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一、水土保持生态修复
1、水土保持生态修复的概念
有专家认为,生态恢复是指解除生态系统所承受的超负荷压力,按照生态系统自身规律演替,通过其休养生息的漫长过程,使生态系统向自然状态演化。
水利部生态修复规划给出的定义是:水土保持生态修复是指在水土流失区,通过一定的人工辅助措施,促使自然界本身固有的再生能力得以最大限度地发挥,促进植被的持续生长和演替,保护和改善受损生态系统的功能,加快水土流失防治的步伐,建立和维系与自然条件相适应、经济社会可持续发展相协调并良性发展的生态系统。
2、水土保持生态修复的特点
传统的小流域治理主要是修梯田、筑拦砂坝、种树种草,合理配置林地、草地、牧场和农田,建立农林牧结合的生产体系,提高水土流失治理效益的行为。生态修复则是针对整个生态系统的,其突破了小流域综合治理保水、保土和保肥(主要指氮、磷、钾)的目标,把对构成生态系统的若干重要元素的治理扩大到对生态系统的全面保护、修复乃至重建。
水土保持生态修复的主要做法概括起来是:封山禁牧或轮封轮牧,实行舍饲养畜;退耕还林(草),25。以上斜坡坚决实施退耕;部分水土流失特别严重地区可实行生态移民,促进地方生态环境恢复;封、管、治、调相结合,即对封育区加强管理,部分地块辅以适当的水土保持工程治理,调整产业结构使封育区人民的生活不受影响并有所提高。
二、水土保持生态修复的基本理论
1、生态系统退化的原因
生态修复是针对生态退化和生态破坏而言的。当生态系统的结构变化引起功能减弱或丧失时,生态系统是退化的。引起生态退化的原因很多,干扰是其中的主要原因之一。由于干扰打破了原有生态系统的平衡状态,使系统的结构和功能发生变化和障碍,形成破坏性的波动或恶性循环,从而导致系统的退化。事实上,干扰不仅仅在物种多样性的发生和维持中起着重要作用,也会对生物的进化产生重要的影响。干扰可分为两个方面,即自然干扰和社会干扰。自然干扰包括火、冰雹、洪水、干旱、台风、滑坡、海啸、地震、火山、冰河作用等。社会干扰包括有毒化学物的释放与污染、森林砍伐、植被过度利用、露天开采等。干扰的强度和频度是生态系统退化程度的根本原因。过大的干扰强度和频度,会使生态系统退化成为不毛之地,而严重退化的生态系统的恢复是非常困难的,常常需要采取一些生态工程措施和生物措施来进行恢复,从而进一步进行植被恢复。
2、干扰与演替——生态修复与重建的理论基础
群落的自然演替机制奠定了恢复生态学的理论基础。演替有两种基本类型:原生演替和次生演替。发生哪一种类型,是由演替过程开始时土壤条件所决定的。一般地说,生态演替是可预见的和有秩序的变化系列。在演替过程中,一个生态系统被另一个生态系统所代替,直到建立起一个最能适应那个环境的生态系统。生态演替可看作是在外界压力不复存在之后,生态系统所经历的一系列恢复阶段。如果给以足够的时间,演替在任何情况下都能够修复所有的干扰和重建原来的顶极群落吗?事实并非总是如此,修复过程是有限度的。对受损生态系统恢复过程的关键性理解之一,就是扰后演替的最终结果和它们与正常演替的关系。自然干扰作用总是使生态系统返回到生态演替的早期阶段。一些周期性的自然干扰使生态系统呈周期性演替现象,成为生态演替不可缺少的动因。人为活动的干扰是否仅仅是将一个生态系统位移到一个早期或更为初级演替阶段,还是它从开始就是与自然干扰所发生的演替明显不同的类型?实践表明这两类干扰的结果是明显不同的。干扰如果很严重,使环境变化如此重大,以致演替向新的方向进行,永远也不能重建原来的顶极群落了。当干扰持续到生态系统接近死亡阶段时,恢复与重建可以使其在某些水平上恢复平衡,但与原来的正常状态不同。天然恢复过程是要经历很长时间的,在严重干扰后,需要的时间更长。生态演替在人为干预下可能加速、延缓、改变方向以致向相反的方向进行。究竟朝哪个方向进行,就取决于人类的行为。
三、水土保持生态修复的技术方法
1、广义水土保持生态修复的技术方法
(1) 退化坡面生态系统生态修复
a.退化耕地生态系统的生态修复。少施化肥,增施农家肥料;种植绿肥植物,增加固氮作物品种;轮作、套作,间种、混种;减少化学防治,增加生物防治;植等高植物篱等。
b.退化林地、草地、荒地生态系统的生态修复。在封禁的基础上,补种乡土树种、草种。封禁在我国早就得到广泛的应用,这里需要强调的是封禁只是解除了导致坡面生态系统退化的不合理放牧、刈割、开垦、樵采、挖药材等人为压力(或称人为驱动力),
还需预防、解导致坡面生态系统退化的自然驱动力,如火灾、鼠害等。一般来说,自然驱动力并不是导致坡面生态系统退化的主要驱动力,但也不容忽视。封禁时间的长短因生态系统类型、受损程度、气候等因素的不同而不同,一般来说,乔木林、灌木林、草地生态系统可分别为8年以上、5-8年、3-5年。
(2)退化河流生态系统生态修复
在土壤侵蚀地区,导致河流退化的驱动力主要有修路、开矿、樵采、河岸放牧、化肥与农药的面源污染、工业废水与生活污水的点源污染、过度捕鱼等,对由于这些驱动力所导致的化河流生态系统进行生态修复,最重要的是要减轻或解除导致河流生态系统退化的驱动力,让河流休养生息。此外,还可采取如下两种方法:一是减少河流人工直线化的程度,增加河流弯曲度,以增加河流生境的多样性,进而增加水生生物多样性;二是在河流两岸种植生物隔离带(种类和宽度应因地制宜),一方面防治面源污染,另一方面为河流水生生物增加营养源。
(3)内陆河流域退化绿洲生态系统生态修复
一是合理开发利用水资源,实施生态应急补水工程,至少要满足天然绿洲生态系统最小生态需水量;二是合理调整土地利用结构,适当减少人工绿洲面积,使人工绿洲和天然绿洲面积比例调整到1:1左右。
(4)退化水库生态系统生态修复
对退化水库生态系统的生态修复可采取与退化河流生态系统相同的方法。
(5)退化矿山生态系统生态修复
该生态系统的土壤、植物等组分完全受损,缺乏植物生长所需要的营养元素,对这种严重退化的生态进行生态修复,可采取的方法有:覆盖土壤,对土壤进行物理处理,添加营养物质,去除有害物质,种植适应性强的先锋树种或草种、间种乡土树种或草种
2、狭义水土保持生态修复的技术方法
(1)生态自然修复的基本技术方法是封禁法。该方法适用于受损程度较轻的生态系统。
(2)自然和人工共同修复生态的基本技术方法是“封禁补种”法。该方法适用于受损程度较重的生态系统。
【参考文献】
[1]蔡建勤;张长印全国水土保持生态修复分区研究[期刊论文]-中国水利 2004(04)
[2]焦居仁生态修复的探索与实践[期刊论文]-中国水土保持 2003(01)
关键词:恢复生态学;研究进展;理论研究
随着经济的快速发展,自然环境受到的影响越来越大,人口增加、工业产业化急剧发展,使生态环境的压力越来越大,而且人类在经济建设过程中,对资源进行过度利用,使很多资源都受到不同程度的损坏,一系列生态环境问题成为摆在人类面前的重要挑战,实现可持续发展,就必须加强解决各种生态环境问题,协调人类的活动和生态环境,使人类在加强经济建设的过程中也可以逐渐实现对生态的恢复和保护,促进生态环境与人类社会的全面发展。
1恢复生态学的定义和理论基础
1.1恢复生态学的定义
恢复生态学是生态研究领域中的一个新词,主要针对生态问题产生,致力于恢复已经受到破坏的生态环境,由于这个领域涉及的学科很多,因此也叫做综合生态学。简单来讲,恢复生态学是一门有关于生态的修复的学科,指的是通过人们对生态系统的研究,从而不断对那些已经受损的生态环境进行重建和恢复的过程,使生态环境能够发挥出相应的生态功能,而且能够使自然生态环境实现可持续发展的一项科学。在这个研究领域中最关键就是恢复,对已经受到破坏的环境进行恢复,这种恢复可以分为广义上的恢复和狭义上的恢复,狭义来讲,就是一种将其恢复到初始状态的工作,广义的恢复是人类社会需求意义上,要依据生态工程的相关技术,对于一些被损坏的自然系统进行重建。由此可见,恢复生态学在加强生态系统的建设以及优化管理和生物多样性的保护上具有重要的意义。
1.2恢复生态学理论基础
恢复生态学相对应的是已经受到破坏的生态环境,生态的破坏可以理解为生态系统的结构发生变化、功能出现退化、生态自然的关系出现紊乱。所以这个恢复的过程就是要将自然还原到一个协调的关系上。由于自然条件的复杂性以及人类社会对自然资源利用的取向影响,生态恢复并不能做到将被破坏的环境恢复到最原始的状态,只能在现有的基础上进行尽量恢复和还原,使生态自然系统能够维持一定的生态功能。生态恢复是在生态环境受损之后必须要进行的一项活动,通过各种物理、生物、化学等手段,对生态系统的发展方向以及演变的过程进行控制,从而实现重建的过程。
2恢复生态学的发展
2.1国外关于恢复生态学的研究发展概况
人类开始对恢复生态学进行研究已有多年的历史,有学者认为生态恢复只是恢复中的第1步,一个生态系统想要保持整体性和稳定性,就需要进行全局思考。从20世纪50~60年代开始,欧洲以及北美的很多国家都开始注意自己国家内的环境问题,也开始有一些研究,利用一些工程和生物措施对水土流失等环境问题进行整治,从20世纪开始,就已经有很多国家在加强生态修复,比如欧美的一些发达国家在加强对水体以及热带雨林的恢复,日本加强对一些退化植被的恢复。关于生态恢复的研究一直都没有停止,20世纪70年代中期,在美国召开的“受损生态系统的恢复”国际研讨会,就生态系统受损的问题进行深入的研究和探讨,而且同期还出版相应的书籍,科学家从不同的角度对生态恢复问题进行探讨。1984年又召开恢复生态学研讨会,对恢复生态学理论以及实践的统一性进行分析和探讨,并且提出恢复生态学在经济发展以及自然环境保护过程中的作用,生态恢复的首要功能是完成生态环境的恢复,使生态环境能够维持原来的平衡,其次,也能够促进经济社会的发展,因为人们的经济活动与生态环境分不开,经济社会的发展离不开生态环境的支持。1985年,美国成立“恢复地球”组织,使生态恢复工作实现组织化和系统化。1996年,在瑞士召开第一届世界恢复生态学大会,会议强调恢复生态学在生态学领域中的地位,使恢复生态学的研究更进一步。但是每个地区的侧重点不相同,比如欧洲更倾向于对矿地的恢复,北美更倾向于对水体以及林地进行恢复,我国更强调农业资源综合利用。
2.2国内关于恢复生态学的研究概况
我国的生态环境在经济社会的发展过程中受到的损坏也十分严重,加强生态恢复学的研究,也是我国生态环境恢复和保护过程中的一个重要内容。我国在发展过程中也意识到生态恢复的重要意义,因此开始生态恢复已经有较长的历史时间。比较典型的是内蒙古锡林郭勒盟草原在过大牧压下退化后封育恢复退化的过程,这个研究从退化的草原群落的基本特征、恢复的动力等为基础建立退化的数学模型,并且借助该模型对草原恢复的策略进行探讨,从而使当地的草原生态系统得到有效的保护。在我国西南部,也有学者对贵州省茂兰喀斯特退化群落进行恢复,从退化的生态环境着手,对具体的生态环境进行研究和分析,并且结合生态恢复学的理论,使恢复生态学的研究工作得到有效的进展。包维楷等对眠江上游大沟流域人为干扰体类型、干扰强度、频度、时空格局等研究的基础上,对生态系统的群落结构以及物种的组成进行分析和探讨,并且对人为影响进行分析,还有的学者对土壤结构、土壤动物、土壤微生物等进行研究,提出常绿阔叶林生态系统恢复力,对我国的森林生态系统的恢复有很大的帮助。我国的地域十分广阔,森林资源也比较丰富、森林植被的恢复工作是恢复生态学研究的一个重要内容,对植被恢复的理论与实践研究也比较多,而且也都取得很大的进步。比如对黄土高原植被恢复的探讨、矿山废弃的植被恢复与重建、沙漠植被的恢复工作进行探讨等,使我国的多种类型的生态环境系统都得到有效的恢复,而且在恢复工作不断进行的过程中,还出现很多研究文献,这对后代的生态恢复以及生态保护都有很大帮助。自然生态系统自身有一定的修复能力,但对于受损比较严重的生态系统,加强人为修复是一个重要途径,对此,我国也积极加强各种修复技术的研究,利用人为的生态工程可加速生态系统恢复,尤其被极度破坏的生态环境,更需要利用人工修复技术。
3结语
综上所述,生态环境与人类的发展息息相关,在人类加强经济建设的过程中,对自然生态环境的破坏也越来越严重,生态恢复是维持自然界和谐发展的一个重要过程。恢复生态学主要针对生态环境的恢复,这个研究领域涉及的内容比较广泛,国内外关于这个领域的研究正在不断增多,对于生态系统的可持续发展有重大意义。
参考文献
1蒲扬.恢复生态学的理论与研究进展[J].生物技术世界,2015(12)
2高彦华,汪宏清,刘琪璟.生态恢复评价研究进展[J].江西科学,2003(13)
关键词:采煤塌陷区;绿色景观;重建问题;生态修复理念
1 概况
煤炭资源为经济发展带来了巨大的利益,但同时煤炭持续开采引起部分地表下沉塌陷,大量受损的土地也引发了一系列的问题,一方面加剧了我国人多地少的矛盾,威胁了人民群众的生命安全和切身利益;另一方面大量受损的土地限制了城市生态、休闲绿地的发展容量,制约了城市的有序发展。因此,煤矿塌陷区的生态环境整治和景观重建成为亟待解决的问题。
生态修复是指对生态系统停止人为干扰,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化,或者利用生态系统的这种自我恢复能力,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展。
采煤塌陷区景观较为单一、各种植物的空间层次感差、生态系统较为脆弱、植被的生长较为缓慢。因此,需要加强对生态修复理念的深入理解,结合采煤塌陷区的实际概况,制定出切实有效的措施确保其绿色景观的良好性,优化各种资源配置的同时充分地发挥生态修复的实际作用,推动能源型城市的可持续发展。
2 采煤塌陷区的生态环境特征分析
采煤塌陷区是人为干扰影响下的特殊的景观类型,其生态系统具有较强的不稳定性。其生态环境特征主要表现在以下几个方面:(1)土地受到严重破坏:由于采矿因素的不同,不同塌陷区的沉陷深度、积水情况、稳定性也各有不同。因此,塌陷区地形比较复杂,高低不平,坑坑洼洼。沉陷不仅破坏了地表形态,同时也使土壤结构受到严重破坏,使许多土地严重返碱、受渍,无法耕种。(2)水体受到破坏:由于采煤破坏了地下岩层,导致地下水断流,使原本地下水质良好的富水区逐渐变为缺水区。同时,地表塌陷区积水由于受矿井水排放、矸石淋溶等污染,水质较差,塌陷区积水和地表水系交融汇通,从而使整个塌陷区水系受到严重污染。当雨季来临时,往往会在这些区域形成较大的积水带。同时,受到潜层地下水的渗透影响,也会造成采煤塌陷区积水现象的出现;(3)对环境造成严重的污染:采煤采出的矸石大量堆积,严重破坏了矿区景观,侵占大量土地。同时,煤矸石中有毒的化学物质由于氧化、溶解,经雨水冲刷对矿区大气、水资源及土壤污染严重,土壤结构稳定性下降,既有的绿色景观受到了较大的破坏,各种植被生长所需的营养元素缺乏。
3 基于生态修复理念的采煤塌陷区绿色重建
3.1 塌陷区内土壤修复策略
采煤塌陷区最直接的影响就是土地资源的锐减,并且地表土层已经发生破坏,存在不利于植物生长的有毒害物质,严重制约区域内植物群落的多样性。结合生态修复理念实现采煤塌陷区绿色景观重建时,应注重塌陷区土壤特性的有效检测,了解土壤惹物理特性、化学特性及生物特性,制定出可靠的塌陷区土壤修复策略。针对塌陷区内的土壤修复,可以从两方面出发考虑:
(1)人工修复。根据塌陷程度和修复条件的不同,人为干预改善土壤、地形,为绿色景观重建创造有利的环境。如运用“土壤清洗法”刷洗土壤从而去除和剥离土壤中未被污染的部分,将被污染的土壤集中进一步治理,大大提高了修复的效率。对于塌陷区土壤厚度下降较为明显的区域,需要进行必要地充填,并通过适当的加水操作,确保土壤的含水量能够达到绿色景观再生的要求.
(2)自然修复。选择合适的植物,通过植物修复的方法,改善土壤条件。植物修复是直接利用活体植物中的生长机制来去除、降解或遏制污染物质。在对塌陷区土壤化学特性分析的过程中,应注重全氮、全磷等指标的分析,对于严重缺乏营养元素的区域,需要种植耐性较强的植物如洋槐、泡桐、夹竹桃、臭椿等。在一些煤矸石填充区域中可以栽种一些耐贫瘠、速生的牧草如苏丹草、苦买菜、黑麦草等来改良土壤,进而采用豆科植物、蔬菜与杂粮轮作的方式,种地、养地相结合来实现土壤的自然修复。
一般来说,自然修复需要经历一个较长的周期,而人工修复又需要投入大量的人力和物力,所以在实际运用中,应因地制宜,采取自然修复与人工修复相结合的方式,选择合理的植被恢复模式,保持塌陷区土壤营养的均衡性,提高采煤塌陷区土壤修复的成效。
3.2 植物景观的有效设计
在生态修复理念的指导下,对采煤塌陷区绿色景观进行有效设计,使得被破坏的绿色景观逐渐地恢复,从而大大地提高了区域内的绿化覆盖率,为野生动物提供栖居地,进而带动生物群落的复生,使塌陷区的绿色景观重复形成良性循环。
具体的设计要点包括:(1)充分考虑采煤塌陷区的各种地理条件及气候因素,根据不同的立地条件,选择适宜的植物进行栽植。如在塌陷区内水域附近,选择水生植物或湿生植物;在污染严重,土壤条件较差的场地上择选择耐性较强的植物。(2)针对不同绿色植物种植设计的过程中,应加强对变形设计方式的合理运用,确保这些植物长成后的整体美观效果;(3)对植物群落结构进行合理配置和优化,建立科学的植物群落。
3.3 针对塌陷水域的修复策略
采煤塌陷区往往伴随着大面积的水域,在景观重建的过程中,应根据水域面积和水体深度选择适宜的景观重建模式,如设置旅游休闲中心、农业示范区基地、水上乐园等功能区。
(1)注重场地的雨洪管理。采煤塌陷区内的雨洪管理最关键的因素是雨洪的治理和储存,特别是污染严重的区域内,要防止其与被污染的土壤发生接触,造成污染的进一步扩大。这就要求在采煤塌陷区景观重建之初就要对场地进行雨洪收集、处理设计,使其伴随着时间的推移而逐渐释放,如屋顶花园、雨水花园、立体绿化的设计。
(2)生态修复技术的合理运用。在采煤塌陷区景观重建的过程中,合理运用生态修复技术可以修整恢复水体原有的生物多样性、连续性,充分发挥资源的生产潜力,同时起到保护塌陷区内水环境的目的,使水生态系统转入良性循环。如采用人工增氧,设置人工浮床、生物修复等方法,实现水体修复。
(3)注重多层次湿地体系的构建。在对水域面积较大的塌陷区域景观进行重建时,需要在道路绿化、植被栽种及其它生态修复措施实施的过程中,注重多层次湿地体系的有效构建,逐渐形成功能强大的湿地区,实现对采煤塌陷区生态系统的有效调节。
4 结束语
关键词 湿地;湿地保护技术;生态恢复技术;探讨
中图分类号 X171 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0132-02
当前,湿地的定义还存在一些分歧,但目前较为公认的一种说法就是陆地与水域之间的过渡地带统称为湿地。但随着人类对湿地利用的无限制,导致湿地在逐年的锐减和遭到破坏,急需我们人类加大湿地保护意识,不断创新生态恢复技术,才能实现人与自然的可持续发展。由此可见,就关于湿地保护及湿地生态恢复技术进行探讨具有十分重要的意义。基于此,笔者结合工作实际,提出关于湿地保护的重要意义和相关技术、湿地生态恢复技术的同时呼吁全人类共同加入到湿地保护行列中来。
1 加强湿地保护及湿地生态恢复的重要意义
加大湿地保护力度,加强湿地生态恢复,具有十分重要的意义。这主要是湿地具有较多的功能,主要表现在以下几个方面。
1.1 湿地为生物提供了生存的环境
而覆盖地球表面约6%的湿地要为地球上已知1/5的物种提供赖以生存的环境,其生态功能具有不可代替性,拥有“地球之肾”的美称。此外,湿地更是大型遗传基因库,在维持多种生物种的生存与发展、筛选和改良都具有十分重要的意义。
1.2 湿地具有生态环境调节功能
湿地具有生态环境调节功能主要表现在涵养水源、蓄洪防旱、抵御洪水以及气候调节等多种功能。湿地是地球的主演淡水存储库,人类的生产生活用水的主要来源地,与此同时,它还是主要的地下水补充来源,尤其是其具备抵御洪水和调节径流的生态型功能。
1.3 湿地具有污水净化功能
在同等地域的情况下,湿地的污水净化性能森林的1.5倍。比如说,将五类水质的水在湿地中净化之后,水质能提升到三类。这是由于湿地的水流速度较慢,对水中的污染物进行存储、积淀、分解,将污染物消化或降低污染浓度。
1.4 湿地的生物生产力极高
湿地生态系统的生物生产力极高,就单位土地来比较,比其他栖息地的生物生产力要高很多很多。据相关调查,在蛋白质生产方面,每年湿地生态系统是陆生生态系统的三点五倍。我们每天要吃的水稻和一些鱼虾蟹贝大都来自湿地此外,湿地的林业资源和动物资源等的经济性也较高。
从上面所描述的湿地功能来看,这么好的资源,试问,我们加强湿地保护及湿地生态恢复没有重要的意义吗?
2 关于现代湿地保护的相关技术探讨
1)做好湿地保护工作,首先必须遵循五项基本原则:一是遵循预防为主优先保护,确保保护与开发利用合理化的基本原则,在湿地保护中进行合理的开发利用,在开发利用中对湿地进行合理的保护,始终确保湿地的健康;二是遵循人与湿地之间的和谐共处基本原则,以正确的方式对待和处理人与大自然之间的局部和整体的利益关系;三是遵循可持续发展的基本原则,以发展的眼光处理好眼前与长期的利益关系;四是遵循生态效益为主,效益协调化、统一化的基本原则,以维护湿地系统的生物多样性和结构功能的完善性;五是遵循因地制宜的基本原则,做好统筹规划、注重重点保护的突出性和全面保护与利用的和谐性。
2)要建立健全湿地保护部门。以科学、正确的发展观、政绩观,保障经济的发展与生态的保护之间的协调一致性。进行统一、规范、科学、有效的管理。不管是国家还是地方政府都必须建立健全湿地保护部门和相关的运行机制和管理体系,确保湿地保护工作统一有效的运行。
3)加大执法保护力度,严肃处理各类危害湿地资源的行为。禁止各类危害湿地资源的开发项目的运行,即便要利用也要在充分保护湿地资源的前提下进行可持续发展和谐的开发利用。严禁围湿造田,实行退耕还湿,并加大资金的投入力度,确实做好湿地保护工作。
3 基于湿地生态系统特征的生态恢复技术的探讨
所谓湿地恢复,主要是指利用生态技术或者生态化工程,修复或者重建那些湿地生态功能退化甚至消失的湿地,并尽可能地恢复到原有的结构和功能,将其功效发挥到最大化。笔者结合工作实际,结合湿地生态系统的特征,提出几点湿地生态修复
技术。
3.1 栖息地恢复技术
恢复栖息地的最终目标就是利用各种现代化技术,提升栖息地的稳定性、一致性。栖息地的恢复一般包括三个方面的修复,一是湿地的基底;二是湿地的水状况;三是湿地的土壤,其中基底的恢复最为重要,在基底恢复方面主要采取工程措施来实现,从而确保湿地基地的稳固性,而对于湿地水状况的恢复主要是通过稳定湿地面积来实现,恢复湿地的土壤则主要通过改造湿地的地形地貌来实现。
3.2 生物修复技术
所谓生物修复技术,就是对被破坏的湿地生物物种,利用现代生物培育技术、保护技术和生物物种引进技术,以及种群行为的控制、种群动态的调控技术和群落结构的配置优化技术、组建技术、演替控制与恢复等技术。通过利用这些现代化的技术,对湿地被破坏的生物进行修复或再植再造,修复湿地的生物生态
系统。
3.3 生态系统的结构和功能的恢复技术
生态系统的结构和功能的恢复技术主要是基于湿地生态系统的几种技术:一是总体设计技术;二是生态系统构建技术;三是生态系统集成技术。在湿地生态恢复工作中会,湿地生态系统的恢复技术既是重中之重,又是难上加难。对于一些功能退化的湿地生态系统的恢复,应由国家和湿地所在地有关部门予以高度的重视,加大湿地管理保护工作,在技术和资金上加大湿地生态恢复力度。
4 基于湿地类型的生态恢复技术的探讨
我国地大物博,湿地的类型也不尽相同,因而其生态修复技术也就不尽相同,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,对经济社会发展发挥着越来越大的作用。应针对不同类型的退化湿地生态系统,开展湿地生态系统恢复关键技术的研究;选取各种类型退化湿地的典型代表,进行生态恢复示范研究。基于此,笔者根据自身有限的知识水平,基于生态类型的不同,谈谈常见的几种湿地类型的生态恢复技术。
4.1 河滨湿地的生态恢复技术
河滨湿地的生态恢复,主要是由于当前河滨湿地不断被陆地化和污染的看,因而就河滨湿地的生态恢复目的来说,应集中于减少洪水危害、净化水质,并以疏浚河道的工程技术,实现河漫滩湿地的再自然化,以提升水流持续性,预防被侵蚀或者沉积物的进入等技术措施控制湿地被陆地化,例如通过切断污染源和加大非点源污染的净化处理力度,尽可能的将河滨湿地的生态系统恢复到原始水平。
4.2 海岸带湿地的生态恢复技术
海岸带湿地的生态系统的恢复、修复或重建,因受到农业的开发和城镇化的改扩建,而导致大量的湿地受损甚至消失,因而要想充分利用湿地生态系统的涵养水源、蓄洪防旱、抵御洪水、净化水质以及气候调节等功能,就必须对湿地规模、位置以及形态进行重新调整与配置,充分发挥海岸带湿地的功能。
4.3 森林湿地的生态恢复技术
由于森林湿地生态系统的恢复、修复和重建与草泽湿地不同,尤其是森林的重建需要几十年,因而森林湿地的生态恢复技术主要采取水文和土壤的恢复或改造,并以植被种植的辅助方式恢复森林湿地生态系统。
4.4 湖泊湿地的生态恢复技术
由于湖泊的水体相对平静,虽然其面积能很好的修复到以前的水平甚至可以扩大,但水质的恢复是一个复杂而又漫长且不可能完全恢复的,因而通过上述的切断污染源和对点源与非点源的控制外,还应采取深度处理污水和加强生态调控的技术措施,尽量恢复湖泊湿地的生态功能。
5 总结语
总之,湿地给人类带来了许多好处,加大湿地保护力度应成为当前林业部门的主要工作内容。湿地保护工作任重而道远,湿地生态恢复技术是一项系统而又复杂的极具专业的一门技术,我们应抓住“十二五”大好发展,切实做好湿地保护和湿地生态恢复工作,真正实现人与自然的和谐共存与发展。
参考文献
[1]陆健健,王伟.湿地生态恢复[J].湿地科学与管理,2007,01.
[2]陆健健,王伟.湿地生态恢复的主要模式—湿地公园建设[J].湿地科学与管理,2007,02.
[3]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.
[4]王亮.湿地生态系统恢复研究综述[J].环境科学与管理,2008,08.
关键词:采石迹地;功用;生态恢复;可持续利用
中图分类号:F323.22 文献标识码:A
一、采石迹地生态恢复和利用的意义
采石之前,当地生态系统通过生物之间、生物与环境之间的相互作用和系统内的自我组织、自我调整过程达到了相对稳定状态,具有正常的生产功能和保护功能。采石之后,强烈的干扰会超出了当地景观生态系统本身的自我恢复能力,破坏了原有景观的稳定性。干扰直接或间接导致生态系统的退化,其最明显的标志是生态系统生产力降低、生物多样性减少或丧失、土壤养分维持能力和物质循环效率降低以及外来物种入侵和非乡土固有种优势度的增加等。采石迹地是在受到人为的剧烈干扰下形成的一种具有特殊性的景观类型,生态系统结构与功能已严重退化景观的退化从形式上可分为景观结构退化和功能退化。结构退化指景观中各生态系统之间的各种功能联系断裂或连接度减少的现象;而功能退化指由于景观异质性的改变而导致稳定性和服务功能的衰退现象。与此同时,它的使用功能与美学价值也受到破坏采矿之前,通过恢复生态以及重建可以对采矿废弃地的生态与经济价值再生起到很大的促使作用,通过景观的设计可以对其进行重新的利用,这对于生态系统的健康以及经济的可持续性发展是非常重要的。能过对采矿废弃地的景观生态特片的环境的相关分析,对生态恢复与重建的途径的相关总结,澳大利亚景观设计学协会对于应用生态的设计的修复更是非常重高。与此同时,对恢复的退化景观与设计也有很多新的美感。所以,恢复并重新采矿废弃地,再通过景观设计把废地变成宝地,并恢复它的利用价值,为人类提供更好的服务,具有非常重大的意义[1-2]。
二、采石迹地功用性分析
首先,关于经济效益,通过对采石迹地森林植被的恢复,可以使森林的面积与蓄积得到有效的增加,对森林景观以及人文景观的改善,林场的经济实力以及林场职工的收入都有很大的帮助。其次,关于生态效益,通过对生态环境的保护,可以使城区防洪压力得到缓解,对森林及植物的多样性起到保护的作用,使建立的生态系统更加稳定,使生态质量得到进一步的提高,为研究森林的进化提供可靠的依据。通过各种各样的办法,加大恢复景区内的植被,使森林的质量得到进一步的提高,对人与自然的和谐也起到很大的促进作用。最后,关于社会效益,通过实施项目,可以把林场部分下岗职工的就业问题解决掉,使职工的生活水平得到提高,使职工的生活质量得到改善,也给当地的社会经济发展带来很大的帮助,同时,还能把自然保护区的知名度提高上去,加快旅游产业的发展,也促进了经济社会的可持续性发展。
三、采石迹地生态方法分析
第一,毒性的处理与污染的处理,对于矿山环境的污染治理已经有了比较成熟的办法,使用哪种办法要与实际的问题与需要结合起来。堆放的采矿固体废弃物主要是使用生物技术进行处理。也就是通过对有机合成肥料的播撒,使土壤的微生物开始生长,使其生命力更加,再进行适生的植物的种植,使植被得到恢复。对矿井的废水进行处理,使用工程措施与生态技术相结合的方法。有拦截地表水,对地表径流流入采矿场起到阻止的人艇,可以使废水的补给量得到控制,把各种废弃的矿井巷道封闭住,要以隔绝空气减少氧化的作用[3]。
第二,改良基质,采矿地中如钾、磷以及镁等一些营养元素不充足,对于自然过程的恢复是非常困难的,或需要较长的一段时间,需要通过人为方式进行恢复。基质是植物生长的基础,需要改良土壤,这也是恢复生态以及重建的重点内容。结合采矿地上的土壤情况,可以对其进行直接改良。用于废弃地改良的材料也非常广泛,例如表土、有机废弃物、化学肥料以及绿肥等。
第三,恢复植被,矿区的表土与植被受到严重的破坏,也严重损害了整体的生态系统。短时间内要恢复采矿地的植被主要就是对水土流失的控制,减少灾害。并且还要对土壤进行保护,预防被侵蚀,恢复生态系统可以通过自然的过程来实现,用时会比想象的时间要长很多。自然演替通常会需要大概五十年至一百年的时间,才能实现采矿废弃地到满意植被覆盖的恢复[4]。
第四,工程安全的处理,采矿的废弃地一般会有地下采空区形成,非常容易导致地面陷落与裂缝,会带来严得的坍塌灾害,所以,对于潜在的采矿地区的安全隐患一定要通过对工程的处理来避免事故的发生。很多露天的作业矿山开采都是下挖式的开采,采掘的面几乎是直立的,挖开的山岩在遇到强降水的时候就会造成解体,使滑坡与崩塌的机率提高了很多。与此同时,降雨也会导致采坑里有大量的积水,非常容易导致坠入伤亡。所以,对于坑壁危岩体以及矿坑要进行相应的安全设防,例如把档土墙、护坡、维护栏网、拦沙坝建设起来,把相应的警示标牌以及夜间的照明设立起来。把平整的土地、复土以及媒矸石等相关措施充分的利用起来,对沉陷的土地进行填充。对于恢复生态,有人觉得采矿对土地的破坏进行恢复不但是技术的问题,不仅包括稳定地表,污染的控制,视觉的改善等,还要考虑生物的多样性以及空间的异质性,以及人文与自然等方面的结合。这是是人类利用与自然资源保护之间的一种平衡,也是可持续景观设计目标的一种体现。
四、采石迹地的可持续利用性分析
采矿地的可持续发展不仅表现在生态学恢复与重建上,同时还必须满足地方的社会和经济发展的需要。因此这不仅仅是一个自然的、技术的过程,还必须包括政策可行和经济投入与成本上合理的考虑。英国有学者提出“预防优于整治”的观点,即恢复措施应在最早阶段的工程项目规划中就进行考虑,并且是工程项目得以批准必不可少的内容,这样会减轻矿山关闭时的各方面财务负担。
五、国内采石厂生态恢复实例分析
一九五六年襄阳国营林场建成,林场下辖扁山、盐井寺、真武山、汉丹以及磨基山五个分场。职工共有一百一十三人,其中在职的有五十六人,离退体职工有五十七人。自建场起所辖林区就是襄阳市的采石基地,经过50多年的开采,在所辖林区内形成采石迹地1497亩,其中堆料场303亩,采石场635亩,边坡107亩,荒地452亩。2007年,襄阳市国营林场在采石迹地堆料场及采石场中实验恢复植被50亩,采用客土栽培的方法,种植香樟、乌桕等树种目前成活率达到90%以上,林下植被茂盛。2010年,在采石迹地边坡中实验恢复植被50亩,目前林木覆盖率达到90%以上。生态恢复措施,堆料场用来堆放开采的石块、加工过的碎石;采石场为采石区域,岩石;边坡为采石场和原山结合处;荒地有些是受采石厂灰尘影响而荒废的林地,有些是采石厂的排土场(堆放采石场上层的土壤)。针对每个区域,恢复的方法步骤不同。一是恢复堆料场植被,堆料场土地平整,填土、种树均较方便,恢复植被难度不大。可采用挖穴客土进行绿化,穴的株行距一般为2×2米或2×2.5米,穴的规格一般为0.8×0.8×0.8米,然后在穴中堆放基肥混合土进行植树绿化。每亩约种植树苗120~160棵,科学管理,3年后即可成林,成活率可高达90%以上。二是对采石场的植被进行恢复,采石场的采石底面较为平整,无论是覆土还是种树都是比较方便的,但是需要较大的投资。覆土达到一米以后,就要进行植树。采石场的立壁面都比较陡,并且没有泥土层覆盖,在演替的角度来看,它是原生深替,很多植物在形成土壤之前是无法进行这种地方的。所以,要在这里进行植被的恢复,难度是非常大的。可采用生态护坡的办法和喷播技术相结合来进行治理[5]。
五、结束语
总而言之,采矿地的类型多种多样,要结合实际的问题采取相应的办法。要对废弃地退化的景观进行相应的处理,可以通过生态与工程学科的协作来完成,通过景观设计学,可以实现重新利用变废地为宝地的目标,使生态退化带来的土地资源的不足得到有效的平衡,对环境的恶化起到有效的遏制作用。所以,恢复彩矿废弃地并维持景观的可持续发展,要与生态、美学、工程以及经济等多种内容结合起来,这对于研究具有非常重要的意义。我们国家的采矿废弃地以及垃圾堆等一些退化的景观规模非常大,面对有限的土地资源,应该通过治理退化景观以及可持续的利用来使人地的矛盾得到一定的缓解,使社会经济具有更大的发展空间。使未来退化景观的恢复与设计的发展空间越来越大。
参考文献:
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[2] 包维楷,刘照光,刘庆. 生态恢复重建研究与发展现状及存在的主要问题.世界科技研究与发展,2000,23 (1):4~48.
[3] 关文彬,谢春华,马克明,等.景观生态恢复与重建是区域生态安全格局构建的关键途径.生态学报,2003,23(1):64~73.
[4] 郭焕成,宋金平.北京市山区生态环境建设与生态经济发展研究. 北京联合大学学报,2001,15(1)126~130.
[5] 宋书巧,周永章.矿业废弃地及其生态恢复与重建.矿产保护与利用,2001(5):43~49.
[6] 杨修,高林.德兴铜矿矿山废弃地植被恢复与重建研究.生态学报,2001,21(1):1933~1940.