生态修复治理的意义范文

时间:2023-12-27 17:56:03

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生态修复治理的意义

篇1

关键词:河道治理;生态水利;河流生态修复

自古以来,我国就已经注意到了河流的重要作用,特别是最近几十年以来,我国因为经济的迅猛发展,大力的兴修水利工程,促进了农业、经济的发展。但是从七十年代开始,人们就已经注意到了水利工程的大量兴修和河流的生态问题息息相关,产生了一些负面的作用,成为一个关注的焦点。水利的兴修是河道治理的一种,河道治理当中不仅要确保河道功能的正常发挥,现在人们也越来越多的关注到了河道治理中河流的生态修复的问题。

一、河流生态修复的重要意义

凡事都有两面性,在外面大力建设水利工程,给经济带来巨大效益的同时也使河流的生态遭到了巨大的破坏。由于各种各样的原因,人为产生的破坏无法避免,但是对破坏以后的合理生态进行修复却是可以的。对河流的生态进行破坏以后的修复是一项复杂而耗费巨大的工程,如果修复好了,又具有重大的作用,不仅可以改善河流的各项功能,还能保持水土,改善小气候等等,对合理的生态进行及时的修复,十分的必要。

1.改善河流的生态,实现人与自然的和谐

河道治理利用河流的相关规律、河道的规律,从河流的实际情况出发,因势利导的调整水流的位置,改善水流的条件。通过一系列的工程措施来保证河流的灌溉、航运等功能的发挥。但是,在河道治理的同时极其容易只注意治理而忽视了河道治理的同时河流生态的保护问题,使得河流的生态不同程度的遭到了破坏。这种破坏是极其严重的,使得河流内布生物的多样性变化,旱涝灾害时有发生,城市的正常供水补给受到威胁,河流沿岸的气候产生变化,植被破坏,水土流失,曾经的美丽景色不复存在。

基于河道治理的合理生态恢复,采取一系列的措施,不仅可以恢复河流曾经的活力,改善被破坏的河流的生态,还可以实现自然和人类的和谐。人们在看到了河流生态遭受到的破坏以后,体验到了生态破坏带来的严重后果之后,开始注意到了生态的保护,开始审视自然和人类的关系,这对河流生态修复来说,是非常重要的。对破坏了的河流生态进行修复,具有重大的现实意义。

2.保证河流的功能,促使发挥更大的作用

对河流进行治理,一个最重要的原因就是保证河流发挥它的最大的功能,这些功能包括:航运、灌溉、防洪、供水等等。治理可以使得河流达到这些要求,而要如何保持这些功能的长时间、不打折扣的发挥,生态问题是其中的一个重要要素。

在进行河道治理的同时重视河流生态的修复不仅对合理发挥功能无害,相反是大有裨益的。河流生态修复了,从灌溉的角度来说,无论在枯水期还是丰水期都能保证灌溉。从防洪的角度来说,既满足了河流航运的要求,又不至于在雨水多的时候,无法承担蓄水压力。洪水来了,因为生态比较好,植被覆盖有保证,可以通过自身的调节减少洪涝灾害的发生。如果河流不仅不能起到有益的作用,在灾难来临的时候还不能减少灾难的发生,更谈不上发挥更大的作用了。改善、修复河流的生态,在保证河流最基本功能的同时,还能促使河流发挥更大的作用,这正是治理河道所期望的。

二、河流生态修复的重要举措

基于河道治理的河流生态修复不是一蹴而就的,河道治理本身就是一个难题,在河道治理的同时进行河流的生态修复,困难重重。河道修复不像一般的建筑施工过程那样比较容易掌握,而是一个涉及各种地形地貌、弯曲的河道、变化的河床、河道旁的植被等等一个立体的工程。所以要修复好河流的生态,得在先搞清楚河道治理,在进行河道治理中的生态修复,还要从多方面探讨修复的方法,这样才能取得比较好的生态修复效果。

1.河道、河床修复,为生态恢复创造条件

现代的河道治理一般都是运用当今时代的科学技术、材料来进行河道的治理。钢筋混凝土的结构固然的坚实有力,但换个角度来说,正是因为这种材料的使用使得河道在洪水来临的时候,河水是难以改道的。在河道治理的时候要注意河道的修复指的就是要保持河道的自然形态,河道的自然形态一般都是蜿蜒曲折的,而不是笔直的。蜿蜒曲折的河道可以使得水流的流速不同,流速不同自然的水体流动就具有多样性,多样性的水体流动是十分的有利于合理的生物的多样性的,这对修复河流的生态具有积极的意义。同样,在河道治理当中,修复河床也要体现对修复河流生态的意义。河床是河流生物的栖息环境,生态河堤不仅可以防洪,还能有利于河流生物的生息繁衍。

修复河流的生态就是要使河流的生态回到曾经那个多样性的面貌,而生物的多样性就是其中的一个重要的内容。在进行河道、河床治理的时候就充分的考虑到河流生态的问题,在治理的时候就着手于恢复,一举两得。

2.缓冲带修复,降低河流的压力

河流自身并不是孤立的、脱离于陆地之外的一个存在,河流和陆地之间有一个缓冲带,这个缓冲带把河流和陆地紧紧地联系起来。河流的生态破坏包括缓冲带的破坏,缓冲带一般是由河边湿地,河谷等组成,是人类活动的重要场所。河道治理的时候要注意河流缓冲带的修复,这对修复河流生态具有重要的作用。具体的操作方法就是要在河流的两个岸边都要留出一定的位置,专门设立一个足够宽度的缓冲带。缓冲带的作用在平时显现不出来,一旦洪水发生,它不仅可以起到减弱洪水冲击的作用,还能把洪水分蓄一部分出来,大大降低了河流的压力。缓冲带承担着给河流降压的作用,还发挥着维持河流生态多样性的作用,它的湿地、河谷等等可以给生物提供一个生存的环境,还能净化河流的水质,为人类提供一个良好的活动空间。

3.植被景观修复,保持生态平衡

过去一直认为,所谓的生态修复就是指植被的修复,今天虽然人们的认识已经发极大的提高了,但是不可否认的是,植被的修复在合理生态的修复当中还真是非常重要的。过去破坏的植被导致了大自然一次又一次无情的报复,在治理河道的时候,修复破坏的植被可以改善生态环境。

在科技技术高度发达的今天,要善于运用各种科技手段,因时、因地制宜,结合实际,修复被破坏的植被,使得植被的覆盖能够恢复,达到一个比较理想的植被覆盖水平。植被的修复、恢复可以极大的保持水土,有利于河道的质量,是一种根本的、生态的治理方法。植被恢复了,毫无疑问的将会对生物的多样性有益,形成一个比较良好的生态环境系统,是河道治理和河流生态修复一直以来所期望达到的目标效果。

总结:

认识到了问题就要积极的去解决,即使没有很好的解决方法也要积极的探索、实践。基于河道治理的合理生态恢复是顺应时展的,虽然至今理论和实践经验都还有不足之处,但是其重要性已经体现了出来。合理的生态修复是一个长过程的修复,涉及面广、问题多,比较复杂。虽然如此,进行积极的探讨,找到修复的方法,具有可操作性的实践方法,对河流的生态进行修复,对经济的发展,社会的发展,人与自然的和谐都有促进作用。

参考文献:

[1]倪晋仁,刘元元.论河流生态修复[J].水利学报,2007,30(9)

[2]孙永波,陈俊娟.生态水利在河道治理中的应用[J].科技致富向导,2011(12)

[3]张世玉.生态水利在河道治理中的应用[J].城市建设理论研究,2012(10)

篇2

关键词:地质环境治理;生态修复;岩质采面

引言

20世纪80年代以来,随着国家对矿产资源需求的迅速增加及矿业经济的迅猛发展,矿山开采造成大规模的土地和植被破坏,在中国乃至世界,都是一个十分严重且日益受到高度重视的问题。近年来,随着我国社会民众环境保护意识的觉醒以及国家对于环境保护工作的重视,对废弃矿山进行地质环境恢复治理的研究已成为一项紧迫而重要的研究课题[1]。

1 矿山地质环境治理的基本概念

矿山地质环境问题是指矿业活动与环境之间相互作用和影响产生的环境演变、破坏和环境污染等问题,主要包括矿山地质灾害(滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面塌陷等)、对土地资源的破坏、对植被及耕地的破坏、对地下水系统的影响与破坏、矿山废渣、废水对环境的影响等。通过人类工程措施来解决矿山地质环境问题的活动即为矿山地质环境治理,包括对矿山地质灾害(包括潜在地质灾害)的治理;通过土地复垦恢复土地资源;通过生态植被恢复技术恢复被占用或被破坏的林地或耕地;通过对矿山废渣、废水的处理实现对环境的无害化排放等[2]。

2 三明永安市某废弃矿山概况

2.1 矿山概况

福建省盛产各种建筑石料(尤以花岗岩、凝灰岩为主),拥有众多建筑石料矿山,由于早期矿山并未按照开采设计进行开采,亦未采取地质环境保护措施和及时实施矿山地质环境治理,经过多年的连续开采,责任主体灭失,遗留下了严重的地质环境问题。三明永安市麻岭某废弃的凝灰岩矿(以下简称麻岭废弃矿山)即福建省典型的废弃建筑石料矿山之一。

2.2 区域地形地貌

麻岭废弃矿山位于永安市,区域地形地貌上属低山丘陵地形,侵蚀剥蚀地貌,地形起伏大,沟谷纵横,切割强烈。区内最高点位于其东部山顶上,标高290m,最低点位于其北西部小溪沟,标高198m,相对高差92m。由于矿产开采,原有地形已被开挖成高陡断面及坡前平地,开采断面平面形态表现为单面弧形,呈圈椅状,最大高差可达71m;开采断面坡度呈上陡下缓,坡脚堆积体坡度一般20~30°,局部达50°,采面上部坡度一般50~60°,局部达75°。坡前平地南西部较低,有利于大气降水的自然排泄。

2.3 地层及构造

矿区内出露的地层均为上侏罗统坂头组(J3b),矿区南东侧出露上侏罗统长林组(J3c)和第四系(Q)。矿区地质构造为一北西向倾斜的单斜构造,矿区内没有发现大断层,矿区东南侧有一北东向性质不明断层,对区内矿体影响不大。

2.4 工程地质条件

根据矿区内地质岩性、坚硬程度、结构等特征,矿区工程地质岩组分为:碎石土(弃渣堆积体)、坡残积粘性土、层状较硬岩组(由坂头组(J3b)凝灰质粗砂岩、粉砂岩组成,岩体质量较好)。

2.5 周边植被情况

矿区所占土地主要为林地,植被较发育,植被类型以杉木、马尾松,以及上地自生的五节芒、芒萁等为主,植被覆盖度95%。矿山开采以来,矿区现破坏林地植被资源5.945hm2,其中采场3.27hm2,工业场地(含生活区)0.20hm2,矿山公路0.975hm2,弃渣场1.50hm2。开采区影响范围内未发现有受各级保护的植物、野生动物物种。

2.6 开采断面水文特征

开采边坡的坡顶已接近自然山坡坡顶,山脊线与断面走向接近垂直,治理区的汇水面积较小,约0.036km2。开采断面未发现泉水点,仅在雨后局部存在基岩裂隙水出水口。

3 开采边坡稳定性分析

开采边坡为岩质采面,西北侧`坡面岩体较为破碎,东侧岩体较为完整。通过对现场强~中风化出露地段进行裂隙调查,量测西侧边坡产状为NE140°、倾角52°,主要裂隙产状有227°∠32°、108°∠15°,裂隙主要为反坡向,多呈闭合型,无渗水现象。详见图3。

东侧边坡岩体较为完整,边坡产状为NE105°、倾角60°,主要裂隙产状有145°∠30°、110°∠10°,103°∠13°,裂隙主要为反坡向,多为呈闭合型,无渗水现象。详见图4、图5。

分析结论:坡面表层节理裂隙较发育,完整性较差,局部存在因爆破开采时,对岩体产生的扰动而形成的易掉落岩块和松散岩体。

4 地质环境问题整治方案

4.1 清除松散岩体

根据现场调查及访问情况,并综合以上稳定性分析,未发现开采面沿原有坡面发生整体下滑的迹象,因此开采边坡在整体上是处于稳定状态。但由于开采边坡高度较大,总体坡度较陡,局部存在因爆破开采时,对岩体产生的扰动而形成的易掉落岩块和松散岩体,对坡面的整理主要是对这些易掉落的岩块和松散岩体进行清除。

4.2 修整弃渣堆

堆积在坡脚的碎石土,坡度及厚度都较小,目前不存在整体下滑的迹象,且坡脚与小溪之间有充裕的缓冲空间,因此未对坡脚堆积体进行整体稳定性验算。建议只对局部坡率大于1:1.5,且有修坡条件的弃渣堆进行修坡,高度大于15m的分阶修坡。

4.3 生态植被修复措施

4.3.1 弃渣堆生态植被修复。对于坡度小于35°的坡面,采用鱼鳞坑+普通喷播的绿化方式。表层挖鱼鳞坑客土种植,穴深30cm,坑内套种马尾松、柳杉;坑间坡面运用喷射机将搅拌均匀的混合材料自上而下喷射,普通喷播的土层厚度为60~80mm。对于坡度大于35°的坡面,采用挂网喷播的绿化方式。以稳定坡面挂网为基础,利用喷播机将搅拌均匀的基质加水后自上而下均匀地喷射到岩面,平均厚度应不小于100mm,寒冷及干旱地区可适当加厚。一般应分两次进行。首先喷射不含种子的混合料,喷射厚度80~100mm,接着喷射含有种子的混合料,厚度20~30mm。

4.3.2 坡前空地生态植被修复。对坡前空地,应回填覆土,厚度约0.5m,套种马尾松、柳杉等经济林,林间采用草种撒播。

4.3.3 开采边坡(岩质采面)生态植被修复。对于陡峭的开采岩质边坡,可采用的生态植被修复措施相对来说较为有限,坡度越陡,生态修复难度越大。一般岩质开采边坡的生态植被修复技术有:挂网客土喷播植被恢复技术、刻槽复绿技术、打孔植生复绿技术、轮胎固土护坡与绿化技术以及燕槽(飘板)客土复绿技术等。

如前述情况,本例中的开采边坡由于开采边坡高度大,坡度陡,在清除坡面松散岩体后,结合安全性、可行性、经济性以及实施效果等因素,麻岭废弃矿山开采边坡采用在坡面设置燕槽的方案(见图6),槽内客土,将爬山虎、葛藤、络石、旱金莲、鸡矢藤、狗牙根等草灌类及攀藤类植物混播,培育草灌结合的生态系统。

5 结束语

废弃矿山地质环境治理已成为我国生态环境建设的主要组成部分,通过对废弃矿区生态修复,能够有效改善生态环境;同时结合土地整治,对土地资源进行综合利用。废弃矿山地质环境治理包含地质环境、岩土工程、水力学、生态学等跨专业的综合基础理论,开展对废弃矿山地质环境治理方面的课题研究对于国土资源的合理利用及生态环境的保护均有重要的意义。

参考文献

篇3

[关键词] 小凌河;环境;生态修复;治理

一、小凌河面临的问题

1.过分利用水资源,不能满足河流的生态需水

城市河流是城市生产和生活的主要水源。为了满足城市的饮用水、工业用水、绿化用水、景观用水和娱乐用水,人们不断地从城市河流中取水,使得河流里的水量越来越少,甚至将其本身的生态需水也已分配到其他各项用水中。小凌河全长206km,属山溪性河流,上、中游多荒山丘陵而且植被很差,水土流失严重。小凌河有许多支流,大雨时众水猛集,极易泛滥。河流自身的生态需水一旦失去平衡,就会影响河流生态系统中的水生生物、岸边植被的生长;破坏河流蒸发、径流、渗透的平衡;使河流丧失稀释自净的功能,结果造成河流两岸自然植被衰退、河床淤积、河水断流、生物多样性锐减等现象。

2.成为污水的销纳地,严重污染水质

城市河流是城市的主要纳污水体。部分城市污水、污水处理厂处理后的水,以及初步处理后的工业废水和农灌污水,都有可能排入城市河流。小凌河地表水是沿岸地下水的补给源之一。小凌河目前已受到污染,尤其是下游水源区,污染更加明显。经研究显示小凌河水体污染与沿岸地下水呈显著正相关。主要工业污染源有炼油厂、煤气公司、铁合金、凌川酒厂等10 家企业。上述污水全部进入何家信子至百股河段,百股以下河段无较大工业污染源,目前没有工业废水汇入。据水质监测资料,小凌河何家信子至百股河段,由于接纳了锦州市区大量工业及生活废水,水质急剧下降,石油类污染较严重;百股以下河段,因无工业废水排入,该段水质主要受上游来水影响。小凌河灌渠位于百股河口以下2km处,百股断面水质的好坏也将直接影响到小凌河灌区的用水水质。

因此,针对锦凌水库兴建后小凌河下游河道流量可能发生的变化,为了维护和改善水库下游的生态环境,促进地区社会经济的可持续发展,在水库供水规划中提出环境用水要求是十分必要的。如果要恢复锦州区域地下水的清洁,首先要治理好小凌河[2]。

二、从目前国情和市情的实际出发,采取相应的生态修复的措施

1.建设生态河堤

生态河堤把水、河道与堤防、河畔植被连成一体,通过科学配置,在充分利用自然地形、地貌的基础上,建立起阳光、水、植物、动物、微生物、土壤、堤体之间互惠共存的河流生态系统。其修建的各种鱼巢、鱼道,可造成不同的流速带,形成水的紊流,利于氧从空气传入水中,增加水中溶解氧,利于耗氧微生物、鱼类等水生生物的生长,促进水体净化,改善河流水质。生态河堤的土壤中有大量的土壤动物和微生物,使河堤土壤具有很高的孔隙率。丰水期,水向堤中渗透储存;枯水期,储水反渗入河或蒸发,起着滞洪补枯、调节水量的作用。同时,生态河堤以自然的外貌出现,美化了城市面貌,满足了人们向往自然的愿望,达到人水和谐。但应当指出,我国城市的河堤建设对环境和生态功能的考虑还有很多不足,我国河流治理理念与发达国家相比仍有较大差距。

目前我市应致力于搞好小凌河污染综合治理,加强对市区重点污染源实行严格控制与治理,从源头保证小凌河水质质量。

2.合理利用水资源,保证河流的生态需水

河流生态需水是针对河流水资源开发利用中的河流生态环境保护以及科学地进行河流生态环境修复、改善等问题提出的新概念,即是为了维持河流特定的生态环境功能,所必需的最小水量。典型的城市河流生态需水主要包括:维持水生生物生存需水、河道的稀释自净需水、维持岸边植物生长需水、河流蒸发及渗漏需水、景观效应需水。明确城市河流的生态需水,有利于实现水资源的合理开发、配置和利用,对节约水资源,提高水资源利用率,控制河流污染有着重要的理论意义和实用价值。只有满足了河流的生态需水,才能保证河流水资源的开发程度保持在生态环境协调发展的合理阈值之内,达到既能保证最大限度地满足经济发展的需水要求,又能保证河流的可持续发展。目前锦州市应控治污灌区面积,不宜再扩大灌溉面积。条件允许情况下逐渐减少污灌面积,改用清水灌溉。以保证粮食质量,保证人民身体健康。

3.控制污水排入城市河流

世界上一些发达国家城市河流治理的经验表明,要发挥城市河流的生态功能,控制污水直接排放入河,是减轻河流污染的根本措施。治理河流污染,要从源头抓起,提倡清洁生产,减少污水排放。只有重视污染源治理,加强截污工程建设力度,才是根本出路。锦州市应加强城市污水处理场的建设,使大部分工业及生活污水经过污水处理场净化、处理达标后排入小凌河进行水田灌溉。

三、结语

城市河流的生态功能一定程度上依赖于河流水质的清洁,从生态环境保护的观点出发,城市河流不应是工业、生活污水的纳污之地。城市河流如果成为城市排污场所,意味着城市河流生态功能的消失,还河流最自然的状态;要在满足河流自身生态需水的前提下,有计划、合理地开发利用河流资源,维持城市河流的可持续发展;严格控制向河流排放污水,改善水质,保护水生生物的生存环境,保护物种多样性,恢复健康的河流生态系统。使排入小凌河河流的废水由污水变成清水,使小凌河成为锦州市一道风景线。

参考文献

[1] 刘丽,万敬华.小凌河(锦州段)水质COD污染状况评价与分析[J].黑龙江环境通报,2010,34(1):97-98.

[2] 赵军.小凌河污染对沿岸地下水的影响[J].锦州师范学院学报(自然科学版),2003,24(3):20-21.

[3] 陶理志.生态护坡在城市防洪堤的应用[J].人民长江,2007(3):80-82.

[4] 王文君.河流堤防边坡水土流失分析及其生态技术应用现状[A].中国水利学会,2005学术年会论文集——水环境保护及生态修复的研究与实践[C],2005.

[5] 徐海波,宗瑞英.谈城市河道生态护坡技术[J].工程建设与设计,2005(1):57-59.

篇4

蓝藻的多处大面积爆发,是大自然已向我们进行报复,向我们发出强烈的警示,是我们多年来“先污染、后治理”“边治理、边污染”所造成的严重恶果。

令人更为揪心的是,水利部对全国700余条河流、约10万公里河长的水资源质量进行了评价,结果是:目前已有46.5%的河长受到污染,水质是四类或五类;10.6%的河长严重污染,水质为超五类,水体已丧失使用价值;90%以上的城市水域污染严重。对我国118个大中城市地下水的调查显示,有115个城市地下水受到了不同程度的污染,其中重度污染约占40%。

在中国,水污染已突破了最后的防线。作为企业来讲,如何在获取财富的同时保护环境?如何在实践中建立一套完整的循环生态圈并将经验推广?如何为子孙后代留下一方碧水蓝天?这些问题摆在了企业决策者的案头。

9月中旬的上午,我们走进稻香湖景酒店,与公司董事长胡健一席谈,且看他旗下稻香湖景酒店如何治理水污染、打造循环经济生态圈的故事。

治理水污染:高效低成本

走进稻香湖景酒店,清新的空气扑面而来。这里与翠湖湿地隔湖相望,可远眺西山;湖水如练,想起古诗里面:“江南可采莲,莲叶何田田”一句来;远山如黛,近处楼台庭院别有一番情调。

初见胡健,他便意兴盎然介绍说:“昨天有客人钓上来一条大鱼,足有十几斤!”边说边用手比划着,十分开心。走进办公室,谈到水污染治理的问题,胡健董事长便更是有了兴致。

作为一家五星级度假酒店,稻香湖景可谓“山水中的酒店”,水域就4万多平方米,绿色、生态、自然便成了他们追求的目标,可是如何避免水域污染更是刻不容缓的问题。酒店水源是污水处理厂排放出来的中水,面对可能爆发蓝藻的状况,酒店这几年也用不同的方法进行了治理。这其中有人工的办法,也用物理、化学的方法,可是效果却不甚理想。今年5月份开始采用了生态修复的方法却起到了奇效,不仅一点水华也没有,并且还有了意外的收获:3万多斤淡水鱼,收获颇丰。

所谓生态修复,就是用微生物来培养良藻,也就是硅藻。通过这项技术使得硅藻快速成长,充分吸收水中的氮磷钾,硅藻的生长速度快于蓝藻,通过这个来挤压蓝藻。同时,硅藻太多了也不行,必须通过投放在水中的鱼苗来吃硅藻――用硅藻来祛除蓝藻,通过养鱼来控制藻类,这样一来,不仅有效控制了蓝藻,还能高密度养鱼,这样就走出了一条低成本高效益的“污水治理”之路。

说到蓝藻,回到文前我们提到的太湖、巢湖、滇池蓝藻爆发――实际上,在自然界中,蓝藻的竞争力是非常强的,蓝藻爆发主要存在于静止的水体如湖泊中,是由氮磷高营养化引起的。工业污染品和农业施肥导致的水源污染及生活垃圾排放是起因。当水污染严重的时候,水里95%都是蓝藻形成的。蓝藻虽然不能寄生于人类或动物而引起疾病,却可能产生一系列天然毒素来危及人类健康。

说到这里,胡健拿出一份海淀区环保局的检测报告,从这份报告中看出,通过生态修复技术,可以将中水还原成地表3、4类水,各项指标全部达到优的标准。至于成本,胡健算了一笔账:“我们治水的成本是每吨8毛钱,看得见的产出就是这些鱼了。现在的产量3万多斤,按照市价,前期的投入都已经回收了。”

如今看来,稻香湖投资发展有限责任公司如今正在打造一个完整的“水循环生物圈”:净水在使用后产生污水,通过污水处理厂处理成中水,再通过生态修复技术修复为地表净水,可以回灌。不过按照胡健的想法:“未来的目标是在这基础上进一步提升,成为地表一类水。这样可以形成水资源在城市系统中的循环利用了。”

经典模型:打造碧水蓝天

污染容易治水难,不是不想治,而是治不起水。那么,胡健这项“生态修复”技术能不能为水污染严重的地区、特别是经济不发达地区提供一个“样本”――或者称之为“模型”呢?

“完全可以。”胡健的回答斩钉截铁,“实际上,我们这项技术已经开始在推广了。”按照胡健的解答,如今已经形成了“双赢”甚至是“多赢”的局面。

先看看这样一个不争的事实:由于水污染和地表水资源贫乏,加速了对地下水的掠夺式开发,全国目前已形成地下水区域性“降落漏斗”149个,“漏斗”面积15.8万平方公里,有的“漏斗”中心水位埋深已达60至80米。而且,高强度的地表水及陆源污染的渗漏,使得地下水水质日益恶化,许多地方的井水不能食用。甚至有23%的河段由于水质污染严重,灌溉农田都不行。45%的河段鱼虾绝迹。

“生态修复技术”不仅可以在海水中使用,还可以提升对虾的产量。在这里要说一说“东方对虾”。人们通常所说的对虾就是指渤海湾生长的“东方对虾”。因其过去经常以一对一对的形式出售,故称对虾。除了自然饵料外,完全饲喂渤海中的小米蛤和盐场蒸发池中生长出的卤虫等鲜活饲料。因此,“东方对虾”不含任何激素和添加剂,是真正意义上的绿色生态食品。在这样的背景下,“东方对虾”的产量更是日趋减少,全球不足5万吨的产量使得供不应求。河北省唐南县对虾养殖场通过“生态修复技术”生产对虾,然后稻香湖景酒店使用产品。这是“双赢”。

说到“多赢”,意义更是不同一般。如今稻香湖景已经和北京市动物园合作,黑天鹅、斑头雁、大天鹅、斑嘴鹈鹕等一批珍稀水禽“迁徙”至稻香湖景。为什么要来?原因有二,首先是北京市动物园看好了稻香湖景这方水域的水质,没有污染,水禽适合成长;其次,北京市动物园的水域污染,他们希望稻香湖景提供技术来治理。

在胡健看来,这是一个难得的机会。他说:“通过污水治理,不仅可以形成一个完整的水循环经济圈,还可以在治理过程中恢复海淀的生态环境,这样在打造‘生态海淀’进程中是一个难得的契机。”

在谈话过程中,胡健经常提到的一个词语就是“责任”。为什么要推广“生态修复技术”?是源于企业责任。这套净化系统,每天可以净化500吨中水,可以这样做,也可以不做,胡健选择了做,并且选择了做好。

篇5

关键词:水土;保持;生态;修复

中图分类号:S157文献标识码: A 文章编号:

一、前言

“生态修复” 立足于当前治理区域广袤、水土流失面积大、治理任务繁重、农村生产力水平低下、资金投入不足的现实,着眼于植被的迅速恢复和水土流失的有效遏制。坚持自然修复和人工治理相结合,生物措施、工程措施和耕作措施相结合,摆正了生态建设中当前与长远、局部与整体、自然力与人力的关系,是对我们几十年来治荒治水、改善生态观念的一次重大突破,具有重要的现实意义。

二、水土保持生态修复存在的问题

1、思想意识淡薄

专业知识缺乏过度放牧、乱伐乱弃及无规划开发建设等违法行为十分严重,诸多活动中产生的水土流失所造成河库淤积、生态系统退化、面源污染等危害,对人类的身心健康、社会经济发展及生态环境建设均造成严重的影响。应加强全国各级领导和群众对水土流失危害性的认识,提高水土保持生态建设在生态文明中的地位。加强执法力度,整顿执法队伍。执法人员自身应具备一定的专业知识,做到知识进取与执法为人一体化。

2、植被严重退化,水土流失加剧

据调查,上世纪中期之前,黄河源区仍然是草长莺飞、牛肥羊壮的福地,植被覆盖率高,长势好,品种多。进入改革开发后,随着牧区经济的迅速发展,过度的放牧及对草场养护知识的缺乏,使草场超负荷放牧和对牧场周边农田过度开发,导致不合理的资源利用,使草原植被覆盖率下降,草原生产力降低,草原生态环境恶化。改革开放窗口深圳,在城市文化水平提高和经济高速发展的同时,疯狂的土地扩张和开发建设对生态环境所造成的压力是前所未有的,水土流失和自然景观的破坏也是空前的。

3、土壤贫瘠,营养流失过度

经济快速发展的21世纪,过度土地开发及基建工程的不文明施工,导致严重的水土流失。工程建设将扰动原地貌、损坏土地和植被,土石方的开挖及其他建设活动,势必会引起地表植被损坏,使裸地在雨水冲刷下引起水土流失,从而带走土壤表层中的营养元素,破坏土壤的理化性质,影响植被的生长。同时若对原有的耕植土不加以合理堆放及采取相应临时防护等措施,势必会导致耕植土的流失,流失过程中带走大量养分,从而使土壤肥力降低,影响绿化效果。如崩岗侵蚀(水土流失特殊形式)则会使地形破碎,土层丧失,土壤养分流失,良地变成难以利用的侵蚀劣地。据调查,南方某县崩岗侵蚀区年均流失量在85000t/km,平均每年流失土层lcm左右。崩岗形成后,土壤表土流失,碎屑层地表,地薄缺肥,温高缺水,土壤肥力极差,土壤有机质大量减少,且植被难以恢复,治理难度大。经过强烈水土流失,土壤有机质含量仅有0.3 左右, 造林种草成活率低, 生长缓慢。土壤有机质的大量流失,土壤满足不了植物生长需要,造成植物生长缓慢,影响绿化景观及农作物收成。地瘠民贫,给居民生活、生产带来难以估计的损失和危害。

三、水土保持生态修复的原则

1、以生态学为主导的原则

恢复生态学的理论和原理是水土保持生态修复的基础依据,水土保持生态修复必须以生态学作为主导,遵循生态学的规律和原则。生物与生态因子间的相互关系,生态系统的组成以及结构,生态系统的演替规律,物种的共生、互惠、竞争、对抗关系等,都必须在充分理解和掌握的基础上去正确和全面应用,即依靠自然之力恢复自然。

2、流域整体修复的原则

由于水土保持生态修复是在小流域综合治理中融人生态恢复的理论和技术,通过提高生态系统的自我恢复能力来加快水土流失治理步伐,因此在小流域治理中的生态修复,就要以流域为单元,整体设计和考虑水土保持生态修复的布局。同时,流域作为一个独立的生态单元和系统,它的上下游有着非常密切的联系,只有以流域为单元进行规划设计,才能使生态修复取得更好的效果。

3、因地制宜原则

我国幅员辽阔,自然条件千差万别,降雨量、水土流失强度、林草覆盖率、人口以及社会经济条件等都有相当大的不同,生态修复的适宜程度和适宜方法也自然不同,不能将某一地方的成功实例,机械、教条地应用在另一个地方。应该根据当地的自然条件和具体情况,认真分析和研究植被恢复的特点,选择适应当地自然条件的生态修复技术和方法。

4、生态修复措施和工程措施相结合的原则

水土保持生态修复不是一项万能的措施,不能完全替代传统、成功的水土保持措施,比如坡改梯工程、坡面水系工程、经果林建设工程等等,成熟的水土保持工程技术在水土流失治理中仍然具有十分重要的作用。水土保持生态修复是水土流失治理的新技术、新手段,是对传统治理方式的补充和完善,在规划和设计生态修复规划时,应该坚持生态修复措施和工程措施相结合的原则,采取生态修复手段和工程手段相结合的方式,以达到最快、最佳的治理效果。

5、生态修复措施和非工程措施相结合的原则

水土保持生态修复措施需要相应的政策保障和公众的支持。封禁措施、退耕还林、生态移民和产业结构调整等措施的实施,一方面需要当地公众的积极支持和参与,这就要求加强对公众的宣传和教育,以此来保障修复措施的落实;另一方面,采取这些措施也需要一系列政策和机制来保证,比如封的居民生活如何保证、产业结构调整如何进行、生态移民的权益如何保障、退耕还林的农民土地如何补偿等,均应依靠相应的非工程措施的配合,可以说这些措施应该被认为是生态修复的一部分。

6、经济可行性原则

尽管水土保持生态修复具有费省效宏的优点,但在规划和设计中仍然要坚持经济可行性原则。既要考虑修复措施的投入符合当前的经济发展水平,使资金的投入有可靠的保证,又要分析封禁、退耕还林等水土保持生态修复手段对当地经济发展的影响,在条件允许的地区可以实行严格的封禁,在条件不允许的地区可以从经济可行的原则出发,采取保护和利用相结合的方式,做到发展和保护的双赢。

四、水土保持生态修复的方法

对于小流域水土流失治理来说,传统的对策是修筑拦河大坝、广种植被、建造梯田等实现土地利用与生产体系协调化,这在一定程度上能对水土流失起到遏制作用,却由于其可利用的范围局限性而得不到广泛推广。而新兴的水土保持生态修复方法则弥补了这一缺陷,共有以下几点。

1、生态系统自身修复

针对生态系统受破坏程度比较轻微的区域,可适当地更换其地表使用结构,譬如退耕还林还草、禁止放牧、迁移原住人口,让生态系统恢复到不受或者尽可能轻微地受到人为因素的影响,最大限度地发挥生态系统的自身修复能力来改善水土流失的状况。

2、生态系统自身修复和人工修复

该方法主要针对生态系统受破坏程度比较严重的区域,在该区域内往往地表植被已被大面积破坏而导致自然的生态系统不能承载高负荷的外界压力,此时就需要人工向该区域种植一些生命力和再生能力较强的植物,通过这种方式逐渐改善该地区内的生态系统成分组成,慢慢增强该地区生态系统的自身修复能力。

3、 人工强化生态系统修复能力

该方法主要用于可能会发生水土流失地区的防治,其主体思想也是通过人工措施巩固加强生态系统的稳固性,加强系统中食物链之间的联系,加强物质和能量的利用、分解和循环,实施的途径包括植树造林、饲养家畜、发展沼气等。

五 结束语

生态修复是一项系统工程,不能单纯地就保护而保护,就管护而管护,也不能只看其眼前的效果如何,更要看其生态修复的内在依存关系和长远发展的可持续性。要统筹人与自然和谐发展,只有满足当地人民群众生存发展的基本要求,才能实现生态修复的良好效果。

参考文献:

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关键词:当代价值观;风景园林;唐山南湖城市中央生态公园;生态修复;意义

1 时代特征:风景园林发展与国家生态文明建设

在可持续发展、人与自然和谐共处及改革创新的大的价值观驱使下,面对经济高速发展下资源过度消耗,环境日趋恶化的局面,“生态文明”被提上了日程。生态文明是人类应该和能够达到的最高级别的发展形态,它承载着人类对理想社会的向往和对未来发展方向的理性思考。在我国治国理念体系中占有重要位置,具有重大的现实意义。同志在给贵阳生态文明国际论坛的贺信中指出:“走向生态文明新时代,建设美丽中国,是实现中华民族伟大复兴的中国梦的重要内容。把生态文明建设融入经济建设、政治建设、文化建设和社会建设各方面和全过程,形成节约资源、保护环境的空间格局、产业格局、生产方式、生活方式,为子孙后代留下天蓝、地绿、水清的生产生活环境。”

人类社会发展已迈入了生态文明建设的新时代,人们的思想和行为都应有一个彻底的转变,以适应新时代的要求。中国风景园林学也是以“天人合一”的哲学思想为立学之本的,是以地球表层景观环境保护、土地资源利用、人居环境塑造和提供健康的生活环境为目标,生态是风景园林最基本的特征。风景园林如何利用专业优势融入国家生态建设的潮流中,既是时代呼唤风景园林的新发展,也是风景园林面临的前所未有的发展机遇和新挑战。

在我国生态文明建设中,风景园林大有可为,是一支不可忽视的力量。近年来,在废弃地治理和利用方面,国内外也有不少实践,如德国杜伊斯堡景观公园、纽约清泉公园及唐山南湖城市生态公园,但缺乏经验的总结和理论以及新的科技支撑。

2 唐山南湖城市生态公园

2.1 项目背景

唐山被誉为“中国近代工业的摇篮”和“北方瓷都”,是开中国近代工业发展先河的城市。然而,骄傲的背后,还有令人无法回避的工业疮疤一采煤塌陷废弃地。南湖城市中央生态公园位于唐山市中心以南1km,面积为630hm2。公园地下即为煤田,经过130多年的开采,形成了大面积的煤炭采空区。1976年,唐山发生里氏7.8级地震,南湖地下采空区大量塌陷,地表多处沉降。由于地震中南湖地表大面积沉降,地下煤炭开采又在震后迅速恢复,出于安全考虑,南湖地区未进行重建,而是成为城市废墟和垃圾的填埋场。30年来,在塌陷、沉降、工业废物、城市垃圾等因素的综合影响下,南湖成为典型的城市棕地。

唐山深入探索可持续发展之路,在科学论证的基础上,2008年市委、市政府做出建设“南湖生态城”的重大决定。南湖城市中央生态公园,显示出城市可持续发展的动力,为中国实现“生态文明”的宏伟目标率先拉开了序幕。

2.2 项目前期规划研究工作

基于对南湖采煤沉陷区的地质构造及潜在危险性分析与研究的基础上,景观规划师利用地理信息系统对土地利用类型进行分析,提取各项生态因子,进行生态敏感性、建设适宜性评价,确定土地开发适宜方向,构建生态安全格局。

2.3 南湖城市中央生态公园规划设计

南湖城市中央生态公园是以塌陷区生态修复为主要特色的城市公共空间。采用保留、恢复、重建原有的园林要素的方式,使之形成与人为空间镶嵌性的空间组合结构,从而营造出安全、开放、舒适的城市公园。

2.3.1 整体规划。南湖城市中央生态公园因现状唐胥路的存在,形成了南北两个园区。

北部园区已基本稳沉,以大型自然山水景观的构建为主,同时兼顾休闲娱乐功能,设置各种服务设施和活动空间,为市民提供良好的游憩环境。

南部园区因地质沉降影响,以生态保护和生态恢复功能为主。在塑造公共空间的同时,尽量保留现状自然地貌,结合水体净化和土壤改良,建立本地适生植物群落,为野生动物营造良好的栖息环境。

2.3.2 水系设计。公园内270hm2的水面,通过开挖、疏浚、整合原有鱼塘及沉降形成的积水坑道而成,中水是主要的补水水源。大量湿地设计,深度处理中水,并形成独特的湿地景观,为游人提供了解自然生态系统功能和接受环境保护教育的有益场所。

2.3.3 种植设计与建筑设计。南湖城市中央生态公园内的种植规划设计中,考虑到场地现状及将来可能发生的地形变化,设计以植物造景为主,植物种类超过160种,注重保留场地内原有植物,充分发挥原生植物改造城市环境的作用。公园内建筑以抗震的木结构为主,实现建筑废物资源化再利用,在考虑有限的地基承载力的同时,体现中国传统文化特色。

2.4 生态技术应用――物质循环与再利用

在公园建设过程中,针对场地内存在的粉煤灰、软弱地基、水土流失等问题,采取了一系列的低干扰、低成本、低能耗技术措施。

采用废物再利用的思路,对中央公园存在的大量粉煤灰进行如下处理:生产粉煤灰砖、水泥、加气混凝土用作公园内场地地基基础材料,用来堆叠公园内的地形(上覆种植土);针对软弱地基,利用公园用地内废弃的植物材料的枝干,制成木桩,嵌入软弱地基,以增强地质承载力;面对水土流失,利用公园用地内废弃的植物材料的枝干,编织成枝桠床,并结合石笼工艺,布置于湖滨,以护岸、固土,消弭冲刷及沉降对驳岸的影响。

2.5 唐山南湖公园在人居环境建设中的意义

经有关专家鉴定,唐山南湖公园建设的城市湿地,具有次生湿地特点,对于涵养城市水源、维持区域水平衡、调节区域气候、降解污染物和保护生物多样性等发挥了重要作用,具有巨大的生态、经济和社会效益。

2.5.1 生态效益:南湖成了唐山的天然氧吧,使唐山市的极端最低气温升高3~4℃,极端最高温度降低3~4℃;唐山市的森林覆盖率由41.57%上升到44%;野生鸟类已多达100种,而且有30多种自西伯利亚经唐山飞往澳大利亚和新西兰的候鸟,开始在公园过冬;水面形成的湖陆风,将加快周边地区的空气流动,使唐山更加宜居。

2.5.2 经济效益:唐山的经济发展是基于传统重工业而发展起来的,但随着资源的逐渐枯竭,这种以第一产业为主的产业结构将导致经济增速的放缓甚至倒退。而南湖中央生态公园的建设,其内部建设的国际高尔夫俱乐部、温泉酒店和国际体育休闲基地等休闲娱乐设施将提高第三产业的比重,促进唐山产业结构合理性,最终促进经济的健康增长。公园的建设也将显著改善周边环境条件,从而提升其土地价值,带来巨大的经济价值。

2.5.3 景观效益:多年的艰苦努力,唐山南部由原来的垃圾山、煤灰池、污水坑、乱葬岗,变为风景宜人、绿水青山、空气清新、鸟语花香的“市”外桃园,而2016唐山世界园艺博览会也将在此拉开盛大帷幕。

2.5.4 社会效益:绿色可以改变城市,唐山南湖公园可与纽约的中央公园、杭州的西湖公园相媲美,唐山已成为迈向世界名城的真正的宜于人类居住的生态城市。2002年该公园获“中国人居环境范例奖”;唐山市政府2004年获得我国唯一的也是第一次联合国授予的“迪拜国际改善居住环境最佳范例奖”;唐山市政府2005年获得“可持续发展在中国”案例大赛优秀案例奖。

2.5.5 国内、国际意义重大:唐山南湖公园由采煤塌陷地成功地改造为公园,在世界特别是在我国具有巨大的推广价值。美国、俄罗斯等国的许多城市都是因采煤而兴起;我国的抚顺、鹤岗等,也都是因煤炭资源的开采而兴起的城市,同样因地下采煤造成地表塌陷、变形、积水,从而造成严重的社会、环境和生态问题。因此唐山南湖公园的成功经验在这些地方有非常现实的推广价值。

3 风景园林在人居环境建设中的意义

在可持续发展、人与自然和谐共处及改革创新的大的价值观驱使下,面对经济高速发展下资源过度消耗,环境日趋恶化的局面,以“天人合一”的哲学思想为立学之本的风景园林学科应充分利用专业优势融入国家生态建设的潮流中。本文仅以唐山南湖城市中央生态公园为例,分析阐述了当代风景园林在人居环境中的意义,尤其是在城市工业废弃地生态修复改造中的意义。在提倡生态文明建设的大背景下,对于已存在的环境问题,最合理、环保和经济的方式就是采用景观生态修复手段,即尽量少的使用人工干预,利用自然的自我更新能力对环境进行自我修复。

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中图分类号: S157 文献标识码: A 文章编号:

一、水土保持生态修复存在的问题

1.1思想意识淡薄,专业知识缺乏

过度放牧、乱伐乱弃及无规划开发建设等违法行为十分严重,诸多活动中产生的水土流失所造成河库淤积、生态系统退化、面源污染等危害,对人类的身心健康、社会经济发展及生态环境建设均造成严重的影响。应加强全国各级领导和群众对水土流失危害性的认识,提高水土保持生态建设在生态文明中的地位。加强执法力度,整顿执法队伍。执法人员自身应具备一定的专业知识,加强后期的习,做到知识进取与执法为人一体化。

1.2植被严重退化,水土流失加剧

随着牧区经济的迅速发展,过度的放牧及对草场养护知识的缺乏,使草场超负荷放牧和对牧场周边农田过度开发,导致不合理的资源利用,使草原植被覆盖率下降,草原生产力降低,草原生态环境恶化。改革开放窗口深圳,在城市文化水平提高和经济高速发展的同时,疯狂的土地扩张和开发建设对生态环境所造成的压力是前所未有的,水土流失和自然景观的破坏也是空前的。

1.3土壤贫瘠,营养流失过度

经济快速发展,过度土地开发及基建工程的不文明施工,导致严重的水土流失。工程建设将扰动原地貌、损坏土地和植被,土石方的开挖及其他建设活动,势必会引起地表植被损坏,使裸地在雨水冲刷下引起水土流失,从而带走土壤表层中的营养元素,破坏土壤的理化性质,影响植被的生长。同时若对原有的耕植土不加以合理堆放及采取相应临时防护等措施,势必会导致耕植土的流失,流失过程中带走大量养分,从而使土壤肥力降低,影响绿化效果。如崩岗侵蚀(水土流失特殊形式)则会使地形破碎,土层丧失,土壤养分流失,良地变成难以利用的侵蚀劣地。据调查,江西赣县崩岗侵蚀区年均流失量在85000t/km2,平均每年流失土层1cm左右。崩岗形成后,土壤表土流失,碎屑层地表,地薄缺肥,温高缺水,土壤肥力极差,土壤有机质大量减少,且植被难以恢复,治理难度大。经过强烈水土流失,土壤有机质含量仅有0.3%左右,造林种草成活率低,生长缓慢。土壤有机质的大量流失,土壤满足不了植物生长需要,造成植物生长缓慢,影响绿化景观及农作物收成。地瘠民贫,给居民生活、生产带来难以估计的损失和危害。

1.4影响居民生活,经济损失惨重

水土流失直接或间接地造成了许多灾害频繁发生。由于水土流失而引发的灾害,给社会、经济及居民生活均带来了巨大的危害。首先,边坡倒塌、地面下陷等灾害会造成居民房屋受损、掩埋,严重威胁人民生命财产安全;其次,河道、雨水管网淤积会影响行洪,从而破坏公路、铁路及航道等交通设施,使基建设施受损。

1.5科研不够成熟,技术进展过慢

生态修复是一项长久的工程,我国生态修复研究近年虽然对生态恢复重建的理论和实践已有过一些研究和探索,但恢复重建的理论体系和技术体系尚未形成。研究中只注重恢复有效的植物群落模式试验,相对忽视了对自然界自然规律恢复过程的研究;注重对植物多样性及小气候的研究,相对忽视对动物、土壤生物的研究;注重对生态效益、经济效益、环境效益及其评价的研究,缺乏对生态功能和结构的综合评价。尽快发展建立有中国特色的生态修复理论和实践,促使我国自然、经济和社会的可持续发展。

二、水土保持生态修复对策及措施

2.1加强国策宣传,提高全民意识

应加强水土保持国策宣传,提高全民生态文明意识和法制观念,为在生态建设中落实“人与自然和谐相处理念”提供科学标准和依据。对实施的生态修复建设要及时进行技术指导,减少盲目性,增加科学性。对人类进行宣传教育、增强技术学习,用专业知识指导水土保持生态修复工程。让人们了解到水土流失造成的后果及治理后的成效,加大宣传力度及建设生态修复示范科技园,使人们从根本明白上水土流失及生态修复内在的道理。

水土生态园的建设,对普及水土保持知识,增强市民的水土保持意识,帮助青少年儿童树立生态理念,对颂扬传统水土文化,均具有重要意义。在水土保持宣传上应强化水土保持基本国策意识、水土流失是头号环境问题意识、水土保持是生态环境建设主体意识和依法行政意识。坚持面向领导、面向建设单位、面向市民开展多层次全方位宣传。充分利用报纸、电视台、广播等媒体对治理动态和水土流失案件进行了跟踪报道。在城镇周边、主要交通要道和生态修复实验区(点)设置水土保持宣传牌,提高人民对保护生态环境重要性的认识。

2.2坚持保护优先,加强监督执法

坚持保护优先的方针,加强预防监督执法工作,把预防保护方针放在首要位置,综合运用法律、行政和经济手段,加强对现有植被和治理成果的保护。多方实践证明,坚持“预防为主”水土保持方针,依靠生态自我修复能力,可加快水土流失严重区域的植被恢复。其中封山禁牧等生态修复措施,投资少,见效快,是一项在短期内治理水土流失和生态恢复的有效途径。

生态环境的破坏涉及到农业、林业、畜牧业、水利、道路及房产等方面的开发建设。同时诸多行业行政主管部门间的协调工作更加重要,坚持对开发建设项目的监管,建立统一高效的决策管理制度,加强对开发建设项目的监管和审批力度就必须建立专门的机构,建立符合我国国情,具有监测、预警、应付、决策和执行等功能的综合重建组织体系。加大水土保持预防监督的执法力度,严格落实水土保持“三权一方案三同时”制度,对乱砍滥伐、毁林开荒、非法取土采沙及无规划建设等现象,要严格依照有关法律法规处罚。

2.3制定生态修复规划,实施保障措施

由于各地水土流失区的自然和社会环境差异亦较大,因此生态修复规划应区别对待。以全国4个大生态修复类型区为依据,结合各地域特点,制定切实可行的生态修复规划,明确修复时限、修复面积、修复方式及保障措施等。城市生态恢复应与城市规划相结合,按景观生态学原理,依轻重缓急进行分年度整治,优先治理严重影响城市景观的水土流失。

以深圳为例,改革开放后不仅带来了经济上的快速发展,同时过度开发建设也给城市带来了遍体鳞伤,特别是采石取土、房地产开发及公路建设等开发建设项目产生的水土流失、景观破坏和污染饮用水源等,对城市景观生态构成严重破坏。为了治理水土流失和解决对城市景观的严重影响问题,针对水土流失产生类型不同,整治的措施不同,投入的资金和投入的机制也不同。分类的规划、分布指导,提高规划的科学性、措施的针对性和实施方案的可操作性。

根据生态学原理和水土保持原理,水土保持生态环境建设治理措施应充分利用措施的优势,以植物措施为主,工程措施为辅,并与其他措施有机结合整体治理措施。坚持“草本优先,乔灌草结合,慎用藤本”的原则,植物合理搭配,使其充分发挥各自特点,形成多层次、立体的生态结构,取得最大景观生态效应和社会效应。生态修复成败关键在于管护措施的落实。“三分治七分管”,治是基础,管是关键。

三、结语

水土保持生态修复在部分地区实施后取得了明显效果,同时,水土保持生态修复的新思路、新策略、新举措及新办法在各地正在逐步展开。实施中需坚持做到:一是管重于治,监督管护力度需加强,减少人为水土流失的产生;二是封重于补;坚持以封山育林为主,补种栽植为辅的原则,降低人畜活动对自然环境破坏;三是实重于形,各主管部门应付出实际行动,设身处地的为群众谋福利,为社会创效益。水土保持生态修复的进程和发展,关系到人民大众的切身利益,所有人都应该参与到其中来,自觉维护我们的大家园,实现人与自然的和谐共处。

参考文献:

[1]黄松柏. 生态修复在水土保持生态建设中的探究[J]. 经营管理者,2012,(11).

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(贵州师范大学生命科学学院,贵州 贵阳550001)

[摘要]在城市生态系统中城市湿地地位十分重要。在高速城市化的背景下,城市湿地的改造必要且迫切。综合国内外城市湿地改造理论,认为城市湿地的改造应当尊重其自身特点,结合每个城市湿地的水文气候、地质生物、人文政治等客观条件。在科学的理论指导下长期有序地进行改造是未来城市湿地发展的必由之路。

[

关键词 ]城市湿地;生态系统;湿地改造;改造理论

[作者简介]刘 超,硕士研究生,E-mail:276469607@qq.com

[收稿日期] 2015-04-23

0引言

湿地是介于水域和陆地之间的过渡生态形式,兼具二者的功能特征,具有生态多价值性。城市湿地更是城市生态系统中的重要组成部分,具有不可替代的生态功能,是陆地生态系统中最佳的利用方式[纠。城市湿地不仅是各类生物的重要栖息地,还是人类居住环境的重要调节体。具有包括直接使用价值、间接使用价值、选择价值、遗产价值和存在价值等多种价值。其表现形式包括河流、湖泊、池塘、农田、水库、沼泽及滨海等。

1城市湿地特点

城市湿地十分脆弱,自我修复能力较差。人为破坏是导致其不断恶化的主要原因,许多人为干扰对其的破坏是不可逆的,因此对城市湿地进行有计划、有步骤地改造是必要且迫切的。城市湿地不同于森林、海洋等生态系统,具有自身特点,尤其是与人类密切的共生关系,决定了对其修复改造理论不同于其他生态系统。

1.1跨度大

天然城市的选择标准之一是其周边有相对稳定的水源,如河流、湖泊及沼泽等。欧洲的许多水体,如莱茵河、多瑙河,流经多个国家;我国的长江、黄河及雅鲁藏布江等流经省份众多,单一省份或地区的治理往往达不到预期效果。

1.2改造周期长

许多城市湿地范围大,被破坏原因多,被破坏程度不同,对其改造必然是个相对漫长的过程。如韩国光州城市湿地的综合改造项目自2004年开始,中期目标至2009年,长期目标至2014年;美国佛罗里达州南部森林湿地的修复改造则用了3年多才完成预期目标。

1.3破坏原因多样

城市湿地的破坏包括天然退化和人为干扰,其中人为因素为主要干扰因素。

1.3.1水体

1)水体富营养化 城市湿地水体富营养化原因多样,主要为工业废水、生活污水与周边农业肥料的排放渗入,导致包括大量藻类爆发式生长、水体水质和透明度降低、其他水生生物数量降低并伴有恶臭等现象。

2)重金属等有毒物质污染 主要污染来源为工厂污水的不达标排放,能在较短时间内对静态水域产生毁灭性破坏。

1.3.2土壤

1)人工围填 从单纯的农业围填到多向的商业围填是城市湿地围填的发展趋势,随着我国城市化进程的加速,这种趋势更加明显。

2)工业、农业污染各类污染物的任意排放和化学物质的过量使用,导致土壤酸碱度改变,地下水污染,植物、动物和微生物数量减少。

3)堤岸固化,切割生态环境 类似河岸固化,更为显著的是水库大坝的建设对生态环境的切割阻截。这类人工构筑物直接或间接地阻断了物种间的交流,尤其对水域中具有洄游特性生物的影响最为直接显著。同时城市湿地上各类构筑物对城市湿地不同程度地切割,导致区域内湿地完整度降低、生态环境破碎严重,移除这些不必要的构筑物,对生态环境的恢复有重要意义。

1.3.3生物

1)过度采捕 湿地蕴藏着大量资源,过度采捕极易打破湿地的生态平衡。

2)物种单一化。

3)生物入侵城市湿地属于城市开放空间,人口迁入与迁出的同时引起了众多外来生物的交流,这其中就包含许多具有入侵性的生物。例如市民饲养各类新奇宠物的遗弃和走失,就是导致城市湿地生物入侵的重要原因之一。

2行政干预

2.1统筹规划与法律制定

2.1.1统筹规划

由于湿地覆盖相对较广,通常其跨度内包括多个城市甚至省份、国家,因此湿地改造需要政府宏观层面的统筹规划;政府相关部门应根据各个湿地具体情况,从国土规划、城市总体规划高度,结合政治、文化、经济及生态的综合要求,在整体层面对湿地的保护改造进行合理设计。大规模的湿地恢复通常联合行动,以应对当地生态系统退化。而生态系统退化的问题常常发生在下游区域,因此,整合一个国家、地区或边界范围的各种不同恢复方案的恢复规划应受到广泛的关注。在欧洲,这样的规划包括了莱茵河行动规划、多瑙河绿色走廊规划、不同国家的生物多样性行动计划、欧洲人对生活河流的设想等。

2.1.2法律制定

相对于修复改造效果,更重要的是建立起城市湿地可持续利用的协调机制。相关法律的制定则是从行政角度对其进一步地明确。此外跨区域补偿也将是城市湿地发展的必然方向。

2.2公众意识与市场化

湿地是为市民提供教育、休闲、疗养等综合服务的城市开放空间。加强市民的保护和参与意识,是城市湿地得到长期有效的保护及改造的根本途径。过去国外有学者认为修复改造湿地成本大于直接填埋用于地产建设成本,但近年有研究者发现,城市湿地的间接价值远远大于其直接价值,尤其是对生态环境的调节与社会功能方面,是其他人工形式无法比拟和替代的。让市民真正参与到湿地的保护与利用中来,需要长期的教育宣传与合理的利益刺激共同作用才能实现。

由于城市湿地对居住环境品质与景观的提升具有显著效果,这对于湿地保护利用的市场化和多元化提供了可行空间,可作为城市湿地保护的政府引导下的一种有益补充形式。

2.3标准专业化

对城市湿地的研究从专业角度出发,应首先从每个湿地单体开始,进而研究其所在景观格局中的地位,最后将湿地规划与景观格局研究结合,形成完善的理论框架。建立我国城市湿地信息系统对我国城市湿地资源的保护和利用有着深远意义,其中监控、评估与可持续管理机制的标准制定,需要相关专家从各自专业角度出发,合理综合后进行动态编制。

导致湿地生态环境破坏的原因多样,具体的治理改造方式应在尊重当地客观条件的前提下,结合水文气候、地质生物、人文历史等专业评估意见,进行多方位的全面治理改造,避免出现单一治理现象。

2.4尊重本土物种和文化

在具体的修复改造过程中,选用的修复物种,无论动物、植物还是微生物等,都应优先选用本地物种。一方面本土物种更适应当地实际条件,另一方面可减少外来物种入侵的人为引入;此外,湿地在不同地区的政治、经济及文化的发展和形成过程中扮演着不同角色,因此形成了各自具有相对独特的湿地文化个性。通常该形成过程比较缓慢,而成型后则较稳定,尊重本土文化是对湿地传统文化的传承和时代特征的融合的重要前提。

2.5利用方式

城市湿地在为市民提供改善居住环境、亲近自然、调节生态等方面的间接价值早已超出单纯获取其有限的物质资源的直接价值。城市湿地功能利用被赋予更为丰富的社会和生态内涵,应从传统单一的采捕向服务、医疗、科普、旅游等复合型利用转变,提高利用效率,实现以最小经济投入获得最大社会回报的目标,如湿地公同、博物馆、生态酒店等。

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[关键词]城市河道;水土保持;技术措施;分析

[中图分类号]S157[文献标识码]B[文章编号]1006-7175(2016)02-0047-02

引言

随着我国城镇化步伐的不断加快,城市人口、规模也在急剧增长,这也给环境带来很大的压力,尤其是水环境。以北京市为例,在2014年,全市为治理城市河道问题耗资超过20亿元,而全国每年为城市河道治理花费超过2000亿元。所以,重视城市河道水土治理工作,保证城市环境,已成为经济发展中的重要关注点[1]。

1城市河道水土保持工程的重要意义

1)城市河道水土保持工作对减少城市水土资源污染、调节区域气候、净化空气等都有着重要的意义。现代社会强调人与自然和谐共处,这也是优化城市生存条件,合理开发和利用城市资源的要求,能够促进城市的可持续发展。2)城市河道是建设人文景观的重要阵地。目前很多城市都沿着河道建有亭廊、公园等公共场所,这也是城市居民开展集体活动的地方,对塑造城市形象、构建城市及人文景观也有很大意义。3)城市河道对保障居民正常生活作用巨大。城市河道其主要作用是防洪排水,我国的地形特点造成很多城市受到的洪灾威胁较大,例如1998年发生在我国的特大洪水灾害造成超过3000人死亡、1660亿元的财产损失。如果每个城市河道其排洪能力能够达到国家要求标准,则城市居民的生命财产安全也会多一份保障。所以,城市河道建设具有无可替代的经济效益和社会效益[2]。

2工程概况

某城市河道开挖于上世纪70年代,从贯穿于该城市,全长超过20km。该河道是以深槽行洪为主的复式河道,承担泄洪、排污和输水重任。自建成以来,河道两岸腐蚀现象严重,河道淤泥堆积严重,大大削弱河道的行洪能力。在2013年,针对该河道进行整治,主要工作包括增大河道行洪能力,改善两岸生态环境。工程总投资为5亿元,设计工期18个月。

3工程和生物技术应用分析

如果河道两岸没有较好覆盖,经过雨水冲刷后会形成沟蚀、冲沟,河道淤泥堆积,所以城市河道水土保持工程对保证堤身稳定、发挥河道防洪等具有很大的作用。具体措施主要包括工程措施和生物措施,下面进行详细介绍分析。

3.1工程技术应用分析

工程技术措施主要包含岸堤浆砌石护砌、堤顶路面硬化等,在治理时应遵循“因地制宜、顺应自然”的原则,保证建设工程不会对当地河流生态造成负面影响。3.1.1浆砌石护砌工程为了防止水流作用对堤防的冲刷影响,导致岸堤的坍塌,设计在堤岸的迎水侧进行浆砌石护砌形式。由于目前该河道两岸存在大量垃圾和杂草,首先要清理至设计基底高程。对部分松散土层利用黏性土进行必要的分层回填,要求岸堤底部的压实细数不小于0.94。在本工程中,设计边坡为1∶3,总厚度为0.5m,从下到上依次为一层土工布、厚度为10cm的碎石垫层和厚度为40cm的浆砌石层。此外,在堤底处设置高1.0m、宽1.2m的基座。堤顶和护坡连接处设置封顶,其总宽度为1.5m,之后在封顶位置设置宽和高都为0.4m的拦水矮墙。护坡上还应设置排水孔,孔径大小为5cm,排水孔间距2m,呈梅花形布置。岸堤的设计示意图见图1[3]。浆砌石护砌工程的主要原料有砌石体和水泥砂浆。本工程要求砌石体材质坚硬、无风化剥落现象,表面干净,色泽均匀。其强度应大于MU30,软化率大于0.75。浆砌石所应用到的水泥砂浆型号为M10,勾缝砂浆型号M10F100。其施工步骤如下:①砌筑前要对石块表面进行洒水处理,保证其湿润度。②本工程浆砌石施工采用坐浆法分层施工。先在基础面上铺设厚度为3~5cm的砂浆,之后进行安放石块。砌筑顺序为角石、面石、腹石。其中角石作为基础层要求形状方正,位置准确。面石的外露面要保证平整,可选长短不等的石块。腹石采用较小石块分层填筑,大面向下,尽可能减少砌石间缝隙,再用灰浆填满[4]。③在砌筑施工完成24h后进行勾缝处理。将缝隙中深度大于2倍缝宽的砂浆除去,用水冲干净,勾缝砂浆水灰比控制在1.1~1.2之间,勾缝要自然美观,严禁假缝凸缝出现。3.1.2堤顶路面的硬化工程控制堤岸顶部路面的水土流失对保证交通通畅和岸堤稳定也同样重要。要求堤顶路面的路肩宽度不小于2m。为保证路面排水能力,设计路面向河道一侧倾斜,斜度不小于2%。路面采用沥青碎石结构,从下到上依次为厚30cm的灰土基层、厚4cm的粗粒式沥青碎石、厚2cm的细粒式沥青混凝土。施工时要保证路基稳定性和压实度[5]。

3.2生物技术应用分析

河道本身就是一处生态园,可为多种动植物提供栖息地。在改造中要充分利用河道的环境优势,创造出自然和谐的生态循环。这也大大有助于保持河道两岸的水土,提高河道自身的净化能力。因此,要积极采取必要的生物措施。下面针对本工程设计一些生物措施来保持河道河道水土。图2本工程生态护坡类型1)城市郊外区域的河道岸堤开始采用生态护坡砌筑,本工程选用的是多边形砖砌筑的生态护坡(图2)。生态护坡的建设要遵循“因地制宜、保护和节约自然资源、回归自然”的原则,其结合了工程力学、生态学、植物学等多种学科,是目前城市河道水土保持治理的主要措施之一。其本质是在混凝土砖框内填入土基层和植物种子。其中土基层包括土壤、肥料、有机质、保水剂等,草籽选择一种适应本地气候、根系发达的混合植物种子,本工程选择有高羊茅、狗牙根和喜百草等。草种用量计算公式如下:每平方米播种量=平方米设计株数/[发芽率×(1-坡度损失率)×克数]2)进入主城区之后,河道生态就要多一些观赏性,进行必要的美化和绿化工作。在岸堤顶部种植一排法国梧桐,株距为5m,在护坡上可种植苜蓿。迎水坡段要种植一些耐水性很强的草本植物[6]。

4结语

随着我国城镇化速度的不断加快,城市所面临的环境压力也会增大,河道水土保持越来越成为城市环境建设的重要组成部分。本文通过分析城市河道治理中水土保持的两种常见技术措施,具有很强的实用性,尤其是生物技术措施,可以兼顾河道水土保持和市容美化。但在具体工程中,要根据河道具置进行灵活施工安排。例如在市区应增强河道的观赏性,在郊区可降低在河道美化方面的投资,以充分利用有限的资金。

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摘要:

淮南潘谢矿区为高潜水位煤层群开采条件,随着煤炭大规模开发,引起地表大范围的沉陷导致生态环境发生严重变化,在现状调查的基础上,结合矿区生产规划,应用开采沉陷预测技术、地理信息及遥感技术,对淮南矿区土地、水域演变趋势进行研究并提出治理对策。分析结果表明沉陷区土地面积占比整体快速下降,而水体面积占比快速上升,到煤炭资源采毕后,淮南潘谢矿区范围内(不包括留设煤柱保护的建筑用地)积水面积相当于100个西湖,达597.6km2;蓄水容积相当于3个太湖,达143.6亿m3;生态系统结构由陆生生态系统转变为水陆复合生态系统。据此提出一套湿地生态系统重构、生态农业构建等多种治理模式相结合的复垦和生态修复体系,充分利用沉陷区并改善生态环境;结合沉陷积水区、天然湖泊洼地及水系相通的条件,将沉陷区开发为蓄水工程,为国家“引江济淮”服务,改善区域水资源短缺现状。

关键词:

淮南潘谢矿区;开采沉陷;高潜水位;生态系统演变

淮南矿区位于淮河中游、华东经济发达区腹地,其地理坐标为:116.35°E~117.18°E,32.53°N~33.00°N,是国家确定的14个大型煤炭基地和六大煤电一体化基地之一;矿区东西长约100km,南北倾斜宽约30km,境内湖泊洼地众多,且河流水系交错,最大地表水系为淮河水系,其支流主要有架河、泥黑河、西淝河、济河与沙颍河等[1]。淮南矿区的煤炭开采对弥补我国东部能源缺口,保证国民经济持续健康发展具有不可替代的战略意义,而江淮地区是全国九大商品粮基地之一,粮食生产也是国家的重要战略,但由于东部矿区第四系冲积层较厚,潜水位较高,地表沉陷后常形成大面积的沉陷积水区,导致水体逐渐增多,耕地和建筑用地逐渐减少,形成了土体向水体转变的趋势,严重影响了农业发展和居民生活。因此在东部矿区(如淮南矿区)煤炭开采引起的重要环境问题是土体的破坏和水系的紊乱[2-5]。国内外对矿区生态环境的研究集中在矿区地表沉陷的监测、生态环境的修复以及环境影响的评价等方面[1-7],但是对矿区土地资源演变趋势的预测资料仍不够详实。随着矿区生态问题的日益突出,基于遥感技术准确的监测矿区生态的变化以及建立地质生态环境预测,对未来采煤塌陷地演变趋势变化预测以及水环境治理具有重要的现实意义。本文在现状调查的基础上,结合矿区生产规划,应用开采沉陷预测技术、地理信息及遥感技术,对淮南潘谢矿区土地、水域演变趋势进行研究并提出了治理对策。

1矿区开发简况

淮南矿区自1903年开采以来,已历经110余年,淮河以南煤矿的煤炭资源已接近枯竭,因此淮南矿区的开采重心向淮河以北转移。淮河以北的潘谢矿区面积1571km2,含6个主采煤层,单层厚度2~6m,属中厚~厚煤层,煤炭资源储量达285亿t,具有多煤层重复采动特点。截止2014年淮南矿区已累计生产原煤约12亿t,根据生产规划,潘谢矿区2015—2020年可累计生产原煤约3.5亿t,2021—2030年可累计生产原煤约7.0亿t[1]。

2土地演变趋势

煤炭资源开发对煤矿区的土地资源造成了严重的破坏,给矿区经济和社会发展带来了诸多负面影响,因此探讨矿区土地的时空演变规律,预测矿区土地资源变化趋势,对矿区土地复垦规划设计和土地资源合理利用模式研究等都具有重要意义[6-10]。

2.1矿区土地时空变化现状对不同时相的矿区遥感影像进行分类,能够获取矿区土地利用/覆盖的变化信息,研究土地覆盖类型及性质的变化,有助于矿区生态系统内部结构及功能转化等内容的进一步研究[11-15]。在研究中,利用决策树分类方法对经过预处理的淮南矿区1990年、2000年、2006年和2010年的TM图像进行了土地覆盖分类,不同时期土地利用情况见表1。由表1可知,整个淮南矿区从1990年至2010年,耕地所占比例由70.30%降至63.59%,面积约减少45km2;水体所占比例较小,但变化幅度较大,1990—2010年面积增长了175.37%,面积所占比例由3.85%增至9.62%;建筑用地的变化幅度较小,其面积所占比例一直保持在26%左右。其中建筑用地、耕地和水体的变化趋势如图1所示。根据上述分析,随着煤炭资源大规模开采,耕地面积直线减少,水体面积直线增加;建筑用地呈现“先增加后减少”的规律,然而由于受到矿区开发的影响,建筑用地发展空间较小,除了因煤炭开采村庄搬迁导致建筑用地减小之外,矿区的建筑用地未来变化空间较小,主要是矿区耕地和水体的变化,会引起陆生生态系统向水陆复合生生态系统改变。地下煤炭资源开采后,对地面造成最直接的影响就是地表沉陷,在高潜水位地区,则容易形成大范围沉陷积水区,从而造成耕地资源的损失。根据不同时相遥感影像的分类统计结果并结合相应原煤产量,可以得出耕地面积变化与累计原煤产量之间的关系,见表2。由表2和图1(b)可知,随着原煤产量的不断增加,淮南矿区的耕地面积不断减少。在1990—2000年,潘谢矿区投产矿井少,开采强度低,原煤年产量仅为1281万t,耕地面积减少了16.60km2;2000—2006年,随着张集、顾桥等煤矿陆续投产,原煤年产量达到2475万t,耕地面积减少了11.67km2;2006—2014年原煤年产量增长为5385万t,耕地面积减少趋势大幅度增加,达16.21km2。总体上来看,淮南矿区耕地面积与累计原煤产量之间存在一定的关系,随着产量不断增加,耕地面积不断减少,但根据2006—2014年的数据可知,随着多煤层重复采动情况增多,地表影响范围增加并不明显,每采万吨煤的耕地面积减少速度有所放缓。

2.2矿区土地演变趋势地表沉陷预测是在调查和把握采煤沉陷现状的基础上,对矿区进行分时段、大面积的远期沉陷预计,是对未来矿区土地、水系演变趋势的研究。经预测,淮南潘谢矿区不同时期的沉陷情况见表3,2020和2030年沉陷情况如图2所示。建筑用地一般都留设有保护煤柱(比如村镇等),因此,计算得到的沉陷区域应为耕地和水体。根据实地调查,得到不同区域的潜水位线和不同沉陷区域的积水线,进而统计出沉陷区的积水面积和耕地面积,统计数据见表3。由表3可知,淮南潘谢矿区随着开采的增加,沉陷面积逐渐增大,但土地占比呈下降趋势,目前(2014年)沉陷面积为118.3km2,其中沉陷区土地占比为48.2%,到2050年土地占比降至37.6%,最终煤炭资源开采完之后,沉陷区范围内土地所占比例仅为11.9%。

3水域的演变趋势

淮南潘谢矿区潜水位高,地表下沉2m左右即出现积水,根据沉陷预测结果并结合淮南矿区的地理条件可得到2020年、2030年及最终开采后矿区的积水范围预测图,如图3所示。统计的沉陷区积水面积数据见表3。由表3可知,矿区积水面积随开采逐年增加,占比也呈上升趋势,目前积水面积为56.1km2,到煤炭资源开采完毕后,最终积水面积将达597.6km2,相当于100个西湖大小,占比也由现在的51.8%增加到最终的88.1%。矿区采煤沉陷区最终大部分为水体,土地只有很少一部分。图3显示了积水区域分布,由图3可得:(1)2020年沉陷积水区(图3(a))在淮河的各支流形成滞留区,比如:西淝河滞留区、泥河滞留区等;此时,各滞留区是独立的,相互之间不沟通;根据预测,到2020年矿区沉陷盆地蓄水容积约为7.2亿m3。(2)到2030年沉陷积水(图3(b))形成的各支流滞留区已经是区域性连成一片,比如,济河与西淝河沉陷滞留区已经联成一体,黑河与泥河的滞留区也联成一片;形成了4个大的滞留区,但没有构成一个整体。根据预测,到2030年淮南矿区沉陷盆地蓄水容积约为11.4亿m3。(3)到煤炭资源采毕后,整个矿区的沉陷积水区联通一片,形成了2个大的积水滞留区,且与水系通(图3(c))。根据预测,最终淮南潘谢矿区沉陷盆地蓄水容积约为143.6亿m3,相当于3个太湖的蓄水库容。大面积沉陷积水严重影响了淮南矿区的生态系统结构,并且这种影响是不可逆转的,将使淮南矿区由陆生生态系统演变为水陆复合生态系统,生态环境综合治理利用成为研究重点。

4沉陷区综合治理对策

4.1多种治理模式相结合的复垦和生态修复体系根据矿区高潜水位、煤层群重复开采、叠加沉降、采煤沉陷区中积水面积大等特点,传统的“挖深垫浅”等复垦方法已不适合该地区。针对由陆生环境演变为水陆复合环境的特殊条件,应创建一套生态农业构建、湿地生态系统重构等多种治理模式相结合的复垦和生态修复体系。(1)采煤沉陷区生态农业构建。在稳沉非积水区或浅积水区,采用表土剥离、疏排法复垦、煤矸石粉煤灰充填复垦等技术,恢复为可利用土地,发展为生态农业、林业或建设用地。针对采煤稳沉复垦区表土板结和养分贫瘠状况,实施“堆肥改良+林木+豆科牧草种植”及“绿肥改良+林木+禾本科牧草”等表土生态修复技术,建立林牧结合、蔬菜土壤改良、水肥耦合、种群自我更新的生态农业技术体系。(2)沉陷区湿地构建和生态渔业养殖。在积水区,根据沉陷积水深度修复为湖泊或湿地,研发湿地生态系统轻度、中度和深度沉陷区湿地优化技术,进行生态渔业养殖。在常年水深2m以下的积水区,构建以沉水植物定植为主,水陆交界处定植香蒲、芦苇、莲、苔草的植物群落系统,当沉水植物盖度超过70%时,引入经济水生动物;在2m以上的积水区,需要对湿地建设进行优化,构建以沉水、挺水和浮叶植物为主的植物群落系统。通过多种植被的种植对湿地进行景观配置,既可优化水域水质,又能切实改善区域性生态环境质量,有效补充国家湿地生态建设。矿区大部分沉陷水域水质良好,利于鱼类生长繁殖,且积水区无需建造拦鱼设施,便于捕捞和管理,发展渔业养殖投入相对少,收效快,其经济效益比传统农业种植业的经济效益高。

4.2将沉陷区开发为蓄水工程在高潜水位煤层群重复开采区,地表大面积积水是必然趋势,淮南潘谢矿区更具代表性。矿区被淮河穿过,且支流水系发育,天然洼地和湖泊众多。2030年后,各沉陷积水区已开始陆续连接成片,且部分已与天然湖泊相融合,加上天然洼地,总面积约为508km2,总库容约为15.6亿m3,由此可见在2030年后沉陷洼地将在减洪除涝及水资源综合利用等方面发挥重要作用。基于统筹考虑采煤沉陷区、淮河水系和生态环境治理的需要,应从资源的角度看待沉陷区洼地积水,在水文过程和转化规律摸清的基础上,开展未来不同水平年沉陷区洼地水资源量的预测模拟,定量评估其资源量、可更新性和周期规律,对采煤沉陷区水资源形成转化进行模拟研究。根据淮南矿区地势为西高东低的天然优势,辅以水利设施规划,建设蓄水工程。结合不同水平年的水资源需求预测以及蓄水工程的可供水量和其他水源情况,提出与当地经济社会发展相适应的水资源合理配置方案和蓄水工程调控管理模式;采煤沉陷区洼地改造后,需要统筹兼顾、标本兼治,协调好人、水、资源、生态环境的关系,同时开展减洪、除涝、水资源利用潜力评价,将成为具有综合利用功能的蓄水源工程,同时为国家“引江济淮”工程及淮河治理利用提供技术支撑。

5结论

(1)淮南矿区煤炭大规模开发引起地表大范围的沉陷导致生态环境发生严重变化。1990—2010年耕地面积所占比例由70.30%降至63.59%,减少约45km2;水体面积所占比例较小,但变化幅度较大:面积增长了175.37%,所占比例由3.85%增至9.62%。土地未来演变趋势:淮南矿区耕地面积与累计原煤产量之间存在一定的关系,随着产量不断增加,耕地面积不断减少;但随着多煤层重复采动情况的增多,地表影响范围增加不明显,每采万吨煤的耕地面积减少速度有所放缓。(2)淮南矿区到煤炭资源采毕后,整个矿区的沉陷积水区联通一片,形成了2个大的积水滞留区,且与水系相通;沉陷盆地蓄水容积约为143.6亿m3,相当于3个太湖的蓄水库容。淮南矿区将由陆生生态系统转变为水陆复合生态系统,煤炭开采改变了淮南矿区的生态系统结构,且不可逆转。(3)传统的“挖深垫浅”等复垦方法已不适合淮南矿区沉陷区治理。针对由陆生环境演变为水陆复合环境的特殊条件,提出创建一套生态农业构建、湿地生态系统重构等多种治理模式相结合的复垦和生态修复体系;基于统筹考虑采煤沉陷区、淮河水系和生态环境治理的需要,提出将淮南大面积沉陷区开发成具有综合利用功能的蓄水与水资源工程。

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