時(shí)間:2023-07-13 16:29:05
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關(guān)鍵詞:大地藝術(shù)、生態(tài)問題、工業(yè)廢棄地問題、生態(tài)景觀、生態(tài)修復(fù)
中圖分類號: B845 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、大地藝術(shù)的革新因素
大地藝術(shù)和同時(shí)期的其他藝術(shù)如極簡主義藝術(shù)、概念藝術(shù)、貧窮藝術(shù)有著密切的關(guān)系,與這些藝術(shù)派別之間,是一種相互交叉、相互影響的關(guān)系。
與以往的藝術(shù)相比,大地藝術(shù)有很強(qiáng)的革新因素:
表現(xiàn)在對自然因素的關(guān)注,以自然因素為創(chuàng)作的首要選擇方向,藝術(shù)品不再是放置在景觀環(huán)境中,大地本身已經(jīng)成為藝術(shù)或藝術(shù)的組成部分。
大地藝術(shù)還力圖遠(yuǎn)離人類文明,改變過去藝術(shù)品被收藏的具有商業(yè)氣息的方式。作品多選擇在峽谷和沙漠,或形成一種只能在空中鳥瞰的人類染指自然的記錄,人們對這種藝術(shù)的了解,主要是通過圖片展覽和錄像的方式,同時(shí),彰顯降質(zhì)環(huán)境(沙漠化、工業(yè)廢棄地等),表現(xiàn)出一種獨(dú)特的批判現(xiàn)實(shí)的姿態(tài)。
大地藝術(shù)貼近了景觀,改變著人們的生態(tài)觀念和自然觀念,其觸角深入到風(fēng)景園林專業(yè)涉及的領(lǐng)域,對西方現(xiàn)代風(fēng)景園林設(shè)計(jì)產(chǎn)生了重要的影響。
二、大地藝術(shù)對工業(yè)廢棄地的關(guān)注
許多大地藝術(shù)家都是懷著一種社會責(zé)任感進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作的,這主要表現(xiàn)在對工業(yè)廢棄地的關(guān)注。藝術(shù)家通過對工業(yè)廢棄地的特別張顯,對工業(yè)生產(chǎn)的副作用進(jìn)行揭示和批判,吸引人們關(guān)注生態(tài)問題和社會問題。史密森主張的“藝術(shù)可成為調(diào)和生態(tài)學(xué)家和工業(yè)學(xué)家的一種資源”,流露出的就是這樣一種關(guān)注社會和環(huán)境的態(tài)度。
三、對工業(yè)廢棄地的關(guān)注---天津市濱海新區(qū)紫云公園調(diào)研
堿渣是氨堿法生產(chǎn)純堿過程中排放的廢棄物。天津塘沽堿廠是我國氨堿法生成純堿的主要基地之一,排放的堿渣大量堆存,占用土地,成為制約堿廠發(fā)展以及城市建設(shè)、市容環(huán)境建設(shè)的重要障礙。隨著天津市建設(shè)的迅速發(fā)展,建設(shè)用地日益緊張,堿渣的合理處置更成為城市建設(shè)發(fā)展面臨的大問題。
塘沽紫云公園利用工業(yè)廢料堿渣修建山體公園,是治理工業(yè)污染,美化城市環(huán)境的一項(xiàng)壯舉。堿渣山體作為一種大尺度堿渣堆體,國內(nèi)外還未見類似工程的報(bào)導(dǎo),特別是堿渣與一般工程土的性質(zhì)不完全一樣,其在施工過程中是否保持安全穩(wěn)定,如何選擇合理的施工工藝來保證工程安全性,這都需要施工監(jiān)測資料來提供依據(jù)。本文依據(jù)實(shí)地調(diào)研,在此作簡要介紹和分析。
3.1 天津市塘沽區(qū)紫云公園生態(tài)景觀設(shè)計(jì)概述
紫云公園生態(tài)建設(shè)項(xiàng)目(堿渣綜合治理工程) 榮獲了由國家建設(shè)部評選的“2005 年中國人居環(huán)境范例獎(jiǎng)”。該項(xiàng)目歷時(shí)五年的時(shí)間,終于實(shí)現(xiàn)了百年堿渣變綠洲的奇跡。在這之前,天津堿廠制堿產(chǎn)生的廢渣在這里已經(jīng)堆放了近百年,由于城市的向外擴(kuò)張,堿渣山已成為位于城區(qū)中心的一顆毒瘤,嚴(yán)重威脅著周邊的環(huán)境和濱海新區(qū)的發(fā)展。為了改善環(huán)境,恢復(fù)生態(tài),提高城市的競爭力,堿渣治理辦公室組織專家通過科學(xué)論證,開始了還渣廠為綠地,變渣山為花園的艱辛勞動(dòng)。歷時(shí)5年,建設(shè)了一座占地33 萬m2 ,主峰高達(dá)31. 9 m 的山體公園―紫云公園。此公園利用堿渣制工程土500 萬m3 ,表面覆蓋0. 8 m~1. 2 m 的種植土。到目前為止,園內(nèi)栽植花卉4 萬余株,草坪16 萬m2 ,種植喬、灌木樹種百余種30 余萬株,并有數(shù)10 種鳥類在此棲息。
治理后的紫云公園不但成為塘沽的標(biāo)志性公園,而且也產(chǎn)生了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。不但空氣、土壤、水體的污染得到了有效改善,而且城市功能和土地的利用也實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化配置。相信“堿渣山”綜合治理的經(jīng)驗(yàn)必將為我國乃至世界找到這類“工業(yè)廢棄地”景觀生態(tài)改造的新途徑。
3.2 設(shè)計(jì)細(xì)則
3. 2. 1 場地土壤的處理
土壤污染是“工業(yè)廢棄地”景觀生態(tài)設(shè)計(jì)面臨的第一大問題。其污染源主要包括:工業(yè)廢水、廢氣;工業(yè)廢棄物的地面堆積;原材料、產(chǎn)品廢渣等。土壤系統(tǒng)生態(tài)處理的目的是建立適宜植物生長的土壤層,以迎合生態(tài)系統(tǒng)底層綠色植物生長的需要。因此,處理被污染的土壤,通常的方法是覆土或?qū)υ寥赖睦砘瘲l件,營養(yǎng)和毒性方面進(jìn)行改良與修復(fù) 。
3. 2. 2 場地水體的處理
水資源的凈化―循環(huán)利用是景觀中生態(tài)設(shè)計(jì)手法的重要體現(xiàn)。彼得?拉茲在杜伊斯堡北部風(fēng)景園的設(shè)計(jì)中就將原工廠的舊排水渠改造成水景公園,利用新建的風(fēng)力設(shè)施帶動(dòng)凈水系統(tǒng),將收集的雨水輸送到各個(gè)花園用來灌溉;在薩爾布呂肯市港口島公園,將地表水匯聚于高架橋下,通過一系列凈化處理后循環(huán)利用,并通過水的跌落形成了歡快的落水景觀 。這剛好與紫云公園的水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有異曲同工之妙。
3. 2. 3 場地植被的處理
“工業(yè)廢棄地”植物景觀的營造需要在土壤生態(tài)化處理的基礎(chǔ)之上,結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑼寥?、水文等特?適地適樹,尊重生物群落自然再生的過程,保護(hù)場地上的各種野生動(dòng)、植物,創(chuàng)造出有地方特色的植物景觀。
3. 3 生態(tài)與藝術(shù)的完美結(jié)合
3. 3. 1 場地廢棄材料和設(shè)施的更新、循環(huán)和再利用
“工業(yè)廢棄地”景觀的生態(tài)設(shè)計(jì)就是要盡可能地利用場地上現(xiàn)有的材料,最大限度地減少對于新材料、新能源的索取。而藝術(shù)則成為處理工業(yè)廢料的一條重要途徑。因此,極簡藝術(shù)、波普藝術(shù)、大地藝術(shù)以及其他藝術(shù)流派都嘗試過工業(yè)廢料的應(yīng)用。如場地中的構(gòu)筑物可以成為景觀的控制要素;工業(yè)產(chǎn)品可以充當(dāng)裝飾材料;工業(yè)廢料和建筑拆除后的瓦礫可以作為填充物等。而紫云公園山體均為堿渣廢料堆砌而成,經(jīng)技術(shù)檢測,堿渣山體具有穩(wěn)定性,經(jīng)過覆土種植的樹種及本土植物生長狀態(tài)良好。
3. 3. 2 場地地表痕跡的藝術(shù)化處理
對待“工業(yè)廢棄地”中的工業(yè)痕跡,不應(yīng)該試圖掩蓋或消滅它們,而應(yīng)尊重場地的特征,采用保留和藝術(shù)加工等方式,創(chuàng)造獨(dú)特的地域景觀。大地藝術(shù)就是其中的一種方式。早在20 世紀(jì)70 年代初,大地藝術(shù)家史密斯就提出:藝術(shù)可以成為調(diào)和生態(tài)學(xué)家和工業(yè)學(xué)家的一種資源,而大地藝術(shù)最好的場所是那些被工業(yè)和盲目的城市化所破壞的或是被自然自身毀壞的場所。
3. 3 場所精神和歷史文脈的延續(xù)
一個(gè)富有生命力的地區(qū)和城市必然是有個(gè)性、具有可識別性和有內(nèi)涵的?!肮I(yè)廢棄地”景觀的生態(tài)設(shè)計(jì)就是在尊重地區(qū)原有的自然環(huán)境和歷史文化背景的基礎(chǔ)之上,體現(xiàn)場所精神和歷史文脈的延續(xù),并使衰敗地區(qū)重拾自豪感,實(shí)現(xiàn)區(qū)域的復(fù)興。圖中景觀節(jié)點(diǎn)名稱為:地震遺址。是唐山大地震時(shí),地殼塌陷,使常年堆砌的堿渣山形成一道巨大的殘壁,亦是特殊歷史事件的紀(jì)實(shí)。
四、大地藝術(shù)對風(fēng)景園林設(shè)計(jì)的影響
作為一種影響廣泛、意義深刻的藝術(shù)派別,大地藝術(shù)改變著人們的自然觀和生態(tài)觀,旗幟鮮明地關(guān)注工業(yè)廢棄地和工業(yè)文明的副作用,運(yùn)用基本幾何形作為創(chuàng)作語匯,對同樣致力于人類生存環(huán)境的改善的風(fēng)景園林專業(yè),造成了很大的影響。
大地藝術(shù)的存在,開拓了風(fēng)景園林師的思維,對人們的生態(tài)觀念和自然觀念的提高與轉(zhuǎn)變,具有積極意義。
而這一切,都可能將被徹底改變。
2005年,中國政府與世界銀行合作,在黃河上游建成了世界最大的流域修復(fù)工程。很遺憾,這項(xiàng)500萬美金的項(xiàng)目宣傳力度不夠。而實(shí)際上,憑借這一項(xiàng)目,35000平方公里黃土高原(面積差不多有比利時(shí)那么大)從滿是塵土的荒地,變成了一片蔥郁的農(nóng)業(yè)中心。
精心計(jì)劃梯田,重新種植天然植被,限制放牧,這些努力,使得這片土地重新煥發(fā)生機(jī),成就了當(dāng)?shù)氐呐d旺的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)。更棒的是,由于新的天然植被固定了土壤,減少了洪水和沙塵暴,并且逐漸形成了一個(gè)龐大的二氧化碳吸收器。
由John Liu(環(huán)保教育媒體項(xiàng)目的發(fā)起人,也是一位經(jīng)驗(yàn)豐富的生態(tài)電影導(dǎo)演)編導(dǎo)的一部新電影,將講述黃土高原的故事。紀(jì)錄片“氣候變化下的希望”,以黃土高原的故事作為主線,還敘述了盧旺達(dá)和埃賽俄比亞類似的成功案例,在那里,有類似的森林修復(fù)的工程。
正如REDD+(因伐林和林地退化引起的森林減排)所指出的,哥本哈根會議希望通過建立一種有序的管理制度,來控制森林減少和管理森林。森林修復(fù)工程的支持者希望,這一舉措可以得到全世界類似項(xiàng)目的認(rèn)可與支持。
這將是大規(guī)模推廣森林修復(fù)工程的重大進(jìn)展。此次行動(dòng)不像是看著青草長大那么容易,需要幾十年的時(shí)間,來讓植被重新恢復(fù),必須嚴(yán)格控制放牧和過度種植。而劉先生的記錄片卻繞開了這些麻煩的事情,直接把鏡頭從灰暗的泥濘土地,轉(zhuǎn)到了青蔥的田地。
森林的恢復(fù)與氣候的變化之間的關(guān)系,越來越讓人無法忽視。世界資源研究所一項(xiàng)新的研究表明,全球有近十億公項(xiàng)的土地可以被修復(fù)。據(jù)粗略估計(jì),這項(xiàng)行動(dòng)如果成功,消除的二氧化碳,會比主動(dòng)停止伐林減少的二氧化碳還要多50%。
毫無疑問,森林修復(fù)工作困難重重。因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)取決于地理環(huán)境,而且如果想要長久的保持生態(tài)平衡,還要有當(dāng)?shù)鼐用竦闹С郑@項(xiàng)工作涉及面很廣。任何森林修復(fù)工程都需要專業(yè)的工程師,生態(tài)學(xué)家,土壤學(xué)家,以及對當(dāng)?shù)卣谓?jīng)濟(jì)的全面了解。
黃土高原項(xiàng)目的成功,原因在于生態(tài)學(xué)家驚人的發(fā)現(xiàn):必須建造和保持梯田。
土地是人類生活及生產(chǎn)不可或缺的重要載體,但我國人口眾多,人均占用土地較少,城市土地資源尤其緊缺。目前,工業(yè)企業(yè)關(guān)?;虬徇w產(chǎn)生大量污染嚴(yán)重的工業(yè)場地,不僅不利于土地開發(fā)再利用,產(chǎn)生的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及危害還會對人體及生態(tài)環(huán)境造成長遠(yuǎn)的影響。因此,對污染場地開展修復(fù)治理或風(fēng)險(xiǎn)管控,已成為社會發(fā)展、改善城市人群生活環(huán)境的迫切需求。近些年來,國家和一些地方政府已逐漸意識到污染場地問題的嚴(yán)重性,投入了大量的資金、人力、技術(shù)等推動(dòng)污染場地治理工作,為其它城市提供可借鑒的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),但由于各地污染場地情況不一,導(dǎo)致修復(fù)治理工作難度和復(fù)雜度升級,而部分施工隊(duì)伍的修復(fù)技術(shù)水平、環(huán)保專業(yè)能力等無法確保修復(fù)工程及污染防治措施有效落實(shí),因此,修復(fù)工程引入環(huán)境監(jiān)理和工程監(jiān)理,通過明確職責(zé)、分工合作等方式進(jìn)行過程監(jiān)督和管理,嚴(yán)格把控修復(fù)工程每一環(huán)節(jié),從而提高修復(fù)工程質(zhì)量和進(jìn)度,推進(jìn)修復(fù)工程順利完成,使土地重新具有開發(fā)利用價(jià)
1污染場地修復(fù)項(xiàng)目特點(diǎn)
緊迫性,土壤污染日益嚴(yán)重,受污染的土壤不僅無法開發(fā)利用,且隱藏在土壤和地下水中的各類污染物已對生態(tài)環(huán)境及人居安全造成了極大的風(fēng)險(xiǎn)隱患,亟需開展修復(fù)工作。多樣性,受污染的土壤由于污染成因不同,污染程度及污染因子均不相同,呈現(xiàn)多樣性和復(fù)合型特點(diǎn),如重金屬污染、有機(jī)物污染、復(fù)合性污染等。專業(yè)性,由于污染場地的污染類型及修復(fù)技術(shù)難易程度不同,且修復(fù)時(shí)可能會產(chǎn)生二次污染,因此,修復(fù)施工是一項(xiàng)較為復(fù)雜且專業(yè)性較強(qiáng)的工程,不僅需要專業(yè)的修復(fù)設(shè)備及施工人員,還需配備先進(jìn)的檢測設(shè)備、專業(yè)的監(jiān)理人員。
2工程監(jiān)理和環(huán)境監(jiān)理在場地修復(fù)項(xiàng)目的區(qū)別及聯(lián)系
在進(jìn)行污染場地修復(fù)項(xiàng)目之前,明確工程監(jiān)理和環(huán)境監(jiān)理的區(qū)別和聯(lián)系,有利于在場地修復(fù)過程中確定各自職責(zé)范圍,更加高效開展現(xiàn)場工作。
2.1區(qū)別
工程監(jiān)理工作對象是修復(fù)工程本身及與工程質(zhì)量、進(jìn)度、投資等相關(guān)的事項(xiàng),其監(jiān)理內(nèi)容主要是圍繞工程施工建設(shè)而開展,包括施工安全、施工質(zhì)量、施工技術(shù)、工程進(jìn)度、施工款項(xiàng)等,總體而言是“質(zhì)量、進(jìn)度、投資管控”。工程監(jiān)理應(yīng)實(shí)地監(jiān)督管理,了解施工款項(xiàng)的流向使其被科學(xué)合理化的使用,確保施工材料的質(zhì)量安全,避免出現(xiàn)“豆腐渣”工程,同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格檢查施工設(shè)施建設(shè)是否符合安全標(biāo)準(zhǔn),了解搭建的腳支架、用電是否安全,施工人員安全防護(hù)是否到位;另外對工程進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)管,使其在規(guī)定期限內(nèi)按時(shí)竣工,有利于控制整個(gè)工程的預(yù)算管理。環(huán)境監(jiān)理工作對象是工程中的環(huán)境保護(hù)措施、風(fēng)險(xiǎn)防范措施以及受工程影響的外部環(huán)境保護(hù)等相關(guān)內(nèi)容;環(huán)境監(jiān)理依據(jù)項(xiàng)目環(huán)保技術(shù)文件,監(jiān)督施工過程廢水、廢氣、噪聲、固廢及生態(tài)保護(hù)等措施的落實(shí),并采取環(huán)境監(jiān)測等手段來校驗(yàn)落實(shí)效果,實(shí)現(xiàn)修復(fù)過程中環(huán)境問題的監(jiān)督管理。通過解決修復(fù)過程中的環(huán)境問題,不斷提高污染場地修復(fù)項(xiàng)目的質(zhì)量安全,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。同時(shí),修復(fù)工程又是環(huán)保工程,修復(fù)效果是通過效果評估驗(yàn)收的重要條件,修復(fù)施工內(nèi)容同樣是日常監(jiān)理重點(diǎn),因此,環(huán)境監(jiān)理的從業(yè)人員不僅需要具備環(huán)保專業(yè)能力,還需具備一定的工程專業(yè)知識。
2.2聯(lián)系
首先,兩個(gè)監(jiān)理方都是由建設(shè)單位委托的第三方專業(yè)咨詢單位,都需要簽訂監(jiān)理合同、確定項(xiàng)目總監(jiān)、成立項(xiàng)目監(jiān)理小組、制定監(jiān)理工作實(shí)施細(xì)則、明確工作原則;其次,兩方監(jiān)理工作依據(jù)主要為項(xiàng)目修復(fù)技術(shù)文件,例如修復(fù)技術(shù)方案和項(xiàng)目施工組織設(shè)計(jì),監(jiān)理目標(biāo)是一致的;再次,就監(jiān)理的工作時(shí)段而言,兩者都需要從項(xiàng)目開工時(shí)介入,至修復(fù)項(xiàng)目整體施工結(jié)束;最后,現(xiàn)場監(jiān)理期間,兩者應(yīng)加強(qiáng)溝通聯(lián)系,發(fā)揮各自優(yōu)勢,對共性問題共同討論及監(jiān)督,使其達(dá)成一致意見,促進(jìn)修復(fù)工程有序開展。
3工程監(jiān)理的工作重點(diǎn)
工程監(jiān)理是指工程監(jiān)理機(jī)構(gòu)受到修復(fù)項(xiàng)目主辦單位的委托,根據(jù)相關(guān)工程監(jiān)理法律法規(guī)、工程建設(shè)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)、安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、采購材料文件及簽訂合同,在施工階段對整個(gè)工程的質(zhì)量安全、造價(jià)成本、工程進(jìn)度進(jìn)行嚴(yán)格的控制管理,確保工程安全竣工。污染場地需要進(jìn)行修復(fù)的重要原因是嚴(yán)重影響了土壤及水資源質(zhì)量等,工程監(jiān)理在修復(fù)過程中最重要的是進(jìn)行質(zhì)量控制,質(zhì)量控制是工程監(jiān)理的重點(diǎn)和核心,其中工程監(jiān)理人員的專業(yè)水平、施工材料質(zhì)量、施工人員技術(shù)水平等都是保障工程質(zhì)量的重要因素。對于污染場地修復(fù)項(xiàng)目,工程監(jiān)理對照項(xiàng)目施工組織設(shè)計(jì),重點(diǎn)關(guān)注施工前期各項(xiàng)臨建設(shè)施的建設(shè)質(zhì)量、施工進(jìn)度、修復(fù)工程量等,例如開挖及修復(fù)大棚搭建、臨時(shí)碼頭及硬化地面建設(shè),修復(fù)期間重點(diǎn)關(guān)注修復(fù)機(jī)械及施工材料的配備情況、污染修復(fù)區(qū)放線、淸挖修復(fù)后基坑復(fù)核、污染土壤外運(yùn)進(jìn)度及過磅計(jì)量等。
4環(huán)境監(jiān)理的工作重點(diǎn)
環(huán)境監(jiān)理的工作定義是指環(huán)境監(jiān)理機(jī)構(gòu)受修復(fù)項(xiàng)目主辦單位的委托,根據(jù)現(xiàn)行的環(huán)保法律法規(guī)、項(xiàng)目修復(fù)技術(shù)方案、施工方案、環(huán)評文件及批復(fù)等要求,對修復(fù)過程實(shí)施專業(yè)化的環(huán)境咨詢服務(wù),協(xié)助及指導(dǎo)修復(fù)單位落實(shí)修復(fù)過程中二次污染防治措施,減少或降低修復(fù)施工對環(huán)境的影響。在具體實(shí)施過程中,環(huán)境監(jiān)理工作主要從以下幾個(gè)階段開展:
4.1施工前期階段
施工前期階段主要涉及工程設(shè)計(jì)資料審核及前期臨建設(shè)施建設(shè)。首先,應(yīng)盡量提前介入項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段,深入研究項(xiàng)目技術(shù)報(bào)告及環(huán)評文件,以此為依據(jù)嚴(yán)格審核施工單位提供的施工組織設(shè)計(jì)及環(huán)保專項(xiàng)設(shè)計(jì)方案,判斷擬采取的大氣污染、水污染、固體廢棄物以及噪聲等防治措施是否全面和可行,從而確定不同階段的施工計(jì)劃、環(huán)境目標(biāo)、監(jiān)理重點(diǎn),并制定環(huán)境監(jiān)理工作實(shí)施細(xì)則。其次,正式修復(fù)施工前,督促施工單位按照審核確認(rèn)的施工方案,完成各項(xiàng)臨建設(shè)施及環(huán)保設(shè)施建設(shè),例如:硬化地面、密閉大棚、廢水及廢氣治理設(shè)施等建設(shè),確保具備下一步修復(fù)施工的開工條件。
4.2修復(fù)施工階段
在修復(fù)施工階段,環(huán)境監(jiān)理既要關(guān)注施工內(nèi)容和修復(fù)效果,還要重點(diǎn)關(guān)注二次污染防治落實(shí)情況。首先,嚴(yán)格監(jiān)督施工單位采取的修復(fù)技術(shù)、施工范圍、使用藥劑等是否與修復(fù)技術(shù)方案、施工組織設(shè)計(jì)一致,例如:基坑開挖范圍及深度、修復(fù)設(shè)備配備情況、藥劑種類及添加比例等,對于發(fā)生的變更要督促其履行變更手續(xù)再行實(shí)施。其次,修復(fù)施工過程伴隨著二次污染的產(chǎn)生,采取有效的防治措施,在最大程度上降低對周圍環(huán)境的不良影響,是環(huán)境監(jiān)理的重中之重。廢氣方面,應(yīng)尤其注意修復(fù)過程揮發(fā)性及半揮發(fā)性有機(jī)物對周邊環(huán)境的影響,在修復(fù)區(qū)域建設(shè)密閉大棚以減少有機(jī)廢氣的無組織排放,并配備廢氣治理設(shè)施處理后有組織達(dá)標(biāo)排放,是目前較為有效的控制手段。同時(shí),還應(yīng)關(guān)注施工揚(yáng)塵,裸土區(qū)域應(yīng)及時(shí)覆蓋;日常巡視期間對異味逸散較為明顯的區(qū)域應(yīng)配備氣味抑制劑進(jìn)行噴灑。廢水方面,應(yīng)監(jiān)督各類廢水是否設(shè)置有效的收集系統(tǒng)和廢水處理裝置,對于露天的臨時(shí)堆場及施工區(qū)域應(yīng)注重初期雨水的收集,防止受污染的雨水對非修復(fù)區(qū)域產(chǎn)生二次污染,如發(fā)現(xiàn)原有埋地污水池并存有污水,應(yīng)及時(shí)報(bào)告并專題進(jìn)行處理。噪聲方面,高噪聲的機(jī)械設(shè)備應(yīng)檢查是否配備消音降噪設(shè)備,周圍是否建立噪音隔離帶,并嚴(yán)格規(guī)定施工時(shí)間,避開周圍居民休息時(shí)間。固廢方面,各類修復(fù)施工產(chǎn)生的次生危廢應(yīng)督促施工單位按要求落實(shí)處置去向,并對危險(xiǎn)廢物執(zhí)行轉(zhuǎn)移聯(lián)單制度,對于修復(fù)期間清挖出的不明物質(zhì)或易燃易爆物質(zhì),因及時(shí)上報(bào)并專題進(jìn)行處理。
5修復(fù)場地監(jiān)理工作存在問題及完善建議
5.1監(jiān)理工作存在問題
近年來,隨著污染土壤修復(fù)工程數(shù)量及規(guī)模的不斷擴(kuò)大,為進(jìn)一步規(guī)范工作程序及要求,保障修復(fù)后的場地達(dá)到預(yù)期修復(fù)效果,國家生態(tài)環(huán)境部陸續(xù)了一系列污染場地調(diào)查、修復(fù)及效果評估工作管理文件、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)導(dǎo)則,但作為修復(fù)階段重要監(jiān)督管理手段的監(jiān)理工作卻還沒有從國家層面確認(rèn)其工作定位并制定相關(guān)工作規(guī)范,因此,環(huán)境監(jiān)理及工程監(jiān)理在開展場地修復(fù)項(xiàng)目中仍面臨以下諸多問題:①環(huán)境監(jiān)理和工程監(jiān)理在修復(fù)項(xiàng)目中的組織結(jié)構(gòu)、工作職責(zé)、工作規(guī)范等未有統(tǒng)一要求,容易導(dǎo)致現(xiàn)場監(jiān)理工作產(chǎn)生各干各的、互不溝通、處理問題無法產(chǎn)生統(tǒng)一意見等情況影響修復(fù)工程質(zhì)量及效果。②兩者監(jiān)理工作存在交叉但又有著本質(zhì)的區(qū)別,而部分項(xiàng)目容易存在相互替代的包含式工作模式,強(qiáng)化了主導(dǎo)一方的監(jiān)理工作卻又弱化了另一方的專業(yè)要求,無法發(fā)揮各自所長做好監(jiān)督管理。③修復(fù)項(xiàng)目監(jiān)理人員隊(duì)伍仍較為薄弱,缺乏專業(yè)性。
5.2完善意見或建議
中圖分類號:X32
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:16749944(2016)08001902
1 引言
隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,各大工業(yè)礦區(qū)在為昆明市經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)的同時(shí),也在不同程度上對生態(tài)環(huán)境造成破壞,這些破壞均直接威脅并破壞群眾居住環(huán)境,加速了生態(tài)環(huán)境惡化,阻礙了周邊群眾環(huán)境質(zhì)量的改善和提高,嚴(yán)重影響了旅游資源,阻礙了全市經(jīng)濟(jì)、環(huán)境以及社會效益協(xié)調(diào)發(fā)展,因此研究“五采區(qū)”生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及修復(fù)措施具有重要意義。
2 生態(tài)修復(fù)概述
生態(tài)修復(fù)即生態(tài)系統(tǒng)停止人為的干擾,進(jìn)而減輕負(fù)荷壓力,憑借生態(tài)系統(tǒng)自身的調(diào)節(jié)能力和組織能力讓其朝著有序的方向演化,也可以指利用生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力,再配合一定人工措施來使已經(jīng)被破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)或朝著良性循環(huán)的方向發(fā)展[1]。
3 昆明市官渡區(qū)“五采區(qū)”生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀
官渡區(qū)地處滇中高原中部滇池東北岸,位于昆城區(qū)的東面,是該城市的重要組成部分,其東面跟宜良相鄰,南邊跟呈貢相鄰,西面跟盤龍和五華兩個(gè)城區(qū)相鄰,昆明市官渡區(qū)“五采區(qū)”的生態(tài)修復(fù)工作最早是在2007年開始的。截止到2011年,官渡區(qū)“五采區(qū)”開展植被修復(fù)工作共計(jì)99個(gè),修復(fù)面積高達(dá)9412畝。在逐步設(shè)施生態(tài)治理和生態(tài)修復(fù)過程中,滇池流域的面山范圍內(nèi)共344個(gè)采點(diǎn)在經(jīng)過全面盤點(diǎn)之后,根據(jù)植被修復(fù)項(xiàng)目連片規(guī)劃管理的原則整合了33個(gè)采區(qū),開展了植被修復(fù)、郊野森林公園建設(shè)等,成效顯著,但是因各方面因素依然存在很多問題,歸納起來主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:①客觀采取的破損面積大,大面積的巖石,失去了植被修復(fù)的條件,針對這種情況需要采取超常規(guī)工程措施;②在一些采區(qū)中,因?yàn)榻煌ú粫?、土地資源匱乏、嚴(yán)重缺水、水電配套設(shè)施不到位以及地界產(chǎn)權(quán)糾紛等問題沒有得到有效解決;③關(guān)于純植被修復(fù)治療的采區(qū)中,缺乏社會企業(yè)的積極參與和投資建設(shè),財(cái)政資金投入有限;④生態(tài)環(huán)境修復(fù)相應(yīng)的配套資金不足。
官渡區(qū)屬于典型的石質(zhì)山區(qū)類型,因?yàn)樽陨砭邆涞纳礁?、水資源不足、土層薄等自然條件為生態(tài)修復(fù)工作帶來較大難度,然而由于生態(tài)修復(fù)的工作本身是一項(xiàng)長期性系統(tǒng)工程,生態(tài)修復(fù)的范圍有待進(jìn)一步擴(kuò)大,所以官渡區(qū)的生態(tài)修復(fù)工作任重而道遠(yuǎn),需要充足的資金作保障。
4 “五采區(qū)”生態(tài)修復(fù)的對策
4.1 “五采區(qū)”生態(tài)修復(fù)的原則
(1)堅(jiān)持科學(xué)規(guī)劃的原則。生態(tài)修復(fù)的規(guī)劃必須有一定的前瞻性,規(guī)劃要從整體入手,科學(xué)配置,充分兼顧生態(tài)修復(fù)的生態(tài)、社會、經(jīng)濟(jì)效益。
(2)堅(jiān)持重點(diǎn)突出的原則?!拔宀蓞^(qū)”的生態(tài)修復(fù)應(yīng)該根據(jù)資源條件和環(huán)境的差異規(guī)劃與之對應(yīng)的建設(shè)內(nèi)容,實(shí)施綜合治理,并突出修復(fù)的重點(diǎn)和特色。
(3)堅(jiān)持適地適樹的原則。要因地制宜,科學(xué)修復(fù),積極培育出優(yōu)質(zhì)樹種,將灌木和喬木相結(jié)合,構(gòu)建人工復(fù)層林,以實(shí)現(xiàn)修復(fù)的近期景觀和遠(yuǎn)期效果。
(4)堅(jiān)持改造并重的原則。開展綠化造林,加強(qiáng)對森林的經(jīng)營和管護(hù),同時(shí)規(guī)劃與實(shí)施共同推進(jìn)。宜造則造、宜封則封,造改并舉,突出效果,保證栽植一次成活、一次成林、一次成景。
4.2 “五采區(qū)”生態(tài)修復(fù)的對策
4.2.1 面山整治和人工造林
滇池流域面山的采礦、采石、取土點(diǎn)(場)等“五采區(qū)”應(yīng)全部關(guān)閉,并做好“五采區(qū)”的地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理與綠化植被恢復(fù)工作,采取超常規(guī)的工程措施推進(jìn)面山石漠化、巖裸地、沙地帶等難造林地的綠化建設(shè),完成滇池面山人工造林的任務(wù),采用低效林地改造、封山育林、退耕還林等多種手段實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)的目標(biāo)。由于滇池流域“五采區(qū)”的自然條件差,水資源匱乏,再加上水資源被污染,因此在該地區(qū)造林的存活率和保存率較低,這為實(shí)施礦山生態(tài)修復(fù)帶來了較大的難度。所以在“五采區(qū)”礦山生態(tài)修復(fù)工程中,有必要考慮通過抗旱造林技術(shù)來實(shí)現(xiàn)修復(fù)。造林的季節(jié)最好選擇在雨季及6、7、8三個(gè)月。在造林樹種的選擇上,針對各種不同類型的地塊,以選用榿木、清香木、黃連木、麻櫟、滇青岡、四照花、滇樸、石楠、楓香、冬櫻花以及其它適宜的具有成熟育苗基礎(chǔ)的優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種為主,使用高規(guī)格苗木,切實(shí)保障成效。
4.2.2 水利配套措施
水資源作為“五采區(qū)”實(shí)施關(guān)停廢棄礦山生態(tài)修復(fù)是否取得成功的關(guān)鍵因素,在礦山生態(tài)修復(fù)中,在加強(qiáng)防洪和集雨工程建設(shè)的同時(shí),還應(yīng)該注重提高植被或者播種建植的植物成活率,重視植物的澆水養(yǎng)護(hù)工作,加強(qiáng)對應(yīng)的配套蓄水和供水設(shè)施建設(shè)。
4.2.3 水土流失區(qū)修復(fù)措施
官渡區(qū)水土流失的重點(diǎn)控制區(qū)為盤龍江和寶象河流域沿岸地區(qū)。應(yīng)加強(qiáng)流域沿岸水土保持林建設(shè)和自然林、次生林的保護(hù)。實(shí)施以松花壩水庫、寶象河水庫為主的生態(tài)恢復(fù)工程。通過綠化植被恢復(fù)、異地?fù)嵊?、生物遷移等措施,選擇速生鄉(xiāng)土樹種合理配置人工群落,在人工輔助5~6 年后,讓群落按照自然更新演替方式恢復(fù),以避免植被破壞、水土流失帶來的土壤侵蝕和自然生產(chǎn)力衰退。對于已經(jīng)破壞的“五采區(qū)”、荒山、山坡進(jìn)行植被恢復(fù),減少水土流失,并盡可能保持該區(qū)植被的原生狀態(tài)。
4.2.4 加大生態(tài)修復(fù)技術(shù)的推廣和創(chuàng)新
要充分根據(jù)官渡區(qū)五采區(qū)具體的生態(tài)類型和修復(fù)技術(shù)集中的特性,構(gòu)建適合該地區(qū)的生態(tài)修復(fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,另外,還需要積極探索出關(guān)于廢棄礦山生態(tài)修復(fù)跟產(chǎn)業(yè)化相結(jié)合的新模式,使官渡區(qū)逐漸成為先進(jìn)生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研發(fā)中心、生態(tài)產(chǎn)業(yè)集散中心以及生態(tài)文明推廣中心。除此之外,還應(yīng)該積極推廣廢棄礦山修復(fù)的成功經(jīng)驗(yàn),并注意保持生態(tài)建設(shè)地區(qū)跟地區(qū)之間的平衡發(fā)展,進(jìn)而讓五采區(qū)的群眾都能夠享受到生態(tài)修復(fù)和生態(tài)建設(shè)帶來的成果。
4.2.5 發(fā)展替代產(chǎn)業(yè),為生態(tài)修復(fù)營造良好的外部條件
官渡區(qū)的“五采區(qū)”絕大部分在農(nóng)村中,面臨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展不足的困境,進(jìn)而農(nóng)民的生計(jì)和增收問題突出,所有必須重視對農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,大力發(fā)展替代產(chǎn)業(yè)。要將建設(shè)區(qū)域經(jīng)濟(jì)作為平臺,充分結(jié)合官渡區(qū)的歷史、自然以及文化的優(yōu)勢,構(gòu)建“多維立體”的生態(tài)涵養(yǎng)類型經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系。另外,還應(yīng)該完善跟旅游相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施,并不斷創(chuàng)新生產(chǎn)經(jīng)營和組織的方式,并積極吸引各種社會資金參與到旅游資源開發(fā)中,大力發(fā)展綠色養(yǎng)殖和特色種植產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)、文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展,最大程度地拓展當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的就業(yè)渠道和增收空間,切實(shí)解決“五采區(qū)”廣大農(nóng)民的生產(chǎn)和生活問題,為實(shí)施生態(tài)修復(fù)工作營造良好的外部條件,保證生態(tài)修復(fù)工作和保護(hù)工作順利開展。
5 “五采區(qū)”生態(tài)修復(fù)的保障措施
5.1 提高認(rèn)識,加強(qiáng)政策引導(dǎo)
各級政府和相關(guān)部門應(yīng)該統(tǒng)一思想,提高認(rèn)識,并利用各種途徑加強(qiáng)“五采區(qū)”生態(tài)修復(fù)相關(guān)工作的宣傳,積極號召社會各界力量支持并參與,切實(shí)將”五采區(qū)“生態(tài)環(huán)境修復(fù)當(dāng)作一項(xiàng)長期的治理工程來抓。
5.2 強(qiáng)化科技,加大技術(shù)支撐
相關(guān)部門要充分利用當(dāng)前的成熟技術(shù),邀請各方面的專家獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策,并積極跟本地區(qū)的各個(gè)科研所取得聯(lián)系,爭取得到技術(shù)支持,提高昆明市“五采區(qū)”生態(tài)環(huán)境修復(fù)水平。
5.3 廣開渠道,加大資金投入
由于滇池流域“五采區(qū)”植被修復(fù)所需投資大、涉及范圍廣,因此在修復(fù)時(shí)政府部門應(yīng)該充分發(fā)揮自身主導(dǎo)地位,一是要繼續(xù)積極地想辦法,加強(qiáng)與上級財(cái)政的溝通協(xié)調(diào),爭取更多的資金支持;二是要合理調(diào)配本區(qū)財(cái)力,資金安排向生態(tài)建設(shè)方面傾斜,確保生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)建設(shè)的順利實(shí)施;三是要加強(qiáng)項(xiàng)目資金監(jiān)督檢查,加強(qiáng)日常支出的跟蹤反饋,嚴(yán)格按照招投標(biāo)制度和監(jiān)理制度等規(guī)定程序撥付資金,確保財(cái)政資金的高效安全運(yùn)行。同時(shí),要因地制宜,將生態(tài)修復(fù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相結(jié)合,尋求資金使用效益最大化。
6 結(jié)語
“五采區(qū)”生態(tài)修復(fù)作為一項(xiàng)具有復(fù)雜性及長期性的工程,應(yīng)該根據(jù)滇池流域自然環(huán)境的具體情況制定長遠(yuǎn)的規(guī)劃,在生態(tài)環(huán)境修復(fù)過程中,應(yīng)該根據(jù)生態(tài)環(huán)境的破壞程度、類型和特點(diǎn),開展對應(yīng)的修復(fù)措施,針對當(dāng)前五采區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀,筆者認(rèn)為可以從面山整治和人工造林、完善水利配套措施、實(shí)施水土流失區(qū)修復(fù)、加大生態(tài)修復(fù)技術(shù)推廣與創(chuàng)新、發(fā)展替代產(chǎn)業(yè)等來推動(dòng)我區(qū)生態(tài)修復(fù)工作的發(fā)展,以取得長久的效益。
2.保護(hù)修復(fù)滯后。從世界范圍內(nèi)以往的經(jīng)驗(yàn)看,對于黑土區(qū)域生態(tài)破壞的問題,如果采取得當(dāng)?shù)拇胧?,?jīng)過長時(shí)間的不懈努力,黑土地可以實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù),已經(jīng)得到了實(shí)踐驗(yàn)證,涵養(yǎng)、修復(fù)耕地最常見的做法就是休耕。上個(gè)世紀(jì),美國黑土區(qū)由于大面積開墾草原,地表植被被破壞,水土保持功能喪失殆盡。美國主要采取少耕、免耕、套種等技術(shù)措施,收到了令人滿意的效果。前蘇聯(lián)面對烏克蘭平原的大面積風(fēng)蝕災(zāi)害,經(jīng)過專家科學(xué)論證,并在取得試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,推廣了保土輪作、保留根茬、套行耕作、無犁壁耕、在地緣種植高稈作物當(dāng)圍籬等辦法,使土壤得到了恢復(fù)性治理。但我國在這方面的實(shí)際行動(dòng)卻表現(xiàn)滯后。一是土壤休養(yǎng)生息不足。由于我國主要糧食產(chǎn)品供求形勢一直緊張,農(nóng)田休耕難以在東北黑土區(qū)域內(nèi)大規(guī)模推行,不可能完全照抄照搬這些經(jīng)驗(yàn),只能采取輪作、深松整地、測土配方施肥、秸稈還田等切實(shí)可行的措施,修復(fù)土壤,恢復(fù)地力,對于黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)所采取的行動(dòng)與前蘇聯(lián)和美國相比,無論規(guī)模、力度都小得多。二是土壤污染治理遲緩。對于農(nóng)藥化肥過度使用造成嚴(yán)重后果的情況,1992年世界環(huán)境和發(fā)展大會上提出了在全球范圍內(nèi)控制化學(xué)農(nóng)藥的銷售和使用的具體時(shí)間表。我國也禁止了40種化學(xué)農(nóng)藥在蔬菜上使用,但實(shí)際使用化學(xué)農(nóng)藥總量并未下降,化學(xué)農(nóng)藥在全部農(nóng)藥中占95%以上,生物農(nóng)藥不足5%,這一問題在東北黑土區(qū)域內(nèi)同樣存在。東北黑土污染的另一大“殺手”是重金屬污染。2011年初,《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》得到國務(wù)院批復(fù),中國歷史上第一次把重金屬污染的防治納入到國家的規(guī)劃中,[2]但東北黑土并沒有得到特別的重視。三是水土保持不力。從我國現(xiàn)階段的摸索實(shí)踐看,雖然黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作也取得了一定成效,但還沒有大規(guī)模開展,只是局部進(jìn)行。目前,黑土區(qū)域四省區(qū)的水土流失率仍然居高不下,內(nèi)蒙古、遼寧、吉林和黑龍江的水土流失率分別為67.20%、30.98%、16.49%和21.97%。[4]
3.補(bǔ)償機(jī)制缺位。黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)是社會管理和公共服務(wù)的重要內(nèi)容,是各級政府義不容辭的職責(zé)。但是,多年來,東北黑土資源的生態(tài)補(bǔ)償缺位的問題,沒有得到各級政府的應(yīng)有重視。東北黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的資金來源,依據(jù)以往政府投資項(xiàng)目的慣例看,主要應(yīng)依靠政府的財(cái)政轉(zhuǎn)移支付和項(xiàng)目的專項(xiàng)資金兩種方式。從目前掌握的信息看,還沒有專門用于黑土生態(tài)修復(fù)方面的財(cái)政轉(zhuǎn)移支付。目前已經(jīng)施行的糧食補(bǔ)貼,是以糧食生產(chǎn)為目標(biāo)的,與土壤的修復(fù)沒有關(guān)系。而以項(xiàng)目工程為主要載體的補(bǔ)償方式,也僅僅局限于土地整理項(xiàng)目,與土壤的生態(tài)修復(fù)也并非完全是一回事。另外,東北黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)所需投放的財(cái)力和時(shí)間,也遠(yuǎn)非土地整理可比。雖然2002年水利部松遼水利委員會曾倡議發(fā)起的“黑土地保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃”,對黑土地進(jìn)行為期20年的綜合治理,總投資288億元。但是,這些投入與實(shí)際需求相比,無異于杯水車薪。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)測算,以黑龍江為例,如果恢復(fù)到墾荒初期的水平,大約需要用50年左右時(shí)間的持續(xù)投入,累計(jì)直接投入資金按不變口徑計(jì)算需1000多億元,如果全面啟動(dòng)?xùn)|北黑土的生態(tài)保護(hù)與修復(fù),持續(xù)投入所需資金規(guī)模保守估計(jì)也將達(dá)到7000億元。
二、東北黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的戰(zhàn)略意義
我國耕地不足世界的10%,卻要養(yǎng)活20%的人口,任務(wù)十分艱巨。因而對我國這樣一個(gè)耕地偏少、人口眾多的國家來說,如何使曾經(jīng)肥沃的東北黑土得到理想的生態(tài)保護(hù)與修復(fù),戰(zhàn)略意義十分重大。1.保護(hù)稀有黑土資源。黑土地是在寒冷氣候的條件下,地表植被死亡后經(jīng)過長時(shí)間腐蝕形成腐殖質(zhì)后演化而成的。形成1厘米厚的黑土層,大約需要400年時(shí)間的漫長積累。黑土有機(jī)質(zhì)含量大約是黃土的十倍,是肥力最高、最適宜農(nóng)耕的土地,是難以再生的珍稀資源。黑土區(qū)域在世界上主要有三塊:一是烏克蘭第聶伯河流域的黑土帶,總面積約190萬平方公里,作物種類繁多,產(chǎn)量很大,素有“歐洲糧倉”之稱;二是美國密西西比河流域黑土帶,面積120萬平方公里,土壤肥沃,是美國生產(chǎn)玉米的最大產(chǎn)地,尤以生產(chǎn)棉花、棉籽油和硬木等而著名;三是中國東北黑土帶,面積103萬平方公里,是世界三大黑土帶中面積最小的,僅占全部黑土面積的25%,并且也是耕作的歷史最長,單位面積生產(chǎn)糧食最多,土地肥力下降幅度最大的。東北黑土以占全部國土十分之一的面積,卻產(chǎn)出了全國五分之一的糧食和三分之一的商品糧,對東北黑土實(shí)施生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的重要意義不言而喻。2.維護(hù)國民生命健康。目前,我國農(nóng)藥使用量高達(dá)180萬噸,是世界平均水平的2.5倍,化肥使用量大約為5800萬噸,畝均使用量是全球最高的。我國東北黑土在耕種期間使用的農(nóng)藥和化肥進(jìn)入黑土生態(tài)系統(tǒng),造成大量土壤重金屬和激素的有機(jī)污染,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過土壤的自凈能力,從而使糧食品質(zhì)急劇下降,食品安全水平降低,嚴(yán)重威脅人民的生命健康。大量使用化肥農(nóng)藥的主要原因,是我國人均耕地少,土質(zhì)肥力偏低,這是為提高單產(chǎn)而不得不為之的權(quán)宜之策。在我國各種類型的土壤中,只有東北黑土,在不施加化肥的情況下,才有可能產(chǎn)出與施用化肥同樣高產(chǎn)的糧食作物。也只有這樣的糧食作物,才是既能滿足需要,同時(shí)也是對人的健康無害的。因此,保護(hù)和修復(fù)黑土地,讓黑土保持生產(chǎn)高品質(zhì)的糧食,對于維護(hù)國民的生命安全和身體健康至關(guān)重要。3.掌控國家糧食安全。由于在農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步和高產(chǎn)作物增加作用下的糧食增產(chǎn),一定程度上掩蓋了黑土層日漸變薄、耕地質(zhì)量下降的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí),導(dǎo)致農(nóng)民和有關(guān)部門放松了對耕地質(zhì)量的保護(hù)。長此以往,最終將直接威脅到我們國家的糧食安全,使我們將在深受外糧低價(jià)沖擊之后,轉(zhuǎn)而再直接面臨遭受外糧的高價(jià)盤剝的危險(xiǎn)。另外,從國外引進(jìn)的轉(zhuǎn)基因食品,已經(jīng)充斥了整個(gè)國內(nèi)食品市場。在西方發(fā)達(dá)國家,轉(zhuǎn)基因食品只能作為牲畜飼料,不能給人直接食用。但是,由于轉(zhuǎn)基因食品的高產(chǎn)和病蟲害發(fā)生率低等優(yōu)勢,轉(zhuǎn)基因食品被國內(nèi)一些糧食貿(mào)易和生產(chǎn)商大量引進(jìn),成為我國食品構(gòu)成中的重要組成部分,其對中華民族的種族危害,是否真正如一些專家所擔(dān)憂的,是一種基因毒藥和基因炸彈,現(xiàn)在還難以估量。在此種情況下,實(shí)施東北黑土的生態(tài)修復(fù),就是鞏固和擴(kuò)大非轉(zhuǎn)基因黑土食品市場,遏制轉(zhuǎn)基因食品的蔓延,減少其對我國人民的潛在危害。實(shí)施東北黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)后的黑土糧食產(chǎn)品,不但是非轉(zhuǎn)基因的安全食品,而且完全可以打造成不同于現(xiàn)有食品市場體系的一個(gè)獨(dú)立體系,具有極高的安全邊際??梢哉f,實(shí)施東北黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù),不僅是加強(qiáng)保護(hù)和科學(xué)利用東北黑土資源的一個(gè)舉措,也是挽救種族危亡的一次前瞻性戰(zhàn)略行動(dòng)!
三、東北黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的主要路徑
對東北黑土進(jìn)行生態(tài)保護(hù)與修復(fù),是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程,必須標(biāo)本兼治、多措并舉。從理論上說,應(yīng)該采取的措施大概包含以下方面。1.科學(xué)規(guī)劃,界定主要范圍。東北黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù),必須堅(jiān)持規(guī)劃先行的原則。一是要按照部署的全局性與發(fā)展的前瞻性相結(jié)合的原則,在全面普查取得翔實(shí)資料和可靠依據(jù)的基礎(chǔ)上,沿著世界性土壤生態(tài)修復(fù)的主流趨勢,制定出適度超前、切實(shí)可行、科學(xué)完善的實(shí)施方案。二是按照規(guī)劃的剛性和操作的柔性相結(jié)合的原則,對東北黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作中應(yīng)界定的范圍和對象進(jìn)行總體安排和控詳指導(dǎo)。三是按照工作的長期性和效果的漸進(jìn)性相結(jié)合的原則,對黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作在實(shí)施的起止時(shí)間、方法步驟、具體措施等方面進(jìn)行周密的規(guī)劃和科學(xué)的設(shè)計(jì),確保取得預(yù)期的成效。2.建設(shè)載體,確定主體項(xiàng)目。東北黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的重要前提,是保持現(xiàn)有黑土不再受到新的侵蝕破壞。因此必須積極主動(dòng)的采取措施,以動(dòng)態(tài)的保,取代靜態(tài)的保;以積極的動(dòng),取代消極的動(dòng)等。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),對于東北黑土的生態(tài)保護(hù)與修復(fù),可以借鑒水土保持的一些典型做法,以項(xiàng)目建設(shè)的形式進(jìn)行。一是加強(qiáng)水利工程建設(shè),完善和強(qiáng)化庫河渠溝水利網(wǎng)絡(luò)的防洪、排澇、蓄水、抗旱作用。二是實(shí)施天然溝壑河流支岔的小流域治理,確?,F(xiàn)有水土流失面積不再擴(kuò)大。三是在丘陵地帶打造水平梯田,崗坡地帶按等高線改變垅向,防止水土流失。四是小溝渠實(shí)行U型溝槽草編網(wǎng)絡(luò)覆蓋植被,營造網(wǎng)片帶與喬灌草相結(jié)合的防護(hù)林體系,減少風(fēng)沙洪澇災(zāi)害。這些項(xiàng)目,是東北黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的重要組成部分,也是東北黑土面積能夠逐步擴(kuò)大、厚度逐步增加的具體措施,必須嚴(yán)格執(zhí)行,才能取得預(yù)期效果。3.增加補(bǔ)償,防止黑土退化。我國每年產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢棄物約40多億噸,其中畜禽糞便排放量約26.1億噸,農(nóng)作物秸稈7億噸,這些廢棄物大約有20%產(chǎn)生在東北黑土區(qū),如果不能及時(shí)轉(zhuǎn)化處理,既污染環(huán)境又浪費(fèi)資源。[2]如果用于造肥還田,則變廢為寶,使東北黑土得到生態(tài)修復(fù),讓黑土的土層厚度慢慢積累,土壤肥力慢慢恢復(fù),有機(jī)質(zhì)逐漸增加和不斷累積。連續(xù)施用過腹還田的農(nóng)肥和適量秸稈還田,可以補(bǔ)充和平衡土壤養(yǎng)分,補(bǔ)充土壤新鮮有機(jī)質(zhì),疏松土壤,逐漸改善土壤理化性狀和提高土壤肥力。依據(jù)這個(gè)機(jī)理,一是通過養(yǎng)殖業(yè)實(shí)現(xiàn)秸稈與糧食的直接還田和過腹還田,城糞和城市垃圾加工造肥還田,通過沼氣厭氧發(fā)酵增肥還田,實(shí)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)補(bǔ)償需求。二是通過普及推廣無磷洗滌劑,強(qiáng)化社區(qū)垃圾分類回收等辦法,解決城糞和生活垃圾下鄉(xiāng)還田脫毒的減害問題。三是通過劃區(qū)建廠制備商品有機(jī)肥,施行定點(diǎn)收購、以質(zhì)論價(jià)、按田發(fā)售的辦法,推進(jìn)生態(tài)農(nóng)肥積造標(biāo)準(zhǔn)化與實(shí)體化,推進(jìn)生態(tài)農(nóng)肥產(chǎn)業(yè)市場化與專業(yè)化,推進(jìn)生態(tài)農(nóng)肥購銷區(qū)域化與訂單化,確保有機(jī)質(zhì)補(bǔ)償比例和品質(zhì)的不斷提高。4.拓展手段,實(shí)行綠色種植。科技是第一生產(chǎn)力。在黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作中,應(yīng)用先進(jìn)的農(nóng)業(yè)科技,實(shí)行綠色種植,也是保護(hù)生態(tài)最重要的途徑。在黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工程區(qū)域內(nèi),具有廣泛應(yīng)用于各種先進(jìn)的生態(tài)生物技術(shù)的可能性和現(xiàn)實(shí)性,使東北黑土的生態(tài)肥力得到生養(yǎng)和修復(fù)具有十分可靠的技術(shù)保障。一是普遍實(shí)行種植業(yè)主栽作物玉米、大豆、馬鈴薯和雜糧的四區(qū)輪作,利用不同作物對有機(jī)質(zhì)的不同需求,以調(diào)節(jié)各類營養(yǎng)的吸收與積蓄。二是實(shí)行測土配方施肥,一年一測,一土一測,按照科學(xué)配方不斷提高生態(tài)農(nóng)肥施用量,逐年減少化肥殘留。三是實(shí)施生物滅蟲、水田養(yǎng)殖、蚯蚓改土、磁力復(fù)壯等科技手段,綜合運(yùn)用低投入、低污染、低消耗、高效率的現(xiàn)代措施。四是應(yīng)倡導(dǎo)由地方政府與農(nóng)業(yè)科學(xué)院等權(quán)威科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合協(xié)作的方式,投入人力、物力和資金、技術(shù),實(shí)施急需項(xiàng)目的科技攻關(guān),不斷研究加速黑土生成和復(fù)原的新技術(shù)、新方法,并不斷投入到東北黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作的實(shí)踐中去。5.強(qiáng)化支撐,壯大企業(yè)群體。企業(yè)化管理是現(xiàn)代生產(chǎn)方式的產(chǎn)物,也是在世界范圍內(nèi)最有效率的管理方式。隨著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)耕作方式的興起,一大批資金雄厚、科技領(lǐng)先的農(nóng)業(yè)企業(yè),將逐步取代小家小戶的分散經(jīng)營,這將更有利于東北黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的實(shí)施。這些農(nóng)業(yè)企業(yè)發(fā)展壯大,遍布農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié),成為東北黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的主力和支撐。依據(jù)這個(gè)條件,可以形成分工明確、銜接緊密、協(xié)作有力的企業(yè)群體。一是在東北黑土生態(tài)修復(fù)的領(lǐng)域內(nèi),以畜牧業(yè)為良性循環(huán)起點(diǎn),實(shí)行規(guī)模養(yǎng)殖,配套建立沼氣造肥和生態(tài)農(nóng)肥積造企業(yè),增加生態(tài)農(nóng)肥總量。二是以種植業(yè)為基礎(chǔ),建立規(guī)?;N植業(yè)聯(lián)合體或種植業(yè)合作社。三是以加工業(yè)為增值手段,建立糧油加工、畜禽產(chǎn)品加工、果菜加工和秸稈飼料加工的產(chǎn)業(yè)群體。四是在飼料、養(yǎng)殖、農(nóng)肥、沼氣四企合一的基礎(chǔ)上,加快黑土生態(tài)修復(fù)工作進(jìn)一步分工分業(yè)的進(jìn)程,建立農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝、育種等生產(chǎn)和銷售的實(shí)體企業(yè)和倉儲、運(yùn)輸、建工等服務(wù)型企業(yè),通過適度規(guī)模經(jīng)營,加快專業(yè)化進(jìn)程,使東北黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條緊密銜接,并不斷擴(kuò)展增值空間,形成良性循環(huán)。6.構(gòu)筑優(yōu)勢,打造知名品牌。黑土生態(tài)保護(hù)與修復(fù)如果僅僅是一個(gè)只有投入沒有產(chǎn)出的封閉系統(tǒng),必然是無源之水、無本之木,東北黑土在保護(hù)和修復(fù)中壯大,在壯大中保護(hù)和修復(fù),形成具有強(qiáng)大造血功能和自我壯大能力的長效機(jī)制的唯一保證就是產(chǎn)品,產(chǎn)品是出路,也是生命。一是突出東北黑土傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品野生、原生、非轉(zhuǎn)基因的自然屬性,加快繁育和健全糧豆畜禽良種體系,使黑土產(chǎn)品以純天然、純綠色和非轉(zhuǎn)基因的優(yōu)秀品質(zhì),盡快形成獨(dú)特的競爭優(yōu)勢。二是以具有時(shí)代特色的創(chuàng)新理念、審美觀點(diǎn)、營養(yǎng)學(xué)說與飲食習(xí)慣為指導(dǎo),打造出特色鮮明、質(zhì)優(yōu)物美的東北黑土知名品牌,以原生戰(zhàn)勝舶來,以質(zhì)量戰(zhàn)勝傾銷,贏得廣大用戶的認(rèn)同。在高端市場炒熱叫響,擴(kuò)大東北黑土產(chǎn)品的知名度與競爭力。三是建立和完善系統(tǒng)化、制度化的東北黑土產(chǎn)品長效宣傳機(jī)制,引導(dǎo)食品綠色消費(fèi)、安全消費(fèi)的發(fā)展潮流,確保持久的旺銷勢頭,以此來及時(shí)化解市場風(fēng)險(xiǎn)。四是國家應(yīng)有計(jì)劃、有步驟、有組織地利用國外糧商以低價(jià)傾銷爭奪市場之機(jī),大量購入外糧,擴(kuò)大畜禽養(yǎng)殖;通過延長產(chǎn)業(yè)鏈條,強(qiáng)化加工增值,破解境內(nèi)外設(shè)置市場壁壘的風(fēng)險(xiǎn)。五是應(yīng)通過國家有關(guān)部委的牽線搭橋,促成黑、吉、遼、蒙四省區(qū)黑土區(qū)域聯(lián)合經(jīng)營,協(xié)同動(dòng)作,共同增強(qiáng)抗御風(fēng)險(xiǎn)的能力。
礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用給人類生活帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)利益和豐富的物質(zhì)財(cái)富,極大地促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)繁榮和社會發(fā)展。然而,人類在開發(fā)利用礦產(chǎn)資源以滿足自身需要的同時(shí),不斷改變和破壞礦區(qū)周圍的自然環(huán)境也導(dǎo)致環(huán)境問題頻發(fā)。這些環(huán)境問題,不僅嚴(yán)重威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全,而且嚴(yán)重影響到經(jīng)濟(jì)社會的全面協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。分析礦山地質(zhì)環(huán)境面臨的問題并尋求其保護(hù)和治理措施,對于中國特色社會主義生態(tài)文明建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1.礦山地質(zhì)環(huán)境面臨的問題
1.1土地資源遭到破壞
礦山開采對當(dāng)?shù)赝恋刭Y源造成的破壞主要源自露天開采和廢石堆積對土地資源的侵占。礦山開采過程中產(chǎn)生的尾礦,煤矸石,粉煤灰是世界排放量最大的工業(yè)固體廢物。在我國僅金屬礦山的尾礦每年就達(dá)50億噸左右,并以每年4-5億噸排放量不斷增長,占用了大量的耕地、林地等寶貴土地資源。同時(shí)礦山的開采過程中導(dǎo)致大量的植被被破壞,造成大量的土地,水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重。
1.2水資源受到影響
礦山開采所造成的水土流失問題,對當(dāng)?shù)氐乃Y源構(gòu)成了巨大威脅。在雨季,大量泥沙被沖刷,淤積河道、山塘、水庫, 污染水源,造成區(qū)域生態(tài)需水量銳減,威脅生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。值得一提的是礦區(qū)和尾礦堆滲出的酸性廢水對水體的污染存在巨大的威脅。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),我國各類礦山年排放廢水達(dá)30億噸,這一龐大的基數(shù)對水環(huán)境造成巨大的潛在威脅。另外,對當(dāng)?shù)鼐用袢诵箫嬎踩苍斐梢欢ㄓ绊懀瑖?yán)重影響人民生命財(cái)產(chǎn)安全。
1.3大氣遭受污染
礦山開采產(chǎn)生的懸浮顆粒引致霧霾,進(jìn)而造成天空灰暗,人們不能正常進(jìn)行呼吸,嚴(yán)重影響人類呼吸系統(tǒng)的健康和威脅人類生命安全。究其原因,這主要是由于礦山的植被系統(tǒng)被嚴(yán)重破壞,加上大規(guī)模的開采作業(yè)以及礦石運(yùn)輸,產(chǎn)生了大量的浮塵,嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量。同時(shí)由于大量使用炸藥、采用柴油機(jī)作為設(shè)備的動(dòng)力等,不可避免地產(chǎn)生大量有毒有害氣體,這些影響對大氣的破壞也是不可忽視的。
1.4嚴(yán)重影響地質(zhì)結(jié)構(gòu)
在礦山開采中,大量的礦物被開采,導(dǎo)致地下形成大量的空洞,礦洞回填成本過高,從而導(dǎo)致地面沉降和陷落現(xiàn)象頻發(fā)。同時(shí)在開采過程中也不斷發(fā)生塌陷的現(xiàn)象,據(jù)統(tǒng)計(jì)每采萬噸煤要塌陷土地0.2公頃。
2.礦山地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)和綜合治理
2.1基本原則
在礦山地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)和治理上要堅(jiān)持以下三條基本原則:一是開發(fā)與保護(hù)相協(xié)調(diào)的原則,即開發(fā)與保護(hù)工作要同步進(jìn)行,決不能允許先破壞后治理的事情發(fā)生;二是因地制宜的原則,即是充分利用資源,整合項(xiàng)目,降低礦物的生產(chǎn)成本,就近進(jìn)行加工處理以及提高尾礦廢渣的回收再利用;三是堅(jiān)持誰開發(fā)誰保護(hù),誰利用誰補(bǔ)償,誰破壞誰恢復(fù)的原則,即是進(jìn)一步明確礦山開采過程中的保護(hù)和治理的責(zé)任歸屬,加大對開采企業(yè)的監(jiān)管和行政執(zhí)法,完善礦山修復(fù)工作機(jī)制。
2.2具體措施
2.2.1加強(qiáng)管理,依法行政,嚴(yán)格執(zhí)法
在源頭審批上,政府相關(guān)部門要加大對礦山企業(yè)的監(jiān)管,嚴(yán)格執(zhí)行審批,落實(shí)“三同時(shí)”制度,對于資質(zhì)不合格的企業(yè),開采工藝落后的企業(yè)拒絕辦證,從行政許可上把好關(guān),嚴(yán)格控制。在執(zhí)法過程中,相關(guān)執(zhí)法部門要加大對礦山的執(zhí)法檢查力度和頻率,不定時(shí)對礦山開采作業(yè)進(jìn)行檢查,對存在違規(guī)操作的要及時(shí)制止,嚴(yán)重危害環(huán)境的,要責(zé)令停產(chǎn)整頓,對整頓后不達(dá)要求的,依法吊銷其開采證。要從根本上杜絕各種濫伐濫采的行為,保障礦山開采作業(yè)在法律的監(jiān)督下正常運(yùn)行。
2.2.2加大科技研發(fā)和利用,積極推廣清潔生產(chǎn)
筆者以為,更高水平的開發(fā)利用技術(shù)能夠有效降低礦山開采對地質(zhì)環(huán)境造成的破壞和影響。因此,必須鼓勵(lì)和幫助企業(yè)發(fā)展生產(chǎn)力,淘汰落后生產(chǎn)工藝,從根本上改變生產(chǎn)工作環(huán)境。鼓勵(lì)科研單位和高等院校在資源開采技術(shù)研究、提高資源回采率、礦體綜合開采技術(shù)和共生、伴生礦物分離技術(shù)研究、資源生產(chǎn)中環(huán)保技術(shù)研究等方面進(jìn)行探索,盡快將理論轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力,有效改善礦山開采過程中產(chǎn)生的環(huán)境問題。同時(shí),大力推進(jìn)清潔生產(chǎn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用,減輕礦產(chǎn)資源開發(fā)對環(huán)境的影響。如,加固地下采空區(qū)綜合利用技術(shù)、充填采空區(qū)控制地面沉陷技術(shù)、離層注漿技術(shù)、條帶開采技術(shù)、鉆孔溶解開采技術(shù)、原位浸出開采技術(shù)、無尾礦選礦技術(shù)、固體廢棄物的處理處置及回收再利用技術(shù)等。
2.2.3加大礦山的生態(tài)修復(fù)工程,探索綜合開采和利用新模式
為有效控制地質(zhì)環(huán)境破壞帶來的連鎖反應(yīng),加大礦山的生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)十分必要。具體來說,就是要組織落實(shí)好排土場、露天采場、尾礦庫、礦區(qū)道路、礦山工業(yè)場地、沉陷區(qū)等地段的生態(tài)修復(fù),結(jié)合物理、生物等多種有效措施,減少開采過程中帶來的破壞,嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對這些地段進(jìn)行回填,植被恢復(fù)等生態(tài)修復(fù)工作,保障其生態(tài)功能基本得到恢復(fù)。另外,積極探索綜合開采利用新模式對可持續(xù)發(fā)展而言非常重要。鼓勵(lì)企業(yè)對礦山資源進(jìn)行綜合開采和利用,尤其是在礦物開采過程產(chǎn)生的尾礦,煤矸石,粉煤等固體廢物,要加大循環(huán)利用,變廢為寶。在煤矸石等固體廢物對土壤、地下水不會造成污染的前提下,通過生產(chǎn)建筑材料、筑路、充填(包括建筑填充、低洼地和荒蕪地填充、礦井采空區(qū)填充)等方式充分利用煤矸石,減少露天堆放。
3.結(jié)語
礦山環(huán)境保護(hù)與綜合治理功在當(dāng)代、利在千秋,但也非一蹴而就、一勞永逸。面對當(dāng)前形勢嚴(yán)峻的礦山環(huán)境破壞問題,其保護(hù)與綜合治理對策研究工作必須以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),堅(jiān)持以人為本。具體來說,就是要加強(qiáng)行政干預(yù)和法律監(jiān)管的同時(shí),加強(qiáng)科技研發(fā),推廣清潔生產(chǎn)。此外,積極推動(dòng)生態(tài)修復(fù)工程,探索綜合開采和利用新模式對于生態(tài)可持續(xù)、生產(chǎn)可持續(xù)具有重大現(xiàn)實(shí)意義。
【參考文獻(xiàn)】
Abstract: in this paper the whole river water quality and water regulation in the urban construction guarantee the important meaning, and from the water quality problems, concrete research the urban ecological water repair engineering design and construction, and finally discusses the improvement for the water quality of the importance of the river regulation
Key words: the city construction; River regulation; Water quality; Ecological water repair
中圖分類號:TV85 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
城市建設(shè)中河道整體整治與水質(zhì)保證的意義
隨著城市社會化、集中化及現(xiàn)代化的發(fā)展,水資源成為城市發(fā)展的主要載體,而長期城市化與工業(yè)化對城市河道生態(tài)水系統(tǒng)造成不良的影響,城市水生態(tài)建設(shè)引起人們極大的重視,不再局限于傳統(tǒng)的水利建設(shè)。河道整體整治是城市水生態(tài)建設(shè)的最為長治有效的方法;也在城市及周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)中起著不可替代的作用。
城市河道整體整治主要是通過物理和景觀治理法解決河道的功能性、水質(zhì)、觀賞性等綜合問題;其中生態(tài)修復(fù)以及景觀治理是其重點(diǎn)和主要追求目標(biāo)。河道整體整治不僅給人帶來“安全、舒適、優(yōu)美”的水環(huán)境,還為各類生命提供了生存條件。同時(shí)重塑了河道兩岸的自然景觀,也凈化了水體和周遭的環(huán)境;水是生命力的最貼切的表現(xiàn),水景觀不僅是自然景觀體系中最為靈動(dòng)的景觀形態(tài),更是城市中一道不可多得的亮麗風(fēng)景線及生命長廊。水生態(tài)建設(shè)與塑形是人類文明發(fā)展的重要標(biāo)志之一,回歸自然是人們生活的最高精神境界;人類的生存與發(fā)展離不開水,城市河道成為了城市賴以生存的載體,更是城市生活品質(zhì)的體現(xiàn)以及生命力的再現(xiàn)。
城市生態(tài)水修復(fù)工程設(shè)計(jì)與施工
目前我國城市河道的水體污染主要源于工業(yè)污水、生活污水以及生活垃圾污染。由于污染治理不到位,很多地區(qū)呈現(xiàn)透明度低、富營養(yǎng)化、水華、腐臭等嚴(yán)重的水質(zhì)問題,不僅造成河道生態(tài)系統(tǒng)的不平衡,更影響人們的生產(chǎn)生活和城市的整體品質(zhì),也無法體現(xiàn)水景觀價(jià)值。水質(zhì)問題已然成為河道整體政治的核心問題,水資源的合理開發(fā)與利用是我們力所能及之事,水體污染的綜合防治是當(dāng)前的重中之重。長期的水質(zhì)監(jiān)測和模擬研究是做好城市水質(zhì)建設(shè)工作的基礎(chǔ),堅(jiān)持預(yù)防與治理相結(jié)合可以適當(dāng)延緩水質(zhì)的惡化趨勢,而解決水質(zhì)問題的根本在于建設(shè)完整的城市生態(tài)修復(fù)工程。
在設(shè)計(jì)城市生態(tài)水修復(fù)工程之前,我們需要全面了解相關(guān)河道的綜合治理情況,主要從三個(gè)方面去了解:一是河道的基本情況,在過去未治理的河道主要是一些“直線型,三面光”的單一型河道,這類河道綠化率較低。二是污染分析,污染因素主要有截污不徹底、面源污染、河道淤積;然而水質(zhì)的惡化既是水污染問題,也是水生態(tài)失衡問題;也即水生環(huán)境惡化易致使生態(tài)鏈斷裂、生態(tài)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)破碎、生物多樣性消失,接著造成河道生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)能力降低,而物質(zhì)循環(huán)規(guī)模也會降低等,當(dāng)河道有機(jī)污染和化學(xué)污染更嚴(yán)重時(shí),河道自凈系統(tǒng)破壞導(dǎo)致河道生態(tài)系統(tǒng)失衡或崩潰。三是河道的治理現(xiàn)狀,我們可以通過多河段水質(zhì)模擬研究當(dāng)前河道的綜合治理情況。在設(shè)計(jì)時(shí)還要明確治理目標(biāo),城市河道要依據(jù)誠實(shí)的基本發(fā)展需要來實(shí)現(xiàn)河道治理,大多數(shù)河道治理目標(biāo)無非是水清流暢、景美岸綠、繁榮宜居;同時(shí)河道治理必須遵循自然生態(tài)規(guī)律,所以在設(shè)計(jì)之時(shí)要考慮河道生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,把握好系統(tǒng)內(nèi)部能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)規(guī)模,并把過量的有機(jī)物和營養(yǎng)鹽移出系統(tǒng)作為根本著眼點(diǎn)。
河道整治工程的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于施工組織與治理技術(shù),施工工程的核心是水質(zhì)治理,精髓在于將生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)與城市人文、景觀建設(shè)相結(jié)合。在施工過程中要嚴(yán)格把握五點(diǎn)內(nèi)容:工期控制、人員調(diào)配、質(zhì)量監(jiān)測、施工技術(shù)、安全保障。關(guān)于施工工期要依據(jù)工程具體情況的需要,靈活地進(jìn)行總進(jìn)度安排,主要從施工計(jì)劃編排、技術(shù)攻關(guān)、材料供應(yīng)、安全生產(chǎn)、資金落實(shí)、后勤生活幾個(gè)方面來保證整體進(jìn)度。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)施工進(jìn)程和節(jié)點(diǎn)需要安排施工人員;同時(shí)還要建立完整的質(zhì)量保證體系(如三監(jiān)制),主要從測量、材料、配料計(jì)量、工藝、質(zhì)量檢查、工程操作、沉降縫處理、外觀等方面把好質(zhì)量關(guān)。根據(jù)工程量的分布情況及現(xiàn)場實(shí)際條件,構(gòu)建合理的施工技術(shù)方案;首先要進(jìn)行施工總平面布置,并建立完整的施工網(wǎng)絡(luò),還要安排好施工期渡汛及排水措施,其中主要的施工方法主要有圍堰、土方開挖、河道清淤、有紡?fù)凉げ间佋O(shè)、塘渣填筑、松木樁插設(shè)、干砌護(hù)腳平臺、C20砼抹面與基礎(chǔ)、砼供應(yīng)與拌制、灌砌石砌筑等,要注意在各施工節(jié)點(diǎn)靈活運(yùn)用各項(xiàng)技術(shù)。安保方面要嚴(yán)格遵守國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件安全要求,針對本工程特點(diǎn)制定有效的安全措施;還要有定期的安全會議檢查安全措施落實(shí)情況并倡導(dǎo)安全施工。
生態(tài)修復(fù)水工程的具體施工過程,涉及到河道內(nèi)曝氣技術(shù)、土地處理技術(shù)、穩(wěn)定塘技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)及其組合工藝技術(shù)的應(yīng)用,主要有以下幾步:
第一步是水污染控制。所謂開源節(jié)流,對于城市河道這樣一個(gè)開放的系統(tǒng),污染源多種多樣,多源于內(nèi)部污染源,通過截污清淤措施可基本解決,而其他污染如有機(jī)污染則需要生物修復(fù)技術(shù)(如曝氣增氧、生物濾床、微生物投放等)處理。第二步是水量和流態(tài)調(diào)節(jié),主要是通過全面開源補(bǔ)流、稀釋凈化保證生活?yuàn)蕵返男杷浚C介調(diào)水使水體有序流動(dòng)和適當(dāng)置換,機(jī)械推流促進(jìn)水體流動(dòng),調(diào)節(jié)水動(dòng)力以提高河道納污能力和自凈能力,促進(jìn)水質(zhì)的活性發(fā)展。第三步是加強(qiáng)綠化,構(gòu)建生態(tài)緩沖帶;重塑綠色生物長廊不僅可以調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源,還可以降解環(huán)境污染、防止土壤侵蝕,促進(jìn)生態(tài)平衡。第四步是建造河道護(hù)岸,進(jìn)行拆舊補(bǔ)新,改用具有耐久性、滲透性、親水性、抗侵蝕性、抗沖性材料加固河岸,營造水陸交錯(cuò)的柔美生態(tài)岸線。第五步是改造河道形態(tài)結(jié)構(gòu),拓寬河道,修建多孔質(zhì)岸坡,制造岸線,營造脈沖以保持連通性。第六步是控制水生物群的更替,在本土化原則下適當(dāng)引進(jìn),促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)健康運(yùn)轉(zhuǎn)。第七步是生態(tài)修復(fù)與景觀、文化建設(shè);一方面要通過恢復(fù)河道縱橫斷面、河床和邊坡結(jié)構(gòu)形式、水動(dòng)力條件以改善水質(zhì);另一方面借助于生態(tài)恢復(fù)技術(shù)并加強(qiáng)河道綠化,提高水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與凈化的能力。在此基礎(chǔ)上整理河岸自然景觀、人工景觀及歷史文化構(gòu)建美好的護(hù)岸景觀、生態(tài)長廊、開放空間、慢行系統(tǒng),營造通過水系旅游景觀和人文景觀。
水質(zhì)提升對河道整治的重要性
所謂道法自然,人、水與自然應(yīng)是一個(gè)和諧的整體,這也是人類宜居山水之緣,人本身具有水性。尤其在城市河道整體整治過程中,科學(xué)合理的水面率為城市河流內(nèi)水生物的生息、水生態(tài)的恢復(fù)創(chuàng)造條件;良好的水質(zhì)即是優(yōu)秀水文化的一種具體體現(xiàn),不僅折射出人類生活方式的文明,還可以促進(jìn)人水關(guān)系的協(xié)調(diào)。
目前我國有近七成的城市面臨缺水,而且河道也受到不同程度的污染。由于城市地域較小,卻多排污、自產(chǎn)水少,水質(zhì)影響嚴(yán)重。在城市河道整治中,須采用多種形式通聯(lián)水系,調(diào)活水體。部分城市按照“以動(dòng)制靜、以清釋污”的要求建設(shè)了引入優(yōu)質(zhì)水的工程以改善城市水生態(tài)環(huán)境。還有一些城市因歷史或工程建設(shè)原因,在河道整治過程中采用建設(shè)泵站和排設(shè)管道的辦法解決斷頭浜問題,不僅充分發(fā)揮水泵的引清調(diào)水作用,還減少了動(dòng)拆遷過程。當(dāng)然還有部分城市河道整治中,極其注重生態(tài)學(xué)的意識與原理的運(yùn)用,主要采用規(guī)劃疏拓、調(diào)解水質(zhì)、理順?biāo)?、開挖人工湖泊來滿足引清、調(diào)蓄、生態(tài)、景觀的要求;既增加了蓄水量,又營造了一個(gè)良好的濕地生態(tài)系統(tǒng)。
水是一個(gè)城市的靈魂,以上實(shí)例說明水質(zhì)提升在河道整治過程中起到了不可替代的作用。
結(jié)語:城市河道整治是一項(xiàng)系統(tǒng)科學(xué)化工程,其關(guān)鍵是水質(zhì)治理,通過綠化建設(shè),可促進(jìn)河道生物的恢復(fù),實(shí)現(xiàn)岸綠水秀以及河道水系生態(tài)化和生物多樣性。
參考文獻(xiàn):
1水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響
在社會生產(chǎn)過程中水利工程對經(jīng)濟(jì)與社會有著巨大的作用,同時(shí)也要看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動(dòng)人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動(dòng)性,使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變。這些改變對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權(quán)衡社會經(jīng)濟(jì)需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關(guān)系方面,似應(yīng)強(qiáng)調(diào)水利工程在滿足人類社會需求的同時(shí),兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。
2生態(tài)水利工程
從學(xué)科發(fā)展角度看,現(xiàn)在的水利工程學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)主要是工程力學(xué)和水文學(xué),水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)主要對象是水文系統(tǒng),往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風(fēng)險(xiǎn)等問題。學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學(xué)理論及方法,促進(jìn)水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉融合,用以改進(jìn)和完善水利工程的規(guī)劃及設(shè)計(jì)理論,形成水利工程學(xué)新的學(xué)科分支——生態(tài)水利工程學(xué)。生態(tài)水利工程學(xué)作為水利工程學(xué)的一個(gè)新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時(shí),兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學(xué)。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是:對于新建工程,是指進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(shí)(如治河、防洪工程),兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。對于已建工程,則是對于被嚴(yán)重干擾河流重點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)(生態(tài)產(chǎn)業(yè))及環(huán)境立法和資源管理一起,成為河流生態(tài)建設(shè)的主要手段之一。
3生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則
3.1工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則
生態(tài)水利工程是一項(xiàng)綜合性工程,在河流綜合治理中既要滿足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運(yùn)等需求,也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學(xué)原理,也要符合生態(tài)學(xué)原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施必須符合水文學(xué)和工程力學(xué)的規(guī)律,以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設(shè)施必須在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi),能夠承受洪水、侵蝕、風(fēng)暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計(jì)時(shí),必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征,動(dòng)態(tài)地研究河勢變化規(guī)律,保證河流修復(fù)工程的耐久性。
對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)合理性分析,應(yīng)遵循風(fēng)險(xiǎn)最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先難以把握,生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風(fēng)險(xiǎn)。這就需要在規(guī)劃設(shè)計(jì)中進(jìn)行方案比選,更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點(diǎn)監(jiān)測和評估。另外,充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)規(guī)律,是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。
3.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則
一個(gè)地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高,就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環(huán)境變得單調(diào),生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化,造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動(dòng),特別是大規(guī)模治河工程的建設(shè),造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化,使河流生境在不同程度上單一化,引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標(biāo)是恢復(fù)或提高生物群落的多樣性,但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進(jìn)魚類、鳥類和其他生物物種,生態(tài)水利工程的重點(diǎn)應(yīng)該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性,使其符合自然河流的地貌學(xué)原理,為生物群落多樣性的恢復(fù)創(chuàng)造條件。
在確定河流生態(tài)修復(fù)目標(biāo)以后,就應(yīng)該對于河流進(jìn)行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評估,建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)(GIS)是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。關(guān)鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎(chǔ)上,確定環(huán)境因子與生物因子的相關(guān)關(guān)系,必要時(shí)建立某種數(shù)學(xué)模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括:調(diào)查單個(gè)生物因子的基本需求,評估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件,對于“關(guān)鍵種”或標(biāo)志性生物的環(huán)境因子進(jìn)行分類和評估。在眾多的環(huán)境因子中,識別那些對于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計(jì)和生物棲息地的設(shè)計(jì)。
3.3生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自我恢復(fù)原則
生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機(jī)理是物種的自然選擇,也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種,能夠經(jīng)受自然選擇的考驗(yàn),尋找到相應(yīng)的能源和合適的環(huán)境條件。
將自組織原理應(yīng)用于生態(tài)水利工程時(shí),生態(tài)工程設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)水工設(shè)計(jì)有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計(jì)大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)計(jì),建筑物的幾何特征、材料強(qiáng)度都是在人的控制之中,建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復(fù)工程設(shè)計(jì)與此不同,生態(tài)工程設(shè)計(jì)是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計(jì),或者說是輔設(shè)計(jì)。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結(jié)構(gòu),從而完成設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗(yàn)表明,人工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半。
傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計(jì)的特征是對于自然河流實(shí)施控制。而設(shè)計(jì)生態(tài)水利工程時(shí),要求工程師必須放棄控制自然界的動(dòng)機(jī),樹立新的工程理念。因?yàn)橐揽咳肆图夹g(shù)控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計(jì)這個(gè)寶貴財(cái)富,實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。需要強(qiáng)調(diào)的是,地球上沒有兩條相同的河流,每一條河流的特點(diǎn)都是各不相同的。因此,每一項(xiàng)生態(tài)水利工程必須因地制宜,充分尊重每一條河流的自然屬性和美學(xué)價(jià)值,尋求最佳的生態(tài)工程方案。
自設(shè)計(jì)理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質(zhì)、土壤、地貌、水文特征等生態(tài)因子,也取決于生物的種類、密度、生物生產(chǎn)力、群落穩(wěn)定性等多種因素。在利用自設(shè)計(jì)理論時(shí),需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進(jìn)外來物種時(shí)要持慎重態(tài)度,防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和管理應(yīng)該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎(chǔ)上進(jìn)行,而不是在小尺度、短時(shí)期和零星局部的范圍內(nèi)進(jìn)行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復(fù)效率要高。小范圍的生態(tài)修復(fù)不但效率低,而且成功率也低。整體性是指從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā),掌握生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)要素間的交互作用,提出修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法,而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復(fù)問題,也不僅僅是修復(fù)單一動(dòng)物或修復(fù)河岸植被。
景觀則是指生態(tài)學(xué)中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時(shí)間尺度。為什么在景觀的大尺度上進(jìn)行河流修復(fù)規(guī)劃?首先,水域生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)大系統(tǒng),其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設(shè)施系統(tǒng)。廣義水文系統(tǒng)又與生物系統(tǒng)交織在一起,形成自然河流生態(tài)系統(tǒng)。而人類活動(dòng)和工程設(shè)施作為生境的組成部分,形成對于水域生態(tài)系統(tǒng)的正負(fù)影響。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時(shí),需要對于各種脅迫因素之間的相
互關(guān)系進(jìn)行綜合、整體研究。其次,必須重視水域生境的易變性、流動(dòng)性和隨機(jī)性的特點(diǎn),這些特點(diǎn)決定了生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時(shí)間與空間中擴(kuò)展或收縮的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。再者,河流生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng),與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時(shí)進(jìn)行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán),一條河流的生態(tài)修復(fù)活動(dòng)不可能是孤立的,還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復(fù)活動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)。最后,河流生態(tài)修復(fù)的時(shí)間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進(jìn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。每一個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。河流生態(tài)修復(fù)是靠時(shí)間做工作的。有研究指出,濕地重建或修復(fù)需要大約15~20a的時(shí)間。因此對于河流生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目要有長期準(zhǔn)備,同時(shí)進(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。
3.5反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)原則
生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個(gè)過程,河流修復(fù)工程需要時(shí)間。從長時(shí)間尺度看,自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時(shí)間。進(jìn)化的趨勢是結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高,同時(shí)對外界干擾的抵抗力有所增強(qiáng)。從較短的時(shí)間尺度看,生態(tài)系統(tǒng)的演替,即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時(shí)間,期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實(shí)的。
生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),力求最終形成一個(gè)健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項(xiàng)目執(zhí)行以后,就開始了一個(gè)自然生態(tài)演替的動(dòng)態(tài)過程。這個(gè)過程并不一定按照設(shè)計(jì)預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展,可能出現(xiàn)多種可能性。
意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的,在時(shí)間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外,人類系統(tǒng)的變化及干擾也導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計(jì)方法,而是一種反饋調(diào)整式的設(shè)計(jì)方法。是按照“設(shè)計(jì)—執(zhí)行(包括管理)—監(jiān)測—評估—調(diào)整”這樣一種流程以反復(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個(gè)流程中,監(jiān)測工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法,一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項(xiàng)目初期狀況比較,一種是與自然條件類似但未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的河流比較。
在反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)過程中,提倡科學(xué)家、管理者和當(dāng)?shù)鼐用窦吧鐣鹘绲膹V泛參與,通過對話、協(xié)商,以尋求共同利益。提倡多學(xué)科的交流和融合,提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性。
參考文獻(xiàn):
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[3]董哲仁.河流形態(tài)多樣性與生物群落多樣性[J].水利學(xué)報(bào),2003,(11):1~7.
[4]MitschW.J.,JorgensenSE..EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration[M].PublishedbyJohnWiley&Sons,Inc.,Hoboken,NewJersey,2004:134~137.
[5]董哲仁.荷蘭圍墾區(qū)生態(tài)重建的啟示[J].中國水利,2003,(11A):45~47.
[6]O’NeillR.V.,D.L.DeAngelis,J.B.Waide,etal.AHierarchicalCon-ceptofEcosystems[M].PrincetonUniversityPress,Princeton,NJ.1986:153.
1水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響
在社會生產(chǎn)過程中水利工程對經(jīng)濟(jì)與社會有著巨大的作用,同時(shí)也要看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動(dòng)人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動(dòng)性,使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變。這些改變對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權(quán)衡社會經(jīng)濟(jì)需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關(guān)系方面,似應(yīng)強(qiáng)調(diào)水利工程在滿足人類社會需求的同時(shí),兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。
2生態(tài)水利工程
從學(xué)科發(fā)展角度看,現(xiàn)在的水利工程學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)主要是工程力學(xué)和水文學(xué),水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)主要對象是水文系統(tǒng),往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風(fēng)險(xiǎn)等問題。學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學(xué)理論及方法,促進(jìn)水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉融合,用以改進(jìn)和完善水利工程的規(guī)劃及設(shè)計(jì)理論,形成水利工程學(xué)新的學(xué)科分支——生態(tài)水利工程學(xué)。生態(tài)水利工程學(xué)作為水利工程學(xué)的一個(gè)新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時(shí),兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學(xué)。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是:對于新建工程,是指進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(shí)(如治河、防洪工程),兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。對于已建工程,則是對于被嚴(yán)重干擾河流重點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)(生態(tài)產(chǎn)業(yè))及環(huán)境立法和資源管理一起,成為河流生態(tài)建設(shè)的主要手段之一。
3生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則
3.1工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則
生態(tài)水利工程是一項(xiàng)綜合性工程,在河流綜合治理中既要滿足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運(yùn)等需求,也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學(xué)原理,也要符合生態(tài)學(xué)原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施必須符合水文學(xué)和工程力學(xué)的規(guī)律,以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設(shè)施必須在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi),能夠承受洪水、侵蝕、風(fēng)暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計(jì)時(shí),必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征,動(dòng)態(tài)地研究河勢變化規(guī)律,保證河流修復(fù)工程的耐久性。
對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)合理性分析,應(yīng)遵循風(fēng)險(xiǎn)最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先難以把握,生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風(fēng)險(xiǎn)。這就需要在規(guī)劃設(shè)計(jì)中進(jìn)行方案比選,更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點(diǎn)監(jiān)測和評估。另外,充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)規(guī)律,是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。
3.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則
一個(gè)地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高,就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環(huán)境變得單調(diào),生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化,造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動(dòng),特別是大規(guī)模治河工程的建設(shè),造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化,使河流生境在不同程度上單一化,引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標(biāo)是恢復(fù)或提高生物群落的多樣性,但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進(jìn)魚類、鳥類和其他生物物種,生態(tài)水利工程的重點(diǎn)應(yīng)該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性,使其符合自然河流的地貌學(xué)原理,為生物群落多樣性的恢復(fù)創(chuàng)造條件。
在確定河流生態(tài)修復(fù)目標(biāo)以后,就應(yīng)該對于河流進(jìn)行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評估,建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)(GIS)是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。關(guān)鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎(chǔ)上,確定環(huán)境因子與生物因子的相關(guān)關(guān)系,必要時(shí)建立某種數(shù)學(xué)模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括:調(diào)查單個(gè)生物因子的基本需求,評估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件,對于“關(guān)鍵種”或標(biāo)志性生物的環(huán)境因子進(jìn)行分類和評估。在眾多的環(huán)境因子中,識別那些對于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計(jì)和生物棲息地的設(shè)計(jì)。
3.3生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自我恢復(fù)原則
生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機(jī)理是物種的自然選擇,也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種,能夠經(jīng)受自然選擇的考驗(yàn),尋找到相應(yīng)的能源和合適的環(huán)境條件。
將自組織原理應(yīng)用于生態(tài)水利工程時(shí),生態(tài)工程設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)水工設(shè)計(jì)有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計(jì)大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)計(jì),建筑物的幾何特征、材料強(qiáng)度都是在人的控制之中,建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復(fù)工程設(shè)計(jì)與此不同,生態(tài)工程設(shè)計(jì)是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計(jì),或者說是輔設(shè)計(jì)。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結(jié)構(gòu),從而完成設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗(yàn)表明,人工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半。
傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計(jì)的特征是對于自然河流實(shí)施控制。而設(shè)計(jì)生態(tài)水利工程時(shí),要求工程師必須放棄控制自然界的動(dòng)機(jī),樹立新的工程理念。因?yàn)橐揽咳肆图夹g(shù)控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計(jì)這個(gè)寶貴財(cái)富,實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。需要強(qiáng)調(diào)的是,地球上沒有兩條相同的河流,每一條河流的特點(diǎn)都是各不相同的。因此,每一項(xiàng)生態(tài)水利工程必須因地制宜,充分尊重每一條河流的自然屬性和美學(xué)價(jià)值,尋求最佳的生態(tài)工程方案。
自設(shè)計(jì)理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質(zhì)、土壤、地貌、水文特征等生態(tài)因子,也取決于生物的種類、密度、生物生產(chǎn)力、群落穩(wěn)定性等多種因素。在利用自設(shè)計(jì)理論時(shí),需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進(jìn)外來物種時(shí)要持慎重態(tài)度,防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和管理應(yīng)該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎(chǔ)上進(jìn)行,而不是在小尺度、短時(shí)期和零星局部的范圍內(nèi)進(jìn)行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復(fù)效率要高。小范圍的生態(tài)修復(fù)不但效率低,而且成功率也低。整體性是指從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā),掌握生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)要素間的交互作用,提出修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法,而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復(fù)問題,也不僅僅是修復(fù)單一動(dòng)物或修復(fù)河岸植被。
景觀則是指生態(tài)學(xué)中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時(shí)間尺度。為什么在景觀的大尺度上進(jìn)行河流修復(fù)規(guī)劃?首先,水域生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)大系統(tǒng),其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設(shè)施系統(tǒng)。廣義水文系統(tǒng)又與生物系統(tǒng)交織在一起,形成自然河流生態(tài)系統(tǒng)。而人類活動(dòng)和工程設(shè)施作為生境的組成部分,形成對于水域生態(tài)系統(tǒng)的正負(fù)影響。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時(shí),需要對于各種脅迫因素之間的相互關(guān)系進(jìn)行綜合、整體研究。其次,必須重視水域生境的易變性、流動(dòng)性和隨機(jī)性的特點(diǎn),這些特點(diǎn)決定了生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時(shí)間與空間中擴(kuò)展或收縮的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。再者,河流生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng),與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時(shí)進(jìn)行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán),一條河流的生態(tài)修復(fù)活動(dòng)不可能是孤立的,還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復(fù)活動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)。最后,河流生態(tài)修復(fù)的時(shí)間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進(jìn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。每一個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。河流生態(tài)修復(fù)是靠時(shí)間做工作的。有研究指出,濕地重建或修復(fù)需要大約15~20a的時(shí)間。因此對于河流生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目要有長期準(zhǔn)備,同時(shí)進(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。
3.5反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)原則
生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個(gè)過程,河流修復(fù)工程需要時(shí)間。從長時(shí)間尺度看,自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時(shí)間。進(jìn)化的趨勢是結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高,同時(shí)對外界干擾的抵抗力有所增強(qiáng)。從較短的時(shí)間尺度看,生態(tài)系統(tǒng)的演替,即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時(shí)間,期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實(shí)的。
生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),力求最終形成一個(gè)健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項(xiàng)目執(zhí)行以后,就開始了一個(gè)自然生態(tài)演替的動(dòng)態(tài)過程。這個(gè)過程并不一定按照設(shè)計(jì)預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展,可能出現(xiàn)多種可能性。
意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的,在時(shí)間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外,人類系統(tǒng)的變化及干擾也導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計(jì)方法,而是一種反饋調(diào)整式的設(shè)計(jì)方法。是按照“設(shè)計(jì)—執(zhí)行(包括管理)—監(jiān)測—評估—調(diào)整”這樣一種流程以反復(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個(gè)流程中,監(jiān)測工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法,一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項(xiàng)目初期狀況比較,一種是與自然條件類似但未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的河流比較。
在反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)過程中,提倡科學(xué)家、管理者和當(dāng)?shù)鼐用窦吧鐣鹘绲膹V泛參與,通過對話、協(xié)商,以尋求共同利益。提倡多學(xué)科的交流和融合,提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性。
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[6]O’NeillR.V.,D.L.DeAngelis,J.B.Waide,etal.AHierarchicalCon-ceptofEcosystems[M].PrincetonUniversityPress,Princeton,NJ.1986:153.
2生態(tài)水利工程
從學(xué)科發(fā)展角度看,現(xiàn)在的水利工程學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)主要是工程力學(xué)和水文學(xué),水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)主要對象是水文系統(tǒng),往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風(fēng)險(xiǎn)等問題。學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學(xué)理論及方法,促進(jìn)水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉融合,用以改進(jìn)和完善水利工程的規(guī)劃及設(shè)計(jì)理論,形成水利工程學(xué)新的學(xué)科分支——生態(tài)水利工程學(xué)。生態(tài)水利工程學(xué)作為水利工程學(xué)的一個(gè)新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時(shí),兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學(xué)。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是:對于新建工程,是指進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(shí)(如治河、防洪工程),兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。對于已建工程,則是對于被嚴(yán)重干擾河流重點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)(生態(tài)產(chǎn)業(yè))及環(huán)境立法和資源管理一起,成為河流生態(tài)建設(shè)的主要手段之一。
3生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則
3.1工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則
生態(tài)水利工程是一項(xiàng)綜合性工程,在河流綜合治理中既要滿足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運(yùn)等需求,也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學(xué)原理,也要符合生態(tài)學(xué)原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施必須符合水文學(xué)和工程力學(xué)的規(guī)律,以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設(shè)施必須在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi),能夠承受洪水、侵蝕、風(fēng)暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計(jì)時(shí),必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征,動(dòng)態(tài)地研究河勢變化規(guī)律,保證河流修復(fù)工程的耐久性。
對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)合理性分析,應(yīng)遵循風(fēng)險(xiǎn)最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先難以把握,生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風(fēng)險(xiǎn)。這就需要在規(guī)劃設(shè)計(jì)中進(jìn)行方案比選,更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點(diǎn)監(jiān)測和評估。另外,充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)規(guī)律,是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。
3.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則
一個(gè)地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高,就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環(huán)境變得單調(diào),生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化,造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動(dòng),特別是大規(guī)模治河工程的建設(shè),造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化,使河流生境在不同程度上單一化,引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標(biāo)是恢復(fù)或提高生物群落的多樣性,但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進(jìn)魚類、鳥類和其他生物物種,生態(tài)水利工程的重點(diǎn)應(yīng)該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性,使其符合自然河流的地貌學(xué)原理,為生物群落多樣性的恢復(fù)創(chuàng)造條件。
在確定河流生態(tài)修復(fù)目標(biāo)以后,就應(yīng)該對于河流進(jìn)行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評估,建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)(GIS)是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。關(guān)鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎(chǔ)上,確定環(huán)境因子與生物因子的相關(guān)關(guān)系,必要時(shí)建立某種數(shù)學(xué)模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括:調(diào)查單個(gè)生物因子的基本需求,評估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件,對于“關(guān)鍵種”或標(biāo)志性生物的環(huán)境因子進(jìn)行分類和評估。在眾多的環(huán)境因子中,識別那些對于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計(jì)和生物棲息地的設(shè)計(jì)。
3.3生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自我恢復(fù)原則
生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機(jī)理是物種的自然選擇,也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種,能夠經(jīng)受自然選擇的考驗(yàn),尋找到相應(yīng)的能源和合適的環(huán)境條件。
將自組織原理應(yīng)用于生態(tài)水利工程時(shí),生態(tài)工程設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)水工設(shè)計(jì)有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計(jì)大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)計(jì),建筑物的幾何特征、材料強(qiáng)度都是在人的控制之中,建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復(fù)工程設(shè)計(jì)與此不同,生態(tài)工程設(shè)計(jì)是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計(jì),或者說是輔設(shè)計(jì)。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結(jié)構(gòu),從而完成設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗(yàn)表明,人工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半。
傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計(jì)的特征是對于自然河流實(shí)施控制。而設(shè)計(jì)生態(tài)水利工程時(shí),要求工程師必須放棄控制自然界的動(dòng)機(jī),樹立新的工程理念。因?yàn)橐揽咳肆图夹g(shù)控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計(jì)這個(gè)寶貴財(cái)富,實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。需要強(qiáng)調(diào)的是,地球上沒有兩條相同的河流,每一條河流的特點(diǎn)都是各不相同的。因此,每一項(xiàng)生態(tài)水利工程必須因地制宜,充分尊重每一條河流的自然屬性和美學(xué)價(jià)值,尋求最佳的生態(tài)工程方案。
自設(shè)計(jì)理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質(zhì)、土壤、地貌、水文特征等生態(tài)因子,也取決于生物的種類、密度、生物生產(chǎn)力、群落穩(wěn)定性等多種因素。在利用自設(shè)計(jì)理論時(shí),需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進(jìn)外來物種時(shí)要持慎重態(tài)度,防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和管理應(yīng)該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎(chǔ)上進(jìn)行,而不是在小尺度、短時(shí)期和零星局部的范圍內(nèi)進(jìn)行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復(fù)效率要高。小范圍的生態(tài)修復(fù)不但效率低,而且成功率也低。整體性是指從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā),掌握生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)要素間的交互作用,提出修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法,而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復(fù)問題,也不僅僅是修復(fù)單一動(dòng)物或修復(fù)河岸植被。
景觀則是指生態(tài)學(xué)中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時(shí)間尺度。為什么在景觀的大尺度上進(jìn)行河流修復(fù)規(guī)劃?首先,水域生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)大系統(tǒng),其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設(shè)施系統(tǒng)。廣義水文系統(tǒng)又與生物系統(tǒng)交織在一起,形成自然河流生態(tài)系統(tǒng)。而人類活動(dòng)和工程設(shè)施作為生境的組成部分,形成對于水域生態(tài)系統(tǒng)的正負(fù)影響。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時(shí),需要對于各種脅迫因素之間的相互關(guān)系進(jìn)行綜合、整體研究。其次,必須重視水域生境的易變性、流動(dòng)性和隨機(jī)性的特點(diǎn),這些特點(diǎn)決定了生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時(shí)間與空間中擴(kuò)展或收縮的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。再者,河流生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng),與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時(shí)進(jìn)行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán),一條河流的生態(tài)修復(fù)活動(dòng)不可能是孤立的,還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復(fù)活動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)。最后,河流生態(tài)修復(fù)的時(shí)間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進(jìn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。每一個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。河流生態(tài)修復(fù)是靠時(shí)間做工作的。有研究指出,濕地重建或修復(fù)需要大約15~20a的時(shí)間。因此對于河流生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目要有長期準(zhǔn)備,同時(shí)進(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。
3.5反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)原則
生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個(gè)過程,河流修復(fù)工程需要時(shí)間。從長時(shí)間尺度看,自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時(shí)間。進(jìn)化的趨勢是結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高,同時(shí)對外界干擾的抵抗力有所增強(qiáng)。從較短的時(shí)間尺度看,生態(tài)系統(tǒng)的演替,即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時(shí)間,期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實(shí)的。
生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),力求最終形成一個(gè)健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項(xiàng)目執(zhí)行以后,就開始了一個(gè)自然生態(tài)演替的動(dòng)態(tài)過程。這個(gè)過程并不一定按照設(shè)計(jì)預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展,可能出現(xiàn)多種可能性。
意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的,在時(shí)間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外,人類系統(tǒng)的變化及干擾也導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計(jì)方法,而是一種反饋調(diào)整式的設(shè)計(jì)方法。是按照“設(shè)計(jì)—執(zhí)行(包括管理)—監(jiān)測—評估—調(diào)整”這樣一種流程以反復(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個(gè)流程中,監(jiān)測工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法,一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項(xiàng)目初期狀況比較,一種是與自然條件類似但未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的河流比較。
在反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)過程中,提倡科學(xué)家、管理者和當(dāng)?shù)鼐用窦吧鐣鹘绲膹V泛參與,通過對話、協(xié)商,以尋求共同利益。提倡多學(xué)科的交流和融合,提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性。
論文關(guān)鍵詞:生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)原則
論文摘要:闡述水利工程與水域生態(tài)的關(guān)系,介紹了生態(tài)水利規(guī)劃的基本原則:工程安全性與經(jīng)濟(jì)性原則;提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則;生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)與自我恢復(fù)原則;景觀尺度與整體修復(fù)原則;反饋和調(diào)整設(shè)計(jì)原則。
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