。根際城市水環境的污染物的來源不同,從外源污染和內源污染兩個方面總結水環境修復技術的技術進展。
2.1 外源污染的修復技術
城市水體水質惡化主要是由外界輸入的大量污染物質在水體中富集造成的,切斷外源性污染物質的輸入,是城市水環境生態修復的重要前提[5]。水環境的修復和重建還應涉及到沿岸生態系統的修復,其目標是使水環境受納污染物數量的減少??刂仆庠葱载摵梢彩歉纳瞥鞘兴h境的根本途徑[4]。
2.1.1 點源污染控制
對于工業廢水和生活污水這樣的點源污染,應排入城市污水處理系統,嚴禁未經處理排入城市水系統內并且對城市污水處理系統進行升級改造。改進城市的排水體制,實現雨污水分流,提高水體的自凈能力[6]。
2.1.2 面源污染控制
對于城市湖泊,農業面源污染造成的危害范圍最大、程度最重,已成為湖泊富營養化的主要污染源[8]。農業面源污染控制的途徑包括:建設生態農業工程,推進農業新技術研究和應用,改進施肥方式、灌溉制度,及合理種植、推廣新型復合肥料等措施。
城市面源污染包括合流制排水系統中因暴雨期間污水溢流以及分流制排水系統中初雨徑流造成的污染,2種排水體制造成的污染強度基本相當[10]。雨水徑流中污染物的含量、形態,除受氣候影響外,還和當地人口密度、社會生產活動等因素有關??刂拼胧┌ǎ嚎刂乒I污染源,推行清潔生產,削減污染物排放,完善城市垃圾、污水處理工程一系列根據城市面源污染特點所采取的源頭分散控制、中途控制和終端控制等措施[11]。
2.1.3 氣載污染控制
氣載污染物主要來源于工業廢氣、汽車尾氣、煙塵排放后通過降雨或降塵途徑進入水體的污染。此外,農業施肥造成的氨氮逸出也是氣載污染物的一個重要來源。近年來由于各地霧霾籠罩,PM2.5指數持續上升,各地對氣載污染物的治理也是迫在眉睫。氣載污染物的控制要緊密結合大氣污染防治的要求,在提高大氣污染治理技術和產品開發的同時,推廣以節能、降耗、減污為目標的清潔生產工藝,降低區域廢氣、尾氣及煙塵排放量;通過農業生態系統工程建設,減少農業化肥的氨氮逸出;同時應加強雨水收集、凈化技術研究[4]。
2.1.4 人工濕地修復技術
在城市水系沿岸構建人工濕地是城市水環境污染控制的主要技術手段。人工濕地是近年來興起的生態處理技術,具有處理效果良好,建設和運行成本低,環境美學及其生態功能顯著等優點,被認為是未來水處理技術中最具有發展前景的。人工濕地按照水流形態可以分為表流濕地,水平潛流濕地和垂直潛流濕地。被廣泛應用于城市污水,工業廢水以及城市道路雨水的凈化過程中。因此人工濕地修復技術在城市水環境的治理中具有廣闊的應用前景。
3. 結論與展望
水環境具有重要的資源意義和生態功能,對人類的生存和發展起著重要作用。隨著社會的發展,由于自然干擾和人類破壞,造成了水環境的不斷惡化并嚴重制約了社會發展。如何在維持水環境生態結構的前提下滿足人類的可持續發展,是擺在我們面前的迫切課題。在未來的水環境修復中我們應盡量做到:(1)堅持水環境領域的基礎研究,掌握水體污染物產生的原因及來源,采取有效措施阻止外源污染,進而為內源污染的治理提供保證。(2)進行政策引導和立法控制,加強環境保護,強化源頭控制,提倡創新技術,依據成功經驗,制定出符合當地實際情況的水環境修復技術。(3)強化水環境綜合修復的技術理念,水環境修復已從單純的水域治理,擴展到水域及其周邊陸域的綜合治理,并從單一的水體治理擴展到流域的綜合治理。因此在水環境修復的具體實施中必須強調環境生態中各個部分的統一及協調。
參考文獻:
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[2]張錫輝.水環境修復工程學原理與應用[M]. 北京:化學工業出版社,2001.
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