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流域和湿地综合整治规划设计

北极星环境修复网  来源:自然资源之声  作者:吴次芳 等  2020/6/16 16:39:02  我要投稿  

北极星环境修复网讯:一、准确的环境胁迫因子识别

环境胁迫是指环境因素的量接近或超过有机体、种群或群落的一个或多个忍耐极限时造成的胁迫作用。环境胁迫因子,又称逆境因子。通常将其定义为对植物施加有害影响的环境或人为因子。如干旱、冻害、盐害、冷害、高温、水涝、环境污染等,这些因素都可以称为植物逆境因子。这些环境胁迫因子既可以是由自然灾害产生的,如干旱、洪水、寒

潮等;也可以是由人类活动不当引起的,如城市建设、农业开垦、工业污染、交通运输影响等。要通过全面调查流域和湿地生态系统的水文、水环境、生物资源等要素,针对目标流域和湿地生态系统进行生态现状评价,准确识别出关键的环境胁迫因子,以便采取更有针对性的生态修复措施。干旱胁迫和淹水胁迫、高温胁迫和低温胁迫、酸雨胁迫和重金属胁迫、盐碱胁迫和贫瘠胁迫、水蚀胁迫和沙化胁迫、自然胁迫和人为胁迫等,所采用的工程技术和应对措施都是完全不相同的。例如对于盐碱胁迫,必须采取农艺措施和生物措施、化学措施、水利措施相结合,才能达到好的效果。对不同类型盐碱地(盐碱荒地、重度盐碱地、中度盐碱地、轻度盐碱荒地),要采用不同的新型化学改良剂、膜下滴灌、起垄种植、全膜覆盖、耐盐碱作物品种种植、微生物菌剂、盐碱地改良专用肥料等措施。对于重金属胁迫,由于不少重金属,如Cu,Zn,Fe,Mn等,都是植物必需的微量元素,但超过一定的界限,就会对植物产生相应的毒害作用,轻则使植物体内代谢紊乱,生长受到抑制,重则致植物死亡。如涉及可食性植物,重金属还可进入食物链,危及人类健康。因此需要根据重金属胁迫的类型和程度,选择不同的工程技术措施和治理方案。

二、因地制宜的规划设计方案

因地制宜的本质,是根据各地的具体情况,制定适宜的办法和方案。我国自古以来就特别重视“物土之宜而布其利”,就是观察土地对各种作物的适宜程度而配置最能发挥其效能的种类。《管子》一书中提出:“桑麻不植于野,五谷不宜其地,国之贫也。”“桑麻植于野,五谷宜其地,国之富也”,把因地种植提高到国之贫富来认识。《管子》还提出“九州之土为九十物,每州有常而物有次”,即将全国的土壤按其物理性质、肥力高低、适种作物的情况分为上、中、下3个等级共18种,每种又依其土壤色泽分为赤、青、白、黑、黄5个亚种。每州的土壤按其性状确定适种作物及肥力等级。

流域和湿地的生态修复,其规划设计方案是否科学合理,是否因地制宜,是决定生态修复成功与否的关键环节。规划设计方案的编制必须着力于当地资源生态空间的保护和再生,包括水土资源以及野生动植物栖息空间及场所的维护,土地肥力和潜力的维护、自然和景观的安全性和多样性维护,重要景观断裂点的修复和再生,防治水土污染,以及增强气候变化的适应能力等。在制定规划设计方案时,需要面对两个重大问题:一是怎样应对当地日渐消失的自然;二是怎样应对当地人与自然关系的变化。因地制宜加强保护、自然再生和可持续利用三个方面将成为流域和湿地生态修复规划设计的重点。即使对于同一个河流,由于不同河段具有多种河型,如蜿蜒型、微弯顺直型、辫状型、网状型和游荡型等,不同河型的生物多样性特征不同,其规划设计方案也应该有很大差别。辫状型河段和游荡型河段的生物多样性相对较低,而蜿蜒型河段的生物多样性较高,应该采取不同的生态修复方案。

流域和湿地生态修复,自然再生需要放在规划设计的突出地位。它是一项以积极恢复过去失去的自然环境、恢复生态系统的健全性为目的的事业。要以流域和湿地的绿色、自然和生物适宜居住的环境再生为目的而进行河流、农田、湿地的建设,重构人与自然的“结构”。在操作层面上,要积极推进自然再生的全域规划设计,明确应在哪里进行自然再生,明确自然环境的质(生态系统的种类和自然度)、量(面积)、配置(形状和相邻关系)。要重点关注流域和湿地生态机能保育建设,完善绿色空间体系的生态质量、景观和历史文化价值以及游憩等多功能,以满足城乡居民的多功能需求。要按照不同人群和消费群体的特征与需求,围绕流域和湿地绿色生态空间体系,大力推进多层次、多尺度的生态网络建设,实现建设用地、绿色开放空间、生态景观、文化景观建设整体推进,全方位地营造高质量的绿色休闲开放空间。加强沿海、沿湖、滨水及道路两侧的生态景观整治力度,选择以乡土树种为主,乔、灌、草结合的多元化的植被配置模式,营造出多样化和多功能的植被景观。

三、塑造多样性顶极稳定群落

地带性植被类型是区域性气候水热要素长期塑造的结果,顶极是植被演替的最终阶段。所谓顶极,是指该地区最具代表性的,与该地区环境条件最相适应、最稳定的群落类型。顶极群落的维护、发展或恢复,不仅与特定地区,甚至与整个生物圈的生态平衡有着密切关系。顶极群落的特征和性质,取决于影响群落演替的外部环境因子和内在生物的遗传特性及其相互作用状况。

由于内外部生态因子存在着边缘性和交错性、分异性和多元性,流域生态系统也存在着气候顶级群落、土壤顶级群落、地形顶级群落和动物顶级群落等不同形态。在流域和湿地生态修复的过程中,不仅要关注地带性顶级稳定群落,还要关注受制于局部环境条件的非地带性顶级群落。由于局部地形(如阳坡和阴坡)产生一种具有特色的植被,这类植被发展的顶级群落称为地形顶极群落。这是一种非地带性的顶级群落,也具有相当的稳定性。例如,伊春河流域的原始森林植物群落是红松阔叶林,它是该区的地带性顶极群落。除此之外,该流域还分布着受制于局部环境条件的非地带性顶极群落,如水湿地的落叶松林,窄沟谷两岸的云、冷杉林和亚高山云、冷杉林等。

针对流域和湿地生态系统的修复,要对生物多样性、顶级稳定群落、生态过程和结构、区域演变历史、可持续的社会实践进行生态整合性恢复和管理,调整、配置和优化生态系统的结构和功能,使其尽可能恢复到顶级稳定群落。恢复和重建的原则包括自然法则、社会经济法则和景观法则。自然法则是生态修复的基本原则,必须遵循顶级稳定群落的演化规律;社会经济法则是后盾和支柱,在一定程度上制约着生态修复的可能性、水平和深度;景观法则一方面要求生态修复要能够提供更美的视觉效果,给人们以美的享受,另一方面还要求生态修复能够提供和谐共生的空间异质性生态系统。在流域和湿地生态修复时,维持当地物种的多样性,塑造多样性的顶级稳定群落,维持生产力并保持自然界为人类服务的功能,是需要始终坚持的一项设计原则。

四、采用多种修复模式相融合

流域和湿地生态系统是一个多层次、多样性和多元化的异质性系统。严格说来,没有任何两个流域或两块湿地,其生态系统的结构和功能是一致的。从这个意义上说,流域和湿地生态系统的修复,不存在“放之四海而皆准”的模式。大量研究和实践表明,采用多种修复模式相融合,才能实现生态系统的预期目标。丹江流域的生态修复模式,就是根据丹江流域的地形地势、气候等空间分异情况,采取循环型生态农业模式、淤地坝工程模式、退耕还林模式、生态移民模式等多种修复模式相融合。在地下水水位不高、常年处于洪水线以上的滩地采用林-农修复模式;在沿江区的钉螺滋生地,采用林-农-牧-渔修复模式;对于海拔高于800米的山地或立地条件差、坡度大于25度的山坡,采用退耕还林还草修复模式;在需要特别保护水源地的区域,实行生态移民修复模式(刘建林等,2012)。洞庭湖流域湿地的生态修复,针对湖泊湿地、河流湿地、沼泽湿地、人工湿地等不同性质的湿地类型,采用水文修复、水环境修复、生境修复、生物资源恢复等不同组合模式,取得了预期的修复效果。以该项目的洞庭湖丁字堤———君山后湖沼泽湿地候鸟食源补给地修复为例,首先采用水文和水环境修复,采用地形改造方式,优化水系流动路线,构建合理的水位梯度;在此基础上恢复多样的功能性湿地植被群落,沉水植物达5种以上,洲滩植物达4种以上,为冬候鸟提供必要的食物和栖息环境,将生境修复和生物资源恢复同步推进(邓正苗等,2018)。对于流域和湿地生态修复,不仅需要多种工程模式相融合,还需要将工程模式和非工程模式相结合,才能取得预期效果。比如,教育+法规+生物措施+工程措施,生态移民+劳务输出+养殖+沼气+种植。在非工程模式中,流域或湿地的综合管理机制、生态水量调控机制、生态补偿机制、生态监控机制、生态考核机制、资金筹措机制等,有时比工程模式更具有决定性的影响。

流域和湿地综合整治规划设计

一、流域和湿地综合整治规划

流域综合整治的规划设计,要坚持“预防为主,防治管结合,因地制宜,综合治理”的原则,坚持工程措施、林草措施和耕作措施相结合,建立综合防治体系和山水林田湖草生命共同体。流域综合整治规划是一种涉及多学科、多部门、多层次和多因素的系统工程,需要运用系统工程方法,建立系统工程模型,通过计算机处理,提出多种优化方案,作为科学决策的依据。在综合整治规划过程中,防洪、水质、生态景观也是3个需要特别关注的重大问题。在人口稠密、农业垦殖度高、江河湖泊集中、降雨充沛的区域,洪水是流域和湿地生态系统受损的重要因素。某些桥梁存在严重的阻水问题,下游河段行洪面积过小缺乏过流能力的问题,缺少护砌河段岸坡出现滑塌和水土流失严重的问题,河道堆土填土堵塞以及截污管线不合理布置影响河道行洪的问题等,极易造成洪涝灾害发生,都需要纳入综合整治规划的范畴。

二、流域和湿地综合整治设计

流域综合整治的工程措施设计,内容极其广泛,措施种类也极其繁多。主要包括水土流失防治工程设计、水源涵养保护工程设计、水环境修复工程设计、水文修复工程设计、生境恢复工程设计、生物再生工程设计等。各类工程措施的规划设计,要重视发挥系统整体的作用,将长远利益和近期利益相结合,使各种措施彼此取长补短,减轻单项措施的承担能力和规划设计标准,降低全流域总的工程量和投资,促进生态系统整体平衡。在涉及大面积农田的流域,其综合整治设计需要将大中型灌区续建配套与节水改造设计、灌区高效节水改造设计、河道综合整治工程设计、河道防护林建设工程设计、清洁流域建设工程设计、净化工程生态建设设计、水源涵养工程设计、水源地保护工程设计、地下水采压工程设计、地下水回补工程设计等密切结合,建成完善的水资源配置系统,提供系统的综合整治和生态修复设计方案。

原标题:流域和湿地综合整治规划设计

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