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長白山自然資源十分豐富。如何在自然資源合理開發利用的同時又能做好生態環境保護工作是一個十分重要而又涉及面較廣的問題。現就如何把該科學的基本原理應用到協調兩者之間關系的研究中去談一下粗淺的看法。
1 生態系統與自然資源
如何把資源優勢轉化為產品優勢,進而把產品優勢轉化為商品優勢,最后取得經濟優勢,這是一個基本點。過去在長白山林區的自然資源利用過程中,由于左的思想影響,掠奪式的開發利用自然資源,造成資源不斷破壞,生態平衡失調,教訓是十分深刻的。
在任何區域性的開發活動中,不僅要對資源進行利用和改造,更重要的是要對資源進行保護、管理和合理配置,用生態經濟學的術語來說,各種自然資源實際上是生態系統的基本成分,任何一個人工生態系統都是按照一定的經濟目的,在一定的空間范圍內,以生物成分和非生物成分構成的一個不可分隔的具有能量轉化和物質循環代謝功能的綜合體。各種自然資源在自然環境中是相互聯系、相互制約和相互依存的。
2 發揮長白山林區自然優勢必須運用生態經濟學原理
為了達到合理利用自然資源的目的,應用生態經濟學原理是非常重要的。生態經濟學原理是結合人類經濟目的研究生態經濟而找出的規律,即生態系統中的能量、物資和價值流變化的規律。如果正確地運用生態經濟學原理分析自然資源的利用,就會更有效地去指導生產活動,這方面有以下幾點:
2.1 生產活動必須要改造和適應生態環境
改造自然資源,實際上就是對生態系統的干擾和控制,使生態系統的非生物環境與生物群落更為協調,以提高整個系統的功能。隨著人們利用自然資源的不斷擴大,必須要對各種生態系統的成分加以改造。自然界許多資源在長期的相互作用當中成為相互依存、相互適應的整體,這一重要的生態學規律在人們利用自然資源、創造各種人工生態系統中,只能加以遵循和利用,對生產中的不利因素假如不能改造,就要設法適應。改造和適應是一條生態經濟學原則,其重點在于改造,從而才能不斷提高系統生產力,許多適應某些資源的措施,也是對另一種資源的改造,應以辯證觀點看待這一問題,改造生態環境的措施必須考慮生態和經濟效益的統一。
2.2 必須同時利用和保護生態系統的組成
利用自然資源是為了進行各種經濟活動,而保護資源則是為了永續利用,使各種生態系統功能不斷加強。從生態學角度看,資源利用與保護相結合是關于生態系統的存在與發展問題;從經濟學角度看,則是當前利益與長遠利益相結合的問題。
那么如何在實際生產活動中應用這一生態經濟學原理?利用資源只是利用它的潛在生產能力,在利用過程中就必須考慮保護這種生產能力,使之在利用后不僅不會降低而且還會提高;其次,利用資源必須要考慮其更新能力,此外必須全面、綜合地考慮資源的利用和保護。許多資源都是相互依賴、相互制約的,在利用自然資源的過程中,對某種資源不注意保護,很可能導致其它資源受到破壞。
2.3 各種生態系統的食物鏈的每個環節,都儲存著能量和物質
即具有滿足人類需要的使用價值,每增加食物鏈一個環節,就會增加一種使用價值,即食物鏈越長越能增加對人類有用的物質財富。因此,在利用自然資源中,應盡可能低增加各種生態系統的食物鏈環節。
當然,人們不能隨心所欲地增加食物鏈環節,必須根據不同的生態條件,創造各具特色的、復雜的生態系統。
3 在資源利用中把資源優勢轉化為經濟優勢
長白山林區如何發揮優勢,避開劣勢,使產品商品化,達到整個社會發展目的,是開發長白山林區的最終戰略目標。但這涉及到非常復雜的合理利用資源問題,還涉及到產品分配、消費和交換的循環以及生態系統中復雜的能量與物質的輸入輸出問題,這些都是生態經濟學的內容,當然首先必須著重解決如下幾個問題。
3.1 資源利用如何合理組合
所謂資源利用的合理組合,就是在深入分析當地各種自然資源條件的前提下,首先決定經營何種產品為主要內容的生態系統,然后研究各種資源利用之前是否需要改造和如何改造,各種資源利用數量的組合比例、投入的方式和時間等問題。
3.2 重點產業和社會經濟發展
在發展商品生產的過程中,資源開發必須要有不同的產品優勢,這當然是自然條件、社會經濟和技術水平差異的產物,因此,自然和社會經濟條件是基礎。
3.3 必須研究經濟發展與資源更新的關系
自然資源一個重要特征是它的更新性,如果在其利用中能使各種資源間相互協調,并進行進化性的運動,則資源生產力不僅不會降低,反而會逐步提高。資源的另一性質是它的有限性,人類只有在有限的資源條件下,依靠技術發展和管理的進步,才能取得生產的提高。資源的有限性是經濟發展的重要限制因素,長白山林區林木資源有限,要取得經濟的快速發展就必須在綜合利用、多種經營上下功夫,同時還要進行資源更新(多造一些工藝成熟林)。
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[7]劉孝富,舒儉民,張林波.最小累積阻力模型在城市土地生態適宜性評價中的應用――以廈門為例[J].生態學報,2010,30(2):421-428.
[8]俞孔堅,葉正,李迪華,段鐵武.論城市景觀生態過程與格局的連續性[J].城市規劃,1998,22(4):14-17.
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【英文摘要】Wetlands, together with forests and oceans, are called the major ecosystems on the earth. They are of important value in ecological, social and economic aspects. But in China, the protection of wetlands in law is a weak link. As a new ideology and principle, Integrated Ecosystem Management (IEM) is of great significance in theory and practice, in the direction, advance and improvement of legislation on wetlands. This paper is based on the principles of IEM. Proposals are brought forward to improve the legislation from four aspects ---- the object of protection, management system, value objective and public participation.
【關鍵詞】綜合生態系統管理;原則;濕地;立法
【英文關鍵詞】IEM; principles; wetlands; legislation
【正文】
一、綜合生態系統管理概述
綜合生態系統管理(Integrated Ecosystem Management,簡稱IEM)是一個新興概念,目前對它沒有統一的定義,相關問題都在探索和發展中。蔡守秋教授從環境資源法學上進行概括,提出綜合生態系統管理是指管理自然資源和自然環境的一種綜合管理戰略和方法,它要求綜合對待生態系統的各組成成分,綜合考慮社會、經濟、自然(包括環境、資源和生物等)的需要和價值,綜合采用多學科的知識和方法,綜合運用行政的、市場的和社會的調整機制,來解決資源利用、生態保護和生態系統退化的問題,以達到創造和實現經濟的、社會的和環境的多元惠益,實現人與自然的和諧共處。[1]
2000年《生物多樣性公約》締約方大會第五次會議通過的第V/6號決定《生態系統方式》,對綜合生態系統管理的內容進行了規定。它提出了有關生態系統辦法的12項原則:(1)確定土地、水及其他生命資源的管理目標是一種社會選擇;(2)應將管理下放到最低的適當層級;(3)生態系統管理者應考慮其活動對鄰接的和其他的生態系統的(實際的和潛在的)影響;(4)考慮到管理帶來的潛在收益,通常需要從經濟學的角度來理解和管理生態系統;(5)為了保持生態系統服務,保護生態系統結構和功能應成為生態系統方法的一個優先管理目標;(6)生態系統的管理必須以其自然功能為界限;(7)應在適當的時空范圍實行生態系統方式;(8)認識到生態系統進程的特點是時限的變化性和效應的滯后性,應從長遠制定生態系統管理的目標;(9)管理必須認識到變化的必然性;(10)生態系統方式應尋求生物多樣性保護與利用間的適當平衡與統一;(11)生態系統方式應該考慮各種形式的有關信息,包括科學知識、土著民和當地人的知識、創新的和習慣;(12)生態系統方式應該要求所有相關的社會部門和科學部門參與。
這12項原則從利益相關者的確定、管理機構的設立、管理目標的制定、管理方法的選擇等方面,較為全面地闡釋了綜合生態系統的主要內容,能夠公平地促進土地、水和生物資源的保護與可持續利用。
二、我國濕地立法的現狀及不足
我國是濕地資源大國。我國濕地具有類型多、絕對數量大、分布廣、區域差異顯著、生物多樣性豐富的特點。[2]但長期以來,由于對濕地重要性的認識不足,人們對濕地進行掠奪式的開發和破壞,導致天然濕地大量消失,生物多樣性銳減,水質惡化,濕地生態功能急劇下降,直接影響到我國水資源供給安全,降低江河沿岸蓄洪防澇功能,水澇災害發生的風險增加,破壞野生動植物棲息地,濕地保護形勢十分嚴峻。
我國對濕地的法律保護涉及多部法律法規。《憲法》、《環境資源法》等有關環境保護與資源開發的一般規定當然適用于濕地;《漁業法》、《水法》、《野生動物保護法》等的部分規定間接適用于濕地組成要素;1992年中國加入《濕地公約》之后,《自然保護區條例》、《海洋自然保護區管理辦法》、《海洋環境保護法》開始明確出現濕地的概念,濕地作為一個整體納入環境法的調整范圍;2003年先后通過的《黑龍江省濕地保護條例》、《江西省鄱陽湖濕地保護條例》、《甘肅省濕地保護條例》和《上海市九段沙濕地自然保護區管理辦法》,使濕地保護出現了專門立法,標志著濕地保護進入一個新的階段。但從對濕地法律保護的整體來看,還存在著諸多問題:
(一)濕地法律概念的內涵與外延不明確、不統一
盡管已有法律法規對與濕地有關的內容做出了部分規定,但這些規定僅是針對濕地的某些類型而言的,如《土地管理法》就“養殖水面”,《海洋環境保護法》就“海濱”,《漁業法》就“內水、灘涂”等。“濕地”尚未作為一個統一概念在立法中得以運用,即使是在出現“濕地”一詞的《自然保護區條例》和《海洋自然保護區管理辦法》中,也將“濕地”與屬于濕地亞類的“內陸水域”、“河口”、“灘涂”、“海灣”、“海岸”、“漁業資源”等相提并論,這足以說明“濕地”概念在法學領域尚不統一。[3] 由于“濕地”概念不統一,外延不明確,直接導致某些濕地資源或者功能不能得到國家法律的有效保護。管理者在濕地管理工作中難以把握管理對象的范圍與邊界,自然也就不能明確濕地管理立法的最終目標,也無從制定適用于濕地管理的法律措施。
(二)管理機構和權限不明確
濕地保護直接或間接涉及到林業、漁業、環保、工商、海洋、農業、土地、交通、地礦等部門,但現行法律沒有明確各部門之間的具體職責及協調合作等內容。國務院規定國家林業局“組織、協調全國濕地保護”工作,但實際上不同部門在濕地保護、利用和管理方面的目標和利益不同,導致各部門之間相互爭奪或相互推諉,濕地資源多頭管理、交叉管理的現象。各部門各行其是,各自為政的現象時有發生,影響了濕地的科學管理。
(三)偏重經濟價值,忽視生態價值
任何資源都既有經濟價值又有生態價值,但對于不同的資源,其側重程度又有差異。濕地之所以要予以特別保護,原因即在于其獨特的生態功能所帶來的巨大價值。濕地生態系統所具有的納垢凈污、調節氣候、豐富生物等功能,是濕地區別于一般土地的根本所在。傳統資源法對自然資源的利用主要是從經濟效用的角度加以考慮,甚少考慮資源的生態價值;其目的在于如何更好地對資源進行開發、利用而非保護,即便現代愈來愈多地考慮到生態因素,也只是為了在如何盡量避免對生態環境造成破壞的前提下更好地對資源加以經濟利用,而非積極利用資源的生態功能。在此思想下的資源立法顯然與應主要利用濕地之生態價值的立法不符合,難以起到切實的保護作用。[4]
(四)缺乏公眾參與
目前,我國濕地的法律保護主要依靠的是政府,當地居民、社區和非政府組織缺乏參與有關濕地決策的有效途徑,導致濕地利益相關者未能與政府、行政部門平等對話,不能有效解決環境權益和經濟利益沖突;同時導致濕地利益相關者缺乏濕地保護的法律意識,盲目開采和過度利用資源現象嚴重。現有的濕地立法中的公眾參與仍停留在法律的原則性規定中,尚未具體化、制度化,缺乏可操作性和相應的法律救濟。從參與的內容來看,主要集中在宣傳教育方面,尚未觸及濕地保護決策的參與,這極大地限制了公眾參與的層次和公眾參與作用的發揮;從參與的過程看,主要側重于對違法行為的事后監督,事前的參與不夠,不能實現濕地保護法律法規的預防目標。[5]
三、綜合生態系統管理原則指導下我國濕地立法的完善
(一)明確濕地的概念,厘清權利關系
由于“濕地”的概念直接關系到法律保護對象的范圍,因此,我國濕地管理需要解決的首要問題,就是通過立法明確“濕地”的內涵與外延,并加以統一。依據綜合生態系統管理的原則,明確了對象的范圍,才能確定相應的利益相關者,進而明確各主體的權利義務,厘清各主體間的法律關系,達到科學有效的管理。鑒于《濕地公約》中“濕地”定義的科學性、概括性,并且為國際社會所共同認可,我國又是《濕地公約》的締約國,因此建議我國濕地立法采納《濕地公約》中的“濕地”定義,即“濕地系指不問其為天然或人工、長久或暫時之沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶,帶有或靜止、或流動、或為淡水、半咸水或咸水水體者,包括低潮時水深不超過6m的水域。此外,濕地可以包括鄰接濕地的河湖沿岸、沿海區域以及濕地范圍的島嶼或低潮時水深超過6m的水域”。
(二)明確行政主管部門及其職能,健全管理體制
濕地的管理和保護涉及到土地、水、生物、礦產等多種自然資源,而且還涉及到經濟、社會、生態、環境等各個方面。綜合生態系統管理的原則要求綜合對待生態系統內的各組分,以整個生態系統為考量對象,來確定管理的各項內容。我國濕地立法應當考慮將濕地范圍內的水體、土壤、植被、動物、微生物及其構成的生態系統作為統一整體進行管理。設立統一的濕地保護管理機構,對濕地整體及其構成資源予以統一管理,實為必要。而根據綜合生態系統管理的原則2,管理應當下放到最低的適當層級。我國幅員遼闊,濕地又具有很強的地域性,各地區濕地的種類和特點差異很大,所以在具體機構設置時,可以考慮根據我國濕地的區劃設立與地方政府平級的專門地方濕地管理的綜合機構,統一領導該區劃內的濕地管理工作。根據濕地各要素管理的具體需要,將管理任務分派到各個地方政府部門,明確各部門對其管轄下濕地的權力范圍。《江西省鄱陽湖濕地保護條例》就確立了這樣的管理體制。該條例規定江西省人民政府鄱陽湖濕地保護綜合協調機構負責濕地保護工作,該綜合機構由環境保護、農業、林業、水利等有關行政部門組成,還規定了其他部門的配合職能。這種管理模式通過新設立的專門的濕地保護綜合管理機構統一濕地管理權,其他部門負責配合,進行監督,權力集中、分工明確又能協調各部門的權責,提高了濕地保護的效率。[6]
(三)矯正立法價值目標,重視濕地的生態價值
我國濕地立法應從整體濕地生態系統的高度來規范與濕地有關的各種行為,保護濕地的生態功能,矯正現行立法的價值目標錯位。用綜合生態系統管理的理念指導濕地立法,保障濕地的生態、經濟和社會效益的充分發揮,實現濕地資源的可持續發展。根據綜合生態系統管理的原則5、6、10,濕地立法必須以維護濕地生態系統平衡,保護濕地功能和濕地生物多樣性,實現資源的可持續利用為基本出發點,堅持“全面保護、生態優先、突出重點、合理利用、持續發展”的方針。根據原則7、8、9、10,濕地管理部門應當因地制宜,制定濕地管理的長遠目標和計劃,將濕地作為一個整體,充分考慮生態系統內部各要素的聯系,平衡開發利用與保護,在濕地的承載能力范圍內進行開發、利用,維護濕地生態系統的完整性。針對可能發生的變化,還必須有相應的對策和措施。各級政府應將濕地保護行動計劃制度化、法制化。法定計劃性工作在執行中可以得到政府各部門的認真貫徹和相互支持,減少矛盾和沖突,從而實現既定目標。
(四)建立公眾參與制度,增強可操作性和實效性
對濕地的法律保護中,當地居民、社區和非政府組織缺乏參與決策的有效途徑,這就使得現行的濕地立法較少能考慮到利益相關者的權利。在綜合生態系統管理中,公眾參與是現代民主與法治的重要體現。根據綜合生態系統管理的原則11、12,我國濕地立法應明確建立公眾參與制度,通過立法賦予公眾環境知情權和參與權,對公眾參與的具體程序進行規定,有法可循,使公眾能夠參與到濕地保護的整個環節。注重發揮公民、社區和非政府組織在決策、監督中的作用,提高公眾對濕地保護的關注程度,增強公眾的法律意識,依靠公眾對濕地管理部門進行監督,使濕地保護更具有科學性、公共性和民主性。
四、結語
綜合生態系統管理具有綜合性、可持續性、科學性等特點。濕地立法作為濕地保護的重要手段,應當建立在綜合生態系統管理的基礎上,不斷完善,在濕地生態系統功能和服務與人類社會之間建立聯結,促進濕地的可持續發展。
【注釋】
[1]蔡守秋:《論綜合生態系統管理》,載《甘肅政法學院學報》2006年第3期。
[2]《中國濕地的特點》,載《濕地科學與管理》2005年第1期。
[3]王巍娜:《我國濕地保護的立法思考》,載《水土保持研究》2005年第3期。
[4]錢水苗、鞏固:《我國濕地保護立法初探》,載《法制與管理》2004年第10期。
【關鍵詞】城市水系;生態修復;研究進展
中圖分類號: S891 文獻標識碼: A
城市水系是人類文明的發源地,是城市發展和賴以生存的不可缺乏的要素,隨著工業文明的發展和城市快速的膨脹,人類的活動阻礙了城市水系生態系統的正常運轉,造成水環境污染,生態退化,生物多樣性急劇下降,生態問題日益突出,威脅到了經濟社會的正常發展以及人民群眾的健康安全。對城市水系進行生態修復已經刻不容緩。
1 城市水系現狀問題及成因分析
1)城市自然水系的整體性遭到破壞,自然形態遭到人為活動的侵蝕,水系水網遭到人為的切割,水系的連續性遭到破壞,導致其生態系統變得脆弱易被破壞。
2)自然水系被人為的裁彎取直,人工開鑿的水系直線化,減少了水系的流域面積和蓄水量,減少了生物的生存空間,同時也加快了水流的速度,易形成水患。
3)人為的對河道斷面的規則式、單一式的改造,減少了生物生存空間的多樣性。
4)河床和駁岸的硬質化改造,切斷了生物交流的通道,破壞了生物生存的空間,導致水系的自凈能力下降、物種多樣性下降。
5)生活污水與工業污水沒有經過處理直接排放嚴重污染了水資源,造成水生生物的死亡和逃離,威脅人類的健康安全。
6)城市快速發展中缺乏對水系生態系統重要性的認識,導致大量河道荒廢萎縮,歷史河道被填埋,河道藍線被侵占,導致城市水系應具有的生態價值、經濟價值、社會價值、人文價值、景觀價值無法體現。
2 城市水系生態修復的目標、原則和方法
2.1 城市水系生態修復的目標
城市水系生態修復的目標是使水系生態系統恢復到未被破壞前的平衡狀態,形成各種生物群落配比合理、結構優化、功能強大、系統穩定的水系生態系統,在滿足水系生態性要求的同時,要充分挖掘水系的歷史人文價值,發揮水系具有的經濟社會價值,創造豐富的濱水景觀,滿足周邊居民的功能需求。
2.2 城市水系生態修復的原則
水系生態修復的原則包括:水系修復與社會經濟協調發展原則;社會經濟效益與生態效益相結合的原則;增強空間異質性的景觀格局原則;流域尺度規劃原則;分河段細化原則;生態系統自設計、自我恢復原則;提高水系連通性原則;主功能優先原則;多功能協調原則;分時段考慮原則;負反饋調節設計原則;生態工程與資源環境管理相結合原則;景觀美化原則等[1,2 ]
2.3 城市水系生態修復的方法
2.3.1制定城市規劃與法律規范保護和恢復城市水系
城市規劃劃分藍線保護范圍,制定法律規范保護藍線,對于已經被填埋的對城市水系具有重要價值的歷史河道,有條件進行恢復改造。規劃中要注重城市水系的整體性保護,連通性的恢復,增加水系的自凈能力,蓄水能力。
2.3.2對污染源的控制治理
對城市進行雨污分流處理,確保工業污水與生活污水經過污水處理合格排放,嚴懲違法排污行為。為城市河流建設污染緩沖帶[ 3] 。由于城市水系與鄉村的水系存在著天然的聯系,所以對污染源的控制要延伸到鄉村,嚴懲鄉村違法污染企業,對村民生活垃圾集中回收處理。
2.3.3城市水系自然地貌學特征的恢復
對自然水系形態與地貌進行保護與恢復,除特殊情況,禁止對水系裁彎取直,改變其自然形態。同時要保護水系藍線范圍內的自然地形地貌,保護恢復水系河岸多樣性空間,增加水系河道斷面的多樣性,使水系內形成一系列自然的邊灘、淺灘與深潭,增強空間的異質性,為不同物種的生存提供多樣性的棲息場所。
2.3.4城市水系駁岸河床生態化改造
對水系現有硬質化不透水的駁岸與河床進行生態化改造,采用最新的生態設計理念與方法,禁止再建硬質化不透水駁岸。遵循水系生態系統物質循環的規律,
使水體、土壤與生物環境相互交流, 恢復河流自凈功能。
2.3.5對城市水系水文循環的恢復
城市化的發展改變了水系原來的水文循環過程,導致水系不能按照自然規律運動,破壞了城市水系的生態循環,因此要把握城市水系水文循環的規律,調節恢復其自然運行的過程。
2.3.6城市水系水質污染的治理
綜合利用物理方法、化學方法、生物方法對水體污染進行治理,恢復天然健康的水質。
2.3.7城市水系生物多樣性的恢復
生物物種多樣性的恢復主要包括保護瀕危、珍稀、特有生物物種,恢復河湖水庫水陸交錯帶植被以及水生生物資源,恢復具有本土特色的生物資源,以恢復水生生態系統的功能,形成穩定的生態系統結構。
2.3.8城市水系生態修復的綜合價值的體現。
城市水系是城市生態系統重要的組成部分,同時也是一個復合功能的綜合體。其不僅要體現自然屬性所具有的生態價值,還要挖掘所具有的歷史人文價值,結合開發保護發揮其具有的直接經濟價值與社會價值,合理的規劃設計體現其自然的景觀價值,創造更多滿足人與自然親密接觸的空間,體現人與自然的統一。
4 研究展望
(1) 城市水系生態修復并不意味著使城市水系恢復到完全自然的狀態,而是要結合城市水系的功能和特點,考慮多方面的需求,達到一個適宜的狀態。同時需要對這種適宜狀態下的各項指標進行研究,并且針對不同的水系類型,形成一個相應的評價體系,以此指導水系的生態修復工作。
(2)城市水系生態修復與信息化數字化技術的結合,運用新技術對水系水位、水質量、生物生存狀態等進行信息收集,并且根據收集到的信息進行及時反饋處理,維護水系生態系統的正常運轉。
(3)城市水系生態修復要以人為本,創造更多人與自然接觸的空間,不僅要考慮到自然的因素,也要考慮到人的需求,但是要盡量減少人的活動對水系生態系統的干擾。
(4)城市水系生態修復要體現其復合價值,不能僅僅著眼于生態價值,可以結合城市水系的個性特征進行保護開發。
(5)城市水系生態修復與城市規劃政策法規的協同,保護恢復水系的整體性、連接性,保護恢復水系的自然形態與地形地貌特征。
(6)不斷研究運用新的技術手段進行生態保護與修復。
(7)城市水系生態修復與城市雨洪管理相結合,研究當洪水來臨時,通過城市水系對洪水形成緩沖,如何控制水系緩沖區的寬度和其容量;研究雨水下滲,雨水的組織與收集和城市水系如何聯系等。
5小結
目前我國城市水系存在著大量的生態問題,這也是城市化工業化帶來的負面影響,這些問題嚴重制約了城市的可持續發展,現今生態文明建設上升到一個新的高度,人們的生態意識不斷增強,人們在發展中開始反思這些出現的問題,并且認識到城市水系生態保護和修復的必要性和緊迫性,相信通過不斷的努力和探索,城市水系將會重現昔日的美麗。
參考文獻
[1] 倪晉仁,劉元元.論河流生態修復[J].水力學報,2006,37(9):1029-1043.
關鍵詞:水利工程;生態水利工程;保護環境
隨著我國人口數量的不斷增長,飲水安全問題引起社會的高度重視。部分地區存在著水資源匱乏問題,因此我國大量的修建水利設施。水利工程不僅是基礎建設的一部分,還能體現國家的綜合實力。在防洪、航運、灌溉等領域都發揮及其重要的作用。水利工程建設在推動國家發展的同時,也對生態環境產生破壞性影響。如何降低水利工程建設對生態環境的影響,已成為水利工程長期發展必須解決的問題。實施生態水利工程,值得深入的分析與探討。
1 水利工程及生態水利工程概述
1.1 水利工程
水利工程也被稱作水工程,主要是指為調控地表和地下水資源二修建的各項工程總合。通過修建水利工程,能夠改變水資源的自然狀態,使其更滿足人類的生產生活需求,為社會提供更好的服務。通過對水流的控制,可以降低洪澇災害的發生概率,減少人類的生命財產損失。同時,水利工程在蓄水發電、灌溉、航運等領域也占據重要地位。水利工程由于工作條件、技術比較復雜,具有較強的綜合性和系統性。對周圍環境會產生較大的影響,包括:自然面貌、景觀、氣候、生態環境等,這些影響有利也有弊。
按照水利工程的不同對象,可以將其劃分為:防洪工程、水力發電工程、農田水利工程、漁業水利工程、灌溉工程、航道港口工程等。以長江三峽水利工程為例,如果可以滿足多種條件,則被稱為綜合利用水利工程。
1.2 生態水利工程
傳統意義上的水利工程,主要是采取建設水工建筑物的方式,通過控制水流來滿足社會經濟發展的需求。但是,由于在建設過程中忽視河流本身生態系統的健康與可持續發展,導致水利工程的負面影響逐漸增多。隨著社會各界對保護生態環境的廣泛關注,生態水利工程被賦予了全新的使命。生態水利工程是指,在建設水利工程的同時,需要兼顧河流等水域的生態系統健康,實現協調發展。與水利工程相比,生態水利工程關注的對象不單是河流、湖泊等水文系統,還包括具有生命特性的河流生態系統。研究范圍擴大至河流走廊的生態尺度邊界。從水利工程的發展全局來看,生態水利工程必將成為今后的主旋律。
2 水利工程建設對生態環境的影響
水利工程建設對于生態系統會產生多方面的影響,具體表現在對陸生生態系統、河流生態系統、氣候、物種多樣性等影響。
2.1 水利工程建設影響陸生生態環境
水利工程建設對陸生生態系統的影響是較為顯著的。一方面,水利工程在建設過程中,會對林地、田地及草叢等造成大面積破壞。不僅大規模損害生態植被,對陸生生物的棲息地也會產生不良影響。另一方面,在水利工程建設過程中會產生大量的污水。不僅改變了河流自身的水質,還會惡化周邊爬行動物或兩棲動物的生存環境。這兩方面因素最終會導致大量的動物遷移,造成區域生態系統的紊亂。
2.2 水利工程建設影響河流生態環境
由于水利工程主要目的是為了改變河流的自然狀態,使其滿足人類的生活需求,因此,水利工程多是在河流上展開作業,對于河流的生態環境會產生很大的影響。首先,水利工程影響地下水的流動。每個地區的地下水都保持著固定的流動方向和流動速度。經過水利工程的建設以后,地下水會承受巨大的水體壓力,原有的流動方向和流動速度都會被迫改變。由于地下水資源的紊亂,造成一些區域水資源充足,而另一些區域水資源匱乏,影響飲用水系統。其次,水利工程改變河流的水文特征。包括水深、含沙量、結冰期和流速等。不僅會引起上下游發生變化,還會在水溫、水質等方面造成影響。最后,水利工程改變地下水的補給方式。穩定補給方式,對于洪澇災害能起到一定的抑制作用。當平衡被打破以后,會導致部分地區發生洪澇災害。為河流周邊農業的健康發展帶來困擾。
2.3 水利工程建設影響所在地氣候
通常來講,每個區域的氣候是比較穩定的,主要由大氣環流進行控制。然而,當該區域修建了大型的水利工程時,當地的水體和空氣濕度都會受到影響。最終會改變降水量、氣溫和風力等。我國是農業大國,氣候能否穩定會對農業發展造成巨大影響。當氣候環境被改變以后,當地的農作物種植時間也會相應的改變。情況嚴重時,可能導致物種的滅絕,對生態系統造成極大損害。
2.4 水利工程建設影響生物多樣性
由于水利工程建設影響了河流以及陸生的生態系統,必然會影響生物多樣性。一方面,水利工程建設會影響水生動物的多樣性。受水質變化的影響,部分對水源環境敏感的水生動物很難存活下來。特別當水溫發生變化時,不利于下游魚類的繁衍,推遲產卵期。有些水生動物,面臨這種情形時,可能會采取遷徙的方式,尋找合適的生存環境。但是仍存有一部分水生動物無法完成遷徙運動。長此以往,該地區的水生動物面臨滅絕的風險。另一方面,水利工程建設影響陸生動物的多樣性。在周圍生存環境質量不斷降低的影響下,陸生動物的繁衍生息受到很大的影響。對于食草動物來講,如果賴以生存的自然植被遭到破壞,會引起食物匱乏的現象產生。當食物鏈遭到破壞時,當地的生態系統會嚴重紊亂,失去平衡。同理可證,當爬行動物面臨環境突然變化時,也存在生存問題,影響物種的多樣性。
3 實行生態水利工程建設
為降低水利工程對生態系統的破壞程度。保護生態環境,在今后的發展,需要實行生態水利工程建設。以此來保護河流生態系統、陸生生態系統、氣候的穩定及物種的多樣性。具體可按照生態水利工程的原則,采取如下措施,實現經濟建設與保護生態環境的協調發展。
3.1 保持河流多樣性
在進行水利工程建設時,應當盡量保持河流的原貌,保證河流的多樣性。每個水利工程所處的環境是各不相同的,因此在設計的過程中,不能單純模仿成功案例,要因地制宜的進行規劃與設計。應當以尋求經濟發展與保護生態環境協調發展為目標。必要時,應將保護生態環境為首要目標。針對已竣工的水利工程建設,為了恢復河流的多樣性,保護當地的生態環境,我們應當采用合理措施完成對環境的修復工作。
3.2 維護生態系統自我調節能力
大自然的生態系統具有自我調節能力。對于河流和陸生生態系統來說,也同樣如此。但是,在進行水利工程建設過程中,不能因其具有這種能力,而不加以保護,對環境肆意破壞。對于生態系統來講,組成結構越復雜,擁有的自我調節能力越強。要想維護河流與陸生生態系統的自我調節能力,就應當減少對其組成成分的破壞。
3.3 構建環境影響評價體系
在進行水利工程規劃與設計之前,為了保護生態系統的穩定,應當建立環境影響評價體系,對周圍的環境(如陸生生態系統、水生生態系統、氣候等)進行調查研究與評價,通過綜合分析提出相關的防范措施。為實現生態水利工程建設提供依據。
結束語
在水利工程建設中,大規模的修建必然導致當地的生態系統受到影響。為了實現經濟建設與環境保護協調發展,我們應當實行生態水利工程建設。通過構建環境影響評價體系,保護河流的多樣性,維護生態系統的自我調節能力等措施,可以在一定程度上實現良性生態平衡。
參考文獻
[1]孫西振.關于水利工程建設與生態系統的可持續發展[J].現代經濟信息,2014(16):384.
對于生命教育,不僅僅是學校的工作,也是家庭、社會的責任,通過生命教育能讓學生更加深入的理解生命意義,尊重生命、關愛生命,從而促進學生的身心健康發展。生物是一門揭示生命、研究生命的學科,可以說生命是生物教學一個永恒的主題,在初中生物教學中引入生命教育,能獲得良好的教學效果,因此,探析初中生物教學中的生命教育有十分重要的作用。
二、初中生物教學中生命教育的重要性
生命教育是近幾年新興的一個課題,很多學者對其進行了深入的研究,但是從當前的情況看,教育領域還沒有專門設置生命教育課程,而是將其滲透在其他學科中,特別是在生物學科。初中生物包含很多生命教育的知識,為生命教育打下了良好的基礎,因此,利用初中生物學科對學生開展生命教育活動,已經成為新課標下初中生物教學的一個重要教學任務。在初中生物教學中,生命教育有十分重要的作用,首先通過生命教育能讓學生感受到生命的美好,讓學生更加珍惜生命的存在,其次,通過生命教育,能讓學生更加科學的理解生命的意義,讓學生明白不僅要珍惜自己的生命,也要珍惜他人的生命。另外,在初中生物教學中,生命教育更加注重培養學生的知識能力、價值觀,充分尊重學生的特性,將學習主動權還給了學生,充分體現了“以學生為本”的教學理念,這對培養學生的綜合能力有很大的幫助,因此,在初中生物教學中,滲透生命教育有十分重要的意義。
三、生命教育融入初中生物教學的有效策略
1.生命教育的開始—孕育生命
對于初中生物,其教材中有很多關于生命的章節、知識,在進行生命教育時,首先要讓學生了解生命。七年級生物教材的“認識生物”一章有很多關于生命的知識,并且從淺到深助劑介紹了生命,讓學生從人與生物圈的關系了解到生物知識與生命教育的關聯。在“認識生物”這一章實際教學過程中,教師必須讓學生了解到人與其他生物體是一個相互補充的生命體系,其他生物是人類生存的基礎,離開其他生物,人們的生活將寸步難行,可以說對其他生命的不尊重,就是糟蹋自己的生命。
2.生命教育的深入—珍惜生命
對于初中生物教學,主要是培養學生的自主學習能力、自主探究能力和實踐能力,在初中生物教學中,通過實踐教學來開展生命教育,更能提高學生的探究能力和實踐能力。例如教師在組織學生分析“水中氧氣對金魚呼吸的影響”時,教師可以提問學生,如何才能觀察到水中氧氣對金魚呼吸的影響呢?有的學生會想,將一條金魚放在水中有氧氣的魚缸中,將另一條金魚放在沒有水的魚缸中,看兩條金魚的呼氣頻率。這時教師就可以將生命教育引入實踐中,讓學生分析這種做法是不是會損害金魚的生命,這種以損害生命得出試驗結果的方法是不可取的。然后教師在引導學生是否能用一種既不傷害金魚生命,又不影響試驗的方法,這時有的學生就會想到將一條金魚放在裝有清水的魚缸中,將另一條金魚放在裝有冷開水的魚缸中,對其金魚的呼吸頻率。這樣學生懂得要珍愛自然界的生命,從而激發了學生的保護生命意識。
3.生命教育的延伸—保護生命
對于生命,與生態系統是密不可分的,因此,教師在講解生態系統的相關知識時,也要注重生命教育的引入。例如教師在講解“生物與環境組成生態系統”這一節時,教師可以讓學生通過試驗來了解生命的可貴。首先教師可以先利用多媒體為學生放映一個簡單的生態系統視頻,讓學生對生態系統有一個簡單的了解,然后教師讓學生說一個身邊的生態系統,這時學生會說森林中的鳥、蟲、植物等構成了生態系統,海洋中的植物、小魚、大魚等構成了一個生態系統。這時教師讓學生分組討論,生態系統中的某一個環節受到破壞后,這個生態系統會發生怎樣的變化,有的學生會回答這個生態系統會崩潰,生態系統中的生命會消失,還有的學生會回答,這個生態系統會發生變異,雖然有一部分生命消失了,但是會有另一種物體代替原來生態系統中的物體,繼續維持生態系統中的穩定。不管學生如何回答,都會發現,生態系統受到破壞后,影響最大還是生命,這就會激發學生保護生態系統、保護生命的意識。
四、初中生物教學中生命教育的注意事項
對于初中生物教學中生命教育的實施,首先要構建良好的師生關系,這樣才能保證教學活動的順利開展。在日常教學中,教師要端正自身的態度,積極的與學生溝通交流,了解學生的內心想法,尊重學生的人格、個性,雖然學生在學習上面有一定的差異,但是教師要明白每一個學生都是獨一無二的,都有其存在的價值,教師要將學生看做自身的朋友,與學生共同學習、共同進步,建立平等、自主、和諧的師生關系,從而為生命教育打下良好的關系。另外,初中生物教師在進行生命教育時還要注意,生命教育要持續的進行,不能三天打魚兩天曬網,只有保證生命教育的持續性,才能確保生命教育獲得良好的效果。同時在生命教育中,生物教師還要注重跨學科交流,如在思想品德教學中融入生命教育,讓學生樹立正確的思想道德觀念,珍愛生命、保護生命。
五、總結
【關鍵詞】地震災害 生態系統 修復 可持續發展
一、災后生態重建
災后重建是面對結構遭到重創的生態系統,按照生態碳循環理論實施的一項以建設低碳均衡結構為目標的生態重建工程。在災區開展生態重建低碳工程,比在其他地區打破原有生態系統再重建低碳生態更節約成本。這項系統工程涉及到災區生態的各個層次,需要按照統一的指導思想,遵循生態碳循環的規律,在多方協調與合作的基礎上建立生態低碳均衡結構。
(一)統籌思想。
低碳重建作為一種新型的、特殊的恢復方式,就是在災后重建的實踐中運用低碳均衡理論組織生態重建,實現生態恢復的低碳發展模式。這一創造性的重建模式,必須基于綜合集成與統籌優選的思想,對災后生態系統進行統籌恢復重建,尋找新均衡,實現災區生態從簡單恢復提升為科學發展式修復重建。
二、生態重建工程的運行模式
生態系統作為典型的開放系統,在受到地震破壞后,可以通過自身動態調節達到平衡,但時間非常漫長。低碳生態重建是以低碳方式定向加速生態系統改善并達到生物群落和諧共存的演替過程。這種演替過程是不可逆的,但可以在關鍵環節實現突破性的進展,加快演替速度,縮短演替進程。
(一)運行演化。
地震打破了原有生態系統碳均衡結構,土壤、動植物殘骸、人類社會等排放出大量CO2,生態系統瞬間躍遷高碳區間振蕩。在3―5年內,生態將處在高碳區間振蕩。生態系統與外部環境進行能量、物質和信息的交換,系統內各要素相互作用,將形成新的生態有序結構。通過低碳技術對生態進行重構,將引導生態系統朝著低碳均衡方向演化,逐步形成低碳均衡生態新結構。樹木尚需十年,動物的回歸、食物鏈的修復、生態系統的恢復、低碳生態均衡的建立,則是一個更長久過程。發揮人類主觀能動性,開展生態低碳重建工程,將會大大縮短生態系統結構調整時間,加速實現生態系統低碳均衡結構。
(二)重建工程。
生態重建系統工程就是基于現有的社會經濟基礎及背景,充分發揮已經確立的或潛在的社會經濟優勢,對災后重建過程中的社會物質和能量投入進行統籌優化,達到災區生態系統效果最優化。它是以災區人類生態系統整體優化為目的,通過在關鍵環節投入物資和能量,對災區生態系統和人類社會經濟系統進行整理和重組,形成一種有利于人類的、良性循環的生態系統的過程。災區的植被、動物活動、人類生產生活規律被地震打破,生態系統的CO2等溫室氣體排放量遠遠大于CO2吸收量;通過植被恢復工程、節能減排工程、城市改造工程,建設低碳生態工業、低碳生態農業、低碳生態城市,實現災區生態環境、生態社會、生態制度和生態文化的重建,最終達到災區生態系統碳循環的低碳均衡。
(三)生態城市低碳化 。
四川廣元位于川陜甘三省交匯處,是5?12大地震的重災區之一,是明確提出低碳重建的城市。依靠豐富的天然氣資源,廣元提出了能源轉化行動,35家大中型企業的能源供應將逐漸從煤轉化為天然氣,預計每年可減少CO2排放123萬t。到2015年,廣元九成的出租車和公交車動力能源也將采用天然氣。為增加碳匯,廣元市計劃到2015年,全市森林覆蓋率從2009年的48%增加到53%,未來的產業結構也將向旅游業、茶產業、電子業等低碳產業轉型。廣元市對污水處理重建采用了蚯蚓生物濾池,數百條經過特殊培育的蚯蚓“清潔工”對進入濾池的污水和污泥進行生物凈化,凈化后的清水排入江河,處理后的污泥則變成了無害的蚯蚓糞,用作農田肥料。
(四)政策保障。
在災區開展低碳均衡模式實踐,應該結合災區生態的實際情況,長遠規劃,統籌安排,在尊重自然規律的前提下,堅持以自然恢復為主,人工重建為輔的原則,制定相關政策制度,保障低碳生態的實現。
(1)總體規劃,綜合恢復,實施低碳政策。以可持續發展思想為指導,把災區江河作為一個整體的大系統,從自然、社會、經濟綜合考慮低碳化進程,統籌安排、綜合治理、宏觀調控;建立相應的碳匯管理和經營體制,引導災區群眾在尊重自然的基礎上過低碳生活。
(2)退耕修養,還林還草,實現低碳生產。阿壩州、山州、甘孜州、雅安、廣元等災區山多坡陡,在坡度大于25度的陡坡和水土流失嚴重的地段,應堅決杜絕開荒,已開墾的地段應盡快退耕還林;在綿陽、德陽、都江堰等成都平原西北部地區,土壤和水利條件較好、坡度較緩、水土流失潛在威脅較小,應實行林業和農業綜合規劃,推行農林復合經營體系,實行低碳生產。
(3)發展林木,建管結合,構建碳匯基地。大力發展災區林木業,林木建設和管理相結合。對災區,主要是盡可能多地保護現存森林碳庫,改變天然林的采伐機制;在無林地上營造人工林;促進次生林的天然或人工更新,并加以保護;在農田和牧場上增種樹木,發展農林綜合經營系統;擴大人工植樹造林,提高森林碳匯功能;發展速生豐產林,加強人工林的集約經營、提高生產力、增加碳匯,增加耐久木材產品;開展群眾性的造林綠化,加快防護林和公益林建設。
關鍵詞:生態基礎設施;概念;展望
Abstract: the Ecological Infrastructure (Ecological Infrastructure, EI) is in recent years in the Ecological economics, biological conservation, Ecological cities in the domain of a new concept. Ecological infrastructure including: maintenance of ecological system service, maintain complete ecological network, restore natural process and function. Combined with the actual situation of the domestic concept in the EI application in the future.
Keywords: ecological infrastructure; Concepts; looking
中圖分類號: S891+.5 文獻標識碼:A文章編號:
一、生態基礎設施的基本概念
生態基礎設施(Ecological Infrastructure,EI)是近年來在生態經濟學、生物保護、生態城市等領域出現的一個新的概念。這一概念集中體現了在現有景觀破碎化和生態系統服務功能受到損害的背景下,維護完整、連續的生態格局的重要意義。它強調生態系統服務功能在物質空間中的具體化,是實現可持續發展的可操作的景觀戰略。EI的概念在日益拓展,在生態系統管理與生態學、景觀生態學、生態經濟學、生物保護學、生態工程學等諸多學科都有涉及。基于跨學科領域的研究,生態基礎設施思想具有豐富的內涵和意義。生態基礎設施是城市的可持續發展所依賴的自然系統,是城市及其居民能持續地獲得自然服務(natures services)的基礎,這里所說的生態服務包括提供新鮮空氣、食物、體育、游憩、安全庇護以及審美和教育等等。它包含一切能提供上述自然服務的城市綠地系統、林業及農業系統、自然保護地系統,并進一步可以擴展到以自然為背景的文化遺產網絡[。生態基礎設施屬于基礎設施,那么它必然具備一般基礎設施的特征。此外,生態基礎設施還有以下對人類生存意義重要的特征:(1)保障可持續發展的多功能性;(2)全民共享的公共性與同一性;(3)建設和使用的超前性與長期性;(4)服務的連續性和多層次、網絡化系統性。從不同學科角度來講,EI既是生物的自然棲息地系統,還是針對人類的城市棲息地系統,它都強調關鍵性的生態格局及資源、產品、服務等對整體系統和系統棲居者的正常運行和持久生存的基礎性支持作用。而從人類的可持續發展角度,EI是一類為人類提供生態系統服務功能的基礎設施,是為維護生態安全和健康的自然結構和基礎框架。
二、生態基礎設施概念內涵的詮釋
由于生態基礎設施(EI)的多學科交叉的特性,研究的出發點很多。本文僅從生態經濟學、生物多樣性保護與生物安全戰略、生態化工程基礎設施以及它的演化和發展對這一概念的內涵進行理解。
(一)生態系統服務
生態經濟學領域對EI的研究主要試圖強調生態系統服務在當前經濟平衡體系中的價值,以及能夠提供這些服務的生態系統和自然資本的可量化的價值。EI的概念出現在生態經濟學研究中體現了對生存危機與可持續目標的認識的加深。首先應該明確生態系統服務的含義。目前比較統一的認識是:生態系統服務(Ecosystem Services)是指生態系統與生態過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環境條件與效用[4]。Constanza等把這些服務歸納為17類,Daily將其歸納為15類。綜合起來,主要包括生態系統的產品生產、生物多樣性的產生和維持、氣候氣象的調和穩定、旱澇災害的減緩、土壤的保持及其肥力的更新、空氣和水的凈化、廢棄物的解毒與分解、物質循環的保持、農作物和自然植被的授粉及其種子的傳播、病蟲害爆發的控制、人類文化的發育與演化、人類感官心理和精神的益處等方面。生態系統服務是生態經濟學研究的核心。而EI的概念在這里不僅指能夠提供這些服務的生態系統和結構,還強調了其在當前生態環境背景下的稀缺性[5]。
(二)維護完整的生態網絡
從生物多樣性保護與生物安全戰略的視角,生態基礎設施的概念較早出現在Mander等人在生物多樣性保護的研究中。他1988年在《作為地域生態基礎設施的補償性區域網絡》(Network ofcompensative areas as an ecological infrastructure of
territories)一文中用此概念表示棲息地網絡(habi-tat network)的設計,強調核心區、廊道等組分對生物保護的作用。而幾乎同時,Selmand Van在《生態基礎設施:設計棲息地網絡的概念框架》(Eco-logical infrastructure: a conceptual framework fordesigning habitat networks)一文中也進行了類似的研究。隨后,荷蘭農業、自然管理和漁業部于1990年頒布的自然政策規劃(Nature Policy Plan)中在全國尺度上較早提出了EI的概念。這些都是從生物和環境資源的保護與利用角度提出的。關于EI或生態網絡的構成,Jongman認為生態網絡包括了核心區、廊道、緩沖區以及必要的自然恢復區,并且提出城市生態網絡建設的三個特點:前瞻性、作為自然政策制定的基礎、作為國土和區域規劃的一部分。Hubert提出生態網絡和EI建設即保護自然資源,包括水、空氣、土壤以及保護生物多樣性。Bohemen以荷蘭生態主干基礎設施(Dutch Ecological Main Infrastructure)為例,提出EI由自然核心區、自然發展區、廊道和連接、緩
沖帶等四部分組成。可以看出,從生物保護研究出發,EI主要指景觀中有助于或能夠引導生物在不同生境中運動的綜合特征,如景觀鑲嵌體中的廊道等線性景觀要素,核心棲息地的空間分布、連續性、內部結構的變化以及與周邊生境的差異等,并強調形成連續的整體生態網絡的重要性。因而在生物保護研究中,EI與生態網絡、生境網絡等概念是基本同義的[5]。
(三)恢復自然過程與功能
EI的另一種理解是“生態化的工程基礎設施”。在人類的生存環境中,各種基礎設施對社會、經濟的運行和發展都起到了極為重要的作用。一般狹義的基礎設施只包括人工物質基礎設施。而有研究把人類的各種基礎設施劃分為人工物質基礎設施(Man-made physical)、自然基礎設施(Natural)和社會基礎設施(Social)三類。人類的各種基礎設施是與不同時代的社會發展需求緊密聯系的。進入到二十一世紀,城市蔓延、全球化、可持續發展成為了時代的主題或需求,因此綠色(生態)基礎設施應當成為解決目前問題并且保障未來發展的關鍵。對于當前工程化基礎設施日益交織成網,對自然系統和生態過程帶來多方面影響的現實,許多研究者試圖尋找能夠平衡和補償這些工程基礎設施帶來的生態破壞和退化的途徑。基礎設施生態學(Infrastructural Ecology)作為在基礎設施工程規劃、設計和實施階段改善和協調多種生態功能的框架,基本內容包括尊重生態格局與過程的連續性,采取生態工程技術來降低工程建設所帶來的棲息地破碎等影響。而強調改善和強化周邊的生態基礎設施,如加強景觀連續性等被認為是重要的補償措施。目前此方面主要集中在用生態化手段來改造或替代道路工程、不透水地面、廢物處理系統以及洪澇災害治理等問題。如建立用于水體凈化和污水處理的試驗性人工濕地,綠色屋面(GreenRoofs)不同層次的暴雨洪澇治理、鄰里步行系統、等生態基礎設施研究等等。最具有代表性的是荷蘭政府1997年強調實施可持續的水管理策略,其重要內容是“還河流以空間”。以默茲河為例,具體包括疏浚河道、挖低與擴大漫灘(結合自然)、退堤,以及拆除現有擋水堰等,其實質是一個大型自然恢復工程,稱為生態基礎設施,旨在建立全國性的廣闊而相連的自然區網絡。這些研究試圖在硬質的人工化環境中恢復各種自然生態功能和過程,從而發揮對人類有益的各種服務職能,并盡可能減少人工基礎設施對自然過程和服務的破壞。
以上的嘗試都表明人們開始重視通過生態化改造和維護自然過程來恢復生態服務功能,因為主要針對各種工程化基礎設施,如交通運輸、給排水、防災、環保等,所以將之也稱為“生態”基礎設施或者“綠色”基礎設施(“綠色”即強調生態化)。
(四)土地利用、開放空間及綠地系統規劃
土地利用和開放空間對策在國外的發展因地理、文化和體制的不同而有所差異,但在歐美等發展相對完善和活躍的地區,目前出現了用EI思想來指導土地利用和開放空間規劃,甚至影響整個區域發展與保護的探索。自十九世紀以來,為解決城市環境問題,公園綠地一直作為一種重要的城市基礎設施。包括綠帶(Greenbelt)、綠心(Green Heart)、公園道(Park-way)、公園系統(Park System),以及田園城市(Garden City)等概念都強調了“綠化環境對城市文化極為重要的意義”,尤其是Olmsted的波士頓“藍寶石項鏈”(Emerald Necklace)”等實踐更體現了可貴的前瞻性規劃思想。隨著概念的發展,有人采用綠地基礎設施(Green Infrastructure,GI)表示連續的綠地空間網絡與生命支持系統,實際上與生態基礎設施的概念趨于一致國內也一直將園林綠化作為城市基礎設施中的生態環境保護子系統,但目前從指導思想與實際操作手段和效果看還存在著諸多問題。
三、生態基礎設施的實踐意義
(一)生態基礎設施的規劃內容
人類的各種基礎設施對實現可持續發展無疑都具有重要的影響,但是如果拋開基于人性擴張欲望的膨脹式發展模式,而從一種良性和穩定的發展角度來看,當前的各種基礎設施對人類所起的作用各不相同。有人認為社會、經濟、基礎設施和自然系統幾部分是一種平行關系,它們相互交織、相互聯系、相輔相成,相生相克。可持續金字塔表明了一個可持續的生態系統是如何通過向人類系統和人工環境提供生存的自然資源而成為我們社會的基礎。這座金字塔中包括了建設資本(灰色基礎設施)、人類與社會資本(可認為是社會基礎設施)、自然資本和可持續的生態系統(可認為是生態基礎設施,包括物質要素及各類生態過程和功能)。它們形成自上至下依次增大的支撐結構,這樣才能構成一個穩固的人類生存環境的支持體系,也是一種人與自然和諧的可持續生存環境。城市復合生態系統理論也強調,在城市復合生態系統中,自然子系統是基礎,經濟子系統是命脈,社會子系統是主導。圖1可持續金字塔
生態系統服務功能為人類提供了生存保障,它們的強弱取決于生態系統中的生態資本存量,而生態資本存量的多少反映了一個國家可持續發展能力的大小。生態系統服務被認為是EI的核心特征,這一認識的目的不僅在于強調能夠提供這些服務的生態系統和結構,更強調其在當前生態環境背景下的稀缺性。即自然資本已不再充足豐富,唾手可得,在許多地方,尤其是城市地區,自然組分成為殘遺斑塊和廊道甚至已經消失殆盡。而與此相反,大量人工基礎設施和建筑日益成為大地景觀的主體。就全球來講,森林、淡水等資源無疑已經成為了整個人類可持續生存的戰略性要素。
就我國而言言,還面臨著如何利用外部資源以及如何維護自身生態資本存量的問題。生態資源現狀對我國未來經濟發展的影響,生態系統對維持我國社會經濟體系的保障能力等問題亟待研究。這些不可再生的資源將是制約我們生存和發展的新的瓶頸。這種狀況迫使我們必須要轉變觀念。
(二)生態基礎設施強調的規劃方法
EI概念對規劃方法產生了多方面的影響。美國學者Honachefsky認為城市的無序蔓延和對生態環境的破壞是因為將土地的潛在經濟價值置于生態過程之前所致,強調應將EI的價值和服務功能與土地利用決策相結合,因此提出了EI優先的思想(Put the Ecological Infrastructure first):在城市總體規劃當中,將生態基礎設施置于先行考慮的地位,在此基礎上制定土地利用和開發規劃,對環境狀況進行長期的科學監測,建立適合當地的“生態指標”(Ecological Indicator),從而對自然資源的健康予以評估和監控,并將各個方面的利益主體和人員納入土地利用決策當中來,尤其對何種環境應該受到保護予以協商。而在近年來備受關注的“巧妙的增長保護”(aframework for smart conservation and smartgrowth)思想也強調了這一點。建立在保護土地和自然景觀資源的基礎上,近年來從單純強調保護第一的方針開始走向利用生態基礎設施來引導城市的開發,從而實現“生態基礎設施為導向的巧妙的增長”的途徑。這種途徑積極意義體現在強調不是將土地保護與發展孤立或對立起來,而是充分考慮土地開發、城市增長以及市政基礎設施規劃的需求。還有學者認為,“巧妙的增長”的理念提供了構筑21世紀的城市規劃法規的基礎。新的認識是“土地是一種無法再生的自然資源,土地利用和環境質量有密切關系,因而必須保護土地”。這種新認識在新一輪的規劃法規中有所體現。
俞孔堅等曾針對中國的快速城市化問題和中國國土生態安全,通過“反規劃”途徑建立城市生態基礎設施。強調與城市規模和建設用地功能相比,生態基礎設施永遠為城市所必須,需要恒常不變,因此需要逆向思維的城市規劃方法論,即應在
城市和區域規劃中首先規劃和完善非建設用地,設計城市生態基礎設施,形成高效地維護城市居民生態服務質量、維護土地生態過程安全的景觀格局。
(三)生態基礎設施的實踐意義
將生態系統放在一個十分重要的位置對于規劃領域具有巨大的意義。如同其他基礎設施一樣,如果沒有前瞻性的規劃,城市將無法運轉,人類將無法生存。且隨著人類生存空間的膨脹,這種威脅將越來越大。如果只是被動的追隨城市的擴張,只是后續的“添綠”,則無法起到積極的生態平衡作用。從規劃方法來講,從單純被動性的綠帶規劃和只從休閑游憩出發的公園設計是不夠的。生態系統服務功能需要綜合生物、水文、氣候等學科知識,通過空間規劃手段建立生態安全格局。而從空間形態來講,根據區域與城市的內在生態過程需要來判別最為關鍵的生態格局,構建連續、完整的綠色網絡是生態基礎設施思想的核心。
因此,盡管EI概念理論方法的研究是一個新的領域,即便在歐洲和北美洲,這一概念仍然和其他思想發生著頻繁的交叉,也不斷出現與之關聯的新思想、新理念。但可以看出,這種思想是經過了西方數百年工業化和城市化發展后,對于人地
關系的客觀發展態勢和規劃的主觀意識走向的深入思考。雖然我國的人情、地情以及文化背景與之不同,但卻正在面臨著更為嚴峻的人地關系危機的現實。該理論為我們提供了一個理解土地的生態過程和生態安全,基于生態倫理與價值觀層面來重新認識生態系統服務功能價值的平臺。
四、中國生態基礎設施應用展望
就我國而言,EI理念對于重新審視國土與區域規劃、土地利用規劃、城市總體規劃和綠地系統規劃提供了借鑒。主要體現在以下幾方面:
(1)規劃方法
與其它基礎設施一樣,前瞻性是EI規劃的關鍵所在。
(2)規劃內容與EI的格局
就國內規劃方法體系來講,由于比例、指標和分類等的局限,理應承擔維護區域與城市生態安全的綠地系統的內容和功能遠遠未能達到應有的生態系統服務功能水平。因此,跳出這一桎梏來鑒別并保護城市化地區發揮生態系統服務
功能的EI系統十分重要。正如EI(GI)被認為是“所有具有滲水性地表及能夠支持植物生長的土壤的場地”,城市中許多種土地利用都有著重要的生態服務功能,對構成EI(GI)有積極的意義。如公園、水系、墓地、教堂和學校、開放空間、農田、社區花園、公共設施走廊、鐵路線、采石場、閑置地以及有待于鑒別和修復的廢棄地,另外城市中的小塊綠地、行道樹、私家庭院等也同樣十分重要。
關鍵詞:水利工程設計;生態環境;設計原則
中圖分類號: TV文獻標識碼:A
隨著現代工程技術手段的不斷發展,人類對河流進行了大規模的開發利用,興建了一大批各種各樣的水利工程。這些水利工程一方面給社會帶來了巨大的經濟效益和社會利益,另一方面也極大地破壞了人類賴以生存的自然資源和生態環境。因此,如何興利弊害,充分發揮水利工程為人類造福的優勢,減免其對生態環境的不利影響,是廣大水利工作者必須考慮的問題。
1.水利工程設計對生態環境的影響
在以往的水利工程設計時,往往單純考慮一時的經濟效益,忽視了對當地生態環境的影響問題,致使自然環境和生物群落受到破壞,局部地區出現生態危機,進而危害人類。如:閘壩阻斷河流,影響魚類回游、產卵區的規模和數量和水生物生長、繁殖和發育;盲目圍墾濕地,破壞重要鳥類、獸類棲息地;超采地下水引起地面沉陷、開裂或海水入侵;對水資源開發利用缺乏統一規劃和管理,使骨干河道斷流或上游引水、下游干旱,造成干旱災害搬家,土地次生鹽堿化,荒漠化;修建閘壩后,水質、水量改變,影響自然景觀,阻礙水運通航;因水環境改變而造成的地質災害,過度圍墾湖泊及河道灘地,縮小行洪斷面和減少洪水容蓄場所,以致洪水決堤漫溢成災,如庫岸崩塌、黃土濕陷以及水庫誘發地震等。總之,人類實施的一系列水利工程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了嚴重影響。因此,未來的水利工程設計要權衡社會經濟需求與生態系統健康需求二者的關系,使二者相輔相成,實現可持續發展。
2.水利工程設計時保護生態環境應遵循的原則
目前, 在水利工程的規劃設計規范中, 都要求進行環境影響評價, 并需進行嚴格的審批。對此應予以充分重視并加強此方面工作。1997 年水利部的《江河流域規劃編制規范》(SL201- 97) 中也提出了對江河流域治理開發規劃方案進行環境影響評價, 要求從宏觀上識別、預估、分析其對生態環境的有利和不利影響, 研究減免不利影響的對策和措施并納入規劃方案。因此,水利工程設計時應從以下幾個方面綜合考慮,實現生態環境保護。
2.1 水利工程設計與生態環境保護相結合
水利工程設計要堅持人與自然的和諧共處,正確處理工程與人類、自然和環境保護的關系,把對環境的不利影響減少到最小程度,保證生態系統和經濟系統的相互協調和良性發展。水利工程設計要以科學發展觀為統領,從宏觀上識別、預估、分析其對生態環境的有利和不利影響,按照生態環境效益與社會經濟效益協同發展原則,建設生態水利工程。
2.2工程安全性和經濟性原則
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。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、修復規律,力爭以最小的投入獲得最大的產出。
2.3提高河流形態的異質性原則
水利工程設計的目標是恢復或提高生物群落的多樣性,重點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。因此,在水利工程規劃設計前,應該對河流進行生物調查、對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、深泓、泥沙、凹凸岸沖刷、營養鹽的遷移轉化、水文周期變化等。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。
2.4生態系統自設計、自我恢復原則
水利工程設計是一種“指導性”的設計,或者說是輔設計。要實現水利工程設計與生態環境協調發展,需要依靠生態系統自設計、自組織功能,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。設計生態水利工程時,科技人員要放棄控制自然界的動機,樹立新的工程理念,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。在設計水利工程實施方案時,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。考慮的因素包括水量、水質、土壤、地貌、水文特征等生態因子,生物的種類、密度、生物生產力及群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時,需要充分利用鄉土種,防止外來物種入侵。
2.5 反饋調整式設計原則
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。
2.6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高。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。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;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;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;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,河流生態修復是靠時間做工作的,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.結束語
在新形勢下,如何樹立和落實科學發展觀,使水利工程建設與生態環境保護協調發展,是一項極為重要的課題。綜上所述可知,筆者認為如果水利工程設計嚴格根據生態水利工程的基本原則進行,就能夠有效的避免一些突況或者滯后影響事故的發生,就能夠滿足人類發展過程中的實際需求,同時還大大降低人類對自然環境造成的影響,進一步促進生態系統的穩定性,實現人和自然和諧相處,實現持續發展。
參考文獻:
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