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【关键词】土壤修复;风险评估;设计原则
一、辽宁省实施生态修复的意义
辽宁省已正式被列为全国生态省建设试点,为了建设生态省,辽宁省已制定了《辽宁生态省建设规划纲要》,将辽宁省生态省建设规划期限定为20年,分为起步、整体推进、完善提高3个阶段。《纲要》提出,到2025年,辽宁省将基本建设成为经济发达、生活富裕、环境优美、文化繁荣、社会和谐的生态省。其根本目的是要以保护环境优化经济社会发展,着力建设资源节约型和环境友好型社会,推动区域走上生产发展、生活富裕、生态良好之路,为子孙后代留下良好的生存和发展空间。
辽宁土地生态环境问题主要体现:农田土壤因多种污染源受到污染,工业企业搬迁及固体废弃物堆放造成遗留污染废弃地;矿山及基础工程建设造成土地生态破坏;因自然、经济及人为因素形成生态脆弱区。煤矿和铁矿,采矿、地表剥离、矿渣、煤矸石等占用大量土地。
二、生态修复技术及管理现状
1.土地生态修复技术现状
生态修复目前还是一个比较年轻的研究领域,它既包括污染环境的生态修复,也包括非污染环境的生态系统的修复,即通过生态系统自组织和自调节能力,修复遭到破坏的生态环境。生态修复具有多学科交叉的特点,需要生态学、物理学、化学、植物学、微生物学、分子生物学栽培学和环境工程学等多学科的参与。生态修复技术还运用遥感影像数据(卫星影像,航片),结合区域绿地、土壤、气象资料,以及规划区域的建设历史和未来发展规划进行详细调查,注重社会、经济、文化、景观等全方位的生态化。针对于污染土地的修复,又主要包括两个方面的内容,即对污染农田土壤的修复和针对工业企业搬迁及固体废弃物堆放造成遗留污染废弃地的修复。对于非污染环境的生态修复,则包括对矿区、重要基础工程建设等造成的生态破坏区和处于农牧交错带的生态脆弱区进行的生态修复。对于污染土地、生态破坏区和生态脆弱区的生态修复,各国对修复和管理具有特定的规范、方法与程序,虽然在规范的具体内容上有各自的特点,但均涵盖土地的评价与分析、修复方案与措施及修复实施与管理维护三大部分。
修复区土地评价与分析包括修复区调查、风险评价和修复目标的确定,污染土地调查涉及土地物理条件、污染特性、暴露途径、受体调查;生态破坏区和生脆弱区调查包括结合区域生态环境状况、水土流失状况、土壤保水能力、矿区塌陷、植被情况、土地利用等,风险评价是判断污染土地风险水平的重要手段和修复目标制定的重要基础,生态修复的目标有两种:一是认为将污染或生态破坏环境恢复到接近于它受干扰前的自然状态的管理和操作过程,即回复到生态先前或历史上的状态;另一张是污染或是生态破坏环境的修复要在于消除对任何生物有害的污染,重建适宜人与动物,植物等生存的生态环境,所以无需回到先前的历史状态,而是重新建立新的生态环境。
修复技术的选择是土地修复的核心内容,根据实施的位置分为“原位修复”和“异位修复”。生态修复是在生态学原理的指导下,以生物修复为基础,利用特异生物对污染物的代谢过程,借助物理修复、化学修复和工程技术措施,通过优化组合,使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合污染环境修复技术。生物修复技术包括:植物修复、动物修复和微生物修复三种类型。物理修复技术包括:物理分离修复技术、土壤蒸气浸提修复技术、固化/稳定化土壤修复技术、玻璃化修复技术、热力学修复技术、热解吸修复技术和低温冰冻修复技术等。化学修复技术包括:淋洗技术、溶剂浸提技术、化学氧化修复技术、化学还原于还原脱氯修复技术、原位化学反应处理墙修复技术以及电化学修复技术等。在修复技术选择的基础上,针对整个污染土地进行技术集成,形成总体修复技术体系,制定修复方案。对于矿区及基础工程建设造成的生态破坏区,可采用的生态修复技术包括土地整治、安全防护、生态功能重新设计、植被修复等。矿区生态修复技术主要有:露天采场的工业旅游场地开发、固体废物处置场、恢复为水面等二次开发用地形式的生态修复;露采场边坡的生态修复,主要包括两方面内容:一方面是边坡的排险,消除崩塌和落石隐患,这是治理的基础,另一方面是植被恢复,充分发挥植被的固土、滞尘、涵水、同化和改善气候的生态功能;废石场、尾矿库的全面整地覆土、穴状整地、穴内客土、建立植被的生态修复;塌陷区的安全防护措施建设的生态修复;将矿山废弃的机械、建筑、道路、矿床以及矿产品堆放场等建设成为矿山公园,将矿山废弃的水域建成矿山人工湿地,将矿山废弃的平地建设成为居住用地和工业用地,将矿山废弃的洼地、盆地建设成为养鱼场、垂钓园,将矿山废弃的坡地建设成为林业和畜牧业基地。公路、铁路、风电、水利工程等基建项目的生态修复技术包括边坡锚索加固工程、生态护坡工程、植生层修复、植被层修复、水土保持生态修复,具体体现为大型植物坡面建植技术,坡面植被景观造型技术,厚层基质锚网喷附技术,棉网状植生带技术和连续纤维加固喷附技术、还包括了对退化河流、退化绿洲、退化水库和退化矿区等生态系统的生态修复。修复方案是指导修复工程实施的依据,方案的合理性、系统性直接决定了修复工程能否顺利进行和达到预期的修复目标。尽管现在已经有较多完整的生态修复技术,但目前还不能从整体层面上提出适合于解决辽宁省生态环境问题的技术,因此有必要对这些生态修复技术进行集成,以利于辽宁省对生态修复进行规范化管理。
修复工程的实施、管理与维护则是土地生态修复的具体实施阶段,主要包括修复工程实施运行、维护和监测、修复效果评价等三方面的内容。修复工程的设计与实施应根据土地条件,按照修复技术方案,明确修复具体过程;修复工程运行、维护与监测贯穿整个修复过程,以确保修复有效性和修复目标的实现;土地生态修复效果评价则是考察修复目标的达到程度与修复工程成败的重要参数。
2.土地生态修复评价
不同的受污染地,不同矿山不同开发阶段,不同的占地类型,生态修复的制约因素、修复目标和重点是不同的。对于污染土地的生态修复,修复后目标污染物应该达到规定指标限值。评价范围应该与制度的修复方案确定的范围一致,根据生态修复报告中定桩资料和地理坐标勘察确定修复范围和深度,核实修复范围是否符合修复方案的要求。制订采样方案应包括采样介质、采样区域、采样点位、采样深度、采样数量、检测指标。应根据目标污染物与目标修复值进行分区采样,对于异位修复应在原址边缘和内部进行采样,对于原位修复主要在修复区内进行采样。根据生态修复的面积进行污染物目标值比较,小型修复项目可采用逐一比较法,大型生态修复项目可采用t检验法评价修复效果。在对污染土地进行物理、化学以及生物修复后,土地再利用前需要根据再利用目的对可能残留的污染物或修复剂是否会产生生态安全和人类健康问题进行风险评价,可以采用原位观察法,实验室模拟观察法,微宇宙法和现场经验与推导方面分析如何对修复土地再用进行生态风险评价。
矿山生态修复考核指标也应根据矿山不同开发阶段,不同的占地类型,不同的受污染地,分别设立,分别考核。矿山施工期结束后即为生产期,对于整个工程是以投产为标志。对于单个工程以单个工程投产为标志,服务期以单个工程服务期满为标志,如有的矿山设有二个以上废石场,在生产初期用一个废石场,待第一个废石场服务期满后再启用第二个废石场,以此类推。矿山塌陷地、受污染地也是一定得范围为标志,所以矿山生态修复应以单个工程和场地为单位考核较为合理。露天采场、废石场、尾矿库、塌陷地具有明显的时空变化特征,在生产期,只有永久边坡、平台可以进行生态修复,因此这类场地在生产运行期只能对这部分进行考核,在服务期满后应对整个场地进行考核。塌陷地是随时间推移逐步塌陷、逐步稳定的过程,对塌陷地只能对稳定区进行生态修复,在时间上有滞后效应,对于塌陷地一般是对相对稳定区进行生态修复,进行生态修复考核。工业场地、办公生活区主要是建构筑物,生产期用绿化率来考核,一般按15%计,在服务期满后,则要看工业场地是否作其他工业用地,如用作其它工业用地,则仍用绿化率考核,如拆除,则用生态修复率考核。道路管线区达到国家关于道路管线绿化要求即可。临时占地在施工结束后应立即进行生态修复,生态修复率应达到90%以上。
三、污染土壤生态修复工程原则
1.“以人为本”的原则
农田污染土壤修复可以削弱和降低污染土壤中污染物进入食物链的风险,从而保障食品品质,降低对人体健康的潜在风险。
2.农业生产最小化原则
农田是农村农民生活保证的根本,因此,污染土壤修复工程应建立在对农业生产影响最小化的基础上,最优选择是不影响农业生产活动的同时,实现土壤中污染物的有效去除。
3.成本最低原则
大面积农田的修复需要考虑农田所有制和修复技术特点。对于承包责任制大面积农田,修复过程涉及不同富裕程度家庭,修复周期会影响政府扶助资金数量,因此修复技术所需材料和工程的成本应保持最低化,从而保障农民的积极配合和政府资金投入。
4.土地利用决定原则
污染物修复限值由土地利用形式决定,总体上可以将污染土壤分为自然用地、农业用地、商业/居住用地和工业用地,不同土地利用方式土壤修复限值不同。
5.修复技术无害化原则
农产品直接进入食物链,影响生态系统和人群健康。因此,修复过程尽量减少污染物中间代谢产物的二次污染和修复技术本身带来的污染或对土壤生态系统的破坏问题。
四、污染场地土壤污染现状分析与评价
采用科学的布点方式对修复场地的污染状况进行详细调查和科学评价,掌握场地内土壤污染物的种类与含量及空间分布特征,同时,了解污染场地的地址、水文、气候和土地用途等情况。
五、污染物健康风险评估
在了解场地污染状况的基础上,针对土地农业利用方向,根据暴露途径和暴露人群特征,结合大气悬浮颗粒物中污染物状况,进行健康风险分析,并结合污染物迁移特征进行风险预测。
六、示范区建设和运行、监测及效果评价
根据场地评价与污染土壤修复技术适宜性评价结果,选择有代表性的土壤污染场地,进行征地及试验示范区的规划和建设。
对示范修复的运行效果进行连续综合监测、生态毒理评价,确定修复运行的最佳参数,并进行运行效果评价。
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关键词:高含硫天然气净化厂工程;林草植被;生态恢复
中图分类号:TE644;X743;S731.6 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)02-0364-04
近年来,中国天然气需求快速增长,天然气消费量的增速已处于世界第一位[1]。现在国内已探明的天然气田中近一半为高含硫气田,由于高含硫气田存在开发成本高、气体含有剧毒物H2S,且H2S会腐蚀气田生产设备等原因[2],使高效、安全地开发高含硫气田在目前仍是一个难题。因此关于气田开发项目的植被生态恢复研究也就主要集中在气田开发建设过程中施工期工程创面的植被生态恢复研究方面,而对高含硫气田天然气净化厂运营期的植被生态恢复研究较少。天然气净化厂是为了对含硫天然气进行脱硫、脱水的同时对含酸成分进行处理的工厂,是气田开发工程建设的核心,对保证生产的天然气达到合格安全的使用标准具有重要的作用[3]。高含硫天然气净化厂工程不仅在施工期对生态系统具有破坏作用,更重要的是工程在试生产和运营期内排放的废气中SO2等有害成分会对当地农作物和林草植被造成长期的负面影响,而且这种影响会不断加剧,最终势必危及到区域的整个生态环境系统[4,5]。我们在研究高含硫气田天然气净化厂运营期对区域内林草植被影响的基础上,提出了区域内林草植被可行的生态恢复方案,以指导气田及净化厂工程运营期的林草植被生态恢复工作。
1 高含硫天然气净化厂及区域内植被概况
某天然气净化厂位于四川省东北部,其原料天然气中H2S含量较高(14%~18%),为高含硫天然气。该天然气净化厂天然气处理总能力为4 800×104 m3/d。每个单系列处理能力为300×104 m3/d,故天然气生产装置共有16个单系列及配套工程。采用MDEA法脱硫、TEG法脱水、常规Claus二级转化法硫磺回收、加氢还原吸收尾气处理工艺路线,设计硫回收率高达99.8%。在正常排放条件下,该厂每天排入大气的SO2量约为13.5 t,其尾气SO2排放浓度约为500 mg/m3,符合大气污染物综合排放标准中的最高允许排放浓度要求。
该气田所在区域植被多样,区系丰富,主要有亚热带常绿针叶林、低山落叶栎林、亚热带竹林及亚高山落叶阔叶与常绿针叶混交林。由于自然、人为的干扰破坏,现有的天然植被基本为次生林,有的原生植被只剩下残林迹地或次生草地。分布较广的乔木类植被类型主要有马尾松林、杉木林(人工栽培)以及麻栎、栓皮栎等优势树种。灌木丛植被类型有黄荆、马桑、栎、化香等低山落叶灌丛,多分布在海拔800 m以下;矮黄栌山地落叶灌丛分布于中山区中、下部海拔700~1 600 m地段。草本植被主要是中生草本群落,包括泛滥地草甸、旱地草甸、山地草甸三大类。
2 净化厂外排SO2对林草植被的影响
含硫天然气的净化过程中,绝大部分的硫化物经过硫磺回收装置处理、转化后,可被转化为硫磺而回收,但这种处理回收率不可能达到100%,在硫磺回收尾气中还残留着少量硫及其化合物(H2S、SO2和CS2),并且井下作业后放喷测试、天然气开采中的排污放空、发生事故时采取的事故放空等过程中排出的硫及其化合物、烃类等也时常出现,如果不做进一步处理,将会对环境产生不利的影响,如H2S会造成人畜中毒甚至死亡;甲烷会破坏大气中的臭氧层,直接燃烧生成大量的SO2排入大气造成大气污染,并会危害树木和人体健康;若SO2进一步氧化将形成酸雨,其危害更大[6]。研究表明,大量SO2排入大气环境中必然会对区域内的林草植被产生巨大影响,松、杉、柏、桐等树木对SO2很敏感,当大气中SO2含量达到0.03 mg/L时,树叶会先受到伤害,其光合作用会减弱,叶片出现黄斑;当SO2含量达到0.3 mg/L时,树叶枯黄、失水脱落,最严重时导致树木死亡[6]。
采用文献[7]中推荐的AERMOD模式对该天然气净化厂的大气环境影响程度进行预测,预测结果表明,SO2高浓度区域主要分布在该天然气净化厂西北、东东南和东南方向,小时最高浓度为2.836 mg/m3,年均最高浓度为0.081 mg/m3。正常工况下,净化厂周边区域4.44 km2的SO2小时最大落地浓度高于1.420 mg/m3,但该区域主要植被为中等敏感和抗性植物,故正常工况外排SO2不会对区域植被造成急性伤害。年均最大SO2浓度为0.081 mg/m3,远小于中等敏感植物的长期浓度限值;故正常工况下,净化厂外排SO2不会对区域植被产生长期的明显影响,但净化厂运营后整个区域内大气环境中的SO2有较明显的增加,仍会对区域内生态环境尤其是林草植被产生一定的影响,因此进行植被恢复方案设计时,有必要多选取吸硫能力强的抗性植物。此举不仅可实现较好的复绿效果,而且对净化大气、提高区域环境空气质量、提高区域内林草植被生态系统的稳定性具有一定的促进作用。
3 林草植被生态恢复研究
3.1 林草植被生态恢复方案设计原则
3.1.1 遵循自然平衡、生态优先的原则 运营期林草植被的生态恢复重点是对可能受净化厂及其他工程排放污染物影响的区域实施生态恢复工作,目的是最大限度地降低工程运营期可能产生的环境破坏,维持生态系统平衡。在进行生态恢复设计及植物选配时应尽量减少对原有生态系统的干扰,因地制宜选取宜活、抗污染的乡土植物,从而改善工程区生态环境。
3.1.2 坚持符合规划、实现环境功能协调的原则 在生态恢复方案设计时,充分考虑所涉及区域的环境功能,做到与项目所在区域功能规划相结合,与气田生产相协调,同时为气田的生产、人们的生活创造良好的环境基础。
3.1.3 坚持以人为本、经济可行的原则 为达到项目所在区域林草植被生态恢复的目的,除维持生态系统稳定外,最主要的还是改善当地人居环境,尽量减缓甚至消除工程实施、运营而导致的生态环境变化对居民生活产生的影响;同时还应充分利用已有的成功经验,采用多种模式综合治理的技术路线,降低养护成本。
3.2 高SO2浓度分布区林草植被生态恢复方案
根据大气环境影响预测结果可知,区域年均最大地面SO2浓度为0.081 mg/m3,高浓度分布区域面积约为4.44 km2。该区域内植被主要为林草地,种植的植物主要有柏木、以慈竹为主的竹类、麻栎、盐肤木、杉木、马尾松、油桐、柚子、构树、桤木、马桑、枫杨、黄荆、悬钩子、蔷薇、火棘等。区域内植被系统比较稳定,植被类型较多,年均SO2浓度远低于敏感植物达到伤害阈值时的浓度,故在正常工况下,净化厂外排SO2不会对植被产生长期影响。因此维持高SO2浓度分布区内植被现状,暂不实施其他植被恢复措施。但需对该区域内植被(尤其是马尾松、枫杨、竹类等)的生长情况加强监测、养护和管理。随着净化厂的运营时间增加,高浓度区域内对SO2敏感或中等敏感的植被(尤其是马尾松、枫杨、竹类等)一旦出现受损现象,应立即采取植被恢复措施补救。
3.3 施工创面林草植被生态恢复方案
项目开发建设过程中产生了大量的工程创面,当施工结束后,施工创面植被恢复的植物大部分为自然生长,并且部分创面也进行了人工植被恢复,但并未考虑到运营期SO2的影响,所选植物仅为对SO2敏感或中等敏感的植物,甚至部分施工创面几乎没有植被覆盖。因此对该类区域需实施人工植被恢复,并优选抗性强和吸硫能力相对较强的植物种类。该项目施工过程中产生的施工创面可分为两大类,第一类为该项目开发建设中产生的大型弃土场,第二类为除弃土场外的其余施工创面。
3.3.1 大型弃土场林草植被生态恢复方案 大型弃土场与净化厂相邻,位于净化厂的北侧,该弃土场绝大部分为弃土堆积填埋形成的平坦开阔平地或缓坡地,整个弃土场由西向东地势基本由高到低,局部零星长有植被。①场地平整。对弃土场进行植被恢复之前,首先进行场地的平整工作,土地平整的好坏直接影响着后续植被恢复工作;本区域土地平整不搞大面积的土方平整,仅做部分区域的削高补低;在内部做到挖填平衡,对于需要削高补低的部位应预先将耕作层土壤推到一边堆放,待平整后再回填覆盖,进行耕作土复原,由推土机推运、填平,松土机进行松土。平整后土地应保持一定的肥力,尽量保留表土,在挖方处保留20~30 cm,填方超过50 cm时,必须是熟土处在上面,回填熟土层厚20~30 cm,使耕作层达20 cm以上。②植被恢复方案。对弃土场场区采取整地措施,消除弃土场边坡潜在的不稳定因素,然后进行植被恢复,通过植被的生长加快弃土场结构稳定的进程。现场调查显示,弃土场平面占地面积约0.75 km2,结合弃土场地形条件,采取等高绿篱埂绿化防护技术对弃土场场区实施植被恢复,该技术主要是通过地形整理与植物的合理配置,利用等高种植原理,将乔、灌、草植物等高配置在开挖的水平条、水平沟、水平台地上,完成坡面防护和植被修复,从而起到对坡面雨水径流的调控和拦蓄作用,进而实现全面植被恢复和水土保持的目的。经过整地后,水平阶地具有一定的拦蓄作用,改善了坡面土壤无法长时间拦蓄水分的缺陷;同时增大了表面粗糙度,提高了蓄水保墒能力,有效降低了坡面径流的冲刷侵蚀作用,使坡面植被恢复成为可能[8]。在等高绿篱埂绿化防护技术规程方面,乔、灌、草结合进行植物选配是一条重要原则,乔、灌、草的种植面积比例分别为20%、40%、40%。选择乔木时,除考虑所选树种的生长能力外,建议优先选择对SO2抗性强、吸收效果好的树种,同时考虑所选树种可能带来的经济价值。备选乔木主要有泡桐、构树、杨树和常绿大灌木夹竹桃。泡桐为吸收、净化硫能力强的树种,泡桐叶片上有大量的茸毛,能吸附较多的尘埃,并可直接吸收大气中的硫,而且泡桐生长非常迅速,木材材质轻软,容易加工,经济价值可观。构树属于先锋绿化树种,其树叶表面粗糙,背面具茸毛,对SO2抗性强,也有较强的吸硫能力;构树开发利用价值很高,叶、树皮、根、种子都有一定的经济价值。杨树对SO2抗性与上述树木相比较弱,但杨树适应能力强、生长迅速且成活率高,同时考虑弃土场处SO2浓度分布都很低,也可选择其作为生态恢复的树种。夹竹桃对SO2具有很强的吸收能力,在SO2较高的环境中,正常生活的夹竹桃叶片平均含硫量为7.721 g/kg,同时夹竹桃对SO2也有强大的抵御作用;其茎皮纤维为优良混纺原料,叶还可入药。选择灌木时,要在乔木结合区种植分枝能力强、树幅大、生长迅速的灌木种。弃土场处在天然气净化厂附近,属于人类活动较频繁的地段,应当考虑工程创面生态恢复后的景观效果,所以引进美观且易于扦插的野蔷薇和生命力很强的黄荆非常合适,它们开花以后具有很好的景观效果。草本植物则选择生长旺盛且对SO2有一定抗性的百喜草、狗牙根、高羊茅等为宜[9]。等高绿篱埂坡面植被恢复技术简单易行,投资小,并且后期管理维护成本低廉。与其他一些植物恢复措施相比,该技术利用地形整理与植物配置相结合的方法,更加符合生态保护的理念,且能够充分发挥乔、灌、草综合配置的优势,实现坡面防护和植被恢复的目的,使植被恢复见效快、景观效果鲜明。随着时间的推移,植物绿篱埂发挥的坡面雨水径流拦蓄效应和植被恢复效果更加明显。
3.3.2 边坡施工创面林草植被生态恢复方案 气田开发及净化厂工程施工建设过程中产生了大量的边坡型工程创面,这些边坡主要分布于净化厂、各集气站、管线穿越区及各阀池周边。经现场调查和统计分析,处于稳定状态的坡体约占44%,基本稳定的坡体约占36%,处于欠稳定状态的坡体约占14%,处于不稳定状态的坡体约占6%。为巩固其稳定效果,同时考虑到该净化厂运营期排放SO2的影响,还必须对边坡工程创面进行植被恢复。从各工程创面的坡面植被恢复状况来看,已进行人工修复或自然恢复的边坡占20%,其余工程创面表面无植被覆盖或植被覆盖面积较小,需进行植被恢复的坡面工程创面总面积约为31 368 m2。在边坡工程创面植被生态恢复方案中,应根据各边坡坡面性质不同而采取不同的植被恢复技术。据现场调查,基于林草植被恢复的角度将区域内边坡分为堆积体边坡、岩石边坡、土质边坡及阀池周边平地四大类。其中堆积体边坡还可细分为一般碎石块土边坡和堆积体基岩边坡;岩石边坡可进一步分为软质岩边坡和硬质岩边坡。根据不同类型边坡的实际情况,可分别采取藤蔓护坡技术、液压喷播技术、挂网喷播技术、穴播或沟播技术等植被恢复技术。对于土体(或被破坏的耕种土)形成的创面,还可以采取直接恢复农作物的耕种或直接播撒草、灌种子的方式进行植被恢复。对边坡类施工创面进行植被生态恢复的主要方式为采用各种合适的植被恢复技术对边坡工程创面采取草本、灌木结合的恢复手段,以增强植被对工程创面的稳定作用。在植物选配上,对于槽罐结合区,草本和灌木的种植面积比例设计为60%∶40%;灌木可选用黄荆、紫穗槐、野蔷薇等,它们都有旺盛的生命力,并且生长快,繁殖力强,适应性广,根系发达,同时对SO2具有很强的抗性,还有很好的观赏价值,可以增强各创面植被恢复后的景观效果,加强区域内的生态建设。草本植物则选择生长旺盛且对SO2有一定抗性的狗牙根、高羊茅、百喜草等。垂直边坡可选择藤本植物,如爬山虎、葛藤、常春藤、油麻藤等。
综合而言,采取以上方案恢复的植被不仅增加了人工绿地的面积,提高了区域内的植被覆盖率,美化了环境,丰富了区域内的景观生态,同时也增加了区域内对SO2具有抗性的植物数量,使区域内林草植被系统的稳定性增强。因此植被恢复有很大的生态效益,而这种生态效益无法用具体数字进行估算。此外,恢复方案中选择的植物还具有一定的经济价值,尤其是在大型弃土场栽种的各类乔木可以带来良好的经济效益。
3.4 林草植被的养护与管理
养护管理是植被恢复的重要环节之一。植被恢复工作完毕后如果放任不管,将可能导致植被衰退,土壤结构变劣,甚至出现裸地;或者具有强大繁殖能力的大型杂草乘机侵入,使目标植物枯萎、退化;一旦形成裸地,将加速土壤侵蚀、水土流失。因此为了营造目标植物群落和发挥其功能,必须根据目标植物群落的生长特性要求加强养护管理。一般而言,植被护坡工程的养护管理包括浇水、追肥、病虫害防治、杂草防治等内容。本研究建议采用的植被生态恢复方案中,选用的植物要有乔木类的泡桐、夹竹桃、刺槐、麻栎等;灌木类的黄荆、小叶女贞、紫穗槐、野蔷薇;藤本植物类的爬山虎、葛藤、常春藤、油麻藤;草本植物类的百叶草、高羊茅、狗牙根、弯叶画眉草、草木樨等。因此养护管理要针对不同植物的特性采取相应的措施。
4 小结
本研究对净化厂运营期排放的SO2浓度进行了预测,对区域内高SO2浓度区域暂时采取维持植被现状的方案,但需对该区域内植被的生长状况加强监测、养护和管理,一旦出现受损情况需及时采取进一步措施;对施工创面根据其自身稳定状态及分类提出了对应、可行的林草植被生态恢复方案。采取以上方案恢复的植被可以增加区域内的植被覆盖率,美化环境,丰富区域内的景观生态,增加人工绿地面积,同时也增加了区域内对SO2具有抗性的植物种类及种植面积,使区域内林草植被系统的稳定性有所增强。植被恢复有很大的生态效益,而这种生态效益无法用具体数字进行估算,此外也具有良好的经济效益。因此本研究提出的林草植被恢复方案对指导该气田及净化厂工程的林草植被生态恢复工作具有一定价值,对实现气田的可持续发展有所帮助。
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关键词 矿山废弃地 植被恢复 生态重建 问题 对策
中图分类号:Q143 文献标识码:A
环境与发展,是当前国际社会普遍关注的重大问题。矿业作为中国重要基础产业,为国民经济发展提供了95%的一次能源,80%以上的工业原材料和70%以上的农业生产资料。然而,采矿活动及其废弃物的排放不仅破坏和占用大量的土地资源、加剧了我国土地资源的短缺,也带来了一系列影响深远的环境问题。
1矿山植被恢复工程存在的问题
近年来很多地区开展了以造林绿化为主要措施的矿山植被工程,并初见成效。现将矿山植被恢复工程中存在的问题加以举例剖析,并再找出应对措施,以提高矿山植被恢复工程的效果。
1.1缺乏统筹规划
矿山植被恢复工程是一项复杂的系统工程,涉及国土、工业、农业、林业、生态等行业,涉及国家、集体、矿山、个人四个方面的利益,因此实施矿山植被恢复工程之前,必须以一个行政区域一个大中型矿山企业为中心,进行统筹规划,聘请相关行业的专家起草矿山植被恢复工程实施方案与技术标准,并在实施过程中严格执行。矿山植被恢复工程结束后,还要进行检查和验收,只有这样才能保证矿山植被恢复工程走上科学化、规范化的轨道,发挥出矿山植被恢复工程应有的功能与效益。实践中,有的乡县或企业仍无统筹规划,致使矿山植被恢复工程混乱、零散,未显现出整体效果。
1.2缺乏主动性
有的企业为降低矿山植被恢复工程费用,不是积极主动地搞好矿山植被恢复工作,致使在应该绿化的地块零星栽植了部分苗木,以应对检查;有的甚至拖延,导致矿山植被恢复工程进展缓慢。
1.3方法单一
多数矿山植被恢复工程主要采用了剖岩废料异地填埋造田绿化法和尾矿库直接绿化两种方法,由于废料台太高、太陡且多为石块,缺乏是以林木生长的土壤,缺乏与之相配套的植被恢复技术,因此废料台的植被恢复工作处于起步和探索阶段,未能大范围实施,成为矿山植被恢复工程的难点,同时也缺少科技含量高的植被恢复方法。
1.4植被恢复应用的树种不够丰富
树种单一,适宜立地条件的外地树种应用很少,绿化树种不够丰富,不符合物种多样性的要求,同时也缺乏景观效应。
1.5造林技术应用不到位
主要表现在矿山植被恢复工程施工过程中,不按技术规程操作,造林技术应用不规范,只是造林成活率不高,或成活后管护不到位,保存率低,使整个矿山植被恢复工程建设不达标。
1.6经济效益不显著
废物填埋造田成为可以耕作的土地,但应用面积太小。矿山恢复工程治理后,栽种树种基本无经济效益,只能供农民作薪柴用。由于经济效益低,一定程度上影响了农民矿山植被恢复的积极性。
1.7意识不够
人们还未能全面认识矿山植被破坏带来的影响,没有引起高度意识,对于矿山植被恢复态度漠然。为了追求经济效益,过度开采矿源,破坏矿山植被并且对于植被恢复认为是劳民伤财。
2矿山植被恢复与生态重建的方法
近代人类活动的影响对生态系统造成了严重破坏。为了改善退化生态系统,保护并合理利用有限的自然资源和生存空间,人们开展了各种形式的退化治理与生态恢复工作。
2.1土壤治理
矿山植被恢复与重建的重要环节之一是土壤治理,它包括矿山周围地区土壤质量的改善,覆盖在土壤上的尾矿及废弃矿石堆性能的改良。
2.1.1客土、排土法
这种方法主要针对重金属污染矿区,大多集中于地表数厘米或较浅层。挖去污染层,用无污染客土盖于污染土之上。此法需消费大量劳动力,并需有丰富的客土资源为条件。
2.1.2化学改良法
矿山尾矿及废弃矿中均缺少植被生长所必须的有机质、N、P、K等物质,因此对矿山土壤进行化学改良是必要的。如对富含较高碳酸钙及pH值得矿山废弃物,可利用适当的煤炭腐殖酸物质进行改良。施用低热值煤炭腐殖酸物质,依靠干湿交替的土壤热化过程,可以提高石灰性土壤中磷供应水平,从而达到对土壤的改良作用。
2.2植被恢复法
关键词:阜新;煤矿;破产;土地复垦
一、阜新破产煤矿土地复垦面临的新问题
阜新破产煤矿土地复垦一直没有得到解决,导致大量厂房、矿井荒废,土地资源遭到破坏,严重的影响了生态建设和当地的经济发展,对破产煤矿土地复垦工作没有提上日程主要有几个突出问题没有得到解决。
(一)破产煤矿的土地复垦问题没有明确的法律规定及条款
我国早在1989年就颁布实施了《土地复垦规定》、2011年颁布了《土地复垦条例》在土地复垦的道路上脚步从未停止过,但效果尚不乐观,中国目前矿区复垦率只有12%,远低于发达国家的65%,阜新地区正在实行的土地复垦规定、可操作性较差,导致阜新地区土地复垦实施效果差,尤其对于破产煤矿的土地复垦问题更为严重,破产煤矿土地复垦处于无组织、无单位管理状态,更没有一部关于破产煤矿土地复垦的法律规定,在对破产煤矿进行土地恢复的时候没有相关法律保障。
(二)缺乏资金的支持,复垦工作无法进行
资料记载,如果仅对煤炭开采活动为国家创造利税和采煤沉陷区治理所需的成本进行权衡,则资源开采活动“功不抵过”,这足以说明矿区土地复垦工作顺利的开展需要大量资金的投入。以往对矿区进行土地复垦庞大的资金由企业和政府共同承担,本着“谁受益”“谁治理”的原则,企业承担大部分的复垦资金,政府出资只出资一部分。但破产煤矿企业对煤矿只是进行简单填土处理过后,企业与煤矿已经分离,进行复垦企业对复垦工作不予理睬,在宣布破产后土地复垦所需资金一般由政府自己承担。
(三)缺乏具体的土地复垦计划和方案
目前阜新地区主要依据国家和地方政府的相关复垦政策,采取单一化的废弃矿区土地复垦措施,并没有在充分评价土地适宜性的基础上进行多种复垦方式的情景分析,更没有对破产煤矿的土地复垦采取特殊的方式而是与其他矿区土地复垦采取“一刀切”,单一化复垦政策的制定,造成废弃矿区土地复垦实施过程中困难重重,治理进程缓慢,复垦成效不明显。此外,缺乏对复垦后土地生态价值的测算分析也导致了人们对废弃矿区土地复垦蕴含的重要生态意义认识不足。
二、阜新破产煤矿土地复垦建议对策
(一)建立针对破产煤矿土地复垦的相关政策
不断完善相关政策法规,增加对破产煤矿土地复垦的重视程度,结合阜新地区的自然条件、还有不同矿种对土地的破坏方式、破坏程度,编制符合阜新地区的矿业用地复垦方案。并且界定,共同营造土地复垦良好的外部环境,做好矿山环境保护规划,尽快开展矿山环境调查与评价工作,掌握矿山环境问题的基本情况,良性循环的道路;完善土地复垦政策法规是保证土地复垦工作顺利开展的保障,结合阜新当地情况因地制宜的制定政策法规。
(二)针对阜新破产煤矿实施对策
1、评估破产矿区土地资源状况
煤矿的开采对生态环境的破坏非常大,尤其是对土地资源的污染和破坏是持久的,要对破产煤矿矿区的土地进行生态恢复,根据《全国第二次土壤普查暂行规程》和《辽宁省土地评级试行标准》普查矿区不同区域土地的状况,了解土地养分和矿物质含量等。深挖土地资源存在的潜力,考虑矿山在开采前的原生条件,进行对比勘测,逐步恢复,建立一个良性的土地系统恢复方案。
2、出台关于破产煤矿土地复垦法律规定,解决复垦所需资金
我国现行矿区土地复垦制度建立于计划经济时代,在社会主义市场经济条件下的矿区土地复垦管理中,缺乏有效的土地复垦成本内化途径是其主要缺陷,近年来,我国一些地方政府在矿山复垦领域相继建立并实施了复垦保证金制度,还处于摸索实践阶段,阜新的土地复垦制度更是如此,所以要想让土地复垦有效顺利的开展急需完善地方的复垦制度,和土地保障金制度等,让矿区土地复垦“有法可依、有钱可治”但针对破产煤矿土地复垦所需资金一般都由当地政府和中央政府提供。
3、阜新破产煤矿土地恢复途径有哪些
(1)修建矿山公园,发展旅游业
阜新艾友煤矿是近年宣布破产的煤矿,距离城市中心较远,处在郊区远离了城市的喧嚣,可以借助这一地理特征努力打造成可供人们休闲、娱乐的场所。艾友煤矿在运营过程中是国家的重点煤矿,规模大、设备齐全、占地面积大,而且附近还有居民生活,可以鼓励当地居民在破坏不严重的土地上种植果蔬、培育大棚,采摘园等方便游客观光游玩。艾友煤矿还有一个得天独厚的优势就是靠近阜新温泉度假基地,努力打造旅游小镇,鼓励和吸引开发商进行投入,促进阜新经济的蓬勃发展。
(2)在破坏严重的土地上植树造林、种草
结合阜新市的自然环境和土地复垦的可行性评估等综合考虑,由于阜新地区土壤中有机质含量较低,PH值平均为7.5-7.7左右,砂性土壤占70%,土壤质地粗,容量大,孔隙度小,土壤肥力低;再加上采煤过程中对土地长时期的压占、毁损、破坏土地表层。在土地复垦过程中对土地质量要求最低的就是种树、种草、采取其他的复垦方式很难见到成效,选择种草、种树是最安全、最有效的复垦方式,能够在保护土地资源的同时绿化环境,提升当地的生态环境。在种植树木的同时帮助土壤恢复肥力,美化环境的同时,改变土地状况。
(3)利用荒废的厂房发展养殖业
能够借鉴成功的经验固然好,但绝不能照搬其他地区的复垦方案,与时俱进、因地制宜的制定合理的土地复垦方案,尤其针对破产煤矿的土地复垦,可以借鉴的成功案例并不多见,坚持符合阜新实际的方案,具体到每个矿区每片土地。阜新著名的艾友煤矿位于伊吗图镇,艾友煤矿是当地的支柱产业,在运营时期投入大量资金修建了大量厂房,煤矿宣布破产后大量的厂房处于闲置状态,可以对其进行简单的处理,充分利用这些厂房发展养殖业,转变经济发展方式、促进当地经济的持续发展。发展养殖业鸡畜的粪便用来给耕地施肥,增加土壤肥力,减少化肥等的用量、保护环境防止污染;养殖场的建立在一定程度上解决了当地劳动力就业问题,防止大量的人员向外流出,稳定当地的经济;而且利用废弃的场地,做到变废为宝,努力做到持续发展。
(4)在临近农用地的矿区恢复耕地
阜新地区的一些矿区大多位于偏远的郊区和农村,早在建矿之前这些土地本是肥沃的优良耕地,由于煤矿的建立占据了大片耕地,当煤矿停止开采和运营时重新评估土地,在土地肥沃程度较好的地块逐渐恢复耕地的种植,调动公众参与的积极性,复垦工作能够获得当地农民的大力支持,保证复垦工作顺利进行。耕地的恢复能够让农民有了土地的支配权,增加了自己的收入,会努力经营自己所分到的土地,提高了土地的肥沃程度,达到了土地复垦的目的,一举两得。(作者单位:沈阳师范大学管理学院)
参考文献:
[1] 陈江燕.浅议阜新矿区生态环境修复与治理[J].防护林科技,2016,(3),
关键词:城市水系景观;生态学;生态策略;宝坻环城水系
【文章编号】1627-6868(2017)03-0072-03
1.城市水景观的系统性
1.1系统学理论
现代系统学理论最早是由美籍奥地利生物学家L.冯.贝塔朗菲(L.von.Bertanffy)于20世纪40年代提出,其核心思想为系统的整体观。系统是具有一定结构和功能的有机整体,内部组成的各个部分和要素相互联系。基本理论认为:一是研究对象和处理系统作为整体考虑内部各要素之间的关系;二是研究内部子系统之间的相互联系和制约外部环境之间的有机联系。研究方向由单向上升到多线性与非线性,从事物结构上升到结构、形式、功能和演化的综合发生和发展等综合方面研究,多质量、多层次、多系统关系进行研究,具有整体性、层次性、结构性、环境相关性。
1.2城市水景观体系是复合生态系统
水系是城市重要的生态基础设施之一,水景观系统作为人工与自然相结合的复合生态系统,具有改善城市生态环境,优化城市景观视觉形象,提供居民游憩活动,恢复人们身心健康,促进社区交往,提升土地开发价值,增加城市生物多样性等多种功能[1]。
由于水系功能不同,与其相对的水景观体系中各要素组成、结构和形态也各有差异。因此,城市水景观体系具有多样性,复杂性的特c。城市水景观体系作为一个整体,链接各组成部分综合考虑,根据区域水系模式与格局,合理定位城市水系与流域水系统的关系。河流、湖泊、湿地、地下水、人工运河与其他地下水等组成的城市水系,相互之间紧密相连,共同构成一个城市水景观的有机链接体系。
1.3城市水景观体系的空间运用
城乡一体化背景下,城市水景观体系利用开放空间理论打破区域尺度,化繁为整、以线带面,增加城市与城市,城市与乡村的联通与合作,提升城市活力。城市建成区建筑密度和人口密度相对较高,应对城市景观河道特点、城市用地规划、绿色管制理论、城市开放空间综合考虑。自然治河理念为先导,满足市民文化娱乐、游憩休闲需求,营造生态亲水景观,增加滨水开放空间。
1.4城市水景观规划的系统性思考
目前我国已有一些城市制定的城市水系规划只立足于城市规划区范围之内,没有从系统论的角度出发分析,突破地域范围去思考水系的完整性,从全局把握水系与绿地的生态结合问题。
2.景观生态学对水系的影响
2.1水景观体系描述方法
广义水系包括水景观组成单元的类型、数目、空间分布和配置。景观空间单元在生态学中由斑块、廊道和基质组成,仍然适用于城市水景观空间单元。河流廊道对于周边环境的景观要素而言是一种特殊的廊道形式,相互交错的空间形成形态各异的网络结构,进而影响区域景观的生态效应,廊道交叉的部分是廊道的节点,生态流通内部节点通常具有中继站的功能。
水景观中的斑块不同于周边环境的外貌或性质,其空间单元具有一定内部均质性,如城市湖泊、水库、水塘、植物群落或居住区等。基质则是指水景观中分布最广、连续性最大的背景结构。
在水景观体系研究中,对不同规模的水系景观格与生态过程之间关系分析,定性定量描述斑块数量、大小、形状、空间位置以及廊道结构与功能,进行生态性与敏感性评价,并通过人为适度干预促进周边生态系统良性发展。
2.2城市水生态修复
城市水系生态修复应从时间与空间考虑。一方面河流的自我修复时间需要一个较长的时间段见效,另一方面城市水系修复应从整体规划定制出发,优化配置水资源,环境治理、防洪、供水等各方面通盘考虑。水质、水量与水生态是城市水系三大关键要素,基本控制了城市水系整体生态、生产功能发挥[2]。
城市水系生态修复以恢复河流各项功能指标和各项健康功能为目标。一般来说,河流生态修复工程措施可以归纳为以下三类 :水文恢复措施、地貌多样性修复措施以及栖息地恢复措施[3]。水文恢复措施一般包含调整水利工程、合理取水模式,取水运行调度方案等。地貌多样性修复措施包含河岸带修复、岸线断面多样性修复、河流缓冲区修复、生态型岸坡防护等。
2.3 城市水系格局的优化调整
河流水系主要承担的功能与需求的转换使得水系空间组织与城市空间结构间的空间关系呈现动态化特征,其范围内的水系空间与其他城市用地空间进行不同层次优化组织,水景观要素重组伴随城市空间结构演变来适应不断变化的城市发展需求。
伴随着生态方法在水系规划中的引入,缓解城市非线性公共绿地占地面积大、成本高的矛盾,拓展了线性城市开放空间,缓解了人们户外游憩需求的持续增长,同时将零散的城市水系进行系统连接的趋势成为未来发展方向。水系合理化沟通,在保证水资源有效分配下,有利于发展生态化水系结构。
3.宝坻环城水系联通项目研究
3.1宝坻城区现状水系分布
宝坻区位于天津市北部,东及东南与河北省玉田县、天津市宁河县相邻;南及西南与宁河、武清接壤;西及西北与河北省香河、三河相连;北及东北与天津市蓟县、河北省玉田县隔河相望。宝坻区总面积1450平方公里,南北长65公里,东西宽24公里。[4]水系规划重点研究“两环”水系联通解决补水问题,并与外环水体衔接,构筑宝坻城区景观生态水网,强调水网、水环境的改善和城市品质的提升。
3.2“两环”水网格局
宝坻城区水系分布为内外双环,内部水系位于宝坻城区内部,串联城市内部公园,设计在保证居民使用需求的基础上赋予更多的文化内涵,形成有灵魂的城市绿地。
内环水系共涉及7条水系,包含革命渠、百里河、窝头河、西护城河、幸福渠、团结渠、宝九路北沟,总长度23.61公里,构建城市“景观环”与“活力环”。
外环水系位于宝坻城区内部,设计突出自然生态,形成比较自然野趣的水系绿地景观,外环水系共涉及百里河、西河务排干引渠、西河务排干、护城河排干、鲍丘河、蓟潮引渠、大套排干、潮白新河左截渗沟、潮白新河引渠、窝头河、朝霞渠等11条水系,总长度40.76公里。构建水系“生态环”。
3.3 宝坻城市水系设计理念
3.3.1规划主题定位
“以历史文化为髓,以水为脉,以生态为核心”。规划以历史为髓,充分挖掘宝坻历史文化,依托现有水系与地形,结合规划以及景观空间格局和意境的营造,呈现形态各异的水体景观。或为溪、或为湖、或为塘,贯穿整个宝坻地区以及各个功能区域,形成B续贯通的景观水系系统。
3.3.2规划理念的转型
(1)过渡与渐变。城市公园的建设与发展,要依托公园周边的地块性质以及城市的历史文化背景。突出文化公园的特点去规划不同主题风格的城市公园,协调城市文化以及公园定位之间的关系,达成城市与公园协调发展的概念。
(2)生态与可持续性。结合水系资源的现状加以综合利用,理解并且尊重土地水系的自然资源现状,结合对环境水系的分析进行整体规划设计,以确保公园开发建设的可持续性,提出相关生态环境保护以及雨水收集措施,积极采用生态技术,使公园在维持生态性的前提下进行设计,综合多方面的生态性因素,做到公园规划的可持续发展。
(3)整合与多赢。设计生态河道连结四个主题公园和整个地区,规划生态水系环绕城区,将绿色资源与河道、景观、建筑、人文、生态等各子系统进行整合,建设完整的绿色水系建设,通过生态构架的建设和生态环境的改善,创造生态价值、经济价值和社会价值的共赢,同时提升周边土地价值。
(4)景观多样性。以景观资源为基础,以市场为导向,合理利用区内各类人群的需求,考察人们的市场需求,有针对性的去规划不同性质的公园,使得公园在不同的区域有着不同的性质,能满足不同地域人们的生活需求,做到有轻有重,各区域在分布的不同区域创造出不同的景观以及,吸引不同的人群参与到规划区域中去,体验不同的生态区域,有利于公园的充分利用以及周边场地的发展。
(5)链接与可达性。河道的设计能够使未来开发的项目有效地串联和构建在一起。四个公园体系通过一条贯通的水系连接各个项目,构建完善的交通系统,并可以通过游船在整个河道中感受各个景点。
3.4宝坻环城水系景观的生态策略
3.4.1优化区域生态廊道体系
生态廊道是指在城市生态环境中呈线状或带状布局的,能够沟通和连接空间布局上较为孤立和分散的生态景观单位的景观生态系统空间类型。在河流两侧进行保护和控制,保留出足够的绿地空间形成线性绿带,联结区域内的大型绿色开放空间,既限制了城市无休止的蔓延,又将乡野景观引入城市,丰富沿线环境,提升城市景观生态质量。
水系定位以历史为髓,充分挖掘宝坻历史文化,依托现有水系与地形,结合规划以及景观空间格局和意境的营造,呈现形态各异的水体景观,或为溪,或为湖、或为塘,贯穿整个宝坻城区以及各个功能区域,形成连续贯通的景观水系系统。两环水系进行连通有4条,总长度7.78公里,形成水系网络:原革命渠以西平移改线3.35公里,形成南北贯通的河流廊道;西侧打通“百里河”至“朝霞湖”连接渠1.5公里与原有城市绿地进行衔接;打通“窝头河”钰华街闸节点与“百里河”南段至环城南路节点连接渠1.0公里;打通“百里河”至“百里河南段”连接渠1.4公里。
3.4.2绿地斑块的水系公园建设,维护区域尺度下的雨洪管理
自然降水在地面通过植物截留与土壤渗透,沿着坡面形成地形自然径流,多余水分也会在地面洼地储积会导致河水漫过河岸形成积水。所以区域尺度下的湖泊、沿河湿地提供滞洪、蓄洪功能,延长自然径流在流域内的滞留时间,增加土地的含水量,区域内径流变得平缓,满足地下水与河川得到正常补给,从宏观上实现流域绿地、湖泊与河网水系的协同作用,从何实现流域尺度下的雨洪管理。依托现有斑块生态现状,建设水系公园,优化流域水系与绿地关系。
水系公园建设重点为四处:
桃花坞公园,占地200亩,定义为文化历史休闲公园。桃花坞公园建成后以生态文化游为主,重点打造以桃花坞公园、广济寺为中心的旅游景点,并沿西护城河、西护城河引渠和百里河辐射成为服务大众的休闲景观区,以提升城市的文化品位和综合竞争力,并带动周边地块的地产开发,增加经济效益。
朝霞公园,占地面积300亩,定义为生态运动游憩公园。朝霞公园以生态涵养功能为主,建成后为市民提供良好的生态休闲与科普教育环境。
革命渠公园,占地500亩,定义为城市生活主题公园。革命渠公园打造生态涵养为主的生态休闲区,建成后为市民提供良好休闲活动与生态环境,成为宝坻城区的生态屏障。
都市滨水公园,占地150亩,定义为主题商圈市民公园。都市滨水公园以城市商业中心为依托,以百里河南段为辐射区域的公共性都市滨水景观区,可以提升市民的公共生活品质,树立宝坻的滨水都市形象。
3.4.3生态驳岸的运用
生态堤岸亲水自然,通过分台、缓坡、挑台、自然的方式改造堤岸[5],缓和水、堤、城的生硬关系,增强亲水性。生态驳岸采用自然材料形成可渗透的界面,充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节,滨水区植被与堤内植被通过生态驳岸连成一体,提高水体自净能力与涵蓄作用。
4.结语
本研究建立在水域空间景观格局与水系生态网络恢复的基础上,建构河流水系,沿河绿带及生态用地相结合的生态网络。“方圆筑城,绿水连景”,通过水系廊道,将城市公园、绿地等纳入绿色网络,使水系廊道围绕、贯穿宝坻城区,形成承载城市生态环境、展示城市文脉的风景线。
参考文献
[1]黄静.城市水景观体系规划研究[D].南京林业大学,2013.
[2]刘晓星.城市水系生态修复初探[J].北京园林,2013,(01):10-14.
[3]赵彦伟,曾勇,杨志峰,刘静玲.面向健康的城市水系生态修复方案优选方法[J]. 生态学杂志,2008,(07):1244-1248.
[4]刘欣,杨建敏,宋晓然,吴争妍.“十二五”期间天津市宝坻区建设用地变化时空特征及形成机制分析[J]. 城市,2012,(07):31-33.
关键词:风景园林;生态城市发展建设;海绵城市
中图分类号:TU984
文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2017)07-0077-05
1 引言
生态城市是在城市发展的基础上,依托于城市建设而不断发展的人文生态系统。发展标准并不是一成不变的,随着生态技术发展,生态城市将会被注入更加科学化、多样化的内涵和标准。生态城市不仅反映了人类谋求自身发展的意愿,也反映了人类对人与自然关系认识的提高[1]。而城市景观的发展与居民生活息息相关,生态城市建设除了提供良好的生态环境以外,对城市的资源、经济、居民生活质量发展具有重要意义。
2 城市水问题
2.1 城市排水存在的问题
水是区域生态过程规划中重要的环节,直接决定生态规划格局的生态因子[1]。海绵城市建设是生态城市水环境资源利用方面的新型发展理念,传统城市建设模式雨洪管理中存在一些问题:①主要依靠硬性设施来外排径流雨水,增加了市政雨水管网及水体容纳排涝设施压力。②降雨初期,没有经过植物层的净化,大量污染物随雨水入河,影响城市水环境质量。同时雨水大量流失,浪费了大量水资源。③排不出水,但实际又缺水的矛盾。
2.2 传统城市给排水存在的局限性
近年来,我国大中城市频繁出现逢雨必涝、地下水补给不足、炎热干旱等痼疾,对城市居民生活形成恶劣的影响。提起内涝、城市看海、地下水供给不足等问题,人们都会认为是下水道设计不够好,或者是过于陈旧。其实一个重要的原因是由于城市发展速度过快,原本可以渗透雨水的水沟、绿地全部被硬质化了,变成了房屋、停车场、道路,雨水无处可去,就形成了积水。传统城市雨洪管理模式的建设目标是实现城市雨水径流的快速排放,避免城市雨洪问题干扰正常的城市秩序、影响人居生活。因此,不再出现“城中看海”(图1)这种问题,不仅仅需要的是大修城市地下管道这些事情,还需要一种在涝时能吸收水,在干旱炎热时又能吐出水的“海绵城市”,这也与生态城市的发展方向相契合。
3 海绵城市理念与生态城市发展建设的关系
海绵城市发展体系通过结合生态城市总体规划,控制径流总量,逐步构建并完善低影响开发雨水系统,其中以城市绿地系统为主要载体构建海绵城市体系,不仅便于应用低影响开发雨水系统的技术措施,也有助于实现生态城市建设中低影响开发雨水系统的建设目标。在规划阶段生态城市绿地系统与海绵城市体系可相互指导,但两者的结构布局存在差异。海绵城市发展体系的规划强调城市绿地系统对雨水径流量、峰值流量与径流污染的控制能力,进而对城市绿地的建设提出了更高的要求(图2)。生态城市绿地布局、规模与建设情况也会反过来影响海绵城市体系的规划,两者在规划阶段相互指导。
由于海绵城市体系在用地范围的布局上不只限于城市建设用地范围,而是站在更大的维度上来处理城市雨洪问题。海绵城市体系的结构分布解决存在雨水径流与雨水污染问题的区域,均衡了城市中雨水难排的情况。针对局部地段的少量雨水径流,海绵城市体系可通过建设“雨水花园”控制雨水径流。针对大面积的城市易涝区,海绵城市体系可通过建设“暴雨花园”实现控制雨水峰值流量、削弱污染的双重目标。对于城市已建成区,海绵城市体系的布局以点状、线状为主,从多个角度结合软化改造、而不是在城区大改大造,相对更多样化、全面化。
4 海绵城市建设概述
4.1 概念和构建原则
4.1.1 概念
海绵城市在涝时能吸收水,在旱时炎热时又能吐出水,并对水体进行绿色净化。从源头植物层开始到末端的全过程控制雨水系统。相对之前的旧模式,自然渗透和自然净化,需要时再将储存的水释放并加以利用,是构建海绵城市的切入点,水循环收集与释放更是一种绿色可持续的雨水排放模式(图3)。
4.1.2 基本原则
低影响开发雨水系统构建的基本原则是生态优先、规划引领、安全为重、因地制宜、统筹建设[2]。要真正地落实这一基本原则,要把更多问题考虑进来。包括城市基础设施安全运行和生态城市水安全的问题,水文条件各地区差异性,和各方案的可实施性和操作性。不同地区可根据自身的水文条件、水安全要求、水资源的不同状况,从实际出发确定符合自身需要的生态海绵城市的发展路线。
4.2 建设海绵城市的指导思想
4.2.1 转变城市建设的观念
建设海绵城市,首先要转变传统的观念。在传统城市建设模式中,城市道路逐渐被硬化,雨水无处可去。排水功能主要依靠管道这些“灰色”硬质设施,以“快储快排”为主要理念,往往造成逢雨必涝,无雨就旱的极端局面。而现在海绵城市的建设理念则要求让城市回归自然,强调优先利用雨水花园、屋顶绿化、植草沟这些软质绿色的低影响设施来储存雨水,以慢排储存,先利用绿色植物的源头设施对雨水进行调蓄净化和回收利用,最后在利用了雨水资源的同时也解决了城市雨涝的问题。
4.2.2 对城市中建设的“海绵体”进行改造
生态城市发展下,对城市中建设的海绵体进行改造主要途径有3个方面:保护城市原有的生态系统;生态修复和恢复;低影响开发[3]。首先,保护原有生态系统,不受现代开发活动的影响和破坏,例如城市公园、大型湿地、原有的河流、湖泊、湿地等。其次,在生态修复方面,对已经受到破坏的“海绵体”,应运用综合手段逐步慢慢地进行修复,使其水文特征和生态功能逐步得以恢复。再着,通过生物滞留带、下沉式绿地、雨水花园、屋顶绿化、垂直绿化、透水铺装等低影响技术措施,加强雨水储存。以城市建筑、道路、绿地、广场等建设为载体扩大绿化规模,设置包括垂直绿化在内的多种绿化形式,通过构建生态廊道来保护城市生态多样性,改善城市的生态环境[4,5],为改善生物生存环境和水资源调控提供必要的生态通道;通过建设人工湿地等措施来修复水生态环境,湿地一直都有“城市之肾”的美称,生态城市建设人工湿地,对保护城市水系统生态环境有着至关重要的作用。
5 建设海绵城市的具体措施
5.1 雨水花园
雨水花园是自然或人工后天挖掘的下沉式绿地,收集汇合雨水把雨水储存起来(图4)。通过雨水花园中的植物和沙石过滤层分解储存使雨水得到净化。慢慢渗入土壤,涵养地下水水源,或进行中水利用之后,达到补给景观绿化用水、厕所用水等的用水标准。雨水花园利用植物、土壤层渗透净化雨水、过滤雨水杂质,可改善小环境,缓解城市“热岛效应”,为鸟类、蜜蜂等动物提供食物和栖息地,给人以新的亲近大自然的感受。
最表层是植物层,第一层也称蓄水层。表层植物可通过光合作用,吸收利用氮、磷等物质,植物根系对污染物质,特别是重金属的拦截和吸附作用,选择根系发达、茎叶繁茂、净化能力强的植物再深层的覆盖层和种植土壤层,可滞留削减洪峰流量、减少雨水排放,净化水源。可过滤杂质和涵养水源,以导致雨水过滤到砂层和砾石层通过穿孔管收集水源。
5.2 生态滞留带
生态滞留带是一块活的“海绵体”,表现形式为条形或者长条形,雨水篦子换成豁口导入植物中,减慢雨水流动速度,把雨水储存起来,成为活的“海绵体”(图5)。生态滞留带在植物的选择上应优先选用本土植物,选用耐涝又可抗旱的植物。本土植物能更好地适应当地的气候和水土,打造更好的生态滞留带景观。
5.3 绿色屋顶
绿色屋顶是指建筑屋顶的部分或全部作为绿化的一种改造景观措施。由植物部分、植物生长基质部分以及屋顶防水结构层一起所组成的一种景观屋顶形式(图6)。绿色屋顶在雨水控制上,在建筑屋顶的源头上来减少雨水径流总量、削减洪峰流量。增加屋顶雨水停滞时间,降低屋顶雨水径流流速,以及净化屋顶雨水水质。绿色屋顶还可减少建筑制冷、降低制热能源消耗。
5.4 垂直绿化
垂直绿化,绿化范围是指对建筑物外表面及室内垂直方向上的建筑竖向绿化(图7)。作为一种装饰实用技术,附属在建筑主体之上,需要融合于周围的环境,不仅仅是植物彼此生长间融洽,更要做到与周边的环境相融合,最重要的是能丰富生态城市的自然景观,完善整个城市的生态系统。
虽然垂直绿化成为建设海绵城市不可或缺的重要部分不能计入绿地率等经济技术指标中,但是毋庸置疑的是对整个生态城市发展建设和景观绿化构成呼应效果。据北京市园林科学研究所观测推算,绿化覆盖率达30%时,气温可下降8%;绿化覆盖率达40%时,气温可下降10%。同时太阳福射经过植物后,60%~80%会被植物所吸收,这样就削弱了热源的作用,从而使周边温度降低3~8 ℃。与此同时,在相对湿度为47%~53%时,人体最为舒适,当处于干燥环境中时,植物叶子还具有蒸腾作用能够增加其周围的湿度。数据可以表明在全球气候变暖的今天,垂直绿化也有降温增湿的作用,另外对空气环境影响而言,也起到了通风防风,净化空气的效果。
5.5 透水铺装的应用
现我国城市市场的硬质地面材料常见主要分为:砌块砖、水泥路、植草砖和塑胶地面等(表1)。
现在我国的城市人行道使用的透水铺装以透水砖为主(图8),透水地面由于渗透蒸发能力强,在下雨天可以将雨水渗透到土壤层,防止路面径流缓减市政排水的压力;天晴时蒸发作用可以降温,改善路面上方的微气候,对于缓减城市热岛效应有明显的作用。塑胶橡胶多用于游憩和儿童场地,但不好维护,有一定吸水性(图9)。所以在实际使用时透水面砖是一种生态的,有利于生态的铺装材料(表2)。6 海绵城市理念对于生态城市发展建设的意义
6.1 社会意义
6.1.1 经济性、生态性
老旧城区改造面临空间改造条件有限、改造难度大等问题。相比建设大型地下雨水储蓄池、大规模改造雨水管道等硬性灰色方案,设置改造软性的海绵设施不妨为更好的方法。在改造设计中,可通过两个大方面进行改造。一是原有的老旧建筑雨水管断接技术,集中贮存雨水,将雨水管线接入周边城市绿地中,也可利用小区已有内部的花坛、绿地、雨水池等建筑设施空间布置雨水花园、生态滞留带;二是城市道路可结合城市道路绿化带、树池、花池等绿化空间,布置成生态树池、生态停车场等低影响开发设施,有效地对老城区雨水管理加以蓄、留、渗、排等。
6.1.2 海绵城市建设对于减少城市内涝也有明显改善
通过海绵城市的建设,能很大程度上减轻城市防洪排涝的压力,将防、排、蓄、渗、滞等措施合理地结合起来。有利于减少城市洪涝灾害的发生,城市生态水系统需要海绵城市的措施加以解决,维护城市居民安定的生态生活环境。可减少雨水渗透的时间,缓解雨水的压力,补给地下水,有效减轻城市内涝。
6.1.3 海绵城市的建设可改善城市水资源短缺的问题
经济发展越来越快,我国城镇化的速度也越来越快,随着城市人口不断增多,城镇化水平的不断提高,许多城市水资源匮乏的问题日益突出。通过海绵城市建设,为实现自然生态雨水收集的有效再利用,在很大程度上缓解城市用水资源难、排水难的压力。
6.2 经济意义
海绵城市建设跟以往不同偏向重视对已有的对天然水系保护利用,减少了巨大的管道改造工程量,减少工程资金投入,提高了经济效益。另外还减少了城市水灾发生的可能性,以及避免水灾所带来的城市经济损失。建设的海绵城市建设的储水设施与城市已有的生态景观、绿地、景观水体紧密结合,丰富完善城市生态系统。成本相对管道的修理与改建较低,还能大大减少城市水环境污染治理维修费用,降低城市内涝所带来的损失。
6.3 生态意义
建设海绵城市应用有利于城市生态环境的发展与建设。海绵城市强调增加绿地,多进行的是软化改造,降低城市地面的硬化比例,对硬质地面材料也有相应要求。有研究表明,城市越来越多的地面硬化,第一时间直接阻断了雨水补给地下水的途径,让雨水白白流失了,实际上又是缺水的,使地下水水位难以回升越来越低。软化改造还可以增加城市绿色空间,改善人居环境,提高绿地率,促进城市生态建设。
7 结语
我国提出的海d城市体系主要参考了美、德等国的雨洪管理理论研究与实践经验,和近年来我国频繁出现的城中看海的现象。在海绵城市理念指导下的生态城市建设不仅可以满足城市绿地的生态环境发展、游憩娱乐、文化教育、环境美化等基本功能,同时还可以有效地辅助城市水利设施处理城市雨洪问题,发挥出生态城市中绿地系统更大的潜力。生态城市的构建也会反过来影响海绵城市体系的规划,使海绵城市体系的结构布局更为合理、构建过程更为流畅、作用效果更为明显。海绵城市体系的构建不要求大改大建,更多的是一种软化的改造手段,以最小的资金投入取得最佳的建设结果。生态城市绿地系统虽可作为海绵城市体系的重要载体,但是由于海绵城市体系对城市雨水管渠系统具有较强的依赖性。 随着生态城市建设的发展,也会探索出更多合适的海绵城市建设手段和新的发展方向。
参考文献:
[1]王云才.景观生态规划原理[M].北京:中国建筑工业出版社,2007:192~212.
[2]王文亮,李俊奇,王二松,等.海绵城市建设要点简析[J].建设科技,2015(1):2 ~3.
[3]刘章君,郑志磊,洪兴骏,等.城市雨水径流生态处理研究现状与进展[J].海河水利,2011(3):39~40.
关键词:环境风险治理;科技专家;不确定性;有组织的不负责任;综合治理
近年来不断发生的环境事件表明,中国已经进入环境风险高发的风险社会。环境风险源于诸多因素,但其中科技因素无疑占据了主导地位,科技专家因此应该在环境风险的治理当中承担重要的作用。
一、作为现代风险的环境风险
安东尼・吉登斯指出,今天人类面对的风险不再是传统的那种主要由相对确定的自然因素所导致的“外部风险”,而主要是由科技力量扩张所带来的不确定的人造风险。乌尔里希・贝克看到,传统社会当中的风险分配受到财富和社会地位等因素的影响,现代风险的分配则体现了更大的公平性。但贝克“严重地低估了‘社会风险地位’的不平等性对弱势群体的严重影响,以及由此产生的难以估量的多重效应。”2近年来中国出现的环境风险常常引发,带来比较严重的社会风险,这次常州事件就是又一例证。
纵观近年来的环境事件,当前中国的环境风险主要来自于三个方面:
首先是技术风险。借助现代技术力量的支持,人类活动的影响力在时间和空间上不断扩大,超过自然环境自我修复能力之后即会产生破坏效应。中国的工业现代化是在较短的时间内快速展开的,但由于总体科技水平落后,生产过程中对环境的污染特别严重。常州“毒地事件”的根源在于,此前三家化工厂几十年来的污染物排放对“常隆地块”的土壤造成严重污染。2014年环境保护部和国土资源部的全国土壤污染状况调查公报显示,经济发达省份、东北老工业基地的土壤污染状况相对落后地区更加严重,这就在一定程度上表明,落后的科技水平使经济的发展付出了巨大的环境代价。随着现代化负面后果日益显现,更清洁的生产方式、对环境污染的修复与治理都对技术发展提出了更高的要求。
其次是制度风险。到目前为止,中国的环境标准、环保制度尚不健全,无法为管控环境风险提供充分的制度保障。中国环境保护的立法工作与西方相比并不算晚,但受到经济发展观念与模式,特别是总体科技水平的限制,中国的环境法律法规所设定的环境标准较低,作为执法依据的环境监测也不完善。2011年6月份,常州市的环保部门对“常隆地块”进行环境调查时,因为国内没有相关标准,所以参照的是《荷兰土壤和地下水环境质量(DIV, 2009)》相关指标。2013年10月至2015年9月期间,常州外语学校的建设和启用均在邻近地块污染修复工作尚未完成之前,不仅存在程序不当,其选址过于接近遭受严重污染的化工园区原址本身也不科学。在央视的新闻报道中,环境专家指出,2016年2月份新北区环保局委托上海华测品标检测技术有限公司对基本污染物的测量未专门检测农药残留成份,导致对污染程度的调查不够全面。可见,在工农业生产环节,废弃物处理环节,环境监测与治理修复等环节缺乏更为细致、严格的具体标准,大大阻碍了环境保护事业的推进。
再次是道德风险。受经济利益驱动,经济组织、科技人员甚至部分政府组织对环境保护的积极性不够甚至恶意破坏环境。在对“常隆地块”进行土壤修复的过程中,修复企业为了保证利润未严格遵守施工设计要求,将受污染土壤露天堆放是造成常州外校大量学生身体不适的直接原因。近年来虽然中国政府加大了对环境违法案件的查处力度,但仍有不少企业铤而走险,部分地方政府和官员为了政绩或非法利益,不息纵容包庇这种做法。科技人员如果运用自己的专业知识和技巧,规避环境法律的相关要求,监管方可能难以及时发现,也会带来较大的危害。
上述三个方面的因素事实上相互影响、相互作用,成为制约环境事业发展的障碍。科技因素无疑是基础性的:正是中国的工业体系整体科技水平不高导致对污染控制的能力不够;为了在更短时间内快速实现现代化,立法者也无法设定严苛的环境标准;在这种“压缩的现代化”进程中,环境参与者的道德风险也因前两个因素的存在容易被放大。在简单工业化阶段,人们通过相对比较严格明确的事实和因果关系管理风险并划分责任,但随着风险社会的到来,“科学与法律制度建立起来的风险计算方法崩溃了。”1乌尔里希・贝克用“有组织的不负责任”来描述风险治理面临的现实困境。他实际上指出了现代技术活动与现代社会管理的特点与缺陷:大规模的工业生产和工程建设等现代技术活动高度复杂,充满不确定性,它们制造的风险也会迅速扩散,很难找到明确的责任方;社会管理体系各部门职能分工细致,同时又交叉重叠,往往无法将某些风险归咎为特定的组织和个人。这在客观上为相关行为主体逃避责任创造了条件。
二、环境风险治理中科技专家的权威地位
全体社会成员都希望可以参与到环境风险的治理当中。但是,环境风险作为一种现代风险,其中高度复杂和专业化的科学技术因素客观上赋予了科技专家在风险治理中的权威地位。“工业社会的内在发展机制将使人类社会可能行进到一切都必须按照科学技术专家所提出的原则来进行管理的技术统治时代,或者行进到直接由科学技术专家统制一切的专家政治时代。”2
按照贝克的分析,环境风险都是被科技专家建构出来的。因为正如鲍曼所指出的那样,“现代化自身产生的新危险肉眼看不到并且也不能立即辨认出来;最重要的是,外行人不能发现它,更不用说应付它了――外行人是这种危险未来的牺牲品。”3由技术活动导致的环境问题通常无法为普通人感知,“现代化风险滋生了对知识的依赖,在任何情况下风险可能导致的危险都需要科学的‘感受器’――理论、实验和测量工具――为的是使它最后变成可见和可解释的危险。”4 作为外行的普通公众对于什么是威胁人们生存的环境风险,人体承受的环境危害的界限在哪里,以及如何化解这些风险根本无法知晓,“因而它们在知识里可以被改变、夸大、转化或者削减,并就此而言,它们是可以随意被社会界定和建构的。”5
基于知识的不对称性,在各国的环境法律法规当中以及环境保护的实践中,科技专家都扮演着重要的角色。他们很大程度上掌握了为公众设定生存环境的权力。在生产和建设项目的环境评估、环境标准、排放要求以及环境污染修复等环节中,只有掌握了专业知识与技能的专家们才真正有资格行使决定权。对于环境风险的管控措施通常也是按照科技专家预测的危险状况来设定的。毫不夸张地说,面对环境风险,社会共同体的命运被交付给了科技专家。
在常州事件中,地方政府部门基本上按照法律程序的规定对环境进行了技术监测,并请相关技术专家提供了修复污染土壤的方案,出现的问题恰恰是因为承担修复工程的企业没有严格按照技术方案的设计要求施工。出现问题以后,学生家长也委托有资质的机构对土壤、地下水以及空气质量进行了检测,这说明,面对环境风险时,社会公众最终还是只能选择相信科技人员的专业知识。除了部分数据因为某些技术标准不统一导致检测结果有所差异外,包括政府机关所提供的相关数据基本也都经得起检验,这也说明此次事件中的环保专家群体是值得依赖的。
三、科技专家在环境风险治理中的尴尬处境
吉登斯指出,“科学理应使世界的可预测性增强,但与此同时,科学已造成新的不确定性――其中许多具有全球性,对这些捉摸不定的因素,我们基本上无法用以往的经验来消除。”1 现代工业生产和工程建设的基础在于科学知识与技术手段,但事实上科技本身就具有一定的不确定性,大规模的生产与建设活动将这种不确定性进一步放大,它们对外部环境的影响已经超出了科学认知与技术操控的范围。因此,从根本上说环境风险就内置于现代化的生产方式当中。人们对环境风险的预测与防范最终基于对概率的推算,“风险的精确推算把道德道义上的保证与承诺转换成在技术上具有可操作性的一系列规范。”2 现代技术活动依赖科学理论的假设与推理,实验室条件下和理论推理中的状况与实际的工业生产、工程建设往往存在巨大的差异,现实中复杂的因素则更容易将这种不确定性无限放大。所以,科技专家既无法精准预测也无法完全掌控生产和建设过程中的环境风险。“切尔诺贝利事件”就发生在贝克发表《风险社会》的1986年,它为风险社会理论做了最好的注脚:高度复杂的现代技术活动中,任何一个环节都有可能出错,任何看似精确的预测及相关的严密防范措施都可能无济于事。而对于科技专家而言,政府和社会公众需要的是他们根本无法给出的绝对安全的承诺,在生产和建设项目的环境许可证上签字就是将自己的专业权威一同装进充满未知风险的黑箱子里了。
当前中国发生的累积型环境风险较多,工农业生产中的废弃物排放即使符合相关法律法规设定的标准也会在环境中积累下来,构成污染威胁。大工业生产对环境几乎都有破坏作用,科技专家制定生产标准、排放标准时需要平衡经济收益与环境代价,并为社会公众设定承受环境压力的界限。“在某种程度上,环境标准可以作为可接受风险与不可接受风险的分界线,即环境标准背后体现的是环境风险应当被限制在什么程度。这是对风险规制价值目标的选定,其决定应当体现公众的价值。”3但普通的社会公众包括行使公共管理权力的官员囿于知识的匮乏,裁决权最终在很大程度上仍然掌握在科技专家手中。
但是,每次环境灾害的实际发生都不可避免地将科技专家置于极端尴尬的境地。政府部门对于环境问题管理的权威来自于科技专家的专业权威,政府官员和企业经营者总是需要科技专家站出来向公众保证有待开展的重大技术活动是安全可靠的。但灾难性的后果却屡屡发生,为政府和企业背书的科技专家必然要为此担负一定的责任。虽然理性的公众可以理解环境风险的发生事实上来自于诸多的因素和环节,科技专家整体的话语权威仍然得以维系,但专家个体的权威开始不断受到社会公众的质疑。这样,政府和社会公众对于专家系统的信任同样陷入两难的困境当中。
此外,在巨大的利益面前,科技专家也面临着巨大的道德风险。公众期待专家们为公共利益积极发声,但也会质疑专家的某些话语受到利益的裹胁。常州外语学校的大量学生出现身体状况异常后,政府部门仍然拿出专家们提供的环境检测数据,以此保证环境是安全的,但这样做的后果就是让公众对专家也产生怀疑。此外,科技专家共同体内部相互勾结、相互庇护的现象并不鲜见,尤其需要在追究环境责任时加以防范。贝克警告道:“此种保护和包庇同行专家的惺惺相惜行为虽情有可原,但天理难容……势必要给人类社会造成新的更大的风险和灾难。”1
四、科技专家环境责任的实现途径
贝克提出“科技民主化和生态民主化”,即运用分权与制衡的原则打破少数科技专家的垄断特权,在科技共同体内部和社会公众当中实现对环境决策的监督和参与,以实现对环境风险的有效治理。国务院刚刚印发的《土壤污染防治行动计划》(简称《土十条》)就明确提出要构建“政府主导、企业担责、公众参与、社会监督”的土壤污染防治体系,这与贝克的基本思路是一致的。我们认为,充分尊重并有效发挥科技专家的作用是题中应有之意。
第一,在法律法规的制定中,科技专家的权威意见应得到充分的尊重。建立健全环境法律法规体系是治理环境风险的前提条件,环境法规的制定和完善对专业技术性要求非常高,应尊重并发挥科技专家群体在知识与技能方面的优势,并经过充分的讨论后形成制度标准。另一方面也要通过制度设计对科技专家形成有效监督。具体来说,通过建立专家库随机选派、同行匿名评议等制度在科技共同体内部多层把关、互相监督;环境问题决策信息公开,通过社会公众对科技专家进行道德风险的监督。另外,建立环境风险决策责任的终身追究制,有效威慑科技专家与其他环境参与者联合起来欺骗公众的企图。总之,要通过制度设计预防因少数科技专家的失误或失足将社会公众置于重大的危险之中。
第二,科技专家应承担预警环境风险的责任。基于环境风险的不确定性,预防原则业已成为各国环境立法和环保实践的根本原则。科技专家因为拥有专业的知识与技能,比普通社会公众更有条件发现或者预测存在的危险,也因此被赋予了预警风险的责任。汉斯・约纳斯提出,除了基于专业判断的预测知识之外,一种“恐惧启示法”应当成为科技决策中的必要手段,即通过预测技术活动可能造成的最坏的后果来作为环境影响评估的依据。在现代技术力量已经可以严重威胁人类生存的语境中,“最要紧的是一种关于保存与保护,而不是关于进步和完善的伦理学。”1按照责任伦理的要求,在大规模技术活动的经济效益与可能带来的环境风险之间,我们应当以节制、审慎的原则而非过分积极和乐观的态度进行抉择。参与环境决策过程的科技专家有责任向决策者提出风险预警,特别是“当技术活动风险过大时应予以禁止,因为绝不允许将人类整体的生存或人的自然本性作为赌注。”2
即使是未直接参与的环境项目,科技专家也有风险预警的责任。常州事件持续发酵的过程中,很多参与的科技专家都不愿对媒体记者介绍情况,因为“问题太复杂了”。不难想象,涉身其中的专家在事件发生后承受了很大的压力,而多数未参与其中的专家也会因为顾及同行的处境选择了沉默。这难免让人们疑惑,“在这种沉默中,知识分子推崇的独立人格、科学家肩负的特别责任,是否也如那片土地一样被污染了。”3近年来环境风险引发社会呈多发趋势,科技专家对专业问题提供客观公正的解释,不仅有助于平息社会公众的不安心理,也能起到化解社会风险的作用,事实上,这也是科技专家作为知识分子不该推卸的社会责任。
第三,专家主导的科学决策与政府主导的民主决策相结合才能更有效地治理环境风险。贝克提出通过权力分配来营造一个“激烈的有说服力的以科学论战武装起来的公共领域”,其中,社会公众提出“我们希望怎样生存”这样的问题,科技共同体则负责提供达到这种生存目标的方案供决策选择。他希望通过“科学的开放性从内到外地过滤和摒弃科学自身的局限性。”4这为我们指供了一个科技共同体与社会公众互动开放的环境风险综合治理模式。具体来说,就是政府主导下的环境管理应以保障社会公众的环境权益为目标,科技专家的意见和建议得到充分尊重并在科技共同体内部形成有效监督,社会公众也有畅通渠道参与环境风险治理并形成外部压力。环境风险治理的决策最终由政府管理机构按照民主的方式做出,这在一定程度上可以防范科技专家的道德风险,也可以部分化解其个人的声誉风险,有利于他们提出客观公正的专业意见。
五、结语
常州毒地事件中,企业未严格遵守科技专家设计的毒土修复方案带来空气污染是事件的直接起因,常州外校的学生家长委托专业机构进行环境检测并依此发起合理的环境抗争,两方面的事实都说明了环境风险中科技专家的权威作用。只有通过构建更加完善的综合治理体系,更好地发挥科技专家的作用,才能更加有效地管控环境风险。
[作者简介: 杨振华,南京林业大学江苏环境与发展研究中心讲师。]