發布時間:2024-01-16 10:23:08
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礦產作為我國重要的資源其開采程度越來越高,在礦產資源被高度開采的情況下是礦山生態環境的嚴重破壞,這種對生態環境的損害是在礦產開采中不可避免的。目前由于礦山生態遭到破壞所產生的環境問題主要有土壤結構損壞、森林植被遭到破壞、地質災害頻發、水資源受到污染、氣候環境變化、土地生態退化、生物減少等情況,而這些因素造成了嚴重的生態失衡問題,長時間作用下會致使礦上生態功能結構的衰退,嚴重時還會致使礦山變為荒山。因此必須要通過修復、重建、復墾等方式來改善礦山生態環境,避免因礦山環境受到破壞而造成嚴重生態問題。
1 礦山生態修復工程的發展
1.1 礦山生態修復的概念
在礦山因過度開發或是過度損壞后其生態結構及功能出現衰退及消失等情況就需要進行生態修復來對礦山生態進行改善,以此來避免礦山因生態功能完全消失而變為荒山。目前在我國的礦山生態修復中將因生產建設或是自然災害損毀的礦山歸類為需要進行整治修復的區域,采用適當的治理措施來幫助礦山重新恢復為可進行活動及具備基本生態功能的狀態。對于礦山生態的修復其并不是要求使礦山生態環境完全恢復成受到破壞之前的生態原貌,其主要是根據礦上生態系統的結構功能來恢復其所必須的部分,以此來保證礦山可以回歸為可利用的狀態。
1.2 礦山生態修復的理論
目前在礦山生態修復工程中主要應用的是生態演替理論,此理論主要是指在生態恢復中通過礦山中各類植物的演替及發展來形成一個完整且穩定的生態部落,此種理論的應用決定了在礦山生態修復中的整體性原則、穩定性原則、協調性原則,以此來保證礦山可以形成一個完整的生態循環系統。由于在生態演替的過程中其需要經過一個較為漫長的階段,為此在礦山生態修復的過程中需要有人工的參與,這樣才能有效減少生態演替的時間。同時在礦山生態修復工程中其包含了生態原理、植物原理、生物原理及控制原理等,可以說其屬于一種綜合性多層次工程。為此必須要以科學的角度礦山生態進行理解,并選用適當的恢復方案來對生態結構進行改善,從而使礦山可以具備生物多樣性等生態特點。
2 礦山生態修復的處理方法
2.1 對礦山生態結構進行穩定
根據礦山的生態結構及地質環境,其在實際中可以采用物理及化學兩種方式來對礦山生態進行穩定,具體實用措施有以下內容。
物理處理主要是對礦山生態進行前期的生態修復,由于在排矸場就采礦區都經過了長期的開采及生產活動,因此其地質存在不穩定的情況。在排矸場主要應用熟土進行掩埋工作,而在采礦區則是進行填充工作,這樣可以有效提高礦山地表景觀區的穩定性。
化學處理則是利用穩定劑來處理尾礦,在應用穩定劑后尾礦會經由化學反應出現一層保護膜,利用這層保護膜可以有效的提高尾礦的穩定性,避免出現侵蝕的情況。但是此種方法在使用中具有一定的缺陷,其因化學藥劑而極易造成生態污染,并且整體成本略高,不適宜大規模使用。
2.2 進行礦山植被修復的方法
進行植被修復是最有效的礦山生態修復方法,根據礦山生態修復的需要其在實際中可以采用直接種植及覆土種植兩種措施,在實際中對植被修復方法的選用需要根據礦山土壤情況及土壤肥力等進行合理選擇。
直接種植在應用中具有成本低、操作簡單等優點,但是在實際中其要求礦山地質需要具備一定的營養條件,且土壤結構可以滿足植物生長的基本條件,但是在許多廢棄礦山中其土地多為裸地,地表無植物存活或是存活量較少,其土壤內部微生物及其它有益生物存活率量較少,不適宜直接種植。因此直接種植的方式僅適用于礦山土壤生態損壞程度較低的區域。
覆土種植在實際中需要對地表生態修復區域進行覆土工作,并且要保證覆土的厚度滿足植物生長需要,為此其成本較高,覆土厚度需要達到5cm-10cm。在進行植被修復時可以采用種植豆科植物來降低成本,或是選用適地性良好的植被種子。
2.3 進行礦山土壤生物修復的方法
在土壤生態結構中其內部生物起到了非常重要的作用,其可以有效的提高土壤肥力,改善土壤結構,為此對于土壤生物的修復需要從微生物及土壤動物兩個部分來開展。
土壤中微生物不僅可以有效調動土壤活性,還可以促使土壤養分快速分解,提高土壤有機物含量,同時一些微生物還可以分解污染物及垃圾,有效的減少污染問題,并且對微生物進行修復還可以提高礦山生態修復水平,使整個生態系統更加完整。同時對于微生物的修復需要根據礦山原有生態中微生物的種類進行恢復,避免引進不同的微生物造成生態結構受到破壞,影響植物生長。
土壤動物可以有效的疏松土壤結構,并且多數土壤動物會對落葉及枯枝進行分解,通過分解這些殘枝,使土壤肥力得到提高,進而使植被土壤可以形成完整的營養循環。因此在礦山生態修復中對土壤動物的修復也是其在實際中需要重點控制的部分。
3 進行礦山生態修復的技術措施
對于礦山生態修復工程需要依據科學的修復理念及發展觀開展相應的工作,本著可持續發展的觀念并結合與自然和C共處的觀念來制定相應的規劃,在考慮生態環境本身所具有的自愈能力來選用適當的技術措施對生態環境修復進行科學、合理的布局,并且對于技術的使用需要對其經濟性及適用性進行考慮,從而保證在礦山生態修復中可以滿足其多方面的實際需求。
3.1 采礦區生態修復
坑下開采礦山應采用減輕地表沉陷的開采技術,并推廣使用充填采礦工藝。盡量減少地表沉陷面積,對已造成地面裂縫的地方,應采取廢石充填和表土覆蓋,最后恢復植被。露天礦開采后,多形成坡度陡的巖石邊坡,以及寬度不大的臺階,因此,在對露天采礦區進行生態修復時,要對其形成的坡面進行不同程度處理,對邊坡坡度大于75°的,在保證邊坡穩定的前提下,進行生態環境修復措施。
3.2 排土場復墾
排土場生態環境修復,首先要保證邊坡穩定,其次采取工程措施與植物措施相結合,主要是植樹種草。對存在安全隱患的邊坡要進行工程措施處理,其主要包括修建攔河壩、削坡開級、修建抗滑樁、深空預應力錨、長錨桿加固等工程措施。排土場植物措施所選擇的植物樹種要抗性強、品質好,栽植樹木的方法主要包括堆土袋、掛網綠化、植生袋、植生盤等。排土場修復為林地時,應在其表層覆土,厚度應大于30cm;若采用坑栽,可在坑內填入少量的客土;在邊坡小于35°的人工挖土緩邊坡地帶可種植一般的林木。
3.3 尾礦庫復墾
在進行尾礦庫復墾工作時需要在保證其完全閉庫后且整個工程設施都穩定后進行相應的處理工作,根據其實際的性質對復墾工作進行調整。無論尾礦為酸性還是堿性,要根據場地的利用方向對其進行深度處理;尾礦中含有放射性、有毒物質時,應根據其含量水平確定是否有必要設置隔離層,并盡可能深度覆蓋;尾礦所含鹽分較大時,應對其進行除鹽處理,或者深度覆蓋處理。同時,要在尾礦庫周圍設置排水設施,排水設施必須滿足一定防洪標準。根據國內外的生態修復成果,對尾礦庫進行生態修復時需要在其表層覆蓋厚度大于5cm的土壤,并設置各項防止水土流失的措施。
3.4 排矸場生態修復
排矸場生態修復首要工作是對以坡地和丘陵為主的排矸場進行邊坡穩定,主要措施包括水平階整地,穩定坡面,降低矸石山的相對高度。在矸石堆放前,必須對溝底進行推平、夯實處理,堆放矸石以3m為一層進行分層堆放,且臺階的寬度要大于3m。堆放順序為從溝里向溝口進行,層層壓實,同時在溝口設置攔渣壩和漿砌石排水溝。在邊坡地帶以15m為間隔設置導流渠,且層與層之間錯落布設排列呈“品”字狀;其次在排矸場上進行表土覆蓋;最后根據土壤的性質和當地氣候條件選擇適宜的植被栽植。
4 結束語
對廢棄礦山進行生態修復需要經歷一個長期的過程,為此必須要根據礦山生B修復工程的實際需求制定出完善的處理規劃。在進行礦山生態修復之前需要對礦山生態受到破壞的程度、礦山類型、生態特點等進行全面的調查,根據調查的結果進行全面的綜合性規劃。對于礦山生態修復必須要遵循其生態修復原理從土壤、植被、生物等多方面進行改善,采用適當的技術措施對礦山生態進行修復,以此來保證礦山生態修復工程進展的順利性。以上根據礦上廢棄后的特點從多角度提出了在實際中對不同區域采用的不同生態修復方法,以此來保證生態修復的有效性,使礦山生態結構可以滿足持續、平衡發展的需求,并具備應有的生態功能。
參考文獻
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關鍵詞:邊坡;生態修復;植物群落;類型;設計方法
近年來,一門新的邊坡防護技術得到了迅速的發展,那就是邊坡生態修復。目前,不同類型的邊坡可以采取不同的方法進行邊坡生態修復,常見的方法有液壓噴播、厚層基材噴射植被護坡、植被混凝土護坡綠化、邊坡TBS植被護坡綠化、三維植被網噴播植草等。在生態修復的開始一段時間內,這些方法可以促進植物旺盛生長,能夠很好的保持水土不流失,但是一段時間過后,植物生長就會逐漸衰退,很難保持植物群落的穩定性。主要是因為在邊坡生態修復的過程中缺乏植物群落的多樣性,使用的草本植物比較多,使用的灌木、藤本植物比較少;另一方面還因為基質材料沒有較好的適應性,不具備持久性。
恢復邊坡原來就有的生態功能、構建穩定性良好、持續長久的植物群路是邊坡生態修復核心目的。所以,在邊坡生態修復過程中,既要考慮邊坡在短時期內的水土流失控制要求和一些自然災害的影響,還要考慮植物群落未來的演替類型,依據邊坡的實際情況、采用的生態修復方法及植物群落未來的演替類型,科學設計目標植物群落。當前,草本植物是邊坡生態修復過程中采用的主要建群種,植物群落類型非常單一,沒有足夠的群落穩定性。本文依據邊坡生態修復施工實踐和植物群落演替規律,在目標植物群落分類的基礎上,提出了邊坡生態修復的設計原則,總結了近幾年工作實踐中幾類邊坡生態修復植物群落類型設計方法。
一、邊坡生態修復中植物群落類型設計原則
邊坡生態修復中植物群落類型設計必須符合一個總的原則,就是構建與地理位置、自然環境相吻合的植物群落,而且要與周邊環境相互協調。具體來講要符合以下5個設計原則:
(一)與自然環境相協調的原則。在邊坡生態修復過程中,設計的植物群落類型要與所處區域的自然環境相符合,做到所修復的植被協調于原有的植被。所以,確定植物群落類型之前,要詳細調查當地的氣候生態條件及植被情況,依據調查的實際情況選擇生物特性適合的植物群落物種,合理的進行組合搭配。
(二)注重植物物種的安全性。選擇的植物群落類型要與邊坡的類型互相吻合,同時要保證植物物種不破壞邊坡的穩定性,不危害邊坡周邊的環境。要盡量多的選用當地的植物物種,少用或杜絕使用外來植物物種,避免物種侵入造成的危害。
(三)堅持植物群落的多樣性。由草本植物、喬木、灌木多物種組合的植物群落具有較強的穩定性,如果物種相對單一,就難以保持植物群落的穩定性。所以,設計植物群落類型時要在水平結構、垂直結構和時間結構上合理搭配草本、喬木、灌木等多種物種,保證植物群落中物種的多樣性,保持植物群落的穩定性。
(四)提高植物群落的實際功能。采用工程手段,對邊坡原有的植物群落類型進行恢復是邊坡生態修復的主要目的,主要是防治邊坡的水土流失,保護邊坡進一步穩定。依據不同邊坡的特點,設計時要考慮植物群落類型的特性和功能,多選擇保持水土效果較好、固坡能力強、耐旱的植物物種。
(五)保證植物群落的景觀特色。設計植物群落類型還要考慮植物群落所帶來的景觀效果。在滿足邊坡保護的功能基礎之上,要設計景觀價值較高的植物物種,以保證植物群落所帶來的觀賞價值。
二、邊坡生態修復中植物群落類型的設計方法
依據邊坡生態修復中目標植物群落類型設計原則,本文結合工作實踐的實際,淺談幾種邊坡生態修復中植物群落類型的設計方法。
(一)公路(鐵路)邊坡生態修復中植物群落類型設計方法。對于市區周邊的公路(鐵路)邊坡而言,要求必須有良好的景觀效果,所以,選擇的植物群落類型就必須與周邊的環境協調一致,選擇具有觀賞價值的花草和灌木,設計外觀,合理搭配物種的外觀形狀和顏彩,體現群落的自身特點。
對于離市區較遠的公路(鐵路)邊坡而言,最好是設計成灌草型植物群落,盡量避免使用喬木。由于喬木具有較大的重量,使用喬木會造成邊坡不穩的問題,由于高度較高,對司乘人員的視野造成影響,容易引發交通事故。要選擇水土保持能力強、根系發達、耐干旱的植物物種,合理搭配垂直結構,滿足多物種、景觀效果良好的植物群落。
(二)濱水岸坡生態修復中植物群落類型設計方法。陸地與水體連接的紐帶是濱水岸坡,能夠防止地面污染物流進水體。良好的岸坡植物群落能夠對污染物的含量進行有效過濾,減少污染物,吸收徑流中的大量有機物,改善河流的水質,減少藻類和浮游植物的繁殖數量。在設計選擇濱水岸坡的植物群落類型時,不但要考慮美化環境、保護河岸的功能,還要考慮減少對河水的污染作用。
對于水上的坡面而言,減少污染物流進河水、保護邊坡穩定是植物群落的主要作用。所以,要選擇設計灌草型的植物群落類型,選擇使用根系發達的物種,多使用能夠吸附污染物的草本植物和小灌木,保證與周圍環境協調一致,合理搭配花卉,構建成一個休閑娛樂景觀區域。
對于水下坡面而言,由于浸泡在水中的時間很長,沒有較好的光通量,所以要選擇設計根系發達、耐水淹的植物群落類型,最好選擇還具有降解水中污染物的沉水植物,不但能夠護岸固坡,還能夠對庫岸進行凈化,過濾流進江中的地表徑流,對有機物進行吸收和轉化,凈化水體,防止過多的有機物流進水體而導致富營養化,從而抑制浮游藻類在水體中的大量繁殖生長,提高水體透明度。
(三)廢棄地邊坡生態修復中植物群落類型設計方法。因為石壁非常的陡峭,而且表面十分光滑,晝夜溫差比較大,沒有松散的基質和土壤,不能對邊坡實施有效的保水保肥措施。所以,選擇設計植物群落類型時,是否合理的選擇了植物物種對能否成功進行生態修復起著非常重要的作用。
石壁的坡度大小、巖石性質和巖石表面粗糙程度是此類邊坡生態修復設計植物群落類型的依據。一般情況下,主要是選擇草本型植物群落,在石壁的空穴處和平臺處選擇小灌木和藤本植物物種,對周圍環境進行簡單點綴。
開挖坡頂的邊坡生態修復,主要是在山頂上修建種植槽,將種植土回填,在修建好的種植槽內設計灌木和垂吊藤本植物物種,下垂的藤本植物可以覆蓋一些的巖石,防止水土流逝,具有鮮活生動的景觀效果。在坡腳位置的種植槽內,可以選擇帶花的、具有攀緣能力的植物物種,構建美觀的植物群落景觀。
三、結束語
當前的邊坡生態修復與傳統的邊坡綠化已截然不同,主要涵蓋了修復邊坡生態的功能,植物群落的類型也發生了重大的改變,主要以物種的多樣性為主,豐富了群落類型。在邊坡生態修復過程中,設計適合實際的植物群落類型,將發揮群落的生態功能,改善邊坡區域環境的生態結構,提高社會效益。
參考文獻:
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關鍵詞:城市河道;生態系統;構建;植物配置
中圖分類號:Q948
文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2016)23-0017-02
1 引言
所謂生態河道,就是在河道的設計與建設中融入生態保護理念,使整個城市河道系統中的各項生態指標都維持在一定范圍內。具體來講,可以從兩個方面定義生態河道:一是環境屬性上,指河道的設計與建設符合生態發展的要求,河道系統具有較強的穩定性,不會在外界因素的影響下輕易發生改變,保證河道環境功能的發揮;二是從社會屬性上,指河道設計符合城市發展需求,并且具備一定的改造條件,可以和城市共同發展[1]。隨著工業化水平的發展,城市河道飽受工業廢水、生活污水、城市地表徑流水的困擾,其水質也很難達到相關標準,構建城市河道生態系統勢在必行。
2 城市生態河道的特點
(1)穩定性強。生態河道具有很強的穩定性,能夠抵抗外部環境的變遷,河道系統基本處于穩定狀況。即使因外界因素影響過大而發生改變,也具備相當的恢復能力,在一定時間內能恢復到穩定狀況。
(2)適應動植物生存。城市生態河道的水質需達到國家相關標準,滿足常見水生植物、魚、蝦的生存需求。
(3)適應社會需求。城市生態河道應當與周圍環境配合,具備一定的觀賞功能、游玩功能,能夠滿足居民休閑、娛樂需求。
3 城市河道生態系統的構建
河道生態系統包括能量物質(例如有機物、毒素等)、生物棲息環境、水質、水量、河床形態、河床材料、動植物等因素,是城市生態系統的重要組成部分[2]。構建城市河道生態系統,是河道生態整治工作規范化、科學化的需求,是河道整治理論、技術與實踐結合的需求,對于提升城市整體環境具有重要作用。在實踐工程中,要明確生態系統與河道整體的關系,遵循以人為本、因地制宜的原則,才能將其生態效果達到最大化。生態河道構建體系如圖1所示。
3.1 分析現狀
對河道的水文狀況、周邊環境、水質污染等問題進行詳細調查,明確河道在城市發展中的作用,確定整治方式,最后選擇需要重點修復的區域。
3.2 修復方案
根據河道的特點,指定科學的修復方案,內容包括水質修復、生態護坡、景觀設計。
(1)水質修復。以水質的污染情況,選擇針對性修復技術,常用的技術包括生物修復技術、人工生物膜技術、曝氣富氧、生態調水等。
(2)生態護坡修復。應用生態護坡理論對原有護坡進行整改,使其滿足河道的功能需求。
(3)生態景觀設計。在生態理念指導下,根據城市文化與河道自身特點,對河岸景觀、綠化景觀、水環境景觀等進行設計。
3.3 污染源控制
(1)控制污染源。分析工業污水、生活廢水、地表徑流水等污染的產生原因與污染程度,與相關部門開展合作,從源頭上杜絕污染。
(2)提升市民環境意識。通過多樣化宣傳工作,促使市民重視河道污染問題,提升市民的環保意識,從而減少污染的發生。
3.4 工程施工
根據工程特點,制定科學的施工方案,交付行業內口碑良好的施工隊伍施工。
3.5 科學評價
施工完成以后,每隔一段時間對其環境效益、社會效益、經濟效益等多個方面進行評價,及時發現問題,加強后期的改造與維護工作,確保城市河道生態功能的發揮。
3.6 后期管理
管理工作是長期進行的。相關部門要指定完善的管理制度,并配置專門的管理人員,對生態河道進行有效管理。
4 城市河道植物優化配置
4.1 河道植物配置的原則
植物具有保持水土、凈化水質、塑造景觀的作用,是城市河道生態中的重要組成部分[3]。所謂植物配置,就是利用科學的方法,對植物的品種、數目進行搭配與組合,不僅使其具備一定的生態功能,還能呈現出豐富多彩的景觀,實現科學與藝術的結合。在植物配置中,還需遵循物種共生相融、喬灌草相結合、常綠樹種與落葉樹種混交、深根植物與淺根植物結合、陽性植物與陰性植物搭配、固土護坡功能優先等原則,兼顧經濟適用型,才能實現河道植物的優化配置。
4.2 科學計算種植密度
河道的種植環境與公園、道路綠化等還有一定差距,在實際種植中,都會增大植物的種植密度,確保植物固土、o坡能力的發揮。一般情況下,喬木的種植行距不能超過4 m,灌木的株行距在2 m之內,若灌木體形較小,種植應在1800株/hm2左右,若河道環境較差,可以增大種植密度。
4.3 河道植物的配置方式
(1)自然式布置方式。城市生態河道的植物配置與一般的河道綠化不同,與城市綠化也不同,應當避免機械化種植,以親近自然的布置方式為主。植物狀態以自然生長為佳,避免人工造型,根據河道的自然條件,配置適合的植物,確保植物群落的健康共生。
(2)規則式布置方式。為到達一定的景觀效果,也便于施工的進行,最常采用的就是此種布置方式。將不同種類的喬木混交布置成特殊圖形,灌木布置在喬木的間距中,草本植物播撒在地面,呈現出整齊有序的景觀效果。
(3)個性化布置方式。在大多數河道植物配置中,都存在雷同率高、藝術性差、缺少個性等問題。這是因為在植物配種中,過多考慮功能發揮,并沒有真正發掘植物本身的個性美,忽略了植物的造型、色彩等元素。例如應用楓樹葉秋天也變紅的特點,為景觀添加更豐富的色彩,體現植物與美學、藝術學的聯系,達到更好的景觀效果。
4.4 城市生態河道植物優化配置策略
(1)植物多樣性為原則。多種多樣的植物群落能夠提升群落的抗性,對保持植物群落穩定性、抵抗外來物種入侵具有重要作用[4]。多樣的植物群落能夠豐富河道空間,不僅能為不同生物提供棲息地,還能豐富觀賞環境,為人們提供更多的游玩樂趣。
(2)生態適應性優先。要根據當地的氣候特征與生態條件選擇合適植物,確保植物能夠良好生長,例如沿海地區土壤中鹽含量很高,就要選擇耐鹽植物,例如檉柳、木麻黃等;河道邊水分含量高,還要選擇耐水濕植物,例如水杉、蒲葦。一般來講,為滿足生態適應性,多會考慮使用鄉土植物,確保當地生態平衡。
(3)生態功能為主。在河道生態建設中,應用植物的最要原因就是因為其具有一定的水土保持、水質凈化、過濾水質、美化環境等功能。因此,要針對不同的環境條件,選擇生態功能突出的植物品種。例如水土流失嚴重地區,可以選擇具有良好水土保持效果的南川柳。
(4)兼顧經濟成本。在選種上,既要選擇來源充足、育苗簡單、繁殖能力強的品種,還要選擇抗病蟲害能力強的品種,降低養護費用,若無特殊需求,盡量選擇當地常見植物。
5 結語
生態河道具有很好的生態效益,具有提升城市環境質量、改善居民生活環境的作用。在實踐中,要根據當地實際情況制定合理的修復方案,優化植物配置,并加強后期管理維護,才能確保生態河道功能的長效發揮,從而促進城市可持續發展。
參考文獻:
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關鍵詞:生態環境可持續發展環境修復
隨著地球上人口的劇增和工農業生產的迅速發展,特別是工業革命以來,人類對自然資源需求水平不斷提高,生產強度日益加大,有毒、有害廢氣物質不斷的輸入環境,遠遠超過了環境的自凈能力而導致環境污染日益嚴重。為了解決人類面臨的這個重大問題,對于大氣污染和地表水污染之力的研究已十分廣泛,許多技術已相當成熟并被廣泛應用。
對于污染土壤及地下水的之力來說,由于其具有隱蔽性、滯后性、累積性以及難治理和修復周期長等區別與大氣和地表水體污染的特點,其修復問題已成為環境科學研究日益活躍的領域,同時也是世界性難題。雖然人們已在污染土壤及地下水物理修復和化學修復領域進行了有益探索,形成了一些實用技術,但這些修復方法往往會破壞場地結構、造成二次污染,對于污染面積巨大且污染程度較輕的土壤甚至難以應用。為此,近年來,人們在污染環境的物理修復、化學修復甚至生物修復取得一定成功的基礎上,進一步提出了生態修復的理念,并對其概念、內涵、原理、產業化途徑等進行了理論上的探索和實踐上應用的探索,試圖以生態學的原理和方法,在污染環境的修復和治理過程中實現人與自然的和諧發展,從而達到可持續發展。
一、生物修復—生態修復的基礎
生物修復是對污染環境實施修復、之力的最為重要的技術之一,是正在發展中的技術,是生態修復的基礎。
目前被廣泛認同的生物修復定義,是指微生物催化降解有機污染物,從而修復被污染環境或消除環境中的污染物的一個受控或自發進行的過程,這是狹義的定義。
除了微生物修復外,植物修復、動物修復乃至酶學修復等方式的出現,賦予了生物修復更廣泛的內涵,即生物修復是指利用細菌和真菌等微生物、蚯蚓等動物以及水生藻類、陸生植物,甚至酶及分泌物等的代謝活性降解、減輕有機污染物的毒性,改變重金屬的活性或在環境中結合態,通過改變污染物的化學或物理特性二影響其在環境中的遷移、轉化和降解速率。
目前使用最廣、最有效的生物修復技術仍是微生物修復。
二、物理與化學修復—生態修復的構成要素
從修復原理來看,物理修復與化學修復是指充分利用光、溫、水、土、氣、熱等環境要素,根據污染物的理性性質,通過機械分離、蒸發、點解、磁化、冰凍、加熱、凝固、氧化—還原、吸附—解吸、沉淀—溶解等物理怪和化學反應,使環境中污染物被清除或轉化為無害物質。通常,為了節省環境治理的成本,物理修復或化學修復往作為生物修復的前處理階段,近年來根式作為生態修復的構成要素。無論是環境要素或生態因子,還是工程措施,對于修復生物的生命活動來說,是非常重要的影響要素。若將它們有機的結合起來,使環境條件和生態因子在有利于生物生活的同時,也有利于污染物的去除或轉化,將極大地提高生物修復或植物修復的效率,這一點對于生態修復來說是至關重要的。
物理與化學修復措施與生物修復的結合,是生態修復必不可少的構成要素,其利用的是否直接關系到生態修復的有效性和成敗。在實際的修復過程中,把物理修復、化學修復措施更好地與生物修復結合起來,才能形成有效的生態修復技術。
三、植物修復—生態修復的基本形式
植物修復這一概念大約是1980年代前期提出來的,其最初的思想是利用超累積植物的的超量富集作用來去除污染環境中多余的重金屬。
目前,植物修復這一技術已經涵蓋了污染環境治理的各個方面,如城市樹木、草坪乃至花卉植物對大氣或室內空氣的凈化;池塘中水生植物通過對氮、磷等營養物質的利用而對富營養化水體的凈化;污染土壤及水體中無機污染物的去除及有機污染物的講解等。
在污染環境治理中,從形式上來看,似乎主要是植物在起作用,但實際上植物修復過程中,往往是植物、根系分泌物、根際圈微生物、根際圈土壤物理和化學因素(這些因素可以部分人為調控)等在共同起作用。因而,總的來說,植物修復幾乎包括了生態修復的所有機制,是生態修復的基本形式。
摘要近年來,人們在污染環境的物理修復、化學修復甚至生物修復取得一定成功的基礎上,進一步提出了生態修復的理念,并對其概念、內涵、原理、產業化途徑等進行了理論上的探索和實踐上應用的探索,試圖以生態學的原理和方法,在污染環境的修復和治理過程中實現人與自然的和諧發展,從而達到可持續發展……
關鍵詞:生態修復 生態恢復 生態演替 生態工程
在人與自然和諧相處,人口、資源和環境協調發展戰略思指導下,水利部提出了“加強封育保護,充分發揮生態自我修能力,加快水土流失防治步伐”的水土流失防治新思路。全水土保持生態修復試點啟動后,各地因地制宜,采取措施,加配套,積極開展封山禁牧、輪封輪牧,努力探索和總結生態修的技術和經驗。生態修復已為水土保持工作者所熟知,但其學涵義及有關問題尚待明確和研究。現對生態修復的若干關概念、理論及有關問題作一討論,以期達到拋磚引玉之目的。
1 生態修復相關的重要概念和理論
1.1 環境與生態
廣義上講,環境是人以外的一切事物的總和,如現代人居環境即為廣義的環境概念;狹義上講,環境是影響有機體生長、發展和生存的外界物理條件的總和。生態系統簡稱生態,是有生命的主體(包括人類)與無生命的客體的總和。研究有機生命體與無機環境關系的科學稱為生態學,研究生命體以外的無機環境的科學稱為環境學。生態修復的研究與實踐離不開環境學和生態學,而后者尤為重要。
1.2 生態環境與環境生態
生態包括環境,“生態環境”的說法是不科學和難以理解的,可以牽強地理解為與生命體最密切相關的環境。我國所謂的生態環境實際就是生態,準確地講“生態環境建設”應為“生態建設”[1]。生態修復是對生態系統的修復,故不能稱為生態環境修復。
環境雖然是無機的,但完全從無機角度理解環境是不完整的。特別是自然環境,本身是生物體或生物群體周圍的整體狀況,只有應用生態學原理研究、認識和理解環境,才能更有效地解決環境問題,這就是環境生態學。環境生態作為概念不易理解,但環境生態學無疑是科學的,他對生態修復理論和技術的形成起到了直接的推動作用。
1.3 干擾與生態演替
自然界發生的大大小小的事件,如火災、水災、泥石流、蟲害、大風、人類活動等,改變著生態系統的結構與功能,這些事件稱之為干擾。干擾可分自然干擾和人為干擾。干擾促使某一相對穩定的生態系統發生變化,舊的環境和物種破壞了,新的環境和物種又會產生,并在一定時間內維持其相對穩定。在沒有嚴重干擾的情況下,自然生態系統會定向地、有秩序地由一個階段發展到另一個階段,這稱為生態內因演替。演替的結果,最終會出現一個相當穩定的生態系統狀態,這稱為頂極穩定狀態。每一演替階段有其特定生物群落特征,頂極穩定狀態的群落稱為頂極群落。干擾常使生態系統受損并改變,稱為外因演替。生態系統正常演替總是從低級向高級發展,而干擾使演替進程發生變化,嚴重時,如人類大規模活動,則使生態系統向相反方向演替,這稱為逆序演替。生態修復就是使擾生態系統的逆序演替轉向正常演替[2]。
1.4 生態穩態與生態閾值
生態系統不是絕對平衡的,而是永恒地發生著演替,舊的平衡打破了,新的平衡就會產生,當演替到頂極狀態時,在很長時間內將處于相對穩定狀態,即穩態。生態系統動態平衡中的穩定狀態,稱為生態穩態。穩態生態有相當強的自我調控能力,在干擾作用下雖不斷地振蕩和變化,但只是量變;當干擾嚴重并超過其調控能力時,系統將發生質變、崩潰,而走向逆序演替,甚至不可逆演替。穩態生態抵抗干擾的自我調節能力的限度稱為生態閾值[2]。只有研究生態穩態和生態閾值,才能確定修復生態系統的類型、區域、難易程度、時間周期,并確定合理的修復指標。
1.5 人與自然共生理論
人與自然共生和和諧相處,是人類對“自然改造論”深刻反思后產生的新認識。人是自然生態系統的組成部分,不是其對立面,脫離生態規律的自然改造,損害了自然生態系統,必然損害人自身。人與生物、生物與生物之間存在著互利互惠的共生現象。任何形式的自然改造必須建立在人與自然共生的基礎之上。F.Vester基于共生現象的研究,總結了人類系統與生物系統之間生物控制的8條規律。據此研究,生態學家提出了以最小能量輸入和最小物質消耗以保證生態系統自我調節和恢復能力的生態設計原則。這也是生態修復規劃設計的指導思想。
2 國外的環境生態修復與生態恢復
修復的本意是對錯誤和缺陷進行糾正的作用或過程,修復最早從污染環境治理角度被定義為:借助外界作用力使某個受損的特定對象部分或全部恢復到原初狀態的過程。環境生態修復起源于環境修復,生態恢復又受環境生態修復的影響。
2.1 環境修復與環境生物修復
環境修復是對被污染的環境采取措施使污染物濃度降低到未污染前的狀態。早期的環境修復主要采用工程技術手段,以后采用物理和化學手段。1972年美國嘗試采用微生物生命代謝活動降解管線泄漏造成的汽油污染,1989年對Exxon Val-dez油輪泄油造成污染的阿拉斯加海海面進行修復(阿拉斯加研究計劃),從而出現了環境微生物修復技術,后來出現了環境植物修復技術,最終形成了環境生物修復技術。環境生物修復被定義為利用生物生命代謝活動降解被污染環境的污染物,并使之無毒化和無害化。
2.2 環境生態修復
20世紀60年代,美國生態學家H.T.Odum提出生態工程概念,受此啟發,歐洲一些國家嘗試應用研究,并形成所謂“生態工程工藝技術”,實際屬于清潔生產的范疇。隨著生態學與環境生態學的發展,90年代美、德等國家提出通過生態系統自組織和自調節能力來修復污染環境的概念,并通過選擇特殊植物和微生物,人工輔助建造生態系統來降解污染物,這一技術被稱為環境生態修復技術。由于生態系統的復雜性,該技術至今還不成熟,國外的環境生態修復也只是對輕度污染陸地的環境修復,最典型的事例就是通過濕地自調節能力防治污染。這與我國的生態自我修復有很大差別。
2.3 生態恢復
關鍵詞:生態 水利工程 設計原則
1水利工程對河流生態系統的影響
在社會生產過程中水利工程對經濟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系統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、連續性和流動性,使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規律等自然條件發生重大改變。這些改變對河流生態系統造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權衡社會經濟需求與生態系統健康需求這二者關系方面,似應強調水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態系統的健康和可持續性。
2生態水利工程
從學科發展角度看,現在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學,水利工程規劃設計主要對象是水文系統,往往忽視生命系統的現狀和未來風險等問題。學科的進一步發展應吸收生態學理論及方法,促進水利工程學與生態學的交叉融合,用以改進和完善水利工程的規劃及設計理論,形成水利工程學新的學科分支——生態水利工程學。生態水利工程學作為水利工程學的一個新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學。生態水利工程的內涵是:對于新建工程,是指進行傳統水利建設的同時(如治河、防洪工程),兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程,則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態修復。生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產(生態產業)及環境立法和資源管理一起,成為河流生態建設的主要手段之一。
3生態水利工程的規劃設計原則
3.1工程安全性和經濟性原則
生態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、發電、航運等需求,也要兼顧生態系統的可持續性。生態水利工程既要符合水利工程學原理,也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律,以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內,能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時,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,動態地研究河勢變化規律,保證河流修復工程的耐久性。
對于生態水利工程的經濟合理性分析,應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握,生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中進行方案比選,更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外,充分利用河流生態系統自我恢復規律,是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。
3.2提高河流形態的空間異質性原則
一個地區的生境空間異質性越高,就意味著創造了多樣的小生境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環境變得單調,生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化,造成生態系統某種程度的退化。由于人類活動,特別是大規模治河工程的建設,造成自然河流的渠道化及河流非連續化,使河流生境在不同程度上單一化,引起河流生態系統的不同程度退化。生態水利工程的目標是恢復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魚類、鳥類和其他生物物種,生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性,使其符合自然河流的地貌學原理,為生物群落多樣性的恢復創造條件。
在確定河流生態修復目標以后,就應該對于河流進行生物調查、地貌歷史和現狀進行勘查和評估,建立河流地貌數據庫和生物資源數據庫。遙感技術和地理信息系統(gis)是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上,確定環境因子與生物因子的相關關系,必要時建立某種數學模型。河流環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、水溫、泥沙、營養鹽的遷移轉化、水文周期變化等。研究的內容包括:調查單個生物因子的基本需求,評估各種生物因子的相互關系和制約條件,對于“關鍵種”或標志性生物的環境因子進行分類和評估。在眾多的環境因子中,識別那些對于系統的結構和功能具有重要意義的環境因子,在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。
3.3生態系統自設計、自我恢復原則
生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇,也就是說某些與生態系統友好的物種,能夠經受自然選擇的考驗,尋找到相應的能源和合適的環境條件。
將自組織原理應用于生態水利工程時,生態工程設計與傳統水工設計有本質的區別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計,建筑物的幾何特征、材料強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。河流修復工程設計與此不同,生態工程設計是一種“指導性”的設計,或者說是輔設計。依靠生態系統自設計、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結構,從而完成設計和實現設計。成功的生態工程經驗表明,人工與自然力的貢獻各占一半。
傳統的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態水利工程時,要求工程師必須放棄控制自然界的動機,樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富,實現人與自然的和諧。需要強調的是,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價值,尋求最佳的生態工程方案。
自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質、土壤、地貌、水文特征等生態因子,也取決于生物的種類、密度、生物生產力、群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時,需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度,防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行,而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低,而且成功率也低。整體性是指從生態系統的結構和功能出發,掌握生態系統各個要素間的交互作用,提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法,而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題,也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。
景觀則是指生態學中的景觀尺度。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行河流修復規劃?首先,水域生態系統是一個大系統,其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。廣義水文系統又與生物系統交織在一起,形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分,形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時,需要對于各種脅迫因素之間的相
互關系進行綜合、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。水域生態系統是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態系統。再者,河流生態系統是一個開放的系統,與周圍生態系統隨時進行能量傳遞和物質循環,一條河流的生態修復活動不可能是孤立的,還需要與相鄰的流域的生態修復活動進行協調。最后,河流生態修復的時間尺度也十分重要。河流系統的演進是一個動態過程。每一個河流生態系統都有它自己的歷史。河流生態修復是靠時間做工作的。有研究指出,濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態修復項目要有長期準備,同時進行長期的監測和管理。
3.5反饋調整式設計原則
生態系統的成長是一個過程,河流修復工程需要時間。從長時間尺度看,自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩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。從較短的時間尺度看,生態系統的演替,即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代替也需要若干年的時間,期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。
生態水利工程規劃設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構,力求最終形成一個健康、可持續的河流生態系統。在河流工程項目執行以后,就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發展,可能出現多種可能性。
意識到生態系統和社會系統都不是靜止的,在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統的演替以外,人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法,而是一種反饋調整式的設計方法。是按照“設計—執行(包括管理)—監測—評估—調整”這樣一種流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中,監測工作是基礎。監測工作包括生物監測和水文觀測。評估的內容是河流生態系統的結構與功能的狀況及發展趨勢。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行生態修復的河流比較。
在反饋調整式設計過程中,提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與,通過對話、協商,以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合,提高設計的科學性。
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關鍵詞:水土保持;生態;環境;探討
中圖分類號:S157 文獻標識碼:A 文章編號:
我國是水土流失比較嚴重的國家之一,輕度以上水土流失面積356。92萬km2,目前,尚需治理的面積近200多萬km2。為了適應新時期國家發展對水土流失治理的高要求,滿足人們對生態環境大幅改善的需要,進入新世紀以來,水利部提出了“加強封育保護,充分發揮生態自我修復能力,加快水土流失防治步伐”的水土流失防治新思路。幾年,生態修復的實施,與傳統的綜合治理相比,其效果更為明顯。但從長遠來看,生態修復要保持持續、健康的發展,需要我們既要認清破壞生態環境的癥結所在,又要注意解決好相關問題。
1生態環境惡化的主要原因
人所共知,生態環境惡化的主要原因有兩個方面:一是自然因素,二是人為因素。我國人民千百年來靠廣種薄收、亂墾濫伐、過度放牧、過分掠奪自然資源生存。隨著人口急劇增長和工業化進程的加快,人們對水、土和植被資源的需求量越來越大。人口增長過快,造成了土地不合理耕種,加上長期形成的廣種薄收的陋習,陷入了“越墾越荒、越荒越窮、越窮越墾”的惡性循環之中。
2水土保持生態修復的基本概念
生態修復的理念是依靠生態系統自身的適應能力、調整能力、消化能力和組織能力對系統所承受的破壞進行長時間的調節修復,緩解系統外部負荷,實現生態系統的規律性演變,最終是整個生態系統重新恢復正常狀況,實現系統的良性循環的過程。
生態修復應用在水土流失治理中是指在水土流失的主要區域,通過生態系統的自身修復機能,另外輔助一定程度上的人工調控措施,最大限度地發揮生態系統的自我修復機能,從而改善生態系統受損的狀況并能對系統起到一定的保護作用。
3水土保持生態修復對策及措施
3.1普及國策宣傳強化環保觀念
在此方面應加強水土保持方面國策的宣傳力度,普及該方面的基本常識,讓人民意識到不合理的開發利用自然資源造成的水土流失造成的嚴重后果,使人民自發地退耕還林還草,圈養畜牧,實現人與自然真正的和諧相處;也可以通過生態修復示范點的建立讓人民更輕易地了解到生態系統對環境保護的重要性;還應該在學校范圍內普及水土保持和生態系統常識,是人民從小形成環保意識;最后還應該大力發動各種媒體進行水土保持知識的宣傳,如發放環保手冊、公益廣告等。
3.2堅持防先于治加強執法力度
應合理運用經濟措施和行政措施在保護現有生態系統的基礎上予與加強鞏固,豐富其物種組成,加強其食物鏈之間的聯系,封山禁牧,使地表植被自然恢復,這種方案相對來說投資少、見效快,適用于未發生水土流失和水土流失比較輕微的流域地區。另一方面,還應該加強執法力度,加強對亂砍亂伐、過度放牧、采土取沙、毀林開荒等不法行徑的監管和懲罰,強化人民的法制觀念和意識。
3.3制定修復計劃因地制宜治理
眾所周知我國幅員遼闊,各地地貌也不盡相同,因而不同地域的水土流失的狀況也差異較大,所以在水土流失治理過程總理應因地制宜,結合各地域特點定制切實可行的生態系統修復計劃,劃定治理區域、統計治理面積、確定修復方案,預算修復成本和年限,按照輕重緩急的原則分區、分時治理。水土流失發生的種類不同,采取的舉措和實施方案也應當與之對應不同,可根據水土保持和生態學原理,充分發揮生態環境建設治理措施的優勢,先規劃鋪設草本植物,結合低等灌木和根系較發達的喬木的種植。總而言之,讓不同植物協調搭配,使其充分發揮各自的優勢,建立多樣化、多層次的生態系統機構,才能最大限度地獲得生態效益、經濟效益和社會效益。
3.4建立生態試點發展修復技術
近些年來,雖然我國針對生態修復的理論技術進行了一系列的研究和探索,但終究沒有形成完整成熟的水土保持生態修復理論體系,在以往的科學研究中,我國專家往往過于看重植被對生態系統的影響而忽略了自然界物質能量循環的規律,忽略了對土層中微生物作用的研究,因此水土保持生態修復技術上存在很大的發展空間和科研潛力,因此我國可以多處建立生態系統試點,一方面可以有效地改善試點水土流失的現況,另一方面也可以通過對試點的研究評價總結經驗,進一步完善我國的水土保持生態修復理論體系,進一步促進我國的自然經濟和社會的可持續發展。
3.5營造良好的外部條件
生態修復區大多分布在山區,同時也多是貧困區,區內農民群眾的生活收入基本依靠土地,生態修復的實施一般會加劇修復區內的人地緊張狀況。只有考慮到當地的具體情況,長遠利益和近期利益相結合,生態效益和經濟效益并重,解決好廣大農民群眾的生產生活問題,才能為生態修復創造良好的外部環境,保證生態修復的順利進行。
4結語
水土保持生態修復理念和技術的發展是治理水土流失的一個重大的創新,同時水土保持生態修復也是一項極其復雜的工程,廣受生態學專家和環境研究者們的關注,經絡許多年的科研和實踐,水土保持生態修復理論已日漸成熟,但為了適應科學技術高度發展的今天,仍需鍥而不舍地追求和探索。在水土保持生態修復的過程中,應有機地結合不同地區的實際情況合理選用不同的生態修復治理方案,地方有關政府部門也應該加強監督和執法力度,同時應盡可能低發動廣大人民都參與其,共建美好家園、和諧社會。
參考文獻
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關鍵詞 濱水帶;景觀;濕地;環境;設計;修復
中圖分類號 TU985 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2015)17-0221-02
城市建設在設計規劃濱水風光帶景觀時,應該綜合考慮文化歷史、人情風土和城市地理在內的多方面因素,以便在城市特色風貌展現程度上實現最大化。在對城市濱水帶綠地發展情況進行概述的基礎上,探討城市濱水帶綠地景觀設計規劃原則與方法,再結合具體實例,使整體設計規劃的內容和方法更為豐富實用。
1 城市濱水帶綠地的發展概況
濱水帶綠地是城市的生態綠廊,具有生態效益和美化功能。城市濱水帶包括陸域、水際線、水域等部分,與海洋、湖泊、河流等水域鄰接,在空間特點上較為開放、自然,功能上較為復雜,屬于公共活動較多的區域。濱水綠地通常位于河道兩側或中間的陸地上,是城市濱水帶的重要組成部分,同時也是城市的公共綠地組分。濱水綠地的建設與營造可以實現城市水域附近區域土地資源的有效利用,使零碎地塊發揮綠化、生態及文化等方面的價值。國外城市對濱水地帶的開發利用已取得一定成效,而國內城市則起步較晚,正在逐步發展之中,尤其是武漢、深圳、長沙、上海、珠海等地,已經重視并開展了濱水地帶的改造。
2 城市濱水帶綠地景觀設計與規劃原則
2.1 歷史文化原則
城市景觀建設應當注重現代與傳統的結合,突出歷史文化特點[1]。因為濱水景觀是以原有基礎進行更新與改造,應當延續當地人文歷史沉淀下來的審美情趣。其作為城市景觀的一部分,可以起到傳承本土的城市文化、治水文化的作用,一方面進行現代式的綠地設計,另一方面則使歷史文化得以體現。考慮到水帶綠地的多個要素組成特性,可以在滿足時展的需求的同時,凸顯出時代特點與地方特色,打造出創意濱水休閑區。
2.2 生態性原則
當今城市居民對城市社會人居環境的迫切要求就是要改善城市的生態性,因此建設濱水綠地時,應當注重濱水帶的生態性原則。城市綠地景觀的重要組成部分是濱水綠地,格外受到多方關注,而其中植物景觀的營造更是濱水綠地的重要手法,是設計規劃的關鍵[2-3]。因此,應從生態性、綜合性的角度出發,多角度地科學配置城市濱水帶綠地植物,實現異質性的湖濱帶濕地生境類型以及多樣性的湖濱帶。綜合考慮以下4個方面:一是立體配置,如水生植物、地被植物、喬灌木的搭配,實現多元化的生態群落;二是常綠植物與落葉植物的組合搭配;三是必須配置露地親水植物或景觀植物;四是選擇適宜的浮水植物(圖1)。
2.3 藝術性原則
城市濱水帶的景觀設計應體現藝術性原則。城市濱水帶綠地作為城市綠地系統的一部分,有其自身的景觀藝術性。它界于城市與水道之間,具有豐富的自然和人工景觀資源,富有水的“靈”氣和區域的優越性,又有良好的濱水環境生物鏈,是人們集聚休憩的地方。因此,在濱水帶綠地景觀設計時,應體現城市濱水的景觀性,考慮建筑與植物的合理組合,水與植物的有機滲透,植物與植物間的協調搭配,四季植物景觀的變化等[4]。
3 濱水帶綠地修復的基本思路
湖濱帶受損濕地生態系統的修復將增加湖濱帶對周邊面源污染的截污、凈污功能,增強生態安全,并有利于湖濱帶濕地生境多樣性的營造,進而為濕地鳥類及其他濕地動植物增加適宜生境,提升濕地生物多樣性。在濕地公園建設過程中,湖濱帶濕地修復也是濕地公園內濕地生態環境改善、景觀提升的重要前提[5]。
城市濱水帶濕地恢復首要問題是通過針對性的濕地生態工程措施構建植被生長平臺、穩定的基底以及地形重塑工程。在此基礎上增加湖濱帶植物群落物種組成,構建多層次的、立體結構的湖濱植被帶;并進一步基于基底改造,改善湖濱帶動植物棲息地,提升生物多樣性,積極發揮湖濱帶濕地對濱岸的保護功能以及湖濱濕地生態系統的生物凈化功能。
3.1 防洪大堤硬質駁岸的生態軟化
根據不同地段防洪大堤的地形及現有植被分布特點,開展防洪大堤硬質駁岸的生態軟化。一是擬在風浪較大、堤角基底沖刷嚴重的局部湖濱堤頂構筑懸掛式匍匐生藤本植物的生長基底,利用懸掛式匍匐生長的藤本植物進行硬質駁岸的生態軟化,既可因地制宜地增加湖濱景觀異質性與植被構成的多樣性,又可發揮匍匐生藤本植物對大型污染物的攔截功能,還可防止堤頂的徑流沖刷與水土流失。二是應用防浪樁構建堤角植被生長床。單排防浪樁距離防洪大堤1~2 m,抬升樁內基底高度(可高于平水位30~50 cm),主要修復濕生灌木類植被,增加植物多樣性及湖濱帶群落類型多樣性(目前的湖濱帶非常缺乏灌木類群落類型),也可為后續的涉禽類動物回遷、定居營造適宜的生境。三是部分區域由于湖浪沖刷,水泥石質駁岸損壞嚴重,威脅防洪大壩的生態安全,擬在大壩內側(堤內)用生態袋構筑生態護坡,既可增加防洪大壩的水利安全(無須再修筑水泥石質駁岸),又可作為植被恢復的基底(該項技術目前已成功應用于大量的湖濱帶修復工程)。生態護坡可由駁岸內側向湖內延伸3~5 m,護坡高度可參照堤頂高度,并逐級降低延伸至湖底。
3.2 營造生態小島與生態滯留塘交錯的濕地單元
擬在湖濱帶區構建起伏型的基底,局部區域形成以生態小島與生態滯留塘交錯的濕地單元。生態小島、生態滯留塘不僅可以增強湖濱帶的濕地斑塊格局分布的多樣性,也是后期植被、群落組成多樣性的基礎,同時可為生境異質性、棲息地多樣性創造基底條件,重點修復湖濱帶生態廊道效應的發揮。生態小島與生態滯留塘的面積為湖濱帶面積的5%~8%,即可發揮較好的生態功能。
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