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关键词 生态功能;区划;永定河
中图分类号 X171 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2010)09-0134-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2010.09.023
生态系统服务功能是指生态系统及其生态过程所形成的及所维持的人类赖以生存和发展的生态环境条件与效用[1]。生态修复强调生态恢复过程中人类的主动性,一般是对原有的受损生态系统进行改进和修补 ,以提高和恢复生态系统的部分结构与功能,其关键是恢复生态系统的功能,并使系统能够 自我维持[2,3]。生态功能区划是依据生态系统特征、受胁迫过程与效应、生态服务功能重要性及生态环境敏感性等分异规律而进行的地理空间分区[4]。生态功能区划能够为维护区域生态系统服务功能,进行区域生态修复与环境管理提供地理空间上的框架[5],目前已成为领域内的研究热点。我国于2002年了《生态功能区划暂行规程》[6],为相关工作提供了原则上的技术指导,在学术界,亦有诸多学者开展了相关研究。大部分是以行政区划地域为研究对象,主要包括省域生态功能区划[4]、城市生态功能区划[8-9]、县域生态功能区划[9],还有部分学者对地域内具体自然要素生态功能分区进行了探索,如湖泊生态功能区划[10]、生态河岸带功能分区[11]、水生态功能分区[12]等。20世纪80年代以来,永定河由于水资源紧缺,生态系统退化严重,生态服务功能急剧衰退。 随着经济社会的快速发展,首都北京对永定河生态服务功能提出了新的需求,永定河生态修 复已经提上了议事日程。河流生态修复是一项功在当代,利在千秋的事业,即将大规模展开 的永定河生态修复将成为我国生态修复建设的标杆性工程。本研究根据生态功能区划的原理,结合永定河的自然环境特征,利用GIS和RS技术进行永定 河生态问题和生态服务功能重要性分析,在此基础上进行以调控河道生态修复为目标的生态 功能区划,以期为永定河生态修复提供科学依据,亦对生态功能区划技术与方法的应用领域 进行探索。
1 研究区概况与数据来源
1.1 研究区概况
永定河北京段(幽州―梁各庄)位于北京西部,流经门头沟、石景山、丰台、大兴和房 山五个区,主河道长约170 km,流域面积为3 168 km2。2007年永定河北京段流域常住人口440万人,GDP为1 150亿元,地方财政收入103亿元, 占全市的5%。本文生态区划范围为永定河北京段河道两边500 m区域,但考虑到河道功能分区不能脱离河道对应流域范围生态现状、生态功能特征及社会经济发展规划,因此本文分析相关内容多以流域为对象。
1.2 数据来源
本研究使用的数据主要包括土地利用/覆被变化数据、自然资源数据、环境质量数据等。土地利用/覆被数据以2009年SPOT数字遥感影像作为数据源,解译生成coverage类型数据,第一大类分为6种类型,其下又分为25个二级类。 自然和社会经济数据主要来自研究区相关的统计年鉴、水资源公报、环境质量报告书等。
2 生态区划目标、方法与原则
2.1 区划目标
永定河河道修复生态功能区划是以指导河流生态修复为总体目标,具体的目标包括 :明确流域生态系统类型的结构以及空间分布;明确河段主要生态环境问题及空间分异;确 定生态环境敏感性与生态功能重要性分布;提供河道生态功能区划,明确各河段生态修复的 方向与调控指标。
2.2 区划原则
在生态功能区划中,将遵循以下原则:全面规划、统筹兼顾原则;突出生态功能体系的整体协调原则;区域共扼性原则;防洪与生态景观优美、农作物经济利益的协调原则;可持续发展与前瞻性原则。
彭?涛等:永定河河道修复生态功能区划研究
中国人口•资源与环境 2010年 第9期2.3 区划方法与技术路线
研究方法主要是在区域生态环境调查与搜集流域相关资料的基础上,利用RS与GIS技术,首先进行生态环境现状评价,明确区域生态系统的空间分布;其次进行生态问题分析与生态功能重要性评价,分析主要生态环境问题的现状和趋势,确定生态敏感区域及生态功能重要性的空间差异;最后根据生态环境特征的相似性与差异性及相关发展规划对河道进行分区,提出不同河段生态修复调控指标。具体技术路线见图1。 图1 河道生态功能区划技术路线图
Fig.1 Technical route for river ecological
function regionalization
3 永定河河道生态功能区划
3.1 自然资源特征分析
3.1.1 地形地貌
永定河北京段地势北高南低,最高海拔约2 263 m,最低为17 m,总体纵坡为1.64‰。三家店以上段干流称山峡段(上游),河道长92 km,河道平均纵坡3.1‰,地貌类型多为山地侵蚀构造地貌,以中山、低山丘陵和河谷台地为主。三家店至卢沟桥称卢三段(中游),河道长约17 km,此段河道已脱离山区而进入低山区及平原,河床淤高,河道纵坡为2.65‰,形成具有河床、滩地、阶地等。卢沟桥至市界梁各庄段称卢梁段(下游),河道长度为61 km,河道逐渐变宽,河道纵坡为1‰-0.38‰,为河流冲积扇,沙荒河漫滩地与风蚀沙地较多。
3.1.2 土壤
永定河北京段上游海拔1 000 m以上中山地带,土壤为山地棕壤,海拔1 000 m以下 的低山地带,土壤为地带性土类褐色土;其中,在中山阳坡发育着粗骨性棕壤,低山阳坡发 育着粗骨性褐土,而阴坡发育着典型棕壤与淋溶褐土;中游流经城区,多为火山岩及碳酸岩 的褐黄色的亚粘土;下游主要成土母质有冲积洪积物、冲积物和冲积风积物,以潮土为主。
3.1.3 水资源
永定河近十年来年平均入京水量约为4.07亿m3,而可供水资源量仅仅只有0.53亿m3/年 。上游河道水量与降雨紧密相连,一般年份含砂量都在4%左右,流量为3-5 m3/s。中下游常年 断流,区域地下水类型主要为孔隙潜水,补给来源主要是地下径流及大气降水。每年仍有污水入河,包括工业污水和生活污水,地表水体基本达到了富营养化水平,有水河段总体处于地表水二 级标准,为轻度污染。
3.1.4 气候
研究区位于欧亚大陆东部中纬度地带,处在东部湿润区和西部干旱区之间,大陆性气候明显。整个流域平均年降雨量约为556-560 mm,年际变化大,少雨年仅200-300 mm,而 丰雨年则达1 300多mm,区域降雨多集中在6-9月。流 域全年平均日照2 470小时,年平均无霜期200天左右。气温日变化及年内变化都很大,上游 门头沟多年平均气温为11.7 ℃,1月份为零下4.3 ℃,七月份达到25.8 ℃。多年平均相对湿度57%,官厅山峡区间年蒸发量在1 800 m m左右,门头沟站为1 890 mm。
3.1.5 生物多样性
上游山区植被以森林及其次生灌丛群落为主,低山地带气候温和,由于森林遭破坏,植被以落叶灌丛为主。下游几乎已经干涸多年无水,河道几乎是杂草丛生的荒地和几乎寸草不生的荒石滩。河川谷地以农作物和蔬菜等作物为主。流域水生植被主要为沉水植物、浮水植物、挺水植物、湿生草本植物等。流域内野生动物有獾、野兔、布谷鸟等几十种。相关保护区共有国家保护野生动物5目8科11种。
3.2 生态问题分析
3.2.1 山峡段水源涵养能力下降,水土流失敏感性较高
三家店以上流域面积1 291 km2,多为石质山区,地形破碎,陡、急、险坡面积比例高,是山洪易发区,以暴雨径流造成的水力侵蚀的水土流失类型为主。中游在清水河流域和下马岭沟流域存在水土流失区。根据2000年全国第二次土壤侵蚀遥感调查结果为759.03 km2,其中,轻度土壤侵蚀610.16 km2,中度土壤侵蚀148.87 km2,土壤侵蚀模数2 000 t/km2•a,年平均侵蚀量291万 t。近年来,山地绿化工程、人工河道绿化工程的逐步实施,使得区域 的林地、草地覆盖率增加,大大降低了水土流失程度,但从地势、地貌、土壤等自然条件本 底看,区域水土流失敏感性较高。
3.2.2 可供水量下降,水质污染
永定河近年来入京水量不断减少,且水质污染仍在继续。上游工业污染源占主要比例,生活污染源所占比例相对较低。据2008年北京市水资源公报,永定河三家店以上干流河道水质标准为Ⅱ类,污染属有机污染型,污染最重的项目有COD、BOD和总氮。上中游沿河地区及企业缺少市政排水及污水处理设施,绝大部分工业废水及生活污水通过地表直接排入永定河中,每年向永定河排放污水量约为1 500万t。三家店以下河段已多年断水,沿岸首钢、京能电厂、高井电厂等企业大量开采地下水,导致河道及沿岸地区地下水位下降,严重缺水。
3.2.3 下游河道环境差,风沙严重
永定河三家店以下常年断流,使得下游河道干涸,砂石盗采使植被受到破坏,河床,大面积河滩地已严重沙化,成为北京沙尘源地。未被绿化的空白地段,生物多样性较差,每遇 大风便尘土飞扬,直接殃及沿岸、城区及下风向更远的地区生态环境。
3.2.4 防洪标准未达标准,危及防洪安全
历经多年整治,永定河流域已初步形成防洪体系,但仍存在堤防防灌标准不足且有缺口、建 筑物壅水、阻水等影响行洪安全的因素。目前,除卢三段左堤外,永定河现状防洪标准只接 近100年一遇,未达到《北京城市总体规划》(2004-2020年)提出的北京“中心城按不低于200年一遇洪水标准设防”。上游山峡区间没有控制性工程。卢三段石电灰管桥处行洪断面狭窄,形成卡口;广宁路漫水桥、京原路漫水桥行洪标准不足10年一遇。下游地区河道内种植农作物现象普遍,阻碍行洪。
3.2.5 植被结构简单,生物多样性下降
永定河水质污染导致上中游湿地富营养化显著,水生生物大量死亡,使得对生存环境敏感的生物群落或物种迁出湿地。永定河三家店拦河闸以下断流,农作物种植业的发展迅速,河道景观不断变化,生态格局极不稳定,影响生物栖息。过度的资源利用和环境开发建设造成生态与环境质量下降,物种多样性降低,并影响了该区域生态系统自我调节和恢复能力,致使 流域内水、陆生的鱼、鸟等野生动物变得稀少,生物多样性下降严重。
3.3 生态功能重要性评价
生态服务功能重要性评价是针对典型生态系统,评价生态服务功能的综合特征。根据永定河实际情况,本研究主要针对生物多样性保护、水源涵养、土壤保持、净化环境、娱乐休闲等5方面生态服务功能进行重要性评价。首先,根据生态功能价值评估相关的研究成果[13-14] ,评估永定河当前生态现状下的生态功能及分项功能的空间差异;在此基础上,结合《北 京市永定河综合规划报告》、《北京市永定河生态环境建设规划报告》及相关区县对永定河 相应区域的社会经济发展规划,综合确定永定河流域不同河段对应区域的生态功能重要性差 异与河段对应的生态功能定位。
3.3.1 水源涵养
生态系统水源涵养服务功能重要性在于整个区域对评价地区水资源的依赖程度以及洪水调蓄 作用大小。生态系统水源涵养与水文调蓄能力主要受植被类型及其结构、地表层覆盖状况以及土壤理化性质等因素的影响。森林生态系统具有巨大的涵养水源和调节径流的功能,具体包括蓄水作用、调节径流、减缓洪水、影响径流泥沙等。在国家林业局和财政部联合下发的《国家级公益林区划界定办法》(2009)中对永定河的源头和江河两岸的森林被划分为国家重点生态公益林。永定河北京段水源涵养最重要地区主要分布在三家店以上的区域,区内森林覆盖率较高,生态系统保护较好,对于调控永定河水量、延缓洪峰具有极其重要作用;另外,永定河门头沟段湿地自然保护区的湿地资源十分丰富,对调节径流、涵养水源具有重要作用。
3.3.2 土壤保持
土壤形成与保护功能是在分析现有土地利用/覆被水土保持功能现状的基础上,考虑对于北京市风沙防治的作用,确定不同区域的功能差异。研究区土壤保持功能最为重要区域为三家店以上峡谷区河段,上游峡谷区坡度较高,降雨极易引起山体滑坡与表层土壤的流失。近期通过河段周围的大面积绿化工程的实施,有效防止了水土流失,使永定河水含沙量大为 降低。土壤保持功能另一重要区域是下游南五环以外河段,此段常年断流,已经成为影响北 京市内风沙的重要源头。当前农田生态系统以及部分规划的人工绿地工程,将对于防风固沙 起到重要作用,从而促进该河段的土壤形成与保护。
3.3.3 净化环境
生态系统的净化环境功能主要是指生态系统的固碳释氧、吸收有害气体的功能。森林、草地、农田等生态系统通过绿色植物的光合作用,能够固碳释氧,中国北方森林的CO2吸收率为13.6 t/hm2[15],吸收有害气体主要包括吸收SO2、氟化物、氮氧化物。区域净化环境功能第一关键区域是上游峡谷区,这一区域存在大面积林地,其固碳释氧、吸收有害气体能力极强;第二关键区域是中游城市景观段,包括河道两侧的防护林区域及规划城市景观湿地,其对于吸收SO2等有害气体,减噪作用巨大;另外,下游部分地区的农田生态系统对北京市的具有生态屏障作用,农田作物具有很强的光合作用,固碳释氧能力较强。
3.3.4 生物多样性
生物多样性重要性评价主要是评价区域内各地区对生物多样性保护的重要性。本研究遵循优先保护生态系统及野生动物物种分布与生态系统相关性原则,对该区生物多样性保护重要性进行定性评价。永定河北京段的生物多样性十分丰富而且独特,考虑到不同区域内动植物,特别是珍稀濒危 动植物种的分 布、保护级别、特有性、干扰程度不同,以及人力物力有限,区域社会发展需求等,划分出 优先保护地区。根据《永定河绿色生态走廊建设规划》,从2009年起,北京段上游的山峡段,将建设景观面积为180 hm2的6处湿地;城市段,将形成由溪流连通的湖泊和湿地,6处湖泊面积达到680 hm2湿地。区域生物多样性保护最为重要的区域是上游峡谷区,主要包 括目前已经存在的森林生态系统、湿地生态系统以及规划中的湿地生态系统。
3.3.5 娱乐休闲
生态系统为水生生物和陆地生物提供了不同的生境,同时也为人类提供了重要的休闲娱乐服务和美学文化功能。根据实地调查与相关景观规划,永定河北京段休闲娱乐功能最重要区域为上游峡谷区、其次是中游河道两岸与下游个别点状分布的景点、娱乐区域。三家店以上基本常年有水,使得该区域的休闲娱乐功能最为突出,如珍珠湖旅游风景区、妙 峰山以及落坡岭河道两岸等地区;中游城市段规划的人工景观公园是周边市民工作之余娱乐 、散步的第一选择,娱乐休闲功能突出;下游大兴段个别景观区,是人们休闲娱乐常去之处,如黄村公园、半壁店森林公园等。另外,各县区规划发展的多个景点区,也可以提供休闲 娱乐的重要功能,如首钢滨水公园、宛平湖、晓月湖等。
4 永定河河道修复生态功能区划
在充分认识永定河流域生态系统结构、功能及其形成演变规律的基础上,以可持续发展理念与生态系统服务功能理论为指导,以实现区域生态修复分区控制为目标,通过对流域区域社会、经济及自然复合生态系统的特点进行综合调研分析,结合永定河防洪功能的基本定位,考虑永定河(北京段)区域经济社会发展状况及其发展规划,确定河流修复生态功能分区,共5段,并提出修复方向与调控指标。
4.1官厅山峡-自然段(幽州-落坡岭)
官厅山峡-自然段(幽州-落坡岭),主河道长约65 km。山峡-自然段为天然河道,对应 流域范围内土地覆被以林地为主,夹有零星未利用地,在整个永定河生态系统中具有最为重要的水源涵养、生物多样性保护功能;官厅水库是北京市水源地之一,担负着向北京供水的重任,河道承担保护引水水质的任务。
根据最新《北京城市总体规划(2004年-2020年)》,在功能分区中,本河段主导功能为“生态涵养发展区”,需要进行重点治理、恢复和保护,开展山区水土保持、改善河道水质、绿化及配水工程等,通过草、灌木、树木合理搭配种植与修剪,减缓土壤侵蚀,减少含氮磷等污染物的暴雨径流入库区,控制面源污染,起到稳定水体生态系统,缓冲陆地污染物对水体的冲击作用。
在充分保护自然生态系统的同时重点发展旅游、探险、度假、休闲、会议、运动为主的产业,推动原生态景观的保护与旅游业的生态化改造,可适度开发珍珠湖、落坡岭等旅游风景区。修复工程可进一步划定河岸水土保持缓冲区、中上游生态治理功能区、自然保护区、生态旅游区、水生植物观赏区等。
总之,此段河道周边自然生态系统保护较为完整,在未来应以限制开发、充分保护为主,努 力维护和增强其水源涵养、风沙防护、水土保持等方面的生态功能。河道生态修复指标应以水量、水质、生物多样性、湿地面积等指标为主。
4.2 官厅山峡-近自然段(落坡岭-三家店)
官厅山峡-近自然段(落坡岭-三家店),主河道长约27 km。此段属官厅山峡的延伸部分,地势较第一段稍低。对应流域范围内土地覆被中林地比例降低,有较大面积的未利用土地及一定比例的建设用地。未来对该流域的发展主要应加强绿化建设和生态恢复,以生态维护、水 源保护、适度旅游和生态农业开发为主。严格控制乃至关停破坏生态环境的产业,综合采取流域生态环境建设、河道防渗与渗滤系统等多种措施,展开水体修复工程建设。尤其是周边湿地的保护,包括三家店核心区湿地、落坡岭核心区湿地等,亦要加强防洪设施建设,提高地区的防洪标准。
从历史变化来看,人类活动进入该区域的程度正逐步加大,此段为自然保护与人类活动的过度区,对应区域生态服务功能以水土保持为主,在未来应以控制开发、合理保护为主。生态修复指标以水土保持、水质类指标、湿地面积为宜。
4.3 城市景观段(三家店-卢沟桥)
城市景观段(三家店至卢沟桥),主河道长约17.4 km。此段河道毗邻市区,对应流域范围内以建设用地为主,受人类活动影响显著。由于此段开始,永定河开始常年断流,几乎没有水生生态系统存在,生态系统以陆地生态系统为主。植被系统受到严重破坏,覆盖率不高。
河道上半段位于城区中心,防洪设施水平直接影响着两岸安危,目前河道为高出地面的地上悬河,两侧为高筑的水泥大坝,将来在永定河生态修复工程中,此处要重视生态工程建设和非工程体系建设,切实注意防洪建设;同时,要防止污水排泄,以免污染地下水质。
河道下半段已出城区中心,河道下降,两岸或河道内出现绿化带以及农业经济作 物的种植。在未来,此段应主抓一些重点河道综合整治工程,要注意疏挖石电灰管桥卡口段,改造京原路漫水桥和广宁路漫水桥等阻水建筑物,平整、疏挖京原公路桥以上及黄良铁路桥以下河道。
另外,此河段周围,历史遗迹和文化遗留非常多,如乾隆帝亲笔提写的“卢沟晓月”碑刻等,应加强恢复与治理,发展旅游休闲产业,亦可适度发展沿岸种植经济带。
在未来在控制水质的同时,生态建设要结合景观设计,在保证防洪要求的前提下,积极营造城市景观河道,既改善周边的生态环境,又为市民提供休闲娱乐场所,开发此河道沿岸的历史文化资源。生态修复指标以生态用水量、地下水位、人工湿地、绿化面积、人文景观、水质、防洪类指标为主。
4.4 郊野-人工绿化段(卢沟桥-黄良路)
郊野-人工绿化段(卢沟桥至京良路南约20 km),此段河道长约39.8 km。此段开始常年无水,河道干枯,河床,每遇大风便尘土飞扬,成为北京沙尘源之一。对应流域范围内以耕地为主,并有建设用地分散分布,目前人工林地、草地逐渐增多。此段河道较为开阔,有大面积的滩地,河道内种植大量庄稼,生态服务功能以农产品产出为主。未来在保障行洪安全的前提下,应综合利用、开发荒滩地,增加人工绿地面积,增强其休憩功能,使其成为北京郊野公园。受水资源的制约,河道生态建设以绿化及配水工程为主。修复指标应以人工绿地、防风固沙、植被保护、生态用水、人文景观、防洪类指标为主。
4.5 郊野-自然绿化段(黄良路-梁各庄)
郊野-自然绿化段(京良路南约20 km-梁各庄),此段河道长约21 km。此段为永定河出京的最后一段,常年无水,河床,遇风沙尘多。河道善冲善淤,堤防宽窄变化很大,行洪河道与滩地之间没有明确的固定界限, 河床较高。对应流域范围内土地利用覆被主要为耕地和建设用地。河道内或周围建立高尔夫球场或种植庄稼,一方面能起到防风固沙、净化空气作用,并在一定程度上改善河床生态环境;但是另一方面,河道内种植大量庄稼,会延缓水流速度,降低排洪能力。生态服务功能以农产品产出、防风固沙为主。未来应加强其土地利用方向的控制,引导当地农民合理利用土地,不可忽视对排洪能力的维护。目前大部分河道已经被当地农民种植农作物,因此可在保障泄洪顺畅的同时,进行适度开发。该段河道河堤内淤有细土滩地,滩地多有冲淤,弯折较多,主流左右迂回,水流很浅。将重点通过植物配置创造植物景观。修复指标应以防风固沙、防洪、人工景观、人工绿地、人文景观类指标为主。
5 结 论
本文探讨了以河流修复为目标的河道生态功能分区方法与步骤,重点考虑河段生态系统结构和功能,充分利用GIS技术,把永定河主河道分为5个区段,并结合当地社会经济发展状况和相关规划等因素,提出了各生态系统分区修复指标,为顺利开展河流生态修复打下了坚实基础;同时,本研究亦是对生态功能分区理论与成果应用的积极尝试。由于数据等原因,使得本研究在单元精度、定量化分析方面还稍显不足,今后在研究过程,将进一步加强与改进。
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Study on River Ecological Function Regionalization of Yongding River in Beijing
PENG Tao1 WU Jianzhai2 JIANG Guanghui3
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2. Agriculture Information Institute, Chinese Academy of Agriculture Sciences, Beijing 100081, China;
3. College of Resource Science and Technology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China)
我国土地利用长期以来突出强调人类空间利用属性和食物生产属性的价值取向,而对于土地支撑自然生态系统和维持人工生态系统的重要基础作用重视不足。这突出体现在目前试行的土地分类系统中没有生态用地这一类别,各级土地利用总体规划中也没有将自然生态保护作为一项基本内容。相反,我国土地分类中将具有重要生态功能的河湖、草地、湿地、苔原、荒漠、冰川及永久积雪等土地列入“未利用地”,造成这些人类社会和自然生态系统正在共同使用、具有宝贵生态价值的生态用地,被人为转变成农用地或建设用地。对土地利用自然生态价值属性的忽视造成的价值偏差和宏观管理的误区,相当程度上加剧了自然生态系统持续萎缩和退化。
人与自然生态系统上的冲突引发的环境及社会问题,究其根源还是由于人类社会的扩张占据了太多的生态空间,引起自然生态系统的衰退和恶化;加之人工生态系统比较单一、脆弱、不够稳定,对环境恶化的抵抗能力较低。因此,在我国经济社会快速发展、环境保护和生态建设理念不断增强、生态建设对国土资源管理的需要持续增强的今天,生态用地的保护问题已经凸现出来。
“十一五”规划中指出,要“加大环境保护力度,切实保护好自然生态,认真解决影响经济社会发展特别是严重危害人民健康的突出的环境问题”。人们需要充分认识水体、湿地、野生动植物等自然生态资源对保护环境、维护生态多样性的重要意义,充分认识自然生态系统对人工生态系统的支撑和保障作用,充分认识生态用地的规划和保护是保护自然生态的最重要、最根本的途径。同时还要高度重视保护林地、草地等各类其他用地的生态服务功能,坚持土地利用管理与自然生态保护相结合、相协调。
因此,将自然生态保护纳入国土资源宏观调控范畴,作为各级政府及其国土资源部门职责之一,结合新一轮土地利用总体规划修编明确生态用地的地位,可以有效促进生态环境的改善、人与自然的和谐以及社会经济的可持续发展。
生态用地的具体内涵
“生态用地”最早由石元春院士于2001年考察宁夏回族自治区时首先提出,石玉林院士在中国工程院咨询项目《西北地区水资源配置与生态环境保护》报告中对生态用地概念进一步加以阐述。其基本理念是将生态用地作为干旱区防治和减缓土地荒漠化扩展的“缓冲剂”,以达到保护和稳定区域生态系统的目标。生态用地在西北干旱区属于主体生态系统(人工绿洲)的辅助系统,通过维持或改善自身生态环境质量,进而能对主体生态系统(人工绿洲)起到支撑和保育作用,最终达到增加整个区域生态系统生产力的目标。后来有学者主张用“生态用地”这一名称和概念来取代“未利用土地”,并且将全国土地利用划分为农用地、建设用地和生态用地。
生态用地的内涵包括:(1)生态用地以自然生态保护为主要目的,与侧重支撑人类生态系统用地类型的建设用地、农用地(包括耕地、牧草地、林地等)相对应。其用途侧重自然生态系统的保护及其功能发挥,尽量避免人类活动对自然生态系统的干扰和破坏。(2)生态用地的范围应当包括各类自然生态系统保护用地、自然和人工水系以及各类湿地、重要生态功能区保护用地、自然保护区等。现行“全国土地分类(试行)”中的一级类“未利用地”所列的各类土地应当整体列入生态用地范畴。(3)生态用地应当为自然生态系统的修复与弥合创造条件,最终恢复并保持自然生态系统的完整多样和健康稳定。(4)生态用地的安排对于人类需求来说,侧重点在于保证人类社会生态安全,满足人类整体生存需要前提下生活质量的提高、可持续性的保障以及人与自然的和谐。
近年来,学者们已经意识到我国土地利用生态保护内容的不足,提出要以生态、社会、经济的综合协调为目标,倡导土地利用的“绿色规划”;从可持续发展角度强调了生态环境规划目标的重要性;指出目前我国土地利用总体规划中生态用地规划的重要性;注意到战略目标“有量无质”的单一耕地总量控制造成公众利益价值取向偏差;指出在生态地质条件脆弱、干旱少雨多大风的我国“三北”地区,保护具有较强生态服务功能、作为生态屏障的林地和草地比保护概念上的耕地更为重要,应提倡对林地、草地和耕地的综合保护。
总体上看,由于人类对自然生态系统的侵占以及干扰广度和强度的增加,我国的生态环境已经呈现出南部自然生态大面积消失、东北部水土流失和自然生态严重退化、北部和西北部自然生态系统濒于崩溃、沙漠化快速发展的局面。在土地利用总体规划中增加生态用地规划内容,已刻不容缓。通过土地利用总体规划对生态用地和人类社会生产生活用地进行总体平衡和妥善安排,促进节约集约用地,在满足人类社会对土地资源基本需要的同时,为自然生态保护提供保障。
在规划编制中增加生态用地安排
为引导土地利用结构合理化,在土地利用总体规划以及各级规划编制中增加生态用地的规划安排是当务之急。在具体操作上建议考虑以下几点:
(1)对生态用地的安排给予高度重视,确定自然生态用地和土地利用生态保护类型控制指标,保证生态用地的数量和质量。在编制和修订土地利用总体规划时,充分考虑生态保护和建设的需要,明确自然生态用地的指标控制量以及其他土地利用类型生态保护控制指标。保护耕地是为了保障吃饭问题,而保护生态用地及其他用地的生态质量是为了保障长远生存与发展。因此,在当前一段时期应把保持一定数量的自然生态用地、给予生态用地较高的保护力度、强化其他类型土地生态服务功能的保护与建设,作为土地利用规划编制的一项基本原则。要保证生态用地与农用地、建设用地三者的份额基本平衡,使各类生态系统用地均能得到保证。
(2)实事求是地确定生态用地,根据自然生态实际情况确定对生态用地的保护与建设指标。相关部门要密切沟通,根据各地自然生态特点和保护的需要,结合生态功能区的划分,在土地利用规划中具体明确生态用地的类型、数量、区划位置、相互关联或展布关系,并确定相应的准入标准和人工生态系统建设规模控制指标,以便于根据实际情况对自然生态系统给予切实有效的保护。
(3)确定土地利用方式、利用程度及生态环境保护标准,合理规划和保护其他用地的生态服务功能。应对其他用地的水、土、热、风等生态环境因子进行科学分析和综合论证,在此基础上,确定相应的林、草、种植等利用方式。
需要特别指出的是,在我国北方干旱半干旱区,广阔的原生天然草原植被不但能有效保护地表土层,具有宝贵的生态价值,而且是草原经济与文化的基本载体,对该区域人类社会和自然生态的和谐发展具有重要作用。北方游牧民传统的草原利用方式在生态保护方面的独到做法和丰富经验仍然值得深入发掘、借鉴和发扬。因此,在我国北方干旱半干旱区,应当实事求是地将耕地保护政策调整为草原保护政策,防止以耕地保护为借口的短期行为对自然生态造成的破坏,严格限制耕地数量和耕作方式。
近年来,受人为的和自然的因素影响,湖区湿地生态系统显现出一些新的迹象,须引起充分重视,并纳入生态功能区划的整体考虑中。第一,水情变化显著,湿地生态系统退化风险增加。近年来,洞庭湖水情发生重大变化,连续多年出现枯水期提前、延长情况,水位较常年同期大幅降低。1998~2003年,洞庭湖退水期城陵矶的平均水位为25.47m,2004~2009年同期平均水位仅23.91m,2009年10月出现142年以来历史同期最低水位21.62m。虽然洪水威胁依然存在,但随着湖区洪涝和干旱交替发生及部分地区的严重旱象,湖水自净能力下降,生态环境呈恶化趋势。洞庭湖水位和泥沙淤积的变化,将影响到原有湿地斑块的分布格局,生境类型的原有季向波动随之改变,影响到湿地植物群落原有的演替进程,并影响湿地生态系统的结构和功能。洲滩出露天数和出露面积的增加,使湖区杨树种植面积扩大,加大了湿地生态系统向陆地森林生态系统演替的风险。第二,经济加速发展,水体污染加剧。湖区经济发展加快,具体表现为农业现代化与规模化、三次产业结构调整优化、城市新增长级加速建设等动态特征。2011年全区人口1702.33万,经济总量达到4837.27亿元,人均国内生产总值达到24843元。湖区继续保持农业基础地位,并成为环洞庭湖区原材料输入来源;工业基本形成了具有地方特色的加工制造业体系,石油、食品、轻纺、造纸等行业发展迅速;商贸流通业等传统服务业稳步发展,旅游业增速明显。经济发展使湖区人口和企业数量不断增加,湿地遭大面积开发,生产、生活排放的污染物使湿地及水体污染严重。以农业为例,湖区水稻播种面积和产量在全国居前列,但肥料利用率较低,施入的肥料中约有60%~70%的养分进入环境;同时湖区是我国最典型的双季稻产区,复种指数高、耕地面积大,即使单位面积施肥量不比其它地区高,仍有大量氮磷等元素流入湖泊,因此,由种植业引起的面源污染对湿地生态系统影响严重。另据湖南省洞庭湖环境保护监测站的调查,湖区现有工业污染源1803个,其中重大污染源141个。工业排污口82个,其中,直接排入湖体的排污口27个,日排污水量达129万m3;入湖水系的排污口55个,日排污水量达20万m3,共计日排入污水总量149万m3。第三,区位优势突显,湖区生态系统脆弱性增加。洞庭湖区地处长江中游枢纽位置,为湘北门户,既是湖南参与长江产业带建设的结合部,又处于西部开发的前沿阵地,具有承东启西、南联北进的地理区位。从交通条件看,湖区是长江中上游沿岸各省从陆路通往华南地区的主要交通要道,可进入性很强,已初步形成了集铁路、公路、航空、水运于一体的立体交通网络。区内长江岸线160多公里,对外贸易港口城陵矶使得内陆湖区得以通江达海。正是基于湖区独特的区位和不断完善的基础设施,港口物流、生态旅游等第三产业发展迅速。随着湖区开放度增加,对外交互活动的频度和强度增加,人口流动性不断增强,物质资料循环加速,产业承接转移的区域联动性增强,这些社会经济系统的明显变化增加了湖区生态系统演变的复杂性。并且,“在特定目的下越想优化经济-生态系统的某些组分,越是在削弱这个系统的弹性,因为这种促使高效率最佳状态出现的趋动力,会使整个生态系统更容易遭受意外事件的伤害[11]”,导致湖区生态系统弹性降低、脆弱性增强。
2生态功能区划的基本原则和依据
2.1基本原则
根据国家2008年《全国生态功能区划》和2010年《全国主体功能区规划》等相关规定,结合湖区自然与社会经济特征,洞庭湖生态经济区生态功能区划应遵循如下原则:协调发展原则、主导功能原则、分级区划原则。(1)协调发展原则:湖区生态功能区划涉及社会经济生态的各个方面,其中,资源与环境是区域重要的自然基础,是湖区生产生活的物质基础。洞庭湖区特殊的地位决定了应首先维护自然环境要素和主导生态系统功能,避免生态破坏和盲目的资源开发,按照自然规律制定环境与生态功能保护对策,增强湖区社会经济发展的生态环境支撑能力,在此基础上确立湖区生态产业发展思路,以达到保护与发展相协调的战略目标。(2)主导功能原则:根据《全国生态功能区划》(2008),“洞庭湖区湿地洪水调蓄重要区”在“生物多样性保护”和“洪水调蓄”两方面均具有同等重要的生态调节功能,因此这两项可并列视为规划区的主导功能。在此基础上,以主导生态功能为目标进行生态功能区划,同时兼顾其他辅助生态功能。(3)分级区划原则:原则上以县级行政单位为区划单元,依据国家经济社会发展和生态保护的相关规定,结合湖南省生态保护与建设、产业配置与资源利用、经济社会发展规划与布局等,以满足不同尺度经济社会发展和生态保护工作的需要。
2.2区划依据
洞庭湖生态经济区生态功能区划是在湖区生态现状、生态系统空间特征、生态敏感性、生态服务功能及其重要性的综合评价基础上,结合相关国际公约、国家法律法规、国家有关部门及地方条例文件等,分析区域空间分布规律,提出分区方案。(1)规划区生态系统空间特征。规划区位于北纬28°44′~29°35′,东经111°53′~113°05′,处于亚热带季风湿润气候区,具有四季分明、雨热同季、降水充沛且年际变化大等特点。湖泊形状呈近似“U”字形,湖体已明显演变为西洞庭湖、南洞庭湖和东洞庭湖首尾相接三个部分,具有“高水湖相,低水河相”的典型特征。湖区地貌大致是湖区外缘东、西、南三面环山,北有华容隆起,入湖河流尾闾区以复合三角洲地貌为特征的冲积、湖积平原水网区。洞庭湖则位于这一河网切割平原内,形成以湖泊为中心的向心状水系,并由中心向四周辐射,形成大湖水体、湿地、平原农田、丘岗、低山、中山的地形结构。洞庭湖承纳“四水”,吞吐长江,入湖水系复杂,多年平均(1988~1995年)入湖径流量为3018亿m3。洞庭湖区独特的气候、地形地貌、水系水情等特征,是湿地、农田、森林、城市等各类生态系统发育与演变的自然基础,土地利用方式以耕地、林地、水面为主,占土地总面积的76%以上。湿地生态系统是湖区典型的生态系统类型,共有三种类型的湿地,即浅水水体湿地类型、过水洲滩湿地和渍水低位田,分别占湿地总面积的44.37%、13.50%、42.13%。(2)生态敏感性评价。指根据一定区域内各类生态问题的形成机制和主要影响因素,分析各地域单元的生态敏感性特征,判断发生生态问题的可能性和程度,用来反映人类活动可能造成的生态后果。根据《全国生态功能区划》规定的生态敏感性评价的6个方面,湖南省的丘陵区处于盐渍化高度敏感性区。洞庭湖区作为湖南省的重点农业区,分布有平原农田、丘岗、低山等适宜开展农业活动的地形结构。据统计,纯湖区农业耕地面积为553456hm2,其中基本农田面积408251hm2,占73.8%;水浇地面积45639hm2,占8.3%;旱地面积99562hm2,占18.0%;耕地中属中低产田面积130703hm2,占23.6%,耕地整体土质在三级以上。因受地势、地下水位、有效土壤层厚度、耕作层深度、土质、土壤类型及化肥施用量、污染状况等因素影响,湖区耕地退化具有潜育化、次生潜育化、沼泽化、渗育化等类型,尤以潜育化最突出。而从规划区本身的实际情况看,湖泊湿地生态系统有向陆地生态系统退化的趋势,湿地结构与功能的变化影响了其调蓄洪水与生物多样性保护的主导生态服务功能,加大了湿地生态系统的脆弱性风险。相关内容在文中第二部分“规划区湖泊湿地生态系统的动态变化”有详细说明。(3)生态系统服务功能及其重要性评价。生态系统服务功能评价的目的是为明确特定生态服务功能类型及其空间分布。洞庭湖区以湿地生态系统为主要类型,生态服务功能主要包括生态调节与产品提供两大类功能,为人居需要和城镇建设的功能提供了保障。第一,生态调节功能。表现为湿地的功能价值,又称间接使用价值,具体包括:调蓄洪水、生物多样性保护、补给地下水和向其他湿地供水、控制地表盐化和避免水质恶化、防止河岸和湖岸侵蚀、移出和固定营养物和污染物、调节气候、维持碳循环等。其经济价值约为293亿,在湖区湿地生态服务功能的总价值中占比约60%。第二,产品提供功能。表现为湿地的用途价值,又称直接使用价值,主要包括:提供天然产品、提供水源和作为水运通道、科考旅游基地等。经济价值约为95亿,占比约40%[12]。从生态服务功能价值评估结果看,湖区湿地的生态服务功能重要性显著高于产品提供功能重要性[13]。(4)相关国际公约、国家法律法规、国家有关部门及地方条例文件等。具体包括:《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》(1972)、《全国主体功能区规划》(2010)、《全国生态功能区划》(2008)、《中国生物多样性保护行动计划》(2002)、《洞庭湖生态经济区旅游发展规划》初稿(2012)、《洞庭湖区生态保护与环境治理规划》(2009)等。结合湖南省土地利用现状,绘制了《洞庭湖生态经济区土地利用现状图》(图1)和《洞庭湖生态经济区优化、重点、限制、禁止开发区示意图》(图2),作为洞庭湖生态经济区生态功能分区方案的重要参考。
3生态功能区划与分区概述
3.1生态功能区划情况
根据规划区生态系统的自然属性和主导服务功能类型等,将其划分为4个一级生态区;再根据一级生态区内部的生态服务功能的重要性、生态环境问题与亟待保护的内容及程度、生态需求与修复目标的区域差异性等,将一级生态区划分为10个生态亚区和32个生态功能区(表2)。根据表2的区划结果,采用地理信息系统空间叠置法,绘制“洞庭湖生态经济区生态功能分区图”(图3)。
3.2生态功能区划单元概述
(1)洞庭湖天然湖泊湿地生态保护区该区分为2个生态亚区7个生态功能区。①天然湖泊湿地保护亚区:包括所有天然湖泊、洲滩、沼泽、洲浃。该区水生动物洄游通道纵横,湿地生物多样性丰富,为水生湿地珍稀濒危动植物的栖息地。现有3块国际重要湿地、9个国家湿地公园、3处国家级自然保护区、10个国家森林公园,主要有东洞庭湖国家级自然保护区、西洞庭湖省级自然保护区、南洞庭湖省级自然保护区、横岭湖省级自然保护区和宝塔湖湿地自然保护区。主导功能是依托天然湿地资源,维持生物多样性,并可兼顾发展湿地旅游休闲业和生态农业。②洪水调蓄生态亚区:包括退田还湖区、蓄洪垸和重点堤垸干堤堤外300米以内的区域。主导功能是调蓄洪水,保障湖内及长江提防安全。近几年来,湖泊的自净能力减弱,富营养化程度逐渐加深,湿地生物生存环境恶化,生物多样性受到严重威胁。本区生态环境保护与建设重点是:加强湿地保护和湿地生态建设,禁止侵占湿地进行生产性开发,规范保护区过渡区域的开发建设行为,努力改善湿地生态环境,为水生生物和湿地生物创造一个良好的栖息地。继续实施退田还湖整治战略,巩固和扩大退田还湖湖泊治理成果,加强蓄洪垸建设和主要行洪通道的清障工作,提升湖区提防防洪等级,增强洞庭湖调蓄洪水的能力。(2)湖区平原与丘冈生态农业区该区分为2个生态亚区6个生态功能区。①平原农业生态亚区:包括洞庭湖平原地区的所有农业耕作区。该区域地势低平,土层深厚,土地肥沃,农业现代化程度高,是国家重要的基本农田保护区之一。主导功能是发展现代生态农、牧、渔业。②环湖丘岗地庭院经济与水土保育生态亚区:包括环湖丘陵地区的所有适农区域。该区域水土保持条件好,农业种质资源丰富,居民住宅村庄化,庭院经济发达,农田林网成型,是湖区重要的农、林生产基地和人口聚集地。主导功能是水土保育,发展生态农、林、牧业和庭院经济。本区生态环境保护与建设重点是:严格保护基本农田,加强农业基础设施和农业生态环境建设,完善湖区排灌等生产服务体系,改善农业生产条件。积极开发利用现代农业新技术,提高农药、化肥的使用效率,加快发展循环经济农业,减少农业面源污染。大力发展庭院果园、庭院苗圃和庭院养殖等特色庭院经济。(3)岳益常城市人居环境与生态产业区该区分为3个生态亚区10个生态功能区。①城市人居环境与产业园生态建设亚区:包括岳阳市、益阳市、常德市3市市区及县区所在城镇区。为洞庭湖区经济、文化的三大核心,也是人口密集区。工业以石油化工、造纸、纺织为主,工业基础较好。主导功能是为城市居民提供优美的生活环境,为城市经济发展创造良好的自然生态条件。②城市生态保护与廊道生态建设亚区:包括岳阳、益阳、常德3市市内公园、名胜古迹、沿路沿江景观带和生态隔离林等区域。这些区域生态环境基础较好,只要注意合理规划,稍加改造,就能获得良好的生态经济效果。主导功能是美化城市环境,改善城市空气质量,发挥城市“绿肺”作用。③集镇与重点工矿区综合治理亚区:包括湖区县市城关镇及其他重点集镇和主要工矿区。但由于工业相对集中,尤其重点污染企业污染难以得到全面控制,产业结构不尽合理,节能减排效能有待进一步提高,主导功能是综合治理污染、调整产业结构,发展新兴经济。本区生态环境保护与建设重点是:有效控制和治理重点工业区的污染,优化工业产业结构调整,引入节能环保、循环经济和低碳经济等高新技术。建立新型生态工业园区,建立相对集中的污水处理与净化、固体垃圾等污染物的综合处理设施场所,削减污染物排放总量,提高排放标准。加强城镇人居生态环境建设,建立城市生态游憩、公园名胜、路域和沿江(湖)护岸景观林网络,着力打造滨湖特色的生态城市品牌。(4)环湖丘陵与中(低)山生态屏障区该区分为3个生态功能亚区9个生态功能区,包括石门县、桃源县、安化县、临湘市、平江县大部分地区,岳阳县、汨罗市、望城县、汉寿县、鼎城区、临澧县和澧县等地的山地丘陵区。①生态保护与功能改善亚区。包括区内森林、湿地类保护区和公园,其中国家级自然保护区3处、国家湿地公园6个、国家森林公园4个。②中上游生态林建设和水资源保护利用亚区。包括幕阜山、连云山和药姑山等中山山地,是汨罗江、新墙河等洞庭湖区间水系的源头,海拔相对较高,有的山峰海拔超过1000m,发源于山地的河流流程短、比降大。③山地生态林业亚区。通常在低山丘陵200~500m、中山500~2000m范围,为洞庭湖的天然生态屏障,森林覆盖率在45%~80%之间。植被多以毛竹、油茶和国外松及杉木人工林为主,马尾松林和阔叶次生林也较普遍。矿产集中分布于平江和临湘,因森林涵养水源的功能不高,山洪频繁出现,矿山局部环境破坏严重,小型企业污染突出。本区生态环境保护与建设重点是:加强森林培育,提高森林质量,有效控制山洪和山体滑坡等自然灾害。加强水源保护区和自然保护区建设与管理,保护水源与生物多样性。有序开采矿产资源,加大矿山生态环境修复力度。摈弃传统的旅游模式,推进以自然景观和人文景观为主导的生态旅游。
4结语
关键词:城市湿地,繁衍,调节气候, 美化环境
Abstract: the city wetland landscape ecological design, strengthening the protection of the environment and the wetland construction, to have the important meaning. Maintain the continuity and wetland system integrity, considering each factor to realize ecological design.
Key words: the city wetland, breeding, adjusting the climate, beautify the environment
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
湿地是分布于陆生生态系统和水生生态系统之间具有独特水文、土壤、植被与生物特征的生态系统,是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一。湿地与人类的生存、繁衍、发展息息相关,具有非常重要的生态功能,抵御洪水、减缓径流、蓄洪防旱、降解污染、调节气候、美化环境和维护区域生态平衡等方面具有不可替代的作用,被誉为“地球之肾”和“物种的基因库”,湿地与森林、海洋一起并列为全球三大生态系统。
由于人类与湿地如此密切的依存关系,1971年2月2日在伊朗的拉姆萨通过的《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》(简称《湿地公约》),旨在认证、保护并促进合理使用全球范围内具有重要生态意义的湿地系统。相应于对湿地重要性认识的提高,许多国家也积极投入到对各类广义湿地的保护和恢复的行动中,包括在规划人类居住区时更多地考虑体现其自然环境的意义。文章将以城市湿地环境为对象,对湿地的景观设计与生态营建技术及其意义的结合作一次尝试的探讨。
1.为什么要对城市湿地景观进行生态设计
湿地环境是与人们联系最紧密的生态系统之一,对城市湿地景观进行生态设计,加强对湿地环境的保护和建设,具有重要意义。首先,能充分利用湿地渗透和蓄水的作用,降解污染,疏导雨水的排放,调节区域性水平衡和小气候,提高城市的环境质量。其次,这将为城市居民提供良好的生活环境和接近自然的休憩空间,促进人与自然和谐相处,促进人们了解湿地的生态重要性,在环保和美学教育上都有重要的社会效益。一定规模的湿地环境还能成为常住或迁徙途中鸟类的栖息地,促进生物多样性的保护。此外,利用生态系统的自我调节功能,可减少杀虫剂和除草剂等的使用,降低城市绿地的日常维护成本。
2.城市湿地景观生态设计方法
2.1 保持湿地系统的连续性和完整性
湿地系统,与其他生态系统一样,由生物群落和无机环境组成。特定空间中生物群落与其环境相互作用的统一体组成生态系统。在对湿地景观的整体设计中,应综合考虑各个因素,以整体的和谐为宗旨,包括设计的形式、内部结构之间的和谐,以及它们与环境功能之间的和谐,才能实现生态设计。
首先, 应进行合理的城市绿地系统规划, 保持城市湿地与周边自然环境的连续性, 保证湿地生态廊道的畅通, 确保动植物的避难场所; 避免人工设施的割裂和覆盖, 确保湿地的透水性, 寻求有机物的良性循环。其次, 保持湿地水域环境和陆域环境的完整性, 避免湿地环境的过度分割而造成的环境退化: 保护湿地生态的循环体系和缓冲保护地带, 避免城市发展对湿地环境的过度干扰。
2.2 保持湿地的生物多样性和稳定性
湿地系统的稳定性主要依靠其内部多种生物与环境之间的制约作用来维系。因此, 在城市湿地环境的营造过程中。必须尽最大努力恢复其内部生物的多样性。增长生物链, 提高系统自身新陈代谢的稳定性。保持湿地生物的多样性即为各种湿地生物提供最大的生存空间, 营造适宜生物多样性发展的环境空间, 使生态环境的改变控制在最小的程度和范围内, 达到湿地水体、生物、矿物等各种资源的平衡与稳定, 避免各种资源的贫瘠化, 确保城市湿地景观的可持续发展。
2.3科学的配置湿地景观植物
植物,是生态系统的基本成分之一,也是景观视觉的重要因素之一,因此植物的配置设计是湿地系统景观设计的重要一环。对湿地景观进行生态设计,在植物的配置方面,一是应考虑植物种类的多样性,二是尽量采用本地植物。
多种类植物的搭配,不仅在视觉效果上相互衬托,形成丰富而又错落有致的效果,对水体污染物处理的功能也能够互相补充,有利于实现生态系统的完全或半完全(配以必要的人工管理)的自我循环。具体地说,植物的配置设计,从层次上考虑,有灌木与草本植物之分,挺水(如芦苇)、浮水(如睡莲)和沉水植物(如金鱼草)之别,将这些各种层次上的植物进行搭配设计;从功能上考虑,可采用发达茎叶类植物以有利于阻挡水流,沉降泥沙,发达根系类植物以利于吸收等的搭配。这样,既能保持湿地系统的生态完整性,带来良好的生态效果;而在进行精心的配置后,或摇曳生姿,或婀娜多态的多层次水生植物还能给整个湿地的景观创造一种自然的美。
采用本地的植物,是指在设计中除了特定情况,应利用或恢复原有自然湿地生态系统的植物种类,尽量避免外来种。其他地域的植物,可能难以适应异地环境,不易成活;在某些情况下又可能过度繁殖,占据其他植物的生存空间,以致造成本地植物在生态系统内的物种竞争中失败甚至灭绝,严重者成为生态灾难。在生态学史上,不乏这样的例子(生物入侵)。维持本地种植物,就是维持当地自然生态环境的成分,保持地域性的生态平衡。另外,构造原有植被系统,也是景观生态设计的体现。
2.4 营造景观和谐的岸边环境
对湿地的岸边环境进行生态景观设计,科学做法是:水体岸线以自然升起的湿地基质的土壤沙砾代替人工砌筑,还可建立一个水与岸自然过渡的区域, 种植湿地植物。这样做,可使水面与岸边呈现一种生态的交接, 既能加强湿地的自然调节功能,又能为鸟类、两栖爬行类动物提供生存的环境, 还能充分利用湿地的渗透及过滤作用,从而带来良好的生态效应。并且从视觉效果上来说,这种过渡区域能带来一种丰富、自然、和谐而又富有生机的景观。
3.城市湿地生态景观的营建技术
3.1 湿地土层结构改良
1研究方法
1.1指标权重的确定基于生态系统评价具有主观性和客观性两方面的特点,我们采用主观结合客观的层次分析法来确定各指标的权重。层次分析法(AnalyticHierarchyProcess,AHP)是由美国著名运筹学家,匹兹堡大学Saaty教授于20世纪80年代初期提出的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法,是对一些较为复杂、较为模糊的问题做出决策的简易方法,它特别适用于那些难于完全定量分析的问题。其主要特征是,它合理地将定性与定量的决策结合起来,按照思维、心理的规律把决策过程层次化、数量化。该方法以其定性与定量相结合地处理各种决策因素的特点,以及其系统灵活简洁的优点,迅速地在社会经济各个领域内,如能源系统分析、城市规划、经济管理、科研评价等,得到了广泛的重视和应用[6-9]。基于PSR模型建立的生态环境健康程度评价指标体系,使用层次分析法,选取唐山市2004-2012年的统计数据进行计算分析,经过数据预处理、构造判断矩阵、一致性检验、计算矩阵的层次单排序和权重确定,最终给出了唐山市的生态环境健康程度综合评价指数,并进行分析、预测。(1)数据预处理。在进行综合评价前,需要通过数学变消除原有数据量纲和数量级的影响,即通过对所获得的初始数据采用极差标准化方法进行标准化预处理。对于成本型指标,指标值越小越好,按公式(1)进行标准化处理;对于效益型指标,指标值越大越好,按公式(2)进行标准化处理。(2)构造判断矩阵(正互反矩阵)。构造比较判断矩阵是整个工作的数据基础和依据,采用“1~9”比较标度法进行比较,用数字1~9及其倒数作为标度。1~9标度的含义:“1”表示两个因素相比,具有相同重要性;“3”表示两个因素相比,前者比后者稍重要;“5”表示两个因素相比,前者比后者明显重要;“7”表示两个因素相比,前者比后者强烈重要;“9”表示两个因素相比,前者比后者极端重要;“2、4、6、8”表示上述相邻判断的中间值。倒数表示上述相邻判断的中间值。若因素i与因素j的重要性之比为aij,那么因素j与因素i重要性之比为。针对某一个标准,计算各备选指标的权重;针对各指标对上一层元素的重要性,两两指标进行比较得出aij的值,构建出正互反矩阵A。求出特征向量W作为各指标的权重以及最大特征值λmax。本文采用Matlab软件计算每个判断矩阵的特征值和对应的特征向量。(3)一致性检验。对判断矩阵的一致性检验的步骤如下:①计算一致性指标CI:②查找相应的平均随机一致性指标RI。对n=1,2,…,9,随机一致性指标RI的值如表2所示。③计算一致性比例CR:CR=CI/RI。当CR<0.10时,认为判断矩阵的一致性是可以接受的,否则应对判断矩阵作适当修正。(4)权重确定。经过上述计算步骤,当各指标满足一致性要求通过一致检验时,各指标权重分配见表1。
1.2生态系统健康指数的计算生态环境健康程度综合评价指数是将压力因子P、状态因子S和响应因子R综合在一起,以表征区域环境系统抗压能力、生态环境健康程度改善状况以及生态建设投入力度的一个综合指数,见式(4)。式中:E是生态环境健康程度综合评价指数;n为评价指标的个数;X′i表示相对应的第i种指标的归一化值;Wi表示评价体系中各指标的权重。经计算,唐山市2004-2012年生态系统健康程度综合评价指数及PSR分项指数见表3。2.5综合评价标准对于生态系统健康等级的划定,大多使用相对评价方法,即将若干个待评事物的评价数量结果进行相互比较,最后对各待评事物的综合评价结果排出优劣次序。综观现有的研究,一般将区域生态系统健康分为5个等级:良好、较好、一般、较差、极差,以此反映从优到劣的变化。
2唐山市生态系统健康程度评价结果及预测
2.12004-2012年唐山市生态系统健康程度评价分析从PSR指标与综合评价指标的变化趋势来看(见图2),2004-2012年唐山市压力因子P出现较大波动,但总体呈上升趋势,资源方面的压力主要来自人口持续增长带来的人均水资源量的减少;环境方面的压力主要来自工业和生活污染物排放量的增加,人口密度大,受人类活动干扰严重;社会经济方面的压力主要来自耕地面积的减少,并且这也间接增加了资源方面的压力;状态因子S也有所波动,但总体呈上升趋势,说明生态健康状态在逐步好转,投入已见成效;响应因子R稳步提升,表明唐山市在生态环境方面的投入不断增大和环保意识的不断增强;生态环境质量综合评价指数呈现波动式增长,表明虽然评价年内的环境压力不断增加,但是在采取及时的手段后,有效地缓解了人们对生态环境质量要求的提高和经济高速发展之间的矛盾,证明唐山市在生态建设和环境保护方面采取的政策是切实、有效的。从2004-2012年的评价结果来看,2004-2009年唐山市的生态环境处于不健康或亚健康状态,在2010年以后才出现相对较好的健康状态。但从PSR分项指数和综合指数来看,唐山市的生态环境状况并不容乐观,综合指数处于健康状态的边缘,而且资源环境压力较大,如不采取更为有效的措施难免会使生态系统的健康状态继续恶化。唐山市作为河北省的经济中心,近年来经济迅速发展,人口持续增长,城镇化率相应较高,土地资源越来越紧张,人口密度大,受人类活动干扰严重等因素导致唐山市生态系统压力大。唐山市对自然资源消耗较多,相应的系统生态弹性度值相对较低,生态恢复力弱,区域的生态系统服务功能较低。因此,评价结果表明2004-2009年唐山市的生态环境处于不健康或亚健康状态,与唐山市现状较为吻合;同时由于唐山市在生态环境方面的投入不断加大和环保意识的不断增强,特别是在2008年以后的几年,生态治理力度不断加大,关停了众多排污企业,并于2009年出台一系列的保护规划和限制排污意见。随着各种保护规划的付诸实施,唐山市的生态健康程度正在不断好转。
2.22013-2020年唐山市生态系统健康程度预测分析以2004-2012年生态系统健康程度指数作为原始数据,构建了GM(1,1)灰色预测模型,对唐山市2013-2020年的生态系统健康程度进行预测。灰色模型的发展系数a分别为0.0842、0.0092、0.0342、0.0399,适用于中长期预测[11]。求解结果见表5及图3。在预测年内压力因子P趋势升高明显,主要原因依然是人均水资源量的减少、污染物总排放量的增加、人均绿地面积的减少所带来的资源、环境和社会经济等方面压力越来越大;响应因子R的上升趋势表明生态环境质量的稳步提升仍取决于生态环境建设的持续投入;状态因子S走势的升高,表明在测水平的投入下,环境质量会不断提高;生态系统健康程度综合指数在预测年内逐年上升,表明唐山市在采取切实、有效的投入后,生态系统抵抗各方面压力的能力不断增强,唐山市生态系统健康状况呈良性发展态势。但在保持预测水平的投入的情况下,由图3可以看出,状态因子S的上升趋势比较平缓,说明在预测水平上还需要采取加大环保投资和环境治理的力度,加强生态建设,增强环保意识,才能更为有效地缓解经济高速增长所带来的资源环境压力与生态环境之间的矛盾。
3结语
关键词:永续利用;林业可持续发展 林业历史性转变;林业建设方针
林业可持续发展是对森林生态系统在确保其生产力和可更新能力,以及森林生态系统的物种和生态多样性不受到损害前提下的林业实践活动,它是通过综合开发培育和利用森林,以发挥其多种功能,并且保护土壤、空气和水的质量,以及森林动植物的生存环境,既满足当前社会经济发展的需要,又不损害未来满足其需求能力的林业。可持续林业不仅从健康、完整的生态系统、生物多样性、良好的环境及主要林产品持续生产等诸多方面,反映了现代森林的多重价值观,而且对区域乃至整个国家、全球的社会经济发展和生存环境的改善,都有着不可替代的作用,而且这种作用几乎渗透到人类生存时空的每一个领域。
一、森林可持续经营的现状
森林可持续经营是林业可持续发展的核心,没有可持续经营的森林就不可能有可持续发展的林业。自1992年世界环境与发展大会后的5年里,森林可持续经营进入了实质性阶段,世界林业发达国家都开始调整和改造传统森林资源管理系统的理
论与技术,并组织研究和实践森林资源可持续标准和指标体系。各国根据各自的国情和林情提出了不同的实现途径。加拿大侧重于林地生产力的保护,提出了以模式森林计划为依托的林地综合管理系统;美国注重人们对森林的整体需求,提出了生态系统经营;德国由于几乎没有原生林,大多为人工次生林,因而着重于回归自然的人工林经营,即近自然的林业。许多发展中国家也采用森林可持续经营理论来调整各自的林业发展战略着手研究和制定适合发展中国家的森林可持续经营标准和指标,促进林业的可持续发展。可以说,森林可持续经营的总目标是林业可持续发展,而对于实现森林可持续经营的途径,以美国1995年《森林和林地资源的长期战略规划》为典
型,它明确了“管理生态系统------通向可持续性的工具”的模式。
二、林业在可持续发展中的战略地位和作用
林业是可持续发展的环境基础。可持续发展必须遵循生态平衡准则,要在经济―环境协调中求发展。森林是人类生存的自然环境基础,也是人类社会经济活动的物质基础。社会经济的发展必须依赖以森林生态系统为基础的环境而发展,否则是无源之水、无本之木。森林是自然界功能最完善、最强大的资源库、基因库、蓄水库和能源库。科学与实践证明,森林既有涵养水源、保持水土、防风固沙、调节气候、蕴育物种等多种生态功能,又有贮碳释氧、吸纳粉尘、降解有害气体、阻消噪声、美化环境等防治环境污染功能。
1、 森林能提高大气质量。体现在:能有效地减缓温室效应。
2、森林能有效保护生物多样性。森林与物种多样性、生态系统多样性、遗传多样息相关,地球上有一半以上的生物在森林中栖息繁衍。
3、森林可防止水土流失。森林土壤对降水有极强的吸收和渗透作用,其稳渗速率一般在200mm/h,比世界上最大的降雨60mm/h还要大得多。森林的枯枝落叶层不仅可以吸收2―5mm的降水,还可以保护土壤免遭雨滴的冲击。
4、森林能有效遏止沙漠化。林网超过10%,沙地植被盖度超过0.3,沙暴的危害就会减少到最小限度。
5、森林可防止地力衰退。林木的根系能固持土壤,涵养水源,保持水土,吸收利用盐分;枯枝落叶可增加有机质、腐殖质,能有效地改善土壤结构,提高土壤肥力。
6、森林能缓解水资源危机。森林是“绿色水库”,森林及其土壤像“海绵”一样可吸收大量的降水,并阻止和减轻洪水灾害。可以促进水分循环和影响大气环流,增加降水,起“空中水库”的作用。据测算,森林蒸腾的水汽58%又降到陆地上,可增加陆地降水量21.6mm,占陆地年平均降水量2.9%。
7、森林能消除噪声污染。据测定,100m的防护林带可降低汽车噪声30%,摩托车噪声25%,电声噪声23%。
三、林业可持续发展的目标
林业可持续发展的目标,是由一个个具体的区域对林业发展的需求所决定的。一般说来,应当从森林所发挥的作用方面来考虑。而森林的作用受制于特定区域的社会意义和国民经济意义,就其作用来划分,主要体现在社会、经济与生态环境3个方面。
1、 林业可持续发展的社会目标
林业可持续发展的社会目标,强调满足人类基本需要和较高层次的社会文化要求,持续不断地提供林产品以满足社会需要,这是持续林业的一个主要目标。作为社会经济大系统的林业产业,担负着为社会发展提供生活资料(燃料、食品等)与生产资料(原材料)的双重任务。随着全球范围内不可再生资源的不断消耗,森林作为主要的可再生资源,其满足人类社会物质需求的作用是绝对不会消失的。人类对森林的社会、文化需求的不断扩大,是社会经济发展的总趋势。满足人对森林的多种需要和愿望,是林业的根本任务。
2、 林业可持续发展的经济目标
林业可持续发展的经济目标,主要关注于林业生产者的长期利益。这里必须明确的是林业经济可持续性的主体是林业生产经营者。当前就经济利益的实现方式考察,主要还是通过为社会提供物质产品的形式,实现自身的利益,其中起主导作用的是林产品产量的持续产出。而林产品的产出,除了取决于林业生产力水平外,同时还受到自然生态环境的制约,更受制于非林业部门的影响。林业经营者经营的森林生态系统所提供的环境产品,具有经济利益的外部特征,必然造成林业利益难以在市场条件下完全实现。面对这种情况,林业可持续发展的经济目标,必须有其他实现途径。最可行的方式,一是实行生态补偿;二是国家扶持。因此,林业持续发展的必要条件之一,必须保障林业生产者的经济可持续性。
3、 林业可持续发展的生态环境目标
林业可持续发展的生态环境目标,关注的是森林生态系统的完整和稳定。通过退化生态系统的重建与已有森林生态系统的合理经营,保障森林生态系统在维护全球、国家、区域等不同层次上所发挥的环境服务功能的持续性。其中关键是无退化的使用林地和保护生物多样性,保持森林生态系统的生产力和可再生产能力以及长期健康。林业可持续发展的生态环境目标,不仅是保障林业自身社会经济可持续的基础,更重要的意义还在于持续发挥森林生态系统在维护全球生命支持系统中的重要性与不可替代性。
综上所述,林业可持续发展目标应当包括社会、经济、生态环境3个方面,其中社会与生态环境目标,体现的是全人类的利益,即可持续发展的社会经济,需要林业持续的提供物质产品与生态环境服务功能。而作为人类群体中的林业生产经营者来说,不仅需要自身的实践活动所提供的产品服务,更具有意义的是要求其自身经济利益的持续性,这也是不同利益主体对林业问题构成不同态度的深刻原因。
三、林业可持续发展的目标
林业可持续发展的目标,是由一个个具体的区域对林业发展的需求所决定的。一般说来,应当从森林所发挥的作用方面来考虑。而森林的作用受制于特定区域的社会意义和国民经济意义,就其作用来划分,主要体现在社会、经济与生态环境3个方面。
1、 林业可持续发展的社会目标
林业可持续发展的社会目标,强调满足人类基本需要和较高层次的社会文化要求,持续不断地提供林产品以满足社会需要,这是持续林业的一个主要目标。作为社会经济大系统的林业产业,担负着为社会发展提供生活资料(燃料、食品等)与生产资料(原材料)的双重任务。随着全球范围内不可再生资源的不断消耗,森林作为主要的可再生资源,其满足人类社会物质需求的作用是绝对不会消失的。人类对森林的社会、文化需求的不断扩大,是社会经济发展的总趋势。满足人对森林的多种需要和愿望,是林业的根本任务。
2、 林业可持续发展的经济目标
林业可持续发展的经济目标,主要关注于林业生产者的长期利益。这里必须明确的是林业经济可持续性的主体是林业生产经营者。当前就经济利益的实现方式考察,主要还是通过为社会提供物质产品的形式,实现自身的利益,其中起主导作用的是林产品产量的持续产出。而林产品的产出,除了取决于林业生产力水平外,同时还受到自然生态环境的制约,更受制于非林业部门的影响。林业经营者经营的森林生态系统所提供的环境产品,具有经济利益的外部特征,必然造成林业利益难以在市场条件下完全实现。面对这种情况,林业可持续发展的经济目标,必须有其他实现途径。最可行的方式,一是实行生态补偿;二是国家扶持。因此,林业持续发展的必要条件之一,必须保障林业生产者的经济可持续性。
3、 林业可持续发展的生态环境目标
1从外源污染出发
1.1建造人工湿地系统
人工湿地系统是人工将土壤、砂、石、煤渣等基质按一定比例铺垫,植人特定的水生植被,并将底部完全封闭的可处理废水的生态系统。它可以形成一个非常好的人工半封闭生态系统,促成良性内部循环的构成。另外,这种人工湿地系统还能处理很多种工、农业废水,并且效果显著。这种方法目前被广泛应用,例如深圳的石岩河人工湿地系统。
1.2河堤生态系统建设
河堤的作用非常大,首先它具有一定的缓冲功能,其次它也是人们的娱乐地点和城市风景线。河堤的建设需要考虑的不仅是美观、实用,更重要的是它的安全性和对河道的保护性。而所谓河堤生态系统就是将河堤建造成一个利于生物生长的,与自然相辅相成的河堤系统。它不仅改善了水体的生态环境,也增加了河道的自净能力。
1.3生态护坡工程
生态护坡是一种既能实现河道的护坡,又能促进河道生态平衡的工程技术。它分为植物工程复合护坡和植物护坡两种。植物工程复合护坡技术有多种形式,例如土木材料固土种植基、铁丝网与碎石复合种植基、水泥生态种植基、三维植被网等。上海崇明岛瀛东村河道工程中就使用了这种生态护坡技术。从效果上来看,河道坡岸的稳定性得到有效加强,河道的水质也得到了良好的改善。还促进了生物的多样性发展,使河道的生态系统变得更加稳定。植物护坡则相对来说简单一些,它主要是利用河岸植被的根系来进行固土,防止河岸水土的流失。这种方法既能促进河道水生态系统的良性循环,还有美化环境和景观制造的作用。
2从内源污染出发
2.1提高水体溶氧度
在城市河道整治工程中,可以向水体中充入大量的空气或氧气,以提高水体的溶氧度,进而修复河道中好氧微生物的活力,加快河道中有机污染物降解的速度,改善水质后,进一步修复水生态系统。
2.2利用底泥生态疏浚技术减少内源污染负荷
所谓生态疏浚,就是清除河道底部大量沉积物表层的氮、磷、有机质等富集层的一种技术。这种技术可以有效地降低水底污染物对上覆水体的污染率,阻止内源释放而引发的河道水质二次污染。我国太湖的五里湖就利用了这一技术,使其底泥中磷的含量大幅下降,进而为水生态修复准备了良好的条件。
2.3构建水生植物群落
可以根据河道的水体特征,制造最合适的水生植物群落,来吸收河道中的N、P等营养物质,然后再将植物带离河道,从而将河道中多余的营养物质带走。这种方法易于实行和维持。另外,合适的水生植物的根系还可以为水中的微生物提供适合生存的环境,改善河道水生态系统。
二、城市河道整治工程中水生态修复的重要性
在我国有2/3的城市面临着缺水问题,大部分城市河道都受到比较严重的污染。所以,解决河道污染,塑造一个良好的水生态系统是一件势在必行的事。而人工治理污染不仅需要消耗大量资金,也不是一个长久之计。所以,修复河道水生态系统,增强河道自身净化能力才是行之有效的办法。自古人类就喜欢临水而栖,水文化更是体现了人和水之间的微妙关系。在城市河道整治的工程中,要根据当地原有的人文历史资源,将水文化和生态环境保护有机的结合起来,倡导人们保护赖以生存的水资源。从某种方面来讲,城市河道对推进城市化建设的进程有着不小的作用。注重保护城市河道的水生态系统,将生物学原理充分的应用到城市河道规划建设中,既满足了河道的功能和景观的要求,又营造了一个良好的生态系统,有效的提高了人们生存环境的质量。
三、结语
关键词 湿地;湿地保护技术;生态恢复技术;探讨
中图分类号 X171 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0132-02
当前,湿地的定义还存在一些分歧,但目前较为公认的一种说法就是陆地与水域之间的过渡地带统称为湿地。但随着人类对湿地利用的无限制,导致湿地在逐年的锐减和遭到破坏,急需我们人类加大湿地保护意识,不断创新生态恢复技术,才能实现人与自然的可持续发展。由此可见,就关于湿地保护及湿地生态恢复技术进行探讨具有十分重要的意义。基于此,笔者结合工作实际,提出关于湿地保护的重要意义和相关技术、湿地生态恢复技术的同时呼吁全人类共同加入到湿地保护行列中来。
1 加强湿地保护及湿地生态恢复的重要意义
加大湿地保护力度,加强湿地生态恢复,具有十分重要的意义。这主要是湿地具有较多的功能,主要表现在以下几个方面。
1.1 湿地为生物提供了生存的环境
而覆盖地球表面约6%的湿地要为地球上已知1/5的物种提供赖以生存的环境,其生态功能具有不可代替性,拥有“地球之肾”的美称。此外,湿地更是大型遗传基因库,在维持多种生物种的生存与发展、筛选和改良都具有十分重要的意义。
1.2 湿地具有生态环境调节功能
湿地具有生态环境调节功能主要表现在涵养水源、蓄洪防旱、抵御洪水以及气候调节等多种功能。湿地是地球的主演淡水存储库,人类的生产生活用水的主要来源地,与此同时,它还是主要的地下水补充来源,尤其是其具备抵御洪水和调节径流的生态型功能。
1.3 湿地具有污水净化功能
在同等地域的情况下,湿地的污水净化性能森林的1.5倍。比如说,将五类水质的水在湿地中净化之后,水质能提升到三类。这是由于湿地的水流速度较慢,对水中的污染物进行存储、积淀、分解,将污染物消化或降低污染浓度。
1.4 湿地的生物生产力极高
湿地生态系统的生物生产力极高,就单位土地来比较,比其他栖息地的生物生产力要高很多很多。据相关调查,在蛋白质生产方面,每年湿地生态系统是陆生生态系统的三点五倍。我们每天要吃的水稻和一些鱼虾蟹贝大都来自湿地此外,湿地的林业资源和动物资源等的经济性也较高。
从上面所描述的湿地功能来看,这么好的资源,试问,我们加强湿地保护及湿地生态恢复没有重要的意义吗?
2 关于现代湿地保护的相关技术探讨
1)做好湿地保护工作,首先必须遵循五项基本原则:一是遵循预防为主优先保护,确保保护与开发利用合理化的基本原则,在湿地保护中进行合理的开发利用,在开发利用中对湿地进行合理的保护,始终确保湿地的健康;二是遵循人与湿地之间的和谐共处基本原则,以正确的方式对待和处理人与大自然之间的局部和整体的利益关系;三是遵循可持续发展的基本原则,以发展的眼光处理好眼前与长期的利益关系;四是遵循生态效益为主,效益协调化、统一化的基本原则,以维护湿地系统的生物多样性和结构功能的完善性;五是遵循因地制宜的基本原则,做好统筹规划、注重重点保护的突出性和全面保护与利用的和谐性。
2)要建立健全湿地保护部门。以科学、正确的发展观、政绩观,保障经济的发展与生态的保护之间的协调一致性。进行统一、规范、科学、有效的管理。不管是国家还是地方政府都必须建立健全湿地保护部门和相关的运行机制和管理体系,确保湿地保护工作统一有效的运行。
3)加大执法保护力度,严肃处理各类危害湿地资源的行为。禁止各类危害湿地资源的开发项目的运行,即便要利用也要在充分保护湿地资源的前提下进行可持续发展和谐的开发利用。严禁围湿造田,实行退耕还湿,并加大资金的投入力度,确实做好湿地保护工作。
3 基于湿地生态系统特征的生态恢复技术的探讨
所谓湿地恢复,主要是指利用生态技术或者生态化工程,修复或者重建那些湿地生态功能退化甚至消失的湿地,并尽可能地恢复到原有的结构和功能,将其功效发挥到最大化。笔者结合工作实际,结合湿地生态系统的特征,提出几点湿地生态修复
技术。
3.1 栖息地恢复技术
恢复栖息地的最终目标就是利用各种现代化技术,提升栖息地的稳定性、一致性。栖息地的恢复一般包括三个方面的修复,一是湿地的基底;二是湿地的水状况;三是湿地的土壤,其中基底的恢复最为重要,在基底恢复方面主要采取工程措施来实现,从而确保湿地基地的稳固性,而对于湿地水状况的恢复主要是通过稳定湿地面积来实现,恢复湿地的土壤则主要通过改造湿地的地形地貌来实现。
3.2 生物修复技术
所谓生物修复技术,就是对被破坏的湿地生物物种,利用现代生物培育技术、保护技术和生物物种引进技术,以及种群行为的控制、种群动态的调控技术和群落结构的配置优化技术、组建技术、演替控制与恢复等技术。通过利用这些现代化的技术,对湿地被破坏的生物进行修复或再植再造,修复湿地的生物生态
系统。
3.3 生态系统的结构和功能的恢复技术
生态系统的结构和功能的恢复技术主要是基于湿地生态系统的几种技术:一是总体设计技术;二是生态系统构建技术;三是生态系统集成技术。在湿地生态恢复工作中会,湿地生态系统的恢复技术既是重中之重,又是难上加难。对于一些功能退化的湿地生态系统的恢复,应由国家和湿地所在地有关部门予以高度的重视,加大湿地管理保护工作,在技术和资金上加大湿地生态恢复力度。
4 基于湿地类型的生态恢复技术的探讨
我国地大物博,湿地的类型也不尽相同,因而其生态修复技术也就不尽相同,健康的湿地生态系统,是国家生态安全体系的重要组成部分,对经济社会发展发挥着越来越大的作用。应针对不同类型的退化湿地生态系统,开展湿地生态系统恢复关键技术的研究;选取各种类型退化湿地的典型代表,进行生态恢复示范研究。基于此,笔者根据自身有限的知识水平,基于生态类型的不同,谈谈常见的几种湿地类型的生态恢复技术。
4.1 河滨湿地的生态恢复技术
河滨湿地的生态恢复,主要是由于当前河滨湿地不断被陆地化和污染的看,因而就河滨湿地的生态恢复目的来说,应集中于减少洪水危害、净化水质,并以疏浚河道的工程技术,实现河漫滩湿地的再自然化,以提升水流持续性,预防被侵蚀或者沉积物的进入等技术措施控制湿地被陆地化,例如通过切断污染源和加大非点源污染的净化处理力度,尽可能的将河滨湿地的生态系统恢复到原始水平。
4.2 海岸带湿地的生态恢复技术
海岸带湿地的生态系统的恢复、修复或重建,因受到农业的开发和城镇化的改扩建,而导致大量的湿地受损甚至消失,因而要想充分利用湿地生态系统的涵养水源、蓄洪防旱、抵御洪水、净化水质以及气候调节等功能,就必须对湿地规模、位置以及形态进行重新调整与配置,充分发挥海岸带湿地的功能。
4.3 森林湿地的生态恢复技术
由于森林湿地生态系统的恢复、修复和重建与草泽湿地不同,尤其是森林的重建需要几十年,因而森林湿地的生态恢复技术主要采取水文和土壤的恢复或改造,并以植被种植的辅助方式恢复森林湿地生态系统。
4.4 湖泊湿地的生态恢复技术
由于湖泊的水体相对平静,虽然其面积能很好的修复到以前的水平甚至可以扩大,但水质的恢复是一个复杂而又漫长且不可能完全恢复的,因而通过上述的切断污染源和对点源与非点源的控制外,还应采取深度处理污水和加强生态调控的技术措施,尽量恢复湖泊湿地的生态功能。
5 总结语
总之,湿地给人类带来了许多好处,加大湿地保护力度应成为当前林业部门的主要工作内容。湿地保护工作任重而道远,湿地生态恢复技术是一项系统而又复杂的极具专业的一门技术,我们应抓住“十二五”大好发展,切实做好湿地保护和湿地生态恢复工作,真正实现人与自然的和谐共存与发展。
参考文献
[1]陆健健,王伟.湿地生态恢复[J].湿地科学与管理,2007,01.
[2]陆健健,王伟.湿地生态恢复的主要模式—湿地公园建设[J].湿地科学与管理,2007,02.
[3]周建东.城市湿地公园生态规划设计的理论框架研究[J].安徽农业科学,2007,36.
[4]王亮.湿地生态系统恢复研究综述[J].环境科学与管理,2008,08.
(大兴安岭森林调查规划院,牙克石022150)
摘 要:文章通过对内蒙古大兴安岭林区湿地资源现状分析,提出对湿地资源保护的必要性及保护措施。
关键词 :湿地资源;现状;保护措施
中图分类号:S718.5
文献标识码:B
收稿日期:2014-12-31
作者简介:任增光(1979 -),男,山东省鄄城人,林业工程师
湿地是人类社会存在和发展不可或缺的重要资源,主要指天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带、静止或流动、淡水、半咸水、咸水体,包括低潮时水深不超过6m的水域。湿地和森林、海洋并列为全球三大生态系统,他是地球上水陆相互作用而形成的独特生态系统,是自然界最富生物多样性的生态系统和人类最重要的生存环境之一,具有巨大的资源潜力和环境、社会、经济功能,他不仅为人类的生产、生活提供多种资源,而且在抵御洪水、调节径流、改善环境、控制污染、保护物种基因多样性、美化环境和维护区域生态平衡等方面具有其他系统不可替代的作用,享有“地球之肾”和“生命摇篮”之美誉。
1 内蒙古大兴安岭林区概况
内蒙古大兴安岭林区位于我国东北部,地理坐标为东经119°36’26”~125°24’10”,北纬47003’26”~53°20’00”,林区总面积为1067.75万hm2。南北长约700km,东西宽400多km。
林区属于寒温带大陆性季风气候区,冬季漫长寒冷,夏季短暂且温凉湿热,年平均气温0.1℃,平均最高气温6.4℃,平均最低气温-6.5℃,≥O℃年积温为2491.6℃,≥10℃年积温为2030.6℃,年平均降水量372.2mm,年平均蒸发量1122.6mm,太阳辐射2731.2兆焦耳/m2,湿润度为1.0,无霜期<100d。
2 内蒙古大兴安岭林区湿地类型及现状
2.1 湿地类型
根据湿地分类标准,林区湿地共分为河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地、人工湿地4大湿地类:永久性河流、永久性湖泊、森林沼泽、草本沼泽、灌丛沼泽、藓类沼泽、沼泽化草甸、地热湿地、人工湿地9个湿地型。
2.2 林区湿地现状
内蒙古大兴安岭林区湿地分布是以大河为基线,沿河谷、山地平缓坡、阶地和河漫滩滞水地带分布,并且集中连片,面积大,具有原生性的特点。
林区湿地总面积120.31万hm2,占实际经营面积的12.29%。
按湿地类分:河流湿地面积3.45万hm2,占湿地总面积的2.87%;湖泊湿地面积0.22万hm2,占0.18%;沼泽湿地面积116.63万hm2,占96.94%;人工湿地面积0.01万hm2,占0.01%。
按湿地型分:永久性河流面积3.45万hm2,占湿地总面积的2.87%:永久性淡水湖面积0.22万hm2,占0.18%;藓类沼泽面积0.035万hm2,占0.03%;草本沼泽面积56.45万hm2,占46.92%:灌丛沼泽面积10.13万hm2,占8.42%;森林沼泽面积47.54万hm2,占39.51%;沼泽化草甸面积2.24万hm2,占1.86%;地热湿地面积0.23万hm2,占0.20%;库塘面积0.01万hm2,占0.01%。
内蒙古大兴安岭林区地域辽阔,资源丰富,物种繁多,既是松嫩平原和呼伦贝尔草原的天然屏障和天然分界线,又是嫩江和额尔古纳水系的重要发源地。具有我国独有的原生性寒温带针叶林森林生态系统和多种过渡的生态类型,是重要的野生物种柄息地。在我国国土生态安全和生物多样性保护中具有重要的地位和作用。
3 内蒙古大兴安岭林区湿地保护的必要性
3.1 湿地具有独特生态系统功能
湿地是具有多种功能的独特生态系统,是重要的自然资源和人类生存环境资本,在支撑人类社会和谐发展和自然系统有序循环等方面起着举足轻重的作用。
3.2 湿地保护可净化水体
湿地具有很强的降解污染功能,湿地植物、微生物通过物理过滤、生物吸收和化学合成与分解等把人类排入湖泊、河流等湿地的有毒有害物质转化为无毒无害甚至有益的物质。
3.3 湿地对区域气候有调节作用
湿地对区域气候有巨大的调节作用,在增加局部地区空气湿度、削弱风速、缩小昼夜温差、降低大气含尘量等气候调节方面都具有明显的作用。
3.4 湿地保护可缓解自然灾害
湿地具有调洪蓄水、抵御风暴、预防侵蚀、抗御干旱、调节气候等重要功能,对于构建防灾减灾体系、缓解全球气候变暖等发挥着十分独特的作用。
4 内蒙古大兴安岭林区湿地保护措施的建议
4.1 合理利用现有湿地资源,加强自然湿地资源保护
由于林区开发初期人们对湿地资源重要性的认识不足,湿地资源经历了水湿地改造造林等破坏,使湿地遭到一定的破坏,湿地资源现状不容乐观。合理利用现有湿地资源特别是自然湿地资源是保护湿地资源的最大资本。
4.2 制定科学的湿地利用保护政策,明确政府及其主管部门的保护责任
着眼于内蒙古大兴安岭林区经济社会发展的大局,本着生态优先的原则,制定科学的湿地利用保护政策,确立湿地保护原则,明确政府和部门保护责任、保护方式、保护措施,确保维护湿地生态功能和生物多样性,促进湿地资源的可持续利用。