時間:2024-01-01 15:44:13
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇生態修復的措施,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
河道生態修復是利用生態工學原理、技術,通過河道水污染控制、水量和水流態的調節,河道河底和岸坡的形態結構的生態改造,恢復河道生物多樣性,重建河道生態系統的結構和功能,使之達到良性的自然生態平衡。面對社會發展的需要,面對水利工程建設新的理念,如何更好的發揮與造就河道各項功能,使水環境、水景觀、水文化更適應社會發展需求,并與其協調發展,在總結的基礎上,值得我們進一步探討。本文著重從生態護坡與水質生態修復兩方面闡述河道的生態修復理念和措施。
1生奈護坡技術
生態護坡是一種新型的護岸技術,它集防洪效應、生態效應、自凈效應和景觀效應于一體,是融現代水利工程學、生物科學、環境科學、生態學、美學等學科于一體的水利工程。
1.1 河道生態護坡建設原則
河道生態護坡建設因地制宜,強調近自然特征,重建河道坡岸植被緩沖帶,其建設原則為:(1)生態邊坡必須能夠營造一個適合陸生植物、水陸兩生植物、水生動植物生長的生命環境;(2) 生態護坡應滿足渠道功能和堤防的穩定要求,并降低工程造價,盡量采用自然材料,減少剛性結構,避免二次環境污染;(3)護坡栽種植物的選擇應充分考慮到栽種植物與周邊環境的協調、地域適應性及生態平衡的問題,選擇對土壤要求低,抗病蟲害能力強,易維護管理的品種【1】。
1.2生態護坡類型
生態護坡是既滿足河道護坡功能,又有利于恢復河道護坡系統生態平衡的系統工程。生態護坡技術可以歸納為3種:
1.2.1全自然護岸
全自然護岸又叫全植被護岸,通常是指在經過平整處理的岸坡上,種植不同品種的護坡植物而形成的護岸,通過植被根系力學效應和水力學效應來固土保土、防止水土流失和綠化坡岸,具有生態和景觀的雙重功能【2】。可以采用土壤生物工程技術和水生植物全(半) 技術,對河道開展以生態修復和穩定坡岸為目標的全自然護岸技術,使河岸土壤侵蝕得到有效控制,坡岸的結構穩定性增強;同時河岸生境得到改善,本地植物快速恢復,生物多樣性增加,河岸植物群落結構由單一結構向復雜結構轉變,生態穩定性得到增強【3】。全自然護岸中植被防護能力有限,適用于護坡角度較小、河流流速平緩、防洪需求較低的河段。但這類護岸接近自然狀態下的護岸,對坡岸平衡生態體系影響小,自然融合能力較強,完整地保留了陸地與河流的物質、能量、信息等交換能力,也為多種物種的生存和繁衍提供了棲息地, 施工快速、簡便,造價也十分低廉。
1.2.2半自然護岸
半自然護岸是利用一定的工程措施,采用植被與石材、木材等自然材料相結合,使坡面既有一定的防洪能力,又為植被生長提供適宜的基質【4】。結合植被使用的天然材料通常有石塊、卵石、木樁等,使用的組合形式多種多樣。如安徽某農業觀光園區河用草皮、水生植物、木樁營造了一個具有江南水鄉特色的水景觀,半自然的生態護坡為村民提供了休閑的地方,為發展旅游觀光農業提供了良好的環境。如半自然護岸修復中,對坡面做削坡和壓實處理之后拋石,拋石護岸是既省資金又施工方便的一種施工工藝。在半自然護岸中,石材、木材等自然材料的使用起到了一定的框架和加固作用,岸坡的穩定性和抗沖刷能力得到了提高,隨后通過植被根系的加筋糾結作用,以及植被莖葉的緩沖吸能作用,使坡岸能有效抑制暴雨、徑流對坡岸的沖刷作用。
1.2.3多自然護岸
多自然護岸是利用工程措施,較大規模地使用混凝土、高分子材料及藥劑等人工材料與植物結合形成一個具有較大抗侵蝕能力的護岸結構【5】。隨著材料科學的發展,多自然護岸出現了很多不同的結構類型。常用的有生態石籠和生態袋。生態石籠用網塑結構框將石塊固定在河岸上,是集石籠結構的穩定性,卵石等填料的凈水性、水生植物的保護性和凈水性為一體的新型護岸結構,該新型護岸結構兼有景觀功能、生態功能和親水功能;生態袋是用高分子聚丙烯及其它材料制成,耐腐蝕性強,抗UV,不降解,對植物友善。具有透水不透土的過濾功能,既能防止填充物(土壤和營養成分混合物) 流失,又能實現水分在土壤中的正常交流,并且隨著根系的生長,邊坡穩定性加強,維護費用降低。多自然護岸對生態干擾較大,施工較為復雜,造價也相對較高,但護岸作用明顯而牢固,也有相應的生態功能。多用于對護岸抗沖擊能力要求較高,或坡岸陡峭不適合修建以上兩種類型護岸的河道岸坡。
2水質生態修復技術
水質修復主要從生態一生物修復技術考慮。
2.1生態調水
通過水利設施(閘門、泵站等) 的調控引入污染水域上游或者附近的清潔水源沖刷稀釋污染水域,以改善水環境質量。河道整治在治本的同時,治標的措施也各種開展,通過內河水閘積極引清調水,改善水質。
2.2曝氣復氧
曝氣復氧是人工向水體中充入空氣或氧氣,加速水體復氧過程,以提高水體的溶解氧,修復和增強水體中好氧微生物的活力,促進有機污染物的降解速度,從而改善受污染水體的水質,進而修復水體的生態系統。通過生物治理和曝氣復氧逐步修復水生態系統,可以提高河水的自凈能力,水質明顯改善。具體方法為:一是采用“生態壩”的方法,對污水進行阻截過濾,營造出一個相對獨立的水環境;二是在河中安上了曝氣增氧的裝置,增加水中的含氧量可以抑制藻類繁殖;三是在水邊、水面和水下種植“三水植物”,發揮這些植物天然的自凈能力,并放養了螺螄、魚蝦蚌等生物,優化水體水生生物的多樣性。
2.3底泥疏浚
底泥疏浚是水域污染治理中普遍采用的措施之一,一般而言,疏浚污染底泥意味著將污染物從水域系統中清除出去,可以較大程度地削減底泥對上覆水體的污染貢獻率,進而解決內源釋放而造成的二次污染。這種方法較為簡單,而且應用已較多。生態疏浚仍處于研究和開發當中,但已經有一些生態疏浚的方法和技術被投入使用。這種疏浚技術充分遵循了自然界的自身規律,通過強化自然界自身的自凈能力去治理被污染水體,這是人與自然和諧相處的治污思路,也是一條新的技術路線,是人們遵循生態系統自身規律達到治污目的的一種嘗試。
2.4生物修復技術
生物修復指生物(特別是微生物) 對環境中的污染物進行吸收或氧化降解,從而減少或最終消除環境污染的受控制或自發的過程。污染水體的生物修復技術主要包括投加菌種、投加營養物、提高生物可利用性、人工投放動物或植入植物等修復方法。還包括生物操縱技術、人工生物膜技術、濕地凈化技術等。
3結語
生態修復是河道治理的發展趨勢和新需要,既要滿足行洪防洪的基本需要,又要盡可能地從生態的、可持續的角度來看待河道的修復。河流生態修復具有多學科交叉性,修復方案要從多方面進行完善,今后對河道的開發和治理一定要在保護河流生態環境的前提下進行,堅決避免先破壞后修復的不合理模式。要用生態的手段來解決生態的問題,使可持續性發展的生態理念在河道建設中得到落實和體現。
參考文獻
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【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: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。
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關鍵詞:礦區廢棄地;環境問題;生態修復;技術措施
中圖分類號:X171文獻標識碼:A文章編號:1674-9944(2012)12-0060-03
1引言
礦產資源為國民經濟和社會可持續發展提供了重要的物質基礎,是人類社會可持續發展的重要保障[1]。但是經濟的發展使得礦產資源需求量不斷增大,導致的生態環境問題與日俱增,成為影響可持續發展的重要因素[2],因此,使礦區在生態修復后能達到最佳的生態環境效益、社會效益和經濟效益,滿足可持續發展的需要,成為目前急需解決的問題。
2礦產資源開發對生態環境和社會的
影響2.1對地表景觀的破壞
礦產資源的開采包括露天開采和地下開采,都不同程度地對地表景觀造成破壞。露天開采主要通過剝離挖損土地而改變地表景觀;地下開采由于礦物的采出而導致上覆巖層發生變化甚至破壞。礦產資源的開采破壞了原有的森林、草地等自然植被以及山體本身,嚴重破壞了地表景觀[3,4]。
2.2對土地資源的破壞
礦產資源的開采通常要壓占大量的土地。露天開采中,采礦剝離的表土、井工采礦后的廢石,以及選礦后的尾礦都會破壞與壓占礦區土地[5]。地下開采中,挖損土地會導致地面沉降和塌陷,同時加速水土流失和土壤侵蝕。
2.3對水資源的破壞
礦產資源的開采對地表水資源以及地下水資源造成影響。對地表水資源的影響主要有取水、河道和水文的改變、水質的污染等。對地下水資源的影響主要是導致地下水位的下降和地面沉降等。
2.4誘發地質災害
礦產資源的開采和相關工程的建設會對礦區地質結構產生擾動,地下開采、地面及邊坡開挖都有可能誘發崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地震等地質災害[6]。同時在開采過程中,如果尾礦庫管理不當,易引發潰堤垮壩等災難事故,引起泥石流,淹沒耕地、淤塞河道、損毀公路,給人民生命財產帶來巨大損失,嚴重威脅著人類的生存環境[7]。
2.5對生物多樣性的破壞
礦產資源開采過程中的植被破壞、礦渣堆放等都會對礦區的生物多樣性造成破壞,同時由于廢棄土地中微生物活性差,生態系統的自身修復十分緩慢[4]。
3礦區廢棄地的類型及特點
礦區廢棄地是指在礦產資源開采過程中所破壞的、不經過一定的處理而無法使用的土地。主要分為以下4種。
(1)廢石堆廢棄地,是由剝離的表土、開采的廢石及低品位的礦石堆積形成的。這種廢棄地的特點是廢棄物粒徑常在幾百乃至上千毫米,難以在短期內自行粉碎風化,并且空隙大,持水性差。
(2)開采坑廢棄地,是伴隨礦物開采而形成的采空區及塌陷區。開采坑廢棄地形成的深坑會因常年積水形成潮濕的濕地。
(3)尾礦廢棄地,是通過分選精礦物后剩余的固體廢物形成的。由于現在的技術條件有限導致選擇礦回收率較低,使得尾礦排放量較大。
(4)采礦作業面、機械設施、礦區輔助建筑物和道路交通等先占用后廢棄的土地[7]。
4礦區生態修復的技術措施
礦區生態修復是指對采礦引起的土地功能退化、生態結構缺損、功能失調等礦區生態系統退化的問題,通過工程、生物及其他綜合措施來修復和提高生態系統的功能,修復其生態平衡的過程[8]。目前研究的主要生態修復技術措施如下。
4.1礦區生態修復的工程措施
礦產資源開采過程造成的最重要的生態破壞就是土地退化,因此,礦區生態修復的重要環節就是土壤基質改良。
4.1.1地表土保存技術
因為可耕種的表土的形成需要很長時間,所以,在礦山開采之前,可先取50cm左右厚的土壤保存,在礦山開采結束后,再把封藏的表土填回[9]。
4.1.2廢棄地改造技術
因為廢渣的淋溶水中鎘、汞、鉛、砷等劇毒元素的含量均超過國家水質標準,所以,在進行地表造之前,可先建造一個人工隔水層,減少地表水下滲,從而減少淋溶水中有毒元素的含量[10]。
4.1.3土壤增肥改良技術
在礦區生態修復過程中,可以添加營養物質、有機物質等有效物質來改良土壤的物理化學性質,縮短植被演替的過程,加快礦區的生態修復。
4.2礦區生態修復的生物措施
4.2.1植被修復措施
植被修復是生態修復中生物措施的關鍵,而根據具體環境條件與需要選擇適宜的樹種是其關鍵技術之一。
首先分析土壤的物化、生化性質,查明土壤pH值,土壤含水量、通氣性、土壤氮素等,從而選擇樹種、草種。應遵循的原則是:①生長快,適應性強,抗逆性好;②優先選擇固氮樹種等植被;③盡量選擇當地優良的鄉土樹種和先鋒植被種子,也可以引進外來速生植被;④植被修復時不僅要考慮經濟價值高,更主要的是要考慮多種功能效益,主要包括抗旱、耐濕、抗污染、抗風沙、耐瘠薄、抗病蟲害以及具有較高的經濟價值。
同時,礦山廢棄地一般重金屬污染較重,植被修復在重金屬污染修復中也起到關鍵作用,目前主要通過植物吸收、植物揮發、植物固定3種措施來進行重金屬污染土壤的植物修復。
4.2.2微生物技術的應用
微生物在礦山植被恢復過程中起到越來越重要的作用。利用微生物技術可以增加植物對營養的吸收、改良土壤結構、減少重金屬的毒害以及抵抗不良環境。主要運用的微生物有以下兩種:一是抗污染的細菌,二是利于植物吸收營養物質的微生物[11]。
4.3尾礦的綜合利用
未經處理或再利用的尾礦不僅占用了大量土地而且還污染環境,對尾礦進行合理的綜合利用,能帶來顯著的環境及經濟效益:①從廢棄物中進一步回收有價元素,不僅降低了成本,還可以減少環境污染;②作為二次資源制取新形態物質,不僅能變害為利,更能降低有毒、有害物質對人類造成的傷害;③用廢石與尾礦作為井下采空區的充填材料不僅能節省費用,還能避免土地占壓,又可減少水土流失源。
5結論與建議
礦區生態環境的形成是一個非常復雜的過程,必須按照科學發展觀的要求,從當地的社會自然環境和長遠規劃出發,同時結合礦產資源開發過程中對生態環境和社會產生的影響以及礦區廢棄地的類型和特點,采取工程措施、生物措施和尾礦的綜合利用等切實可行的措施,使受損的生態環境得到有效的修復,使礦區經濟和社會的發展相一致,人類活動和遵循自然規律相互協調,促進和諧社會建造,實現生態修復的目的。
目前礦區生態修復已經取得了一些成績,根據我國的實際情況,還應當在以下幾個方面繼續加強。
(1)目前,對礦山廢棄地中單個重金屬的污染治理已經有一定的理論基礎,但是一般礦山都不是單一的重金屬污染,因此需要找到適合治理多種重金屬污染的方法。
(2)礦區生態環境的治理與保護必需納入法制化軌道,在已有法律條款的基礎上,結合礦區環境的特點,建立符合我國國情的礦區環境保護法律法規體系和技術標準體系。
(3)采礦企業追求利潤、法律法規在執行中不當等都導致了礦山的破壞,所以,要各盡其責,做好防范措施,減輕后期的治理。
(4)動員全社會的力量參與礦區生態環境保護,增強廣大群眾的生態環保意識和參與意識,喚起全社會對生態環境修復的廣泛關注,促使企業自覺地保護礦區生態環境。
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關鍵詞:常德市武陵區;農業生態;修復原理;建設
在人類社會發展進程中,無論是發達國家還是發展中國家,往往都經歷了這樣的歷程。既先以破壞生態環境為代價來發展經濟,然后又在受環境破壞的懲罰后逐漸認識和重視生態環境保護的歷程。農業生態領域也不例外,土地長期耕作造成了比較嚴重的農業生態問題,工業“三廢”排放量不斷增加,化肥、農藥、農膜的大量使用,導致農業生態環境惡化,搞好農業生態環境建設是我們面臨的重要課題。
一、農業生態環境存在的主要問題與危害
常德市武陵區農業生態環境的現狀,其中包括水資源、森林草地,耕地水土資源,農用塑料薄膜、化肥、農藥、農業廢棄物等方面的污染。綜合而言,武陵區當前主要的生態環境問題表現在:
(一)水土大量流失。由于毀林、毀草、開荒、濫伐等原因,造成水土大量流失。全區耕地水土流失面積約9.64平方公里,占耕地總面積的34.4%。水土流失破壞了全區的農業生態系統,導致土壤中氮、磷、鉀等養分大量損失,嚴重影響了本區的農業生產,同時,水土流失使沅江河床抬高,導致水患頻繁。
(二)農村淡水生態問題突出。全區農村淡水生態問題突出,呈迅速惡化趨勢。例如:地表水體富營養化,地下水質逐漸惡化等。據統計,全區有70%的河流受到不同程度的污染,我國農村50%的飲用水受到有機污染,而且由于農藥等化學物質的廣泛使用,致使許多地方的地下水不適于飲用,嚴重影響了人民群眾的身心健康和農村經濟的健康發展。
(三)農田土壤重金屬污染加速。改革開放以來,常德市農村中小企業的發展在很大程度上是以耗能高、污染重的行業或企業有城市向農村轉移,未經處理的工業與生活用水經污灌或任意排放進入土壤后,大量的重金屬元素可在土壤中富集,從而進入食物鏈,直接影響農作物的品質和產量,對人體健康造成影響。
二、生態修復及理論基礎
(一)生態修復的涵義
生態修復是一個宏觀的概念,它是應用生態系統自組織和自調節能力對生態本身進行修復。為了加速已被破壞生態系統的恢復,還可以輔以人工措施以加快生態系統恢復的步伐。生態修復是按照可持續發展的戰略思想,切實遵循自然生態經濟規律,充分利用當地的水、土、光、熱、生物等自然資源,依靠大自然的循環再生能力和人為干涉快速恢復植被,控制水土流失,實現人與自然和諧相處。
(二)農業生態環境演變的規律是生態修復必須遵循的自然規律
生態修復的理論基礎是農業生態環境發展的自然規律。自然生態環境是包括生物體與環境(氣候,水,土等)自然因素組成的一個互相依存與制約、相對穩定的有自組織功能的大系統,該系統具有恢復到接近于原自然生態狀況的自我修復功能。建設性的農業生態環境,應根據當地的自然條件,否則,往往事與愿違,不僅達不到目的,反而會帶來新的問題。由于人們對自然規律認識的局限性與偏差,在我國農業生態建設中,就有很多這樣的教訓。
(三)人與自然和諧共處的理念是搞好農業生態修復的保障
人與自然和諧相處,是人類面對自然災害深刻反思后產生的新認識。人是自然生態系統的組成部分。違背生態規律的自然改造,不僅損害了自然生態系統還會造成自然災害。因此,任何形式的自然改造都必須建立在人與自然和諧共處的基礎上。要從人口、資源、資源協調發展,人與自然和諧共處的觀點出發,開展生態修復,加快水土流失綜合治理的步伐,建立良好的水土保持生態系統。要在實踐中不斷拓展水土保持綜合治理的內涵,保持社會經濟可持續發展,豐富水土保持生態建設的理論。
(四)農業生態修復的實踐方法
農業生態修復是依靠大自然的力量,充分發揮生態系統的自我修復能力,實現水土保持目的的措施。其技術方法概括起來主要是有“封”、“退”、“造”、“建”,“綜合治理”、“結構調整、生態移民”、“突出小流域治理,以小促大”等。
“封”既是“封山禁牧,舍飼養蓄”。要真正做到“封得住、有效果、不反復”,還需要因地制宜、因時施策。“退”即是“退耕還林還草、以糧代賑”。大量事實表明,坡耕地是水土流失的主要產沙區,坡度在!)*以上的坡地必須退耕。如果措施得當,退耕后農民還可增加經濟收入。“造”即是“造林”。坡度大于+)*的荒山荒坡、退耕地,以營造水土保持林、薪碳林和用材林為主,強加管護撫育,形成喬、灌、草多層次防護體系,有選擇的發展經果林。通過推廣節柴灶,沼氣池等措施,徹底解決群眾的燃料問題,可有效的保護植被。“建”即是“建設一畝高標準農田”。農民在退耕二畝坡地后,在山坡下或溝谷地建設一畝高標準基本農田。
搞好農業生態修復,必須注重水土保持的綜合性。水土保持綜合治理是生態修復的根本措施,是改善農業生產條件和生態系統的基礎。調整結構、生態移民是生態修復的保障措施。農業和農村產業結構調整是我國農業發展過程中的一次深刻變革。要想使生態修復持續發展,就必須將生態修復與調整產業結構、調整能源結構和生態移民相結合,這樣才能使廣大農牧民增產增收,植被得到恢復和保護,地區經濟得到發展30 %。生態修復作為一項水土保持新舉措,需在實踐中不斷摸索、不斷創新,總結新經驗、新方法,豐富和發展其理論與實踐。
三、農業生態環境的保護對策
(一)增加農民的生態意識,提高人們對生態修復的認識水平。各地在水土保持生態修復上不斷提高認識,積極探索生態修復的技術與方法。在政府的大力宣傳和積極引導下,大多數農牧民逐漸接受了這一新的理念,認為生態自我修復是一項讓土地休養生息的好辦法,是人類實現持續發展的正確選擇。大量生產生態綠色環保產品,做好“環保”品牌,讓農民從保護生態環境中獲得實惠,使他們主動參與到保護農村生態環境的行動中來.
(二)加強立法,建立和完善農村生態保護、污染治理的籌資機制。把農村生態環境保護和建設納入國家法制化管理體系中,加大財政資金的專項轉移支付力度,明確保護農村生態、治理農村環境污染的財政資金的轉移支付方式,確保專款專用。
(三)加強農藥、化肥和農用地膜控制和替代,不斷改善和提高農藥使用技術,合理用藥,安全用藥,確保農產品質量,確保施藥人員安全,減輕環境的農藥污染。
關鍵詞:郊野公園;生態修復;規劃
1 北大山現狀資源概況
1.1 項目區位
北大山郊野公園位于長清區東北部,大學科技園片區北部,104國道與大學路交叉口西北的山體區域,東至104國道,與開山相望,西至海棠路、南至大學路、北至平安南路,與泉城農業公園相鄰,山地面積約333.33hm2,為長清區北部的主要山體屏障。
1.2 現狀概況
北大山用地類型單一,主要是林地和未利用地,現狀栽植苗木以大規格的側柏為主,現狀海拔160m以下植被覆蓋率較高,山頂土壤貧瘠,多為巖石,部分種植側柏并未成活。現狀生產防火路基本形成,長度4709m,路面為碎石路面,坡度較大,山體區域內有幾處廢棄的護林房和4座蓄水池,無其它設施。
1.3 現狀景觀資源情況
現狀山體生態環境良好,主要有:徐志摩遇難處、齊長城遺址、泉城農業公園和王府古槐等景觀資源。
1.4 存在問題
山體綠化已初具規模,但林分組成單一、林齡參差不齊、林相結構不整、綠化管護不便、視覺效果不佳、森林火險難控;基礎設施、旅游服務設施不足;現狀游賞方式單一,整體環境和資源未得到合理利用;宣傳力度不強,知名度需提高。
2 生態修復的重要性
生態修復就是幫助退化、受損或破壞了的生態系統自我恢復的過程,是指利用大自然的自我修復能力,在適當的人工措施輔助下,恢復生態系統原有保持水土、調節小氣候、維護生物多樣性的生態功能和開發利用等經濟功能[1]。生態修復具體要恢復生態系統4個方面的功能:恢復生態功能、恢復生態結構、恢復生態的可持續性、恢復文化、人文特色。
3 生態修復規劃和措施
3.1 規劃目標
結合北大山自身獨特的自然景觀及其人文景觀,規劃將北大山郊野公園功能地位為:以自然――生態為核心,文化體驗為本,山林景觀為特色,集游賞、觀光、休閑、康體健身為一體的山地郊野公園。
3.2 植被修復
植被修復主要針對山體破壞較為嚴重的區域,在地勢較為平坦開闊的地段設觀景節點,恢復生態利用區。選用一些比較耐貧府的鄉土樹種,一方面恢復生態,另一方面保持水土。通過這些措施改善土壤質量,保持水土,改善生態環境和景觀效果,現狀面形成的水土流失能得到有效控制,生態環境步入良性演替,自然景觀得到質的改觀。
3.3 林相改造
北大山有較大面積的側柏林,對水土保持、抵抗自然災害和生物多樣性均有不利影響,為達到自然生態的景觀效果,在保護好原有植被的前提下,植物配置合理利用并搭配富有野趣的花灌木、地被植物,用3~5年的時間完成北大山郊野公園的林相改造任務,提高生物多樣性和生態系統的穩定性。主要選用的植物有:絲棉木、暴馬丁香、金葉榆、北方欒樹、側柏、白蠟、黃櫨、刺槐、五角楓、榆葉梅、山桃、山杏、紫薇、珍珠梅等。
3.4 整地造林
根據林業工程造林規范,結合北大山的立地條件,在荒山、林間隙地、疏林地實施高標準造林綠化工程,整地以高標準魚鱗坑為主,苗木選擇大規格苗木,增加客土填運量,完善引水灌溉,采用覆蓋及化控技術等措施,增加成活率,提高覆蓋率,豐富植被資源,實現綠化質量提升目的。
3.5 外來入侵物種的治理
針對外來物種入侵的現狀,管理處加強對外來入侵物種識別、防治技術、風險評估技術、風險管理措施的培訓,提高對外來入侵物種的防范意識。建立郊野公園相關規章制度,對無意或有意引進外來入侵物種的情況進行防范和管理[1]。
3.6 其它設施
(1)引水上山工程。規劃在各個山體設置引水上山管道,每條管道設兩級泵站,山頂設蓄水池,滿足山林消防用水,同時,兼顧綠化用水。(2)安全設施。在陡峭的觀景點、道路加上安全防護欄,在觀景平臺和廣場周圍添加安全防護欄等,在林中設置鳥巢,方便鳥類繁衍。(3)環衛設施。垃圾轉運站設在北主入口附近,及時清運園內的廢棄物,并在園內的主要觀景平臺設置垃圾收集點,在人流集中的出入口、長度較長的游步道旁,按間隔200m設置1個果皮箱。規劃廁所 5處,公廁設置主要布置于各入口區、各主要景觀節點處,按照游人容量的2%設置廁所蹲位,男女比例1:1.5。
4 結語
針對北大山郊野公園存在的生態問題,提出生態修復規劃措施:植被修復、林相改造、整地造林、抵御外來生物的入侵等。目的是保持景觀的連續性,達到景觀設計的要求,營造一個美麗的、可持續發展的生態環境,因為優良的自然生態環境是北大山郊野公園最大的休閑資源和依托。
關鍵詞 :南水北調;南四湖;人工濕地;生態修復;物種多樣性
濕地是自然界最富生物多樣性的生態系統和人類最重要生存環境之一,在蓄洪防旱、調節氣候、控制土壤侵蝕、促淤造陸、降解污染物以及維持區域生態平衡等方面具有極其重要的作用[1]。然而,由于自然和人為原因,大量濕地資源減少,污染加劇,生物多樣性下降,生態功能也隨之退化。國內外關于濕地的功能與生物多樣性、濕地合理開發與保護以及退化濕地的生態恢復等方面開展了研究[2-5]。針對南四湖湖濱帶人類活動劇烈、入湖河流和湖泊水體污染嚴重、濕地生態系統的結構和功能破壞等突出問題,通過退耕還濕措施在南四湖新薛河入湖口建設人工濕地示范區,針對高位臺田和低位水塘等退化湖濱帶濕地開展生態修復工作,保護南四湖濕地豐富的生物多樣性資源,恢復與重建湖濱帶濕地生態系統。本文通過實地樣方調查湖濱帶退化濕地修復區的植物群落及分布狀況,采用植物物種多樣性指數評價退化濕地生態系統的修復效果。
1研究地區概況
南四湖是南水北調東線工程的重要輸水通道和調蓄湖泊,其湖面面積1 266 km2,流域面積31 700 km2,入湖河流53條。南四湖流域由于多年來延續的高消耗、高污染的粗放型經濟增長方式,導致流域內結構性污染嚴重,湖水水質惡化。由于工農業生產、生活污水排污形成的點源、面源污染和湖區的人為過度開發,南四湖的自然生態環境受到了嚴重的破壞,濕地面積減少,湖泊的生態功能退化,自凈能力受到嚴重影響。
新薛河是南四湖下級湖污染最為嚴重的三條河流之一,受人類生產活動的影響,新薛河入湖口處的湖濱帶濕地生態系統已被完全破壞,大量湖灘地被開發為臺田和魚塘。2005年,山東省在該處建設了面積約140 hm2的新薛河人工濕地水質凈化工程,一方面對入湖河水進行凈化,另一方面修復湖濱帶濕地生態系統,提高湖泊自凈能力,并減少臺田開墾造成的面源污染。新薛河人工濕地中栽種的先鋒植物主要為蘆竹、蓮藕和菱角,在退耕還濕工作通過土地生態補償、加強宣傳和現場管理工作,盡量減少人類活動干擾對湖濱帶濕地修復工作的影響。
2 研究方法
2.1 樣地調查
選取新薛河人工濕地工程示范區和鄰近的臺田-魚塘墾殖區分別作為修復后的濕地和未修復濕地的代表區域,高位臺田-低位淺水域縱橫交錯的地形特征使得植物分布差異明顯,根據高程差異和人為干擾因素,將調查對象分為高位臺田、過渡帶和淺水域3個不同區域。其中,高位臺田指的是地面高程大于32.8m的陸地系統,淺水域指水面高程小于32.3m,且水深小于1.5m的區域,而兩者之間的交錯帶即為過渡帶(南四湖下級湖調水前后的水面高程分別為32.3m和32.8m)。設置樣方,調查植被的分布狀況,其中,兩個地區的高位臺田和淺水域分別設置3個樣方,過渡帶分別設置5個樣方,共計22個樣方,樣方尺寸為1m×1m。調查內容包括:植物種類、株數、蓋度、高度和生物量。
2.2 生物多樣性測度
生物多樣性測定的指標很多,一般由物種豐富度指數、多樣性指數和均勻度3個指標組成的α-多樣性指數表征。一般采用ShannonWiener指數和Simpson指數來評價物種多樣性大小,二者同時考量物種豐富性及物種均勻性兩種指標。本文采用豐富度指數、Simpson指數、ShannonWiener指數和Pielou均勻度指數來評價新薛河濕地的物種多樣性。
豐富度(R)指數,即物種豐富度指數
R=S(1)
Simpson 指數(D)
D=1-ΣPi2=1-Σ(ni/N)2(2)
Shannon-Wiener 指數(H′)
H′=-ΣPilnPi(3)
Pielou均勻度指數(E)
E=H′/lnS=(-ΣPilnPi)/lhS(4)
彭艷紅等:南四湖新薛河湖濱帶濕地修復效果評價
中國人口•資源與環境 2010年 第1期式中,Pi=ni/N,為種i的相對多度;ni為種i的個體數;N為種i所在樣方內所有物種的總個體數;S為種i所在樣方內的物種總數,即豐富度指數。
3 結果與討論
3.1 植被的物種組成
調查統計結果如表1所示。新薛河入湖口濕地及周邊地區共有27科54種植物,以水生植物和濕生植物為主,優勢科為禾本科和菊科,其中,禾本科(Gramineae)11種,菊科(Asteraceae)7種,共占總科數的7.4%,而種數則占33.3%;含4種以下的科有25科,占總科的92.6%,而種數僅占總種數的66.7%。可見,新薛河濕地植物種類組成種單種科較多,說明該區植物優勢科較集中。
3.2 不同樣地類型植物群落特征
各調查樣地的植物種數及優勢種群如表2所示。高位臺田區高出湖水水位約0.5~1.5m,修復后的濕地分布有蘆竹(Arundo donaxl)、蘆葦(Phragmites australis)、播娘蒿(Descurainia)、艾蒿(Artemisia princeps)、草(Humulus scandens (Lour.) Merr.)和泥胡菜(Hemistepta lyrata)等16種,其中菊科植物種類最多,蘆竹為優勢種;而未修復的高位臺田區僅有小麥(Triticum aestivum)、蒲公英(Herba Taraxaci)
3種植物。
修復后的過渡帶受湖水水位影響較大,該區分布的植物種類最多,主要由草叢植被、沼澤植被構成,修復后的濕地主要分布有馬唐(Digitaria sanguinalis (L.) Scop.)、狗牙根(Cynodon dactylon (L.) Pers)蘆葦、香蒲(Typha orientalis)、荊三棱(Scirpusyagara Chwi)、草(Scirpus triqueter)、酸模葉蓼(Polygonum lapathifolium)、泥胡菜、艾蒿、草和喜旱蓮子草(Alternanthera serpyllifolia)等28種植物,植物密度大,分布范圍廣;而未修復過渡帶地區只有15種植物,且植物頻度和蓋度均較低。
淺水域區主要由沉水植物和浮葉植物構成。修復后的淺水域主要分布有菹草(Potamogeton crispus)、輪葉黑藻(Hydrilla vertlcillata)、金魚藻(Ceratophyllum demersum L.)、蓮(Nelumbo nucifera)、荇菜(Nymphoides peltatm)、狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)和慈菇(Sagittaria sagittifolia)等12種植物,其中,菹草和輪葉黑藻為優勢建群種;而未修復淺水域地區只有8種植物,水面及水下零星分布有漂浮植物水鱉(Hydrocharis dubia Backer)、浮萍(Lemna minor Linn.)、槐葉萍(Salvinia natans (L.) All.)和菹草等,頻度和蓋度均較低。
可見,經2年生態修復后,湖濱帶濕地植物共有24科47種,而未修復地區共有16科25種,這說明了生態修復措施效果明顯,退化濕地的物種多樣性得到了顯著改善。兩個地區的物種數量對比同時也說明了人為過度干擾嚴重影響了濕地物種分布和物種多樣性,未修復區臺田只有3種植物分布就是因為人為過度干擾所致。
由表2還可以看出,六種不同類型樣地的植物組成和主要建群種均表現出不同特點,不同樣地具有各自不同的優勢物種。其中,濕地內過渡帶的物種豐富度指數最大,其次是臺田區,而淺水域的物種豐富度指數最低,這說明植物的物種豐富度與基底高程之間有密切關系,區域高程是決定其物種數量的主要因素。
3.3 物種多樣性分析
為了反映生態修復措施對退化濕地生態系統物種多樣性的影響,分別對所設置的不同樣地類型的Shannon
Simpson指數是反映群落優勢度較好的指標,其統計分析結果如圖1所示。可見,經過2年生態修復后,湖濱帶濕地中不同樣地類型的Simpson指數均大于未修復地區。其中,未修復高位臺田區Simpson 指數僅為0.012,而修復后的高位臺田區Simpson 指數為0.745,這是因為未修復高位臺田主要種植小麥,其相對多度達99%以上,導致Simpson指數偏低,說明人為干擾因素嚴重影響植物群落優勢度。對于過渡帶和淺水域區域,由于受人為因素干擾較小,兩個地區之間的Simpson 指數較接近,修復后濕地的Simpson 指數略高于未修復地區。
ShannonWiener多樣性指數被認為是一種能較好地反映出個體密度、生境差異、群落類型、演替階段的指數,能較好地反映出物種豐度和群落的均勻度。修復后的濕地與未修復地區ShannonWiener指數的統計分析結果如圖2所示。其變化趨勢與Simpson指數類似,修復后的濕地高位臺田、過渡帶和淺水域ShannonWiener指數均大于未修復地區。由于開展濕地生態修復前高位臺田的物種極為單一,所以其ShannonWiener指數很低,僅為0.060;而經過濕地修復措施后,其ShannonWiener指數大幅度提高,達到1.619。對于過渡帶和淺水區而言,由于其受人為因素干擾相對較小,兩個地區物種ShannonWiener指數較接近,通過采取生態修復措施,濕地的過渡帶和淺水區ShannonWiener指數分別由修復前的0.524、0.529升至0.553和0.721。在修復后的三種類型樣地中,ShannonWiener指數均大于1,分別達到1.619、1.229和1.537,這說明經過生態修復后,湖濱帶濕地系統的生物多樣性達到了較高的水平。
Pielou均勻度指數反映了植物空間分布均勻程度,指數越大植物空間分布越均勻。修復后的濕地與未修復地區的Pielou均勻度指數的統計分析結果如圖3所示。可見,修復后的濕地高位臺田區均勻度指數遠大于未修復地區,這是因為未修復高位臺田區受人為因素干擾,形成了以小麥為主的頂級群落,導致均勻度偏低,而高位臺田的退耕還濕措施對植物多樣性恢復起到了積極的作用。未經修復的過渡帶的均勻度指數要略大于修復以后的過渡帶,分析其原因可能是由于修復后的過渡帶由于受人類活動影響很小,某種物種數量達到一定程度后,出現了物種的優勝劣汰競爭,一些物種的生態優勢度增加,導致物種
different sampleplots多樣性減少,同時降低其均勻度,形成以個別物種為主的頂級群落。
可見,經過退耕還濕措施修復后的湖濱帶濕地系統的綜合植物物種多樣性指數遠大于未修復地區,其物種多樣性和區域生態功能得到了明顯改善。
4 結 論
(1)經生態修復后的新薛河湖濱帶濕地生態系統的物種豐富度指數得到顯著提高,植被由未修復地區的16科25種提高到24科47種,植物物種以水生植物和濕生植物為主,優勢科為禾本科和菊科。
(2)湖濱帶濕地植物的物種豐富度與基底高程之間有密切關系,區域高程是決定其物種數量的主要因素,濕地內過渡帶的物種豐富度指數最大,其次是臺田區,而淺水域的物種豐富度指數最低。
(3)經生態修復后的湖濱帶濕地生態系統的生物多樣性得到很大提高,其物種多樣性明顯高于未修復地區,其中,修復后的高位臺田區ShannonWiener指數、Simpson指數、Pielou均勻度指數分別為1.619、0.745和0.860,遠高于未修復臺田區的0.060、0.012和0.065。
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Evaluation of Ecological Rehabilitation of Xinxue River Wetland,
Nansi Lake of Eastern Route SouthtoNorth Water Transfer
PENG Yanhong1 JING Yuming2 LIU Daoxing2 MENG Fei2
(1.School of Finance and Banking,Shandong University of Finance,Jinan
Shandong 250014,China;
2.School of Environmental Science & Engineering, Shandong University, Jinan
Shandong 250100, China)
【關鍵詞】河道生態;生態護岸;類型;水質;問題;探究
1 河道生態修復的迫切性
1.1 河道生態修復的定義及主要措施
對河道進行生態修復是指全部或部分喪失自然功能的河道進行修復所采用的措施,其性質是生態性的,所退化的這部分自然功能往往是因為人類各種具有破壞性的活動而造成的。在對河道進行生態修復時最重要的往往是對水土的保護,局部區域氣候的調節,與此同時還要注意對生物的多樣性保護,維護生態平衡等。在對河道進行生態修復時所采取的措施多為工程以及非工程類措施,以此實現對妨礙生態協調的破壞因素進行消除,進一步加強對生態環境的保護,尤其是對河道污水進行生態處理,對河道底部的淤泥進行疏浚,建設人工濕地,植樹造林,并進行引水調控,生態移民,護坡等。
1.2 河流型態的兩大性質
因為水流會對泥沙侵蝕、搬運、堆積,形成了不夠平坦的自然河流,逐漸也會形成河流的淺灘、深溝壑、彎曲、落差等獨特的多樣性的型態。平面上,它是蛇形多彎的;斷面上,它也是不規則非對稱的。河流的這些型態結構隨著大自然的變化而變化,因此更有利于穩定、凈化水質、保護生物的多樣性以及降低洪水突發性。
很長時間以來,在經濟的建設以及水資源開發以及利用等方面,人與自然并沒有很好地和諧共處。對水資源無節制的開發和利用;河道工程建設中使用大量的混凝土、漿砌的塊石等比較硬質的材料砌筑河床,從而導致了河流變得完全人工化和渠道化;并進而引發了江河的斷流、地下水資源超采、地面的下沉;過度的圍湖造地,侵占了河道,從而降低了河湖的調蓄的能力和行洪的能力,使洪水災害頻發;人們沒有很好地進行生態保護,亂砍樹木,造成了嚴重的水土流失。因此人類既要學會適當的控制洪水,又必須學會適應洪水,調和人與洪水之間的關系,這樣才能使生態環境持續發展。因此若想約束人類自身的行為、減少破壞環境和過度開發和利用的現象,從無序的、無節制的與洪水掠奪土地轉變為有序的、可持續的與洪水和諧共處。
1.3 河道生態修復的必要性
綜上,隨著經濟的不斷發展,人類活動范圍不斷擴大,人類活動影響了河流生態系統的連續性,水生態系統也造成了破壞,嚴重影響了人們的生活,為了社會經濟的可持續發展,河道生態修復迫在眉睫,今后應該大力對其整治。
2 河岸生態修復的種類
根據上述“河岸帶”的概念,對于河岸的生態修復有保護堤岸、護坡、護底以及護腳。以“保護堤岸”為例,護岸的種類能夠分為非生物和生物型兩大類,河岸的修復應該選擇較適合水和透水性較強的材料,其中非生物材料以下是常用的幾種:
(1)天然材料護岸:木樁、竹籠、石籠、塊石護岸等。
(2)生態袋具有柔性的護岸:可以取代傳統的耗能高、污染比較大的鋼筋、水泥和石塊等比較硬體的邊坡。
(3)綠化摻有混凝土的護岸:由比較純的混凝土,比較粗糙的礫料以及碎石、水泥加上混合劑經過壓制而形成,具有較好的透氣性和抗拔力,對植物的生長是比較有力地。
(4)土工合成的材料形成的護岸:三維結構的土工網,三維結構植被網,土工材料的織物袋等。
(5)除此之外的護岸:凈水石籠構成的護岸,結構含有水體自凈功能。
生物構成的護岸主要有植物護岸和動物護岸, 植物護岸例如,水中生長的植物、濕地生長的植物、邊坡生長的植物。動物構成護岸有螢火蟲構成的護岸,魚巢構成的護岸等。
3 河道生態修復中的幾個問題
3.1 河道生態修復與已有河道建設成果的矛盾
建國以來,我國已建設了一系列的水庫和閘壩以及堤防,進行了保護河岸、加固河岸等一系列的工程上的措施。這些措施雖然會有一些負面影響,但其帶來的經濟效益應該是值得肯定的。
3.2 防沖防滲與透水透氣的矛盾
河道兩岸的堤岸對于防洪和輸水都有很重要的作用,當洪水發生時要求堤岸經得起沖刷,當河道輸水時,要求不能滲漏。但是為了植物更好的生長,需要采用透氣透水的材料,因此這是相互矛盾的。為此,在生態護岸設計時,首先要考慮堤防的牢固和岸坡的穩定,盡量把生態材料及植物栽種在正常水位以上,在石籠、生態磚、魚巢磚等結構附著的土坡下面,要設計反濾層,需要防滲的地方,可以采用既防滲又能種植的膨潤土防水毯。這種防水毯具有以下特性:
柔韌性:可適用于不同地形;自保性:抗凍,防水,抗強拉,具有很好的自我修復能力;結合性:它是土工聚合體,增強了摩擦力,并且提高了與地基和保護層的結合能力,耐久性:因為鈉基膨潤土是天然的,不含化學物質的,并且,耐久性很強,根據測試在正常情況下能夠使用50年;環保性: 它是新型的,無污染的,并且對人體和環境沒有危害;易施工: 施工比較簡單,時間較短,而且可以直接在潮濕的土地上施工,將其覆蓋鋪設,在上面蓋土、石塊類保護層就可以完成;性價比較高:施工相對方便快捷,成本較低。
3.3 綠化與硬化的矛盾
某些河段,特別是城市河道已經形成硬護岸,多為混凝土護岸,兩岸空間又很狹小,但為了美化城市,營造景觀,又需要種樹、種花、種草,在這種情況下,可以通過改造河岸、設置親水平臺,或是是利用大型的盆土以及槽土種植,從而美化環境,以此來緩解矛盾。
除了上述矛盾以外,還有加固堤防和生態構造相對松散的體護岸, 凹岸造成淘刷與凸岸造成的淤積、在土壤上種植與加固河岸等等矛盾,這些都是在河道生態修復中需要迫切解決這些問題,這也是今后河道的生態建設規劃設計中需要解決的一系列新課題,在此提出問題,也希望今后能夠做出更加深入的研究。
為了河道的防洪能力能夠進一步提高,不僅需要加入一些必須的工程上的項目 ,同時也應該增加一些非工程以外的必要措施。加強預防洪災的安全的管理,使河湖原有的功能恢復;制定詳細治理規劃,加強地下水的管理。加加強流域工程調度管理,強流域調度組織機構建設。建立健全的工程建設和管理體制、投融資體制、等有關安全保障措施及政策。
4 針對怎樣有效地開展保護和修復的作業,提出了以下四條供參考:
(1)建議足夠重視水資源在防止水土流失方面以及在建設生態中的影響。合理利用好水資源是進行生態修復的重點和保障,立足現在,放眼未來,要把生態修復這一新舉措、新思路落在實處。
(2)理清思路,落實防止水土流失以及生態修復工作。防止水土流失以及生態修復是一條全新的思路,與普通的水土流失治理工作相比,其內容的核心、組織管理方法,有明顯的區別,另外,在各個區域,進行生態修復的工作核心也不同。
(3)根據區域不同的特點開展因地制宜工作,根據創新的生態修復開展更高層次的創新工作。使作物種植的比例趨于合理化,進行增麥、壓豆、增飼等辦法,也就是說將輪作制變為豆類、小麥、經飼制,貫徹耕作制推行耙茬、少耕制的保障水土耕作辦法,另外進行秸稈還田,使土壤內有機質含量增加的工作。
(4)突顯重點,深化綜合整治生態環境的改革。使污染物控制管理合理化。積極進行水環境的綜合治理,保障飲用水源無污染。
參考文獻:
[1]林澤云.對流域規劃實現防洪安全保障措施[J].中國水利,1999(7).
關鍵詞:生態修復技術;現代園林藝術;應用
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。在構思以及規劃之后,應用合理以及科學的生態修復技術進行設計,設計內容主要包含以下3個方面: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,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,較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,有效地發展以及提升自然環境。
2 生B修復技術在現代園林藝術中的應用
2.1 生態修復技術與現代園林藝術的關系
隨著經濟的飛速發展以及工業化進程的加快,城市園林的設計與建設也日益增多。我國園林藝術逐步提出“城市園林生態化”這一理念,但是隨著資源過度地開發和環境破壞程度的增加,使得現代園林環境不斷惡化,因此,生態修復技術應運而生。
2.2 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,不僅需要考慮規劃的方法以及原理是否符合實際狀況,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,同步發展環境。
另一方面,可以增加綠化面積,提高修復生態水平。目前,全球氣溫正處于持續上升的狀態,但是植物借助光合作用能夠將空氣中的CO2轉換為O2,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著緊密聯系,然而由于我國近年來利用土地的面積越來越多,亟需找到有效方法擴增植被綠化面積。
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,設計者應針對規劃的不同類型采取不同的修復措施。例如,居民區、工業園區以及街道綠化等,在規劃設計街道時,不但需要考慮生態修復效果,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,需要構建和諧氛圍以及減少環境污染。
2.3 具體的應用方法
在開展實施修復現代園林藝術前,首先應熟練掌握生態修復技術應用特點,使得其更加符合實際要求。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3個:
2.3.1 排水方面。當前很多綠化主要是借助排水設備以及地表排水發揮其排水功能。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。在鋪設排水設施時,需要在適當的位置應用擋水工具或種植鋪地植物,降低水流速度,更加有效解決出現的問題。
2.3.2 水景護坡方面。實際操作過程中,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,避免出現水流滲入等不良狀況。
2.3.3 設置道路方面。一般選用多種防護效果較好的植物進行混栽,可以避免出現水土流失的情況,以更好地保護路面。
廣東省水土保持生態建設分區原則:一是同一分區內,自然和社會經濟條件、水土流失特點具有較為明顯的相似性;二是與既有水土保持分區成果具有一致性,同時強化水土流失防治的特點進一步分區;三是同分區應集中連片,適當兼顧行政區劃的完整性;四是二級分區側重防治措施布局基本一致。根據以上原則將廣東省劃分為6個一級區,17個二級區。具體分區如下:
1.1Ⅰ粵東丘陵山區強度侵蝕綜合治理區
該區范圍包括梅州市全境,河源市的龍川縣、和平縣、紫金縣、東源縣、源城區、惠州市的惠東縣以及潮州市的饒平縣。區域內年均降雨量為1750mm,以丘陵山區為主,地帶性土壤主要為赤紅壤、紅壤,水土流失面積占全省的29.45%。本區劃分3個二級亞區,I1東江、韓江中上游丘陵山區重度溝蝕崩崗侵蝕綜合治理區,以強度的溝蝕和崩崗為主,崩崗面積常占坡面面積30%~50%,面積可達數公頃,極度發育的崩崗互相串通成崩崗群,使地形支離破碎;部分丘陵地表嚴重沙化。I2河源—燈塔盆地中度水蝕綜合治理區,為紅色巖系成土母質,土層較薄,吸熱性能好,容易風化碎裂,經水流沖刷,容易發生面蝕溝蝕,出現大量基巖。I3平蕉豐饒山地中度水蝕生態修復預防保護區,由于瓷土、稀土資源開采較為嚴重,局部存在中度水土流失。本區自然侵蝕較嚴重,特別是河源、梅州等地崩崗侵蝕發育,處于地質活躍期,在水土保持生態建設中應以崩崗治理、小流域綜合治理為重點,選擇一批危害嚴重、影響較大的崩崗優先治理,同時對易誘發崩崗發育的小流域進行監測預報,并做好五華水土保持試驗站及龍川水土保持監測站建設。東江、韓江中上游丘陵山區重度溝蝕崩崗區以崩崗治理為重點,河源一燈塔盆地中度水蝕區以溝蝕的綜合治理為主;同時加強該區的生態建設和水源區的保護。平蕉、豐饒山地中度水蝕區以生態修復預防保護為主,保障當地農業生產。在措施布局上,利用工程措施和生物措施相結合的方法,重點治理崩崗。
1.2II粵西丘陵山地中度強烈侵蝕生態修復綜合治理區
該區范圍包括肇慶市全境、云浮市全境、茂名市全境。區內年均降雨量1800mm,地貌以低山高丘為主,海拔多在400m以內,土壤主要為赤紅壤、山地紅壤和山地黃壤,水土流失面積占全省21.78%,以溝蝕、面蝕為主。本區通過近年來持續的綜合治理,水土流失得到了有效控制。目前水土流失主要分布在西江沿岸丘陵,新興丘陵盆地的花崗巖地區、羅定盆地的紅色巖系地區、鑒江中上游丘陵的花崗巖及混合巖地區。區內劃分5個二級區:II1德慶云浮高要崩崗侵蝕綜合治理區;II2羅定盆地新興盆地中度水蝕綜合治理區;II3封開懷集四會廣寧山地丘陵輕度侵蝕生態修復預防保護區;II4郁南信宜高州丘陵山地輕度侵蝕生態修復預防保護區;II5茂名電白廉江化州丘陵臺地中度侵蝕生態修復綜合治理區。本區重點要把綜合治理和生態修復結合起來,搞好造林綠化、封山育林,嚴禁亂砍亂伐;繼續以工程與植物措施相結合的方法加快治理現有水土流失。德慶、云浮、高要崩崗侵蝕區和羅定盆地、新興盆地中度水蝕區為治理重點,加強崩崗綜合治理和區域生態環境修復。封開、懷集、四會、廣寧山地丘陵輕度侵蝕區,以及郁南、信宜、高州丘陵山地輕度侵蝕區,要加強該區水土保持監督管理。茂名、電白、廉江、化州丘陵臺地中度侵蝕區既要做好綜合治理,也要對局部進行生態修復。
1.3Ⅲ粵北丘陵山地中度侵蝕生態修復預防保護區
該區范圍包括韶關市、清遠市全境、河源市的連平縣、惠州市的龍門縣、廣州市的從化市。區內地貌以低、中山為主,年均氣溫19.5℃,年均降雨量在1920mm,占全省水土流失面積的28.23%,水土流失程度較輕,以潛蝕、輕度面蝕為主。其中潛蝕在本區水土流失中占很大比例,石灰巖區成土困難,易發生石漠化。本區劃分4個二級區:Ⅲ1南雄始興盆地強度水蝕綜合治理區;Ⅲ2北江中上游低中山、巖溶地區中度侵蝕生態修復預防保護區;Ⅲ3連平新豐翁源山地丘陵中度水蝕生態修復預防保護區;Ⅲ4佛岡從化龍門丘陵臺地輕度水蝕生態修復預防保護區。治理措施以封山為主,人工植草、修魚鱗坑和水平溝、建梯田、筑排洪道以及種植林木等為輔。以保護現有植被為重點,同時注重水土保持監督管理,禁止亂開濫墾和對林木的無序采伐。逐步開展石漠化治理和坡耕地改造,同時對滑坡、泥石流的高發區做好預報預測,并采取必要工程防治措施。
1.4IV粵東沿海丘陵平原山地輕度侵蝕生態修復重點監督區
該區范圍包括汕頭市全境、汕尾市全境、揭陽市全境及潮州市潮安縣、湘橋區。區內年平均降水量2000mm,整個地形自西北向東南依次是中低山丘陵、臺地或階地沖積平原。地帶性土壤主要有黃壤(海拔600m以上)、赤紅壤(海拔600m以下)、水稻土、鹽漬土等。水土流失較輕,占全省水土流失面積的6.31%。自然水土流失以面蝕為主,人為水土流失加劇并有面積增大的趨勢,主要為陡坡開荒、開發區建設、采石取土等。本區劃分2個二級區:IV1揭潮汕平原臺地輕度水蝕生態修復重點監督區;IV2惠來普寧陸豐低山丘陵中度水蝕生態修復重點監督區。本區應以生態修復為重點,同時注重預防監督和局部水土流失治理。揭潮汕平原輕度水蝕區以預防監督為重點;惠來普寧陸豐低山丘陵中度水蝕區以自然生態修復為重點,重視水保林、經濟果林、植草等措施治理,并加強對開發建設項目的監管。對于人為侵蝕中的采石、采礦等造成的水土流失,應提高水土保持方案審查率,根據實際情況實施整治破碎山口、將棄土回填洼地、植樹種草覆蓋等措施。對開發區和修路等形成的侵蝕區,要提高治理標準,按照城鎮綠化標準要求進行造林、種草、種花或恢復耕地。
1.5V珠三角洲平原丘陵輕度侵蝕生態修復重點監督區
該區范圍包括深圳市、珠海市、中山市、東莞市、佛山市、江門市、陽江市全境和惠州市的博羅縣、惠陽區、惠城區以及廣州市除從化外的全部地區。區內平原面積大,是全省最主要的人為水土流失地區,占全省水土流失面積的11.32%。近年來,各地在對局部水土流失較嚴重區域采取綜合治理的基礎上,加強水土保持監督執法工作,落實開發建設項目水土保持方案報告制度,保護水土資源,改善生態環境,使國民經濟和社會實現可持續發展。本區劃分3個二級區:V1珠海臺山陽江陽西沿海丘陵中度水蝕生態修復重點治理區、V2三角洲河網平原微度侵蝕生態修復重點監督區和V3鶴山高明開平恩平陽春輕度水蝕生態修復重點監督區。水土保持生態建設過程中應以預防監督為重點,同時做好局部水土流失治理和城市水土保持建設。珠海、臺山、陽江、陽西沿海丘陵中度水蝕區以生態修復和局部面蝕、溝蝕治理為重點。三角洲河網微度侵蝕區以生態修復,預防監督為重點,加強水資源保護。鶴山、高明、開平、恩平、陽春輕度水蝕區以預防監督為重點。建設惠州水庫水土保持涵養林示范區、珠海、深圳生態園林城市示范點。該區水土保持需更加注重生態效益、美化環境,要充分考慮規劃范圍內的水、土資源的承載能力,以不影響和破壞區域范圍內的水、土資源平衡為限。
1.6VI雷州半島平原臺地輕度侵蝕生態修復重點監督區
該區包括湛江市全境,年平均降雨量1648mm,季節性干旱較為嚴重。區內地形平緩,土壤多為潮砂泥土、磚紅壤等,輕度面蝕為主,占全省水土流失面積的1.91%。水土流失主要發生在海洋沉積物形成的砂土或細砂土,以及花崗巖、砂頁巖形成的麻紅赤土和黃紅赤土的臺地。水土保持生態建設中應以生態修復為重點,同時加強生態林建設規劃,限制桉樹的種植范圍,增加植物多樣性,提高森林的生態效益,還要注重水資源保護和高效利用。加強監督管理,控制人為水土流失。
2結論
關鍵詞:生態系統;水土保持;修復
中圖分類號:S891+.5 文獻標識碼:A 文章編號:
0 引言
城市水環境是城市生態環境的重要組成部分, 也是市民休閑娛樂、維護城市生態平衡的重要手段。但是隨著城市快速化發展,我國城市水環境的污染問題越來越嚴重,一些不法企業和不正確的生活習慣,導致城市當中的一些湖泊、河流失去了生態調節功能,給城市環境發展帶來了很大的負面影響,也影響了城市居民生活條件的提高。國家對水問題的認識不斷深化,采取了一系列正確的方針和對策措施。幾年來,治水理論有新的發展,治水實踐發生了深刻變化。現就有關水生態系統保護與修復方面談談我的看法。
1 堅持人與自然和諧相處
生態系統是由一切生物群落及其生存環境共同組成的一個動態平衡系統。水是生物群落生命的載體,又是能量流動和物質循環的介質。在滿足人們對水的各種不同需求的同時,水利工程還應滿足水域生態系統完整性、依存性的要求,恢復與建設潔凈的水環境,實現人與自然的和諧。
我們在很長的一段時間內對經濟建設和水資源的開發利用方面的人與自然的和諧共處重視不夠。對水資源的無節制開發利用,導致江河斷流、地下水超采、地面下沉;過度圍湖造地,侵占河道,降低了河湖的調蓄能力和行洪能力,加劇了洪水災害;不注意生態保護,亂砍濫伐,造成水土流失嚴重,江河湖庫淤積。近年來,按照可持續發展的要求,把堅持人與自然和諧共處作為治水思路調整的重要內容提了出來。人類既要適當控制洪水,改造自然,又必須主動適應洪水,協調人與洪水的關系,這樣才能保證可持續發展。因此要約束人類自身的各種不顧后果、破壞生態環境和過度開發利用土地的行為,從無序、無節制地與洪水爭地轉變為有序、可持續地與洪水協調共處。認識到生態環境用水的重要作用,提出水資源的開發利用既要滿足經濟用水、生活用水的需要,也要充分考慮生態用水、環境用水。
2 堅持合理開發水資源,強化水資源節約、保護、配置工作
隨著經濟和社會的快速發展和人民群眾的生活質量的不斷提高,人們對生活用水不再僅僅要求滿足于飲用水,對用水的綜合欲望顯著增加。同時,為了提高人們的生活水平,畜牧養殖業、農業產品深加工業也隨之發展,加大了用水量,原有水源滿足不了現狀要求。水資源短缺的矛盾越來越突出地暴露出來,干旱缺水、水土流失和夏秋季節的內澇,突出問題是干旱缺水。水資源承載能力問題正是在這種背景下提
了出來,并賦予了越來越豐富的內涵。
首先,搞清楚水資源承載能力,是經濟社會健康發展的前提。水資源承載能力是指在一定的流域或區域內,其擁有的水資源能夠持續支撐經濟社會發展規模并維系良好的生態系統的能力。如果經濟社會發展在水資源承載能力以內,就有可能實現可持續發展;如果經濟社會發展超出了水資源承載能力,就會失去必要的物質基礎,就會造成生態的破壞,發展就是不可持續的。
其次,必須看到水資源的承載能力是可以提高的。對水資源進行合理開發、高效利用、優化配置、全面節約、有效保護和綜合治理,可以大大提高水資源的承載能力。為此,提出了一系列帶有方向性的對策措施。
3 增強公眾的水生態環境保護和修復意識
不斷增強各級干部和廣大群眾的環境意識、生態理念和法制觀念。列入工作計劃,大張旗鼓地宣傳生態保護工作的方針政策和法律法規,及時報道和表揚先進典型。
各級教育、宣傳、勞動及其它有關職能部門要重視生態系統方面知識教育、培訓,面向社會、面向基層,讓可持續發展戰略深入人心,把生態環境保護和修復建設變成全體公民的自覺行動。鼓勵公眾參與生態環境保護和修復建設。堅持專門隊伍和群眾參與相結合的工作思路,積極發動、組織和引導人民群眾參與環保工作,形成做好生態環境保護和建設的廣泛群眾基礎。建立和完善公眾參與制度,涉及群眾利益的規劃、決策和項目應充分聽取群眾的意見。切實維護人民群眾的合法權益,繼續實行有獎舉報制度,積極探索調動群眾參與生態環境保護和建設的機制。
4 做好保護與修復工作的幾點建議
4.1 充分重視水在生態建設中的作用
水是生態建設的首要制約因素,生態修復怎樣才能持久進行?經濟社會如何持續發展?所有這些問題的解決根本在于搞好水利水保等基礎設施建設。重視水利水保基礎設施建設,優化配置、合理開發、有效利用水資源,協調好生產、生活和生態用水。搞好水資源的利用是實施生態修復的關鍵和保證,立足當前,著眼長遠,把生態修復這一新思路、新舉措落到實處。
4.2 明確思路,扎實推進水生態修復工作
制定出水生態修復規劃。抓好試點,逐步推進。水生態修復是一項全新的工作,在不同的區域,水生態修復的建設內容各異。因此,要在試點的基礎上,總結不同地區、不同自然地理和經濟社會條件、不同水土流失類型區,實現生態自我修復的措施、效果和有效途徑,為大范圍開展水態自我修復工作積累經驗。要貫徹落實新的治水思路,實施生態修復工程,加快水土流失治理。建議在試點的基礎上,進一步總結生態修復經驗,擴大范圍,大力推廣。
4.3 因地制宜、綜合治理
水生態系統修復是通過一系列工程與非工程措施改善被破壞的水生態環境,使河流水體生態功能得以恢復。包括河道生態修復、濕地生態修復以及其他水域生態修復。
①河道生態修復主要包括河道特征、植物護坡、水生植物耐污凈污等修復,恢復河道自然生態功能。
②濕地一般是指低于地面的低洼區,有儲蓄徑流、改善小氣候、除毒凈污的生態功能,也是水生動植物生長棲息的場所。然而由于人類活動影響,導致湖蕩濕地面積日趨減少且淤積嚴重,水污染的影響使水體富營養化加劇,加之外來物種的侵襲,致使濕地水域水草大量繁殖,嚴重影響水生生物的正常繁衍,水生態平衡受到不同程度的破壞,湖蕩濕地功能喪失殆盡。可通過建立濕地保護區和濕地公園等濕地保護措施來保護濕地生態,保護生物多樣性。
③除河道、濕地外還存在一些小型水體,如公園、水塘、居住區景觀水體等。目前這些水體周邊垃圾成堆、水面泡沫漂浮、藻類滋生,嚴重影響市容景觀品位。為使這類水體的生態功能得以修復,改善人居環境,一方面:通過控制污染源、嚴禁廢污水進入;采用曝氣設施、人工水車、噴泉等增加水中溶解氧濃度凈化水質;人工打撈或藥物除藻和清淤等工程措施。另一方面:通過宣傳發動,增強居民的環境保護意識,使得人人珍愛“碧水、藍天”。
4.4 突出重點,加大生態環境綜合整治力度
做好水污染防治和“兩控區”污染防治工作。要把水環境治理作為重中之重。實行污染物總量控制管理。深入開展各流域水環境綜合整治,確保飲用水源安全。在農業上:降低農藥和化肥的使用量,利用生物工程開展農林病蟲害的綜合防治,對畜禽養殖業實行舍飼管理,減少對地表水和地下水的污染。在生活上:建立城鎮污水集中處理制度,設立污水處理設備,推廣綠色產品,實行綠色消費,清除白色污染。在生產上:嚴格執行環境保護管理制度,推行使用先進的生產工藝,降耗節水節能,降低生產成本,減少污染物排放,并做到污染物達標排放。
廢棄磚瓦廠生態修復規劃理論研究
1案例分析總結
通過對過對德國海爾布隆市磚瓦廠公園、杜伊斯堡北部景觀公園和北京朝陽公園以及唐山南湖濕地公園的案例分析,對被破壞的自然環境的生態修復措施及景觀的規劃改造方面可借鑒內容有以下幾個方面:
(1)改造在最大程度上保護場址現狀,對于局部地塊的保護充分地利用了自然生態系統的自我恢復能力,保留了對自然的記憶。通過這種手法為使場地重建自然穩定的生態系統,并且還能夠降低規劃改造的成本。
(2)工業廢棄物的再利用,讓那些廢棄工業設備得到了充分的利用,使場地內的所有廢棄工業設備材料都被改造成休閑娛樂場地與設施。
(3)在極大的程度上滿足了人們休閑娛樂的需求,比如:大面積的沙灘草坪、日間的宿營場地、定期舉辦的音樂節甚至是其代步的游園方式,廢棄地改造的同時也滿足娛樂需求。
(4)大規模的生態區的建設,不僅實現了對自然環境的修復,還整合了場地內部的各種資源,形成了一個復合的生態系統,把生態效益發揮到了最大。
(5)實現區域的綜合價值,結合周邊地塊的土地利用結構,通過濕地的觀光旅游、休閑農業等帶動了區域的綜合發展。
2廢棄磚瓦廠生態修復規劃的概念
(1)生態修復的概念:利用生態系統的自我恢復能力,輔以人工措施,使遭到污染的環境得以修復,同時促進生態系統向著有序的方向發展并在最終能夠構建新的平衡。
(2)廢棄磚瓦廠的生態修復規劃的概念:利用生態系統的自我恢復能力,同時運用景觀規劃和生態工程等手段對已經被污染和破壞的廢棄磚瓦廠及其周邊的自然環境(如:土壤、植被等)進行修復,從而使其重建正常穩定的生態系統,同時能夠形成具有一定社會、經濟與文化價值的景觀。
生態修復實際上是希望充分利用自然生態系統的自我恢復能力,通過生態工程、環境工程和社會工程等人工手段,增強自然的循環再生能力。作為生態修復本身的含義是并不一定要把現狀場地恢復到被污染和破壞前的初始的樣子,生態修復的深層含義在于滿足場地現狀的需求和未來的發展,要充分利用自然的再選擇或是人工的努力為生態系統構建新的平衡。生態修復強調了人類的能動性,突出了人與自然和諧相處的理念。通過科學的人為干預盡快地實現被破壞生態系統的優化進程,并使之最大限度地服務于人類社會。
3廢棄磚瓦廠生態修復規劃的特征
(1)特應性
根據不同地區的區域特征和實際現狀,對該地區內的廢棄磚瓦廠進行生態修復,規劃要因地制宜,充分滿足具體需求、利用現狀條件;同時要對當地文化的內涵和磚瓦廠本身的景觀特色有所體現和表達。
(2)避免二次污染
生態修復規劃實現了生態與景觀的融合,使二者能夠協調發展,從而避免了景觀規劃改造過程中對環境造成的再次污染。
(3)經濟性
從生態修復的角度出發,采用經濟可行的設計方式或措施并在規劃過程中遵循3R原則,對廢棄的工業遺跡實行再利用。
馬良莊廢棄磚瓦廠自然概況
1地理位置與地貌
馬良莊廢棄磚瓦廠位于山東省德州市武城縣,規劃面積900畝。東鄰黃河故道,與平原縣連接;南和夏津縣交界;西、北兩面隔衛運河;東北瀕四女寺減河,與德州市為鄰。德商高速公路和南水北調工程穿境而過,跨越全縣大部分地區。獨特的區位交通條件使武城成為德州和山東的“西大門”。
馬良莊廢棄磚瓦廠位于武城縣郊地段,整體地勢較為平坦,地形地勢單一,缺乏變化。但該磚瓦廠燒磚挖土均為沒有規劃的就地取材,這使得原來平坦的土地上形成了許多形狀、大小、深淺不一的窯坑。磚廠廢棄多年后,原來因肆意取土所形成的窯坑內已經蓄滿雨水,其中最大的一個窯坑已經形成了一片面積約為300畝的人工湖面。
2土地利用現狀
磚瓦廠在廢棄期間,場地西南側的地塊由于地形平整,被污染和破壞的程度小,因此,恢復了一定的農業生產工作。其他的區域一直處于閑置狀態,基本未受到人為干擾。場地內東側遺留有兩處廢棄的磚窯,一座高達38m的煙囪以及隨意堆砌在路邊的廢舊磚瓦。
3植被現狀
園區內植被量少、種類單一,只有當地野生地被和少量灌木,基本上沒有大型喬木;在岸邊、淺水地段有自然生長的水生植物,如蘆葦。園區內未能形成任何穩定的植物群落,整體呈現生態系統自然修復的初級階段。
廢棄磚瓦廠生態修復原則
結合馬良莊的實際情況,以廢棄磚瓦廠的生態恢復和綠化為基礎,以綜合農業開發和景觀營造為提升的規劃策略。在保護基本農田的前提下,開展生態農業和農業觀光尊重場地現狀,尊崇充分利用、適當改造的原則;充分利用自然生態系統的自我修復能力,結合人工措施對廢棄磚瓦廠進行生態修復,從而構建適合其發展的穩定的生態系統;因地制宜,讓規劃改造后的景觀能夠融入到區域內的生態系統中,盡量減少景觀對環境的負干擾;傳承歷史文化,注入場所精神為園區的規劃注入靈魂,在園區內打造科普、文化和環保教育基地;整合生態、景觀和休閑旅游資源,形成資源、環境、經濟的有機結合和可持續發展。
廢棄磚瓦廠景觀與生態修復規劃設計
1總體規劃布局
針對廢棄磚瓦廠的現狀,規劃布局的重點主要在磚瓦生產區,包括廢舊磚窯、設施、煙囪等;取土坑區域,由許多大小、形狀、深淺不一的窯坑組成,且大多總體范圍也沒有規則可言。但是,正是廢棄磚瓦廠這種特殊的地形和肌理,蘊含著特色工業景觀的潛力。
在總體規劃的平面布局上,重新整合廢棄磚瓦廠內部結構、組織內外部地塊的關系,為場地構建有序的景觀格局。具體來說,園區的規劃方案是在生態修復、景觀改造的基礎上進行的,實現生態修復的重要部分就是構建人工濕地,因此規劃的總體布局圍繞園區內水體進行,且其中最主要的南北景觀軸線就貫穿了園區內的各部分水體,連接入口廣場、酒店會所與生態餐廳、光明塔。東西方向的一條景觀次軸控制全園縱向景觀,平衡整個園區因與城市干道斜交造成的傾斜感。并將生態有機農業、觀光休閑與旅游度假相結合,在南北向將園區劃分為三區(酒店會所區、娛樂休閑區、農業生產區)、多節點的總體布局模式(圖1-4)。
2植物景觀規劃
2.1配置原則
適地適樹,選用適合當地生長的鄉土樹種或是適當引進一些適應性強、耐瘠薄的優良植物品種;自然美觀,突出季相變化,發揮植物在景觀中的思維空間作用;經濟適用,注重植物群落的形成,降低前期投入及后期養護費用。
2.2配置模式
廢棄磚瓦廠場地的植被重建工作還考慮土壤的各方面水平,土壤肥力的恢復與植被的重建應該是相互促進的作用。要經過一段時間的生長期和適應期才能形成穩定的植物群落,這是一個循序漸進的過程。
(1)喬灌草模式具體的種植模式要結合景觀的空間布局來進行,可以通過模擬自然植物群落,構建喬、灌、草相結合的種植模式。
(2)喬草、灌草模式廢棄磚瓦廠中的土壤條件會有所不同,對于那些土壤肥力較低、污染較為嚴重的區塊,可以先采用喬草、灌草的種植模式來快速恢復植被,改善土壤條件,同時還可體現簡約、粗放的植物景觀。
2.3植被分區
對場地內的植被進行恢復與重建是對廢棄磚瓦廠進行生態修復的重要措施之一。在馬良莊廢棄磚瓦廠規劃設計中將植物景觀總體規劃分為六個區、兩個種植帶,即入口種植區、文化廣場種植區、濕地景觀種植區、認知花圃種植區、農業生產種植區、疏林草地種植區、濱水休閑種植帶、防護林帶、應用的植物種類。
3生態修復規劃的具體措施
3.1構建人工濕地
武城縣馬良莊是降水充沛且地勢較為平坦的地區,廢棄磚瓦廠內會形成大大小小的水坑洼地。通過對地形的整理,將其規劃成人工濕地,結合不同的水體形式來形成多樣化的空間效果并利用構建人工濕地的生態工程措施對廢棄磚瓦廠場地進行生態修復。規劃后的人工濕地的水深控制在2-4m。規劃中不對湖底采用防滲措施,保持水位的季相變化。在人工濕地中還規劃了一些小島,意圖利用這些人工的小島來對濕地的內部空間進行劃分,從而可以形成開闊、封閉、半封閉不同的空間效果。結合不同的濕地空間來構建濕地植物群落。主要分為水生植物景觀設計、岸邊植物景觀設計、島上植物景觀設計三個部分。
3.2駁岸的設計
根據現狀條件駁岸的改造采取以下措施:
(1)降低原駁岸堤頂高程,同時減緩駁岸坡度。通過豎向設計,適當降低場地內水體岸邊的高程,拉近人們與水面的距離,有效改善人們站在岸邊時的空間感,形成親切、自然的局部空間。
(2)減緩駁岸坡度,在局部修建兩級駁岸。適當拉長堤頂到岸邊的水平距離,構建一個從陸地到水體的過渡區域。在這些過渡區域中還可以栽植濕生或水生植物,使其在不同的季節形成變化豐富的季相景觀,同時軟化駁岸,構建以植物為主的自然護坡。一級駁岸標高控制在21.6-22.5m,第二級駁岸標高控制在21.2-21.9m。
(3)以軟質駁岸為主,構建豐富的植物群落。在生態型護岸工程中,主要措施之一就是在岸坡上合理引入植被,包括草本植物及木本植物等。軟質駁岸有著保持水土,護岸固坡的生態功能,還能展現自然的植物景觀。
(4)增強親水性,在局部修建硬質駁岸。充分分析大眾的行為心理,對水體進行整合性設計,選擇行為發生的合理區段,進行水體空間的規劃。在規劃設計過程中,結合水岸線設計,在滿足人們親水愿望的同時還可以形成不同的水體空間。例如,修建親水平臺為人們進行親水休閑活動提供適當的場地;結合種植設計及路網設計修建木棧道,形成特色的水上游憩線路等。同時采用以下五種駁岸形式:駁岸形式一:駁岸的縱向坡度較緩,在這段過渡區域上構建豐富的植物群落,在恢復場地內植被的同時還能為湖岸營造出自然植物景觀空間(圖5)。
駁岸形式二:結合人工濕地的構建,維持控制水深。在岸邊種植濕生、水生植物,充分展現自然的軟質駁岸和豐富的季相變化(圖6)。駁岸形式三:結合沿湖道路建設護坡護岸,讓人們能夠時而穿梭在密閉的林下,時而走出樹林來到開闊的水面邊上,領略不同空間變換所帶來的樂趣(圖7)。
駁岸形式四:結合親水平臺形成的硬質駁岸,滿足了人們進行親水活動的愿望,結合景觀小品、運用喬灌草的種植模式來為這一區域打造極具觀賞性的親水景觀(圖8)。駁岸形式五:文化廣場上中局部的硬質駁岸。此駁岸形式也應用于碼頭部分,在岸邊也不再種植水生植物,而是將駁岸完全硬化方便船只停靠(圖9)。
3.3廢棄煙囪與磚窯的規劃改造
首先對煙囪的基礎進行加固,解決其安全問題。規劃中保留煙囪最原始的外觀,也就是保留了歷史對這座場地所留下的印記。而對于煙囪的改造主要圍繞其周邊的環境來進行,根據測量結果顯示煙囪高度為38m。那么對這一空間環境的改造主要分為兩個方向來進行,一是在煙囪周圍設計一些景觀來削弱煙囪的高壓感,另外就是加強煙囪的控制力,烘托顯現煙囪厚重壯觀的景象。在規劃中選擇了后者,煙囪北側的文化廣場正是用廣場開闊的景觀視線效果來烘托煙囪的立體感和它的主導性(圖10-12)。
通過實地考察,廢棄的磚窯已經不再具備使用功能,局部的窯墻和窯頂的已經坍塌,存在一定的安全隱患,規劃中將其拆除。但在原煙囪的東北側規劃了一處濱水的文化廣場,用以向人們展示制磚的歷史、工藝以及當地的民俗文化。
3.4廢棄材料的再利用
在場地內堆放著磚瓦廠停產前留下的,大量的廢舊磚瓦。設計中將其作為特殊的施工材料,而對于這些廢棄磚瓦的利用形式比較靈活多樣。利用這些磚瓦設計出具有特色圖案的鋪裝,應用在入口廣場和文化廣場上,穿插在道路的節點上;利用磚瓦砌筑的景墻,結合文化展示來體現磚瓦廠的歷史痕跡;或是設計一些以這些廢棄的磚瓦為主題的景觀小品、設施。這在規劃設計中,不僅實現了廢棄材料的再利用,還能體現出一定的景觀價值,讓人們在游覽的同時還能在細節上體驗到原磚瓦廠留下的痕跡。下圖為利用廢舊磚瓦作為施工材料的景觀小品,磚瓦作為面層鑲嵌在小品的立面,以及利用廢棄磚瓦設計的景觀小品的立面圖和鋪裝平面圖(圖13-14)。
4.5生態農業
生態農業的基本模式是“整體、協調、循環(良性—、再生”,是生態農業基本原理的運用。
(1)利用太陽能空氣集熱、土壤蓄熱的塑料大棚增溫系統
根據研究表明,該系統具有明顯的白天蓄熱、夜間放熱的效果,并且還具有長期蓄熱的潛力,有效地滿足農作物在連續陰天時的地溫需要。