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改良土壤的思路与方法精选(九篇)

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改良土壤的思路与方法

第1篇:改良土壤的思路与方法范文

关键词: 污水处理 除臭方法 类比 趋势

一、国内目前污水处理现状

我国目前的年排污量大约为350亿m3,但城市的污水处理率仅为15.8%,全国有大约超过80%的城市直接排放未经任何处理的污水到附近的水体,这使得水污染加剧。

在我国目前的城市污水处理厂中,有80%以上的都是采用活性污泥法,不到20%采用稳定塘法、土地处理法及一级处理等。随着对水资源质量要求的提高,使得城市污水处理厂不得不开发许多改进型的工艺技术,如A/O法、氧化沟法、SBR法等。这些改进的工艺技法在我国被广泛运用。

总的来说,我国的污水处理还处于发展阶段,而且存在着许多的制约因素,面临重重障碍。

二、目前通用的污水处理方法

城市污水处理厂在运行过程中产生的臭味大致有鱼腥臭、氨臭、腐肉臭、腐蛋臭、腐甘蓝臭、粪臭以及某些生产废水的特殊臭味。对臭味的处理方法有直接焚烧法、催化剂氧化法、酸碱洗净法、臭气氧化法、化学反应法、活性炭物理吸附法、生物脱臭法、土壤脱臭法等。

(一) 土壤脱臭法

土壤脱臭机理主要可分为物理吸附和生物分解两类,水溶性恶臭气体(如胺类、硫化氢、低级脂肪酸等)被土壤中的水分吸收去除,而非溶性臭气则被土壤表面物理吸附继而被土壤中微生物分解。土壤除臭法特点为:一、维护管理费用低,除臭效果与活性炭相当;二、占地多,处理占地为2.5-3.3m2/m3气体;三、不适于多暴雨多雪地区,对于高温、高湿和含水尘等气体须进行预处理。

设计土壤脱臭时选择的土壤指标以腐殖土为好,亚粘土等红土需掺入鸡粪、垃圾和污泥肥料进行改良后使用,矿质土和粘土则不宜采用。土壤水分以40%-70%为宜。过于干燥的土壤需装设水喷淋器。种植草坪的土壤表面保持倾斜,作为防降暴雨的措施。

经国内外数家土壤脱臭床实践,臭气通过土壤速度为2-17mm/s,设计是一般选5mm/s有效土壤厚度为50cm,臭气与土壤接触时间为100s。

(二)臭氧催化法

臭氧除了可有效地控制嗅、味与色度和控制消毒副产物以外,臭氧化通过微絮凝和消毒灭菌,在水厂处理工艺中发挥着至关重要的作用。

1.微絮凝作用

与预加氯比较,臭氧有助于加快絮凝,絮凝时间从20min缩短到10min),相应地絮凝池的数目减少了―半;臭氧能提高滤池过滤速度,过滤速率由22m/h增加到33m/h,相应所需过滤装置的数目则降低了三分之一;延长了反洗周期之间的过滤装置运行时间,降低了反洗所需的用水量,减少所需反洗设备的规模;臭氧可降低凝聚剂的用量,所需的化学凝聚剂减少了33%,并且减少了过滤装置反洗污泥。

2. 消毒灭菌

在水厂控制贾第虫和病毒的多道屏障中,臭氧首当其冲。根据美国环保局地表水处理规定进行测算,臭氧对贾第虫的平均灭活率达0.8个数量级以上。臭氧与后加氯共同作用可以达到杀灭贾第虫1个数量、杀灭病菌3个数量级。

同时,控制水中颗粒数量的试验表明,如果将臭氧关闭,代之以预氯化,滤后水中的颗粒数量将增加5倍。

此外,臭氧化使后消毒的氯需求减少了50%,改善了供水的口感,降低了水中的消毒副产物。

3. 臭氧化与生物过滤的结合使用

水中天然有机物对于供水水质有着重要影响,可同化有机碳(AOC)进入管网后可能会造成细菌的再度繁殖,使水中大肠菌的数量超过规定的标准。同时,供水能否符合关于消毒副产物的规定,原水中的天然有机物的种类和数量至关重要。非腐殖酸类天然有机物据认为是引起管网中微生物再度繁殖的碳源,生物过滤能够有效去除这类天然有机物;臭氧化能够通过将天然有机物的大分子,氧化为小分子,减少三卤甲烷(THMs)和其它消毒副产物的前驱物;但这些小分子大多易于生物降解,会导致管网中细菌再度繁殖。因此,将臭氧化和生物过滤结合有利于发挥其各自的优势。

三、我国污水处理事业的发展趋势

目前我国还处在发展中国家阶段,资金与技术有限,用于污水处理基础设施上的投资在大城市和中小城镇之间的分配很不平衡。由于中小城镇不同于大城市的是管理水平与操作人员的技术水平低,使得对污水处理厂运行操作的要求增大。污水处理是项综合技术,针对这些实际情况,政府提出了至2010年要求设市城市污水处理率不低于60%,建制镇污水处理率不低于50%的目标。因此,未来一段时期内我国污水处理将是大城市和中小城镇并举。 根据中小城镇区别于大城市的特点,必须采用适合的污水处理技术,要求高效、经济和简便易行。因此,我国目前污水处理事业的一项重要任务,就是大力研究和开发传统工艺与新工艺的改造、创新与结合,努力发展处理效率高、具有独立自主知识产权的、能耗低的污水处理技术。结合目前的具体情况,确定走高效率、低能耗、简易的技术路线适合我国的国情。

就我国的实际情况而言,经济发展的速度越快,带来的水污染就越严重,污水处理的重要性也就越突出。因此处理好经济发展与污水处理的关系,是走高效率、低耗能、简易的技术路线的关键。为防止污水处理不力而造成的水污染进一步恶化,我认为可以采取以下几项措施:转变污水处理的主导目标,必须由传统的“污水处理,达标排放”的模式转变为以水质再生为核心的“水循环可再用”,由以前单一的“污染控制”上升到“水的修复和恢复”的高度;加快建设小城镇污水处理厂,使污水处理厂分布更广,功效更大;把污泥无害化、资源化处理,比如污泥经过无害化处理后,可用做农肥,从而达到综合利用资源、节能的目的。

四、 结论

我国的污水处理除臭技术起步较晚,但随着有关供水水质的法令和规定日趋严格,以及各州对臭氧的使用由限制转为更加宽容和开放,行业内人士预测,污水处理的臭氧化技术将逐步成为美国各地水厂处理流程中的标准配置,预臭氧化、臭氧化-生物活性炭工艺将会在全国范围得到普及。

参考文献:

[1]柯崇宜.我国城市污水处理业的改革思路与实施策略[D].中国海洋大学,2006(3).

第2篇:改良土壤的思路与方法范文

关键词:石漠化;治理措施;方法;探讨

中图分类号:F316.2文献标识码: A 文章编号:

前言

石漠化是指在热带、亚热带湿润、半湿润气候条件和岩溶极其发育的自然背景下,受人为活动干扰,地表植被遭受破坏,造成土壤侵蚀程度严重、基岩大面积、土地退化的表现形式。石漠化是岩溶地区的首要生态问题,严重制约着岩溶地区的可持续发展和和谐社会的构建。

1 石漠化概况及成因

石漠化土地林草植被盖度低,生态功能退化,导致水土流失,水资源调蓄能力减弱,泥沙淤积江河湖库,影响整个流域的生态安全和经济发展,是我国西南地区当前的首要生态问题,也是西部地区面临的沙化、水土流失、石漠化三大生态问题之一,是制约地区经济和社会发展的重要因素,是导致“三农”问题突出和地区贫困的根源。而且岩溶地区处于长江、珠江两大水系的源头和中上游,生态区位极其重要。加快石漠化治理步伐,尽快遏制和扭转石漠化扩展态势,改善生态环境,是摆在我们面前的一项十分艰巨而紧迫的战略任务,也是西部大开发中的一项重要的基础性工程。

石漠化的形成是自然环境与人为干扰共同作用的结果,脆弱的生态环境是石漠化形成的前提和基础,人为干扰是必要条件,土地石漠化成因复杂,因素众多,人类影响因素越来越成为石漠化发生的主导因素。

人口过快增长是石漠化形成的直接原因,由于人口的增加使得人地矛盾突出土地负荷重,压大力,据调查,喀斯特山区石漠化因人口增加的成因主要模式:人口增加—过度开垦—土地退化—石漠化扩展—经济贫困。

破坏植被对土地掠夺式的经营造成石漠化加剧,乱砍滥伐,滥垦滥耕,铲草皮等经营方式使水土流失严惩造成土地石漠化。

土地资源结构与农村产业结构不合理,首先种植业面积广、比重大,其次农村二三产业不发达,大量农村的劳动力依附在贫脊的土地上,缺乏能替代传统种植业的新型产业支柱。传统的养殖方式导致石漠化逐步加剧。

过度放牧是加剧土地石漠化又一因素,由于传统的散养牲畜,特别是农户养殖的黑山羊,对喀斯特地形中多年生长的石生灌丛植被危害最大,一旦破坏,植被恢复难度大,仅存的一点土壤会随着降雨量的增加而流失,造成土地石漠化。

2 综合治理总体思路

石漠化综合防治试点坚持以人为本,全面贯彻落实《岩溶地区石漠化综合治理规划大纲》和科学发展观,以科技为先导,以小流域治理为单元,以试点促全面推进的发展思路,整合项目区现有生态工程资金;坚持因地制宜、因害设防、防治结合、讲求实效的方针,以石漠化土地的林草植被恢复为核心,辅以工程配套措施的综合治理;改善农民生产生活条件,促进农村生态产业发展,把石漠化综合治理同生态环境建设、农村产业结构调整、地方经济发展、群众脱贫致富有机结合;正确处理好生态建设与经济发展、当前与长远、局部与全局、示范与试点的关系,突出以点带面的示范辐射作用,实现岩溶地区小流域的可持续发展;构建“生态文明、村容整洁、经济富裕”的新农村,为全面实施石漠化综合治理提供技术,积累经验,树立典范。

2.1 立体空间治理

山上石漠化土地采取封山育林育草、人工造林等措施,增强岩溶地区生态系统的稳定性;山脚及平缓地带石漠化实施坡改梯或营造生态经济林、修建生物篱,配套小型水利水保措施,发展林下林草,发展高效农业或林业;农村产业发展以营造林基地建设为基础,结合岩溶地区实际,发展以林药、林果、用材林、原料林、蚕桑、生态旅游等生态经济型产业,培育岩溶地区新的经济增长点,实现岩溶地区可持续发展。

2.2 工程类别治理

(1)对石漠化土地通过采取植被管护、封山育林育草、人工造林与种草、严重陡坡耕地及石旮旯地有计划地实施退耕还林还草以及低质低效林改造等生物措施,加强林草植被的保护、恢复与建设,提高石漠化地区林草植被覆盖度,增强岩溶生态系统的稳定性;同时,强化生态修复与生态经济发展有机结合,在坡度平缓的石漠化地带发展经果林、中药材林、原料林、用材林等生态型经济林,培育新的经济增长点。

(2)结合国家土地治理工程,把以石漠化坡耕地或石旮旯地水土综合整治与建设基本农田作为小流域综合治理工作重点,加大坡改梯、小型水利水保配套工程及生物篱等建设力度,蓄水保土,合理开发与有效利用水土资源,改善和扭转石漠化区域缺土少水、土地生产力低下、水土流失严重的局面,保障岩溶地区群众的民生问题。

(3)开展人工种草与草地改良,充分利用草地资源以及农作物秸秆资源,加快牛、羊等草食畜牧业的品种改良,调整畜牧业结构,加快草食畜牧业发展,增强岩溶地区群众的造血功能。

(4)结合项目区现有国债沼气池建设项目,以户用沼气池建设为重点,适度发展小水电和太阳能等清洁能源,加强农村生活能源建设,减少林草植被破坏。

(5)针对石漠化严重、局部群众生产生活条件极其恶劣的地区,在保障移民群众的土地与经济来源的前提下有计划地开展生态移民,减轻石漠化土地的生态压力,促进岩溶地区生态系统的自我修复。

(6)加强科技与专业技能培训,提高岩溶地区群众的文化素质与专业技术水平,引导劳务输出,拓宽岩溶地区群众的就业渠道和生存发展空间;同时扶持、引导石漠化地区发展高效林业与农业、生态旅游、畜牧业加工等生态经济型产业,促进农村经济结构调整,培育多元经济增长点,促进岩溶地区的可持续发展,树立石漠化治理的典范,为全国石漠化综合治理全面实施提供成熟的经验与模式。

3 治理技术

石漠化治理是一项十分复杂的系统工程,涉及到各部门、各行业和各级政府与项目区广大群众切身利益,需要实施综合治理,防治技术涉及多方面的建设内容,其治理对象、目的与要求各异。虽然近年来我国在石漠化防治过程中,广大科研人员对石漠化防治技术进行了深入地研究和试验,探索、总结出了各种符合实际、各具特色、效果明显的石漠化防治实用技术,但缺乏有效的总结、归纳与推广应用。在充分吸纳现有科研成果与生产实践经验的基础上,归纳总结形成石漠化综合治理技术体系,明确石漠化防治技术措施的适用类型与地类,提出治理措施的主要建设内容与要求,对石漠化综合治理试点阶段提供指导与参考。

4 结束语

岩溶生态系统退化严重,石漠化问题突出,制约着岩溶地区的可持续发展。但因现阶段石漠化仍以轻、中度石漠化土地为主,集中分布在湿润、半湿润区域,水热条件良好,生物种质资源丰富,石漠化土地实施综合治理的自然条件具备。因而,在县级石漠化综合治理中,贯彻落实科学发展观,遵循综合治理总体思路,以岩溶地区林草植被恢复为中心,结合岩溶地区“新农村”建设,辅以基本农田建设、生活能源建设、草食畜牧业发展等,合理落实与配置治理技术措施,石漠化综合治理必定能够遏制石漠化扩展趋势,改善岩溶地区生态环境和农村生产生活条件,培育新的经济增长点,构建和谐、稳定和繁荣的岩溶“新农村”,为我国石漠化的全面治理树立典范,积累治理经验。

参考文献

[1]国家林业局.岩溶地区石漠化状况公报[Z].2006.

第3篇:改良土壤的思路与方法范文

关键词:道地性药材 生理生化基础 影响因素

中图分类号:R282 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)07(b)-0254-02

中药材的道地性是鉴别药材品质的专用名词。道地药材又称地道药材,是指历史悠久,产地适宜,品种优良,产量宏丰,炮制考究,疗效突出,带有地域性特点的药材。确定道地性药材需要考虑药材的质量、品质和产地等多个因素,但其关键因素是临床疗效。道地性一直在长期的中医药实践过程中作为评价药材品质的综合性标准[1]。非道地性药材和道地性药材来源于相近或者是相同的物种,在化学成分、生药性状和形态等方面 有很强的相似性,因此,使用传统方法鉴别道地药材不仅困难较大,而且有很强的主观性[2]。现阶段随着生命科学的不断发展,基因工程技术和分子生物学也日益成熟,已经可以利用遗传物质DNA对生物遗传的多样性进行鉴定和分类。应用分子生物学技术引领人工资源培育、品种改良和中药鉴定到分子水平时代[3]。另外,在新药研发、作用机理研究、中药质量控制和中药分子鉴定等方面,分子生物学技术都有重要的应用前景。该文从道地性药材研究的重要性、形成的生理生化基础及影响因素等方面对药材的道地性进行简要的综述。

1 道地性药材研究的重要性

道地药材指的是药材生长在特殊的自然生态环境下,从而使得品质优良,是中药材的精粹,是人们长期以来对中药品质的一种特殊的综合性指标[4]。道地药材是我国的一种特色的传统药物,它特指那些具有中国特色、传统公认、久经中医临床验证、来源于特定产区的名优正品药材[5]。我国具有长期的、传统的中医药学,而在其医疗实践中,药材的道地性是一种独特的、评价药材品质的综合性标准。

2 道地性药材形成的生理生化基础

道地性药材的形成与该药材的主要药效成分戚戚相关。药材不同,药效的差异也不同,比如:皂苷、萜类、黄酮等,这些成分/组分在体内的溶解性、渗透性等生物药剂学性质均不一样,可以从“多层次、多环节、多靶点”对疾病进行防治[6]。目前,对中药物质基础的概念陈彦等人提出了“组分结构”理论的创新研究[7],他们采用组分结构理论及其解析体系,阐述了夏枯草等中药,由酚酸黄酮三萜3类组分组成防治非小细胞肺癌的基础物质,且结构比为1.41∶0.44∶0.53和1.42∶0.44∶0.66。板蓝根痛经宝包括非挥发性物质和挥发性物质,非挥发性物质主要由多糖酚酸生物碱组分构成;挥发性物质主要由酚类、酮类、醛类、醇类、酯类、烷烃类、烯烃类组分构成。该理论和技术可以在研究方剂和道地药材的优效性时进行推广使用(见表1)。

3 影响道地性形成的因素

植物药材道地性是由其特定的次生物质形成与积累所引起的。如异戊烯焦磷酸(isopentenyl pyrophosphate,IPP)是植物萜类生物合成途径中一个重要的中间产物,在一些列酶的作用下生成萜类物质,同时还可以生成甾体类物质,这些甾体类物质经过一系列其他反应可生成甾体类生物碱。异戊烯焦磷酸是2-甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸途径(2-methyl-D-erythritol-4-phosphate, 简写为MEP)与甲羟戊酸途径(mevalonate pathway, 简写为MVA)的共同中间体,两条途径产生的异戊烯焦磷酸可以穿过质体膜互为对方所用[8]。

栽培措施和生态环境可以诱导这些关键酶基因的表达,但这只是形成道地药材的外因,各种环境因素可以在生长过程中影响甚至胁迫药用植物,这些因子包括微生物、食草动物、病虫害等生物因子和水分、温度、光照、土壤等非生物因子。如张小波等[9]研究结果表明,温度和日照对青蒿素含量的影响最大。黎开强等[10]研究表明,温度较低时,川贝母的生育期也较长,适合鳞茎的生长,从而增加生物碱的含量。

中药材生物量的形成和主要代谢产物的积累还与土壤含水量有着密切联系,在不同强度水分胁迫下植物的生物量和代谢产物都会受到影响。刘大会等[11]研究表明,土壤严重干旱和水分过多时,丹参植株生长发育会受到严重影响,从而影响丹参药材的道地性;轻度干旱可促进根部二氧丹参酮I、隐丹参酮、丹参酮I和丹参酮11A等4种丹参酮组分以及丹船酸B的积累和合成,并增强植株积累和吸收Fe、Cu、Zn、P、Mg、Ca、Mn、K等矿质元素。柯用春等[12]研究证明,金银花在轻度水分胁迫下会有大量的绿原酸分泌;而干旱强度增加后,花蕾的绿原酸含量显著的低于对照组。

光照对道地药材的影响主要与植物的形态建成和初级代谢产物的形成有关。如许翔鸿等[13]研究证明,适当遮荫可使延胡索的生物碱总量增加。王志清等[14]研究表明,随光照强度的减弱,根折干率增大,挥发油含量降低。

道地性药材的形成还与土壤环境有很大关系,例如:根部分泌的有机物可以使土壤的微生物、含水量、pH值等生态环境和理化性质发生改变,从而影响道地药材次生代谢产物的形成和积累。如李卫建等[15]研究表明,土壤中的有效磷和有效钾含量对连翘种子中的连翘酯苷含量影响较大。郭巧生等[16]对来自不同产地的怀菊的微量元素的含量、总黄酮和绿原酸进行了测量,结果表明,土壤中的CEC含量、速效磷、速效钾、脲酶都可以影响怀菊内的化学成分。

药材的道地性好坏还有栽培措施密切相关。不合理的栽种模式不仅极大地降低中药材的产量,还会严重影响药材的道地性,因此,人们提出了GAP(Good Agricultural Practice)种植的概念。张永清等[17]在研究药用植物次生代谢与植物药材质量之间关系的基础上论述了中药材GAP基地建设中如何调控药用植物次生代谢等问题。田丰等[18]对药用作物的栽培特点进行了分析,并结合药用作物的栽培现状,提出了相应的栽培措施。

4 展望

该文作者在研究道地药材时发现了以下一些问题:(1)研究道地药材时,没有涉及人文、环境和遗传等方面,因此,没有形成系统复杂性科学的思想。(2)忽视了“自然等级理论”和“尺度效应”。(3)没有把数学作为基本工具进行观察分析,因此,没有量化的处理和分析样本的全面性、代表性和结果。

现阶段,我国在研究药材的道地性时不仅品质较少,而且研究的内容和范围也不全面。由道地性的内涵可知,应该从分子水平等方面研究药材的道地性,这也是今后研究的一个方向。

参考文献

[1]高文远,秦恩强,肖小河,等.当归药材道地性的RAPD分析[J].中草药,2001,32(10):926-929.

[2]肖小河,刘峰群,袁海龙,等.中药DNA分子标识鉴定研究进展[J].中草药,2000,31(8):561-564.

[3]王康正,高文远,范磊,等.DNA分子诊断技术在药用植物研究上的应用[J].中国中药杂志,1997,22(12):707-709.

[4]肖小河,王伽伯,鄢丹,等.“道地综合指数”的构建及其应用价值[J].中国中药杂志,2012,37(11):1513-1517.

[5]张重义,林文雄,林瑞余.中国道地药材研究现状与展望[J].亚热带农业研究,2007,3(4):258-260.

[6]孙娥,贾晓斌,陈斌,等.基于物质基础组分的中药多元释药系统研究思路与应用[J].中国中药杂志,2012,37(14):2181-2185.

[7]陈彦,封亮,朱春霞,等.中药物质基础的组分结构理论与多维结构质控技术研究及其在中药产品过程质控中的应用[J]//2013年江苏中医药科学技术奖获奖项目.江苏中医药,2013(4):83.

[8]张琳,王继涛,张大为,等.珍稀濒危药用铁皮石斛HMGR基因的克隆和特征分析[J].药学学报,2014,49(3):411-418.

[9]张小波,郭兰萍,韦霄,等.广西青蒿种植气候适宜性等级区划研究[J].中国中药杂志,2008,33(15):1794-1798.

[10]黎开强,吴卫,郑有良,等.温度对川贝母生理指标、鳞莲产量及总生物碱含量的影响[J].中国中药杂志,2008,33(16):1948-1951.

[11]刘大会,郭兰萍,黄璐琦,等.土壤水分含量对丹参幼苗生长及有效成分的影响[J].中国中药杂志,2011,36(3):321-325.

[12]柯用春,周凌云,徐迎春,等.土壤水分对金银花总绿原酸含量的影响[J].中国中药杂志,2005,30(15):1201-1202.

[13]许翔鸿,王挣涛,余国奠.光照对延胡索生长及生物碱积累影响的初步研究[J].中药材,2004,27(11):804-805.

[14]王志清,郑培和,逄世峰,等.光照强度对北细辛生长发育及质量的影响[J].中国中药杂志,2011,36(12):1558-1567.

[15]李卫建,李先恩.连翘有效成分含量与土壤养分的量化关系研究[J].中国中药杂志,2005,30(20):1577-1580.

[16]郭巧生,梁迎暖,张重义,等.土壤因子对怀菊质量影响研究[J].中国中药杂志,2008,33(2):123-128.

第4篇:改良土壤的思路与方法范文

1南方丘陵山地水土流失现状与防控成效

1.1南方丘陵山地水土流失现状

南方丘陵山地水土流失具有降雨侵蚀性大、岩石矿物风化强、土壤保肥供肥能力差、山多坡陡、土壤抗蚀性低的特点,外加高密度高增长率的人口,人地矛盾突出,生态系统十分脆弱,生态恢复难度较大,其中花岗岩风化形成的红壤是南方丘陵山地最容易受到侵蚀土壤类型之一。原本十分脆弱的侵蚀基质,在强大侵蚀动力和人为干扰的双重作用下,水土流失极其剧烈。就地理区域而言,列入南方红壤山地的区域范围包括浙江、福建、江西、湖南、广东、海南、安徽、湖北8个省份。在20世纪80年代时,南方8省的水土流失情况最为严重,流失面积达到25万km2,占区域土地总面积的1/5。经过各方多年的综合治理,水土流失面积有所下降,但依然呈现以下4个主要特点:

1.1.1整体好转,局部人为破坏仍然突出据资料显示,南方丘陵山地水土流失呈现整体好转、局部恶化的趋势[10],人为因素破坏导致的水土流失日益增多。依据国家水利部的《土壤侵蚀分类分级标准》SL190-2007对土壤侵蚀强度的划分标准,我国南方红壤山地土壤水利侵蚀强度可以分为轻度水土流失(平均侵蚀模数在500t•km-2•a-1以下)、中度水土流失(平均侵蚀模数在500~5000t•km-2•a-1)和重度水土流失(平均侵蚀模数在5000t•km-2•a-1以上),其中重度水土流失包括强烈(平均侵蚀模数在5000~8000t•km-2•a-1)、极强烈(平均侵蚀模数在8000~15000t•km-2•a-1)和剧烈(平均侵蚀模数在15000t•km-2•a-1以上)3个等级。调查统计表明,在1990年到2011年这20年中,南方8省大力加强水土流失防控工作,水土流失面积和流失强度总体来看呈现逐年下降的趋势,南方红壤山地水土流失减少的总面积为94100km2,平均每年减少4482km2。其中湖北水土流失减少面积最大,约为31600km2,接近于4个武汉市的国土面积[11]。浙江省水土流失面积降幅最大,从1990年的25700km2,下降到2011年的9900km2,下降幅度为61.46%[1],在南方红壤丘陵山区中水土保持成效最为明显。就不同流失程度而言,2011年与1990年相比,轻度、中度、重度水土流失面积分别下降了61.88%,68.04%和15.39%,由此可以发现,多年来治理成效虽然显著,但新旧并存的重度水土流失的山地治理依然任务十分艰巨。值得注意的是,在局部地区,如广东省与海南省,水土流失面积不降反升,其主要原因是由于城镇开发项目和不合理的农业措施等人为因素造成的水土流失面积不断增加。

1.1.2散型分布,隐蔽危险流失点难以察觉南方丘陵山地的水土流失大多呈现斑点状分散分布,与集中连片的水土流失区相比更不易被人察觉,因此南方丘陵山地的水土流失具有较强的隐蔽性和渐进性,从量变到质变的过程未得到足够重视,待情况危急再抢救已为时已晚。与黄土高原水土流失区相比,南方丘陵山地侵蚀模数虽然较小,但其岩石风化层很薄,仅为黄土厚度的1/10~1/50,一旦土层流失殆尽,侵蚀退化的土壤植被恢复将是比较困难的。因此,南方丘陵山地的水土流失防控应着眼于“早发现,早治理”,尽量将水土流失控制在初期阶段。

1.1.3林下脆弱,乔木灌草工程尚未配套自20世纪80年代以来,南方红壤丘陵山地大面积营造马尾松林、油茶林、桉树林以及其他经济林,森林覆盖率明显提高,但水土流失面积却日益加大。“远看青山在,近看水土流”成为南方红壤丘陵区水土流失典型现象。林地表层土壤沙砾化严重,土壤有机质含量低,土壤程度高,根本的原因在于没有形成乔-灌-草合理配套的水土保持植被条件,林下植被的匮乏在很大程度上破坏了森林生态系统的完整性,成为诱发林下水土流失最主要的原因。

1.1.4崩岗侵蚀,支离破碎地块难以治理崩岗侵蚀是我国南方地区典型的水土流失类型,主要发生在花岗岩风化壳深厚的南方红壤丘陵区,具有较大的危害性,治理难度大,崩岗发育程度呈现一定地域规律性,平行于华南海岸线,自东南向西北逐级减弱。崩岗侵蚀面积虽然比较小,在水土流失中所占的面积不大,但是崩岗危害性极大,会破坏农田,并使土壤肥力下降,淤堵河道,甚至冲毁各类农用设施,侵蚀量远大于面状和沟状的水土流失。2005年长江委的崩岗侵蚀调查结果显示,南方红壤考察区共有崩岗20.13万个,崩岗总面积达到1114km2,其中广东崩岗最为严重,崩岗数量占到南方红壤考察区崩岗总数的53.6%,崩岗面积占总面积的74.3%。综上所述,目前南方红壤山地水土流失较过去已明显减少。一方面,水土保持工作形成共识并受到高度重视,水土流失防控也取得一定成效。另一方面,由于不规范的强度开发等人为因素所造成的水土流失面积却在不断加大,边治理边破坏的现象日益月滋,隐蔽或者潜在的水土流失还未得到切实防控。可以认为,南方红壤山地水土流失的防控工作依然任重而道远。

1.2南方丘陵山地水土流失防控总体成效与典型案例

南方各地水土保持工作取得显著成绩。2011年南方8省的水土流失治理面积就达到22×104km2,其中采取植物措施治理水土流失面积达到17×104km2,采取工程措施治理水土流失面积达到4.87×104km2,其他措施治理面积占2135.3km2。湖北、江西、浙江、福建等省的各级政府都比较重视水土保持工作,通过政策引导、科学治理、技术创新、机制改革等有力措施的保障,提高山地水土流失防控水平并取得明显成效。长期治理水土流失的实践已表明,只有各级政府强有力领导、实施多部门协同合作才有助于形成争先创优的新局面,水土流失防控工作才能取得显著的成效。近年来在山地治理实践中涌现出一系列有理念、有特色、有创新的成功方法和宝贵经验,尤其是福建省长汀县在我国南方地区水土流失防控治理上堪称典范,值得人们认真学习和集成推广。近20多年来,地处闽西的长汀县经过不断的摸索,从曾经的南方红壤山地水土流失最为严重的地区之一(1985年长汀县水土流失面积占县域面积31.5%)变为现在的国家水土保持生态文明县,从昔日满目红土的“火焰山”到如今四季盎然的“花果山”,这样的变化与其不断创新理念和推广应用新技术的积极努力密不可分。其主要措施集中在两个方面:一是制定“合理反弹琵琶”思路。采取“等高草灌带”、“播草”等一系列行之有效的治理模式,将生态系统的“林-灌-草-裸地”演替进行逆向治理。二是实施“大封禁小治理”策略。对大范围水土流失区实行禁采禁伐,自然修复生态环境,对小范围水土流失剧烈区实行生物或工程措施,选择与当地经济发展水平相适应的阶段性水土保持举措。长汀县经过几十年治理,成绩斐然,水土流失面积由1985年的974.67km2降为2012年的300.80km2,治理度达到69.13%。全县森林面积由1833.33km2提高到2466.67km2,森林覆盖率由59.8%提高到79.4%,森林蓄积量由1025×104m3提高到1289×104m3。长汀县成为南方治理水土流失的一面旗帜,为全国水土保持提供了极具价值的借鉴。作为另一成功的典型,江西省兴国县的水土保持工作也具有明显的亮点。兴国县秉持生态治理与农业发展相结合、以人为本与自然保护相协调的基本理念,实施生态修复治理工程,着力建设水土保持林和经济林果带,修建各类小型水土保持民生工程,提出了“等高水平沟整地技术”、“竹节沟加密放浅技术”等具有江西特色的防控新举措,摸索出“竹节水平沟-灌-草”的林下水土流失治理方案。经过不懈努力,截至2013年底,兴国县由20世纪80年代每年水土流失1100×104t、植被覆盖率28.8%、水土流失面积占84%、夏季地表温度最高达76℃,到2011年植被覆盖率提高至82%、水土流失总量下降至314.08×104t,累计治理水土流失面积达1990.1km2、水土流失综合治理程度达到78.3%,土壤侵蚀量减少40.8%,项目区土壤侵蚀量减少71.6%[17],完成了从“丘陵沙漠”到“江南绿洲”的转变,被评为全国第3个、江南第1个“国家水土保持生态文明县”。

2山区水土保持型农业开发模式及其主要经验

由上文分析可知,南方红壤山地的水土流失形势严峻,水土流失防控工作刻不容缓。南方红壤山地总体上仍以植物治理措施为主、工程治理措施为辅,这种单一型水土流失治理模式已经不能满足“生态美、百姓富”的乡村发展需求。因此,发展生态环境治理与经济发展并重的山区水土保持型农业开发模式,成为继单一型水土流失治理模式的另一有效途径。南方红壤山地水土流失具有其明显的地理特性,在流域空间上分布差异较大,侵蚀强度也各不相同,所以要针对不同情况制定策略,并因地制宜的采取措施。发展南方丘陵山区乡村循环经济,一个根本原则就是要突出水土保持型农业综合开发与循环经济型流域综合治理的有机结合,通过科学规划统筹与合理利用资源,达到绿色生产和优化环境双重平衡。就此,要运用循环经济的理论,合理构建南方山地现代生态农业技术体系,结合山区实际,优化生产结构,突出区域特色,着力开展南方红壤丘陵山地水土保持型农业综合开发。各地经过多年的努力探索和长期实践,已经形成一系列适应各地生态环境和社会经济发展水平的典型经验,以下总结凝练4种水土保持型农业开发的典型模式,并相应分析我国南方红壤山地农业综合开发优势和实践经验。

2.1以合理统筹兼顾为主线的特色农业开发模式

南方红壤山区农村以特色农业产业为载体,充分利用区域农产品比较优势来拓展品牌竞争力,在运用产业集群理论打造规模效应的基础上积极探索开发性与保护性相结合的治理水土流失新路子。以实施水土流失治理与特色产业开发相结合的策略,实现山地生态保护与经济结构调整双同步的目标,力求把水土流失治理区转变为具有当地特色的循环农业开发区,并在恢复生态环境的同时促进农民增产增收,提高群众主体参与水土流失治理的积极性和自发性,依托社会资金和群众力量做大做强当地特色农业产业。长汀县三洲镇创立的以合理统筹兼顾为主线的特色产业开发模式,取得良好成效。其在水土流失区选择种植耐旱耐贫耐粗放、固氮保水的杨梅树,同时配套水土保持生物措施与工程措施。从1993年引种杨梅起,开始了“种杨梅保水土”的拓荒实践。十载光阴,三洲镇杨梅种植面积从6.67hm2扩大到1533.33hm2,一跃成为海峡西岸杨梅最大产区,并通过开发冰冻杨梅、杨梅酒等产品进一步拓展产业链。2011年三洲镇杨梅产值达到7000万元,占工农总产值的1/4。同时借助杨梅采摘带动生态旅游,三洲湿地公园也应运而生,成长为“长汀经验”的另一重要标杆。当然,我们也充分认识到技术创新的重要性。实践表明,尽管实施水土保持型特色农业开发会给当地带来生态改善和农民增收双重效益,但依然存在不容忽视的技术创新与集成应用滞后的问题:一是发展特色农业所配套的土壤培肥改良、水土流失防控、产品深度加工等技术,其不仅攻关难度较大,而且科企时常脱节;二是水土流失区基础设施建设不尽完备,在一定程度上影响了特色农业的产业化、市场化、一体化开发;三是农业开发过程中,人为强度耕作与不规范开发活动的持续加剧,加上受单纯经济利益驱动影响,致使开发与保护脱节,进而在一定程度上加重治理区开发地的水土流失。为此要注重防控边治理边破坏的现象。

2.2以资源合理配置为核心的立体农业开发模式

根据土壤和资源状况,合理配置水土保持措施和农业开发的梯层结构,建立多能互补、立体经营、综合利用的立体农业开发模式,其在南方红壤山地水土流失治理过程别受到重视和推崇。实践表明,由于自然和人为因素的共同作用,单一种植模式的经济果林植被不仅容易受到破坏,而且受损比较严重,致使水土流失剧烈反弹,进而不利于生态环境维护和立体农业生产。因此要根据山地的不同坡度、土壤肥力、根系深度、阴阳偏好等因素合理配置作物,充分利用时间空间,有效利用土地资源,建立高效优化的立体生态农业经济产业。例如浙江省安吉县,其将水土流失严重的40km2板栗林地改造成立体农业,坡脚套种茶叶、杨桐、杨梅、黑麦草等植物,作为植被缓冲屏障,蓄水截流;在土质较好的坡面套种毛竹;在土质较为贫瘠的坡顶套种红竹等小径竹,引进藤本植物、灌木等进行生态护坡;同时,利用当地丰富的毛竹资源,修建竹坎,形成竹梯梯田,配合截水沟、排水沟、蓄水池等工程水土保持措施,调控坡面水系,防治水土流失,提升森林生态质量。事实上,立体农业的开发利用,最大难度在于统筹兼顾水土保持和经济效益的作物选取和搭配。在实践过程中,部分企业或农户往往过分追求经济利益,为争取获得土地效益的最大化而忽略生态效益,致使水土流失防控效果不佳,甚至造成新的且更为严重的水土流失。很显然,优质的水土保持型树种、草种和经济作物的筛选和繁育成为发展立体农业的关键点和突破点。

2.3以沼气综合利用为纽带的循环农业开发模式

发展沼气等可再生能源,一方面有利于缓和烧柴引起的滥砍滥伐矛盾,其主要意义在于可从根本上解决山区农民的燃料、饲料、肥料问题,成为封山育林的必要配套措施;另一方面,其可作为种植业和养殖业有机结合的纽带,有利于促进农业生产内部有机质的合理循环利用,从而保证循环种养型生态农业的良性发展,有序拉长产业链,使之成为引导山区农民致富的有效途径与重要措施。江西省赣州市山区农村的成功经验是:在水土流失治理区的农业开发中,摒弃高投入、高消耗农业发展模式,提出“猪-沼-果”循环农业开发模式,坚持山地生态环境保护和农业资源合理利用并举,以生态经济与循环利用的理念,构建山地现代循环农业的综合开发模式。在水土流失较为严重的废弃稀土矿区和崩岗侵蚀综合治理区,合理种植脐橙、蔬菜等作物,同时配套生猪养殖产业,并利用养殖业废弃物生产沼气,同时将沼液与沼渣作为有机肥返回作物生产系统,形成优势互补的合理循环,重点发展的水土保持型的循环农业开发技术模式得以集成推广。在其区域内的铁路公路沿线创立了百里山地循环农业开发长廊,不仅初具规模,而且已逐步丰富形成了“鸡-沼-果”、“猪-沼-稻”、“猪-沼-菜”、“猪-沼-鱼”等各种循环农业有效开发的新格局,其生态化治理与规模化开发循环互补的成功经验已在南方丘陵区农村广为推广。沼气综合利用已经成为水土保持型农业开发模式的重要环节之一,但也存在一些不足:主要是在探索沼气综合利用方面缺乏系统的、有针对性的集成示范与有效引导,沼气池与灶具等维修的社会化服务体系不健全,农户对沼气使用的安全意识薄弱,乡村管理措施滞后等,影响了循环农业产业链中不同要素的有序链接,进而难以全面发挥良好的集成优势。为此,需要县乡政府积极引导并扶持发展乡村沼气能源业发展,节约资源,提高效率,推动山区现代循环农业朝纵深方向发展。

2.4以拓展生态旅游为特色的观光农业开发模式

南方山区乡村在推进水土流失防控的进程中与美丽乡村建设密切结合,积极发展生态旅游的特色产业。通过错落有致、层次丰富、季相分明的景观设置、村庄绿化和完善的田间道路及坡面水系工程等基础设施配套,融入源远流长历史文化,打造了一批以水土流失治理为基础的生态旅游产业是水土保持的新尝试、新举措、新方向。长汀县策武镇南坑村,这个以栽种银杏并套种牧草的措施大面积集成治理水土流失且最富成效的南方小村,通过综合治理水土流失而创立的银杏果园,不仅经济效益显著,而且点缀了秀美山村,同时将改善生态与乡村发展相结合,打造策武南坑生态农业园。长汀县不止步于水土保持的工作业绩,还进一步打造转型升级的模式,通过结合当地旅游景观资源,发展基于水土保持型的生态旅游产业,积极推进长汀生态文明进程。而位于湖北武汉的蔡甸区西湖流域水保科技示范园,依托秀美湖光景色以及毗邻武汉经济技术开发区的区位优势,建成了集生态修复保护、科研监测、生态种养、休闲农业观光等多功能为一体的示范基地。在水土流失防控的同时,引入生态旅游机制,以利于生态环境与农业开发相互促进,这样的良性循环可以创造可观的生态和经济收益。然而此种模式弊端也引起争议,有些地方假借生态治理之名违规建设的现象屡禁不止,崩岗治理与生态旅游相结合的尝试沦为地产开发商的盈利之道,饱受诟病。如何遏制部分区域与相关企业的利益捆绑、破解招商引资的寻租之困成为急需解决的问题。很显然,就红壤山地水土流失的治理而言,南方各地区在不断的探索中构建了许多行之有效的技术体系,尤其在小流域综合治理、崩岗治和坡耕地水土保持开发利用上,形成各具特色的治理方法和管理机制。人们在学习借鉴之时,更应该注意结合实际,因地制宜地创立水土保持型山地农业开发模式,要从个案开发治理中提炼共性经验,并形成技术标准,以求得以进一步的完善、发展和提高。

3南方山区水土保持型乡村循环农业发展策略

通过上述4种水土保持型农业开发典型模式的分析,能够更深入了解水土保持型农业开发模式对恢复山地绿色植被、防控水土流失的重要意义,通过资源循环利用和可持续发展,保障土地资源的永续再生能力。经过多年的实践,人们不难发现,山地水土流失综合治理与山区乡村循环农业发展的目标是一致的。南方山地水土流失防控的经验给我们深刻启示,无论是进行生态恢复的工程型措施,还是采用生态经济型农业开发模式,致力于合理利用山地资源与保护乡村生态环境之重要性是不言而喻的。就南方红壤丘陵山地的生态农业综合开发而言,要着力抓住3个重点,一是适度开发。要避免人为过度利用造成进一步水土流失;二是优化模式。山地农业综合开发与资源循环利用要因地制宜、因势而变;三是循环利用。由竭取的过度利用向互利共生的生态资源循环开发转变。最终实现生态环境有效保护与自然资源合理利用,扎实推进山区农村循环农业发展。综合治理南方红壤丘陵山地水土流失,创立水土保持型的乡村循环农业发展新格局,其总体思路是:以乡村生态文明建设为引领,支持创新驱动,发展循环农业,保护生态环境,着力绿色增收,让南方山区的经济、社会、生态效益得以充分体现,使乡村居民的生产、生活、生态红利得以充分体现。同时要优化产业布局,推动转型升级,转变发展方式。具体的战略是:要以山地水土流失防控为重点,以山地资源循环利用为主线,以山地生态环境保护为重要环节,着力将南方山区建设成为资源节约型与环境友好型的美丽山乡。实践证明,实施水土保持型的山地农业综合开发,是富有山区特色的乡村循环农业模式,其主要环节是修复土壤,恢复植被,培肥地力,种养结合,循环利用。力求从单一开发型农业转向立体生态农业,从单纯资源消耗型农业转向资源环境节约型农业,从粗放增长型农业转向集约增值型农业。水土流失的治理要有防控和发展相结合的战略眼光,南方山区乡村循环农业的发展要有环境保护与优质经济统筹发展的战略高度。面对区域高效现代农业发展的严峻现实与南方山地水土流失防控的艰巨任务以及仍在恶化的农村生态环境,发展山区乡村循环农业必须实施5个方面的具体对策:

3.1结合区域实际,制定山区科学发展规划

要立足于高起点,整合区域优势,梳理山区循环农业发展主线。要根据区域的生态环境基本要素,统筹兼顾生态环境的敏感性和脆弱性,充分发挥区域生态服务功能。规划要分门别类,明确目标,保障重点,突出特色,以科学技术为指导,明确循环农业区域功能类型,逐步形成导向明确、规范有序的、功能多元化的开发格局。要通过有效防控水土流失,统筹保护生态环境,循环利用山地资源,推动循环农业发展。通过合理规划,优化合理布局;通过合理配套,实施科学开发;通过有效防控,减少水土流失;通过项目带动,发展循环农业。不言而喻,生态经济与循环农业本质上是人和自然的协调发展,以科学发展为核心,遵循自然生态平衡,合理选择治理模式,着力资源循环利用。规划的重点是发展以合理利用为原则的区域循环农业开发。即在优化水土资源的基础上,配置特色优势产业,实现资源循环再生和可持续利用,最终实现生态恢复、生产发展的可持续发展。

3.2优化产业结构,引领乡村循环农业开发

随着经济与社会的飞速发展,现代化农村发展建设对要素资源的需求呈指数增长,产业内部经济结构约束成为循环农业发展的瓶颈。乡村循环农业的发展和现代生态文明的建设,离不开山区乡村经济结构的战略性调整。南方各地需要不断调整优化农业产业结构,整合区域生态资源和社会经济资源,缓解结构约束对乡村生态经济产业发展的制约,实现农业产业转型升级,发展与生态承载力相适应的山区现代生态农业产业。把生态经济的发展要求始终贯穿于存量结构的优化和增量结构的深化之中,引领乡村循环农业进一步发展。优化产业结构,其重要的任务是因地制宜地优选发展产业,优势互补地配套组装,合理有效地配置资源,结合实际地搭建平台,根本目的是着力提高“三率”(土地产出率、劳动生产率、资源利用率),实现产业兴、生态美、百姓富的目标。因此,要在产业结优化升级的基础上,提升产业发展内涵,进一步挖掘乡村循环农业的发展潜力。

3.3科技创新驱动,实施科企工农有机结合

生态经济的核心目标是实现经济社会和生态保护的和谐统一发展,而科技创新恰恰是生态资源环境与经济社会协调发展的最佳结合点。要发展以高新技术为根基的区域生态经济,必须将农业科研单位与相关高校所取得的新成果运用于生态经济开发与生态环境保护的实践之中,将科技创新作为区域生态经济发展转方式、调结构的着眼点,将高效生态产业作为区域经济持续推进的重要载体。要切实提高水土流失的综合治理效率和防控效果,只有大力推进山地水土流失防控和发展山区生态经济才能得以实现,这无疑要以科技创新为根本驱动力,以科技成果集成应用为重要支撑,以科技兴农为战略举措,积极组织开展水土流失治理科技攻关和成果转化,持续加大科研投入,将科技创新元素植入生态经济。唯其如此,才能立足更高起点、着眼更远发展。只有不断强化与实施科企工农有机结合,才能科学把握生态经济发展的走向,提升生态经济发展的价值,实现生态经济的高效发展。

3.4创新管理机制,充分发挥投入要素作用

要结合各地农村实际,完善农村各类专业合作组织结构;要结合山区资源特色,创立水土保持及其绿色家庭农场;要结合生态经济规律,实施项目带动以及重要设施配套。实现多因素、多途径、多专业的融合交叉,做到优势互补,成效叠加。就管理机制而言,要引导并建立谁治理谁开发谁受益的机制,充分调动投资各方的积极性,让更多的企业与更多的农民参与山地水土流失治理,参与山地水土保持型循环农业开发。同时要创造条件,创立农村新型经营组织与农企合作开发机制,其要点包括5个方面,核心是培育创业主体,关键是创新投资机制,基础是适度规模经营,法宝是强化科技兴农,趋势是物联网的应用,保障是强化绿色发展。

3.5加强培训工作,提高劳动者的综合素质

第5篇:改良土壤的思路与方法范文

城市滨河绿地是城市开发中的重要资源,在提高城市环境质量、丰富地域风貌等方面具有极为重要的价值。由于处于水陆的边际,滨河地区的景观信息量最为丰富,往往是一个城市景色最优美的地区,是形成城市景观特色最重要的地段。同时,滨河绿地以其优越的亲水性和舒适性满足着现代人的生活、娱乐、休闲等需要,这是城市其它环境所无法比拟的特性。城市建设,规划先行。而对城市滨水绿地的规划设计,不能仅仅停留在传统的设计模式上,应该从更深、更广的层面去理解和把握,特别是要从景观生态的角度、从人与自然共生的角度去剖析,将滨河绿地的建设纳入城市生态系统保护规划中去,挖掘城市滨河地区大的生态功能和游憩功能。本文分析了传统滨水绿地建设过程中存在的不足,提出应在传统规划设计方法的基础上,引入生态规划设计的方法,满足新时期滨水绿地建设的要求,并从滨水绿地的生态规划设计原则、滨水绿地空间各景观组成要素处理的具体设计方法入手,对滨水绿地生态规划设计的理论框架进行研究,以期为今后城市滨河绿地的规划设计、建设起到一定的参考与借鉴作用。

1 传统的城市滨水绿地建设过程中存在的问题

由于认识上的局限性和政府管理部门间的脱节,在目前多数城市的滨河地区改造中,不同部门间的侧重各有不同,如水利部门仅强调水系的防洪、水运、灌溉等功能,将水系作为工程实体而非城市公共空间来看待,较少考虑人的心理和生理需求。在工程措施上对城市水系多采用裁弯取直、石砌护坡、高筑岸堤等,此举确实能满足使用功能上的需要,但作为城市公共空间重要组成部分的河流、湖泊等,这样的处理却忽略了许多缓慢或不易察觉的负面影响,将会给城市的发展带来一系列无法弥补的损失。

主要表现在:

(1)封闭的硬质人工驳岸改变了自然形成的江河岸线的自然特征和重要生态功能。如扬州古运河,原来河道两岸采用浆砌毛石驳岸和花岗岩栏杆围合,使古运河水道变成仅有简单功利价值的防洪、运输通道。这种简单生硬的处理限制了贯穿的水系在城市空间中所应有的生态保护和环境净化的作用,对于形成丰富而多样的城市滨河景观生态系统造成严重的缺陷。

(2)垂直陡峭的人工砌体、驳岸,使滨河区空间成为冷冰冰缺乏生活情趣的冷漠空间,把人与水分隔开来,使之可望而不可及。例如黄浦江上海外滩段由于防洪等功能要求,河道两岸3~7m高的驳岸砌体恰似两面高墙生硬而呆板,使河道景观缺乏灵性与变化,而后期改造的浦东陆家嘴一带滨水绿地空间就打破原有的岸线,设置市民临水活动空间,既丰富了滨水景观,又满足了市民近水、亲水的要求。

(3)河道水质污染严重,缺乏科学有效的治理手段。很多城市由于工业和生活污水缺乏严格管理,直接排入城市内部河道,使本来清澈的河水变成“黑水河”、臭水沟,这样的河道不加治理,不仅不能改善城市环境,反而会变成新的污染源。目前我国利用滨水植物治理水质污染的技术已经得很大发展。四川成都活水公园就是一个成功的范例,它利用府河、南河河道改造出大面积滨水浅滩,栽植大量水生、沼生植物,通过植物吸收、过滤和降解水中污染物。这种利用滨水湿地植物净化水质的方法相对于普通的污水处理厂具有成本低、效果长、多效兼顾等特点。这种思路对于城市滨水绿地的改造值得借鉴。

(4)规划设计与地方文化脱节,景观缺乏个性。很多城市滨水空间的设计,设计者缺乏对城市历史、文化底蕴的充分挖掘和对基础现状的充分分析,照搬一般的设计模式,这样建设出来的滨水景观必定“千城一面”,缺乏特色和生命力。

对于城市滨水区域景观的改造,若要彻底改变其功能和景观上的不足,完善城市滨河景观的生态体系建设,政府决策者首先必须解决以下几个问题:

其一,协调政府管理部门间的工作,组织水利部门、水运交通部门、园林部门、城市规划部门、环境保护部门等进行综合环境评价,做到多目标兼顾。

其二,综合治理水道的水质污染问题。滨河区的开敞性、可接近性都是建立在水质条件良好的基础上的,如果面对污染严重、散发着臭气的河水,再好的亲水空间,恐怕也没有人愿意靠近。

总之,新时期城市滨河绿地环境的改造,必须以新的观念重新审视城市中这份宝贵的资源,从整个城市的景观系统出发来进行滨水区的景观建设,把市民的活动引向水边。要做到这一点,首先应从规划设计入手,遵循科学的规划原则和合理的设计手段,运用生态规划设计的理念对城市滨水绿地进行规划设计,使城市的滨水绿地空间真正成为城市景观的一个有机组成部分。

2 生态规划设计的实质

2.1 生态规划设计概念

生态规划设计在园林景观设计领域尚处于起步阶段,对其概念的阐释也是各有不同。概括起来,一般包含以下一个或两个方面:(1)应用生态学原理来指导规划设计;(2)使规划设计的结果在最大限度保护环境的同时又必须满足人类景观和功能需求。

目前,园林景观的“生态规划设计”尚没有一个更清晰的概念、完整的理论基础以及明确的原则与标准,需要通过进一步的研究探讨和不断的实践来充实完善。

2.2 生态规划设计的内涵

传统的规划设计一般是以人的需求为前提,以功能性、艺术性以及社会文化性为原则而进行的,满足的是当代人的生理、安全、社交和自尊的需求。与传统规划设计理念相比,生态规划设计更多地考虑城市可持续发展的需求,即在满足当代人需求的同时,也不损害子孙后展的需求。对于后者,传统的规划设计基本上很少考虑,生态规划设计是应填补这项空白而出现的。

当然,在目前社会条件下,自然资源匮乏,科学技术水平也不能给生态规划设计提供足够的支持,生态规划设计还不能完全取代或演变为常规的规划设计手段。设计师们常常采用一种折中的或改良主义的手法,即与传统的规划设计手法相结合,在满足近期城市发展需要的同时,加强对生态环境的保护和引入可持续发展的观点,形成一种附加于传统设计手法之上的、要求更高的设计方法。但可以预见,随看社会的发展,生态规划设计的方法会被普遍采纳,到那时,生态规划设计就不再是附加于传统规划设计之外的,而是与传统规划设计融为一体的“常规”设计手法。

3 城市滨水绿地生态规划设计的原则

3.1 保持基址的整体性与连续性

城市滨水绿地建设要站在滨水绿地之外,从整个城市绿地系统乃至整个城市系统等更高级的系统出发去研究问题。像中国古代军事家所说的那样:善弈者,谋势;不善弈者,谋子。“势”就是全局发展趋势。江河的形成是一个自然力综合作用的过程,这种过程构成了一个复杂的系统,系统中某一因素的改变都将影响到景观面貌的整体。所以在进行滨水景观规划建设时,首先应把滨水绿地作为一个系统来考虑,从区域的角度,以系统的观点进行全方位的规划,而不应该把河道与大的区域空间分割开来,单独考虑。

3.2 遵从基址的生态环境特征,减少人为干扰与破坏

在地球表面进行任何的改造都会对其造成影响,但这并不表明人类就退出生物圈不再进行建设了,而是应该认识到人类的建设行为对生态系统影响的成因与大小,通过设计来减少或避免这种影响。保持生态系统的恢复能力,让环境充满生机与活力。任何园林景观生态系统都有特定的物质结构与生态特征,呈现空间异质性,规划设计之前应该对基址进行系统的分析,考虑基址的气候、水文、地形地貌、植被以及野生动物等生态要素的特征,并在规划设计过程中遵从这些生态环境特征,尽量减少人为干扰与破坏。

3.3 生态、景观、防洪等多功能兼顾

城市滨水区的整治不单纯是解决水运、防洪等使用功能的问题,还应包括改善水域生态环境,改进江河、湖泊的水质,增加滨水绿地的游憩机会和景观效果,提升滨水地区周边土地的经济价值等一系列问题。仅从某一角度出发.均会有失偏颇,造成损失,因此必须统筹兼顾,整体协调。滨水景观的规划建设必须以系统工程为指导,在满足基本使用功能的前提下,合理考虑景观、生态等需求,把滨水绿地建设成多功能兼顾的复合城市公共空间,以满足现代城市生活多样化的需求。

3.4 以绿为主,生态优先

城市滨水绿地在城市中重要的生态功能要求,主要是通过植物来完成的,这就决定了对城市滨水空间的规划建设,必须依据景观生态学原理,模拟自然江河岸线的自然生态群落结构,以绿化为主体,以植物造景为主体,强调以乡土树种为主,兼顾植物群落的生物多样性,运用天然材料,创造自然生趣的滨水景观。规划设计应以保护生物多样性,增加景观异质性,强调景观个性,促进自然物能循环,构架城市生境走廊,实现景观的可持续发展等几个方面作为滨水绿地生态规划的主要内容加以体现。

3.5 景观结合文化,突出地方性特色

自然景观整治与文化景观(人文景观)保护相结合,是城市滨水绿地体现城市历史文化底蕴、突出滨水绿地文化内涵和地方景观特色的重要手段。特别是对一些具有深厚历史文化的名城,充分挖掘城市历史文化特色,利用园林景观表现手法加以表达,保持城市历史文脉的延续性,是滨水绿地生态规划设计的重要原则,它对恢复和提高滨水景观的活力,增强滨水绿地的地方特色、文化性、趣味性等均有十分重要的意义。

4 城市滨水绿地生态规划设计的方法与内容

生态规划设计以满足可持续发展的需求为原则,以顺应基址生态环境、节约物质与能源、保护生物多样性和提高植物生态效益为标准。在传统设计方法的基础上以生态学设计原则和方法为指导重新分析、评价、整理和改良常规设计,如此两者循环往复,形成最终方案。

城市滨水绿地是一个包含水域和陆域,富含丰富的景观和生态信息的复合区域。滨水绿地的生态规划设计的内容主要包括对绿地内部复合植物群落、景观建筑小品、道路铺装系统、临水驳岸等基础元素的设计与处理。

4.1 景观风格的定位与建筑、小品的设置

滨水绿地为满足市民休息、观景以及点景等功能要求,需要设置一定的景观建筑、小品,一般常用的景观建筑类型包括:亭、廊、花架、水榭、茶室、码头、牌坊(楼)、塔等;常用景观小品包括:雕塑、假山、置石、坐凳、栏杆、指示牌等。滨水绿地中建筑、小品的类型与风格的选择主要根据绿地的景观风格的定位来决定,反过来,滨水绿地的景观风格也正是通过景观建筑、小品来加以体现的。滨水绿地的景观风格主要包括古典景观风格和现代景观风格两大类,其中,古典景观风格的滨水绿地往往以仿古、复古的形式,体现城市历史文化特征,通过对历史古迹的恢复和城市代表性文化的再现来表达城市的历史文化内涵,该种风格通常适用于一些历史文化底蕴比较深厚的历史文化名城或历史保护区域。例如扬州市古运河滨河风光带的规划,由于扬州是拥有2000多年历史的国家历史文化名城,加之古运河贯穿城市的历史保护区域,所以该滨河绿地的景观风格定位是以体现扬州“古运河文化”为核心,通过古运河沿岸文化古迹的恢复、保护建设.再现古运河昔日的繁华与风貌,滨河绿地内部与周边建筑均以扬州典型的“徽派“建筑风格为主。而对于一些新兴的城市或区域,滨水绿地景观风格的定位往往根据城市建设的总体要求会选择现代风格的景观,通过雕塑、花架、喷泉等景观建筑、小品加以体现。例如上海黄浦江陆家嘴一带的滨江绿地和苏州工业园区金鸡湖边的滨湖绿地等,虽然上海、苏州同样为历史文化名城,但由于浦东和苏州工业园区均为新兴的现代城市区域,所以在景观风格的选择上仍选择现代景观风格为主,通过现代风格的景观建筑、小品体现城市的特征和发展轨迹。当然,滨水绿地景观风格的选择,关键在于与城市或区域的整体风格的协调。建筑小品的设置应该体量小巧、布局分散,将建筑小品融于绿地大环境之中,这样才能设计出富有地方特色的有生命力的作品来。

4.2 滨水空间的处理与竖向设计

作为“水陆边际”的滨水绿地,多为开放性空间,其空间的设计往往兼顾外部街道空问景观和水面景观,人的站点及观赏点位置处理有多种模式,其中有代表性的有以下几种:外围空间(街道)观赏;绿地内部空间(道路、广场)观赏、游览、停憩;临水观赏;水面观赏、游乐;水域对岸观赏等。为了取得多层次的立体观景效果,一般在纵向上,沿水岸设置带状空间,串连各景观节点(一般每隔300~500m设置一处景观节点),构成纵向景观序列。竖向设计考虑带状景观序列的高低起伏变化,利用地形堆叠和植被配置的变化,在景观上构成优美多变的林冠线和天际线,形成纵向的节奏与韵律;在横向上,需要在不同的高程安排临水、亲水空间,滨水空间的断面处理要综合考虑水位、水流、潮汛、交通、景观和生态等多方面要求,所以要采取一种多层复式的断面结构。这种复式的断面结构分成外低内高型、外高内低型、中间高两侧低型等几种。低层临水空间按常水位来设计,每年汛期来临时允许淹没。这两级空间可以形成具有良好亲水性的游憩空间。高层台阶作为千年一遇的防洪大堤。各层空间利用各种手段进行竖向联系,形成立体的空间系统。

滨水绿地陆域空间和水域空间通常存在较大高差,由于景观和生态的需要,要避免传统的块石驳岸平直生硬的感觉,临水空间可以采用以下几种断面形式进行处理。

(1)自然缓坡型:通常适用于较宽阔的滨水空间,水陆之间通过自然缓坡地形,弱化水陆的高差感,形成自然的空间过渡,地形坡度一般小于基址土壤自然安息角。临水可设置游览步道,结合植物的栽植构成自然弯曲的水岸,形成自然生态、开阔舒展的滨水空间。

(2)台地型:对于水陆高差较大,绿地空间又不很开阔的区域,可采用台地式弱化空间的高差感,避免生硬的过渡。即将总的高差通过多层台地化解,每层台地可根据需要设计成平台、铺地或者栽植空间,台地之间通过台阶沟通上下层交通,结合种植设计遮挡硬质挡土墙砌体,形成内向型临水空间。

(3)挑出型:对于开阔的水面,可采用该种处理形式,通过设计临水或水上平台、栈道满足人们亲水、远眺观赏的要求。临水平台、栈道地表标高一般参照水体的常水位设计,通常根据水体的状况,高出常水位O.5~1.Om,若风浪较大区域,可适当抬高,在安全的前提下,尽量贴近水面为宜。挑出的平台、栈道在水深较深区域应设置栏杆,当水深较浅时,可以不设栏杆或使用坐凳栏杆围合。

(4)引入型:该种类型是指将水体引入绿地内部,结合地势高差关系组织动态水景,构成景观节点。其原理是利用水体的流动个生,以水泵为动力,将下层河、湖中的水泵到上层绿地,通过瀑布、溪流、跌水等水景形式再流回下层水体,形成水的自我循环。这种利用地势高差关系完成动态水景的构建比单纯的防护性驳岸或挡土墙的做法要科学美观得多,但由于造价和维护等原因,只适用于局部景观节点,不宜大面积使用。

4.3 滨水绿地植物生态群落的设计

植物是恢复和完善滨水绿地生态功能的主要手段,以绿地的生态效益作为主要目标,在传统植物造景的基础上,除了要注重植物观赏性方面的要求,还要结合地形的竖向设计,模拟水系形成自然过程所形成的典型地貌特征(如河口、滩涂、湿地等)创造滨水植物适生的地形环境,以恢复城市滨水区域的生态品质为目标,综合考虑绿地植物群落的结构。另外在滨水生态敏感区引入天然植被要素,比如在合适地区建设滨水生态保护区,以及建立多种野生生物栖息地等,建立完整的滨水绿色生态廊道。

(1)绿化植物品种的选择。除常规观赏树种的选择外,还应注重以培育地方性的耐水性植物或水生植物为主,同时高度重视水滨的复合植被群落,它们对河岸水际带和堤内地带这样的生态交错带尤其重要。植物品种的选择要根据景观、生态等多方面的要求,在适地适树的基础上,还要注重增加植物群落的多样性。利用不同地段自然条件的差异,配置各具特色的人工群落。常用的临水、耐水植物包括:垂柳、水杉、池杉、云南黄馨、连翘、芦苇、菖蒲、香蒲、荷花、菱角、泽泻、水葱、茭白、睡莲、千屈菜、萍蓬草等。

(2)城市滨水绿地绿化应尽量采用自然化设计,模仿自然生态群落的结构。具体要求,一是植物的搭配——地被、花草、低矮灌木与高大乔木的层次和组合,应尽量符合水滨自然植被群落的结构特征;二是在水滨生态敏感区引入天然植被要素,比如在合适地区植树造林恢复自然林地,在河口和河流分合处创建湿地,转变养护方式培育自然草地,以及建立多种野生生物栖身地等。这些仿自然生态群落具有较高生产力,能够自我维护,方便管理且具有较高的环境、社会和美学效益,同时,在消耗能源、资源和人力上具有较高的经济性。

4.4 驳岸的设计

传统控制洪水的工程手段主要是对曲流裁弯取直,加深河槽,并用混凝土、砖、石等材料加固岸堤、筑坝、筑堰等。这些措施产生了许多消极后果,大规模的防洪工程设施的修筑直接破坏了河岸植被赖以生存的基础,缺乏渗透性的水泥护堤隔断了护堤土体与其上部空间的水气交换和循环。采用生态规划设计的手法应该弥补这些缺点,推广使用生态驳岸。生态驳岸是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工驳岸,它可以充分保证河岸与水体之间的水分交换和调节功能,同时具有一定的抗洪强度。

生态驳岸一般可分为以下三种(图3):

(1)自然原型驳岸:主要采用植物保护堤岸,以保持自然堤岸的特性,如临水种植垂柳、水杉、白杨以及芦苇、菖蒲等具有喜水特性的植物,由它们生长舒展的发达根系来稳固堤岸,加之柳枝柔韧,顺应水流,增加抗洪、保护河堤的能力。

(2)自然型驳岸:不仅种植植被,还采用天然石材、木材护底,以增强堤岸抗洪能力,如在坡脚采用石笼、木桩或浆砌石块等护底,其上筑有一定坡度的土堤,斜坡种植植被,实行乔灌草相结合,固堤护岸。

(3)人工自然型驳岸:在自然型护堤的基础上,再用钢筋混凝土等材料,确保大的抗洪能力,如将钢筋混凝土柱或耐水圆木制成梯形箱状框架,并向其中投入大的石块,或插入不同直径的混凝土管,形成很深的鱼巢,再在箱状框架内埋入大柳枝、水杨枝等;邻水侧种植芦苇、菖蒲等水生植物,使其在缝中生长出繁茂、葱绿的草木。

4.5 道路系统的处理

滨水绿地内部道路系统是构成滨水绿地空间框架的重要手段,是联系绿地与水域、绿地与周边城市公共空间的主要方式,现代滨水绿地道路的设计就是要创造人性化的道路系统,除了可以为市民提供方便、快捷的交通功能和观赏点外,还能提供合乎人性空间尺度、生动多样的时空变换和空间序列。要想达到这样的要求,滨水绿地内部道路系统规划设计应遵循以下主要原则和方法:

(1)提供人车分流、和谐共存的道路系统,串联各出入口、活动广场、景观节点等内部开放空间和绿地周边街道空间。这里所说的人车分流是指游人的步行道路系统和车辆使用的道路系统分别组织、规划,一般步行道路系统主要满足游人散步、动态观赏等功能,串联备出入口、活动广场、景观节点等内部开放空问,主要有游览步道、台阶登道、步石、汀步、栈道等几种类型组成;车辆道路系统(一般针对于较大面积的滨水绿地考虑设置,一般小型带状滨水绿地采用外部街道代替)主要包括机动车(消防、游览、养护等)和非机动车道路,主要连接与绿地相临的周边街道空间,其中非机动车道路主要满足游客利用自行车、游览人力车游乐、游览和锻炼的需求。规划时宜根据环境特征和使用要求分别组织,避免相互干扰。例如苏州金鸡湖滨水绿地,由于湖面开阔,沿湖游览路线除考虑步行散步观光外,还考虑无污染的电瓶游览车道满足游客长距离的游览需要,做到各行其道,互不干扰。

(2)提供舒适、方便、吸引人的游览路径.创造多样化的活动场所。绿地内部道路、场所的设计应遵循舒适、方便、美观的原则。其中,舒适要求路面局部相对平整,符合游人使用尺度;方便要求道路线形设计尽量做到方便快捷,增加各活动场所的可达性,现代滨水绿地内部道路考虑观景、游览趣味与空间的营造,平面上多采用弯曲自然的线形组织环行道路系统,或采用直线和弧线、曲线结合,道路与广场结合等形式串联入口和各节点以及沟通周边街道空间,立面上随地形起伏,构成多种形式、不同风格的道路系统;而美观是绿地道路设计的基本要求,与其他道路相比,园林绿地内部道路更注重路面材料的选择和图案的装饰以达到美观的要求,一般这种装饰是通过路面形式和图案的变化获得,通过这种装饰设计,创造多样化的活动场所和道路景观。

(3)提供安全、舒适的亲水设施和多样的亲水步道,增进人际交往与地域感。滨水绿地是自然地貌特征最为丰富的景观绿地类型,其本质的特征就是拥有开阔的水面和多变的临水空间。对其内部道路系统的规划可以充分利用这些基础地貌特征创造多样化的活动场所,诸如临水游览步道、伸入水面的平台、码头、栈道以及贯穿绿地内部备节点的各种形式的游览道路、休息广场等,结合栏杆、坐凳、台阶等小品,提供安全、舒适的亲水设施和多样的亲水步道,以增进人际交流和创造个性化活动空间。具体设计时应结合环境特征,在材料选择、道路线形、道路形式与结构等方面分别对待,材料选择以当地乡土材料为主,以可渗透材料为主,增进道路空间的生态性,增进人际交往与地域感。

(4)配置美观的道路装饰小品和灯光照明。人性化的道路设计除对道路自身的精心设计外,还要考虑诸如坐凳、指示标牌等相关的装饰小品的设计,以满足游人休息和获取信息的需要。同时,灯光照明的设计也是道路设计的重要内容,一般滨水绿地道路常用的灯具包括路灯(主要干道)、庭院灯(游览支路、临水平台)、泛光灯(结合行道树)、轮廓灯(临水平台、栈道)等,灯光的设置在为游客提供晚间照明的同时,还可创造五彩缤纷的光影效果。

5 结语

城市滨水绿地的生态规划设计研究是一个大课题,涉及因素很多,诸如生态学、行为心理学、经济学、植物学、美学、文学……都是其理论参照构架。城市滨水绿地空间所涉及的问题是难以完全阐述清楚的,也不是仅靠园林师个人思考及主观愿望就能实现的。本文从理论研究的角度探讨我国大中城市滨水绿地空间建设引入生态规划设计的必要性,并通过对我国当前国情形势的分析和国内外理论、建设经验的总结,提出了滨水绿地生态规划设计的理论框架,以期为今后城市滨河绿地的规划设计、建设起到一定的参考与借鉴作用。

参考文献(References)

1 安画宇.园林景观生态设计[J].山东林业科技,2004,(6):84—85.

2 汤晓敏,王云.滨水景观的规划设计模式探索[J].上海农学院学报,1999,17(3):182—188.

3 孙鹏.王志芳.遵从自然过程的城市河流和滨水区景观设计[J].城市规划,2000,(9):19—22.

4 束晨阳.城市河道景观设计模式探析[J].中国园林,1999,(1):8—11.

5 王浩,赵永艳.城市生态园林概念及思路[J].南京林业大学学报,2000,(5):85—88.