湿地生态系统保护与修复范文
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关键词:湿地保护;湿地生态恢复;技术
湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统。具有保持水源、净化水质、蓄洪防旱、调节气候和维护生物多样性等重要生态功能。健康的湿地生态系统,是国家生态安全体系的重要组成部分和经济社会可持续发展的重要基础。保护湿地以及湿地生态的恢复,对于维护生态平衡,改善生态状况,实现人与自然和谐,促进经济社会可持续发展,具有十分重要的意义。
一、湿地保护技术
由于湿地处于水陆交互作用的区域,生物种类十分丰富,仅占地球表面面积6%的湿地。却为世界20%的生物提供了生境,特别是为濒危珍稀鸟类提供了生息繁殖的基地,成为众多珍稀濒危水禽完成生命周期的必经之地。一个系统的面积越大。该系统内物种的多样性和系统的稳定性越有保证。因此,增加湿地的面积是有效恢复湿地生态系统平稳的基础。严禁围地造田,对湿地周围影响和破坏湿地生存环境的农田要退耕还湿,恢复湿地生境。增加湿地面积。湿地入水量减少是造成湿地萎缩不可忽视的原因,水文条件成为湿地健康发展的制约因素,需要通过相关水利工程加以改善,增加湖泊的深度和广度以扩大湖容;增加鱼的产量。增强调蓄功能;积极进行各湿地引水通道建设,以获得高质量的补充水源:加强水利工程设施的建设和维护,加固堤防,搞好上游的水土保持工作,减少泥沙淤积:恢复泛滥平原的结构和功能以利于蓄纳洪水,提供野生动物栖息地。
二、湿地生态恢复技术
湿地恢复是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建。再现干扰前的结构和功能。以及相关的物理、化学和生物学特性,使其发挥应有的作用。根据湿地的构成和生态系统特征,湿地的生态恢复技术可概括为以下3个部分:一是湿地生境恢复技术。湿地生境恢复的目标是通过采取各类技术措施,提高生境的异质性和稳定性。湿地生境恢复包括湿地基底恢复、湿地水状况恢复和湿地土壤恢复等。湿地的基底恢复是通过采取工程措施,维护基底的稳定性,稳定湿地面积,并对湿地的地形、地貌进行改造。二是湿地生物恢复(修复)技术。主要包括物种选育和培植技术、物种引入技术、物种保护技术、种群动态调控技术、种群行为控制技术、群落结构优化配置与组建技术、群落演替控制与恢复技术等。三是生态系统结构与功能恢复技术。主要包括生态系统总体设计技术、生态系统构建与集成技术等。湿地生态恢复技术的研究既是湿地生态恢复研究中的重点,又是难点。
退化湿地生态系统恢复,在很大程度上。需要依靠各级政府和相关部门重视。切实加强对湿地保护管理工作的组织领导,强化湿地污染源的综合整治与管理,通过部门间的联合,加大执法力度。要严格控制湿地氮、磷肥及农药的施用量,控制畜禽养殖场废水对湿地的污染影响,大型畜禽养殖场废水要严格按有关污染物排放标准达标排放,有条件的地区应推广养殖废水土地处理。
植物是人工湿地生态工程中最主要的生物净化材料,它能直接吸收利用污水中的营养物质,对水质的净化有一定作用。在选择净化植物时既要考虑地带性、地域性种类,还要选择经济价值高、用途广以及与湿地园林化建设相结合的种类,尽可能的做到一项投入多处收益。
三、湿地重点攻关技术
要加强湿地保护,恢复湿地功能,制定出湿地保护规划。运用环境学、生态学等多学科理论和“3S”等先进技术,在查清湿地资源的基础上,建立湿地资源信息数据管理系统和湿地监测系统,及时跟踪和掌握湿地变化动态,开展湿地分布和演变规律、湿地生态系统结构和功能、退化湿地的恢复和重建、湿地水旱灾害、污染等方面的研究,为湿地的科学管理和保护、利用提供科学依据。重点攻关的技术有以下几方面:
1.湿地退化机理与生态恢复机制。借鉴国外成功经验,建立一套适合我国国情的湿地生态恢复研究方法和技术。加强湿地生态系统结构、功能及生态系统内在的生态学过程与相互作用机制研究。湿地生态系统生产力、恢复力、演替规律、可持续性研究,湿地的环境功能及人类活动对湿地资源与环境的影响研究,不同干扰条件下湿地生态系统的受损过程及其响应机制研究,湿地生态系统退化的景观诊断及其评价指标体系研究,湿地生态系统退化过程的动态监测、模拟及预报研究等。
篇2
【关键词】生态修复;港口工程;应用
1975年,美国召开“受损生态系统修复”国际会议,专门讨论了受损生态系统的修复与重建等诸多重要生态问题。自此开始,学术界将生态系统的修复提上生态学的研究日程,并逐渐成为生态学研究领域的一个分支[1]。近年来,生态系统的修复与重建方面的研究已经将林地、草原等多种系统纳入研究范畴。20世纪50~70年代,美国、加拿大等国在生态修复与重建技术的研究领域开始向海岸带扩展。在美国路易斯安娜萨宾自然保护区和德克萨斯海岸带地区,利用“梯状湿地技术”(marsh terracing technique),在浅海区域修建缓坡状湿地,即可以减弱海浪冲击、促使泥沙沉积、保护海滩,同时也可以为其他生物提供栖息地[2]。我国在近海海域生态修复和重建的研究和实践集中于对海域现状的生态调查以及对历史数据的评价,在生境修复和重建技术的研究尚处于起步阶段[3-5]。鲜见相关的系统报道。
1 生态修复工程介绍
东疆港区位于天津港港区陆域的东北部,北临永定新河口南治导线,东临渤海湾海域。系浅海滩涂人工造陆形成的半岛式港区,其中在人工沙滩中选取部分岸线,建设东疆生态修复示范区工程。沙滩修复是当前防护海岸与海滩侵蚀最自然而简单有效的保护手段[5]。人工沙滩作为软护岸措施被认为回归自然且有效的海岸防护措施。防波堤工程作业将作业段内的底栖生物完全破坏。采取生态修复技术,可将海洋生态的负面影响降至最低。
2 增殖放流方法和过程
2.1 选择先锋物种
根据生态系统的结构理论、生物群落演替理论、生态适宜性原理、生态位理论、生物多样性原理和自我设计与人为设计等生态修复原理,选择本地常见、生长迅速且对于生态系统意义重要的几个物种作为先锋物种[6]。选择了毛蚶、菲律宾蛤仔、缢蛏、青蛤等常见底栖生物。
2.2 重建生态系统
人工沙滩基本上属于无生命区。在该沙滩处底播菲律宾帘蛤500kg,平均个体大小2.38g/个;毛蚶300kg,平均个体大小0.61g/个。人工沙滩外侧由于围海造陆疏浚工程的实施几乎成为无生命区。增殖适合沙滩生活的底栖贝类,底播菲律宾帘蛤500kg,平均个体大小2.38g/个;毛蚶700kg,平均个体大小0.61g/个;底播青蛤150kg,平均个体大小1.25 g/个;缢蛏75kg,平均个体大小1.04g/个。
3 修复效果分析
表1 2011年4月8日采样站位表
3.1 修复前生态环境调查
2011年4月8日在东疆湾半圆形防波堤外侧潮间带布设3个站位采集底栖生物样品,每个采样点采集4个样方;防波堤内人工沙滩布设1个站点。采样结果表明,东疆湾半圆形防波堤外侧潮间带仅采集到1个双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)和1个沙鸡子(Phyllophrous ordinatus),没有任何底栖生物。
3.2 修复后生态状况调查
2011年8月14日在东疆湾半圆形防波堤外侧潮间带布设3个站位采集底栖生物样品,每个采样点采集4个样方;防波堤内人工沙滩采集一个样点。调查共获得底栖生物标本7种,其中,门1种,软体动物3种,节肢动物3种。调查区域底栖动物各类群密度、生物量及不同站位的分布见表3~5。调查区域底栖生物总平均密度为84 ind./m2,变动范围在0~120 ind./m2;总平均生物量为279.49g/m2,变动范围在0~127.35 g/m2。
根据《近岸海域环境监测技术规范》(HJ 442-2008)中提供的生物多样性指数评价标准,本次调查大多数测站底栖生物的多样性指数、丰度值和均匀度很低,优势度高,表明调查海域底栖生物群落处于非健康环境。底栖动物的Shannon-weaver生物多样性指数平均为1.50,与2011年4月份增殖放流之前相比,已初步建立起新的生态系统。
表2 2011年8月14日底栖动物群落特征参数统计表
4 结论
天津港港口海域因为人类活动频繁,海洋生态系统脆弱。天津港东疆港区人工沙滩将人工岸线修复成沙滩海岸,辅以增殖放流方式,可明显的回复生态环境。通过投放青蛤、缢蛏、菲律宾蛤仔和毛蚶等先锋物种,使得东疆湾示范区的大型底栖动物生境得以修复,生物量增加了103.1%;重建了防波堤周围的岩石质海岸生态系统-牡蛎-藤壶生态系统、人工沙滩菲律宾帘蛤-四角蛤蜊-毛蚶生态系统和防波堤外潮间带滩涂青蛤-缢蛏-四角蛤蜊-毛蚶生态系统,区域环境状况开始得到改善。
【参考文献】
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(上接第68页)[4]崔丽娟,张曼胤,张岩,赵欣胜,王义飞,李伟,李胜男.湿地恢复研究现状及前瞻[J].世界林业研究,2011(02).
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关键词:红树林;修复;湿地生态系统
中图分类号:S721 文献标识码:A 文章编号:16749944(2010)10005604
1 引言
广东省1984年在深圳福田建立第1个省级红树林自然保护区,1988 年晋升为国家级保护区,1993年加入我国人与生物圈保护区网络,1995年与香港米埔红树林保护区被列入“拉姆萨尔”国际重要湿地名录[1]。福田红树林保护区是世界上唯一位于城市中心区的红树林湿地[2],每年有10万只以上长途迁徙的候鸟在深圳湾停歇,是国际上生物多样性和湿地生态保护的重要对象[3~4]。福田红树林湿地,具有极为丰富的生物多样性,是天然物种基因库,为许多珍稀濒危物种尤其是以水鸟和候鸟为主的鸟类提供栖息地,是东半球国际候鸟迁徙通道上重要的“中转站”和“歇脚点”。红树林生态系统具有很强的生态功能,可以有效地防风消浪和防汛护堤,还可以净化空气和净化污水,对城市的绿化美化也具有积极的作用,是城市的“天然绿肺”。
近年来,随着红树林周边的大规模开发建设,保护区内生态系统受城市建设的影响,外来树种对保护区内乡土树种已构成生物入侵,造成保护区内陆生植被树种单一,生物多样性减少,抵抗外界侵袭的能力减弱。为了消除深圳市生态阻隔,改善保护区缓冲区和实验区植被覆盖状况,拟通过植被修复工程清除大量外来入侵树种、恢复本地乡土树种,丰富植被类型。在尊重自然保护区核心区、缓冲区和实验区的大格局前提下,以“海陆交错带的生态修复”为主题,构建红树林――水体(含水生植被)――红树林――半红树――陆生植被――隔离植被带格局。
2 工程概况
深圳福田凤塘河口红树林修复工程位于福田红树林鸟类自然保护区的实验区及缓冲区,见图1。该工程是对保护区内凤塘河干流明渠段的河道护坡、避风塘堤岸进行整治,破除现状河流护岸坚硬光滑的表面,使河流呈现原生态面貌,工程保留原有河道平均潮水位1.0m下的护坡结构,对该高程以上部分予以整治。结合地形以相适应的放坡坡比(1∶3~1∶8)采用竹篾护面和中空防浪块护坡等形式。
红树林修复范围分为陆地生态修复区、红树林修复区,进行乔木、灌木、地被的种植和修复。种植前先对基地进行处理,清除表层建筑垃圾后培土,以鱼塘基围的堤岸、凤塘河干流及支流河道的河堤等为骨架,从内岸到外滩因地制宜的补种陆生植物、红树半红树植物、水生植物等,形成乔木、灌木、草本植物、水生植被的空间布局。工程共分4个标段(图1)。
图1 深圳福田凤塘河口红树林修复工程范围
2.1 工程影响识别
2.1.1 河道护坡及避风塘改造工程环境影响识别
施工阶段需要降低凤塘河明渠段护岸标高;护岸标高降低后在河道的硬化断面以上种植植物;对保护区内的基围鱼塘进行改造,构建红树林――水生植被――红树――半红树――陆生植被――隔离植被带的湿地环境。这些活动在实施过程中会导致凤塘河河口――深圳湾生境的暂时损失。地表植被的清除将产生地标,对保护区自然景观产生一定的影响。项目施工期挖掘机等机械设备产生的噪声对周边的声环境、鸟类产生一定的影响。
2.1.2 植被修复工程环境影响识别
植被修复工程对保护区内原有部分植物进行砍伐和移植,在合适的区域再进行补种和修复,引起保护区内生物量的变化。工程的施工直接改善了陆生生物和水生生物生长、栖息和繁殖的环境,有利于促进陆生生物和水生生物的生长和繁殖,同时也有利于促进红树林生态系统的恢复和完善。运营期景观以“回归自然,再现自然” 的自然生态为主,植被修复人对保护区景观的影响是有利的。
2.2 工程影响区生态现状
福田自然保护区面积约8.57km2,是由红树林、基围鱼塘洼地、陆地林地和外海滩涂等几部分组成。
2.2.1 植被现状
福田保护区的红树林基本呈带状分布,群落外貌简单,呈绿色,为灌木或小乔木林,林冠较整齐,一般高4m,最高地段达6m。区内共有真红树植物4科5属5种,半红树植物6科6属7种[5]。本次工程主要覆盖陆生植被及半红树林区。
2.2.2 鸟类分布现状
按照福田红树林湿地生态环境类型和鸟类的组成,可将该地区鸟类生态类群分为“红树林沿海水面鸟类群”、“红树林沿海滩涂鸟类群”、“基围鱼塘灌丛鸟类群”和“乔灌树林草地农田鸟类群”[6],其特性及分布情况见下表1。
2.2.3 主要环境问题
目前,红树林保护区内本地乡土树种受外来入侵树种的影响,结构和群落较为简单、生物多样性减少、抵抗病虫害的能力减弱。滨海湿地的水质和生态环境受到破坏引起鸟类物种和数量减少,随之带来的病虫害导致成片的红树林作物枯死,濒危红树林受到生存威胁。
3 工程对生态影响评价
3.1 施工期生态影响评价
3.1.1 对鸟类的影响
施工工程及人为活动将对在基围鱼塘中觅食的鸟类产生较强的干扰。从对各种鸟类觅食行为的研究结果表明,干扰半径一般在35m~100m左右,此范围内鸟类由于躲避干扰将无法正常觅食,减少在受影响区域的觅食时间,使鸟类被迫将其觅食活动转移至其它地区。英国野生动物保护组织研究显示,交通工具发出的噪声,已经严重影响了许多生活在这样环境中的鸟类:有的鸟类鸣叫声变得单调,对于某些鸟类而言,鸣叫声是它们找寻配偶的主要方式,噪声对其影响是灾难性的,直接影响鸟类繁殖。若选择有动力的施工机械,且在鸟类繁殖期进行施工噪声将对繁殖期的鸟类产生直接影响。
大部分鸟类都具有季节性繁殖的特性,光照被认为是鸟类季节性繁殖最重要的同步信号。鸟类或者一年一季繁殖,或者一年两季繁殖,其余时间处于休产状态。对于休产期的鸟类,其一般会选择刺激性光照(即非自然光)少的生境进行栖息,以消除光钝化状态,恢复光敏感性,为下一个季节顺利繁殖做好准备。而栖息于深圳湾周边地区的大部分候鸟,均处于休产期。若选择在夜间施工,其光照可能使鸟类受到过多额外的非自然光照,从而对其繁殖造成影响。
3.1.2 对生境的影响
工程施工阶段需要降低凤塘河明渠段护岸标高;护岸标高降低后在河道的硬化断面以上种植植物;工程施工临时占地、人员活动等过程中减少了鸟类可利用的觅食场所,工程施工造成凤塘河河口――深圳湾生境的暂时损失将从以下几方面影响岸鸟包括减少鸟类可利用的觅食场所;去除鸟类喜爱的被捕食种类(通过生境损失);觅食区域中鸟类密度增加,相互干扰,减少食物摄入量;减少可利用的觅食时间(当发生潮间带地区损失时)。考虑到工程对河口湾地区生境损失有限,因此,在采取严格的生态环境保护措施的前提下,该影响程度是有限的。
3.1.3 施工期的时间选择对生物多样性的影响
表2 为福田红树林保护区鸟类迁徙、繁殖集群时间表,可见,若工期选择在10月至次年4月,受工程影响的鸟类主要为冬候鸟等迁徙集群;若工期选择在3~6月,受影响的鸟类主要为鹭科鸟类。植被修复的最佳时间是在3~5月。
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表2 福田红树林保护区鸟类迁徙集群、繁殖集群时间
时间种类
迁徙10月至次年4月野鸭类、鸥类、风头等冬候鸟
繁殖2~3月为集聚筑巢期,首先是夜鹭定位后,白鹭、大白鹭、牛背鹭、池鹭跟随而来,数量逐渐增多;4~5月产卵孵化期,此时巢区比较平静;5~6月为育雏期,亲鸟来往次数频繁,后期巢区鸟类密度明显增高,常发生争斗现象;7~8月为离散期,幼鸟在亲鸟的带领下向巢区外周扩散,在巢区附近(数百米内)形成由许多小鹭鸟群组成的临时扩散区。此时巢区鸟类密度下降。8月下旬鹭鸟繁殖集群,包括巢区和扩散区完全消失。白鹭、夜鹭、大白鹭、牛背鹭和池鹭等
鹭科鸟类繁殖期和数量高峰期为每年3~6月,此时期是决定鹭科鸟类数量和群落兴衰的关键时期
3.2 运营期生态影响评价
3.2.1 生物量变化
生物量是森林第一性生产力的基础,也是评价森林生态系统结构和功能的重要数量指标。工程将在凤塘河口附近构建红树林――水体(含水生植被)――红树林――半红树――陆生植被――隔离植被带大格局,各植被分布区见图3。其中红树植物半红树植物种植在凤塘河明渠段两侧鱼塘边坡、部分基围鱼塘堤岸上,陆生植物分布于凤塘河口东西两侧的陆地,水生植被种植鱼塘基围内。工程实施后,原有的裸地将被红树半红树植物所覆盖,因此该工程将增加系统的生物量,具体数值见表3所示。
工程施工阶段,种植前场地清杂共66167m2,该部分单位面积生物量取灌木与草本地被的平均值,为192.21g/m2。项目生物量的变化结果见表4。
3.2.2 对生境多样性的影响
运营期对基围鱼塘的管理转变为生态养护,减少了人类活动的干扰,有利于改善基围鱼塘的生境多样性;同时通过对河道护坡和避风塘堤岸的改造,恢复河道自然生境,有利于促进生境多样性的恢复。
3.2.3 对生物多样性的影响
(1)促进保护区内树种恢复。项目实施后,清除了部分外来入侵物种,有利于生物多样性的保护。工程植被修复所选用的树种,基本为本地乡土树种,在保证成活率的情况下,工程的实施有利于增加保护区内树种的丰度和密度,营造植被的不同空间结构,为鸟类提供繁殖栖息提供有利条件。
(2)对陆生生物的影响。根据1997至1998调查周期的资料,福田红树林现有的47种陆鸟中,食虫性(兼食虫)和食鼠的鸟类有41种,占总种数的87.2%。由于该生态系统中其它动物(两栖、爬行、哺乳类)稀少,因此多数陆鸟处在该生态系统营养级的较高层次,对较低营养级位的物种生物量起到重要的调节作用。项目实施后,陆地乔灌林地和基围灌草丛面积并没有发生显著变化,但通过植被恢复,增加了植被覆盖率,增加了陆地乔灌林地和基围灌草丛单位面积上对鸟类的承载力。
(3)促进生态系统完整性。红树林湿地生态系统的生态模型见图3。
图3 福田红树林湿地生态系统的生态模型
模型中关键的生物组分包括浮游植物、芦苇、红树林、无脊椎动物、鱼类和鸟类。红树林的鸟类是该生态系统的最高营养位级,鸟类特别是水鸟在湿地生态系统的能量流动和维持生态系统的稳定性方面起着举足轻重的作用。
红树林保护区内红树林、鸟类、底栖动物、藻类和昆虫等主要生物群物种比较丰富,这些生物共同组成该湿地生态系统中的食物链。
工程实施后保护区内物种日益丰富,促进自然保护区红树植物、底栖动物、两栖和爬行动物、哺乳动物及鸟类的生长,保护生物多样性,增强生态系统的物质循环和能量流动,因此较大地促进了深圳湾红树林生态系统的完整性和复杂性。
4 生态防护措施
4.1 红树林造林技术及抚育管理
4.1.1 适时种植
秋茄以每年4月下旬至6月上旬为最佳种植时间,木榄以5月上旬至6月中旬为最好的种植时间。至于桐花树、海榄雌等树种,由于是先育苗后种植,时间充足,一般装袋(营养袋)时间以8~9月为宜,11月份苗长至10cm左右再进行种植。
4.1.2 适当密植
多年的种植试验表明,从个体生长大小来看,秋茄和桐花树的种植以1.0m×1.0m或0.5m×0.5m左右1株为宜,但防浪效益差,成活率低,因此开始进行红树植物种植时,密度要适当增大,株行距以0.3m×0.3m或0.2m×0.2m为宜,这种密度种植防浪效益好,成活率高。
4.1.3 抚育管理
造林后必须加强抚育管理,才能达到预期目的。在抚育管理过程中,主要做到:严格控制下海人员和船只进入造林地段,防止人为破坏;定期清捞漂浮杂物,以免覆盖胚芽或粘附叶片,影响叶片光合作用,从而影响幼苗生长;定期进行补苗,以利成林,种植后还需要进行1次至2次补苗。
4.2 生态影响的防护
(1)为了保护本地生物多样性,建立及恢复湿地系统,在物种引进中应首先考虑乡土本地种,若确需引入外来物种时,须分析物种之间的相互作用,进行引进种的利益与风险评估,建立严格的科学监管体制及全面的检疫体系。
(2)由于鸟类在夜间对光照敏感,项目禁止在夜间施工。
4.3 生态影响的消减
(1)为消减施工队伍对周围生态的影响,应标明施工活动区,严令禁止到非施工区域活动。
(2)应强调整个生态景观设计,重视生态环境的协调性,禁止采用影响鸟类迁移的警戒颜色(如红色、紫色和粉红色等)。
(3)尽量分区分期施工,逐步进行。
4.4 施工期的选择
避开候鸟迁徙高峰期、兼顾植被修复期,工期可安排在4月~10月,但必须采取严格的水土保持措施以及施工噪声控制措施,同时结合保护区内鸟类日常监测工作,如发现异常情况,应立即停止施工。
5 结语
红树林修复工程实施后能促进自然保护区红树植物、底栖动物、两栖和爬行动物、哺乳动物及鸟类的生长,保护生物多样性,增强湿地生态系统的物质循环和能量流动,因此较大地促进了深圳湾红树林生态系统的完整性和复杂性。该工程施工期将对鸟类的觅食、繁殖产生影响,为避开候鸟迁徙高峰期、同时兼顾植被修复期,建议工期安排在4月~10月,且必须采取严格的水土保持措施以及施工噪声控制措施,同时结合保护区内鸟类日常监测工作。
参考文献:
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The Ecological Impact Assessment of Futian Mangrove Restoration Project
in Shenzhen Fengtang Estuary
Zhuang Yixuan1,2,Liang Mei2
(1.Chongqin Institute of Environmental Protection and Engneering Design,Co.
Ltd,Chongqing 40000,China; 2.The Environmental Engineering Technology Co.,
Ltd.Of Shenzhen-Hong Kong Institution,Shenzhen Guangdong 518057,China)
Abstract:The Futian mangrove restoration project in Shenzhen Fengtang Estuary is an ecological protective project.Its ecological effect and the ecological influence degree which might arise in the implementation process are the key to decide whether the project is feasible or not.This paper,respectively from construction period and operation period,evaluates the impact on the changes of biomass,biodiversity,birds migrate and breeding and also on the whole wetland in the Futian mangrove nature reserve.Meanwhile,it puts forward measures for ecological protection and mitigation.
篇4
(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。
篇5
1从外源污染出发
1.1建造人工湿地系统
人工湿地系统是人工将土壤、砂、石、煤渣等基质按一定比例铺垫,植人特定的水生植被,并将底部完全封闭的可处理废水的生态系统。它可以形成一个非常好的人工半封闭生态系统,促成良性内部循环的构成。另外,这种人工湿地系统还能处理很多种工、农业废水,并且效果显著。这种方法目前被广泛应用,例如深圳的石岩河人工湿地系统。
1.2河堤生态系统建设
河堤的作用非常大,首先它具有一定的缓冲功能,其次它也是人们的娱乐地点和城市风景线。河堤的建设需要考虑的不仅是美观、实用,更重要的是它的安全性和对河道的保护性。而所谓河堤生态系统就是将河堤建造成一个利于生物生长的,与自然相辅相成的河堤系统。它不仅改善了水体的生态环境,也增加了河道的自净能力。
1.3生态护坡工程
生态护坡是一种既能实现河道的护坡,又能促进河道生态平衡的工程技术。它分为植物工程复合护坡和植物护坡两种。植物工程复合护坡技术有多种形式,例如土木材料固土种植基、铁丝网与碎石复合种植基、水泥生态种植基、三维植被网等。上海崇明岛瀛东村河道工程中就使用了这种生态护坡技术。从效果上来看,河道坡岸的稳定性得到有效加强,河道的水质也得到了良好的改善。还促进了生物的多样性发展,使河道的生态系统变得更加稳定。植物护坡则相对来说简单一些,它主要是利用河岸植被的根系来进行固土,防止河岸水土的流失。这种方法既能促进河道水生态系统的良性循环,还有美化环境和景观制造的作用。
2从内源污染出发
2.1提高水体溶氧度
在城市河道整治工程中,可以向水体中充入大量的空气或氧气,以提高水体的溶氧度,进而修复河道中好氧微生物的活力,加快河道中有机污染物降解的速度,改善水质后,进一步修复水生态系统。
2.2利用底泥生态疏浚技术减少内源污染负荷
所谓生态疏浚,就是清除河道底部大量沉积物表层的氮、磷、有机质等富集层的一种技术。这种技术可以有效地降低水底污染物对上覆水体的污染率,阻止内源释放而引发的河道水质二次污染。我国太湖的五里湖就利用了这一技术,使其底泥中磷的含量大幅下降,进而为水生态修复准备了良好的条件。
2.3构建水生植物群落
可以根据河道的水体特征,制造最合适的水生植物群落,来吸收河道中的N、P等营养物质,然后再将植物带离河道,从而将河道中多余的营养物质带走。这种方法易于实行和维持。另外,合适的水生植物的根系还可以为水中的微生物提供适合生存的环境,改善河道水生态系统。
二、城市河道整治工程中水生态修复的重要性
在我国有2/3的城市面临着缺水问题,大部分城市河道都受到比较严重的污染。所以,解决河道污染,塑造一个良好的水生态系统是一件势在必行的事。而人工治理污染不仅需要消耗大量资金,也不是一个长久之计。所以,修复河道水生态系统,增强河道自身净化能力才是行之有效的办法。自古人类就喜欢临水而栖,水文化更是体现了人和水之间的微妙关系。在城市河道整治的工程中,要根据当地原有的人文历史资源,将水文化和生态环境保护有机的结合起来,倡导人们保护赖以生存的水资源。从某种方面来讲,城市河道对推进城市化建设的进程有着不小的作用。注重保护城市河道的水生态系统,将生物学原理充分的应用到城市河道规划建设中,既满足了河道的功能和景观的要求,又营造了一个良好的生态系统,有效的提高了人们生存环境的质量。
三、结语
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关键词:生态系统;水土保持;修复
中图分类号:S891+.5 文献标识码:A 文章编号:
0 引言
城市水环境是城市生态环境的重要组成部分, 也是市民休闲娱乐、维护城市生态平衡的重要手段。但是随着城市快速化发展,我国城市水环境的污染问题越来越严重,一些不法企业和不正确的生活习惯,导致城市当中的一些湖泊、河流失去了生态调节功能,给城市环境发展带来了很大的负面影响,也影响了城市居民生活条件的提高。国家对水问题的认识不断深化,采取了一系列正确的方针和对策措施。几年来,治水理论有新的发展,治水实践发生了深刻变化。现就有关水生态系统保护与修复方面谈谈我的看法。
1 坚持人与自然和谐相处
生态系统是由一切生物群落及其生存环境共同组成的一个动态平衡系统。水是生物群落生命的载体,又是能量流动和物质循环的介质。在满足人们对水的各种不同需求的同时,水利工程还应满足水域生态系统完整性、依存性的要求,恢复与建设洁净的水环境,实现人与自然的和谐。
我们在很长的一段时间内对经济建设和水资源的开发利用方面的人与自然的和谐共处重视不够。对水资源的无节制开发利用,导致江河断流、地下水超采、地面下沉;过度围湖造地,侵占河道,降低了河湖的调蓄能力和行洪能力,加剧了洪水灾害;不注意生态保护,乱砍滥伐,造成水土流失严重,江河湖库淤积。近年来,按照可持续发展的要求,把坚持人与自然和谐共处作为治水思路调整的重要内容提了出来。人类既要适当控制洪水,改造自然,又必须主动适应洪水,协调人与洪水的关系,这样才能保证可持续发展。因此要约束人类自身的各种不顾后果、破坏生态环境和过度开发利用土地的行为,从无序、无节制地与洪水争地转变为有序、可持续地与洪水协调共处。认识到生态环境用水的重要作用,提出水资源的开发利用既要满足经济用水、生活用水的需要,也要充分考虑生态用水、环境用水。
2 坚持合理开发水资源,强化水资源节约、保护、配置工作
随着经济和社会的快速发展和人民群众的生活质量的不断提高,人们对生活用水不再仅仅要求满足于饮用水,对用水的综合欲望显著增加。同时,为了提高人们的生活水平,畜牧养殖业、农业产品深加工业也随之发展,加大了用水量,原有水源满足不了现状要求。水资源短缺的矛盾越来越突出地暴露出来,干旱缺水、水土流失和夏秋季节的内涝,突出问题是干旱缺水。水资源承载能力问题正是在这种背景下提
了出来,并赋予了越来越丰富的内涵。
首先,搞清楚水资源承载能力,是经济社会健康发展的前提。水资源承载能力是指在一定的流域或区域内,其拥有的水资源能够持续支撑经济社会发展规模并维系良好的生态系统的能力。如果经济社会发展在水资源承载能力以内,就有可能实现可持续发展;如果经济社会发展超出了水资源承载能力,就会失去必要的物质基础,就会造成生态的破坏,发展就是不可持续的。
其次,必须看到水资源的承载能力是可以提高的。对水资源进行合理开发、高效利用、优化配置、全面节约、有效保护和综合治理,可以大大提高水资源的承载能力。为此,提出了一系列带有方向性的对策措施。
3 增强公众的水生态环境保护和修复意识
不断增强各级干部和广大群众的环境意识、生态理念和法制观念。列入工作计划,大张旗鼓地宣传生态保护工作的方针政策和法律法规,及时报道和表扬先进典型。
各级教育、宣传、劳动及其它有关职能部门要重视生态系统方面知识教育、培训,面向社会、面向基层,让可持续发展战略深入人心,把生态环境保护和修复建设变成全体公民的自觉行动。鼓励公众参与生态环境保护和修复建设。坚持专门队伍和群众参与相结合的工作思路,积极发动、组织和引导人民群众参与环保工作,形成做好生态环境保护和建设的广泛群众基础。建立和完善公众参与制度,涉及群众利益的规划、决策和项目应充分听取群众的意见。切实维护人民群众的合法权益,继续实行有奖举报制度,积极探索调动群众参与生态环境保护和建设的机制。
4 做好保护与修复工作的几点建议
4.1 充分重视水在生态建设中的作用
水是生态建设的首要制约因素,生态修复怎样才能持久进行?经济社会如何持续发展?所有这些问题的解决根本在于搞好水利水保等基础设施建设。重视水利水保基础设施建设,优化配置、合理开发、有效利用水资源,协调好生产、生活和生态用水。搞好水资源的利用是实施生态修复的关键和保证,立足当前,着眼长远,把生态修复这一新思路、新举措落到实处。
4.2 明确思路,扎实推进水生态修复工作
制定出水生态修复规划。抓好试点,逐步推进。水生态修复是一项全新的工作,在不同的区域,水生态修复的建设内容各异。因此,要在试点的基础上,总结不同地区、不同自然地理和经济社会条件、不同水土流失类型区,实现生态自我修复的措施、效果和有效途径,为大范围开展水态自我修复工作积累经验。要贯彻落实新的治水思路,实施生态修复工程,加快水土流失治理。建议在试点的基础上,进一步总结生态修复经验,扩大范围,大力推广。
4.3 因地制宜、综合治理
水生态系统修复是通过一系列工程与非工程措施改善被破坏的水生态环境,使河流水体生态功能得以恢复。包括河道生态修复、湿地生态修复以及其他水域生态修复。
①河道生态修复主要包括河道特征、植物护坡、水生植物耐污净污等修复,恢复河道自然生态功能。
②湿地一般是指低于地面的低洼区,有储蓄径流、改善小气候、除毒净污的生态功能,也是水生动植物生长栖息的场所。然而由于人类活动影响,导致湖荡湿地面积日趋减少且淤积严重,水污染的影响使水体富营养化加剧,加之外来物种的侵袭,致使湿地水域水草大量繁殖,严重影响水生生物的正常繁衍,水生态平衡受到不同程度的破坏,湖荡湿地功能丧失殆尽。可通过建立湿地保护区和湿地公园等湿地保护措施来保护湿地生态,保护生物多样性。
③除河道、湿地外还存在一些小型水体,如公园、水塘、居住区景观水体等。目前这些水体周边垃圾成堆、水面泡沫漂浮、藻类滋生,严重影响市容景观品位。为使这类水体的生态功能得以修复,改善人居环境,一方面:通过控制污染源、严禁废污水进入;采用曝气设施、人工水车、喷泉等增加水中溶解氧浓度净化水质;人工打捞或药物除藻和清淤等工程措施。另一方面:通过宣传发动,增强居民的环境保护意识,使得人人珍爱“碧水、蓝天”。
4.4 突出重点,加大生态环境综合整治力度
做好水污染防治和“两控区”污染防治工作。要把水环境治理作为重中之重。实行污染物总量控制管理。深入开展各流域水环境综合整治,确保饮用水源安全。在农业上:降低农药和化肥的使用量,利用生物工程开展农林病虫害的综合防治,对畜禽养殖业实行舍饲管理,减少对地表水和地下水的污染。在生活上:建立城镇污水集中处理制度,设立污水处理设备,推广绿色产品,实行绿色消费,清除白色污染。在生产上:严格执行环境保护管理制度,推行使用先进的生产工艺,降耗节水节能,降低生产成本,减少污染物排放,并做到污染物达标排放。
篇7
河湖的自然演变及人类利用历史提示人们:旱涝急转是极端气候条件作用的结果。更是围湖造田,河道取直等一些不合理的人为活动导致的结果。
美丽而神奇的洞庭湖,沧溟空阔,资源丰富,宛如长江中游平原上的一颗璀璨明珠。然而,当洞庭湖区人口繁育和土地开发到一定程度后,人们便约束甚至侵占水域,形成与水争地、破坏湿地生态环境的趋势。截至2010年,湖南省洞庭湖区总面积为15200平方公里,其中,湖泊面积为2625平方公里。湖泊面积萎缩过半,仅为清末民初的43.8%。来自岳阳市水务局的数据显示,目前,洞庭湖还在进一步萎缩。
近代以来,由于自然和人为因素,洞庭湖的生态平衡被打破,湿地原有的调节水量、削减洪峰、改善水质、调节气候和保护生物多样性等方面的生态功能逐步被削弱,甚至部分丧失。一系列不良生态连锁反应在洞庭湖区上演:围垦造田造成湖面萎缩,其衍生的生态灾害显而易见。人为阻隔水流的方式,导致洞庭湖自身的调蓄功能下降。受此影响,鱼类的产卵场和索饵场大面积缩小,食物匮乏,大量珍稀鱼类就此绝迹;而依赖浅水域洲滩生存的螺、蚌等底栖生物,也困缺水而大量死亡;湿地鸟类则因干旱另觅食源地而大量迁徒。另外,湖区洲滩大量栽种被称为“抽水机”的速生杨树也对生态环境造成不良影响。
中国环境科学研究院环境变化生态系统效应科技创新基地首席专家李俊生介绍说,杨树林地排水系统开挖后,使浅水湖沼和洲滩、洲浃的沼泽地干涸,沼泽湿地变成陆地,改变了湿地的性质,破坏了原生湿地的景观格局,使原始洲滩湿地植被景观破碎,打破了湿地生物多样性所依赖的生态系统的稳定性。进而影响到生态系统功能和生态过程,湿地生境的生态质量不断退化,给一些生物的生存带来威胁。
湖泊干涸萎缩,泥沙淤积严重,湿地生态系统退化,生物多样性减少一直是包括洞庭湖在内的许多湖泊的共同“隐痛”。以过度捕捞、围湖造田、水利工程建设为主的人为活动的作用已经远远超过了自然因素的作用,湖泊成了人类利用科学技术和先进的生产力实现“战胜自然、人定胜天”的战场,湖域、行洪水道越来越萎缩,生态环境不断恶化。随之而来的以旱涝为主的自然灾害则是自然对人类的非理性开发利用的惩罚与报复。
水文过程不但决定着各种湿地类型的形成与维持,同时在水的贮存和处理中起着十分重要的作用。湖泊的洲滩和沼泽地,沼泽化土壤及沼泽化草甸的草根层饱和持水量很大,能贮蓄相当一部分水分作为枯水期生态用水。汛期的蓄水量可减少中下游洪水流量压力。在采访中,有专家表示,如果没有湿地对径流的调剂削洪功能,长江中上游的降水将对中下游城镇、农田甚至人类生命财产等安全带来巨大威胁。
李俊生说,受泥沙长期淤积、水量过度使用、大量围垦、无序挖沙等自然和人为活动影响,已经导致一些湖泊水位下降、湖面剧减,影响水源和水质,生物种群锐减,而衍生的生态环境问题就是自然生态系统本身的生态功能下降。应该说,由于生态系统自身调节功能的失调加剧了此次旱涝急转产生的负面影响,推进了生态退化的进程。
长江曾是中国最清澈的河流之一,历史上长江流域的森林覆盖率曾高达50%~60%。然而,进入20世纪以来,人们对长江流域尤其是长江源头的森林资源进行掠夺式采伐,结果森林覆盖率锐减,水土流失加剧。此后,虽然在长江等流域实施了大规模的植树造林、天然林保护以及退耕还林还草等措施,对这些流域的生态环境改善起到了很大促进作用,但是,由于森林整体质量还很低,林种、树种:林龄、林层结构并未得到根本改善。许多人工纯林林下植被稀疏,甚至地表,水土流失现象严重。
对此,江西省山江湖开发治理委员会办公室副主任鄢帮在接受记者采访时分析认为,一些省份的森林覆盖率比较高,但主要是马尾松,树卞灌木植被少,因而森林涵养水源能力很弱。一些河流流域陆地植被生态系统留不住水,植被质量低下就是原因之一。
流域内缺乏水资源统一调度,,以各自的经济效益为目的进行的调控,造成对下游生态环境的严重影响,加剧了极端气候的负面影响。
为发展灌溉、调蓄水源,目前长江流域已建成大中小型水库4.8万多座。专家介绍说,大坝建设尤其是干支流的过度梯级开发损害了河流的连续性,造成了河流生态系统的片段化,使生物物种迁移、扩散和交流受阻,生物多样性下降。水利枢纽的拦蓄作用和引调水工程对水资源的重新配置,使河流水文情势发生巨大变化。坝上河段因拦蓄作用,水位抬高,水流变缓,部分土地和森林植被被淹,原有的急流生境缩小甚至可能消失,导致特有生物种群缩小,有的趋于灭绝。水位的频繁涨落,致使水陆交错带衰退,岸坡受侵蚀甚至大面积崩塌。同盹水利工程的阻隔作用,使河流输沙能力下降,清水下泄淘刷滩堤,影响河势河床的稳定和江堤的安全,增加中下游河段的防洪压力。同时河道冲刷下切,水流并滩归槽水位降低,导致滩地旱化、湿地萎缩,斑块化加剧,江湖关系进一步紧张。生态环境的衰退必定会造成生态调蓄功能退化,以致加剧诸如“旱涝急转”等极端气候灾害的负面影响。
在采访中,一些业内人士一致表现出对现有水资源调度的高度关注,他们认为,~些工程仅考虑各自经济利益,蓄泄矛盾日益尖锐。如果不加强统一调度,将对长江中下游的生产、生活用水以及生态环境产生较严重影响。
中国水利水电科学研究院的一位专家在接受记者采访时表示,要对流域内一些大坝水库和电站建设进行更为科学的综合考虑,协调生态用水与工农业生产用水之间的关系,促进生态环境同社会经济的协调发展,兼顾上下游,以符合自然生态运行规律。通过流域内的水资源合理有序调节,减缓旱涝交替的影响。
不少地方水利设施老化,抗旱防汛能力严重不足。湖北省阳新县全县七成以上的小塘堰、小水库、小涵闸等小农田水利工程年久失修。大旱来了,发挥不了蓄水灌溉效益;强降水来了,淤塞的小塘堰不能满负荷蓄水,带病运行的小水库更不敢多蓄水,难以发挥其蓄水功能。
江西省水利厅的数据显示,江西省有9700多座水库,但能够进行水量调节的大中型水库不到2%,余下的小型水库大多处于病险状态。
传统的河堤及护岸工程导致沟渠
硬化;河流裁弯取直,疏浚导流,导致水流并滩归槽,河流渠道化。河流渠道化改变了河流蜿蜒型的基本形态,急流、缓流相间的格局消失。对此,李俊生认为,河流横断面呈几何规则化,改变了深潭、浅滩交错的形势;沿岸河床硬化,阻断了水岸生态系统之间的物质、能量与信息交流;水陆交错带大面积萎缩与退化,降低了生境的异质性,使河流生态系统的结构与功能发生变化,生物多样性将随之减少。河流弯曲迂回的自然形态本身就可发挥一定的生态调蓄水功能,而一味地对河道进行裁弯取直,一旦发生大水,导致流速加快,冲刷能力增强,将进一步加速“旱涝急转”带来的生态退化趋势。
长江中下游地区水陆交错带面积大,生物多样性丰富,若生态环境恶化将导致生物多样性减少,生态系统功能退化。尤其是遭遇类似的“旱涝急转”等极端气候灾害影响下,将加速减少这些物种数量,降低整个区域的生物多样性,并使其在短时间内难以恢复。
顺应自然环境演化规律,尽最大可能恢复和保持生态环境的自然状态。转变生态环境治理理念是旱涝急转这种极端天气对流域生态保护与管理提出的警示。
正如恩格斯所说:“我们不要过分陶醉于对自然界的胜利,对于每一次这样的胜利,自然界都报复了我们。”
在采访中,一些水利专家认为,要在整个流域生态系统保护和恢复的框架下,统筹考虑解决我国水资源问题的对策。流域是水资源的载体,任何河流、湖泊等水体都与其所在的流域休戚相关。健康的河流、湖泊必须有健康的流域生态系统作为基础和支撑。治水实践不能就水论水,要在整个流域生态系统保护和恢复的框架下,解决水资源问题。流域生态系统的保护和恢复,既包括湖泊、河流、湿地等水生态系统,也包括森林、草地、农田等陆地生态系统。
流域内植被、湿地等保护和修复,对于缓解洪涝、干旱灾害,减缓土壤流失和水污染问题将发挥一定作用。森林植被及其下面的土壤,就像海绵一样,当降雨发生时,可以吸纳―定数量的雨水(洪水),然后逐渐释放出来,流入河流或渗入地下含水层。如果森林植被遭到破坏,土壤涵养水源的能力减弱,雨水汇入河流的速度加快,对于我国降雨在时间上分布极不均匀的现实而言,这无疑加重了汛期洪水和非汛期干旱缺水的程度。另外,植被的退化,也将加剧土壤受到雨水侵蚀的程度,这样会增加江河湖库的淤积,加重洪灾,也会对水资源开发利用造成不利影响。湿地具有类似的作用,在雨季涵养洪水,在旱季可以逐步利用。有研究表明,流域每增加 1%的湿地面积,河流的洪峰就会减少近4%。同时,植被、沼泽和其他形式的湿地,可以自然地过滤水流中的污染物和过量养料,阻滞沉淀物,提高水体的抗污染能力。
兴水利、除水害,人类社会在与水的相依相伴中,在与水的关系调整中,得到了繁衍和发展。人与自然和谐的理念涉及治水的方方面面,从思路、对策、措施,到规划、设计、管理,都需要不断探索、不断实践、不断创新。
篇8
对滨海湿地生态系统的主要人为干扰方式进行了系统辨识,详细阐述了不同人为干扰方式对滨海湿地生态系统结构、功能及服务的影响。综合分析了人为干扰造成的滨海湿地生态系统的结构改变、功能破坏、服务减少,其中,城市化、工业化进程干扰对滨海湿地生态系统的影响最为严重,并提出了滨海湿地保护对策。
关键词
滨海湿地;人为干扰;生态系统服务;保护对策
滨海湿地处于海洋和陆地的交错地带,对外界的胁迫反应敏感,极易受到人类活动的影响(Brenner,2010;Camacho-Valdezeta1,2013)。我国经济较为发达、人口相对密集的地方大多集中在东部沿海地区,这些区域是人为活动最为活跃的地方,因此沿海地区是人为干扰影响最为严重的地区之一。合理利用和保护滨海湿地,系统、全面地识别滨海湿地所受到的各种人为干扰,辩证分析各种干扰对滨海湿地生态系统结构、功能和服务的影响显得尤为重要和迫切。本研究旨在充分辨识滨海湿地主要人为干扰类型和方式的基础上,揭示不同干扰方式对滨海湿地生态系统结构、功能的影响机理和规律,明确各种干扰对滨海湿地不同生态服务功能的影响程度,为滨海湿地管理和保护政策的制定和实施提供理论基础。
1滨海湿地生态系统人为干扰的辨识
滨海湿地生态系统是全球开发最为严重的系统之一,滨海区仅占全球陆地面积的4%和海洋面积的11%,但却有世界1/3的人口和90%的海洋捕鱼活动在这里(MA,2005)。沿海居民的生存发展与其经济活动完全依靠滨海与河口湿地提供的各种服务来维持,例如,减缓台风,提供渔产品,增加水体净化作用。然而,人类活动正在威胁全球滨海河口生态系统及其提供的福利(Lotzeetal,2006;MA,2005;Waycottetal,2009)。干扰理论认为干扰是人类生活的自然界中极为重要的生态过程。干扰是一种突发性、偶然不可预知且显著地改变系统正常格局的事件,对个体或群体会产生破坏或毁灭性的作用(Sousaetal,1984;Forman,1986),它能使生态系统、群落或物种结构遭受破坏(Whiteetal,1985),干扰在改变景观组分和生态系统结构、功能中起到重要作用,并且促进种群、群落、生态系统甚至整体景观格局的动态变化(魏斌,1996),这种变化和改变往往破坏生态系统、群落或种群的结构(Turneretal,2003)。按照干扰的来源,干扰可分为人为干扰(如开垦、道路修建、水利工程、外来种的引入等)和自然干扰(如风暴、海啸、洪灾等),其中人为干扰的影响最大。人为干扰的方式多种多样,影响的空间范围可大可小,对某一生态系统的影响程度也有很大差异。
随着社会的发展,日益增多的人为干扰活动已成为滨海湿地生态系统发展的主要制约因素。目前,对滨海湿地生态系统影响较大的主要人为干扰因素包括农业开垦、城市化、水利建设、油田开发、工厂、道路和桥梁的修建等(李凤娟,2005)。河口湿地的主要人为干扰类型有围垦、填海、码头建设及环境污染等(王树功等,2005),导致河口湿地生态系统退化的主要人为影响有生活污水和工业废水等污染物的排放、水利工程修建和大规模围塘养殖等(叶功富等,2010)。红树林湿地主要人为干扰有土地利用转化、城市化及工业化、木材及薪材过度利用、污染物排放、捕杀动物及林内放养家禽等(范航清等,2011)。不同类型滨海湿地的人为干扰类型不尽相同,且干扰方式多种多样,主要的人为干扰方式有湿地改造、土地利用方式转变、水利工程建设、城市化、工业化、围网养殖、污染物排放以及旅游活动等。
2人为干扰对滨海湿地的影响
2.1人为干扰对滨海湿地生态系统及其服务的影响滨海湿地生态系统在自然状态或较小人为干扰情况下,其结构较为完整,通过完善的生态过程和生态功能,为人类提供生态服务和福祉,并满足人类社会合理消费需求。如果在不破坏生态系统结构的前提下,合理利用生态资源,良好的生态系统循环会持续发展,并提供源源不断的人类福祉,如图1中外循环(实线箭头)。当人类社会为了满足自身发展的需求,对湿地资源进行过度的开发和利用,湿地生态系统的结构受到不同程度的破坏,因此势必会改变湿地生态过程和影响生态功能,从而减少生态系统服务和福祉的提供,最后导致生态系统服务无法满足人类自身生存和发展的需求,进而加快人类对生态系统的干扰,导致生态系统的恶性循环,图1中内循环(虚线箭头)。在人类发展过程中,为了维护自身的生存和发展需求,就需要从自然界中获取资源和产品,或者利用地球上主要资源来生产所需要的物质和产品。也就是说,人类在维持自身的生存与发展过程中就是充分利用生态系统服务功能的主要过程。在这一过程中,人类可能会损害生态系统的服务功能,同时也会采取主动恢复和保育生态系统措施(郑华,2003)。人类活动对湿地生态系统干扰的途径主要有改变生境、生态结构、生物地球化学循环,从而改变生态系统结构、功能及服务。人为干扰活动对湿地生态系统服务的影响极其复杂,一种人类活动方式可以影响生态系统的多种服务,一种服务功能的影响可以由多种人类活动方式所导致(表1)。人口膨胀、土地资源利用、传统工农业生产经营方式以及对自然资源的掠取和经济利益的无限追求是造成湿地退化的主要原因。这些人类干扰活动所引起的湿地生境的破坏或片断化以及过度掠取动植物资源是导致滨海湿地生态系统破坏的根本原因(Osvaldo,2003)。人为活动将自然生态系统转变为人工生态系统,使得原始生态系统的生境特征发生了显著变化,生境的破坏又使得原来适应于该地生存的生物物种变得不适应,从而引起物种的消失。随着人类干扰的逐渐加强,导致湿地结构混乱,水文调节、水质净化等功能日益减弱(蒋卫国,2005)。另外,由于农药的大量使用,使农田生物明显减少,例如我国东北地区89%以上的国家级重点保护鸟类受到农药的威胁(SEPB,1999)。人类活动还导致了野生动物物种间相互作用改变,空间分布变化,种群数量下降和灭绝速率加快(Barbier,2014)。土地利用的变化对整个湿地生态系统影响最为显著,围垦是导致滨海湿地面积减少的主要因素。全球滨海湿地正以每年1%的速率消减,近半个世纪,中国的围海造地工程使沿岸滨海湿地面积以平均2×104hm2/a的速度递减(石青峰,2004)。油气开发、建成区的不断外延、扩展造成的生境破碎化是破坏湿地濒危水禽丹顶鹤生境适宜性的主要因素(李晓文,2001)。土地开垦不仅破坏了生境,同时也改变了生态系统的结构,严重影响了生态服务功能的维持,因人类活动导致退化的土地占陆地表面积的39%~50%。滨海湿地是入海污染物承泻区,各种生活、工业污水通过河口汇入,各地区均不同程度的受到了污染。辽河三角洲农药、化肥的大量施用以及油田开发导致了地表水质较差,河流基本属于超V类水体,严重危及动植物的生存。
2.2人为干扰对滨海湿地生态系统服务的影响效应生态系统服务的发挥直接受生态系统结构、功能的影响,由于人为活动的干扰,滨海湿地生态系统结构、功能、服务的内在联系相应的发生变化。滨海湿地作为海陆两大系统生态交错带,具有强大的生态服务功能,可以划分为供给服务、调节服务、支持服务、文化服务四大类型,根据实际情况,笔者将其对应的15种生态系统服务在人为干扰下的影响程度进行分析。由于不同干扰类型和方式对滨海湿地生态系统结构、功能影响的方式和程度不尽相同,因而生态系统不同的服务所受干扰程度也会截然不同,具体影响效应见表2。从人为干扰对滨海湿地生态系统服务影响效应的研究中发现,在服务方面,供给服务中的淡水、食物、纤维燃料、遗传物质的供给,调节服务的气候调节、净化水源,支持服务的生境维持、生物多样性以及文化服务的娱乐休闲、美学价值等服务影响较大。在干扰类型方面,城市化、工业化中的房屋建筑、道路建设、油气开发、盐田开发以及码头货运对生态系统服务影响最为严重。
3滨海湿地人为干扰综合评价及保护对策
3.1人为干扰的综合评价通过人为干扰对滨海湿地生态系统影响的阐述,可以看出主要的人为干扰方式有湿地改造、土地利用方式转变、水利工程建设、城市化、工业化、围网养殖、污染物排放以及旅游活动等。不同的人为干扰方式造成了滨海湿地生态系统结构破坏、功能改变、服务减少,人类福祉受到严重影响,而城市化、工业化的进程对滨海湿地生态系统服务影响最大。
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关键词:湿地公园规划 发展
Abstract: With the development of society and economy, public awareness of wetland is deepening, and the construction of Wetland Park in various cities is gradually put on the agenda, which has become a focus of the protection of wetland resources. This paper analyzes the planning objectives and principles of the Wetland Park, expounds the conservation-oriented development strategies in the planning of Wetland Park, provide a theoretical support for the planning and study of Wetland Park.
Key words: Wetland Park; planning; development
中图分类号:C916 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
湿地公园是人类保护利用湿地资源的一种形式,同时还具有进行生态方面的环境教育和旅游功能的特殊区域。湿地公园与小型的湿地保护区的概念接近,但是与传统意义上的保护区和公园又不完全相同。比较有名的香港米埔国际湿地公园等都是在湿地保护区的进行湿地公园的规划,从而实现城市和湿地资源的可持续发展。
1、湿地公园规划的目标和原则
(1)规划目标:进行城市湿地公园的规划,保护湿地的植物景观,从而维护城市湿地的生态系统的特性。尽力营建自然保护群落,不断恢复湿地的景观与特有的生态功能,对于生物的多样性也起到了保护作用。发挥城市湿地在城市发展中的作用,包括改善城市的生态环境,美化城市的生活环境,进行生态科普教育、休闲娱乐等等,兼顾环境效益和社会效益,使湿地资源的持续利用得到保证,实现人与自然的和谐发展。
(2)规划原则:首先是功能综合性原则。湿地景观的功能很多,在进行湿地公园规划的时候,要充分考虑到植物的生态、教育等方面的功能,不断改善湿地环境,发挥湿地的功能,呼吁市民参与城市湿地公园建设,促进人与湿地资源的共同繁荣。其次是生物多样性原则。根据湿地资源的特点,遵循湿地植物的生态特征,借鉴本地的植物构成特点和演变规律,使单位面积内的生物多样性的指数不断提高,形成一个稳定的湿地植物群落,为湿地的动植物提供一个良好的生长环境。再次是生态性原则。要立足这个区域的生态环境,遵循生态性原则,选择地带性的湿地植物为湿地公园设计的素材,再适当的引进一些特色的植物,构建公园的生物多样性的格局。对自然湿地植物群落进行模拟,从而构建富有特色的组织形式,建立绿色生态网络,为城市生物的生存创造合适的环境。最后是地域文化性原则。城市湿地一直被誉为“城市之肾”,要不断挖掘城市的湿地植物文化,结合这个地区的区域特色,建设具有当地文化内涵的城市湿地公园。
2、湿地公园规划中的保护性策略
(1)测算生态环境容量
环境容量主要是指在一定的区域之内资源开发对于环境所能承受的压力。测算环境容量是进行合理的开发湿地公园的前提条件,也是湿地公园规划人口确定的一个参考指标。进行湿地公园生态环境容量的测算不能简单的套用《公园设计规范》等相关规定,要制定一个合理的规划区域图,结合当地的湿地环境进行综合评价,通过生物资源与水资源以及地表植被的覆盖率等综合指标进行统一测算,通过科学的观测方式,对于收集出来的数据进行分析,观察这一时期的湿地生态系统的变化,保证湿地生物的平衡状态,掌握其平衡状态的时间与规律等等,在这个基础上进行合理的规划。
(2)不同圈层的景观规划
根据湿地公园景观规划的设计原则,可以把整个景观区分为核心保护圈,生态缓冲圈、实验控制圈和控制圈等。不同的圈层处于保护目的的不同对于景观的规划要求也不相同。核心保护圈主要是以地带性的植被为目标,不断改善生物群落的组分结构,丰富植被类型来改善景观功能,选择本土植被对生态系统进行恢复和保护,从核心保护圈的生物栖息区域,通过景观设计建立与的通道;生态缓冲圈是要改善景观植被的群落结构,在一些重要的部位引进乡土植被,可以围绕核心区进行一些以资源保护为目的的科学活动;实验控制圈是用于外来物种的实验以及科研的专门区域,避免因为引进外来物种对原有湿地生态系统的破坏,可以在调整土地利用格局的基础上,不断增加地域性植被的比例;控制圈主要是建立一个的防护林,从而建筑生物的廊道系统。这个区域的建筑形体需要结合保护生态系统的需要进行建设,并给予一定的约束,从而降低对湿地公园的影响。
(3)维护和修复策略
湿地公园的维护和修复的目标是不断保护湿地中的生物多样性,为这些生物提供较好的生存空间,控制生物环境的改变范围。维护和修复的内容主要是保护湿地生态系统的完整性和稳定性。结合季节上和是建设上的变化对于规划和开发的方式进行适当的调整。对于湿地系统进行调查、分析的目的就是制定调节和控制策略。季节性的调控措施主要是在湿地公园规划建设完成之后对于游客的游览区域、线路以及方式等进行的有效保护。
综上所述,湿地公园的规划建设,需要建立在全面的掌握湿地资源的基础上,根据功能综合性、生态优先性等的规划原则,制定和统筹具体的规划策略,从而促进人与自然的和谐共处。
参考文献:
[1] 周建东.城市湿地公园生态规划设计的理论框架研究[J].安徽农业科学.2007(36)
[2] 孔祥龙.生态文明下的湿地公园规划设计方法研究--以浮力南卤阳湖天骄湖景区规划设计为例[N].中南大学.2011
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城市水域生态系统是一个城市生态系统中的重要部分,其可作为水生生物与陆生生物之间的纽带。协调群落与环境之间的关系,维持生物系统动态平衡。目前,城市水环境生态系统修复对象主要是人类破坏的自然水环境,因此净化工业、生活污水是十分必要的。对于已经遭到损害的水系统应该重新建立、开发新的水环境生态系统,并将人类活动有机地融入生态系统中。可以根据城市的具体地形地貌,开辟出一块供候鸟栖息的场地,此场地应选择在城市的边缘地带,即方便操作维护,也能为候鸟提供一个安逸的休息场所。针对改善水环境生态系统,具体措施有[5]:1)修复现有的河滩,使其成为人类经营的自然沼泽、湿地共存的栖息地。2)对现有河道进行整理,适当增加景观河道、小溪流等,以增加城市水环境的泄洪能力。3)为当地市民提供有多种野生动物栖息的休闲娱乐场地。
2调整水域土地功能
因为各个城市的综合影响因素不同,自然条件、经济水平也存在差别,因此没有统一的土地规划,要因地制宜,依据现有的城市水系结构合理的加以利用。城市水域土地功能可以调整城市土地结构,发掘城市潜力,为城市发展贡献一份力量。依据城市结构、人口组成、产业结构、政府政策等因素,综合市民、游客对公共开放空间的要求,及时调整土地功能结构,在不同时期开拓具有不同功能的土地结构。同时,应该重视城市水环境系统的容量,以环保、生态、休闲、娱乐为主线,使城市水环境系统设计多样化。
3滨水地段的利用
城市现有水域废弃地一般位于工业衰退,居民拆迁等,其中很大一部分是污染的化工厂附近的河岸,这类土地不仅造成资源浪费,还使周围土地价值缩水,并且给周围居民生活造成不良影响。这类废弃土地往往见证了一个城市工业发展的历史,应该以独特的方式留给后世。在设计此类土地时,应该尽量保持原有场地的特征,并充分利用现有的物质、能量。保留废弃地的工业设施,精心设计使之成为工业历史展览园区,具有重要意义。还有一类滨水地段具有历史色彩,其是自然与人文联合的产物,是城市文化系统的载体。应该在保护历史文化的基础上,对其进行复兴。对于典型的历史地段,应该尽量保持其原貌,做到整旧如旧,对于原址复建,不应当简单的抄袭古代的风格,应该在满足传统文化下,赋予文化的内涵。从历史遗迹的保护、历史体系的维持、环境肌理的保护、历史事件的复原、历史原址复建、传统工艺的传承、保护民俗等方面,开展滨水历史地段的维护与复习。
4人工湿地
城市湿地是调节城市水环境气候,修复环境的重要生态场所。人工湿地是模仿自然湿地建立天然城市污水处理地域,根据城市污水成分选择栽培可以净化水源的植物,对污水进行降解、吸收,达到污水处理的目的。湿地公园不仅可以满足游客对艺术、文化、娱乐等方面的要求,更可以通过自然污水净化,呼吁人们重视城市水环境系统。经过污水处理厂的城市水流经兼氧池到达设置三级稳定塘和二级植物床的人工净化部分,最后流入观赏池[5]。目前,我国的城市水环境系统人工湿地还处于探索阶段,经验相对较少,但人工湿地前景广阔,会逐步成为改善城市水环境系统的主要方式。
5结论