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土壤是人类赖以生存的物质基础,是人类不可缺少、不可再生的自然资源[1]。随着石油、城市垃圾、工业废物、农药、化肥的不断渗入,我国的土壤污染问题日趋严重,已严重威胁着人类的生存环境和农业的可持续发展,成为继水污染、大气污染、噪声污染和固体废物污染后备受社会广泛关注的污染问题之一。据不完全统计,目前我国受各种污染物污染的耕地有1 200多万hm2,约占全国耕地总面积的10%,严重威胁着人类的生命健康。
加强土壤肥力的培育,防治土壤污染,实施污染土壤的清洁显得十分必要。近年来,土壤污染的生态修复技术在国内外已成为十分活跃的研究热点。与传统的物理修复和化学修复相比,生态修复具有高效、无二次污染与操作简便等特点,逐渐被大家所认识[2]。本文对污染土壤的生态修复技术研究作一综合介绍,以期为致力于这方面研究的科学工作者提供有益的参考。
1 污染土壤生态修复基本原理
生态修复(Ecological remediation)是指在生态学原理指导下,以广义的生物修复(包括微生物修复、植物修复、动物修复和酶学修复)为基础,结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施,通过优化组合和技术再造,使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法。也就是说,生态修复是根据生态学原理,利用特异生物(如修复植物或专性降解微生物等)对环境污染物的代谢过程,并借助物理修复与化学修复以及工程技术的某些措施加以强化或条件优化,使污染环境得以修复的综合性环境污染治理技术[3]。
2 污染土壤生态修复研究内容
2.1 重金属污染土壤生态修复研究
重金属污染土壤生态修复研究多以植物为核心。主要包括修复植物筛选与合理搭配、修复机理和根际圈效应以及修复强化措施与应用。有关超积累植物筛选的研究经历了从对Ni、Cu、Zn 和Mn的超积累植物的筛选[4],到近年来对Cd、Pb和As等重金属超积累植物的筛选[5]的过程。
近年来,对重金属污染土壤生态修复的研究已由对单一重金属污染的修复研究转移到对多种重金属复合污染的修复研究,包括对一些已经发现的单一重金属超积累植物,检验其是否具有对多种重金属污染的修复作用。为了解决土壤重金属复合污染的问题,许多学者还就多种单一重金属污染超积累植物的合理搭配进行了研究与探索。
随着植物生理生态学和分子生物学以及各种微观技术的发展,植物超积累机理的研究在不断深入。有研究发现,植物根系分泌物特别是有机酸能通过螯合作用或酸化根际环境促进土壤重金属的溶解和根系的吸收,这可能与植物体内某些专一性运输蛋白的特殊作用有关。也有研究表明,超积累植物对重金属有较强的耐性,它对重金属的富集可能与一些转运蛋白有关,如转运蛋白基因ZnT-1对Zn转运。目前已有成功从植物体内分离出与超积累及耐性相关的一些转运蛋白基因的报道[6]。
近年来,利用转基因植物修复重金属污染土壤的研究也取得一定的进展。Banuelos[7]等在田间试验条件下,研究了转基因植物印度芥菜对Se富集的能力,结果表明,与野生型印度芥菜相比,转基因型印度芥菜的富集能力几乎提高了近1倍。
除以上外,一些学者还开展了通过施加各种添加剂来提高植物对重金属污染土壤修复效果的研究。如施加EDTA、EDDS、有机酸等[8-9]后能明显提高植物的修复效果,但这些研究存在一定的缺陷,即易对环境产生不良影响。此外,利用微生物促进植物对某一或某几种重金属富集的研究报道也较多,如丛枝菌根真菌促进植物对Zn、Cd、Pb或As的富集作用。
重金属污染土壤生态修复研究较多但研究得不够深入,目前仍有一些机理不完全清楚,生态修复的方法操作和应用还不成熟。因此,加强重金属污染土壤的生态修复机理、实用技术及多学科交叉研究是今后研究的重点。
2.2 有机物污染土壤生态修复研究
有机物污染土壤生态修复研究主要是围绕微生物修复作用展开的,这方面的研究内容大致包括高效降解微生物筛选和合理搭配、生物修复的化学强化和生物化学强化、生物修复的物理强化和物理化学强化、生物修复的电化学强化、生物修复的酶学强化以及植物与微生物的联合修复等。目前,有关有机物污染土壤生态修复的研究主要集中在对高效降解微生物的筛选、分离、鉴定等方面[10]。
3 污染土壤生态修复技术特点
目前,尽管污染土壤的物理修复、化学修复以及工程修复技术已取得一定进展并出现了一些实用技术,但往往会破坏污染土壤的理化性质,甚至会造成对环境的二次污染,对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤基本上难以应用。重金属等无机污染的植物修复和有机污染的生物修复虽克服了这些缺点,但由于这些技术本身所固有的一些应用条件的限制,在修复实践中也难以推广,大多只是处于试验阶段或是基础研究阶段。
与传统的物理和化学修复技术相比,污染土壤生态修复技术具有以下优点:(1)土壤的物理、化学和生物学特性基本保持不变,一般不破坏植物生长所需要的土壤环境;(2)实现有机污染物的矿化;(3)处理形式多样,可根据条件分别采用原位和异位修复方式;(4)处理成本低;(5)应用范围广泛,可处理不同类型、不同程度的污染土壤。
4 污染土壤生态修复研究前景
综上所述,生态修复研究虽然有较多的报道,但目前仍处于基础性研究阶段,仍有一些修复机理不完全清楚,修复的实践应用和操作方法还不够成熟。因此,污染土壤的生态修复机理研究将是污染土壤生态修复研究的一个重点。
从生态学的角度看,污染土壤生态修复研究的核心内容仍然是超积累植物和高效降解微生物的筛选及合理搭配、修复机理的探索和基于植物与微生物联合修复的根际圈效应、以广义生物修复为核心的联合修复以及修复强化措施的研究。其应用不可避免地要利用分子生物学方法和农业高新技术,因此环境科学与生物学、农学的交叉融合必将成为污染土壤生态修复的一种重要研究方法。从这种意义上来看,生态修复将成为解决污染土壤的根本手段。如何综合运用环境科学、生物学和农学等多学科原理,研究既实用又造价低廉的污染土壤生态修复实用技术,将是污染土壤生态修复研究的另一个重点。
参考文献
[1] 周启星,宋玉芳.污染土壤修复原理与方法[M].北京:科学出版社,2004.
[2] 熊明彪.污染土壤生态修复研究综述[J].中国水土保持,2009(6):41-42.
[3] 周启星,魏树和,张倩茹,等.生态修复[M].北京:中国环境科学出版社,2006.
[4] Brown S L, Chaney R L, Angle J S, et al. Phytoremediation potential of Thlaspi caerulescens and bladder campion for zinc and cadmium-contaminated soil[J]. Joural of Environmental Quality, 1994 (23):1151-1157.
[5] Ma L Q, Komar K M, Tu C, et al. A fem that hyperaccumulates arsenic[J]. Nature, 2001, 409 :579.
[6] 郎明林,张玉秀,柴团耀.基因工程改良植物重金属抗性与富集能力的研究进展[J].生物工程学报, 2004,20(2):157-164.
[7] Banuelos G, Leduc D L, Pilon-Smits E A H, et al. Transgenic Indian mustard overexpressing selenocysteine lyase or selenocysteine methyltransferase exhibit enhanced potential for selenium phytoremediation under field conditions[J]. Environmental Science & Technology, 2007, 41(2):599-605.
[8] Liphadzi M S, Kirkham M B, Snyman H G. Heavy metal displacement in EDTA assisted phytoremediation of biosolids soil[J]. Water Science and Technology, 2006, 54 (5):147-153.
关键词:重金属污染 ;防控;环境修复
中图分类号:R139+.1 文献标识码:A
所谓的重金属污染,具体指由重金属以及它产生的化合物带来的不同程度的环境污染现象。最典型的案例是日本出现的水俣病,该病就是汞污染造成的。这种污染的危害主要来自于重金属所处的环境以及生物体等存在的化学形态等。最常见的就是水污染,当然还有一定程度的大气污染和固体污染。随着人口的不断增加以及工农业的快速发展,尤其是进入工业革命后,人类越来越依赖自然资源,不断的加大生产强度,此时有毒以及有害的物体就源源不断的输送到环境当中,此时环境本身的自净力已经不足以排解污染,环境污染就变得越来越严重。为了有效地解决好这个问题,目前相关组织以及机构已经开展了大量的研究活动,很多技术已经被广泛的应用到实践中去。
一 、污染的特点
重金属污染不同于其它的污染。很多种类的污染可以有效地通过环境本身的物理以及化学或者生物能力的净化来降低或者解除。然而由于重金属存在富集性的特点,不易在环境中获得解除。当前,我国在重金属开采以及加工的过程中,导致了很多比如铅、汞等的重金属进入3到大气或者水、土壤当中去,给环境带来很大的负面影响。比如废水释放的重金属,就算是浓度很低,也会积聚到藻类或者是底泥里,然后被鱼类以及贝类吸附,人食用鱼以及贝类就会吸收这种污染。水中含的金属的利弊影响不仅在于金属的特性,关键在于它的浓度以及它存在的形态等。通常,即使是金属元素对人类有益,当它的浓度超过一定标准后,它也会产生毒性,导致动植物受到污染,严重的会死亡。金属的有机的化合物比无机的化合物的毒性强很多;可溶的金属比颗粒状的毒性也强很多。
比较重金属给大气以及地表水带来的污染而言,对土壤和地下水带来的污染要复杂而且严重许多。这主要是因为这类污染有以下的特点:隐蔽、滞后、累计、治理难度大、修复时间长。针对这两种类型的污染开展的修复工作已经成为当前环境研究的重点,也是一个普遍性的世界难题。纵观全局,虽然我们在对土壤以及地下水污染的修复工作中取得了一定的成就,形成了许多科学实用的技术,不得不承认的是,遮羞方法在一定程度上破坏了场地的结构,带来二次污染现象,而且在大面积且轻污染的土壤中无法有效开展。因此,近年来,人们在污染环境的物理修复、化学修复甚至生物修复取得一定成功的基础上,进一步提出了生态修复的理念,并对其概念、内涵、原理、产业化途径等进行了理论上的探索和实践上应用的探索,试图以生态学的原理和方法,在对环境的治理以及修复过程中,注重人和生态的和谐关系,真正的将可持续的发展观念做到实处。
二、常用的几种修复方法
首先是生物修复法。该方法是我们开展整个生态修复活动的基础。它是对环境修复的最重要技术,目前该方法正处于发展中。生态修复的概念具体讲就是指通过微生物来加速对污染物的降解活动,进而修复受到污染的环境或者解除污染的一项自发的或者是受控的过程。除了通过微生物来进行修复,植物以及动物等多种修复方法的出现,在一定程度上给生物修复赋予了更宽泛的定义,具体的讲就是指通过细菌或者真菌等各种类型的微生物以及蚯蚓类的动物或者水藻等代谢来减轻污染物的危害性,改变它们的活性,通过改变污染物的化学或物理特性来影响其在环境中的迁移、转化和降解速率。当前,使用范围最广,效果最显著的生物修复法是微生物的修复法。
其次是,物理修复和化学修复。这两种修复有效地构成了生态修复。具体的从原理上来讲,物理以及化学修复指的是有效地利用光、水分、温度以及土壤和气体等各类环境因素,依据污染的特点,通过机械分离、蒸发、点解、磁化、冰冻、加热、凝固、氧化—还原、吸附—解吸、沉淀—溶解等物理怪和化学反应,来清除环境中的污染物,或者将其转化为对人类有益的物质。通常,为了节省环境治理的成本,物理修复或化学修复往作为生物修复的前处理阶段,近年来根式作为生态修复的构成要素。无论是环境要素或生态因子,亦或是工程方法,对于修复生物的生命活动来说都是非常重要的影响要素。假如将这些因素有效地结合到一起,确保环境条件以及生态因素在有利于生物生活的同时,也有利于污染物的去除或转化,将极大地提高生物修复或植物修复的效率,对于整个生态修复来讲,上述观念是非常重要的。
将物理修复、化学修复、生物修复有机结合到一起,对于我们的整个修复来讲是非常重要的。对这些方法利用的是否有效在很大程度上关系到我们的整个修复工作的成败。因此,我们在具体的修复过程中,应该认真地将物理修复以及化学修复方法和生物修复方法结合到一起,只有这样我们才可以更好的完成生态修复工作。
第三,植物修复法。该方法是整个生态修复的最根本形式。大约是在上世纪八十年代最早出现这一概念,其最初的思想是利用超累积植物的的超量富集作用来去除污染环境中多余的重金属。当前,植物修复法已经包括了环境修复的每个方面,比如城市的树木、花草、植被等对大气的净化。再比如,荷塘里的水生植被通过不断的利用氮磷钾等物质来净化水体;污染土壤及水体中无机污染物的去除及有机污染物的讲解等。从形式上看,在整个的治理活动中,几乎是植被在发挥作用, 但实际上植物修复过程中,往往是植物、根系分泌物、根际圈微生物、根际圈土壤物理和化学因素(这些因素可以部分人为调控)等在共同起作用。因而,总的来说,植物修复几乎包括了生态修复的所有机制,是生态修复的基本形式。利用植物对重金属如Ni、Zn、Cd、Hg、Cu、Se,放射性核素如Cs、Sr、Ur,多环芳径,石油,化学农药,有机氯溶剂如TCE,废弃炸药如TNT等的修复研究均有报道。
三 、不断完善污染环境修复标准
污染环境修复标准是指把技术和法规所确定、确立的环境清洁水平,通过生态修复或利用各种清洁技术手段,使环境中污染物的浓度降低到对人体健康和生态系统不构成威胁的、技术和法规可接受的水平。最近几年,对环境的修复工作一直是相关工作的重点。但是与之配套的修复标准却没有明确的条文规定。因此,修复工作常面临一大疑惑,到底修复到一个怎样的程度才能真正的认为是修复合格了呢?在世界范围内,污染土壤修复标准是一个较新的领域,一些发达国家也是刚刚制定玩土壤修复标准。从总体上来看,各国土壤环境质量标准的建立工作,均大大滞后于其大气、水环境质量标准的建立工作;各国污染土壤修复标准的建立工作,又大大滞后于土壤环境质量标准的监理工作。
结语
通过上文介绍,我们得知了重金属污染的概念以及它的危害性和特点等。当前形式下,相关部门工作的重点应该放到如何有效的研究方法来解决目前严重的污染问题,只有做好了这项工作,才能真正的实现人与自然的和谐发展。
参考文献:
[1]黄铭洪等著.环境污染与生态恢复[M].科学出版社,2003.
关键词:水利工程;水土保持;生态修复技术
随着经济的发展,人们对于生态环境的过度开发和利用导致各类生态资源越来越紧张,生态环境修复受到了广泛的关注。水利工程施工会对周边的水土保持等产生较大的影响,施工过程中如果不及时采取一些措施,可能会导致严重的水土流失,破坏生态环境。目前,水利工程施工过程中的一些技术措施已经不能够满足当前生态修复的需求,因此,需要借助生态修复相关理论来预防水利工程施工过程中的的水土流失。
1生态修复的概念
生态修复指的是依靠生态系统自我调节能力使其能够向有序的方向发展,生态修复过程中一般不会人工干涉,但是特殊情况下可以辅助一些人工措施,帮助一些受破坏的生态系统进行修复,使其能够可持续发展。自然生态组成了一个稳定的系统,由于人类的活动导致自然生态平衡被打破,帮助生态系统恢复到原有的平衡,称之为生态修复。学术界并没有界定生态修复和生态恢复的区别,但是一般欧美国家采用生态恢复的说法,一些亚洲国家则更加倾向于使用生态修复的说法,其本质上是相同的,都是帮助自然生态系统可持续发展,并为人类所利用。
2水利工程水土流失特点
2.1以点或线状分布
水利工程的施工过程中由于涉及到大量的土石方工程,因此在施工过程中必然会产生水土流失的现象,如果不采取相应的措施,可能会导致生态环境的破坏。地面上的植被能够起到防风固沙、防止水土流失的作用,但是水利工程一般位于偏远的山川或者河流地区,且施工占用面积较大,导致水利工程施工不便利,难度增加。大兴水利,修建水库、大坝等设施,一定程度上已经对原有的生态环境进行了破坏,生态系统的平衡被打破,地面的环境遭到了破坏,导致土地大面积的暴露出来,极易造成水土流失,水土流失一般呈现出点状或者线状分布。
2.2被破坏的植被难以修复
水利工程设计规划的时候需要修筑一些构筑物,这些构筑物的修建需要永久的占用部分土地,被占用的土地被构筑物长久挤压,导致该地区的土壤弱化,土壤的肥沃程度降低,水土保持性能降低,不利于植被的恢复。生态系统自我修复能力降低,辅助人工措施后往往也难易恢复被破坏的植被。
2.3水利工程设计的多样化
水利工程的设计范围较大,主要包括防洪、港口、农田等多种类型的区域,不同的生态系统中的水土流失类型不同,因此水利施工过程中生态修复呈现出多样化的特点,水土流失的表现形式也多种多样。水土在重力作用下可能产生滑坡、塔防等现象,严重的还会引发洪水和泥石流等灾害。
3水土保持生态修复的作用
3.1减少自然灾害发生
水土保持生态修复对于维持生态系统的平衡具有重要意义,不仅能够使得水利工程施工过程中被破坏的植被得以修复,同时能够增加土壤的肥沃程度和蓄水能力,避免在在水利工程施工和运行过程中产生水土流失现象。水土保持还能够对地表水和地下水起到一定的调节作用,降低自然灾害发生的概率。
3.2促进水利工程经济效益的提高
水利工程的兴建就是为了优化水资源的配置,控制和调配水资源,但是实际工程施工过程中存在大量的属兔流失现象,水资源的含泥量较高,导致水资源数量减少。在水利工程施工时,同时进行生态修复,能够保证水库中的水资源充足,提高水资源的需水量,延长水利工程相关构筑物的使用年限,提升其经济效益。
4水土保持生态修复技术分析
4.1自然退化生态系统修复技术
水土流失产生的原因有很多,针对不同原因产生的生态破坏应当采取不同的措施进行防治。一些水资源比较丰富的地区,在进行水利工程施工过程中,应当充分结合当地的条件,采取引地表水或者打井、禁止放牧等措施帮助构建利于植被恢复的环境,在进行修复的过程中应当对不同的区域按照一定的分类标准进行划分,实行分级分块的生态修复,确保生态修复的质量和效果。
4.2过渡垦殖生态系统修复技术
针对过渡开发造成的生态系统破坏,需要退耕还林。按照国家相关法规和政策的规定,对于25度以上的坡地,都应当退耕发展生态林草,严格控制坡度大于25度的农田的开垦,做好坡地的生态保护工作。对于15度以下的坡地,根据坡地周围的环境,在靠近人、村和路的地方进行改造,在保证农民基本需要的情况下进行水土保持耕作。针对由于樵采导致的生态系统破坏,严重的可以采取封山育林的方式,对遭到破坏的地区进行一定时间的封闭,封闭时间一般可以为3年、5年或者8年,具体需要封闭的时间参考生态系统类型、气候、地区等因素综合确定。除此以外,封山育林还可以辅以补种植被等措施。
4.3沿河生态修复技术
不断减轻导致生态破坏的驱动力,对生态系统加以修复是沿河生态系统修复的重点工作内容,与此同时,还要避免河流生态环境的单一性过高,单一性过高的河流生态系统容易出现破坏,应当保证河流朝着多元性、多样化的方向发展,并且要确保河流的连续性和连通性受到破坏后能够及时恢复。必要时可以设置复合断面形态,包括主河槽和护堤地,如果施工条件允许,也可以提前设置马道或者季节性河道。
4.4经济过度开发生态修复技术
对于由于经济过度开发导致的生态破坏,可以采取粮果、林果间套种植的方法帮助恢复土壤原有的肥力,充分利用山地的自然坡度进行植物的种植,增加土地的使用效率。采取植物轮作的方式,提升植物的产出率。对原有生态系统生物链进行分析研究,采取措施模拟原有的生态链,逐步建立农田的循环经济模式,实现生物链的良性循环。
4.5开发建设生态退化修复技术
水利工程的施工会打破当地的生态平衡,由于早先的水利工程对于环境修复这部分并不重视,并没有制定有针对性的措施,因此已经造成了严重的生态环境破坏。针对这种水利工程项目应当立即停止施工,找出生态环境破坏产生的原因,并进行适应性的调整和防治。比如,施工范围内,可以充分利用土地种植一些成活率高、适应性强的植物进行生态修复,能够起到很好的水土保持的作用。适当加强区域的生物覆盖,避免出现施工过程中大量水土流失的现象。
4.6减少生态植物的破坏,维护原有生态系统
水利工程施工对周边环境的扰动较大,尽可能的保护原有生态植物不被破坏,维护原有的生态平衡,对于一些必须要进行砍伐的植被,在其被破坏后应当适当的采取措施,替代其丧失的生态功能,防止裸露的土地产生水土流失。水利工程施工是应当尽量避开植被茂密的区域,控制整个工程对生态环境的破坏。
哪种修复方法适合松花江的水生态修复,要根据松花江的实际情况和具体特点有针对性的选择。
1)人类社会的发展已经不可能把河流恢复到原始状态。完全复原意味着对所有上下游及滨河带的输入输出(水质、水量、泥沙、生物有机体)的改变、复原,由于河流和流域的联系,只有在对整个河流系统和绝大部分流域都进行完全修复的时候,才有可能实现。在松花江多年的治理实践中,修建了大量水资源利用工程、防洪工程等(如取水口、排污口、拦河坝、堤防、河流裁弯取直、渠化等),加之各种人为破坏和干扰,河流原始形态和面貌已发生巨大变化,不可能再建立过去的那种原始条件。
2)生态系统是一个动态的整体,生态平衡是一个动态的平衡。生态系统是在保持动态平衡时,不断发展演化的。河流生态修复并不意味着绝对的稳定性。正相反,河流系统必须依赖于一定程度的洪水、侵蚀和水质变化的扰动,来保证其多样性。河流的退化正是由于河流生态系统失去了动态平衡。随着时间的推移,河流生态系统在自然力与人类共同作用下,已经形成了新系统的动态平衡。因此,没有必要让河流恢复到原始状态。因此,松花江水生态修复的目标应该是结合防洪、河道整治和城市景观建设等工程规划,对河流系统恶化甚至丧失的(或即将要恶化和丧失的)必要生态功能和社会功能进行修复,完善河流自调节机制,并使其达到新的动态平衡。
2松花江水生态系统修复的任务
2.1松花江地貌学特征的改善地貌学特征的改善包括恢复河流的纵向连通性、横向连通性和竖向连通性;对松花江而言,就是要保持其纵向蜿蜒性和横向形态的多样性;实施退耕还湿,恢复滩涂生态系统;加强沟通水系,增强过洪能力;加大恢复植被力度,增强滩涂生态功能;修复缓冲区,控制人为干扰和过渡利用;采用生态型护坡,避免河道直线化和河岸的混凝土化,使其具有作为河流的自然形态。
2.2水质、水量、水文、水力条件的改善水质条件的改善要通过污水处理、控制污水排放、生态技术治污、源头清洁生产、发展循环经济等改善河流水系的水质。水量条件的改善是通过水资源的合理配置以维持河流河道最小生态需水量(和最低生态水位)和最大流量(最高水位)。水文情势和水力条件的改善是尽量保持自然河流丰枯变化的模式,使河流两岸水陆交错带以及滩涂湿地有适当的洪水的干扰,以保持生态系统的生物多样性,以及结构和功能的稳定。
2.3生物物种多样性恢复生物物种多样性恢复包括濒危、珍稀、特有生物物种的保护、水陆交错带植被恢复、鱼类等水生生物资源的恢复等。
3河流生态修复的原则
3.1社会服务功能和生态功能同时修复松花江水生态修复应在满足防洪、供水、发电、旅游等社会服务功能的同时,具备良好的生态功能。
3.2与防洪规划等相关规划相协调松花江水生态修复应该符合社会发展总体规划,特别要与松辽流域和哈尔滨市的防洪规划相协调,还应与有国家和区域经济发展规划、流域综合规划、水环境保护规划、城市市政建设规划、自然保护区等规划相衔接。
3.3自然自我修复为主、人工干预为辅松花江水生态修复要充分利用生态系统的自组织功能,当外界干扰未超过生态系统的承载能力时,可以按照自组织功能靠自然演替实现自我恢复目标。当外界干扰超过生态系统的承载能力时,则需要辅助人工干预措施创造生境条件。然后,充分发挥自然修复功能,使生态系统实现某种程度的修复。
3.4确保生态系统用水需求应在水资源承载能力范围内,规划社会经济发展用水,应在满足社会经济发展需要的前提下,确保生态系统的用水需求。
3.5确保河流水质达标污水达标排放,控制面源污染,确保河流水质达标。
4松花江水生态修复措施建议
目前的松花江哈尔滨市区江段,现有江道形态已失去天然河道的特点,这是哈尔滨市城市、社会、经济发展的需求造成的。在河流生态修复过程中,应从尊重历史的角度出发,在满足防洪安全的前提下,进行适当修复,建议如下:
1)虽然受两岸堤防限制,整个江道形态固定,但江道内河流的蜿蜒形态依然存在。同时,鉴于现有堤防是多年历史形成的重要防洪体系,而且目前还达不到100年一遇标准。因此,建议两岸堤防位置不变,保持现有江道水流形态的蜿蜒性以及两岸堤防的非自然形态。
2)江道内已有不少滩岛、浅滩和深潭,地表景观较为丰富,具有多样化的水生环境和动植物栖息地,不易再造浅滩和深潭,而应结合《松花江流域防洪规划》和《黑龙江省哈尔滨市防洪规划修编报告》,清除主江道有碍行洪、恶化航道及严重影响城市环境的淤积滩涂,增强河流的泄洪功能。
3)现状堤防已将江道严重缩窄,最窄处仅有1.5km,不宜为了土地开发利用或顺直堤防。将堤防向江道内推进,进一步挤占河流的空间和洪水的行洪空间,不利于河流的防洪功能和生态功能的修复。
4)鉴于现状堤防、大坝等人工构筑物破坏了江道水流的横向和竖向连通性,可采取措施恢复或改善,修复松花江两岸水陆交错带生态系统,使该江段河流廊道成为具有生命源泉意义的百里生态长廊。
5)由于大顶子山航电枢纽的建设以及松花江7个规划梯级的建设,河流纵向连通性修复困难,但需加强河流水生鱼类等生物的生态监测,一旦发现有发生生态问题的趋势,及时进行科学研究并采取适当修补措施。
目前,海岛管理部门对项目申请工作进行了有效管理,组织专家对项目申报材料进行评审,并提出改建意见,对于提高项目质量起到了良好的作用。为了进一步规范项目申报,提出以下两点建议。31进一步明确规定项目实施方案编制深度现行的《关于启动实施2012年海岛生态修复示范工程与领海基点保护工作试点工作的通知》财建〔2012〕113号中,规定了海岛生态整治修复及保护项目实施方案编写的大纲和主要内容,对于规范项目的实施方案编写起到了较好的指导和规范作用。但是,没有详细明确每一部分内容编写的深度。由于项目申报各单位对编写大纲理解的不同,编写的内容深度不一。为了全面、翔实、客观、可行地反映项目内容,不同项目之间又具有相对统一的标准,建议制订项目实施方案编制的技术要求,明确编制深度,特别是针对项目的主要内容与技术指标、图件部分应该详细说明。目前,已经组织实施了多个海岛生态整治修复项目,基本掌握了生态整治修复内容,能够进一步提出各内容和技术指标要求。项目申报材料增加海岛所在县级政府的意见当前,海岛生态整治修复及保护项目一般由县(市)级海洋主管部门作为承担单位申报并组织实施。海岛生态整治修复及保护项目,很多是针对有居民海岛的整治修复。根据《海岛保护法》的规定,有居民海岛由沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门和其他有关部门按照各自的职责分工管理。建议有居民海岛生态整治修复及保护项目申报材料,应当征求海岛所在县级政府或项目承担单位同级政府部门的意见,并由县(市)级人民政府或项目承担单位同级政府部门出具申请方案文件申报,以便县级政府统筹管理辖区内的有居民海岛,统一安排政府各职能部门积极参与和支持海岛生态整治综合工作,也便于项目批复后县(市)级海洋主管部门组织实施。
海岛生态整治修复及保护项目实施管理
海岛生态整治修复及保护项目批复后,如何进行实施过程中和实施后的验收和管理,尚未出台有关的规定,各地海岛生态整治修复及保护项目都是参照其他行业项目实施,正在探索经验。本部分针对项目实施管理提出5点建议。建立和完善项目管理流程海岛生态整治修复及保护项目由国家海洋局负责组织申报并同财政部进行会审后予以批复。方案编写、总支项目预算编制、项目实施的基本程序、施工图纸审查、施工过程的检查管理和技术监理、竣工验收管理等是项目实施工作的几大重要组成部分,也是影响项目执行质量的关键。管理部门应当逐渐完善管理制度,加大管理力度,对项目任务实施管理。陆地上建设工程从申请立项到施工许可,再到工程实施和竣工验收,已经建立了比较完善的管理流程,明确了管理依据和审查要件。对于新兴的海岛生态整治修复及保护项目的任务实施管理,可考虑以下两种方式。(1)项目实施方案批复的同时,财政部下拨了项目经费,后续的管理流程可参照现有陆地上建设工程的管理模式进行管理,如会商规划部门会审建设工程设计方案等,会商建设部门会审施工图纸、审查施工合同、备案安全措施、施工许可证等,会商监理单位和建设部门进行施工监理,会商建设、规划等部门联合进行工程预检查验收等。(2)国家海洋局应当建立具有海岛特点的统一管理的流程,明确项目施工图纸、施工、监理和验收等规定,对项目进行全面管理;也可以对部分环节进行统一管理,其他环节与陆地有关管理部门合作。明确项目勘察、设计、施工、监理单位的资质要求项目勘察、设计、施工、监理单位的能力和水平,直接决定海岛生态整治修复及保护项目实施的质量。目前,陆地上的建设工程,在勘察、设计、施工、监理等方面对具体承担单位都有明确的资质和技术要求。但是,海岛生态整治修复及保护项目不同于陆地上的建设工程项目,涉及岛陆及周边海域两部分,施工作业极易受到天气、交通的制约,造成项目实施难度大、成本多、危险系数高等诸多不利制约因素,部分整治修复内容,如岛陆植被修复、沿岸防波堤建设、植被保护绿化等,都需要考虑耐海水、海风腐蚀和海洋性气候因素,项目实施的风险较大,不确定性较高。应当根据海岛生态整治修复及保护项目属性的特点,以工程量或投入经费为标准,明确提出勘察、设计、施工、监理单位的资质要求,确保项目的有效实施。建立完善的项目档案材料项目档案记录了项目立项、实施、竣工的全过程,而具有保存价值的文字、图纸、图表和声像等是项目档案管理最有效的载体,各种载体的文件材料也是对海岛整治修复及保护项目实施效果的最好见证和检验。对于海岛生态整治修复及保护项目,除了与一般建设工程相类似的档案资料外,项目实施前的海岛现状和项目实施后效果的数据和影像资料尤为重要。海岛生态整治修复是要通过各种人为修复手段改变海岛生态环境受到破损的状态,修复前后的海岛对比资料是说明生态修复效果的最好依据,也是检查、验收海岛生态整治修复项目的重要档案资料。因此,建立完整的项目档案资料,尤其是准确、客观地反映修复前后的数据和影像对比资料,是管理部门需要引起重视的重要环节,也是各项目实施单位需要做好的基础工作。实施严格的质量管理和监督检查海岛生态整治修复及保护项目的部分建设内容是否按照方案实施,在实施工程中难以准确把握。例如,采取补沙的方式整治修复沙滩,由于海水的流动性和潮汐的自然作用,实际补沙的数量很难检查;修复岛陆植被,可能由于极端天气和客观环境的影响,植被的适应性能要求高,造成成活率极低,实际修复的数量和质量难以核实。因此,除了遵循现有的管理规定外,还应当建立结合项目实际的质量管理和监督检查制度,组织管理部门和专家队伍实施跟踪管理和全过程的记录管理,规范项目承担单位按规定执行,确保国家财政资金落到实处,充分利用,使有限的资金发挥出最大的效益,产生最大的生态效益和社会效益。国家已经开展了《海岛整治工程管理与绩效评价研究》,建议结合项目的特点,应尽快组织应用,为实施项目质量管理和监督检查提供技术支撑。组建专家团队跟踪项目执行海岛生态整治修复及保护项目刚刚实施不久,无论是管理还是施工技术,可能存在一些不尽完善的部分,国家和地方海洋管理部门应当组建专家团队,采取异地或本地相结合的办法不断跟踪项目执行过程,包括项目施工设计、项目施工、修复技术应用、项目质量管理和安全管理、项目验收及项目档案管理等,查找不足,完善和制定相应的管理制度和技术标准。国家编制了《海岛生态修复整治技术指南》,专家团队应当跟踪技术指南的应用情况,掌握这些技术是否具有普遍性和实用性,是否有新材料和新技术能够应用,不断提高海岛生态整治修复技术指导的科学性和有效性,真正把海岛项目做成百年大计工程。
【关键词】中国古典;园林;景观修复;创新技术
中图分类号:K928.73 文献标识码:A 文章编号:
前言
中国古典园林由于其深刻的文化内涵和审美意境,既是优美的自然景观,又是珍贵的世界文化遗产。受损的古园不仅损害了有形的文物,而且也损害着社会和影响着无形文化。因此要重视对古典园林的修复,在修复过程中为更好的进行古园的生态和人文恢复,也即是植被、土壤和水体的恢复;园林文化和文物古迹的恢复,还要做好创新技术的引入。
1 中国古典园林景观修复概述
1.1中国古典园林的特点
了解中国古典园林的特点,是开展古园的保护和修复工作的基础,有利于还原造园者设计的匠心,体现造物的神韵。概括来说中国古典园林有如下四个特点:
a)本于自然,高于自然。中国古典园林以山、水、植物作为构景的基本要素,但它绝非简单地摹仿其原始状态,而是有意识地改造、调整、加工、剪裁,从而表现一个精练概括的自然和典型化的自然,能于小中见大,也能大中见小。
b)把建筑美与自然美融合在一起。中国古典园林无论建筑多寡,性质、功能如何,都能与山水花木有机地组合在一起,彼此谐调,互为补充,形成一种“天人合一”的风景画面。
c)充满诗画的情趣。中国古典园林运用各个艺术门类之间的触类旁通,融铸诗画艺术于园林艺术,使园林从总体到局部都包含着浓郁的诗画情趣,这就是通常所说的“诗情画意”。
d)意境幽远,余韵无穷。中国古典园林不仅借助山、水、花木、建筑所构成的风景间接传达意境的信息,还运用园名、景题、刻石、匾额、对联等文字方式直接通过文学艺术来表达、深化意境的内涵。
1.2中国古典园林景观修复的基本原则
(1)遵循自然
中国古典园林通过巧妙的设计手法,将山、水、植物、建筑等有机结合起来,注重山水相宜,往往营造出“虽由人作,宛若天成”的景观。并且造园过程中景观要素的形象组合方面,合乎自然规律,山水及山峰各景象要素组合上符合山水生成的规律。这是在园林修复过程中应当注意的。
(2)景物入画
中国古典园林有三个基本要素:建筑物、山水、花木,设计的基本要求是入画。造园者往往运用巧妙的借景手法,借用传统文化的力量,尽管在一个狭小的空间布局中,能够带给人们丰富细腻的情感和回味无穷的想象空间。游人往往在园林中步移景易,景随人移。
(3)掌握园林的相关资料
在修复古典园林景观时,掌握该园林的有关资料是不可或缺的,如造园背景、园林平面构图等。对园林的景观形成一个整体印象,全面把握园林整体的布局和造园特点,这样才能“修旧如旧”。
(4)真实性原则
在对古典园林修复过程中,要求我们应完整的考虑园林整体布局,各要素之间的和谐关系如建筑、构筑、陈设等各个方面,要参照传统的真实信息,修复中尽力收集古建材料,这样才能重现古典园林本色。并且在维护中还要做到每次的维护都是可识别的——既不能破坏原作品真性,又要区别于原作。
2 创新技术在我国古典园林景观修复中的应用
传统修复技术可分为材料生产和施工技能,随着科技的发展,我们在继承传统的就地取材、因地制宜、保持原有风貌、艺术形象的基础上,对修复技术也要进行创新。
2.1古典园林的自然生态恢复
根据古典园林特点和修复原则可知,对古典园林的修复不应以“商业化”、“城市化”为目标,更重要的是要做到保护,遵循生态平衡。
(1)园林植被修复
园林植被的修复包括三个方面:古树名木的修复、生态群落的修复、地被的休养生息。对于可修复树木首先可采用木桩支撑、草绳捆绑等方法紧急救助,然后根据树种特性和损害程度做好修复和维护;对于损毁植物群落,应结合园林文化氛围选择树种重建,并尽量以乡土植物为主,做到“适地适树”,多层配置,在节约成本的同时实现古典园林的生态环境恢复;对于人为损害的草皮,应以自然恢复为主,然后根据不同的土地坡面选择相应的恢复措施。
中国古典园林有着特殊的人文气息的植物的文化意味,远远重于生态意义。所以树木的重建应重视人文含义,新技术不应破坏原有的人文精神。
(2)园林水体修复
对于古典园林水体损害的,首先应调查古典园林水系淤塞情况,及时疏通,保证园林内外水系循环,避免破坏园内水陆交换和空气质量;其次对于受污染水域,可在短期利用化学药剂处理,并种植清污能力较好的植被,净化水系环境;最后加强保护,避免二次污染。
(3)园林土质修复
对于遭受地质和土壤的破坏古典园林,园林土地易发生沉降,地表土壤易板结硬化。在修复山体滑坡时可首先固定山体如:钢筋打桩,制止下滑,然后稳固边坡如:浇灌混凝土,最后抽取地下水和地表水,沉降土地。若土地沉降不均匀,应先抽取地下水,然后挖掏土质,均衡荷载应力,最后稳固地基。
2.2古典园林的人文景观恢复
(1)古典园林文化恢复重建
中国古典园林作为历史文化流传的具象体现,对其修缮修补应做到“整旧如旧”,以严谨理性的科学态度去修复,保证古典园林的原状态。
a)纪念园林文化内核及恢复重建:纪念园林主要的特征是“一堂一屋、一亭一榭、一草一木”, 一切均围绕被纪念者,因此其文化内核是“景仰前贤,大启文明”,修复工作应围绕这个核心;
b)寺观园林文化内核及恢复重建:寺观园林主要是将自然和宗教结合一体,体现着““一花一世界,一叶一如来”, 最大化的丰富与扩张园林空间。宗教世俗化和宗教教义是该园林的文化内核,工程修复的开展应围绕这个文化内核。
2.3古典园林古建筑恢复重建
古典园林内的主体建筑模式是木结构建筑物,根据损害程度的不同古建修复可分为四类,其修复特点如表1。
表1古建筑修复类型表
2.4促进古典园林可持续发展能力
古典园林可持续发展体现在保护的可持续和运营的可持续,都需要有充足的资金。资金来源一方面可通过国家资助,另一方面发展旅游业实行以园养园。在古园的修复中,政府资助毕竟杯水车薪,因此发展古园旅游业,提高园林内部硬件设施和提炼园林文化,既有利于传扬园林文化,又有利于园林景观的维护。
3 结语
中国古典园林是传统文化艺术的载体,具有极高的文化价值和艺术价值,它所承载的传统文化和人文精神是弥足珍贵的,也是不可再生的。因此必须要做好古典园林的保护和修复工作,并且在修复过程中也要不断加强新技术的研发和应用,真正做到修复的园林能得乎其意、显乎其神。
参考文献:
【1】柴泽俊.试论古建筑修缮“不改变文物原状”原则[J].文物世界,1996,(1):13一17
【2】金荷仙.寺庙园林意境的表现手法[J].中国园林,1998,(6):28一30
关键词生态环境 可持续发展 环境修复
文章编号1008-5807(2011)02-153-01
随着地球上人口的剧增和工农业生产的迅速发展,特别是工业革命以来,人类对自然资源需求水平不断提高,生产强度日益加大,有毒、有害废气物质不断的输入环境,远远超过了环境的自净能力而导致环境污染日益严重。为了解决人类面临的这个重大问题,对于大气污染和地表水污染之力的研究已十分广泛,许多技术已相当成熟并被广泛应用。
对于污染土壤及地下水的之力来说,由于其具有隐蔽性、滞后性、累积性以及难治理和修复周期长等区别与大气和地表水体污染的特点,其修复问题已成为环境科学研究日益活跃的领域,同时也是世界性难题。虽然人们已在污染土壤及地下水物理修复和化学修复领域进行了有益探索,形成了一些实用技术,但这些修复方法往往会破坏场地结构、造成二次污染,对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤甚至难以应用。为此,近年来,人们在污染环境的物理修复、化学修复甚至生物修复取得一定成功的基础上,进一步提出了生态修复的理念,并对其概念、内涵、原理、产业化途径等进行了理论上的探索和实践上应用的探索,试图以生态学的原理和方法,在污染环境的修复和治理过程中实现人与自然的和谐发展,从而达到可持续发展。
一、生物修复―生态修复的基础
生物修复是对污染环境实施修复、之力的最为重要的技术之一,是正在发展中的技术,是生态修复的基础。
目前被广泛认同的生物修复定义,是指微生物催化降解有机污染物,从而修复被污染环境或消除环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程,这是狭义的定义。
除了微生物修复外,植物修复、动物修复乃至酶学修复等方式的出现,赋予了生物修复更广泛的内涵,即生物修复是指利用细菌和真菌等微生物、蚯蚓等动物以及水生藻类、陆生植物,甚至酶及分泌物等的代谢活性降解、减轻有机污染物的毒性,改变重金属的活性或在环境中结合态,通过改变污染物的化学或物理特性二影响其在环境中的迁移、转化和降解速率。
目前使用最广、最有效的生物修复技术仍是微生物修复。
二、物理与化学修复―生态修复的构成要素
从修复原理来看,物理修复与化学修复是指充分利用光、温、水、土、气、热等环境要素,根据污染物的理性性质,通过机械分离、蒸发、点解、磁化、冰冻、加热、凝固、氧化―还原、吸附―解吸、沉淀―溶解等物理怪和化学反应,使环境中污染物被清除或转化为无害物质。通常,为了节省环境治理的成本,物理修复或化学修复往作为生物修复的前处理阶段,近年来根式作为生态修复的构成要素。无论是环境要素或生态因子,还是工程措施,对于修复生物的生命活动来说,是非常重要的影响要素。若将它们有机的结合起来,使环境条件和生态因子在有利于生物生活的同时,也有利于污染物的去除或转化,将极大地提高生物修复或植物修复的效率,这一点对于生态修复来说是至关重要的。
物理与化学修复措施与生物修复的结合,是生态修复必不可少的构成要素,其利用的是否直接关系到生态修复的有效性和成败。在实际的修复过程中,把物理修复、化学修复措施更好地与生物修复结合起来,才能形成有效的生态修复技术。
三、植物修复―生态修复的基本形式
植物修复这一概念大约是1980年代前期提出来的,其最初的思想是利用超累积植物的的超量富集作用来去除污染环境中多余的重金属。
目前,植物修复这一技术已经涵盖了污染环境治理的各个方面,如城市树木、草坪乃至花卉植物对大气或室内空气的净化;池塘中水生植物通过对氮、磷等营养物质的利用而对富营养化水体的净化;污染土壤及水体中无机污染物的去除及有机污染物的讲解等。
在污染环境治理中,从形式上来看,似乎主要是植物在起作用,但实际上植物修复过程中,往往是植物、根系分泌物、根际圈微生物、根际圈土壤物理和化学因素(这些因素可以部分人为调控)等在共同起作用。因而,总的来说,植物修复几乎包括了生态修复的所有机制,是生态修复的基本形式。
利用植物对重金属如Ni、Zn、Cd、Hg、Cu、Se,放射性核素如Cs、Sr、Ur,多环芳径,石油,化学农药,有机氯溶剂如TCE,废弃炸药如TNT等的修复研究均有报道。
四、污染环境修复标准―生态修复评判基础
污染环境修复标准是指呗技术和法规所确定、确立的环境清洁水平,通过生态修复或利用各种清洁技术手段,使环境中污染物的浓度降低到对人体健康和生态系统不构成威胁的、技术和法规可接受的水平。
近年来,污染环境的修复一直是热点领域。然而,污染环境修复标准的制定远远落后于修复方法的研究,这就很难说清楚环境修复到什么程度才可以认为是清洁的。
在世界范围内,污染土壤修复标准是一个较新的领域,一些发达国家也是刚刚制定玩土壤修复标准。从总体上来看,各国土壤环境质量标准的建立工作,均大大滞后于其大气、水环境质量标准的建立工作;各国污染土壤修复标准的建立工作,又大大滞后于去土壤环境质量标准的监理工作。
我国在土壤修复效果的评价中,一直以土壤环境质量标准为依据,但是依据背景值建立的土壤质量标准并没有给出土壤的去染污允许值,这样对于有一定吸纳污染物能力的土壤资源是一种浪费。
目前,理论和技术上可行的修复技术主要有植物修复、微生物修复、酶学修复、动物修复、化学修复、物理修复和各种联合修复等几大类。有些修复技术已经进入现场应用阶段并取得了较好的治理效果。然而,无论是化学修复、物理修复还是植物修复、微生物修复,都存在着这样或那样的去点,都不能对环境污染进行根治。只有对污染环境实施生态修复,才能彻底阻断污染物进入食物链,才能最大限度地防止对人体健康的损害,从而最为有效地阻止环境的可持续发展。
生态修复是在生态学原理的指导下,以生物修复为基础,结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施,通过优化组合,使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法。
五、生态修复―实施与研究展望
在眼前的格局下,可持续发展不失为当代人的一种既明智又沉重的选择。之所以如此,是因为人们已开始正视目前所处的困境。显而易见,倒退回去,甘于守贫,不仅于环境问题的解决丝毫无补,反而加剧生态失衡;安于现状,得过且过,只能在麻木中葬送自己。唯有通过经济的进一步发展,寓环境治理于发展之中,才是修复生态环境,实现人类社会持续发展长治久安的最终出路。
参考文献:
【关键词】:生态修复;水土保持;生态建设
1、水土保持在生态环境优化中的作用
1.1减少自然灾害的发生
水土流失严重会导致各地区的生态环境遭受破坏,自然灾害的发生频率也会相继提高,而通过水土保持工作的开展,能够有效减少地表径流及泥沙的流失量,防止江河洪水或是淤泥淤积的灾害发生。水土保持工作中开展的植树造林工程也在一定程度上维持了生态环境系统的平衡性,而这种平稳、平衡对于遏制自然灾害的发生起着十分重要的作用,更是生态环境建设工作的开展主旨。
1.2有利于改善土壤理化性质
作为动植物生长繁殖的基础,土壤质量也是生态建设中的一个重要方面。水土保持工作的开展,能够在一定程度上改善土壤孔隙的状况、有效加强土壤通气度、排水能力。此外,水土保持还能够有效提升土壤的肥力、土壤中所蕴含的有机质含量,且根据实践表明,采用不同水土治理土壤的措施,所含有的有机质含量、全磷、氮含量等皆大于对照组,也能够较快的为植物补充养分,具有良好的自动调节功能,同时还能使土壤中的微生物数量得以恢复。所以说,科学的水土保持举措对于土壤的理化性质起着改善作用,使动植物的生长繁殖得以有效保障,并促进生态环境的快速恢复。
1.3气候条件有所改善,生物多样性有所提高
水土保持工作的开展,能够有效改善局部气候条件,尤其是帮助近地层地区的小气候转向良性气候发展,降低近地层的温度、增加湿度、减小昼夜温差。同时,气候条件有所改善在一定程度上还能够提高植被的覆盖率,使生物多样性有所提升。在水土保持工作中,所开展的挖条沟工作还能够改善板结土壤和母质层地表,并起到蓄水拦沙作用。这些工作的开展皆有利于林木治理区植被的生长恢复,丰富物种的多样性,使得生态系统的稳定性及自我调节能力提高。
2、水土流失的危害性
2.1破坏生态环境,降低生活质量
水土流失加剧导致生态环境恶化,粮草植被、草场畜牧业等皆会遭受严重的破坏、森林的蓄e量也会急剧骤减,降低地面的覆盖率,改变径流方向,致使生态环境动态平衡失调。此外,若是遭受暴风雨,洪水肆虐淤积,山体滑坡及泥石流等现象也会频繁发生,容易造成山洪水涝自然灾害,使得下游江河地区的泥沙顺势形成淤积现象,进一步加深洪涝灾害,严重破坏当地的农业、畜牧业的生产条件,致使我国的农业经济环境、健康发展皆受其影响,人民群众的生活质量大打折扣,苦不堪言。
2.2土地资源遭受破坏,土壤肥力下降
水土流失加剧直接影响着土地资源及其地面的完整性,导致土地资源支离破碎、沟壑纵横,也不能充分利用自然降水,土地退化严重,土壤肥力、水源涵养能力也有所下降,破坏土壤理化性质,土地资源愈发贫瘠稀薄,土壤没有吸收足够的养分,质地逐渐粗糙化,通气性、排水蓄水能力逐渐刷若,农村粮食产量不断下降且尤为不稳,部分农村甚至出现绝产现象。长期以往,随着水土侵蚀程度的不断加深,土地生产力只会加快降低,水源也会不断减少,人类甚至会面临水源短缺的危机。
2.3山体滑坡频发
土壤表层,导致泥沙大量下泄,地表径流也随之流入江河水库,致使下游地区淤积加重,沟渠江河的河床不断抬高,水位上涨、水库防洪能力逐渐削减,洪水排水不畅,水利工程难以发挥作用,导致水库使用寿命严重降低。在此形势下,水污染加剧,江河湖海多淤积,江河泛滥威胁增大,若是暴雨时节频发,雨水不能及时下渗,时涨时落,下游地区人民的生命财产安全皆会受到影响,甚至是发生不可估量的损失。
2.4水资源平衡遭受破坏
水土流失不仅会导致土壤理化性质遭受破坏,且随着土壤的不断退化、草场的沙化,生态环境也与之失调,植被生长难以得到恢复,这也直接影响到水资源的分配利用。而地表植被破坏程度加深,降水截留、滞缓径流及水源涵畜等功能也会逐渐失去,导致地表径流大幅度增加,而地下径流却随之减少。两者间平衡的水量关系被彻底打破,致使土壤的储水库容量不断缩小,破坏农作物需水量与土壤水分供给间的关系,许多地区的旱灾次数不断增多,年作物产量急骤下降,影响着我国农业经济的健康发展,人们粮食供给严重不足。
3、生态修复与水土保持技术
在生态修复与水土保持过程中,相关技术人员必须要重点关注生态环境恶化特点,采取有效措施抑制生态环境恶化问题,迅速恢复地表层的植被覆盖。具体措施包括以下几点:
3.1自然退化生态系统修复技术
随着经济的发展,生态环境问题逐渐增加,水土流失面积逐渐增大,近几年,水土流失与生态环境退化问题难以应用人工方式对其进行控制。这就需要相关部门应用先进的生态环境修复技术开展相关工作,提高水土保持工作效率。技术人员可以应用自然退化生态系统修复技术,并提升技术的应用效率与应用质量。
3.2不科学采伐与开垦修复生态技术
在生态环境修复期间,相关技术人员可以应用退耕还林与人工种草等技术开展相关工作。在此期间,相关技术人员可以将生态环境分为几个单元,将各个单元有效联系在一起,然后根据各个单元物种适应能力与进化能力的分析,对其进行有效的调整。同时,相关技术人员可以将各类物种组合成为一个复杂的生态网络,维护物种多样性秩序,维护生态系统的安全性,提升技术应用质量。
3.3人工防护林
在生态环境保护部门实际发展期间,技术人员可以利用人工防护林与人工操场种植技术开展相关工作,制定针对性的技术方案,例如:在某县土壤退化较为严重的区域,技术人员可以选择当地土壤相适应的树木品种,同时,还要积极应用病虫害防治技术,保证人工防护林的生长效率的提高,避免相关问题的产生。
4、生态修复与水土保持生态建设需要注意的问题
在某县水务局生态修复过程中,虽然生态修复技术逐渐增加,水土保持效果较为良好,但是,还有较多问题需要解决。具体包括以下几点:
4.1生态修复水土保持监测问题
在生态修复与水土保持生态建设过程中,相关部门还不能对其进行实时监测,难以提高生态修复与水土保持工作效率,无法及时发现其中存在的问题。这就需要相关管理部门制定完善的管理制度,实时监测生态修复c水土保持工作,保证生态修复与水土保持工作效率的提高。同时,还要归纳总结各类相关资料,提高生态修复技术与水土保持技术的应用效率,增强某县水务局生态系统建设效果。
4.2生态修复水土保持问题的原因分析
在某县水务局生态修复与水土保持过程中,相关技术人员还不能全面分析其中存在的问题,也无法归纳生态退化与水土保持问题产生的原因,难以提升生态建设工作效率。因此,在生态修复与水土保持技术实际应用期间,相关管理人员必须要全面分析某县生态退化与水土保持问题产生的原因,针对生态系统承载压力情况制定管理制度,保证可以缓解生态系统的各类压力,全面理解生态修复技术,进而提高我某县态修复与水土保持工作效率。
4.3不同区域生态修复与水土流失问题
在生态修复与水土流失生态建设过程中,不同区域生态系统都具有自身固有的特点,如果相关部门不能根据某县实际情况合理选择生态建设技术,将会出现一些难以解决的问题。因此,在某县区域生态修复与水土流失生态建设期间,相关技术人员都要全面分析当地降水量、土壤类型与人口密度等情况,确定当地生态系统修复潜力,科学选择各类生态修复技术与水土保持技术,进而提升生态系统建设效率。
结论
综上,针对目前水土保持生态建设工程建设管理中存在的问题,在今后项目实施过程中应注意扎实做好前期工作、严格执行规划、完善设计、重视招投标、加强施工管理、全面落实监理制,全面提升项目建设管理水平,保证水土保持生态建设工程建成后发挥其预期的综合效益,改善区域农业生产条件,促进生态与经济建设和谐发展。
【参考文献】:
[1]张宏斌.试论生态修复与水土保持生态建设[J].科技创新与应用,2016,20:164.
[2]蒲浪超.简论生态修复与水土保持生态建设[J].建材与装饰,2016,24:277-278.
【基金名称】哈尔滨师范大学大学生实践创新基金项目
湿地,与海洋、森林并称为地球上的三大生态系统,是具有独特生态功能的自然综合体,也是保障全球生态安全和人类经济、社会可持续发展的重要资源。近年来,由于人为干扰程度的增强,全球湿地正面临面积缩减、生态系统退化等诸多问题。大庆作为拥有120万公顷湿地的城市,多年来油田的开发和建设,以及对湿地的盲目开垦与改造,导致其得天独厚的湿地资源遭遇同样的生态威胁,因此,开展受损湿地生态修复工作的必要性显而易见。而生态修复效益评价,不但是生态修复工作的重要组成,也是进一步调整和优化生态修复方案的现实依据。以下将以位于黑龙江省大庆市城区内的龙凤湿地自然保护区为研究对象,将湿地生态功能和生态修复理论作为基础,从生态效益方面,对其生态修复情况进行初步评价。
研究区概况
龙凤湿地自然保护区简介
龙凤湿地自然保护区,位于黑龙江省大庆市龙凤区东南部,东经125?7′~125?5′,北纬46?8′~46?2′,距离市中心仅5km,总面积5050.39公顷,2003年被批准建立为省级自然保护区,是我国位于城区内部面积最大的天然湿地。保护区地处温带大陆性季风气候区范围内,四季分明,温差较大。其内部地势低洼平坦,泡沼相间,自然坡降不大于千分之一。土壤则由草甸土和沼泽土组成,其中沼泽土是其主要的土壤类型,分布面积约占自然保护区总面积的80%左右。
龙凤湿地生态修复情况概要
所谓生态修复,是指对生态系统停止人为干扰,利用生态系统的自我调节能力,辅之以人工措施,使受损的生态系统得到恢复,或向良性方向发展。其目标是实现生态系统功能的恢复和合理结构的重建。
龙凤湿地的生态修复建设,从20世纪90年代以后开始。1998年,龙凤区政府正式着手龙凤湿地生态修复工作,在原北二十里泡滞洪区湿地的核心地带,规划了龙凤湿地自然保护区,并成立龙凤湿地自然保护区管理处,其与大庆市防洪工程管理处等相关部门一道,实施对龙凤湿地的生态修复工程。
龙凤湿地生态修复效益评价
水质评价
根据大庆市环境监测中心站2001年7~9月,对龙凤湿地自然保护区的水质监测数据,对比2010年5~8月,胡远东等于龙凤湿地管理中心观景平台附近获得的水体采样数据,选取PH值、石油类、总磷、汞、CODMn、BOD5六项指标作为水质比较依据,运用《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水质(集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区)为评价标准,采用单因子指数评价方法,从水质变化方面,分析龙凤湿地生态修复效果。
单因子指数评价方法计算公式
(1)
(1)式中,P为水体的综合污染指数,Pi为第i项指标的污染指数,n为评价指标数。
(2)
(2)式中,Ci为第i项污染物的平均值,Cis为第i项污染物的评价标准值。
其中,对PH指标的计算方法为:
(3)
(3)式中,CPH为实测的PH平均值,CPHs为PH的评价标准值上限。
各项水质指标对比结果(见表1)
表1 大庆龙凤湿地生态修复水质
单因子指数评价法结果
评价结果显示,截止至2010年,龙凤湿地水体污染程度有所减轻,综合污染指数相较近10年前明显下降,主要体现在PH、石油类、总磷三项指标上,尤其PH、总磷两项指标,按照国家《地表水环境质量标准》的规定,处于Ⅲ类水质标准值之内,说明经过生态修复,龙凤湿地水体在水质方面取得初步改善。
但对比发现,2010年汞、CODMn、BOD5三项污染指数相较2001年成倍增加,且除PH、总磷外,其余指标均未达到《地表水环境质量标准》对于Ⅲ类水质的相应要求,因此,龙凤湿地有机污染仍然较为严重,对于龙凤湿地水环境的治理工作任重道远。
生物物种多样性评价
由于龙凤湿地位于大庆城区内部,受人为活动干扰较大,湿地范围内曾遭受不同程度的分割和破坏,在龙凤湿地自然保护区成立之初,生物的种类和数量相对稀少,其中鸟类的数量仅为5万只。但经过近年来的生态修复,情况已有明显好转。
目前,龙凤湿地内有64科314种维管束植物、207种野生动物,分别占湿地植物、动物种类数的28.4%和28.6%。湿地动物中包括鸟类76种,其数量已恢复至15万只。另外,龙凤湿地国家Ⅰ、Ⅱ级保护动物的成份,在整个物种组成中占有很大比例,且其势有增无减,越来越多。
植物物种。龙凤湿地内部地势平坦,为无林区域,植物资源主要以沼生、湿生植物为主,共计314种,其中还包括多种经济植物,如问荆、蒲公英、细叶百合等药用植物50~60种,菱、慈姑、野燕麦等淀粉植物10余种。此外,经过对芦苇、菹草等植物的移植,龙凤湿地正逐步形成以沉水植物-漂浮植物-挺水植物为垂直结构的立体植物群落。
动物物种。经过调查确认,经生态修复,龙凤湿地内现有哺乳动物4目11科13种,占全省兽类总种数的14.77%;鱼类有土著种43种,引进种2种,占全省鱼类总种数的42.86%。相较鱼类、哺乳类动物,龙凤湿地鸟类的种类则更为丰富,据目前统计共有142种,隶属16目,33科,其中有丹顶鹤、东方白鹳、大鸨等国家一级保护动物5种,灰鹤、大天鹅、鸳鸯等国家二级保护动物19种,大白鹭、青头潜鸭等省级重点保护动物19种,因此龙凤湿地已经成为观鸟的绝佳去处。由于龙凤湿地地处温带大陆性季风气候区,气温年较差较大,不利于变温的两栖、爬行类动物的生存和繁衍,因此限制了龙凤湿地内此类动物的分布及种类数量,目前仅查清了7种两栖、爬行类动物。
虽然龙凤湿地生态修复工作对本区生物物种多样性的恢复和保护发挥了积极作用,但值得注意的是,由于湿地内部水量不足、人类活动等潜在隐患依然存在,一些珍稀物种,如东方白鹳的数量近年来有所下降,需要保护区管理部门提高警惕。
根据苏琦等搜集的大庆市区植被覆盖面积变化数据,计算得出1990年、2001年、2007年大庆市区植被覆盖面积分别为456787.39公顷、38462.48公顷、204214.86公顷。由此可知,与上世纪90年代初相比,2001年大庆市区植被覆盖面积急剧缩减,但截止至2007年又出现明显恢复。
植被覆盖面积得以恢复的原因,主要源于大庆市斥资开展的一系列生态建设和生态恢复工程。其中,2003年以来,龙凤湿地省级自然保护区的建立,以及对其展开的生态修复活动,对大庆市区植被面积的增加功不可没。据统计,在龙凤湿地核心区内,仅芦苇年产就达10000吨左右,保护区内植被的恢复,可增强龙凤湿地水生植物对水体中悬浮物质的捕获、固定所用,不仅为水生植物的生长提供营养,同时通过沉积作用使保护区内的底质环境得到改善。
调节局地小气候是湿地的生态功能之一,樊晓丹采用实地观测的方式,以100米为间距,从龙凤湿地边缘向外布设观测点,得到从龙凤湿地向城区方向距离地表1.5m处的气温与相对湿度数据。经过对5月11日~15日各观测点5个时段数据的算术平均处理,可得到自龙凤湿地向的气温与相对湿度变化情况(见表2),即距离龙凤湿地越近,气温越低,相对湿度越大。由此可见,龙凤湿地具备调节气温、增加城区空气湿度的功能。
在对龙凤湿地自然保护区的水质、生物物种多样性、植被覆盖面积及对城区空气湿度影响的情况进行评价后可得出以下结论:
水质方面,经过生态修复,龙凤湿地的水质污染程度,较保护区成立前有所减轻,但仍然呈现出有机污染严重、水体富营养化程度较高的特点。
生物物种多样性方面,在维持原有动植物物种的基础上,人为引进鱼种两种,并因湿地环境的改善使鸟类的种类得到增加,且其数量由过去的5万只恢复至15万只,形成以观鸟为主要特色的湿地生态景观。但由于湿地水量不足、市区内人为干扰不可避免等潜在威胁的存在,东方白鹳等珍稀物种的种类和数量波动不定。
植物恢复方面,龙凤湿地生态恢复示范区进行了对芦苇、菹草等水生植物的移植。纵观龙凤湿地核心区,仅芦苇年产量就可达10000吨左右,通过水生植物的沉积作用有效改善了龙凤湿地的底质环境,巩固了生态修复成果。
对小气候的影响方面,龙凤湿地具有调节大庆城区温度与空气湿度的功能,且在对大庆市2001~2006年平均最高气温和蒸发量指标的对比中可得知,该种效应随对龙凤湿地生态修复工作的推进而日趋显著。
总体看来,针对龙凤湿地进行生态修复后,其生态功能得以初步恢复,生态效益较为可观。
在控制污染,保证水质方面,加大对龙凤湿地周边,直接排污或排放不达标污水企业的处罚力度,加强污水处理场的建设;倡导生态农业,控制龙凤湿地周围农村对低效能、高污染农药及化肥的使用;积极推广生物修复技术,利用植物或微生物的生命活动,吸收、降解水体污染物;提高水质监测的科技含量,构建龙凤湿地水质监测信息系统。