生態(tài)修復(fù)監(jiān)測范文

時間:2024-01-02 17:49:08

導(dǎo)語:如何才能寫好一篇生態(tài)修復(fù)監(jiān)測,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文,供你借鑒。

生態(tài)修復(fù)監(jiān)測

篇1

【關(guān)鍵詞】 水土流失;草原生恢復(fù);生物量;預(yù)測

【摘 要】以扎魯特旗生態(tài)修復(fù)試點工程監(jiān)測成果為例,實施生態(tài)修復(fù)項目以后,封植被總蓋度由基期的35.2%增加到 67.51%,提高了32.31%。產(chǎn)草量由治理前的960kg/hm2,增加到2218.63kg/hm2,每公頃產(chǎn)量增加1298.63kg,產(chǎn)量提高了2.6倍。

1. 項目及項目區(qū)概況

1.1項目概況

扎魯特旗水土保持生態(tài)修復(fù)試點工程項目區(qū)位于本旗中部地區(qū),位于烏力吉木仁河流域的一級支流巴彥塔拉河中上游,按行政區(qū)劃隸屬于通遼市扎魯特旗太平山鄉(xiāng)和格日朝魯蘇木境內(nèi)??偯娣e21995hm2。工程建設(shè)期3年。該工程自2002年開始運(yùn)作,2003年4月啟動,2005年項目全部完成。項目總投資450萬元。

1.2項目區(qū)概況

項目為扎魯特旗水土保持生態(tài)修復(fù)試點工程,行政區(qū)劃隸屬于太平山鄉(xiāng)和格日朝魯蘇木,地理坐標(biāo)位東經(jīng)120°10′22″至120°24′41″,北緯44°32′10″至44°39′19″。

項目區(qū)地貌類型屬于淺山丘陵區(qū),溝壑密度0.4km/km2。土壤以栗鈣土為主,植被蓋度為31.5%。水土流失類型以水蝕為主,水土流失面積為20985 hm2,土壤侵蝕模數(shù)2500t/km2·a。

項目區(qū)屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),年均氣溫3.5℃,極端最高氣溫37.8℃,最低氣溫零下40℃?!?0℃的積溫3100℃,無霜期為120天,多年平均降水量380毫米。

2. 項目區(qū)建設(shè)規(guī)模

項目區(qū)總建設(shè)規(guī)模21995hm2, 其中風(fēng)禁治理面積20065 hm2,設(shè)置管護(hù)人員30人,建設(shè)監(jiān)測站點33處,其中小氣候觀測站2處,植物觀測點30處,徑流觀測站1處,人工輔助設(shè)施中,新打機(jī)電井6眼,建設(shè)灌草植物帶250 hm2,山杏部植103 hm2,天然林的病蟲害防治與管護(hù)面積500 hm2,為保障當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)與生活需要,補(bǔ)助設(shè)置青貯窖1065座。

3. 項目區(qū)監(jiān)測點布置

項目區(qū)進(jìn)行了林草植被觀測、徑流泥沙觀測、動物監(jiān)測、經(jīng)濟(jì)與社會效益監(jiān)測。

林草植被監(jiān)測:項目區(qū)共設(shè)林草植被監(jiān)測點30個,其中長期標(biāo)準(zhǔn)樣方監(jiān)測點22個,隨機(jī)對照樣方點8個。

徑流泥沙觀測:建設(shè)量水堰一座,進(jìn)行徑流泥沙觀測,。

典型農(nóng)戶調(diào)查:從2002年末開始,項目區(qū)農(nóng)戶分4組,每組4戶按好、中、差進(jìn)行調(diào)查。

3.1林草植被監(jiān)測結(jié)果分析

2004年1—7月降雨量為327.2mm,集中在6—7月,以集中降雨為主;2005年同期降雨量為183.8mm,各月分布均勻。植被蓋度:封植被總蓋度基期為35.2%,治理后植被蓋度為56.4%,提高了21.2%,每公頃產(chǎn)草量提高91.25千克,封育區(qū)和對照區(qū)植物種類變化相同。因此扎旗在同期降雨保證率達(dá)到59%以上時,生態(tài)修復(fù)效果十分明顯,效益顯著。

3.1.1 植被類型及生長量監(jiān)測

3.2土壤侵蝕模數(shù)與保土保水效率監(jiān)測結(jié)果分析

據(jù)雨量與徑流泥沙觀測,根據(jù)卡口站以上集雨面積3.02平方公里一年的觀測資料推算,汛期降雨量327mm,產(chǎn)流雨量162mm,削減地表徑流57.4%。試點區(qū)內(nèi)土壤侵蝕強(qiáng)度逐漸減輕,年土壤侵蝕量由基期的10784.23噸減到4658.53噸,減少土壤侵蝕 56.8%。

4. 主要生物量的預(yù)測結(jié)果及綜合分析

土壤侵蝕模數(shù)由基期的3570.95 t/km2.a降為1542.56t/km2.a。試點區(qū)內(nèi)土壤侵蝕強(qiáng)度逐漸減輕,年土壤侵蝕量由基期的10784.23噸減到4658.53噸,減少土壤侵蝕 56.8%。大面積中、輕度流失區(qū)變?yōu)檩p度或無明顯流失區(qū),中度以上流失區(qū)相對減弱。

封植被總蓋度由基期的35.2%增加到 67.51%,提高了32.31%。

篇2

我市水生態(tài)監(jiān)測應(yīng)包括對大范圍生態(tài)系統(tǒng)的宏觀監(jiān)測,傳統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)不適應(yīng)于大區(qū)域的生態(tài)監(jiān)測,只有借助于現(xiàn)代高新技術(shù),高效、快速地了解大區(qū)域生態(tài)環(huán)境的動態(tài)變化,為迅速制定治理、保護(hù)的方案和對策提供依據(jù)。遙感、地理信息系統(tǒng)與全球定位(統(tǒng)稱3S集成)一體化的高新技術(shù)可以解決這個問題,在實際中通過建立生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測與決策支持系統(tǒng),有效獲取生態(tài)環(huán)境信息,實時監(jiān)測區(qū)域環(huán)境的動態(tài)變化,進(jìn)而掌握該區(qū)域生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀、演變規(guī)律、特征與發(fā)展趨勢,為管理者提供依據(jù)。

23S技術(shù)優(yōu)勢

3S技術(shù)是遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)的統(tǒng)稱,是空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)相結(jié)合,多學(xué)科高度集成的對空間信息進(jìn)行采集、處理、管理、分析、表達(dá)、傳播和應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)。

2.1遙感技術(shù)(RS)。RS是指從高空或外層空間接收來自地球表層各類地物的電磁波信息,并通過對這些信息進(jìn)行掃描、攝影、傳輸和處理,從而對地表各類地物和現(xiàn)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控測和識別的現(xiàn)代綜合技術(shù)。

2.2地理信息系統(tǒng)(GIS)。GIS就是一個專門管理地理信息的計算機(jī)軟件系統(tǒng),它不但能分門別類、分級分層地去管理各種地理信息;而且還能將它們進(jìn)行各種組合、分析、再組合、再分析等;還能查詢、檢索、修改、輸出、更新等。地理信息系統(tǒng),還有一個特殊的“可視化”功能,就是通過計算機(jī)屏幕把所有的信息逼真地再現(xiàn)到地圖上,成為信息可視化工具,清晰直觀地表現(xiàn)出信息的規(guī)律和分析結(jié)果,同時還能在屏幕上動態(tài)地監(jiān)測“信息”的變化。

2.3全球定位系統(tǒng)(GPS)。GPS是美國從20世紀(jì)70年代開始研制,于1994年全面建成,具有海、陸、空全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS是由空間星座、地面控制和用戶設(shè)備等三部分構(gòu)成的。GPS測量技術(shù)能夠快速、高效、準(zhǔn)確地提供點、線、面要素的精確三維坐標(biāo)以及其他相關(guān)信息。

33S技術(shù)在水生態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用

3.13S技術(shù)用于水生態(tài)監(jiān)測本底數(shù)據(jù)調(diào)查?!?S”技術(shù)為生態(tài)監(jiān)測信息管理動態(tài)化、綜合化、宏觀化提供了新的技術(shù)手段,為建立監(jiān)測信息庫,融合監(jiān)測數(shù)據(jù)、實驗分析數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、文字?jǐn)?shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)等提供了良好而高效的平臺;也是水生態(tài)健康分析與評估的基本工具。在編制我市水生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)本底數(shù)據(jù)資料及陸地衛(wèi)星圖像圖件,并定期調(diào)查哈爾濱各種濕地的分布和類型。在收集歷次地面調(diào)查有關(guān)資料及圖件的基礎(chǔ)上,進(jìn)行對比分析研究,擬定濕地類型分類系統(tǒng),然后對遙感圖像的影像進(jìn)行初步解譯,建立影像解譯標(biāo)志,進(jìn)行判讀區(qū)劃,并繪制濕地類型圖班,經(jīng)野外實地抽樣調(diào)查驗證、補(bǔ)充修改后,編制濕地類型分布圖,經(jīng)過分類量算面積統(tǒng)計,得到哈爾濱濕地各種分布類型及面積,繪制哈爾濱濕地類型電子分布圖,為以后濕地保護(hù)建設(shè)監(jiān)測奠定基礎(chǔ)。

3.2建立由3S技術(shù)支持的指標(biāo)體系。哈爾濱市水生態(tài)監(jiān)測中心已經(jīng)于2011年起開展了松花江哈爾濱段水生態(tài)監(jiān)測工作,初步建立哈爾濱市水生態(tài)監(jiān)測指標(biāo)體系,包括:小流域常規(guī)監(jiān)測評價指標(biāo)體系;重要支流和干流常規(guī)監(jiān)測評價指標(biāo)體系;濕地常規(guī)監(jiān)測評價指標(biāo)體系。由于哈爾濱市水系均屬松花江水系,水生態(tài)系統(tǒng)中每項生物指標(biāo)的變化,與區(qū)域生態(tài)環(huán)境的水文、水生生物、水質(zhì)等水生態(tài)要素變化有著密切的關(guān)系,并相互影響。為此,緊緊抓住影響我市水生態(tài)系統(tǒng)敏感因子,建立科學(xué)的水生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測體系,尤為重要,特別是針對我市近幾年來,以灘涂濕地保護(hù)與修復(fù)實踐,建立以濕地為宏觀監(jiān)測評價單元的水生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測指標(biāo)體系,采取3S技術(shù)和地面監(jiān)測相結(jié)合,宏觀監(jiān)測和河流斷面微觀監(jiān)測相結(jié)合,定點網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的定性和定量分析有機(jī)結(jié)合,并建立水生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測與決策支持系統(tǒng),有效獲取水生態(tài)環(huán)境信息,實時監(jiān)測區(qū)域環(huán)境的動態(tài)變化,進(jìn)而掌握區(qū)域水生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀、演變規(guī)律、特征與發(fā)展趨勢,為迅速制定保護(hù)、修復(fù)方案和對策提供依據(jù)。

4結(jié)束語

篇3

摘要 我國目前土壤形勢不容樂觀。呈現(xiàn)多源,復(fù)合、量大、面廣、持久、毒害等特征、對生態(tài)環(huán)境和食品安全構(gòu)成重要威脅,影響經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展。本文分析了我國土壤污染防治工作的問題與挑戰(zhàn),總結(jié)了發(fā)達(dá)國家治理土壤污染的經(jīng)驗,并提出了深化我國土壤污染防治工作的建議。

關(guān)鍵詞 土壤污染;污染防治;國際經(jīng)驗

有土斯有民,土地是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。開發(fā)、利用、保護(hù)好土壤關(guān)系國家和民族未來,是生態(tài)文明建設(shè)的前提和基礎(chǔ)。根據(jù)2014年《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》的數(shù)據(jù),全國16%的土壤環(huán)境超標(biāo),其中,一些地方土壤污染嚴(yán)重,工礦業(yè)廢棄地和農(nóng)業(yè)耕地土壤污染問題突出,重點區(qū)域類土地(重污染企業(yè)用地、工業(yè)廢棄地、工業(yè)園區(qū)、固體廢物集中處置地、采油區(qū)、采礦區(qū)、污水灌溉區(qū)和干線公路兩側(cè))均有相當(dāng)程度的污染,“毒土”“毒地”等事件在全國各地不斷出現(xiàn),威脅生態(tài)環(huán)境和食品安全,影響經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展。因此,加強(qiáng)我國土壤環(huán)境污染預(yù)防、控制和修復(fù),意義重大、刻不容緩。本文旨在分析國內(nèi)土壤污染成因,借鑒國際經(jīng)驗,探求國內(nèi)土壤污染防治途徑。我國土壤污染防治工作面臨的問題與挑戰(zhàn)

20世紀(jì)80年代以來,隨著經(jīng)濟(jì)快速增長,我國土壤環(huán)境也迅速惡化,污染呈現(xiàn)多源、復(fù)合、量大、面廣、持久、毒害六大特征,表現(xiàn)出由點到片,由城到鄉(xiāng),由單一到復(fù)合等發(fā)展態(tài)勢。造成我國土壤環(huán)境惡化的原因和問題主要有以下幾個方面。

一是土地資源稟賦低。我國土地資源具有絕對數(shù)量多、相對數(shù)量少且質(zhì)量不高、環(huán)境壓力大等特點。人均耕地面積僅為世界水平的43%,我國以世界上7%的耕地養(yǎng)活20%的人口。除東北平原、華北平原和長江、珠江中下游平原與漢江平原、成都平原外,耕地質(zhì)量不高,無法耕種的中度、重度污染耕地有5000萬畝,全國集中連片耕地后備資源主要分布在北方和西部干旱地區(qū),后備資源開發(fā)存在生態(tài)難題。

二是土地污染源多面廣量大。土壤是各類污染物的最終歸屬。我國30多年粗放的發(fā)展模式,使土地成為了一個“大垃圾箱”。工業(yè)“三廢”排放,使污染物通過多種途徑進(jìn)入并積累于土壤。全國有11. 23萬座礦山,1.2萬座尾礦庫,每年60萬噸石油跑冒滴漏,固體廢物堆放占地面積達(dá)200多萬畝,有害廢水污灌污染耕地3250多萬畝,有害廢氣隨雨水沉降到土壤中。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)存在“農(nóng)藥、化肥依賴癥”,化肥產(chǎn)量和使用量占世界1/3以上,非降解農(nóng)膜殘留量達(dá)12萬噸. “白色污染”嚴(yán)重,導(dǎo)致土質(zhì)下降,危害人體健康。

三是土壤污染防治法律法規(guī)不健全。我國尚無針對土壤污染的專門法。2015年實施的新《環(huán)境保護(hù)法》雖對土壤環(huán)境保護(hù)提出了明確要求,但仍缺乏細(xì)則。雖然不少地方專門出臺了土壤污染防治的規(guī)范性文件,但沒有形成有效的土壤污染綜合防治法律體系,約束力和系統(tǒng)性不夠。

四是土壤污染防治標(biāo)準(zhǔn)體系不完善。我國有60類共3246種土壤,不同地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量、年平均降雨量、地下水埋深等影響基準(zhǔn)推導(dǎo)的重要參數(shù)具有較大的變異性。截至目前,我國已及正在修訂的土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有60多個,在數(shù)量上比較少,管理也不明晰,分屬于10多個不同部門。此外, 《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618-1995)于1995年實施,2009年開始修訂,至今仍在修訂過程中,已不能適應(yīng)形勢發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)等級全國采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)值,沒有區(qū)分土壤背景值的差異。此外,標(biāo)準(zhǔn)主要針對的是環(huán)境質(zhì)量,從人體健康和生態(tài)風(fēng)險的角度考慮不夠;主要針對農(nóng)業(yè)用地,對工業(yè)、商業(yè)和居住用地考慮不夠。

五是土壤環(huán)境監(jiān)測能力不足。我國土壤環(huán)境監(jiān)測工作起步晚,技術(shù)落后,尚未形成全面的監(jiān)測體系,部分地方能力有限,難以精準(zhǔn)掌握各地區(qū)土壤污染的狀況。

六是土壤污染防治技術(shù)薄弱。由于污染土壤面積大,污染程度深淺不一,自然條件復(fù)雜多變,對土壤污染防治技術(shù)和工藝要求極高。國內(nèi)市場上現(xiàn)有的修復(fù)技術(shù)往往手段單一,科技含量低且修復(fù)成本非常高,修復(fù)設(shè)備與藥劑大部分仍依賴進(jìn)口。

七是土壤污染防治資金缺口大。國外的綠地建設(shè)中,土壤費(fèi)占總投入的50%。我國“十二五”環(huán)境規(guī)劃中僅有300億元中央財政資金用于修復(fù)污染土壤,且主要是對城市投入,對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)保投入不足,遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足土壤污染防治資金需求。

八是土壤管理體制不順。我國長期以來多部門分散治土,環(huán)保部門“統(tǒng)一監(jiān)督管理”的職能在很大程度上被肢解和架空,造成權(quán)利義務(wù)失衡和權(quán)力橫向分割的弊端。雖然2013年1月國務(wù)院出臺的《近期土壤環(huán)境保護(hù)和綜合治理工作安排》中提出: “建立由環(huán)境保護(hù)部牽頭,國務(wù)院相關(guān)部門參加的部際協(xié)調(diào)機(jī)制,指導(dǎo)、協(xié)調(diào)和督促檢查土壤環(huán)境保護(hù)和綜合治理工作。”但僅靠部際協(xié)調(diào)機(jī)制難以解決多頭管理的問題,常常會因部門利益影響工作效率。

九是土壤保護(hù)意識淡薄。由于土壤污染更具隱蔽性、滯后性和難可逆性,是一種“看不見的污染”,公眾土壤污染防治自覺性和積極性不高,往往將土地利用的功利性和經(jīng)濟(jì)性擺在第一位,忽略土地本身的生命支撐價值、生態(tài)價值、文化象征價值、歷史價值。大部分農(nóng)村居民對環(huán)境污染表現(xiàn)淡漠,也缺乏依法維權(quán)意識,只要環(huán)境污染沒有直接影響到自身的生產(chǎn)生活,大多采取漠視的態(tài)度,增加了土壤環(huán)境保護(hù)的成本。國外土壤污染防治經(jīng)驗

建立綜合防治的法律體系

西方國家普遍將土壤作為一個獨立的環(huán)境要素來進(jìn)行立法保護(hù),形成了從基本法到綜合性法律再到專項立法的三層法律體系,用以調(diào)整和規(guī)范各類生產(chǎn)、生活活動。

美國從危險廢物管理著手開展立法,頒布《土壤保護(hù)法》《資源保護(hù)回收法》《綜合環(huán)境反應(yīng)、賠償和責(zé)任法》(“超級基金法”)和《小企業(yè)責(zé)任免除和棕地復(fù)興法案》(“棕色地塊法”)等法律法規(guī),在建立土壤環(huán)境保護(hù)區(qū)、農(nóng)田保護(hù)、土地管理政策、土地利用、污染場地修復(fù)等方面作出了具體規(guī)定,同時加強(qiáng)對水、化學(xué)品等污染的控制和立法。德國制定《聯(lián)邦土壤保護(hù)法》《區(qū)域規(guī)劃法案》《建設(shè)條例》等,對土壤污染清除和修復(fù)、土地開發(fā)、限制綠色地帶開發(fā)作出規(guī)定。日本通過《農(nóng)用地土壤污染防止法》《土壤污染對策法》為農(nóng)用地以及“城市型”土壤污染的治理提供了專門法律保障,而《大氣污染防治法》《二?英類物質(zhì)特別對策法》《水質(zhì)污濁防止法》《廢棄物處理法》《化學(xué)物質(zhì)審查規(guī)制法》《肥料取締法》《礦山保安法》等外圍法則從不同途徑為土壤切斷了污染源。法國雖沒有專門性的土壤污染防治法,但修改和完善現(xiàn)有的工業(yè)法、廢物法和民法,規(guī)定土壤污染者的相關(guān)責(zé)任,達(dá)到土壤污染防治目的。

強(qiáng)化土壤污染風(fēng)險預(yù)防

發(fā)達(dá)國家將土壤環(huán)境風(fēng)險評估貫穿土壤環(huán)境管理全過程,指導(dǎo)污染土壤的環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測,確定土壤污染風(fēng)險是否可以接受、是否值得關(guān)注。英國認(rèn)為預(yù)防土壤風(fēng)險與修復(fù)污染土壤同等重要,建立了污染土壤暴露風(fēng)險評估導(dǎo)則,率先提出污染地塊可持續(xù)修復(fù)管理框架。德國一方面重點排查了全國有污染嫌疑的土壤并進(jìn)行了風(fēng)險評估,另一方面制定方案并組織實施了重點污染土壤的治理和修復(fù)。

完善土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前發(fā)達(dá)國家普遍基于風(fēng)險評估,劃分不同土地利用方式,并制定土壤的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。美國頒布旨在保護(hù)生態(tài)受體安全的《土壤生態(tài)篩選導(dǎo)則》以及保護(hù)人體健康的《土壤篩選導(dǎo)則》,此外還制定污染土壤初始修復(fù)目標(biāo)值,許多州據(jù)此制訂各自的土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。英國在考慮不同土地利用方式下以保護(hù)人體健康為原則制定土壤指標(biāo)值。加拿大則以其保護(hù)生態(tài)土壤質(zhì)量指導(dǎo)值和保護(hù)人體健康土壤質(zhì)量指導(dǎo)值兩者中的最低值作為最終土壤質(zhì)量指導(dǎo)值。荷蘭在《荷蘭土壤質(zhì)量法令》中設(shè)立了土壤修復(fù)的目標(biāo)值、干預(yù)值及部分污染物造成土壤嚴(yán)重污染的指示值。日本在制訂土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)時,特別設(shè)立浸出液標(biāo)準(zhǔn)。

全面準(zhǔn)確開展土壤監(jiān)測

西方國家普遍深入開展土壤調(diào)查,尤其是利用高光譜遙感與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)進(jìn)行土壤監(jiān)測與評價,摸清底數(shù),為開展土壤保護(hù)工作打下堅實基礎(chǔ)。歐盟實施土壤環(huán)境評價監(jiān)測項目,設(shè)計歐盟范圍內(nèi)可比的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系,建立評價土壤現(xiàn)狀的資料參考中心,對國家級土壤監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行有效統(tǒng)一管理。德國根據(jù)土地用途對全國土壤實施監(jiān)測,了解土壤特性變化,以評估治理措施是否有效,共設(shè)立監(jiān)測點800多個,并建立污染土壤數(shù)據(jù)庫進(jìn)行動態(tài)管理。法國建立污染土地的數(shù)據(jù)庫,信息包含現(xiàn)存的污染地和已被修復(fù)的污染地。美國相關(guān)部門向用戶免費(fèi)提供很多土壤基礎(chǔ)信息,例如分辨率低于30米的遙感資料,從而為新技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造有利條件。

分類治理的防治措施

根據(jù)土壤的不同功能,西方國家堅持區(qū)別對待,積極推動土壤污染分類整治和管理。美國防治土壤污染關(guān)注范圍從農(nóng)業(yè)用地逐漸擴(kuò)大到工業(yè)用地,通過一系列法律及修正案對“棕色地塊”進(jìn)行有效治理。建立危害分級系統(tǒng),根據(jù)地下水、地表水、大氣和土壤4種污染遷移途徑來評估場地的污染狀況,有針對性地治理。德國通過一套顏色指標(biāo)體系明確土壤治理要求,分別用綠線、黃線和紅線表示應(yīng)采取預(yù)防惡化、發(fā)出警告或必須清理的措施。日本和韓國在土壤污染調(diào)查、整治責(zé)任承擔(dān)、費(fèi)用負(fù)擔(dān)、管制方式等具體制度中,對“農(nóng)業(yè)型”土壤污染和“城鎮(zhèn)工礦型”土壤污染區(qū)別對待。俄羅斯在《關(guān)于安全使用化學(xué)殺蟲除莠劑和農(nóng)業(yè)化學(xué)制品法》中針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施用農(nóng)藥化肥等化學(xué)制劑的控制與監(jiān)督管理做出詳細(xì)規(guī)定。

采用先進(jìn)的治理技術(shù)

國外土壤修復(fù)主要采用兩大方法(原位及異位)和五類技術(shù)(工程措施、物理修復(fù)、化學(xué)/物化修復(fù)、農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)和生物修復(fù))。1982-2005年,美國超級基金一共進(jìn)行了997個土壤修復(fù)項目,采用異位修復(fù)的項目約占53%,固化/穩(wěn)定化及焚燒占異位修復(fù)項目的69%,土壤蒸汽抽提占原位修復(fù)項目的53%。歐洲各國因工業(yè)歷史和污染類型不同,污染場地特征不同,土壤修復(fù)技術(shù)也存在明顯差異,整體上采用原位及異位修復(fù)技術(shù)的比例相當(dāng)。目前,綠色修復(fù)技術(shù)既可降低修復(fù)行動的環(huán)境足跡及經(jīng)濟(jì)上的負(fù)面影響,又使修復(fù)行為的凈環(huán)境收益最大化,越來越受到重視。

“污染者付費(fèi)”基礎(chǔ)上的市場運(yùn)作

在政府提供專項治理資金的同時,激勵社會資本加大土壤治理投入。美國通過征收專業(yè)稅,建立規(guī)模超過1000億美元的土壤修復(fù)“超級基金”,由其兜底全國范圍內(nèi)污染場地的修復(fù)。英國污染場地修復(fù)資金實行等級責(zé)任制:最初向土地排污的企業(yè)、個人或知情并容許排污發(fā)生的人為第一級;當(dāng)前土地所有者、業(yè)主為第二級;土壤污染治理責(zé)任由第一級承擔(dān),但無法找出原始污染者時由第二級承擔(dān)。日本采用“原因者負(fù)擔(dān)”和“受益者分擔(dān)”雙原則并設(shè)立專項基金治理污染土地。具體方式是:先對污染土地展開調(diào)查并制定治理方案,然后對該土地進(jìn)行收購和治理,在治理完成后將土地賣給企業(yè),最后按基金出資比例對獲利的5%進(jìn)行分配。對于無主土地的治理,德國采取政府先墊錢修復(fù),后調(diào)查確定最終誰付費(fèi)的治理方式;而對歷史遺留的污染場地治理,政府給予補(bǔ)貼。

綜合防治土壤污染的建議

通過分析發(fā)達(dá)國家土壤環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)管理和修復(fù)的成本可以發(fā)現(xiàn),三項成本的基本比例為1:10:100。借鑒國際經(jīng)驗,我國必須重視預(yù)防,并堅持防、控、治一體化,分類施策、分區(qū)防控,走市場化與專業(yè)化相結(jié)合的路子。

建立土壤污染防治聯(lián)合機(jī)制

土壤污染情況復(fù)雜,涉及部門多,治理和協(xié)調(diào)難度大,需進(jìn)一步明確地方政府、中央部門的責(zé)任及中央相關(guān)部門的職責(zé)。環(huán)保部作為土壤污染防治牽頭部門,應(yīng)加強(qiáng)綜合協(xié)調(diào),完善法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),建立部門聯(lián)動機(jī)制;與農(nóng)業(yè)部、國土資源部等成立“國家耕地面源和農(nóng)村污染防治協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組”,下設(shè)辦公室,具體工作可由農(nóng)業(yè)部承擔(dān);與工信部、住建部、國土資源部等成立“國家城鎮(zhèn)和工業(yè)用地污染防治協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組”,下設(shè)辦公室,具體工作可由住建部、環(huán)保部共同承擔(dān)。協(xié)調(diào)跨區(qū)域水土協(xié)同治理,統(tǒng)籌土壤、重金屬和化學(xué)品、固廢、危廢污染防治工作。

建立健全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系

盡快制定出臺“土壤污染防治法”及其配套規(guī)章制度,加快土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的修訂。修訂、完善與土壤污染相關(guān)的水、大氣、固體廢棄物等方面的法律、法規(guī),強(qiáng)化土地管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、環(huán)境功能區(qū)劃等關(guān)于土壤保護(hù)的內(nèi)容,形成科學(xué)、合理、系統(tǒng)的土壤污染防治體系。嚴(yán)格法律責(zé)任,加大執(zhí)法力度,加強(qiáng)對涉重金屬企業(yè)廢水、廢氣、廢渣等處理情況的監(jiān)督檢查,規(guī)范危險廢物的收集、貯存、轉(zhuǎn)移、運(yùn)輸和處理處置活動,嚴(yán)控農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜的亂用濫用問題,加大對造成污染后果行為的處罰力度。建立土壤污染責(zé)任終身追究機(jī)制,并依法追究刑事責(zé)任。

加強(qiáng)源頭控制

堅持綠色化發(fā)展,大力推進(jìn)清潔生產(chǎn)。嚴(yán)格項目準(zhǔn)人,關(guān)閉、淘汰和搬遷小冶煉、小化工等企業(yè)。健全排污許可制度,改造環(huán)保設(shè)施,嚴(yán)格控制排污量和濃度。打擊非法采礦,促進(jìn)礦山集約化開采和廢水、廢渣集中排放和處理。劃定生態(tài)紅線,嚴(yán)格監(jiān)管農(nóng)田和重要農(nóng)產(chǎn)品基地,嚴(yán)格控制污水灌溉,加強(qiáng)對農(nóng)藥、化肥及其包裝物以及農(nóng)膜的環(huán)境管理,提高農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)。實行保護(hù)性耕作和輪休耕作制度。完善政府績效考核體系,強(qiáng)化土壤環(huán)保考核指標(biāo)。積極推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)黨政同責(zé)制,明確地方黨委及其部門在生態(tài)文明建設(shè)中的責(zé)任。

加強(qiáng)土壤監(jiān)測

聯(lián)合多部門共同建立長效土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測機(jī)制,開放監(jiān)測市場。制定統(tǒng)一的監(jiān)測規(guī)范,構(gòu)建土壤環(huán)境質(zhì)量例行監(jiān)測、預(yù)警監(jiān)測、應(yīng)急監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),定期開展全國土壤環(huán)境污染狀況監(jiān)測,建立全國土壤環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),為土壤污染防治提供可靠數(shù)據(jù)。

實施分類防治

對工業(yè)、農(nóng)業(yè)和住宅用地分類施策;劃定優(yōu)先保護(hù)區(qū)域進(jìn)行分區(qū)防控;按照受污染程度開展分級防治。啟動“土壤環(huán)境保護(hù)工程”,推進(jìn)土壤污染防治示范工程。完善“以獎促治”“以獎促?!闭?。建立土壤修復(fù)技術(shù)默認(rèn)清單制度。

加強(qiáng)科技支撐

搭建土壤環(huán)境的國際交流與合作平臺,注重引進(jìn)、吸收、消化適用于國情的國外先進(jìn)技術(shù)。搭建土壤污染治理與資源可持續(xù)利用技術(shù)平臺,自主研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備。

健全資金投入機(jī)制

借鑒重慶污染土壤治理模式,加快以土地經(jīng)營、批租為支撐的財稅、金融模式改革。繼續(xù)探索生態(tài)補(bǔ)償、排污權(quán)交易、污染責(zé)任險等經(jīng)濟(jì)措施。對嚴(yán)重污染的耕地,要調(diào)整種植結(jié)構(gòu),劃定農(nóng)產(chǎn)品禁止生產(chǎn)區(qū)并進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償;定點收購被污染糧食并補(bǔ)償費(fèi)用。建立相關(guān)的土壤污染防治與修復(fù)基金。對積極開展土壤污染保護(hù)和治理的地區(qū),加大資金獎勵支持力度。發(fā)展土壤修復(fù)相關(guān)產(chǎn)業(yè),鼓勵民間資本注入,開展PPP模式,推進(jìn)第三方監(jiān)測、治理。

加強(qiáng)土壤保護(hù)宣傳教育

提高企業(yè)和公眾土壤環(huán)境安全意識和土壤環(huán)境保護(hù)參與意識,進(jìn)企業(yè)、進(jìn)社區(qū)、進(jìn)農(nóng)村、進(jìn)課堂宣傳土壤環(huán)境保護(hù)知識,并為一線生產(chǎn)者提供專業(yè)培訓(xùn)。

國際合作和履約工作

篇4

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)計原則。

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人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動性,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,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)的一個新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時,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(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)計時,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。這就需要在規(guī)劃設(shè)計中進(jìn)行方案比選,更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(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,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)計和生物棲息地的設(shè)計。

3.3生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、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,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,生態(tài)工程設(shè)計與傳統(tǒng)水工設(shè)計有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)計,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)計與此不同,生態(tài)工程設(shè)計是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計,或者說是輔設(shè)計。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、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)計和實現(xiàn)設(shè)計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明,人工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半。

傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計的特征是對于自然河流實施控制。而設(shè)計生態(tài)水利工程時,要求工程師必須放棄控制自然界的動機(jī),樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術(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)計這個寶貴財富,實現(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,每一條河流的特點都是各不相同的。因此,每一項生態(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)價值,尋求最佳的生態(tài)工程方案。

自設(shè)計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)計理論時,需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進(jìn)外來物種時要持慎重態(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,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、流動性和隨機(jī)性的特點,這些特點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間與空間中擴(kuò)展或收縮的動態(tài)系統(tǒng)。再者,河流生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng),與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時進(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)活動進(jìn)行協(xié)調(diào)。最后,河流生態(tài)修復(fù)的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進(jìn)是一個動態(tài)過程。每一個河流生態(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的時間。因此對于河流生態(tài)修復(fù)項目要有長期準(zhǔn)備,同時進(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。

3.5反饋調(diào)整式設(shè)計原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程,河流修復(fù)工程需要時間。從長時間尺度看,自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時間。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,同時對外界干擾的抵抗力有所增強(qiáng)。從較短的時間尺度看,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間,期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實的。

生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項目執(zhí)行以后,就開始了一個自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。這個過程并不一定按照設(shè)計預(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)計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計方法,而是一種反饋調(diào)整式的設(shè)計方法。是按照“設(shè)計—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)計的科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)

[1]董哲仁.水利工程對生態(tài)系統(tǒng)的脅迫[J].水利水電技術(shù),2003,(7):1~5.

[2]董哲仁.生態(tài)水工學(xué)的理論框架[J].水利學(xué)報,2003,(1):1~6.

[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,2003,(11):1~7.

[4]Mitsch W.J.,Jorgensen S E..Ecological Engineering and EcosystemRestoration[M].Published by John Wiley&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’Neill R.V.,D.L.DeAngelis,J.B.Waide,et al.A Hierarchical Con-cept of Ecosystems[M].Princeton University Press,Princeton,NJ.1986:153.

[7]Gosselink J.G.Landscape Conservation in a forested Wetland Water-shed[J].Bioscience,1990,40:588~600.

篇5

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人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動性,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,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)的一個新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時,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(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)計時,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。這就需要在規(guī)劃設(shè)計中進(jìn)行方案比選,更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(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,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)計和生物棲息地的設(shè)計。

3.3生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、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,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,生態(tài)工程設(shè)計與傳統(tǒng)水工設(shè)計有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)計,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)計與此不同,生態(tài)工程設(shè)計是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計,或者說是輔設(shè)計。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、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)計和實現(xiàn)設(shè)計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明,人工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半。

傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計的特征是對于自然河流實施控制。而設(shè)計生態(tài)水利工程時,要求工程師必須放棄控制自然界的動機(jī),樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術(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)計這個寶貴財富,實現(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,每一條河流的特點都是各不相同的。因此,每一項生態(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)價值,尋求最佳的生態(tài)工程方案。

自設(shè)計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)計理論時,需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進(jìn)外來物種時要持慎重態(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,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、流動性和隨機(jī)性的特點,這些特點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間與空間中擴(kuò)展或收縮的動態(tài)系統(tǒng)。再者,河流生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng),與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時進(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)活動進(jìn)行協(xié)調(diào)。最后,河流生態(tài)修復(fù)的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進(jìn)是一個動態(tài)過程。每一個河流生態(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的時間。因此對于河流生態(tài)修復(fù)項目要有長期準(zhǔn)備,同時進(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。

3.5反饋調(diào)整式設(shè)計原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程,河流修復(fù)工程需要時間。從長時間尺度看,自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時間。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,同時對外界干擾的抵抗力有所增強(qiáng)。從較短的時間尺度看,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間,期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實的。

生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項目執(zhí)行以后,就開始了一個自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。這個過程并不一定按照設(shè)計預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展,可能出現(xiàn)多種可能性。

篇6

(1.農(nóng)業(yè)部漁業(yè)環(huán)境及水產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(天津),天津 300221;2.天津渤海水產(chǎn)研究所,天津 300457)

摘要:為了掌握人工魚礁建設(shè)對海洋生物資源和海洋生態(tài)環(huán)境的作用效果,在漢沽示范區(qū)已投放人工魚礁海域進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測與研究。研究結(jié)果表明:投放1年的礁體表面90%以上被生物覆蓋,附著厚度10~15 cm,附著生物以長牡蠣、密鱗牡蠣為主要優(yōu)勢種,單位面積附著量6.25 kg/m2。實驗數(shù)據(jù)顯示附著的牡蠣及其它生物生長良好。從浮游生物、底棲生物、魚卵、仔稚魚密度分布以及礁體生物附著狀況來看,人工魚礁區(qū)良好的生態(tài)效應(yīng)已初步顯現(xiàn)。在礁區(qū)周圍的海底出現(xiàn)了以礁體為中心的高生物量區(qū)向四周擴(kuò)散的趨勢。從生物多樣性和總生物量的角度來看,漢沽示范區(qū)人工魚礁對改造局部區(qū)域的海洋生態(tài)環(huán)境起到了良好作用。

關(guān)鍵詞 :人工魚礁;監(jiān)測與研究;效果評價

基金項目:農(nóng)業(yè)部蓬萊溢油生物資源養(yǎng)護(hù)與漁業(yè)生態(tài)修復(fù)——渤海生態(tài)修復(fù)漢沽示范區(qū)項目。

作者簡介:孫萬勝(1963.10-),男,本科,高級工程師,主要從事漁業(yè)環(huán)境及水產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測與研究。sunwansheng@126.com

DOI:10.3969/j.issn.1004-6755.2015.06.002

渤海灣天津海域歷史上漁業(yè)資源豐富,是渤海最重要的魚蝦貝產(chǎn)卵場、索餌場。由于不斷增強(qiáng)的開發(fā)活動和日益加劇的環(huán)境污染,破壞了渤海生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),使生物群落生產(chǎn)力下降,漁業(yè)資源日益衰退。為逐步修復(fù)和改善海洋生態(tài)環(huán)境,在農(nóng)業(yè)部的統(tǒng)一部署下,天津市水產(chǎn)局組織承擔(dān)了蓬萊溢油生物資源養(yǎng)護(hù)與漁業(yè)生態(tài)修復(fù)項目,在天津建設(shè)渤海生態(tài)修復(fù)漢沽示范區(qū),實施人工魚礁建設(shè)及生態(tài)環(huán)境修復(fù)工程。為了掌握人工魚礁建設(shè)對海洋生物資源和海洋生態(tài)環(huán)境的作用效果,筆者在天津漢沽示范區(qū)已投放人工魚礁海域進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測與研究,旨在進(jìn)一步了解人工魚礁對海洋生物資源的修復(fù)效果,為渤海生物資源養(yǎng)護(hù)與漁業(yè)生態(tài)修復(fù)提供技術(shù)參考。

1材料與方法

1.1人工魚礁示范區(qū)的位置及建設(shè)規(guī)模

示范區(qū)位于天津漢沽大神堂近海,離岸距離10 km。與“大神堂牡蠣礁國家級海洋特別保護(hù)區(qū)”及“天津市海洋牧場漢沽示范區(qū)”臨近。示范區(qū)面積為427.1561 hm2,在示范區(qū)內(nèi)完成16個礁群建設(shè),投放人工魚礁2 804個(9 463.5空 m3)。

1.2人工魚礁礁體的選型及投放布局

礁體的材料以鋼筋混凝土為主,技術(shù)要求參照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GBJ10-89、《港口及航道護(hù)岸工程設(shè)計與施工規(guī)范》JTJ300-2000。對于海水環(huán)境中的混凝土,設(shè)計年限為50年,強(qiáng)度等級達(dá)到C35。參照《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》DL/T5057,抗?jié)B設(shè)計采用等級S8。

礁體的設(shè)計主要有2種,一種為大窗箱型礁,另一種為大小窗箱型礁。設(shè)計參數(shù)見表1,礁體的示意圖如圖1、圖2所示。

2012年、2013年共投放2種類型的礁體1 904個(6 426空m3),形成礁區(qū)面積153.772 hm2,魚礁投放布局如圖3所示。

1.3監(jiān)測時間及站位布設(shè)

在漢沽示范區(qū)面積為427.156 hm2范圍內(nèi)設(shè)立5個監(jiān)測站位,在示范區(qū)以外設(shè)立監(jiān)測對照站位4個。

1.4監(jiān)測內(nèi)容與監(jiān)測重點

1.4.1海洋生物監(jiān)測主要包括浮游植物、浮游動物、底棲生物、魚卵仔魚及游泳生物的種類組成、多樣性特征、密度及生物量等。

1.4.2人工魚礁附著生物調(diào)查提取已投放1年的人工魚礁,調(diào)查生物附著狀況,主要指標(biāo)包括生物附著率、附著厚度、附著量以及附著生物的種類組成等。

1.5調(diào)查與分析方法

各項調(diào)查與分析方法均按照《海洋監(jiān)測規(guī)范》(GB17378-2007)和《海洋調(diào)查規(guī)范》(GB12763-2007)中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

2研究結(jié)果

2.1示范區(qū)人工魚礁礁體生物附著效果

2014年7月5日,租用天津航通潛水工程有限公司打撈船對2013年投放的人工魚礁進(jìn)行了打撈作業(yè),打撈區(qū)域坐標(biāo)為:39°07.358′N、118°00.482″E和39°07.350′N、118°00.486″E?,F(xiàn)場打撈兩塊回字形礁體,礁體長、寬各1.5 m,其中單面中空面長、寬各0.60 m,單面附著面積為1?89 m2,每個礁體共計11個附著面(除去朝下接觸海底一面)。經(jīng)現(xiàn)場測量計算,2013年投放的人工魚礁(投放期1年)礁體表面90%以上被生物覆蓋,附著厚度10~15 cm,附著生物以長牡蠣、密鱗牡蠣為主要優(yōu)勢種。單面生物附著量11.8 kg,每個礁體平均生物附著量為129.8 kg,按照2013年已投放1 904塊人工魚礁計算,2013-2014年1年內(nèi)礁體生物總附著量約為247 t,單位面積附著量6.25 kg/m2,人工魚礁投放前后照片對照如圖4?,F(xiàn)場采集部分礁體生物帶回實驗室鑒定,發(fā)現(xiàn)大量軟體動物、節(jié)肢動物、環(huán)節(jié)動物、棘皮動物、脊索動物、腔腸動物,詳見表2,圖5。在實驗室隨機(jī)抽取35個牡蠣樣本進(jìn)行了生物學(xué)測定,牡蠣殼長范圍57~77 mm,殼寬范圍33~69 mm,平均個體重26.2 g,可食部分4.8 g,出肉率17.7%,實驗數(shù)據(jù)顯示附著的牡蠣及其它生物生長良好。

2.2人工魚礁對周圍海洋基礎(chǔ)生物的影響變化

2.2.1浮游植物項目實施后與實施前相比,浮游植物多樣性指數(shù)提高了58.9%;浮游植物密度由項目實施前的293.12×104個/m3增加到項目實施后的394.9×104個/m3,增加了34.7%。見表3。

項目實施后示范區(qū)與周邊對照區(qū)相比,示范區(qū)浮游植物的種類數(shù)、密度及生物多樣性均高于對照區(qū),見浮游植物密度等值線分布圖(圖6)。

2.2.2浮游動物項目實施后與實施前相比,浮游動物的密度、生物量、多樣性指數(shù)、豐富度有不同程度升高,其中密度、生物量升高幅度較大,分別升高19.9倍和88.4倍;浮游動物的均勻度有所下降,下降19.4%。見表4。

項目實施后示范區(qū)浮游動物的密度、生物量、多樣性指數(shù)、均勻度均高于對照區(qū)。從浮游動物密度等值線分布圖顯示,示范區(qū)內(nèi)浮游動物密度明顯高于周邊對照區(qū)域,而且浮游動物密度呈現(xiàn)由周邊區(qū)域向示范區(qū)逐步升高的趨勢。見圖7。

2.2.3底棲生物項目實施后與實施前相比,底棲生物密度略有降低,降低26.8%,但底棲生物的生物量有所升高,升高13.0%;底棲生物多樣性、均勻性、豐富度均有所提高,分別升高28?9%、11.0%、29.2%。見表5。

項目實施后示范區(qū)底棲生物的密度、生物量、多樣性指數(shù)、均勻性、豐富度均高于對照區(qū)。從底棲生物密度及生物量等值線分布圖顯示,示范區(qū)底棲生物的密度和生物量明顯高于周邊對照區(qū)域,而且底棲生物密度和生物量呈現(xiàn)由周邊區(qū)域向示范區(qū)逐步升高的趨勢。見圖8、圖9。

2.3人工魚礁對周圍漁業(yè)資源的影響變化

2.3.1魚卵、仔稚魚項目實施后與實施前相比,仔稚魚平均密度為4.04尾/m3,比項目實施前本底值略有降低,降低14%,魚卵平均密度為3.54粒/m3,比項目實施前本底值明顯增加,增加98%。

示范區(qū)與對照區(qū)相比,示范區(qū)魚卵和仔稚魚密度均高于周圍對照區(qū),分別高于2.3倍和75.7%。

2.3.2游泳動物項目實施后示范區(qū)游泳動物平均生物量為22.43 kg/網(wǎng)·h,比項目實施前增加了14.0%,比對照區(qū)略有降低,降了4.5%;示范區(qū)游泳動物平均密度為2 460尾/網(wǎng)·h,比項目實施前增加了15.2%,比對照區(qū)略有降低,降低2.4%。示范區(qū)游泳動物密度、生物量略低于對照區(qū),有可能由于在示范區(qū)海底一定區(qū)域存在人工魚礁礁體,不便于拖網(wǎng)作業(yè)所致。

3結(jié)論與建議

3.1小結(jié)

漢沽示范區(qū)從2012-2014年共完成16個礁群建設(shè),投放人工魚礁2 804個(9 463.5空 m3),形成礁區(qū)面積189.582 hm2,完成示范區(qū)建設(shè)427.156 hm2。漢沽示范區(qū)人工魚礁建設(shè),在一定海域內(nèi)創(chuàng)造了一個良好的人工生態(tài)系統(tǒng),為海洋經(jīng)濟(jì)品種提供了避敵棲息和索餌的場所,從浮游生物、底棲生物、魚卵、仔稚魚密度分布以及礁體生物附著狀況來看,礁區(qū)良好的生態(tài)效應(yīng)已初步顯現(xiàn)。在礁區(qū)周圍的海底出現(xiàn)了以礁體為中心的高生物量區(qū)向四周擴(kuò)散的趨勢。

無論從生物多樣性和總生物量的角度來看,漢沽示范區(qū)人工魚礁對改造局部區(qū)域的海洋生態(tài)環(huán)境起到了良好作用,為渤海灣天津近海的漁業(yè)資源恢復(fù)和生態(tài)環(huán)境修復(fù)起到了示范作用。

3.2建議

在人工魚礁投放區(qū)周圍設(shè)立航標(biāo)燈塔,禁止船舶進(jìn)入和一切捕撈活動。在加強(qiáng)監(jiān)督管理的同時,開展公眾宣傳,普及生態(tài)保護(hù)知識,提高海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識。

為進(jìn)一步了解和掌握人工魚礁對海洋生物資源及生態(tài)環(huán)境的作用效果,建立環(huán)境與資源監(jiān)測常態(tài)機(jī)制,為開展海洋生物資源修復(fù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

加強(qiáng)人工魚礁自然沉降及海底泥沙淤積的監(jiān)測與研究,綜合考慮天津沿海海流、潮汐的水動力學(xué)特點,科學(xué)選擇礁區(qū)位置,優(yōu)化人工魚礁的單體組合方式,確定生態(tài)魚礁區(qū)的布局方式,構(gòu)建生態(tài)復(fù)合型魚礁群,實現(xiàn)生物附著和棲息環(huán)境功能改善的最大化。

篇7

關(guān)鍵詞:生態(tài) 水利 工程 設(shè)計 原則

水利工程對經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的巨大作用勿庸置疑。但是也必須看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的干擾【1】。水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)的脅 迫主要表現(xiàn)在兩方面:一是自然河流的渠道化。包括平面布置上的河流形態(tài)直線化,即將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線或折線型的人工河流。包括河道橫斷面幾何 規(guī)則化,即把自然河流的復(fù)雜形狀變成梯形、矩形及弧形等規(guī)則幾何斷面。還包括河床和邊坡材料的硬質(zhì)化,即渠道的邊坡及河床采用混凝土、砌石等硬質(zhì)材料。二 是指自然河流的非連續(xù)化。筑壩是順?biāo)鞣较虻暮恿鞣沁B續(xù)化,流動的河流生態(tài)系統(tǒng)變成了相對靜止的人工湖,流速、水深、水溫及水流邊界條件都發(fā)生了重大變 化。庫區(qū)內(nèi)原來的森林、草地或農(nóng)田統(tǒng)統(tǒng)淹沒水底。陸生動物被迫遷徙。水庫形成后也改變了原來河流營養(yǎng)鹽輸移轉(zhuǎn)化的規(guī)律。由于水庫截留河流的營養(yǎng)物質(zhì),氣溫 較高時,促使藻類在水體表層大量繁殖,產(chǎn)生水華現(xiàn)象。藻類蔓延遮蓋住大植物的生長使之萎縮,而死亡的藻類沉入水底,在那里腐爛的同時還消耗氧氣。溶解氧含 量低的水體會使水生生物“窒息而死”。由于水庫的水深高于河流,在深水處陽光微弱,光合作用也弱,導(dǎo)致水庫的生態(tài)系統(tǒng)比河流的生物生產(chǎn)量低,相對要脆弱, 自我恢復(fù)能力弱。河流泥沙在水庫淤積,而壩下清水下泄又加劇了對河道的沖蝕,這些變化都大幅度改變了生境。由于靠水庫進(jìn)行人工徑流調(diào)節(jié),改變了自然河流年 內(nèi)豐枯的水文周期規(guī)律,即改變了原來隨水文周期變化形成脈沖式河流走廊生態(tài)系統(tǒng)的基本狀況。最后,眾所周知,不設(shè)魚道的大壩對于洄游魚類是致命的屏障。另 一類非連續(xù)化是由于河流兩岸建設(shè)的防洪堤造成的側(cè)向水流的非連續(xù)性。堤防妨礙了汛期主流與岔流之間的溝通,阻止了水流的橫向擴(kuò)展。堤防把干流與灘地和洪泛 區(qū)隔離,使岸邊地帶和洪泛區(qū)的棲息地發(fā)生改變。原來可能擴(kuò)散到灘地和洪泛區(qū)的水、泥沙和營養(yǎng)物質(zhì),被限制在堤防以內(nèi)的河道內(nèi),植被面積明顯減少。魚類無法 進(jìn)入灘地產(chǎn)卵和覓食,也失去了避難所。魚類、無脊椎動物等會減少,導(dǎo)致灘區(qū)和洪泛區(qū)的生態(tài)功能退化。

概況地講,被改造過的河流生 態(tài)系統(tǒng)是由三個子系統(tǒng)組成。即:由動物、植物和微生物組成的生命系統(tǒng),這是生態(tài)系統(tǒng)的主體。廣義的水文系統(tǒng),包括地表和地下水體、土地、氣候系統(tǒng)等。再有 就是工程設(shè)施系統(tǒng),這是人類改造河流的結(jié)果。后面兩個子系統(tǒng)組成生境,是生命支持系統(tǒng)。由于水利工程系統(tǒng)改變了河流形態(tài),水庫調(diào)度運(yùn)行又改變了原有的水文 規(guī)律,造成河流生態(tài)系統(tǒng)的生境變化,其結(jié)果可能造成河流生態(tài)系統(tǒng)生物群落多樣性的下降,使生態(tài)系統(tǒng)退化。

對于水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫,應(yīng)該采取正視而不是回避的態(tài)度。傳統(tǒng)意義上的水利工程學(xué)作為一門重要的工程學(xué)科,以建設(shè)水工建筑物為手段,目的是改造和控制河流,以滿足人們 防洪和水資源利用等多種需求?,F(xiàn)代科學(xué)發(fā)展使我們認(rèn)識到,傳統(tǒng)意義上的水利工程學(xué)在力圖滿足人的需求時,卻在不同程度上忽視了河流生態(tài)系統(tǒng)本身的需求。而 河流生態(tài)系統(tǒng)的功能退化,也會給人們的長遠(yuǎn)利益帶來損害。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,兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。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)險等問題。學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學(xué)的理論及方法,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)計理論,形成水利工程學(xué)的新的學(xué)科分支-生態(tài)水利工程學(xué)(Eco-Hydraulic Engineering)。生態(tài) 水利工程學(xué)作為水利工程學(xué)的一個新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時,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)【2】 【3】。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(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))以及環(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。圖1表示了生態(tài)水利工程在河流生態(tài)建設(shè)中的地位。圖中右側(cè)表示人類活動對自然河流生態(tài)系統(tǒng)的干擾過程,左側(cè)表示人類活動對擾的河流 生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)過程。

這里討論的生態(tài)水利工程學(xué)的基本原則也是生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計的基本原則,筆者試歸納為以下五項內(nèi)容。

1.工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則

生態(tài)水利工程是一種綜合性工程,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)以及旅游等需求,也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性的需求。 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)計時,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。這就需要在規(guī)劃設(shè)計中需要進(jìn) 行方案比選,更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(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。

2.提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

有關(guān)生物群落研究的大量資料表明,生物群落多樣性與非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性(spacial heterogeneity)存在正相關(guān) 關(guān)系。這里所說的“生物群落”是指在特定的空間和特定的生境下,由一定生物種類組成,與環(huán)境之間相互影響、相互作用,具有一定結(jié)構(gòu)和特定功能的生物集合 體。一般所說的“生物群落多樣性”指生物群落的結(jié)構(gòu)與功能的多樣性。實際上,生物群落多樣性問題是在物種水平上的生物多樣性。

非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性與生物群落多樣性的關(guān)系反映了非生命系統(tǒng)與生命系統(tǒng)之間的依存和耦合關(guān)系。一個地區(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)的某種 程度的退化。

河流生態(tài)系統(tǒng)生境的主要特點是:水-陸兩相和水-氣兩相的聯(lián)系緊密性;上中下游的生境異質(zhì)性;河流縱向的蜿蜒性;河 流橫斷面形狀的多樣性;河床材料的透水性等。水-陸兩相和水-氣兩相的緊密關(guān)系,形成了較為開放的生境條件;上中下游的生境異質(zhì)性,造就了豐富的流域生境 多樣化條件;河流縱向的蜿蜒性形成了急流與緩流相間;河流的橫斷面形狀多樣性,表現(xiàn)為深潭與淺灘交錯;河床材料的透水性為生物提供了棲息所。由于河流形 態(tài)異質(zhì)性形成了在流速、流量、水深、水溫、水質(zhì)、水文脈沖變化、河床材料構(gòu)成等多種生態(tài)因子的異質(zhì)性,造就了豐富的生境多樣性,形成了豐富的河流生物群落 多樣性。所以說,提高河流形態(tài)異質(zhì)性是提高生物群落多樣性的重要前提之一【4】。

由于人類活動,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)的不同程度的退化。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、鳥類和其它生物物種,生態(tài)水利工程的重點應(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)該對于河流地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評估。 包括河流與相關(guān)濕地、湖泊的形狀與構(gòu)成、水下地形勘測、水位變化幅度、河流平面彎曲度、河流橫斷面形狀及河床材料、急流與深潭比例、河床的穩(wěn)定性及淤積及 侵蝕狀況等,建立河流地貌數(shù)據(jù)庫。河流生物調(diào)查,包括植物、魚類、鳥類、兩棲動物和無脊椎動物等的物種分布地圖以及規(guī)模和存量,建立生物資源數(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。需要強(qiáng)調(diào)的是,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)計和生物棲息地設(shè)計。

3.生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則

有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能的討論始于上世紀(jì)60年代,以后有不同學(xué)科的眾多學(xué)者涉足這個領(lǐng)域。以各種不同形式構(gòu)成的自組織功能,是自然生態(tài)系統(tǒng)的重要特征。

生態(tài)學(xué)用自組織功能來解釋物種分布的豐富性現(xiàn)象,也用來說明食物網(wǎng)隨時間的發(fā)展過程。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,尋找到相應(yīng)的能源和合適的環(huán)境條件。在這種情況下,生境就可以支持一個能具有足 夠數(shù)量并能進(jìn)行繁殖的種群。自組織功能原理與達(dá)爾文的進(jìn)化論有相似之處,只是研究的尺度不同而已。達(dá)爾文的進(jìn)化論研究是在地球生物圈所有種群的尺度上進(jìn)行 的,而自組織功能是在生態(tài)系統(tǒng)中種群之間發(fā)生的。

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能對于生態(tài)工程學(xué)的意義是什么呢?& nbspH.T.Odum認(rèn)為:“生態(tài)工程的本質(zhì)是對自組織功能實施管理。”(1989)【5】。Mitsch認(rèn)為:“所謂自組織也就是自設(shè)計” (2004)【6】。將自組織原理應(yīng)用于生態(tài)水利工程時,生態(tài)工程設(shè)計與傳統(tǒng)水工設(shè)計有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)計,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)計與此不同,生態(tài)工程設(shè)計是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計,或 者說是輔設(shè)計。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、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)計和實現(xiàn)設(shè)計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明,人 工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半【7】。

我國古代傳統(tǒng)哲學(xué)注重人與自然的和諧相處,老子主張:“人法地,地法天,天法道,道法自然”。 反映了一種崇尚自然,遵循自然規(guī)律的哲學(xué)觀。在建筑理念方面,提倡“工不曰人而曰天,務(wù)全其自然之勢”(《管氏地理指蒙》),“雖由人作,宛自天開” (《園冶》),都提倡一種效法自然,依靠自然的思想。國際生態(tài)學(xué)界一些學(xué)者認(rèn)為,系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的哲學(xué)理念應(yīng)該追溯到公元前11世紀(jì)中國的周代。其中“陰陽五 行”、萬物競爭共存和相生相克等哲學(xué)思想,體現(xiàn)了促進(jìn)與抑制,成長與腐朽,合成與異化之間的平衡與轉(zhuǎn)化,這些正是現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計的特征是對于自然河流實施控制。而設(shè)計生態(tài)水利工程時,要求工程師必須放棄控制自然界的動機(jī),樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術(shù)控 制自然界是不可能的,這種一廂情愿的企圖最終往往歸于失敗。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計這個寶貴財富,實現(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,每一條河流的特點都是各不相同的。因此,每一項生態(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)價值,尋求最佳的生 態(tài)工程方案。

自設(shè)計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)計理論時,需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進(jìn)外來物種時要持慎重態(tài)度,防止生物入侵。

要區(qū)分兩類擾的河流生態(tài)系統(tǒng)。一類是未超過本身生態(tài)承載力的生態(tài)系統(tǒng),是可逆的。當(dāng)去除外界干擾即卸荷以后,有可能靠自然演替實現(xiàn)自我恢復(fù)的目標(biāo)。另 一類是被嚴(yán)重干擾的生態(tài)系統(tǒng),它是不可逆的。在去除干擾即卸荷后,還需要輔助以人工措施創(chuàng)造生境條件,再靠發(fā)揮自然修復(fù)功能,有可能使生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)某種程 度的修復(fù)。這就意味著,運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則,并不排除工程師和科學(xué)家采用工程措施、生物措施和管理措施的主觀能動性。轉(zhuǎn)貼于 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。

所謂“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)單一動物或修復(fù)河岸植被。

這里說的“景觀”(landscape)是指生態(tài)學(xué)中的景觀尺度。關(guān)于生態(tài)學(xué)的尺度問題,O’Neill,認(rèn)為:“生態(tài)學(xué)不可能建立在單一的時空尺度 上,它應(yīng)該適應(yīng)所有尺度的調(diào)查研究。”(1986)【8】。按照這種觀點,尺度和層次成為生態(tài)學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵。目前生態(tài)學(xué)理論把生物圈劃分為11個層次, 依次是生物圈、生物群系、景觀、生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群、個體、組織、細(xì)胞、基因和分子。景觀的尺度如何掌握?景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。

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)。一條河流的廣義水文 系統(tǒng)包括從發(fā)源地直到河口的上中下游地帶的地下水與地表水系統(tǒng),流域中由河流串聯(lián)起來的湖泊、濕地、水塘、沼澤和洪泛區(qū)。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,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。如果僅僅考慮河道本身的生態(tài)修復(fù)問題,顯然是把復(fù)雜系統(tǒng)簡單割裂開了。

其次,必須重視水域生 境的易變性、流動性和隨機(jī)性的特點,表現(xiàn)為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機(jī)變化,也表現(xiàn)為河流淤積與侵蝕的交替變化造成河勢的擺動。這些變化決定了 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間與空間中擴(kuò)展或收縮的動態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的變化范圍從生境受到限制時期的高 度臨界狀態(tài)到生境擴(kuò)張時期的冗余狀態(tài)。

再者,要考慮生境邊界的動態(tài)擴(kuò)展問題。由于動物遷徙和植物的隨機(jī)擴(kuò)散,生境邊界也隨之發(fā)生 動態(tài)變動。Gosselink(1990)在研究水域生態(tài)系統(tǒng)物種管理的尺度問題時認(rèn)為,對于給定需要修復(fù)的物種,考慮的范圍應(yīng)是這個物種的分布區(qū) 【9】。舉例來說,為便于理解,可以借用“流域”這個概念,比如一個地區(qū)野鴨的種群也有一個“鴨域”。所謂“鴨域”的范圍應(yīng)該包括物種個體在惡劣的條件下 遷徙到的任何地方以及支持此物種的生態(tài)系統(tǒng)。這個范圍的邊界,應(yīng)劃定在某特定物種經(jīng)常利用的一個很大的空間內(nèi)。如果進(jìn)一步擴(kuò)展,還應(yīng)該包括所謂“臨時生 境”,指在自然界對于物種產(chǎn)生脅迫的時期,成為該物種的避難所的地區(qū)。如果這個地區(qū)有若干種標(biāo)志性動物,那么物種管理的范圍邊界將是這些物種“域”的包絡(luò) 圖。另外,還要考慮流域之間的協(xié)調(diào)問題??紤]到河流生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng),與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時進(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)活動進(jìn)行協(xié)調(diào),

最后,河流生態(tài)修復(fù)的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進(jìn)是一個動態(tài)過 程。每一個河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。需要對歷史資料進(jìn)行收集、整理,以掌握長時間尺度的河流變化過程與生態(tài)現(xiàn)狀的關(guān)系。河流生態(tài)修復(fù)是靠時間作工作 的。有研究指出,濕地重建或修復(fù)需要大約15到20年的時間。因此對于河流生態(tài)修復(fù)項目要有長期準(zhǔn)備,同時進(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。

需要說明的是,對于規(guī)劃、評估、監(jiān)測這些不同的任務(wù),工作對象的空間尺度可能是不同的。監(jiān)測工作應(yīng)該在盡可能大的尺度內(nèi)進(jìn)行。比如修復(fù)一塊濕地以吸引鳥 類,經(jīng)過一年或者更長的時間均告失敗。這就需要考慮是否有質(zhì)量更好的生境吸引了候鳥而改變了它們的遷徙路線,監(jiān)測工作可能在大陸的范圍內(nèi)開展。而評估工作 可能在跨流域的尺度上進(jìn)行。規(guī)劃工作的尺度可能是流域或河流廊道。所謂“河流廊道”(River corridor)泛指河流及其兩岸與 生物棲息地相關(guān)的土地,也有定義其范圍為河流與對應(yīng)某一洪水頻率的洪泛區(qū)。至于河流修復(fù)工程項目的實施,一般在關(guān)鍵的重點河段內(nèi)進(jìn)行。

5.反饋調(diào)整式設(shè)計原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程,河流修復(fù)工程需要時間。從長時間尺度看,自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時間。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,同時對外界干擾的抵抗力有所增強(qiáng)。從較短的時間尺度看,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間,期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實的。

生態(tài)水利工程設(shè)計主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),力求 最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)【10】【11】。在河流工程項目執(zhí)行以后,就開始了一個自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。這個過程并不一定按照設(shè)計預(yù)期 的目標(biāo)發(fā)展,可能出現(xiàn)多種可能性。最頂層的理想狀態(tài)應(yīng)是沒有外界脅迫的自然生態(tài)演進(jìn)狀態(tài)。在河流生態(tài)修復(fù)工程中,恢復(fù)到未受人類干擾的河流原始狀態(tài)往往是 不可能的,可以理解這種原始狀態(tài)是自然生態(tài)演進(jìn)的極限狀態(tài)上限。如果沒有生態(tài)修復(fù)工程,在人類活動的脅迫下生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步惡化,這種狀態(tài)則是極限狀態(tài)的 下限。在這兩種極限狀態(tài)之間,生態(tài)修復(fù)存在著多種可能性。針對具體一項生態(tài)修復(fù)工程實施以后,一種理想的可能是:監(jiān)測到的各生態(tài)變量是現(xiàn)有科學(xué)水平可能達(dá) 到的最優(yōu)值,表示生態(tài)演進(jìn)的趨勢是理想的。另一種差的情況是,監(jiān)測到的各生態(tài)變量是人們可接受的最低值。在這兩種極端狀態(tài)之間,形成了一個包絡(luò)圖。一項生 態(tài)修復(fù)工程實施后的實際狀態(tài)都落在這個包絡(luò)圖中間。

意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的,在時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)計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計方法,而是一種反饋調(diào)整式 的設(shè)計方法。是按照“設(shè)計-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。這就需要在項目初期建立完善的監(jiān)測系統(tǒng),進(jìn)行長期觀測。依靠完整的歷史資料和監(jiān)測數(shù)據(jù),進(jìn)行階段性的評估。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。評估的結(jié)果不外乎有幾種可能:1)生態(tài)系統(tǒng)大體按照預(yù)定目標(biāo)演進(jìn),不需要設(shè)計變更;2)需要局部調(diào)整設(shè)計,適應(yīng)新的狀況;3)原來制定的目標(biāo)需要重大調(diào)整,相應(yīng)進(jìn)行設(shè)計。

在反饋調(diào)整式設(shè)計過程中,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)計的科學(xué)性。

Design Principles of Eco-hydraulics Engineering

Abstract :The concept of eco-hydraulic engineering is proposed.

It integrates the technology of hydraulic engineering with ecology.

Based on the analysis of stress of hydraulic engineering on river

ecosystem the requirements for ensuring healthy ecosystem and

sustainable development for river are suggested.These requirements

include the principles in five scopes: engineering safety and

economy, spatial heterogeneity of river morphology, self-design

and self-restoration of ecosystem, landscape scale and integrated

river ecosystems restoration and design methodology process based

on feedback and adjustment.

參考文獻(xiàn)

【1】董哲仁,水利工程對生態(tài)系統(tǒng)的脅迫[J],水利水電技術(shù),2003年7期,

P1-5

【2】 ASCE River Restoration Subcommittee& nbspon Urban Stream Restoration,

Urban stream Restoration[J],Journal of Hydraulic Engineering ASCE,

July 2003, pp 491-493

【3】董哲仁,生態(tài)水工學(xué)的理論框架[J],水利學(xué)報, 2003年第1期P1-6

【4】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,2003年第11期,

P1-7

【5】Odum, H. T. 1989. Ecological engineering and self-organization[D].

Pages 79-101. In: W. J. Mitsch and S. E. Jorgensen, eds., Ecological

Engineering: An Introduction to Ecotechnology. Wiley, New York.

【6】 Mitsch W. J.& Jorgensen S E., Ecological Engineering and Ecosystem

Restoration[M]. PP 134-137, Published by John Wiley& Sons, Inc.,

Hoboken, New Jersey, 2004

【7】董哲仁,荷蘭圍墾區(qū)生態(tài)重建的啟示[J].中國水利,2003年11A期,P45-47

【8】O’Neill, R.V., D.L.DeAngelis, J.B. Waide, and T.F.H.Allen. 1986.

A Hierarchical Concept of Ecosystems[M]. Princeton University Press,

Princeton, NJ.153pp

【9】Gosselink,J.G., 1990, Landscape Conservation in a forested Wetland

Watershed[J]. Bioscience 40:588-600

【10】 Mitsch, W.J. and J.G.Gosselink. 2000. Wetland[M], 3rd ed. Wiley,

New York.920pp.

【11】董哲仁河流生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)[J].中國水利,2004年第10期,P1-5

【12】董哲仁美國基西米河生態(tài)恢復(fù)工程的啟示,水利水電技術(shù),2004年第9期,

篇8

一、總體要求

以生態(tài)文明思想為指導(dǎo),按照中央和省、市推進(jìn)凈土行動的部署要求,深入推動實施《中華人民共和國土壤污染防治法》,以改善土壤環(huán)境質(zhì)量為核心,以保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和人居環(huán)境安全為目標(biāo),嚴(yán)格落實“黨政同責(zé)、一崗雙責(zé)”、“屬地負(fù)責(zé)、部門有責(zé)”,堅決完成國家、省及市關(guān)于打贏土壤污染防治攻堅戰(zhàn)的各項工作任務(wù),扎實有效推進(jìn)凈土保衛(wèi)戰(zhàn)。

二、主要目標(biāo)

按照省和市統(tǒng)一安排部署,完成全縣重點行業(yè)企業(yè)用地土壤污染狀況調(diào)查和耕地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃定,建立全縣污染地塊清單和優(yōu)先管控名錄以及耕地質(zhì)量分類清單;強(qiáng)化農(nóng)用地、建設(shè)用地土壤環(huán)境風(fēng)險管控,全縣受污染耕地、再開發(fā)利用的污染地塊,全部實現(xiàn)安全利用;嚴(yán)格落實重金屬污染物排放總量控制制度,完成上級下達(dá)我縣減少重點行業(yè)重點重金屬污染物排放量任務(wù)。

三、重點任務(wù)

(一)強(qiáng)化土壤環(huán)境調(diào)查監(jiān)測

1.推進(jìn)重點行業(yè)企業(yè)用地土壤污染狀況調(diào)查。2020年底前,全面完成重點行業(yè)企業(yè)用地的布點采樣、分析測試、數(shù)據(jù)上報、成果集成等工作,全面掌握重點行業(yè)在產(chǎn)企業(yè)和關(guān)閉搬遷企業(yè)用地土壤污染狀況及分布,建立污染地塊清單和優(yōu)先管控名錄。(責(zé)任單位:縣生態(tài)環(huán)境分局、縣自然資源和規(guī)劃局等;各鄉(xiāng)(鎮(zhèn))政府、平安街道辦、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)負(fù)責(zé)落實,以下不再逐一列出)

2.優(yōu)化土壤生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測體系。完善全縣土壤環(huán)境監(jiān)測體系,配合國家和省、市開展土壤環(huán)境質(zhì)量國控、省控點位例行監(jiān)測。按照年度監(jiān)測計劃,組織對土壤環(huán)境重點監(jiān)管單位、工業(yè)園區(qū)和污水集中處理設(shè)施、固體廢物處置設(shè)施周邊土壤開展監(jiān)督性監(jiān)測,2020年10月底前,監(jiān)測結(jié)果上報省生態(tài)環(huán)境廳,納入全國土壤環(huán)境信息化管理平臺統(tǒng)一管理使用。對監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的土壤超標(biāo)情況,進(jìn)一步開展溯源排查,查明并及時阻斷污染源。(責(zé)任單位:縣生態(tài)環(huán)境分局等)

3.加強(qiáng)重點區(qū)域耕地土壤環(huán)境監(jiān)測。對農(nóng)產(chǎn)品污染物含量超標(biāo)、污水灌溉等區(qū)域農(nóng)用地地塊進(jìn)行重點監(jiān)測,及時掌握土壤環(huán)境質(zhì)量狀況和污染范圍、風(fēng)險水平等。對產(chǎn)出農(nóng)產(chǎn)品污染物含量超標(biāo)的耕地,發(fā)現(xiàn)污染物含量超過土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)的,配合上級部門開展土壤污染風(fēng)險評估,根據(jù)評估結(jié)論實施分類管理。加強(qiáng)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)監(jiān)測和監(jiān)督檢查,防止未經(jīng)處理或達(dá)不到農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的廢(污)水進(jìn)入農(nóng)田灌溉系統(tǒng)。(責(zé)任單位:縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、縣生態(tài)環(huán)境分局、縣自然資源和規(guī)劃局等)

4.推進(jìn)土壤污染狀況詳查成果應(yīng)用。根據(jù)省、市統(tǒng)一安排部署,集成分析、綜合運(yùn)用農(nóng)用地土壤污染狀況詳查成果,開展高風(fēng)險區(qū)域農(nóng)用地土壤污染狀況深度調(diào)查和周邊污染源溯源排查。開展污染成因分析,對污染源進(jìn)行溯源排查,6月30日前,建立重點污染源管控和整治清單,納入限期治理計劃,嚴(yán)厲打擊非法排污,有效切斷污染物進(jìn)入農(nóng)田的傳輸途徑,切實防止邊治理邊污染。根據(jù)全縣重點行業(yè)企業(yè)用地土壤污染狀況調(diào)查采樣分析結(jié)果,按程序及時通報有關(guān)鄉(xiāng)(鎮(zhèn)),為加強(qiáng)建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控提供基礎(chǔ)信息。(責(zé)任單位:縣生態(tài)環(huán)境分局、縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、自然資源和規(guī)劃局等)

(二)實施農(nóng)用地分類管理

5.劃定農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量類別。加快推進(jìn)全縣耕地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃分,全部完成劃定工作,建立全縣耕地土壤環(huán)境質(zhì)量檔案和分類清單。劃分結(jié)果,報請縣政府審核后提交市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局。未利用地、復(fù)墾土地等擬開墾為耕地的,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行土壤污染狀況調(diào)查,依法進(jìn)行分類管理。(責(zé)任單位:縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、縣生態(tài)環(huán)境分局、縣自然資源和規(guī)劃局等)

6.加強(qiáng)優(yōu)先保護(hù)類耕地建設(shè)管理。將符合條件的優(yōu)先保護(hù)類耕地劃為永久基本農(nóng)田或納入永久基本農(nóng)田整備區(qū),在優(yōu)先保護(hù)類耕地分區(qū)域、按年度、按計劃推進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)。在永久基本農(nóng)田集中區(qū)域,不得新建可能造成土壤污染的建設(shè)項目,已建成的,2020年6月底前關(guān)閉拆除。統(tǒng)籌礦產(chǎn)資源開發(fā)與永久基本農(nóng)田調(diào)整劃定的關(guān)系,確需對重金屬等污染威脅的永久基本農(nóng)田進(jìn)行調(diào)整的,按照相關(guān)要求進(jìn)行補(bǔ)劃。依法加強(qiáng)對未污染土壤的保護(hù),對未利用地不得污染和破壞。(責(zé)任單位:縣自然資源和規(guī)劃局、縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、縣生態(tài)環(huán)境分局、縣行政審批局等)

7.嚴(yán)格落實耕地風(fēng)險防范措施。2020年5月20日前,各鄉(xiāng)鎮(zhèn)組織完成轄區(qū)受污染耕地安全利用和嚴(yán)格管控工作方案制定、報備。對安全利用類耕地,應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)刂饕魑锲贩N和種植習(xí)慣,采取農(nóng)藝調(diào)控、低積累品種替代、輪作間作等措施,降低農(nóng)產(chǎn)品超標(biāo)風(fēng)險;對嚴(yán)格管控類耕地,依法劃定特定農(nóng)產(chǎn)品禁止生產(chǎn)區(qū)域,鼓勵采取調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、退耕還林還草、退耕還濕、輪作休耕等風(fēng)險管控措施。10月底前,全縣所有受污染耕地全部實現(xiàn)安全利用和風(fēng)險管控。(責(zé)任部門:縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、縣自然資源和規(guī)劃局、縣生態(tài)環(huán)境分局等)

(三)嚴(yán)格建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控

8.組織開展建設(shè)用地風(fēng)險調(diào)查排查。對有土壤污染風(fēng)險的建設(shè)用地地塊,土地使用權(quán)人要開展土壤污染狀況調(diào)查;用途變更為住宅、公共管理與公共服務(wù)用地的,變更前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行土壤污染狀況調(diào)查。2020年6月底前,組織對未經(jīng)土壤污染狀況調(diào)查,已開發(fā)利用為住宅、公共管理與公共服務(wù)用地的地塊進(jìn)行摸底調(diào)查,采取有效措施,確保人居環(huán)境安全。(責(zé)任部門:縣生態(tài)環(huán)境分局、縣自然資源和規(guī)劃局等)

9.強(qiáng)化污染地塊土壤環(huán)境聯(lián)動監(jiān)管。完善疑似污染地塊名單、污染地塊名錄、建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控和修復(fù)名錄。強(qiáng)化生態(tài)環(huán)境、自然資源和規(guī)劃等部門的污染地塊信息共享和聯(lián)動監(jiān)管機(jī)制。強(qiáng)化關(guān)閉搬遷企業(yè)騰退土地土壤污染風(fēng)險管控,以有色金屬冶煉、石油加工、化工、焦化、電鍍、制革等行業(yè)企業(yè)為重點,嚴(yán)格企業(yè)拆除活動的環(huán)境監(jiān)管。對違反《土壤污染防治法》有關(guān)規(guī)定的行為,依法對相關(guān)企業(yè)、土地使用權(quán)人或土壤污染責(zé)任人進(jìn)行嚴(yán)肅查處。(責(zé)任單位:縣生態(tài)環(huán)境分局、縣自然資源和規(guī)劃局、縣科技和工業(yè)化信息局等)

10.科學(xué)合理規(guī)劃土地用途。編制國土空間規(guī)劃要充分考慮土壤污染風(fēng)險,合理確定土地用途。污染地塊再開發(fā)利用必須符合規(guī)劃用途的土壤環(huán)境質(zhì)量要求。在居民區(qū)和學(xué)校、醫(yī)院、療養(yǎng)院等單位周邊,不得規(guī)劃布局有色金屬冶煉、焦化等可能造成土壤污染的建設(shè)項目。2020年底前,推進(jìn)疑似污染地塊、污染地塊空間信息與國土空間規(guī)劃的“一張圖”匯總;已上傳全國污染地塊土壤環(huán)境管理系統(tǒng)的疑似污染地塊及污染地塊實現(xiàn)“一張圖”管理。(責(zé)任部門:縣自然資源和規(guī)劃局、縣生態(tài)環(huán)境分局等)

11.嚴(yán)格建設(shè)用地準(zhǔn)入管理。列入建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控和修復(fù)名錄的地塊,不得作為住宅、公共管理與公共服務(wù)用地;未達(dá)到土壤污染風(fēng)險管控、修復(fù)目標(biāo)的地塊,禁止開工建設(shè)任何與風(fēng)險管控、修復(fù)無關(guān)的項目,不得批準(zhǔn)環(huán)境影響評價技術(shù)文件、建設(shè)工程規(guī)劃許可證等事項。涉及成片污染地塊分期分批開發(fā)或周邊土地開發(fā)的,要科學(xué)設(shè)定開發(fā)時序,防止受污染土壤及其后續(xù)風(fēng)險管控和修復(fù)措施對周邊人群產(chǎn)生影響。對開發(fā)建設(shè)過程中剝離的表土,要單獨收集和存放,符合條件的優(yōu)先用于土地復(fù)墾、土壤改良、造地和綠化等。(責(zé)任部門:縣自然資源和規(guī)劃局、縣生態(tài)環(huán)境分局、縣行政審批局等)

12.加強(qiáng)污染地塊風(fēng)險管控及修復(fù)。對暫不開發(fā)利用的污染地塊,要采取風(fēng)險管控措施,開展土壤及地下水污染狀況監(jiān)測。需要治理與修復(fù)的污染地塊,土地使用權(quán)人要編制修復(fù)方案。加強(qiáng)治理與修復(fù)施工的環(huán)境監(jiān)理,防止造成二次污染。按要求將達(dá)到治理與修復(fù)目標(biāo)要求,且可以安全利用的地塊移出建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控和修復(fù)名錄。(責(zé)任部門:縣生態(tài)環(huán)境分局、縣自然資源和規(guī)劃局等)

(四)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染整治

13.減量使用化肥農(nóng)藥。加強(qiáng)農(nóng)藥、肥料、農(nóng)膜等農(nóng)業(yè)投入品使用管理,禁止生產(chǎn)、使用國家明令禁止的農(nóng)業(yè)投入品,規(guī)范獸藥、飼料添加劑的生產(chǎn)和使用,推進(jìn)農(nóng)業(yè)投入品包裝廢棄物回收及無害化處理。2020年,主要農(nóng)作物綠色防控覆蓋率達(dá)到31%以上,主要農(nóng)作物統(tǒng)防統(tǒng)治覆蓋率達(dá)到40%以上,農(nóng)藥利用率達(dá)到40%以上,測土配方施肥技術(shù)推廣覆蓋率達(dá)到90%以上,化肥利用率提高到40%,主要農(nóng)作物化肥農(nóng)藥使用量實現(xiàn)零增長。(責(zé)任單位:縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、縣自然資源和規(guī)劃局等)

14.加強(qiáng)廢棄農(nóng)膜回收利用。指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者合理使用農(nóng)膜,嚴(yán)厲打擊違法生產(chǎn)和銷售不符合國家標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)膜的行為。積極推進(jìn)廢棄農(nóng)膜回收,開展廢舊農(nóng)膜回收利用試點示范,完善廢舊農(nóng)膜回收網(wǎng)絡(luò),開展農(nóng)膜使用及殘留監(jiān)測評價。2020年,全縣農(nóng)膜回收率達(dá)到80%以上,農(nóng)田殘膜“白色污染”得到有效控制。(責(zé)任單位:農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、市場監(jiān)督管理局等)

15.強(qiáng)化畜禽養(yǎng)殖污染防治和資源化利用。加強(qiáng)畜禽糞污資源化利用,2020年底前,全縣畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場糞污處理設(shè)施裝備配套率達(dá)到100%,畜禽糞污綜合利用率達(dá)到75%以上。(責(zé)任單位:縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、縣生態(tài)環(huán)境分局等)

(五)強(qiáng)化重點領(lǐng)域污染防控

16.強(qiáng)化涉重金屬行業(yè)污染防控。嚴(yán)格落實總量控制制度,減少重金屬污染物排放。新、改、擴(kuò)建涉重金屬重點行業(yè)建設(shè)項目,污染物排放實施等量或減量替換。加大減排項目督導(dǎo)力度,確保項目按期實施。繼續(xù)推進(jìn)涉重金屬行業(yè)企業(yè)排查整治,列入污染源整治清單的企業(yè),年底前完成綜合整治任務(wù)。(責(zé)任單位:縣生態(tài)環(huán)境分局、縣行政審批局)

17.加強(qiáng)重點企業(yè)土壤環(huán)境監(jiān)管。加強(qiáng)對有色金屬冶煉、石油加工、化工、焦化等行業(yè)企業(yè)土壤環(huán)境監(jiān)管,制定土壤污染重點監(jiān)管單位名錄,將土壤污染防治相關(guān)責(zé)任和義務(wù)納入排污許可管理。土壤污染重點監(jiān)管單位要嚴(yán)格控制有毒有害物質(zhì)排放,落實土壤污染隱患排查和自行監(jiān)測制度。2020年10月底前,重點行業(yè)企業(yè)用地調(diào)查統(tǒng)一部署,開展土壤環(huán)境自行監(jiān)測,編制土壤環(huán)境質(zhì)量狀況報告。土壤污染重點監(jiān)管單位拆除設(shè)施、設(shè)備或者建筑物、構(gòu)筑物,要制定土壤污染防治方案,防止污染土壤和地下水。(責(zé)任部門:縣生態(tài)環(huán)境分局、縣科技和工業(yè)信息化局等)

(六)加強(qiáng)固體廢物污染管控

18.強(qiáng)化礦產(chǎn)資源開發(fā)污染監(jiān)管。加大礦山地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)修復(fù)力度,新建和生產(chǎn)礦山嚴(yán)格按照審批通過的開發(fā)利用方案和礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理方案,邊開采、邊治理、邊恢復(fù)。加快推進(jìn)責(zé)任主體滅失礦山跡地綜合治理。加強(qiáng)尾礦庫安全監(jiān)管,運(yùn)營、管理單位要開展土壤污染狀況監(jiān)測和環(huán)境風(fēng)險評估,建立環(huán)境風(fēng)險管理檔案,防止發(fā)生安全事故造成土壤污染。(責(zé)任部門:縣自然資源和規(guī)劃局、縣應(yīng)急管理局、縣生態(tài)環(huán)境分局等)

19.規(guī)范固體廢物利用處置。加強(qiáng)工業(yè)固體廢物堆存場所環(huán)境整治,完善防揚(yáng)散、防流失、防滲漏等設(shè)施。推動工業(yè)固廢綜合利用,促進(jìn)工業(yè)固廢減量化、資源化。推行生態(tài)環(huán)境保護(hù)綜合執(zhí)法,加強(qiáng)塑料廢棄物回收、利用、處置等環(huán)節(jié)的環(huán)境監(jiān)管,依法查處違法排污等行為。(責(zé)任部門:縣生態(tài)環(huán)境分局、縣科技和工業(yè)信息化局、縣發(fā)展和改革局等)

20.強(qiáng)化危險廢物監(jiān)管。嚴(yán)格危險廢物經(jīng)營許可審批,加強(qiáng)危險廢物處置單位規(guī)范化管理核查。統(tǒng)籌區(qū)域危險廢物利用處置能力建設(shè),加快補(bǔ)齊利用處置設(shè)施短板。積極推進(jìn)重點監(jiān)管源智能監(jiān)控體系建設(shè),加大危險廢物產(chǎn)生、貯存、轉(zhuǎn)運(yùn)、利用、處置全流程監(jiān)管力度。規(guī)范和完善醫(yī)療廢物分類收集處置體系,2020年底前,全縣醫(yī)療廢物集中收集和集中處置率達(dá)到100%。持續(xù)保持高壓態(tài)勢,嚴(yán)厲打擊危險廢物非法轉(zhuǎn)移、傾倒和處理處置等違法犯罪行為。(責(zé)任部門:縣生態(tài)環(huán)境分局、縣衛(wèi)生健康局、縣公安局等)

21.健全垃圾處理處置體系。推進(jìn)生活垃圾無害化處理和資源化利用,完成非正規(guī)垃圾堆放點排查整治工作,全面清理現(xiàn)有無序堆存的生活垃圾。加快國家確定的我市生活垃圾強(qiáng)制分類試點工作。2020年,建設(shè)完成符合要求的城市生活垃圾、餐廚垃圾、建筑垃圾處理設(shè)施,建成區(qū)生活垃圾無害化處理率達(dá)到100%,縣城達(dá)到98%以上。(責(zé)任部門:縣城市管理綜合行政執(zhí)法局、縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、縣水利局等)

(七)充分發(fā)揮典型示范引領(lǐng)作用

22.抓好土壤污染治理與修復(fù)技術(shù)應(yīng)用試點項目。加快推進(jìn)莊上——連泉一帶農(nóng)用地土壤污染治理修復(fù)技術(shù)應(yīng)用試點項目評估驗收工作,總結(jié)試點成效、經(jīng)驗,為全縣農(nóng)用地土壤污染治理修復(fù)提供經(jīng)濟(jì)適用、可參考、可復(fù)制的實用技術(shù)模式,持續(xù)鞏固莊上-連泉一帶土壤污染修復(fù)項目治理成果。(責(zé)任單位:縣生態(tài)環(huán)境分局、縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局等)

23.開展土壤污染防治工作成效評估。在市統(tǒng)一安排部署下,自行對我縣土壤污染防治工作成效進(jìn)行綜合評估,全面掌握土壤污染防治目標(biāo)任務(wù)完成、政策體系制度創(chuàng)新、土壤污染風(fēng)險管控體系與能力建設(shè)等情況。(責(zé)任單位:縣生態(tài)環(huán)境分局等)

四、保障措施

一是落實屬地管理責(zé)任。各鄉(xiāng)(鎮(zhèn))政府對本行政區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和土壤環(huán)境質(zhì)量改善負(fù)總責(zé),嚴(yán)格落實屬地管理責(zé)任,加強(qiáng)工作推進(jìn)落實的組織調(diào)度和監(jiān)督落實,依法履行監(jiān)督管理職責(zé),制定責(zé)任清單,層層壓實責(zé)任,建立長效管理機(jī)制,確保完成土壤污染防治目標(biāo)任務(wù)。

二是加強(qiáng)部門聯(lián)動監(jiān)管。完善土壤信息化管理平臺建設(shè),強(qiáng)化大數(shù)據(jù)在土壤污染防治和環(huán)境管理工作中的應(yīng)用。加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境、自然資源和規(guī)劃、農(nóng)業(yè)農(nóng)村等有關(guān)部門溝通協(xié)調(diào),打通共享渠道,充分利用全國土壤環(huán)境信息管理平臺,及時共享土壤污染防治相關(guān)信息。根據(jù)全縣土壤污染防治工作開展情況,不定期召開調(diào)度會議,督促各有關(guān)部門切實落實土壤污染防治職責(zé),層層抓好落實,確保圓滿完成國家和省、市各項目標(biāo)任務(wù)。

篇9

【關(guān)鍵詞】農(nóng)藥污染;微生物監(jiān)測;微生物多樣性

土壤微生物是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分對土壤功能、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和自然界元素循環(huán)等具有重要的意義,保持微生物的多樣性對于人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。我國是一個農(nóng)業(yè)大國,更是一個農(nóng)藥生產(chǎn)和使用大國,因此農(nóng)藥對土壤的污染是一個嚴(yán)重問題。據(jù)有關(guān)資料表明,我國受農(nóng)藥污染的土壤面積可達(dá)1600hm2 主要農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留量超標(biāo)率高達(dá)16%-18%[1]。農(nóng)藥污染 會破壞土壤功能影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定進(jìn)而威脅到微生物多樣性并可最終通過食物鏈影響人體健康。

1 農(nóng)藥對土壤的污染

農(nóng)藥是防治農(nóng)業(yè)病蟲害和控制雜草的化學(xué)藥品,也是控制某些疾病的病媒昆蟲(如蚊、蠅等)的重要藥劑。但由于農(nóng)藥種類多,用量大,農(nóng)藥污染已成為環(huán)境污染的一個重要方面。農(nóng)藥藥對土壤的污染是指人類向土壤環(huán)境中投入或排入超過其自凈能力的農(nóng)藥而導(dǎo)致土壤環(huán)境質(zhì)量降低以至影響土壤生產(chǎn)力和危害環(huán)境生物安全的現(xiàn)象。農(nóng)藥對土壤的污染與施用農(nóng)藥的理化性質(zhì)、農(nóng)藥在土壤環(huán)境中的行為及施藥地區(qū)自然環(huán)境條件密切相關(guān)使土壤顆粒與土壤溶液界面上的農(nóng)藥濃度大于土壤本體中農(nóng)藥濃度的現(xiàn)象。吸附會降低農(nóng)藥的活性影響藥效的發(fā)揮,同時也阻滯了農(nóng)藥在土壤中的遷移和揮發(fā)。土壤的有機(jī)污染作為影響土壤環(huán)境的主要污染物已成為國際上關(guān)注的熱點有毒、有害的有機(jī)化合物在環(huán)境中不斷積累到一定時間或在一定條件下有可能給整個生態(tài)系統(tǒng)帶來災(zāi)難性的后果,即所謂的“化學(xué)定時炸彈”。其他土壤有機(jī)污染物還包括氨基甲酸酯類、有機(jī)氮類殺蟲劑和磺酰脲類除草劑,這些種類的農(nóng)藥毒性較低,但因使用范圍擴(kuò)大,其對土壤造成的污染亦不容忽視。

現(xiàn)有大量科學(xué)研究表明,農(nóng)藥污染也已經(jīng)嚴(yán)重威脅了食品安全和人畜健康。2012年,浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究所和農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥殘留檢測重點實驗室等單位對浙江省蔬菜生產(chǎn)中主要使用的78種農(nóng)藥(主要為低毒農(nóng)藥)進(jìn)行殘留檢測,發(fā)現(xiàn)大量農(nóng)藥殘留,主要的殘留農(nóng)藥就有28種。而環(huán)境中擬除蟲菊酯類殺蟲劑的殘留會導(dǎo)致哺乳動物免疫系統(tǒng)、荷爾蒙、生殖系統(tǒng)疾病,甚至誘發(fā)癌癥,有機(jī)氯農(nóng)藥暴露可能與乳腺癌、阿爾茨海默病、帕金森氏病的發(fā)生有關(guān)。

2 農(nóng)藥污染對土壤微生物多樣性的影響

農(nóng)藥污染通過改變微生物群落結(jié)構(gòu)、影響微生物在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)、破壞生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定等方面最終影響微生物生態(tài)多樣性。微生物群落是指由一定種類的微生物在一定的生境條件下所構(gòu)成的有機(jī)整體,土壤中包含有四種比較重要的微生物類群:細(xì)菌、真菌、放線菌和藻類。土壤受到農(nóng)藥污染后,會擾亂微生物類群的正常秩序,主要表現(xiàn)在微生物生物量、群落結(jié)構(gòu)、群落的物種多樣性等方面的影響。微生物群落結(jié)構(gòu)是指群落內(nèi)各種微生物在時間和空間上的配置狀況,優(yōu)化的配置能增加群落的穩(wěn)定性,表現(xiàn)為良性發(fā)展。但是由于農(nóng)藥污染,就會影響這種良性發(fā)展,對群落的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞影響。微生物是土壤酶的形成與積累的主要動力,在微生物的生命活動過程中,向土壤分泌大量的胞外酶,在其死亡后,由于細(xì)胞的自溶作用把胞內(nèi)酶也釋放到土壤中,因而在土壤生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮至關(guān)重要的中心作用。土壤微生物的組成和土壤酶活性可以作為污染的重要指標(biāo),土壤受到污染后,土壤微生物組成發(fā)生變化,土壤酶活性受到抑制,進(jìn)而影響微生物在物質(zhì)循環(huán)中的功能。

農(nóng)藥污染影響土壤微生物物種多樣性,其影響常常表現(xiàn)有直接的或間接的、抑制的或促進(jìn)的、暫時的或持久的等多種類型。低量施用殺蟲劑或除草劑對土壤微生物多樣性的影響不大,但是如果大量施用,則會抑制甚至消滅某些敏感微生物,從而對微生物群落的組成起到選擇作用。低濃度甲基對硫磷對土壤微生物數(shù)量影響不大,添加100和500mg/L甲基對硫磷能明顯增加土壤細(xì)菌的數(shù)量,甲基對硫磷通過抑制或者殺滅某些種類土壤細(xì)菌,大大促進(jìn)土壤生態(tài)系統(tǒng)中部分種類細(xì)菌的增殖[2]。土壤中結(jié)合態(tài)甲磺 隆殘留物對土壤細(xì)菌、真菌具有明顯的刺激作用,而對土 壤放線菌有強(qiáng)烈的抑制作用[3]。苯噻草胺能促使好氧細(xì)菌數(shù)量的增加,但不利于真菌和放線菌的生長[4]。

3 利用農(nóng)藥污染對土壤微生物多樣性進(jìn)行監(jiān)測

以土壤微生物的種群數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化為主要的觀察指標(biāo),明確生物多樣性與土壤環(huán)境質(zhì)量之間的響應(yīng)關(guān)系,達(dá)到環(huán)境監(jiān)測的目的。與此同時,篩選和鑒別具有污染修復(fù)功能的微生物種類,將其應(yīng)用到土壤農(nóng)藥污染的治理當(dāng)中。在具體的研究過程中,如進(jìn)行微生物的選擇時,不僅包括常規(guī)研究較多的細(xì)菌、真菌、放線菌種類,還包括了土壤動物――線蟲的研究,增加了生物監(jiān)測結(jié)果的可靠性和說服力。在對敏感物種進(jìn)行鑒定時,不僅應(yīng)用到常規(guī)的形態(tài)學(xué)方法,還將應(yīng)用分子生物學(xué)鑒定方法,加快了鑒定速度,增加了準(zhǔn)確性,可以體現(xiàn)出研究方法的先進(jìn)性。對污染修復(fù)研究中,不僅要關(guān)注污染物的修復(fù)效果和經(jīng)濟(jì)成本,還要對應(yīng)用過程中的安全性進(jìn)評價,充分體現(xiàn)出以人為本的理念和注重環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益相統(tǒng)一的思想。

綜上所述,農(nóng)藥污染可以影響土壤微生物的多樣性。通過對農(nóng)藥污染影響土壤微生物多樣性的研究,可以盡量減少或者避免農(nóng)藥污染對環(huán)境的影響,保持微生物的多樣性,從而為農(nóng)業(yè)耕作和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

4 生物監(jiān)測的應(yīng)用前景

生物監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的新興技術(shù),主要是利用生物個體、種群或群落對環(huán)境污染或變化所產(chǎn)生的反應(yīng),從生物學(xué)的角度對環(huán)境污染狀況進(jìn)行監(jiān)測和評價。生物監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展最早可追溯到20世紀(jì)初,Koikwitz和Marsson提出的“污水生物系統(tǒng)”,50年代后,該技術(shù)逐漸被少數(shù)國家用于水質(zhì)和大氣環(huán)境污染監(jiān)測。生物監(jiān)測技術(shù)依靠區(qū)別于傳統(tǒng)物理化學(xué)監(jiān)測方法的獨特優(yōu)勢,如監(jiān)測的敏感性、長期性、連續(xù)性、經(jīng)濟(jì)性、非破壞性、綜合性等特點,近年來發(fā)展迅速。而我國在這方面的研究起步晚,上世紀(jì)80年代才開始將該技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測,迄今為止,相關(guān)體系仍不標(biāo)準(zhǔn)、不健全,尤其在土壤環(huán)境質(zhì)量的評價和監(jiān)測中的應(yīng)用,更是少之又少。利用土壤微生物的種群數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化為主要的觀察指標(biāo),明確生物多樣性與土壤環(huán)境質(zhì)量之間的響應(yīng)關(guān)系,達(dá)到環(huán)境監(jiān)測的目的,將為環(huán)境污染監(jiān)測和環(huán)境污染物的有效治理提供理論基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周啟星,宋玉芳.污染土壤修復(fù)原理與方法[M].北京:科學(xué)出版社,2004.

[2]曹慧,崔中利,周育,等.甲基對硫磷對紅壤地區(qū)土壤微生物數(shù)量的影響土壤[J].2004,36(6):654-657.

篇10

【關(guān)鍵詞】:水利工程;生態(tài)水利;設(shè)計原則;環(huán)境;系統(tǒng)

Abstract: Earth's population surge, the water dropped significantly, human disturbance of the soil underlying surface trend of enhancement, the impact of the global water cycle by artificial collateral obvious uneven allocation of water resources. Through the introduced the role of ecological water conservancy project in solving environmental problems, which leads to the design principles of ecological water conservancy project and related points to make in the future design to rule-based, rational accordingKey words: hydraulic; ecological water; design principles; environment; system

中圖分類號:TV5文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

前言

水利工程是人類干擾下墊面環(huán)境中最重要的內(nèi)容之一。水利工程是用于控制和調(diào)配自然界的地表水和地下水,達(dá)到除害興利目的而修建的工程。也稱水工程。只有修建水利工程,才能控制水流,防止洪澇災(zāi)害,并進(jìn)行水量的調(diào)節(jié)和分配,從而滿足人民生活和生產(chǎn)對水資源的需要。但是與此同時,種種水利工程的出現(xiàn),引發(fā)了嚴(yán)重危及區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境問題的不斷出現(xiàn),人們在以可持續(xù)發(fā)展道路為基準(zhǔn)的水利工程上又相繼提出了生態(tài)水利工程的議題。

1.生態(tài)水利的定義

生態(tài)水利是按照生態(tài)學(xué)原理,遵循生態(tài)平衡的法則和要求,從生態(tài)的角度出發(fā)進(jìn)行水利工程建設(shè),建立滿足良性循環(huán)和可持續(xù)利用的水利體系,從而達(dá)到可持續(xù)發(fā)展以及人與自然和諧相處。從宏觀上講,生態(tài)水利就是研究:水利與生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系;水資源的開發(fā)與利用對生態(tài)環(huán)境的影響、水利工程建設(shè)與生態(tài)系統(tǒng)演變的關(guān)系;水資源開發(fā)、利用、保護(hù)和配置中,在提高水資源的有效利用水平、節(jié)約用水的條件下,保證生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)和良性發(fā)展的途徑和措施。因此,生態(tài)水利是把人和水體作為整個生態(tài)系統(tǒng)的要素來考慮,照顧到人和自然對水利的共同需求,通過建立有利于促進(jìn)生態(tài)水利工程規(guī)劃、設(shè)計、施工和維護(hù)的運(yùn)作機(jī)制,達(dá)到水生態(tài)系統(tǒng)改善優(yōu)化、人與自然和諧、水資源可持續(xù)利用、社會可持續(xù)發(fā)展的目的。要實現(xiàn)人與自然的和諧共處,必須尊重生態(tài)法則,將生態(tài)用水列入水資源開發(fā)、利用和配置方案中,搶救和保護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng),逐步恢復(fù)濕地生物多樣性。

2.生態(tài)水利工程的設(shè)計

1要與環(huán)境工程設(shè)計有機(jī)結(jié)合原則

生態(tài)水利工程的設(shè)計應(yīng)當(dāng)與環(huán)境科學(xué)與工程的技術(shù)和理論體系進(jìn)行充分的結(jié)合,從而達(dá)到水質(zhì)與水量同步配置的科學(xué)分配目的。由于水利工程作用的水量會因為季節(jié)性的變化發(fā)生較大的改變,使生態(tài)水利工程的設(shè)計與施工過程存在較大的阻力與挑戰(zhàn),尤其是在與水污染防治工程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的過程中,該現(xiàn)象更為嚴(yán)重。如牛欄江滇池補(bǔ)水工程,在連續(xù)進(jìn)行了幾年補(bǔ)水后,仍然出現(xiàn)了濕地水域中底棲生物的明顯減少,少量物種消失,部分遷徙水禽不在此地停留的奇怪現(xiàn)象,究其原因就是由于水質(zhì)不符合濕地水質(zhì)的要求。為了減少排水時夾帶泥沙或污染物進(jìn)入湖泊或濕地而導(dǎo)致的危害,通常可以在進(jìn)入濕地或湖泊的過渡帶設(shè)計生態(tài)處理溝渠或氧化塘。在缺水的地區(qū)進(jìn)行作物種植,可以進(jìn)行水質(zhì)凈化和水量高效利用為基準(zhǔn)的生態(tài)水利工程設(shè)計。因此,水污染控制工程與生態(tài)水利工程相結(jié)合的設(shè)計方法是生態(tài)水利工程的一個重要的發(fā)展方向。

2注意景觀尺度及整體性原則

在對河流生態(tài)修復(fù)管理和修復(fù)的解決上,要避免小尺度、零星局部和短時期的范圍內(nèi)進(jìn)行,加強(qiáng)在長期的、保持可持續(xù)性的基礎(chǔ)和大景觀尺度上的作業(yè)。因為在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復(fù)效率要高,相反地,小范圍的生態(tài)修復(fù)不僅效率低,而且成功率也低。

我們談到的“整體性”,就是指從生態(tài)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)出發(fā),掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的相互作用,然后提出的用來修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)綜合和整體的一套方法。該方法不僅能夠用來修復(fù)單一的動物和河岸的植被,還考慮到了對河道水文系統(tǒng)的修復(fù)問題。

進(jìn)行大尺度的景觀操作,首先要考慮河流生態(tài)修復(fù)的時間尺度問題,河流系統(tǒng)是一個動態(tài)的、長期演變的過程,每一個河流都有自己的歷史,河流生態(tài)修復(fù)是需要靠時間做工作的,因此要做好長期監(jiān)測和管理的河流生態(tài)修復(fù)的準(zhǔn)備;其次是要重視水域的隨機(jī)性、流動性和易變性的特點,它主要表現(xiàn)在水位水量、流量、水溫隨機(jī)和周期變化上,也體現(xiàn)在河流侵蝕與淤積的河勢上。最后是要考慮生境邊界的動態(tài)擴(kuò)展問題。因為植物的擴(kuò)散和動物的遷徙的變動,生境邊界也隨之發(fā)生了動態(tài)變動。考慮到河流生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng),一條河流不可能孤立的進(jìn)行生態(tài)修復(fù)活動,還需要與相鄰的流域進(jìn)行協(xié)調(diào)的修復(fù),在與周圍生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量傳遞的時候,開放性就體現(xiàn)了出來。

2.3反饋調(diào)整式設(shè)計原則

河流修復(fù)工程需要時間,因此生態(tài)系統(tǒng)的成長過程就是一個漫長的進(jìn)化過程。從短時間尺度看,寄希望于短期的河流修復(fù),即一種類型生態(tài)系統(tǒng)取代另一種生態(tài)系統(tǒng)往往是不現(xiàn)實的。所以應(yīng)當(dāng)采取長時間尺度,這樣既增加和提高了生物群落的多樣性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、系統(tǒng)有序性,又穩(wěn)定了生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。生態(tài)系統(tǒng)與社會系統(tǒng)一樣都是運(yùn)動的,這就產(chǎn)生了時間與空間上的不確定性,這種不確定性使得生態(tài)水利工程設(shè)計不同于傳統(tǒng)工程的設(shè)計方法,需要采取反饋調(diào)整式的方式進(jìn)行,該方式是按照“設(shè)計―執(zhí)行―監(jiān)測―評估―調(diào)整”的過程往復(fù)循環(huán)的。在這個過程中,監(jiān)測工作是基礎(chǔ),在監(jiān)測的基礎(chǔ)上進(jìn)行評估,常采用的評估方法通常為參照比較法,一種是與未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的與自然條件類似的河流比較,一種是與自身河流系統(tǒng)的初期情況和歷史情況的比較。

2.4生態(tài)水文學(xué)與工程水文學(xué)設(shè)計相結(jié)合原則

以生態(tài)水位學(xué)與工程水文學(xué)作為工程實際的基礎(chǔ),進(jìn)行水文過程的計算與分析。重點考慮工程水文學(xué)與生態(tài)水文學(xué)的結(jié)合,這樣才能為生態(tài)水利工程的設(shè)計提供基礎(chǔ)。其原因是,生態(tài)水利工程的服務(wù)對象往往比較廣,涉及到農(nóng)業(yè)、濕地、草原、江河湖泊、畜牧業(yè)和林業(yè)等生態(tài)用水和生活用水,所以只有將生態(tài)目標(biāo)的水資源要求規(guī)律摸清楚,才能在科學(xué)的基礎(chǔ)上解決生態(tài)水利工程的設(shè)計。

2.5生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則

早在上個世紀(jì)60年代,關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)的自我組織及恢復(fù)能力的探討就悄然展開了。所謂自我組織能力,就是以多種不同形式構(gòu)成的、用來解釋物種分布復(fù)雜性的能力,同時也可以用來表明食物網(wǎng)絡(luò)隨時間發(fā)展而發(fā)展的過程。自我組織的原理就是指一些與生態(tài)系統(tǒng)有好的物種,通過自然界的選擇,找到一種與之相適應(yīng)的能源和合適的環(huán)境,從而支持他們進(jìn)行物種種群的繁殖和生長。這就好似我們理解上的"物競天擇,適者生存"的生物進(jìn)化論一樣,只是變換的理解的范圍和角度。

2.6提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

生物群落的多樣性與非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性存在著正相關(guān)的關(guān)系,一般我們了解的“生物群落多樣性”指的就是生物群落的功能和結(jié)構(gòu)的多樣性。非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性與生物多樣性具有相互藕合和依存的關(guān)系。反映在空間異質(zhì)性越高,創(chuàng)造的小生境多樣性就越多。反之,生物群落的數(shù)量也會隨著非生物環(huán)境的單調(diào)而變得下降,從而造成生物群落的比例、密度、性質(zhì)都發(fā)生實質(zhì)的變化,造成生態(tài)系統(tǒng)的退化。河流生態(tài)系統(tǒng)生境的特點主要表現(xiàn)在,河流橫斷面形狀的多樣性;上中下游的生境異質(zhì)性;水陸空的聯(lián)系緊密性;河床材料的透水性等方面。這樣豐富的多樣化條件,造就了河流形態(tài)在水溫、水溫脈沖變化、水深、流速、流量、河床材料上的生態(tài)因子異質(zhì)性,形成了豐富的河流生物群落多樣性。所以提高生物群落多樣性的一個重要前提就是提高河流形態(tài)的異質(zhì)性。

3 結(jié)束語:

我國的環(huán)境保護(hù)形勢不容樂觀,尤其以經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)下的河流水域破壞最為嚴(yán)重。如果一味的采用傳統(tǒng)的水資源開發(fā)利用模式,不僅會加重水資源問題的嚴(yán)重性,更會加重環(huán)境的負(fù)擔(dān)。只有采用生態(tài)水利工程建設(shè),才能正確合理的利用和開發(fā)水資源,保護(hù)和尊重自然生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)社會的健康和諧發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

【1】劉正茂,趙慶良 濃江流域濕地水文站設(shè)計方案研究 《水利發(fā)展研究》