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关键词:河道治理;生态环境;南康区;修复技术
引言
河道为构成水环境系统和城乡河湖水系的重要载体,在促进人类社会进步和促进农业经济发展中占据着重要地位[1]。经济的不断发展使得各行业用水量急剧增大,各类污染物不断被排入河流而引起一系列的问题,如水体中有机物、悬浮物、氮磷含量过高造成的水体黑臭、浑浊和发绿等问题;河流含氧量的降低和各类污染物的排放,严重威胁的河流水体安全。所以,河流水系统属于污染治理和生态失衡的综合性复杂体系[2]。不同区域的河流受污染特征、类型不同,相应的污染源也存在一定差异,由此导致仅仅依赖于生物、化学或物理修复措施往往不能达到彻底修复水环境的目标[6]。鉴于此,结合工程实践经验和河流生态修复技术,提出了某两种或多种技术集合的多方位生态修复体系,然后将其应用于赣州市南康区城市水环境治理工程,大大提升了河流生态服务功能和河道的水环境恢复能力。
1多方位生态修复技术体系
多方位生态修复技术体系是一种以技术集成、统筹管理、综合治理、长效运行为基本原则,通过内源控制、人工净化、外源截留以及自净强化等一系列治理措施实现水生态系统的自然修复,见表1。
1.1外源污染控制
实践表明,初期雨水对河流水体的污染程度更大,为改善水质状况无法仅仅依靠点源污染控制。因此,多方位生态修复采取了一种工程化雨水处理技术,即雨水原位自动膜滤设备,通过采取具有膜过滤和前处理一体化的超低压膜过滤工艺,对雨水径流污染物进行高标准的去除。选择折叠式滤膜作为滤芯,在保障过水能力的同时实现截污的目的。通过设置水体贮存池,由此可大大降低人工维护的成本和截留污染物的累计,从而延长滤芯的工作年限。该设备能够有效降低雨水污染含量,因此通常安装在雨水管网的入河末端,经系统过滤可防止直排河道产生的二次污染[7]。自然河岸的“可渗透性”利用驳岸生态滞留系统恢复,由此减少未排入管网系统的雨水流入受纳河道的污染负荷和径流量[8]。水系的水运、防洪等功能为传统驳岸的最根本的目标,由此对河流生物多样性、生态环境等产生一定的破坏。基于自然材料的生态驳岸可为植被的生长提供了环境条件,具有增强水岸自然景观、涵养水源和保护水土等功能。另外,将栖息地和生物走廊等修建于生态驳岸,可形成具有良好渗透性的水陆交界面,从而提高生态服务功能和水体自净能力。根据滞留系统能够将驳岸、水陆面构成一个整体,而能量和物质的交换途径有各种植物间隙、孔洞、空隙等,同时空气中的氧气在不同水流速度下被携带至水体,有利于水体的净化。因此,大幅度降低水污染物排放量、恢复河流湿地及河道的生态系统、严禁新占河道与湿地等为解决河道面临的生态问题的主要措施。
1.2内源污染控制
城市河流水质在很大程度上受外源入河沉淀的影响,即底泥对水体环境可产生二次污染。氮磷、重金属等在外源污染有效控制的条件下也会在特定的条件下进入水体,并在河道底部逐渐积累,对河流上部分水体产生影响。对此,可采取机械清淤和生物酶底泥修复相结合的内源污染控制的有效措施,具有可持续性好、去除污染率高及减少快等优点[9]。机械清淤可在一定程度上改善底泥和河流水体的理化性质,但该项措施的投资成本较高,一般适用于污染负荷高的小面积水域修复。在受污染程度较低、涉及范围较小的区域比较适用生物酶底泥修复技术,从而显著提升微生物在自然条件下降解有害有度污染物的能力。另外,底泥理化性质的可持续性在提高微生物活性后得到重要保障[10]。
1.3人工净化体系
河道水环境系统在外界污染物迅速进入河道时产生失衡或不稳定,通过采用应急措施确保河流水系统的完整性。因此,河道抵抗外界干扰的能力可通过人工净化干预体系提升[11]。当前应用较为广泛的技术措施为超微净化水工艺,见图1。该技术是采用超高压气水混合法形成大量的微小气泡,由此实现增大水体氧容量和氧化有机物、去除各类污染物的目标,从而大大提升水体能见度,在河流水体净化方面具有较强有效性。超微净化水处理技术可逐个消除河流重金属污染、含氧量低、水体黑臭、浑浊、发绿等常见的水质问题,具体的净化过程为:微米级气泡可迅速去除发绿水体中的黏附藻类;携带正电荷的超微气泡能够直接分离、吸附水体中的泥沙和胶体,从而净化浑浊的水体;水体中的有机物在超微气泡破裂和沉降过程中产生的自由基、氢氧基作用下发生分解、氧化,由此可实现治理黑臭水体的目标。
1.4水体自净化
应根据河道不同的受损和受污染程度,采取相应的管理、修复和治理策略,从而提高工程资金的使用效率和各项治理措施的成效。当前,水生态系统在河道整治中的应用越来越广泛,对于强化水体的自身功能发挥着重要作用,水体自净过程见图2。对生态系统受损不严重、受污染胁迫时间不长且水质超标不严重的那些河道,采取以减量为主的措施,通过采取有效的治理措施改善水体质量,减少入河污染量,发挥河流生态系统的自净化、自组织功能自然修复。挺水、沉水、浮叶植物为构建水生植物群落的主要内容,其中挺水及浮叶植物群落发挥着维持水体环境和增强景观效果的作用。在维持生态多样性和系统稳定的条件下对水陆系统之间的能量、物质交流发挥着重要作用。通常将水下草皮布置在岸边较浅水域,如四季常绿矮型枯草等。为提高深水区景观度将四季常绿、体形较高的水下森林一般布置在中部较深区域。群落的构建主要考虑如下原则:氮磷等富营养物质主要由沉水植物的吸附作用消除;通过有效控制悬浮物,显著减少氮磷的释放;通过光合放氧促进铁、铝与泥质中磷的有效结合,降低磷含量;充分发挥沉水植物的功能抑制藻类的繁殖与生长。针对生态功能结构完全受损退化、水质严重恶化和长期污染物超负荷输入的河道,采取养护、修复、减量相结合的综合整治措施加快污染物减量化步伐,如通过实施补水换水、布放人工水草、投加微生物、修建曝气及清淤池等措施,在条件允许的情况下也可引入旁侧湿地进行强化治污,尽快为河流生物群落营造良好的生存环境。另外,枝角类浮游动物在实现动物蛋白与有机物、蓝绿藻转化的同时,又可作为天然饵料被鱼类摄食,从而形成良好的生态循环系统。此阶段的工作重点为如何提高重建生物群落的增殖率、成活率以及确保建成的治污设施持续高效的发挥作用,这也是中小河道生态整治和环境修复易被忽视的环节。
2实例应用
以赣州市南康区城市水环境治理工程为例,治理项目位于南康区龙岭镇内,堤线从丫叉村到大树下,河流全长13.33km,本次治理8.58km。河流中TP、NH3-N、COD浓度分别为1.6mg/L、12.5mg/L、290.2mg/L,属于劣Ⅴ类水质,现状河流透明度极低、水体发黑发臭等问题突出。由于上游河道没有设置相应的截污措施,使得各种污水和部分降水直接进入河道,考虑选用隔膜导流处理受污染水体,隔膜的外、内层分别为聚酯纤维膜和土工膜,布置于南康区河道南岸2km处。通过导流作用,将部分污水流至下游可降低进入南康城区段的污水量,由此实现部分非溶解性污染物的有效拦截。针对直接排入河道的雨污水,为提高底泥和水体微生物的新陈代谢能力与呼吸强度,氧化和消减底泥内源污染,采取将生物酶投入至河道激活其活性的措施,由此实现底泥的原位治理和河道黑臭底泥现状的改善[12]。根据水质相关要求利用河流生态技术,进一步美化环境维持水生态系统循环。在河道综合整治项目中引入超微净化设备技术,这是受污染河道尤其是城市河流治理的有效方法,水质净化指标见表2。根据表1可知,南康区河段水环境质量得到明显改善,为河道水生态环境创造了良好的条件。康区城市水环境治理项目,通过抛洒、投放的方式构建浮游和底栖动物群落,以鲫鱼、鲢鱼为主的鱼类群落以及以伊乐藻、矮型苦草为主的沉水植物群落,形成了自然良性循环的水生态系统。项目实施2个月后,河流水体由之前的淡绿色逐渐转变为清澈见底、无色透明的水体,河流水环境得到明显改善,TP、NH3-N、COD等污染指标降低至0.4mg/L、8.1mg/L、23.5mg/L,显著提升了水体自净能力和地表水环境状况。
关键词:生态;修复技术;水环境保护;治理措施
治理水环境污染比较常见的方法是通过有效控制污染源的方法达到的,但是这种方法有很多的弊端,受经济社会发展的影响比较大并且制约作用很明显。通常情况下是没有办法达到预期目的的,而且治理的效果也不是很好,很多时候还可能出现严重的反弹现象。很多研究和实践的事实表明,水环境的污染问题就是明显的生态环境问题,所以一定要利用生态学的手段和方法去处理这个问题,这样才能从根本上解决水环境污染的现状。
一、生态修复技术原理
生态修复是水环境污染治理比较高的阶段和层次,充分利用一些特有生物的特殊功能去吸收相关的污染物质,从而达到净化水污染,恢复生态平衡的目的。生态修复技术能够改善生态系统的结构,恢复受损的物种群体,使水生生态系统更加的完善,把原来失去的生态系统功能更加完善的进行修补,从而达到水生生态系统自我完善和修复的最终目的。
生态修复技术主要是使用生态学技术和手段,尽可能的去控制和调节水的流量和状态,改善水污染的现实。重视相关结构的重建或者改造工作,比如说河岸边坡的结构类型等,还要重视相关水域的生物多样性,使水体拥有完善的生态系统结构和功能,并且达到生态平衡。在上世纪80年代,作为一种投资小并且效益高的治理环境污染技术,生物修复技术开始流行起来,其主要是使用那些特殊的微生物在某些特别的情况下去消除那些污染环境的物质,这样一来环境的污染问题一定能够处理的妥当。
生态修复技术能够很自然的实施下去,而且投资比较少,一般花费仅为化学法或者物理法修复一半左右。生态修复技术有很多优点,包括安全性、经济性、实用性、系统性等,因此成为治理水污染最重要的技术手段和方法。生态修复技术充分把握和利用水生系统的自然规律,利用生态治水的理念,实现自然生态的修复和发展。
二、生态修复主要技术手段
(一)水生植物修复技术
有的水生植物能够和水中的污染物在微环境下达到共生,还可以利用生态系统的竞争关系控制一方的繁衍,比如说在营养物质和水能的利用上,一些水生植物和浮游藻类就是竞争关系,这样引进水生植物能够有效的控制藻类的疯狂生长。与此同时利用可以将水中营养物质吸附的能力,除去污染物质并且能够加速有机物的分解。
水生植物修复技术最为常见的就是人工湿地技术。人工湿地技术是生态治理技术,最近几年来发展迅速。在处理各类工业废水的污染问题上效果显著,尤其是在石油化工、重金属冶炼等方面,在雨水的处理等方面也得到了较大推广。利用这种方法能够有效的改善水体的水质,充分利用理化生的共同作用来进行污水的净化,是人工湿地的基本原理。利用湿地表面积大的功能除去水体中的悬浮物,从而达到过滤的目的,这种方法的显著优点是利用水生植物和微生物能够有效的降解有机物。
但是这种技术还是有一些弊端,因为水生植物本身的成长速度比较慢,处理的效果只有长期的时候才能显现出来,受客观条件影响比较大;面对那些水质相当差的生存环境来说,有时候连水生植物都没办法生长,这样也就成了另一种污染物,得不偿失。
(二)土地处理技术
土地处理技术是一种存在时间比较长效果很好的水处理技术。利用的最基本材料就是土地,充分发挥植物和土壤的净化作用,进而达到自我调控的目的,在某种程度上实现了水体的净化。土地处理的类型包括很多种,比如快速和慢速渗滤、地表漫流等。根据具体的经验表明,在去除有机物方面土地处理的效果比较好。
(三)生物膜法处理技术
生物膜法处理技术说的是利用天然材料巨大的表面积为载体,为微生物提供附着的空间,这样就能够更好的降解污染物。这种方法降解污染物的效率高,可以在短时间内高强度负荷的工作,所占用的有效空间比较小,作用周期短,可以有效的节约资金。除此之外,运行管理的成本可以更好降低,像那些治理污泥问题就可以有效的避免,而且受外界的影响也比较小。
(四)水生动物修复技术,
水生动物的食物种类比较多,像水里的藻类、有机物都可以当做水生动物的食物。在提升水体的透明度,减少水中悬浮物等方面作用显著,水生动物可以把水中的食物链进行延长,这样净化效果就比较好,再配合比例合理、防止过度的繁殖,除去水体中过度的有机物,调控水生生态系统,增加系统的安定性,改善物质循环,这样下来就一定能够达到净化水体的目标。
三、结束语
把环境生物学原理应用在生物修复上,利用微生物的生命周期活动,把水中的污染物进行有效的降解、消除,进而使水体净化;利用生态工学进行生态修复,创造生物多样化的生存环境,为生态修复打造良好的基础,促进生态系统良性循环,达到水环境保护的最终目的,形成和谐统一的治理体系。
参考文献:
关键词:水库 环境 生态 治理 保护
水库是人类在陆地河流上筑坝而形成的面积、蓄水量各异的集水区域。人工坝堤拦截大量上游来水和泥沙,在坝前形成以水体为主的景观足水库环境的莆要特征。我们称处于水库坝堤 上游平均洪水期淹没范围之内的自然综合体为水库环境。水体与底质是水库环境的重要组成部分,是水库生态系统赖以生存的物质基础,并与水库环境下的气候、入库河流、生物、土壤(水库涨落带)、地质与地貌以及人类活动等要素息息相关。水库环境变化主要表现为水库建成后一定时间段或特定时间、不同时间范围内的水质变化。
目前水库主要环境生态问题
当前,我国水库环境面临的主要问题是水库淤积、水库富营养化、水污染及其持续的环境效应。从空间上看,水库环境包括枯水库容区、库区季节性水位涨落带和入库河道同水变动带。在入库河流的河口处,往往形成三角洲形态的淤积体,是河流携带泥沙进入水库之后快速堆积的结果。
水库水质逐渐恶化。水库污染物主要来源于库区的工业废水、农田排水、城镇污水、大气降落物以及养殖水体的过量施肥投饵,归纳起来分为点源污染和面源污染两类。污染物类型有需氧有机物质、植物营养物、重金属、农药、化工物质及一般无机盐类、病原微生物等。排入的污染物超过了水体自净能力,使水质恶化,扰乱了水生态系统的稳定性及正常功能。而且由于氮、磷等及有机物的大量排入,水体呈富营养化状态,藻类大量繁殖甚至产生严重水华,完全丧失了水的使用价值,造成水质性缺水。
生物多样性减少。水库的建立首先阻断了河流连续性,阻隔了珍稀洄游性鱼类的通道。高坝水库泄水使坝下河水气体饱和、水温结构改变,严重影响下游水生生物的繁殖和生长。水体浑浊度和营养盐等要素的改变,导致土著种类数量减少和灭绝,造成的食物网结构不完整,生态过程受阻。所以水库改变了河流的生态环境多样性,改变生物原有栖息地,导致水生生物多样性水平下降。生态系统多样性的变化,引起优势种替、原有物种消失与新物种侵入。而且营养物质在初级生产力水平上过度积累或贫乏等,不利于生态平衡,影响生物多样性。
生态平衡受到影响。由于水库汛期和非汛期的影响,水库以及水库下游的湿地面积会发生变化,当水库水位下降,水域面积缩小,湿地面积也会相应减少。湿地植物群落发生逆行演替,水生生物的生存也会空间减少,物种构成发生变化,多种水生生物将不复存在,湿地内的珍禽鸟类也因栖息觅食环境遭到破坏或水域面积缩小而难以生存,一些敏感植物种类和珍稀水禽数量减少或消失。整个生态系统向着贫乏、单一方向演变。再次水库水位降低后,大量滩地出露,大量湿地被开垦为农田,破坏了湿地系统中的植被物种,加速生物多样性减少,严重影响了区域生态平衡。
污染干扰对水库水环境的影响问题
水库环境要研究在人为干扰下水库生态系统内在的变化机理、变化规律和对人类的反效应,从而寻求受损的水库生态系统的恢复、重建和保护对策,研究水质监测和生态监测方法,并采取物理、化学、生态的方法对水库环境质量进行监测,以便科学准确地对水库生态系统受损程度进行判断。研究利用生物群落各组分对污染影响的应答来分析水环境变化的效应程度和范围,结合具体目标下的水质标准来评价水质状况、生态环境质量,从而对水库生态系统受损状况进行评判。
水环境污染问题分析。水库污染物的主要来源于库区的工业废水、农田排水、城镇污水、大气降落物、工业废渣、城市垃圾,以及养殖水体的过量施肥投饵。水库污染物的类型有需氧有机物质、植物营养物、重金属、农药、石油类、酚类、氰化物、热、酸碱及一般无机盐类、放射性物质、病原微生物和致癌物。水环境污染总的危害是指由于排入水体的污染物超过了水体自净能力,从而使水质恶化,破坏了水的使用价值,扰乱了水生态系统的稳定性及正常功能。主要危害是由于营养盐类(氮、磷等)和有机物质的大量排入,使水体呈富营养化状态,藻类大量繁殖,甚至产生严重水华,引起鱼类大量死亡,以致完全丧失了水的使用价值,造成水质性缺水,影响人们的饮水安全甚至生命安全。
污染干扰下水库生态系统的内在变化机理。主要指标包括污染物进入水库后的扩散方式和速率;污染物对水库浮游植物、浮游动物、底栖生物、水生植物、鱼类及其它水生动物的影响;表征水污染的各项主要水质指标的变化;水库自净作用及机制,包括沉淀、稀释、混合等物理作用,吸附、凝聚、分解、化合、氧化、还原等化学和物理化学作用及生物净化作用,以及污染性人为干扰后水库生态系统自净作用的变化;营养物含量及其区域变化与水生生物群落之间的消长关系及相互作用;氮、磷等营养盐类循环特点及与水库营养水平的关系;水库富营养化形成的机理和规律;水库富营养化趋势预测等。
水库环境质量监测管理模式。首先研究水库自净模式,包括水库自净机制、净化能力、净化速率以及水库物理净化、化学净化和和生物净化模式,以揭示污染物与水库生态系统组分之间发生的各种物理作用、化学作用、生物作用及生理生化作用、微生物作用的能力与规律。其次研究建立水库水质数学模型,以描述污染物运动变化规律,揭示水库水质变化规律。主要研究污染物进入水库后发生的种种物理、化学和生物学的运动过程以及在这些过程的综合作用下污染物浓度降低的表达。如稀释、扩散、沉淀、吸附、凝聚、挥发等物质迁移过程,水解、氧化、分解、化合等化学转化过程,碳化、硝化、厌氧、解毒等生物化学转化过程,以及描述这些理化、生物和水力学过程的种种数学模拟方程。
水库主要环境生态问题解决方法
目前解决水库生态环境问题的方法,几乎都是以源头控制为主的综合防污减灾战略,加强点源、面源和内源污染的综合治理,开展水库防污减灾的生态对策研究,利用生态学原理和工程学手段防治水库环境污染。
生物缓冲带技术。生物缓冲带是一项实用工程技术措施,它丰富的内容及其对有害污染物的处理包含了复杂的生物、物理、化学等多种过程,能够产生优良的环境效益。在缓冲带建设中,既要考虑生态效果,又要考虑景观效果,还要考虑经济效益,使生态保护和经济发展能够很好地结合。沿水库周边建设有一定纵深的绿色屏障,利用庞大植物根系加固库岸,减少水浪对库岸的冲击,阻挡泥沙和杂物直接进入水库、使其具有转面源污染物的功能,防治库外地表径流冲刷库岸。在林、草品种上应严格选择,在不同树种、草种和林、草种结构上实现优化,在建设上进行科学规划和有步骤实施。
流域生态学技术。流域生态学是以流域为研究单元,应用现代生态学理论和系统科学方法,研究流域内高地、沿岸带、水体等各子系统间的物质、能量、信息流动规律,在研究流域作为一个复合生态系统的结构和功能之基础上,进一步从中、大尺度上对流域内各种资源的开发利用、环境保护进行研究,为流域中陆地和水体的合理开发利用决策提供理论依据。
生态河堤技术。生态河堤技术是人工湿地的一种改进技术,其在充分考虑生态效果,保护生物生存环境和自然景观的基础上,建设适合生物生长的仿自然状态的护堤。生态河堤的优点是适合生物的栖息与繁衍,能够净化水体,调节水量、滞洪补枯,保持河流和生物的多样性。目前,很多国家都在对破坏河流自然环境的做法进行反思,都在进行河流回归自然的改造,提出了全新的“亲近自然河流”概念和“自然型护岸”技术,建设生态河堤已成为国际大趋势,基于各国对河流治理认识的先进理念,必须加以认真的学习和借鉴,只有这样才能避免走弯路、犯同样的错误。
关键词:水土保持; 生态环境;治理;研究
一、 水土保持建设现状与问题
1 水土流失现状
我国是世界上水土流失较严重的国家之一,其水土流失的基本特点是:分布广、类型多、强度高、危害深、治理难度大。由于特殊的自然地理和社会经济条件,使水土流失成为主要的环境问题。中国的水土流失分布范围广、面积大,根据公布的全国第2次遥感调查结果,中国的水土流失面积达356万km2,占国土总面积的37%,其中水力侵蚀面积达165万km2,风力侵蚀面积191万km2。在水蚀和风蚀面积中,水蚀、风蚀交错面积为26万km2,侵蚀形式多样,类型复杂,水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀及滑坡泥石流等重力侵蚀特点各异,相互交错,成因复杂。
2水土流失的危害
2.1耕地减少,土地退化严重
水土流失使土层变薄,土地石化和砂砾化,失去农业利用价值,减少了耕地面积。水土流失使植被减少,地面覆盖率降低,土壤拦蓄地表径流能力减少,流失后坡地土壤持水力小,一旦遇干旱则农业产量下降,甚至绝收,人畜饮水也出现困难。近50多年来,中国因水土流失毁掉的耕地达267万hm2以上,平均每年5万hm2以上,因水土流失造成退化、沙化、碱化草地约100万km2,占中国草原总面积的50%。进入20世纪90年代,沙化土地每年扩展2 460 km2。
2.2泥沙淤积加剧了洪涝灾害,影响水资源的有效利用,加剧了干旱的发展
由于大量泥沙下泄淤积江河湖库,降低了水利设施的调蓄功能和天然河道的泄洪能力,加剧了下游的洪涝灾害,大量的泥沙淤积使黄河河床每年抬高9 cm左右,形成名副其实的“地上悬河”,增加了防洪的难度。每年长江发生全流域的特大洪水的成因之一就是中上游地区水土流失严重、生态环境恶化,加速了地面径流的汇集过程。黄河流域50%以上的雨水资源消耗于水土流失和无效蒸发。为减轻泥沙淤积造成的库容损失,部分黄河干流水库不得不采用蓄清排浑的方式运行,使大量宝贵的水资源随着泥沙下泄,黄河下游每年需用200亿m3左右的水冲沙入海,以降低河床。
3存在的主要问题
3.1人为破坏造成新的水土流失尚未得到有效遏制
我国生态环境受到较严重破坏,原因是多方面的,但主要是不合理农业结构所致。据遥感调查,1989年黄河流域水土流失面积为46.5万k,其中水蚀面积为34.52万k,风蚀面积11.98万k;1999年水土流失面积41.11万k,其中水蚀面积35.05万k,风蚀面积6.06万k。从两次遥感调查对比看出,黄土高原水土流失经十年治理,治理面积增长7.11万k。但由于近期在采矿、交通、冶金、建材等生产建设开发中,不重视水土流失防治,在开发建设中出现生态环境破坏。
3.2 农业产出效益差,产业化困难重重
长期以来,我国在农业内部以粮食种植为主,高产值、高附加值的经济作物及畜牧业比例过低,导致整体农业产出效益差。农业产业化对经济发展的重要带动作用已成为当地干部群众的共识,但目前尚处于探索和起步阶段。主要问题一方面是产业化对经济发展的重要带动作用已成为当地干部群众的共识,但目前尚处于探索和起步阶段。主要问题一方面是产业化的思路尚不清晰,缺乏龙头企业的带动和产业基地的保障;充分利用不同类型区的自然条件特点和资源优势发展各自的支柱产业,尚需进一步研究。另一方面,我国西部地区经济社会发展相对滞后,大部分群众的主要投入及大部分耕地资源用来生产粮食,以解决温饱问题,尚未从小农经济生产模式中解脱出来,缺乏产业化意识和资金投入。
二、 水土保持与生态环境建设发展的战略
1发展战略的基本要求
1.1 长远规划,分步实施
我国的水土保持必须从国情(区情)出发,长远规划,分步实施,从可持续发展的战略高度,制订切合实际的治理目标。
近期目标(2001-2010):遏制生态环境恶化的趋势,坚决控制住人为造成的水土流失,使水土流失面积不再扩大。25°以上坡耕地退耕还草,水土保持措施平均年减少入黄泥沙4-5亿吨,有效林草覆被率提高到25%,人均基本农田0.13-0.2h,粮食占有量达到人均350-400kg,生态环境治理度达到40%。
中期目标(2011-2030):部分15°以上坡耕地退耕还林还草,水土流失治理面积占流失面积的60%以上,有效林草覆被率达到35-40%,退化、沙化、碱化的草地基本行到恢复,人为水土流失全面得到制止,已产生的人为水土流失80%以上得到恢复治理,水土保持措施多年平均年减少入黄泥沙6亿吨左右,农村人民生活初步步入富裕,达到或接近全国平均水平,生态环境治理度达到80%。
远景目标(2031-2050):退化、沙化、碱化的草地得到改良,大部分荒山的自然植被得以恢复,宜林地全部绿化,有效林草覆被率达到50-60%左右,坡耕地实现梯田化,水土流失和沙漠化基本得到控制,水土保措施多年平均年减少入黄泥沙8亿吨左右,建立起基本适应社会经济可持续发展的良性生态系统,黄土高原大部分地区实现环境优美、农林果牧全面发展、人民富裕的目标。
1.2生态环境建设与农业开发相结合
通过生态环境建设与农业可持续发展有机结合,建立经济与社会协调发展、互相促进的新机制,不断改善生存环境,提高全社会成员的素质,满足人民群众日益增长的物质生活和精神生活的需要。以水土保持为核心,寓富民增收于生态建设之中,把恢复植被作为突破口,实施水土流失综合治理,带动土地利用结构调整,促进生态系统的良性循环,开发替代产业和增加就业,大力开发人力资源,投资基础设施建设,促进区域经济发展,为持续发展奠定基础。
1.3 以市场为导向,调整农业结构
我国农业生产结构性矛盾日益突出,不能满足市场对农产品优质化和多样化的需求。退耕还林还草并不仅取决于粮食,在有粮无钱的情况下做到全面退耕具有一定困难。因此,国家除了"以粮代赈"投入粮食和资金、促进生态环境建设之外,还应积极推动农业生产结构调整和农业产业化进程,大力发展二、三产业。坚持以市场为导向,产足本地,面向全国,考虑国际。既要适应农产品市场的现实需要,又要研究和预测潜在的、未来的市场需求趋势,以满足社会对农产品的数量及多样化、多层次、优质化和动态发展的需求。
三、水土保持综合治理与利用现状
在基础性研究方面,对不同地区水土流失的形成机制、发生过程、发展赵势以及对区域生态环境的影响作用,开展了近百项专题研究。特别是通过微观与宏观、机理与形态、室内模拟与野外观测、自然因素与人为活动综合研究,初步摸清了我国不同类型区水土流失的方式、类型、面积及发生发展规律,在对水土流失影响因子综合分析的基础上,初步建立了不同地区的坡面与小流域侵蚀产沙预报模型。
在应用研究方面,开展了小流域综合治理、水土保持措施及其优化配置、水土保持效益分析等多项研究,试验推广了以改变小地形和高效利用水土资源为主的各种耕作措施;以恢复植被,增加地面覆盖为中心的造林种草技术;以减少径流、拦蓄泥沙为重点的各种水保工程措施。先后建立了上百个试验示范小流域。开展小流域综合治理研究,因地制宜地提出一整套比较成熟的治理模式与配置技术,取得了显著的生态、经济效益。
四、 几点具体建议
1 注重历史经验,坚持综合治理
以县为基本单位,以小流域为治理单元,以修建基本农田和发展经济果木为突破口,山水田林路沟综合治理的做法是成功的,应当加以肯定。但大规模的退耕还林还草和有计划地封山育林育草,这一综合治理中的关键环节未能取得突破。工程措施和耕作措施既是治理水土流失综合措施中的重要组成部分,又是有效实施造林种草的必要条件;特别是在半干旱区进行人工造林(含灌木)时必须强调以工程整地为前提;而在发展人工种草的同时,如果不将草纳入正式种植制度之中,并与发展畜牧业与饲草加工业相结合则很难持久下去。建议各地制定的生态环境建设规划必须是一个全面的综合治理规划,而不是单一的林草建设规划。
2 生态经济协调发展,生态优先
退耕还林还草是扭转生态环境恶化的关键,但如何具体实施却大有讲究。我们认为,对于25°以上的陡坡地,不是退耕后不再种粮就算完成了任务,而是要强调退耕后主要应作为营造水土保持林灌草的生态保护用地,即在一定期限内不再进行任何方式的收获和采伐。为此,必须进一步完善生态效益补偿机制,加大补偿力度。前一时期限内在拍卖"四荒"中,一些地方将牧荒坡地翻耕改种经济林果、药材,甚至粮食的做法,实际上是将天然植被变为生产用地了,应考虑其后果。至于25°以下坡地退耕后的利用问题,则应根据具体情况分别处置,同样应遵循生态保护为主的原则。对于地少人多、特别困难的少数地方,为保证群众生活和保护生态环境,则应考虑采取移民搬迁工程的办法加以解决。
3 把对天然植被保护、改良放在与退耕还林还草同等重要位置
人工植树种草无疑是使我国生态环境和农业发展步入良性循环的一个关键步骤,但必须把天然植被保护放在同等重要位置才能达到既定目标。黄土高原人工造林种草要取得成功很重要的一条是要依据植被地带分布规律和地形地貌条件确定适宜的乔灌草植被类型,选择适生树种,特别是乡土树种,以及在本地区经长期种植引种并取得成果的树草种,培育新的速生多抗体树草种当然十分重要,但不是马上能够实现的。相比之下,保护和恢复天然林草植被的措施就比较简单,最主要的一条是封育,其次是补播、补植。
今年 6月25日,国务院公布了《关中—天水经济区发展规划》详细方案,这个规划是《国家西部大开发“十一五”规划》中确定的西部大开发三大重点经济区之一。包括的范围地处亚欧大陆桥中心,从生态环境方面讲,由渭河上游的天水到渭河下游的渭南,几乎涵盖了整个渭河中下游流域,可以说就是一个渭河流域的经济发展规划。这个规划的实施,为渭河的生态环境建设和渭河水资源开发利用创造了新的发展机遇。
在《关中—天水经济区发展规划》中,国务院提出的总体要求是:力争用10年多一点的时间,把经济区建设成为全国区域协调发展新的重要增长极,实现经济繁荣、山川秀美、人民富裕、社会和谐。在发展目标上,对森林覆盖率、自然湿地保护率、资源消耗、环境污染、渭河干流水质、中心城市市区空气质量、城镇污水、生活垃圾、工业固体废物处理等生态环境建设提出了明确的硬性指标。特别是对加快实施渭河流域重点治理工程、加强渭河流域水资源管理等方面更有着直接的明确要求,把渭河中游干支流防洪、渭、洛河下游治理、渭北山地生态屏障建设、渭北和天水等黄土高原丘陵沟壑区水土流失综合治理等项目全部列入规划中的重点工程。把加强西安、宝鸡、商洛、天水等秦岭山地生态功能区生态环境保护与建设、提高水源涵养能力、加快实施平原绿化、人居生态环境建设等工程列入创建国家环境保护模范城市、生态园林城市、生态示范乡镇、环境优美乡镇、加快建设宜居区域的建设内容。这些对于渭河流域生态环境保护、渭河水资源开发利用工作来说,真是遇到了千载难逢的好时机。
今年6月1日,《陕西省渭河流域生态环境保护办法》实施,这个办法对于渭河流域生态环境保护工作来说,又给予了一个强大的有力武器。
渭河是黄河的最大支流,自西向东横贯八百里秦川。流域总面积13.5万平方公里,涉及陕、甘、宁三省区。其中陕西省境内流域面积6071万平方公里,占渭河流域总面积的50%。流域内集中了陕西省61%的人口、56%的耕地、72%的灌溉面积和81%的工业总产值。近年来,虽经各方面的努力,渭河流域水质污染、生态环境有所改变,但污染依然严重,水资源短缺;生态环境脆弱、生态体系建设尚未全面启动,森林总量不足,生物种类大幅减少;河床内无序挖沙、水土流失严重;河道管理混乱,倾倒垃圾现象严重,河水断流、洪涝灾害时有发生。随着社会经济不断发展及城镇化进程的加快,对资源开发利用的需求大量增加,又有进一步恶化的趋势,渭河生态环境建设和水污染防治、水资源开发利用的形势仍然十分艰巨。尽快对渭河流域实施科学的综合治理与开发,具有十分重要的意义。
1.以小流域为单元,各地共同开展综合治理是一项根本途径和长期任务
渭河流域生态环境恶化的具体反映首先是严重的水土流失。由于水土流失不仅造成土地资源破坏、生态平衡失调、农业生态环境恶化,而且导致渭河下游严重淤积、洪涝灾害频繁发生。因此,要从根本上改善生态环境,只有以小流域为治理基础,在小流域范围内蓄水保土,采取工程措施、植物措施与耕作措施紧密结合,山、水、田、林、路综合治理,形成一个较为完整的综合防护体系,铲除洪水之源,从根本上遏制水土流失。使流域内水文状况改善,泥沙得到控制,河流生态系统与水文状况才能从根本上得到好转,生态环境才能逐步得到改善。渭河水源既有来自南山秦岭的黑河、涝河、沣河等,也有来自北山渭北高原的泾河、洛河、千阳河、韦河、漆水河等。这些支流,从宁夏、甘肃到陕西,水土流失严重的面积都集中在渭北。这几年,南山的水不大了,北山的水几乎断流了。可见要从根本上改善渭河流域的生态环境,必须从渭河的每一条小支流做起,以小流域治理为基础,各地一起齐抓共管,从根本上、根源上改变整个渭河流域的生态环境治理。这应该是国务院《关中—天水经济区发展规划》为渭河流域各地方政府发出的动员令。
小流域治理应以退耕还林(草)为主要手段,促进流域生态环境自然修复。退耕还林(草)、人工造林种草,对遏制水土流失可以起到一定作用。渭河流域水土流失面积大,范围广,实施退耕还林(草),尽快使生态自然修复,尽最大程度发挥大自然繁衍生息能力,加速林草植被的恢复和生态系统的顺向演替进程,这项工程从实施“山川秀美工程”以来,已经实施几年,生态效益十分可观。我们应该把它继续的、长期的坚持下去。
要树立全局观念,上游下游各地政府相互合作,建立科学完整的综合治理、管理体系。上游地区可以小流域为单位,按照梁峁坡、沟谷坡、沟道等不同的地貌特征,配置各自适宜的水保治理措施。如梁峁坡多为坡耕地,除缓坡修筑梯田外,其余坡面可推行等高灌木带、林草间作及保土耕作措施等;沟谷坡侵蚀破碎,坡度在25°以上,实行退耕还林(草),发展以灌木为主的水土保持林;沟道以支毛沟为主,大力发展坝系工程建设,做到支毛沟小坝与骨干坝有机结合;另外,还应在渭河一、二级支流上部署小型水库、河道整治等工程,治标与治本同步进行,形成节节拦蓄降水,层层开发利用的良好布局,逐步建立起科学完善的综合防御体系。而下游地区重点要搞好河道管护,如河堤加固、河道疏浚、合理排污、堤岸绿化、减少污染等,使上下游形成相互呼应的、科学完善的综合防御体系,自觉地共同承担起渭河流域生态环境治理和水资源开发利用工作。
2. 以科技为手段,建立渭河流域科学完整的综合防护体系
在国务院公布的《关中—天水经济区发展规划》方案中指出,关中科教实力雄厚。拥有80多所高等院校、100多个国家级和省级重点科研院所、100多万科技人才,5个高新技术产业孵化基地,3个大学科技园区,科教综合实力居全国前列。是区域发展的重要的优势条件。
渭河生态环境治理和水污染防治、水资源开发利用要以科学发展观,充分利用科技优势,全面统筹、理顺体制,狠抓源头,建立渭河流域科学治理、科学管理体系,重新塑造健康的生态环境系统。
科学创新无止境,生态环境保护也是永恒的。当前应加大区域水土保持和治理工作力度,统一规划,大流域和小流域治理相结合,农田建设和小型水利建设相结合,林、草相结合,自然恢复与人工造林相结合,山、水、田、林、路协调-致,全面治理;因地制宜,合理规划,注重区域内生态水资源的调控;全面推广有节水效能的新工艺、新技术、新设备,使区域内经济有发展、用水有节减,让水于河流,保障渭河流域生态健康平衡;综合治理,生态、生物措施并举,提升区域治理水平;以流域内水资源、土地资源、生物资源为基础,利用工程措施、管理措施、生物措施、耕作措施等综合治理手段,采取生态修复、生态治理、生态保护等方法,建立健康的生态系统结构;制订各流域的统一考量标准,严格控制入河排污总量,长期不断地加强水质监测、监督,实行区域内解决污染,地区分界处考核交接,使河流的整体达到清洁,健康的生态环境;依法加强河道的整治治理,强制实行污水达标排放,严禁向河道倾倒垃圾,建立渭河流域湿地和自然植被生长带,并在河道堤岸及两侧营造林带网,充分发挥湿地、自然植被及林带网的美化、净化作用,使区域内达到生态系统的平衡和持续的发展。
3.完善管理机制,确保治理成果长期发挥效益
依法治水,在当今实行普法教育、建设法治社会的大气候下,已经成为人们的共识。目前,除了有关治水的法律《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国河道管理条例》、《陕西省河道管理条例》等等之外,还有与治水相关的法律如《森林法》、《环境保护法》《水土保持法》等等。从执法环境到法律内容来看,渭河生态环境治理都进入了依法治理的时代。