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此外,基于恢復力的管理常被看作應對氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)負面影響的重要途徑[9];比如,英國的未來森林倡議(FFEI)的核心主題就是根據氣候變化而調整森林管理框架以維持或提供生態(tài)系統(tǒng)恢復力[6]?;謴土Φ母拍钐峁┝死斫馍鷳B(tài)系統(tǒng)如何響應局地或區(qū)域干擾和大尺度氣候變化擾動的理論框架,已被應用于引導受人類活動影響而退化的生態(tài)系統(tǒng)的恢復;維持和提高生態(tài)系統(tǒng)恢復力的管理日益被看做一種實現生態(tài)、社會和經濟可持續(xù)目標的方式[6]。
恢復力在政策和管理等中的價值已廣為接受和認可,但其研究仍停留在概念研究層面上,鮮有學者提供可操作的量化方法[2];經過30多年的爭論,生態(tài)學家對如何量化恢復力甚至如何定義這一概念仍未達成共識。生態(tài)系統(tǒng)恢復力的概念起源于生態(tài)學領域,之后不同領域的研究者根據應用需要對其做出不同解釋,甚至出現對恢復力這一概念的濫用,使恢復力逐漸變成一個空洞時髦術語[10]。雖然生態(tài)學家已經認識到理解生態(tài)系統(tǒng)恢復力的機制和生態(tài)過程對生態(tài)系統(tǒng)管理的重要性[6,11-14],但對恢復力的結構化理解的研究遠未企及[15]。
另外,恢復力診斷提出了將社會系統(tǒng)與自然系統(tǒng)耦合作為一個復雜的、不斷適應的整體系統(tǒng)來理解的思路[16-17],只有通過對恢復力定量評估,才能遴選出恢復力變化的主要驅動因子,開展生態(tài)系統(tǒng)恢復力變化驅動機理研究從而為生態(tài)系統(tǒng)管理提供科學依據,而如何界定以及量化生態(tài)系統(tǒng)恢復力已成為相關研究領域的重要步驟和切入點[18]。本文回顧了恢復力概念的發(fā)展,對其屬性和內涵進行了總結,并論述了恢復力研究的理論基礎和目前的量化方法;在此基礎上,本文對目前研究中已經發(fā)現的恢復力影響因素進行了總結,最后對恢復力研究的可能研究方向進行了展望。
1 恢復力概念及分類
恢復力(Resilience)源自拉丁文Resilio,即跳回的動作,20世紀70年代后引申為承受壓力的系統(tǒng)恢復和回到初始狀態(tài)的能力。Holling首次把“恢復力”的概念引入到生態(tài)學領域,以幫助理解可觀測的生態(tài)系統(tǒng)中的非線性動態(tài)[19]。在其經典著作中Holling將恢復力定義為系統(tǒng)吸收狀態(tài)變量、驅動變量和參數的變化并繼續(xù)存在的能力[19];在這一定義中,恢復力是系統(tǒng)的屬性,而系統(tǒng)繼續(xù)存在或滅絕是結果。到80年代,Pimm提出不同的觀點,將恢復力定義為系統(tǒng)在遭受擾動后恢復到原有穩(wěn)定態(tài)的速度[20]。之后生態(tài)學界圍繞生態(tài)系統(tǒng)恢復力展開了激烈討論,提出大量不同的觀點和多個與生態(tài)恢復力相關的概念,如生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、持續(xù)性、抵抗力和適應力等[21]。目前,恢復力這一概念已被廣泛應用于多學科中,其概念和內涵得到了不斷地豐富和完善。但生態(tài)學家經過了30多年的爭論依然沒有對如何定義恢復力達成共識[22-24]。在生態(tài)學文獻中能夠找到很多不同的恢復力定義,例如,恢復力是指一個系統(tǒng)經歷干擾并依然保持其原有狀態(tài)的功能和控制能力[25];恢復力是系統(tǒng)吸收周期性干擾(如颶風或洪水)的能力[26]。對恢復力的不同解釋容易導致對這一概念的混淆,所以界定清晰和可測定的恢復力定義已成當務之急。
雖然不同學者提出的恢復力概念不同,但多數基于適應性理論,基于生態(tài)系統(tǒng)受到干擾后將恢復到原來穩(wěn)定狀態(tài)的假設[27]。一個有恢復活力的生態(tài)系統(tǒng)能夠承受沖擊,能夠自我重建。目前,國際上比較認同的生態(tài)系統(tǒng)恢復力概念為:恢復力是生態(tài)系統(tǒng)受到擾動后恢復到穩(wěn)定狀態(tài)的能力,包括維持其重要特征,如生物組成、結構、生態(tài)系統(tǒng)功能和過程速率的能力[1,19]。根據對穩(wěn)定狀態(tài)的不同界定,目前恢復力的定義可歸納為工程恢復力(engineering resilience)和生態(tài)恢復力(ecological resilience)兩種觀點[19,28-34]。
工程恢復力基于單一穩(wěn)定狀態(tài)假設,假設系統(tǒng)僅有一個“最優(yōu)”的平衡穩(wěn)態(tài),當系統(tǒng)出現其他非穩(wěn)定狀態(tài)時,就應采取措施使系統(tǒng)恢復到平衡穩(wěn)定狀態(tài)。工程恢復力強調效率、恒定,強調預見性和功能有效性的維護,是把安全保障的工程性要求作為研究對象所有特性的核心。工程恢復力借鑒了演繹模式的數理思維及工程學原理。這一觀點較為傳統(tǒng),是目前恢復力研究的主流觀點。
生態(tài)恢復力基于存在多個穩(wěn)定狀態(tài)的假設,生態(tài)恢復力關注的不是恢復到單一穩(wěn)定狀態(tài)的時間或能力,而是諸多穩(wěn)定狀態(tài)間的轉換。生態(tài)恢復力參考了歸納法的思想,注重系統(tǒng)的持久性及其功能的延續(xù)性,關注系統(tǒng)狀態(tài)變量發(fā)生相互關系轉化的臨界點,其定義是指一個系統(tǒng)在達到狀態(tài)轉換閾值之前吸收或抵抗干擾的能力[28],即系統(tǒng)在保持自身結構不變的前提下,通過調整系統(tǒng)的行為控制參數及程序,能夠吸納或抵抗的擾動量[19,30]。這一觀 點與Grimm等以及Carpenter等人的定義的抵抗力或恢復力的概念相近[31,32]。之后研究者開始嘗試描述多種生態(tài)系統(tǒng)的多重穩(wěn)定狀態(tài)及其轉換,越來越多的文獻記錄了一系列生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)之間的轉換,以系統(tǒng)穩(wěn)定域的邊界特性為主要研究內容的生態(tài)恢復力開始得到更廣泛的關注。
此外,工程恢復力和生態(tài)恢復力的差異源于其看待系統(tǒng)穩(wěn)定性的視角不同[10],兩類觀點都有一定程度的合理性與適用領域;生態(tài)恢復力基于多種穩(wěn)定狀態(tài),工程恢復力注重某個單一穩(wěn)態(tài),所以兩者是相關聯(lián)的;過去40多年的研究已經解決了生態(tài)系統(tǒng)是否存在多種穩(wěn)定狀態(tài),以及如果存在多種穩(wěn)定狀態(tài)什么因素影響不同穩(wěn)定狀態(tài)之間的轉化的問題[28,35],但如何將適用于單一穩(wěn)定狀態(tài)的工程恢復力和強調多種穩(wěn)定狀態(tài)的生態(tài)恢復力結合起來,進一步加強對恢復力的整體認識與科學量測仍依然有待深入。
2 恢復力屬性與特征
20世紀70年代以來,相關領域學者在探討生態(tài)系統(tǒng)恢復力概念的同時,也有部分學者開始關注恢復力的屬性和特征。Klein等以沿海大城市中與氣候相關的氣象災害為例探索了沿海大城市針對自然災害的恢復力特征,將海岸帶的復雜系統(tǒng)恢復力分為自然恢復力、生態(tài)恢復力和社會經濟恢復力3個部分。
3 恢復力的理論基礎
恢復力是生態(tài)系統(tǒng)從各種環(huán)境脅迫和干擾中恢復的絕對能力的一個功能,但恢復力是有限度的,不是所有的生態(tài)系統(tǒng)受到干擾之后都能恢復到原有的狀態(tài)。從物質系統(tǒng)演化的角度來看,在嚴格意義上生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)轉化是不可逆的,恢復力很強的生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾后也會發(fā)生改變,無法完全恢復到受干擾前的狀態(tài)[39]。在受到干擾后,生態(tài)系統(tǒng)具有自組織的能力,通過自組織恢復到原來的狀態(tài)或進入其他狀態(tài)。受到干擾的生態(tài)系統(tǒng)在很多情況下可能表現出工程恢復力或動態(tài)穩(wěn)定[43],但是如果外來干擾超過某一閾值,任何生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定狀態(tài)都會遭到破壞而進入另一不同的狀態(tài);另外,生態(tài)系統(tǒng)原有狀態(tài)下恢復力的喪失導致生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)的轉化,常轉入不理想和不可逆的狀態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)轉入其他狀態(tài)后其恢復力可能增強也可能減弱,但往往不能提供其原有水平的生態(tài)系統(tǒng)產品和服務,所以生態(tài)系統(tǒng)恢復力并不一定是越高越好[1,39];而研究恢復力的目標就是希望使生態(tài)系統(tǒng)朝著對人類有利的方向運行[39],所以在研究中必須注意恢復力估計是基于綜合的恢復力分析之上,包括對具體的干擾域的識別和對需要的生態(tài)系統(tǒng)服務的社會選擇[23],即恢復力應該是生態(tài)系統(tǒng)在某一狀態(tài)下的恢復力。
3.1“杯球”模型
生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)變化的“杯球”模型經常被用于描述恢復力概念和強調不同類型恢復力區(qū)別[28]。該模型描述生態(tài)系統(tǒng)怎樣轉入不同的狀態(tài)或“引力域”,其中“杯”代表生態(tài)系統(tǒng)“引力域”,“球”代表生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài),“球”在“杯”中的一系列可能位置分別代表生態(tài)系統(tǒng)結構的變異性程度(比如森林生態(tài)系統(tǒng)林分年齡結構變化,森林斑塊大小),單向箭頭表示外界對系統(tǒng)的擾動(圖1)。較小的干擾會讓“球”被迫離開“杯”底移動到“杯”內某一位置,但最終“球”會回到杯底。根據“杯球”模型理論,工程恢復力可以認為是“杯”的形狀特征,即杯子邊緣的坡度。工程恢復力被定義為“球”回到“杯”底的速度,也被稱為生態(tài)系統(tǒng)彈性或恢復時間,其測量指標是系統(tǒng)再次回復到平衡穩(wěn)態(tài)(“杯”底)所需的時間[44]。生態(tài)恢復力假設存在多個引力域,在引力域形狀發(fā)生變化的情況下,或外來干擾導致系統(tǒng)變化超過某一閾值的情況下,系統(tǒng)將發(fā)生引力域改變,從而進入新的生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài);比如,重復出現的火災、干旱等外來干擾會引起森林生態(tài)系統(tǒng)轉變?yōu)椴菰鷳B(tài)系統(tǒng)[45]。生態(tài)恢復力被定義為引力域的寬度,即系統(tǒng)在進入另一個引力域的臨界狀態(tài)前所能承受的擾動總量。這兩種恢復力概念,假設恢復力是體系的靜態(tài)屬性,即一旦定義,杯子的形狀在時間上是固定不變的。但近期也有研究表明引力域是動態(tài)和多變的[28]。
3.2 適應性循環(huán)模型
生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)適應性循環(huán)模型是另一個描述生態(tài)系統(tǒng)恢復力的概念模型[27]。以Holling為首的“恢復力聯(lián)盟”主張運用適應性循環(huán)理論解釋和分析社會生態(tài)領域的恢復力[19,46]。適應性循環(huán)理論認為生態(tài)系統(tǒng)按照如下4個特征階段演替:崩潰或釋放階段(Ω)、更新與重組階段(α)、快速生長及開發(fā)階段(r)、保護階段(K)(圖2)。崩潰或釋放階段(Ω)是系統(tǒng)快速崩潰的動態(tài)時期,受巨大且不可預料的干擾的影響,某些重要的生態(tài)系統(tǒng)屬性如組成、結構、功能在這一階段發(fā)生改 變甚至喪失,并且資源變得較易獲得。資源的突然出現幫助系統(tǒng)進入了重組階段(α),也為大量新生事物的出現創(chuàng)造了條件,這些新的種群和物種的出現是高度不確定的,如果它們能侵入并適應干擾之后的環(huán)境,就能最終定居下來并成為重組系統(tǒng)的組成部分。釋放階段和重組階段的持續(xù)時間較短,但是系統(tǒng)的重大變化往往發(fā)生于這兩個階段,之后其組成、結構等趨于相對穩(wěn)定,進入另一引力域的新軌道,從而轉入生長階段(r),進入另一輪適應性循環(huán)。經過長時間的資源累積和轉變,系統(tǒng)由生長階段進入保護階段(K),生態(tài)系統(tǒng)沿著相對緩慢和可預測的路徑演替[6],該階段出現新生事物的概率急劇下降,但是系統(tǒng)變得更為復雜和穩(wěn)定。在整個適應性循環(huán)中恢復力變化始終貫穿其中,恢復力隨著各階段的替換表現出不同的水平[27,39]。新的適應性循環(huán)代表了生態(tài)系統(tǒng)恢復力的喪失和生態(tài)系統(tǒng)向另一引力域的移動,即生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)的轉化。初始狀態(tài)的細微差別可能導致生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展方向的巨大差異,導致多種從快速生長及開發(fā)階段(r)到保護階段(K)的演替路徑[47],導致生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的不同步進而產生一系列的生態(tài)系統(tǒng)結構的時空差異性。而結構上的多樣性對恢復力亦有重要影響,影響到生態(tài)系統(tǒng)應對后期干擾的恢復或重組能力[6,8]。
圖1 “杯球”模型
Fig.1 “Cup and ball”model
圖2 適應性循環(huán)
Fig.2 Adaptive cycle
目前這兩種模型已被廣泛應用于恢復力的解釋,但兩者仍然存在一些不足。根據“杯球”模型,可以看出生態(tài)恢復力實際上就是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生狀態(tài)轉化的閾值條件,而生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)轉化存在很多閾值條件,對其逐一研究顯然是不可能的。適應性循環(huán)理論在一定程度上闡明了恢復力的形成機制,但借助這一理論對恢復力進行定量測量依然非常困難。在這一模型中生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)由一系列穩(wěn)定域的界限分開,與“杯球”模型中的生態(tài)恢復力類似,但確定這些穩(wěn)定域邊界閾值是非常困難的;此外,根據適應性循環(huán)理論,測量恢復力需要測定系統(tǒng)目前狀態(tài)與閾值(或界限)的距離,前者相對容易一些,而后者目前還幾乎不可能完成。
4 恢復力的測量
由于生態(tài)系統(tǒng)的多穩(wěn)態(tài)機制,任何外部干擾都可能導致系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生突變而進入管理者不希望的狀態(tài),只有通過定量評估才能提取出恢復力的主要影響因子從而為生態(tài)系統(tǒng)管理提供依據[49],所以目前急需對恢復力進行定量研究。國內外的生態(tài)學家、經濟學家和災害學家都在嘗試將恢復力進行量化研究,目前國內外學者已經使用的生態(tài)系統(tǒng)恢復力研究方法主要包括閾值方法,替代指標法和實驗方法。其中,閾值方法在相關文獻中應用最為廣泛,一般是用系統(tǒng)面臨壓力時維持結構和功能的能力來測量恢復力[32,50]。閾值方法一般要求助于計算機模型的幫助,如CENTURY模型和GAP模型[51],通過這些模型可以估算出生態(tài)系統(tǒng)某些關鍵指標從脅迫狀態(tài)恢復到穩(wěn)定狀態(tài)的時間,即恢復時間(Tr),以及生態(tài)系統(tǒng)能夠承受的最大脅迫(MS),即生態(tài)系統(tǒng)從一種狀態(tài)到另一狀態(tài)的臨界值,恢復力可表示為MS,Tr或MS/Tr[52]。其中,工程恢復力測量指標是系統(tǒng)遠離穩(wěn)定狀態(tài)的距離或恢復的速率[53],按照工程恢復力的定義,生態(tài)系統(tǒng)的恢復力越大,其在干擾之后恢復到穩(wěn)定狀態(tài)的時間越短,所以工程恢復力可用1/Tr測量[54]。生態(tài)恢復力則是用生態(tài)系統(tǒng)在發(fā)生狀態(tài)轉化之前能吸收的最大干擾的強度MS測量[28]。Bennett等對這種早期的閾值途徑進行了進一步發(fā)展,把時間以及生態(tài)閾值是動態(tài)或固定的這一考量引入了閾值量測[13]。
閾值方法必須滿足2個假設條件,即生態(tài)系統(tǒng)必須表現出替代性穩(wěn)定狀態(tài)和能識別關鍵的控制變量,但這兩個假設本身都有缺陷。①假設是生態(tài)系統(tǒng)能在被生態(tài)閾值分開的不同穩(wěn)定狀態(tài)之間非線性地轉化,這對多數類型生態(tài)系統(tǒng)是成立的[40,46],但并不是所有生態(tài)系統(tǒng)都如此[55],閾值方法僅適用于被不利環(huán)境控制的生態(tài)系統(tǒng),不考慮系統(tǒng)內部或外部的競爭導致的生態(tài)系統(tǒng)變化;②假設可以通過分析少數關鍵變量來理解生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)。并根據關鍵變量在時間和空間上的周轉速率,劃分為快變量和慢變量[17]。但這一方法因為依賴模型中的變量和參數的假設而受限制[56],這里的一個重要而矛盾的假設就是慢變量被認為控制著整個系統(tǒng),決定著系統(tǒng)在穩(wěn)定域中的位置[46],慢變量值被認為是與恢復力最相關的因子[57]。另外,該方法忽略了有機體的個體變異性[31]。
由于生態(tài)系統(tǒng)恢復力受諸多因素的影響,需要測定生態(tài)系統(tǒng)每個穩(wěn)定狀態(tài)的閾值,對其進行直接測量是比較困難的,但可以間接推斷[32]。推斷方法之一是在系統(tǒng)中找出與恢復力相關并且可以測定的屬性,從中選取恢復力的替代因子作為替代物(surrogate)[17,23]?;謴土μ娲锏恼邕x涉及恢復力機理的概念[23],例如生態(tài)冗余、響應多樣性或生態(tài)存儲[58]。選取替代物應首先建立模型,然后參照模型和具體系統(tǒng)屬性逐一篩選。Bennett等[13]展示了一種利用簡單系統(tǒng)模型在案例研究中識別恢復力替代物的方法,通過發(fā)展系統(tǒng)模型,建立了識別恢復力替代物的4個步驟:問題界定、反饋過程辨識、系統(tǒng)模型設計、恢復力替代物識別;該研究為恢復力的定量測度提供了經驗。此外,高江波等在明確生態(tài)系統(tǒng)恢復力基本定義及其影響因子性質的基礎上,選擇物種多樣性、群落覆蓋度以及群落生物量對青藏鐵路穿越區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復力進行定量評估[5]。
實驗方法主要通過人為控制生態(tài)系統(tǒng)的外界干擾條件,分析生態(tài)系統(tǒng)的恢復過程從而研究恢復力。例如,Whiford等在新墨西哥西南半干旱草原地區(qū)進行了野外實驗以驗證受脅迫的生態(tài)系統(tǒng)的恢復力較低這一假說。他們在一口深井附近,通過控制放牧和牲畜踐踏等干擾,設計了不同壓力梯度,分析了幾次干旱情景下,草原恢復狀況與距井距離之間呈正相關關系,距井遠的草原受干擾小,恢復速度快[59]。Slocum等在一個鹽沼中嘗試利用實驗性干擾來評估恢復力[60]。他們通過控制已知脅迫的沉淀物沉積的梯度,施加不同強度的干擾,發(fā)現植被的恢復力與沉淀物沉積呈強正相關影響。在毀滅性干擾之后,沒有沉積物沉淀的樣地的植被不能恢復過來;而在有中等或大量沉積物沉淀的樣地,其植被得到迅速恢復;在非毀滅性干擾之后,所有樣地的植被都能夠恢復原狀,其植被恢復速率和沉積物沉淀程度之間亦呈相關關系。他們的研究表明生態(tài)系統(tǒng)恢復能 力可以作為描述生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)的生物指標,幫助進一步加深對生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的理解。
綜上所述,目前的不同恢復力測量方法均存在著諸多限制。閾值方法受限于其前提假設以及對計算機模型的依賴,適用范圍有限,使該方法沒有得到進一步發(fā)展。替代指標法提出時間不長,目前還處于探索階段,其可行性和替代指標甄選的合理性都依然有待探討,但這一方法確實為定量測量恢復力提供了新思路。實驗方法受實際條件限制很難推廣,而且生態(tài)系統(tǒng)組成與過程復雜多樣,其可重復性不高。
5 恢復力影響因素
20世紀末以來,大量學者探究了生態(tài)系統(tǒng)恢復力的影響因素,并積累了較多的區(qū)域案例。但整體而言,目前對生態(tài)系統(tǒng)恢復力影響因素的理解依然有限,缺少一致的觀點和表征生態(tài)系統(tǒng)恢復力的指標體系[61],而已有文獻中的恢復力指標沒得到充分利用[32]。目前文獻中已有的生態(tài)恢復力的影響因素及其影響恢復力的機制可歸納如下。
5.1 生物多樣性
恢復力是基因多樣性、物種多樣性、群落或生態(tài)系統(tǒng)多樣性在不同尺度賦予生態(tài)系統(tǒng)自然屬性,而生物多樣性則是生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展基礎[28]。生態(tài)系統(tǒng)停留在穩(wěn)定范圍之內的能力與使系統(tǒng)轉入另一狀態(tài)的緩慢變化有關。Folke等研究表明生物多樣性是導致這些緩慢變化的變量之一,主要通過具有主導優(yōu)勢的生物起作用[40]。目前的共識是生物多樣性能夠擴散風險并使生態(tài)系統(tǒng)在受到干擾后重組成為可能,在生態(tài)系統(tǒng)恢復穩(wěn)定狀態(tài)的過程中起到至關重要的作用[62]。但生物多樣性在生態(tài)系統(tǒng)恢復過程中的作用方向依然存在大量的持續(xù)爭議[6]。隨著生物多樣性的增加,一些研究表明恢復力增長呈正相關關系[63],其他研究表明隨著生物多樣性的提高,恢復力的增長逐漸趨緩,其增長曲線逐漸逼近某條漸進線[64],而也有研究表明隨著生物多樣性的增加,恢復力并沒有增長[65]。
盡管如此,目前多數學者已經認可了生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)恢復力的影響,并認為生物多樣性通過生物的功能冗余和響應多樣性來影響生態(tài)系統(tǒng)的恢復能力[66,67]。但生物的功能冗余或響應多樣性不能獨立地影響生態(tài)系統(tǒng)恢復力,進行恢復力評價時必須分析兩者的綜合影響。
生態(tài)系統(tǒng)內部存在多種物種組合,具有類似功能(比如授粉,生產或分解)的物種的組合即為一個功能群,功能群能夠為生態(tài)系統(tǒng)提供一定水平的冗余,亦即生物的功能冗余[68-69]。生態(tài)系統(tǒng)對干擾的反應依賴于干擾的特征以及生態(tài)系統(tǒng)本身的功能冗余,多組分的復雜生態(tài)系統(tǒng)中,不同組分對于同一類干擾的反應是不同的,同一組分對于不同干擾的反應也是不同的[20]。生態(tài)系統(tǒng)在面臨環(huán)境變化時保持恢復力的能力與物種內個體應對挑戰(zhàn)的能力和同一功能群內其他物種在變化的條件下增加其功能的可能性有關。功能群的存在對生態(tài)系統(tǒng)功能和恢復力至關重要,這些物種的喪失對生態(tài)系統(tǒng)恢復力有明顯的消極影響[67]。生態(tài)系統(tǒng)內存在多種形式的功能冗余[68],功能冗余的作用有以下3個特點:①在面臨物種喪失時,功能冗余通過維持生產力的方式提供恢復力;②功能冗余能賦予系統(tǒng)對疾病和害蟲影響的恢復力或抵抗力[70];③功能冗余能賦予系統(tǒng)對物種喪失,疾病和害蟲反應的恢復力,但這并不能彌補其他生態(tài)系統(tǒng)服務和產品損失。在沒有功能冗余存在的情況下,功能群物種喪失對生態(tài)系統(tǒng)的消極影響能達到使生態(tài)系統(tǒng)崩潰的程度[71]。
功能群的多樣性有助于維持生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的恢復力。
5.2 生態(tài)存儲
生物多樣性意味著可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)包含著多種功能群,每個功能群都有許多可替代的同功能物種,功能組內物種、物種間及其與環(huán)境之間的動態(tài)作用、受到干擾后可能進行重組的結構組合被稱為系統(tǒng)的“生態(tài)存儲”(ecological memory)[28]。生態(tài)存儲是生態(tài)恢復力的關鍵成分,其存在意味著生態(tài)系統(tǒng)的歷史遺產將影響其現在和未來狀態(tài)[6];生態(tài)系統(tǒng)應對環(huán)境變化的恢復力是由其生物和生態(tài)資源決定的[1],不論是自然生態(tài)系統(tǒng)還是人工生態(tài)系統(tǒng),保持生態(tài)存儲是至關重要的。生態(tài)存儲可分為內部存儲和外部存儲兩部分,隨著干擾強度和生態(tài)系統(tǒng)結構的不同,兩者的相對重要性也不同[74],但生態(tài)系統(tǒng)進行重組既需要出現在目標區(qū)內的內部存儲也需要出現在干擾區(qū)外的外部存儲[28]。
內部存儲由可以作為更新中心并允許各物種定居的各種生物學結構(如過火跡地和枯立木)組成,其中的一個重要組成部分就是“生態(tài)遺產”,即在干擾事件中幸存的有機體和有機結構[75];外部存儲為受干擾斑塊提供物種來源和支持,包括先鋒物種在內的有機體能夠從很遠的距離傳播到受干擾地區(qū)并定居下來[75]。生態(tài)系統(tǒng)在受到干擾之后,多數都有有機體幸存,雖然并不是所有的幸存者都能夠持續(xù)存在,但很多確實繼續(xù)存在。
要評價生態(tài)系統(tǒng)恢復能力,首先需要了解其內部存儲與外部存儲的種類、數量、分布以及它們可能起到的作用。生態(tài)系統(tǒng)面積對生態(tài)系統(tǒng)恢復力有很大影響。比如,森林生態(tài)系統(tǒng)恢復力受到森林生態(tài)系統(tǒng)的空間大小和周邊景觀的狀況和特征等影響,一般而言,森林生態(tài)系統(tǒng)越大,破碎度越小,其恢復力越大[1]。Pickett等認為自然保護區(qū)設計應基于“最小動態(tài)面積”,即具有應對干擾,能夠自我恢復,維持其內部重新趨于穩(wěn)定功能最小面積[76]。隨著空間面積的逐漸縮小,快速重組的內部存儲會變得滯后與不足,它們會逐漸依賴于周圍景觀的斑塊,即外部存儲。在破碎化程度高和集約經營的景觀中,外部存儲更少,使重組的時間變得更長,說明恢復力下 降,生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生突變的可能性增加。
內部存儲和外部存儲所關注的分別是斑塊內和斑塊間不同的動態(tài)生態(tài)過程[74]。在斑塊內,主要生態(tài)過程可以被看做是“集結規(guī)則”[77],如促進更新,競爭和營養(yǎng)相互作用,它們決定了哪些物種在干擾過后快速繁衍。斑塊間,主要生態(tài)過程是定居物種在景觀斑塊間的散播;Loreau等注意到地區(qū)物種豐度的重要性,外來物種遷入能提高生態(tài)系統(tǒng)對變化的適應性[78],導致生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生基型和表現型的反應,適應性的累積使系統(tǒng)的恢復力提高成為可能。在后一種情況下那些影響物種遷入的因素,如到種源的距離、物種的生活史策略等對于一個斑塊的重組方式是至關重要[74]。例如,早期演替階段與晚期演替階段的物種有截然不同的擴散方法;而且有研究表明部分植物的種子是受限散播的[79],系統(tǒng)連接度(內部物種直接的連接)的提高能增加系統(tǒng)的抵抗力,但會降低系統(tǒng)的恢復力[80]。
5.3 生境條件
生態(tài)演替受當地生境條件和景觀背景的強烈影響[81]。例如,受干擾區(qū)具有空間異質性,在很多存活有機體聚集或微觀生境特別好(比如水熱條件適宜的地區(qū))的地方恢復最快[75]。另外,局地水平上的恢復力依靠整個區(qū)域維持水分存儲和養(yǎng)分循環(huán)的能力,所有這些屬性受到土壤流失和生態(tài)系統(tǒng)結構變化的威脅,所以對變化有物理抵抗力的土壤對提高恢復力具有重要作用[82]。此外,恢復力的喪失可能是由功能群的喪失和環(huán)境變化引起的,一般認為受脅迫生態(tài)系統(tǒng)比不受脅迫生態(tài)系統(tǒng)恢復力更小。干擾能改變局地的物種組成和豐富度[83],而多重干擾的復合效應更加需要加以關注[6]。如果生態(tài)系統(tǒng)不能在干擾發(fā)生之間得到恢復,恢復力將會因為生態(tài)存儲(如種子庫)的喪失而削弱[50]。干擾對生態(tài)系統(tǒng)恢復力的影響主要受干擾頻率和干擾范圍兩方面影響[20]。如果干擾頻度小于恢復時間,并且干擾發(fā)生在小范圍內,則生態(tài)系統(tǒng)容易恢復;如果干擾頻度大于恢復時間,而且干擾范圍較大,則生態(tài)系統(tǒng)不容易恢復[84]。
5.4 氣候
氣候主要是通過中長期的溫度、輻射和濕度影響光合作用和呼吸作用速率以及其他植物生理過程[85]。在熱量和輻射狀況足夠支持植物生長的條件下,光合作用速率與水分可獲得性成比例。而保持濕度恒定,呼吸分解速率和溫度成比例,一般地溫度每上升一攝氏度,生物化學過程速率將增加一倍。氣候和天氣狀態(tài)也直接影響著生態(tài)系統(tǒng)的短期過程,比物種遷徙[27]。
另外水分還是生態(tài)系統(tǒng)類型的主要決定因素之一。多數證據表明熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化沒有很強的恢復活力,尤其是應對降水減少和干旱增加的恢復能力相對較弱[86]。而全球氣候變化導致氣溫升高,改變太陽輻射和降水條件,當氣候條件變化超出生物所能夠承受的范圍時,將導致生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生劇烈變化[87]。
5.5 人類活動
人類是生態(tài)系統(tǒng)的自然組成部分這一說法一直存在爭議[88],但是人類活動確實改變了生態(tài)系統(tǒng)恢復力,人類干擾的累積效應對生態(tài)系統(tǒng)結構和動態(tài)具有深遠影響。人類活動引起的生態(tài)系統(tǒng)急劇變化的例子包括半干旱牧草地的木本植物入侵[89],湖泊富營養(yǎng)化[31]等。Strickland等借鑒由恢復力聯(lián)盟提出的恢復力評價方法調查研究了保護區(qū)旅游對當地群落的影響[90]。人類活動對森林生態(tài)系統(tǒng)的主要影響包括森林面積的減少、生境破碎化、土壤退化、生物量和相關的碳匯耗竭、物種喪失、物種引入及其級聯(lián)效應,比如火災風險增加等[91]。一般地原生森林比次生森林相比更富有恢復力,比如Sakai等研究表明過火和森林管理通過生境破碎化、退化和水分情況變化等降低了森林抵抗入侵的能力和恢復力[92]。
5.6 生產力
生產力對恢復力影響目前依然存在爭論[64]。一些研究者試圖用數學分析的方法定義恢復力和初級生產力之間的關系[33]。Moore等的模型分析發(fā)現生態(tài)系統(tǒng)恢復力與生產力呈正相關關系,這一結論被稱為“恢復力-生產力假說”,假說表明在一定的干擾下,高生產力的系統(tǒng)比低生產力的系統(tǒng)恢復的好,即生產力越高的生態(tài)系統(tǒng),越富有恢復活力,在擾動中恢復的更快[93]。而Stone等的研究結果表明恢復力與生產力的關系并不是簡單的線性關系,很大程度上依賴于生態(tài)系統(tǒng)的內在非線性和非穩(wěn)定狀態(tài)特征[64]。此外,其他文獻中已經報道的數值模型[33]都沒顯示出任何穩(wěn)定性(恢復力)與生產力之間的一般性關系,未發(fā)現任何“恢復力-生產力假說”的證據。
總之,目前對影響恢復力的因素的理解非常有限而且充滿爭議。對哪些因素影響恢復力以及這些因素如何影響恢復力目前都沒有公認的結論,雖然生物多樣性的重要性得到了認同,但其對恢復力的影響也充滿爭議。冗余理論為解釋生物多樣性對恢復力的影響提供了可能,不同生物在生態(tài)系統(tǒng)中的功能作用和重要性等是不同的,而傳統(tǒng)的生物多樣性指數的研究方法在這些方面已不適用。生態(tài)存儲為解釋恢復力的產生機制提供了可能,但生態(tài)存儲的具體組成部分以及如何對其定量計算依然有待深入研究;對生態(tài)存儲與生物多樣性的關系、兩者作用的尺度等研究也相對較少。對于生境條件、氣候和人類活動等的作用,目前依然很少對其進行定量研究;而對生產力與恢復力的關系,“恢復力—生產力假說”并未得到廣泛認為,實際上生產力和恢復力都是生態(tài)系統(tǒng)的屬性,兩者都受到某些相同的生態(tài)系統(tǒng)屬性(如生物多樣性)的影響,兩者之間應該存在比線性關系更為復雜的聯(lián)系。
6 討論與展望
恢復力這一概念在經濟政策和環(huán)境管理方面的價值已為大家所接受和認可,但恢復力研究仍滯留于概念的爭議及案例分析的層面,生態(tài)系統(tǒng)恢復力研究尚缺乏科學統(tǒng)一和可操作的定義,且多為理論性分析,定量測度相對較少,有很多問題依然待深入研究,比如尺度問題,生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)界定問題以及恢復力評價的定量問題等。
6.1 尺度問題
尺度是復雜系統(tǒng)科學和恢復力理論的重要貢獻之一,跨尺度的生態(tài)過程交互作用對生態(tài)系統(tǒng)恢復力的維持非常重要。目前恢復力定量測量中對尺度的考慮依然不足,極少體現出生態(tài)過程的尺度性。不同生態(tài)過程發(fā)生在不同尺度上,比如微觀尺度,林分尺度,流域尺度和景觀尺度;此外,生態(tài)系統(tǒng)所遭受的干擾也具有明顯的尺度性,作為生態(tài)系統(tǒng)對干擾的一種響應能力,恢復力也具有尺度性。恢復力研究中必須選擇合適的時空尺度,以便于數據收集和結果分析;在未來的恢復力研究中可以選 擇林分尺度等屬性比較一致的單元作為大范圍內恢復力研究的基本單元,但針對不同類型的生態(tài)系統(tǒng)如何選擇合適的研究尺度依然有待探討。
6.2 狀態(tài)界定
恢復力研究應該基于綜合分析之上,包括對人類社會需要的生態(tài)系統(tǒng)服務的選擇和生態(tài)系統(tǒng)在某一狀態(tài)下所受干擾的分析。生態(tài)系統(tǒng)恢復力研究必須考慮生態(tài)系統(tǒng)所受到的干擾,因為生態(tài)系統(tǒng)如果遭遇毀滅性打擊而完全崩潰,在理論上就沒有恢復的可能性;對這種毀滅性打擊的定量化是探討恢復力的前提條件,但目前缺乏相關研究。此外,多數生態(tài)系統(tǒng)存在不同的潛在狀態(tài),不同狀態(tài)下生態(tài)系統(tǒng)提供服務的能力不同,其恢復力也相應不同;而研究恢復力的最終目標是為生態(tài)系統(tǒng)管理提供參考信息,以期使生態(tài)系統(tǒng)朝著能夠提供人類所需生態(tài)系統(tǒng)服務的方向發(fā)展,所以未來的恢復力研究需要考慮生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)以及不同狀態(tài)下提供的生態(tài)系統(tǒng)服務,以便更好地為生態(tài)系統(tǒng)管理服務。
水土保持與生態(tài)恢復之間既有區(qū)別又有聯(lián)系。首先筆者簡單的介紹一下水土保持。所謂的水土保持主要針對水土流失,保護、改良與合理利用山區(qū)、丘陵區(qū)和風沙區(qū)水土資源,將土地的利用率提高,在土地本身生態(tài)的基礎之上將這塊土地的各項效益最大程度的利用,并且還要注重生態(tài)環(huán)境的保護。這個過程中需要多種學科交叉利用,以科學發(fā)展觀與可持續(xù)發(fā)展為指導。水土保持與生態(tài)恢復兩者是具有一定的區(qū)別的。水土保持是生態(tài)恢復的一種手段,通過水土保持可以加強生態(tài)環(huán)境的保護。但是生態(tài)恢復注重的僅僅是生態(tài)一個方面的因素。與之不同的,水土保持是在生態(tài)這一個因素的基礎之上發(fā)揮土地的社會效益與經濟效益。
2目前在水土保持生態(tài)恢復方面存在的不足
前面我們說道,我們國家在建國以后十分注重水土保持生態(tài)恢復,但是到目前為止,因為發(fā)展的時間僅僅有短短的幾十年,并且最近幾年隨著經濟的發(fā)展對于生態(tài)環(huán)境又造成了一定的破壞,導致水土流失嚴重。所以目前我國的水土保持生態(tài)恢復方面仍然存在很多的不足。
2.1不能用發(fā)展得眼光看待問題。目前我們國家進行水土保持的很多做法存在短期的行為,不能用發(fā)展得眼光看待問題。出現這種現象主要有兩個原因。以下筆者將分別解釋。第一個方面,因為我國在水土保持生態(tài)恢復方面的理論發(fā)展還不夠完善,導致很多人對于水土保持生態(tài)恢復的理解存在很多的誤區(qū)。很多人以為,這只是一項項目,項目在一定的時間之內完成,就結束了,殊不知水土保持生態(tài)恢復具有自身的特殊性,這是一項長期的、艱巨的任務。另一方面,在執(zhí)行方面,一些人員對于水土保持生態(tài)恢復的認識還是比較深刻的,也進行了相關的工程,但是在工程進入正軌的時候卻出現了資金不足的情況,在這樣的情況下無法維持水土保持生態(tài)恢復工程的正常運轉,導致本來運行良好水土保持生態(tài)恢復工程就此擱淺。
2.2我國的水土保持生態(tài)恢復在理論方面缺乏深入的研究。我國的水土保持生態(tài)恢復對于我國來說是一個新興事物。目前我國雖然在這個方面投入了比較大的精力,但是目前因為屬于起步階段,所以不僅在實踐方面存在很多的不足,甚至在理論方面也是不完善的。在很多理論如生態(tài)系統(tǒng)健康診斷、生態(tài)修復機理及技術研究、人為干預對生態(tài)系統(tǒng)的影響機理研究及生態(tài)系統(tǒng)響應、分區(qū)修復模式及機理研究、生態(tài)修復效益分析、全球變化與生態(tài)修復的關系等都存在一定的缺陷。古人有云“:沒有規(guī)矩,不成方圓”。也就是說不管干什么也不能缺乏一定的制度,因為我國的水土保持生態(tài)恢復發(fā)展的時間不長,目前我國還沒有形成一套完善的生態(tài)恢復的體制,導致在實踐的過程中,很多數據記錄不完善,缺乏有效地整理。目前我國的水土保持生態(tài)恢復還沒有一套行之有效的方法,全國各地都處于摸索的階段。
3關于我國水土保持生態(tài)恢復的幾點看法
3.1因地制宜與人工輔助相結合。生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我恢復的能力,在一定的程度之內,發(fā)生破壞,生態(tài)環(huán)境是可以自我恢復的。但是超出了一定的范圍,這種生態(tài)恢復能力就會大打折扣。生態(tài)自我修復能力,包含生態(tài)系統(tǒng)的自適應能力、自調節(jié)能力和自再生能力。以前生態(tài)發(fā)生破壞,人們普遍的做法是讓其自行恢復,但是就目前的情況而言,這種想法是十分不可取的,甚至是荒謬的。針對我國的水土流失,我們應該采取因地制宜與人工輔助相結合的方法。針對不同的情況,我們應該采取不同的措施。在水土流失不是特別嚴重的地區(qū),我們應該以自然恢復為主,以人工輔助為輔。在必要的時候進行種植。但是在水土流失比較嚴重地地區(qū),很明顯僅僅依靠自然的力量是不夠的,在這樣的情況之下,我們就要以人工的輔助為主,以自然的生態(tài)恢復為輔。也可以在開始的一段時間先進行人工的撫育,在人工輔助取得一定的效果之后再進行生態(tài)的自我恢復。不管怎么樣,我們要堅持的是具體情況具體分析,盡最大的努力進行水土保持生態(tài)恢復。
3.2采用多樣的投入與補償機制進行水土保持生態(tài)恢復。按理來說,水土保持生態(tài)恢復是一項國家的任務,所以,國家來支付相應的資金是無可厚非的。但是我們應該注意到我們的國情。目前我們國家是發(fā)展中國家,各種各樣的行業(yè)都處在發(fā)展的過程中,都需要資金,所以在水土保持生態(tài)恢復方面的資金可能并不足,這樣的投資機制根本不能滿足我們國家水土保持生態(tài)恢復的發(fā)展。因此,必須加快投資體制改革,實行投資主體多元化、社會化公共化,把過去只有政府才能承擔的責任和提供的服務,轉讓給社會公眾,依靠全社會的力量,提供生態(tài)修復財力的支持,以社會公眾的力量推動生態(tài)修復工作的提速。就我國的情況而言,建立一套確實可行的生態(tài)補償機制是我國發(fā)展水土保持生態(tài)恢復的當務之急。
4結束語
關鍵詞:生態(tài)環(huán)境;礦山;贛州市
中圖分類號:X171 文獻標識碼:A
1 引言
贛州作為江西省第二大城市,轄區(qū)內礦產資源豐富,是世界重要的鎢產地,有著“世界鎢都”之美譽。全市已發(fā)現礦種106種,查明資源儲量的有75種,現有各類礦產地1400多處。已利用礦產54種,全市保有礦產儲量潛在經濟價值約4000億元【1】,境內發(fā)現的砷釔礦、黃釔鉭礦為我國首次發(fā)現的礦物。其中,2011年稀土和鎢及其應用產業(yè)的主營業(yè)務的收入約640億元,較前一年度增長93.5%,尚有眾多礦產點處于待開采中。礦產資源的開發(fā)利用對周邊的生態(tài)環(huán)境必然會造成或多或少的破壞性影響,這就需要加強礦產資源生態(tài)環(huán)境的保護力度,這對于調整產業(yè)結構、淘汰落后產能(包括礦能)、用環(huán)境保護優(yōu)化經濟發(fā)展、提高資源利用率、節(jié)能減排、保護生態(tài)環(huán)境都具有十分重要的意義【2】。
2 礦山開采對環(huán)境的影響
2.1 破壞土地資源
露天采礦、開挖以及廢渣、廢石和尾礦堆放、礦區(qū)道路的修建以及廠房的建設等,都會造成土地資源被大量占用,許多地方開采后的地面呈現出大面積沉降和塌陷,水土流失,土地荒漠化嚴重,每年由此造成巨大土地資源浪費。2012年4月,經有關部門調查的環(huán)境報告顯示,贛州18個縣(市、區(qū)),設計廢棄稀土礦山的有302個,遺留的尾礦(廢渣)1.91億t,被破壞的山林面積達97.34km2。
2.2 誘發(fā)地質災害
礦山的大量開采和相關工程的開工建設會給礦區(qū)周邊的地形地貌產生較大影響,長期的地下開采和邊坡開挖容易導致一些地質結構復雜地區(qū)滑坡、泥石流、地面塌陷等地質災害的發(fā)生。以贛州為例,2011年全市共發(fā)生各類地質災害19起,造成直接經濟損失63萬元,而截至2012年6月底,該市已發(fā)生地質災害達到91起,其中礦山的廢石堆、排土場等工程建設造成新的高陡邊坡和不穩(wěn)定斜坡的產生,也是誘發(fā)地質災害的一大原因。
2.3 增加水資源污染程度
礦山開采對地表水和地下水資源的影響較大,一些礦區(qū)廢砂的直接堆放,以及落后工藝的使用造成大量的選礦水和選礦廢水被直接排入到地表中,而對于露天礦山而言一旦遇到雨水時便容易形成大量的廢水被排到周邊河流湖泊中。近年來隨著開采技術的提升,礦產資源的開采強度和延伸速度都較以往有大幅度提高,導致地下水資源水位下降,嚴重影響周邊居民的生產生活。
2.4 損害生物多樣性
據不完全統(tǒng)計,我國每年被采礦破壞的森林面積達106萬hm2,草地被破壞的面積為263萬hm2。礦山的開采,大量水土流失、植被被清除,加上土壤退化、水資源的缺失等等都會造成周邊被廢棄的土層變薄、微生物活性差,由此導致被損害的生物系統(tǒng)恢復變得異常緩慢。這些嚴重威脅了動植物生存,對礦區(qū)生物多樣的維持是致命性打擊,也使得礦物生物多樣性的損失具有不可逆性。
3 礦山生態(tài)恢復理論
3.1 生態(tài)恢復概念
生態(tài)恢復是指對生態(tài)系統(tǒng)停止人為的侵擾,以減輕生態(tài)負荷壓力,依靠生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)使其朝著有序的方向演化;或者輔之以一定的人工措施,使遭受破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步向良性循環(huán)方向發(fā)展。對于礦山生態(tài)系來說,就是指礦山開采后土地的治理和恢復,是為了建立與當地自然生態(tài)相和諧的人工生態(tài)系統(tǒng),恢復礦區(qū)廢棄地的生物學潛力,并且有利于礦區(qū)土地的重新利用【3】。
3.2 礦山生態(tài)環(huán)境恢復方法
礦山生態(tài)恢復是以生態(tài)環(huán)境恢復為核心,研究如何根據實際情況,因地制宜、因礦施治,落實礦山生態(tài)環(huán)境恢復工作,從而取得生態(tài)、經濟、社會的最佳綜合效益【4】。本文以露天礦山為例,就礦山生態(tài)恢復技術方法略作淺析。
露天采礦場生態(tài)恢復與重建暴露采場邊坡的生態(tài)恢復與重建和采空區(qū)的生態(tài)恢復與重建【5】。在邊坡生態(tài)恢復與重建中應重點做好邊坡的穩(wěn)定性治理恢復工作,為此可以分不同情況進行技術選擇:對于那些坡度不符合設計規(guī)劃要求的,比如開采面超過山頂的邊坡應當采取消坡減裁的辦法,而對那些不是很高的此類邊坡,可以采取填方壓坡腳技術方法;對于邊坡處于富水區(qū)的要首先進行排水工作;對一些地質條件復雜容易形成滑坡的巖體,就需要采取抗滑樁或者是擋石壩的辦法穩(wěn)固邊坡。做好邊坡的穩(wěn)定工作只是露天礦山生態(tài)環(huán)境修復的第一步,還需要對被破壞的植被就行恢復,這就需要結合礦山環(huán)境特點選擇一些耐旱、耐熱,以及具有美化、易采集的植被物種,然后將選取的物種根據礦山環(huán)境采取噴混播型、魚鱗坑型、營造臺階型以及原生植物移植等綠化工藝進行恢復。對于露天采空區(qū)的生態(tài)恢復與重建,目前我國采取的主要3種技術模式【6】:即農林利用、蓄水利用生態(tài)重建模式以及挖深墊淺,綜合利用等。
4 礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復構想
礦山生態(tài)恢復是一項綜合性多學科課題,它包括地貌再開發(fā)、生產能力的恢復、生態(tài)綜合性、經濟和美學價值等問題【7】。這就需要在礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復工作中將可持續(xù)發(fā)展理論與恢復生態(tài)學和景觀生態(tài)學理論結合起來加以運用。本文結合贛州礦山資源開采現狀為例,就如何做好礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復提出如下對策。
(1)認真貫徹落實《土地管理法》和《礦山土地復墾規(guī)定》,嚴格把礦山生態(tài)環(huán)境治理恢復與開采結合起來,嚴格“誰開采、誰復墾”的原則,此外,礦業(yè)管理部門和企業(yè)管理者要給予重視,嚴格把礦上生態(tài)恢復納入企業(yè)和單位的考評中。
(2)礦山生態(tài)環(huán)境恢復既需要時間也需要大量的資金投入。贛州轄區(qū)內被廢棄的稀土礦區(qū)有302個,毀壞土地面積達97.34km2,2005~2022年,各級部門累計投入廢棄礦山治理為1.928億元,而要整個贛州市內稀土礦山環(huán)境恢復就高達380億元【8】,這就迫切需要明確和拓寬礦山生態(tài)恢復的資金來源渠道。建立一個多渠道、寬領域、廣覆蓋、多元化的礦山環(huán)境恢復投資機制,對于那些歷史中形成的廢棄礦山生態(tài)環(huán)境的恢復治理可以采?。合驀一蛏霞壺撠熗恋貜蛪ㄩ_發(fā)的部門申請專項復墾經費,爭取財政支持;或者申請國家環(huán)保與治理方面的專項經費;可以采取市場化的融資模式,將礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復與礦山開山、礦山租賃等相結合的方式,兌現“誰恢復、誰受益”的原則擴大融資來源渠道。對于一些礦山開采時間較久,或者是那些即將停產的礦山,企業(yè)無法獨自承擔恢復費用的,政府應加大補貼力度,此外也要企業(yè)合理負擔部分費用。政府以及科研機構也要加強對礦山生態(tài)恢復技術的研發(fā)力,建立恢復生態(tài)學方面人才培養(yǎng)的中長期計劃。
(3)完善政策落實保障工作。贛州轄區(qū)內的所有市縣要以已經出臺的《江西省礦山環(huán)境保護欲治理規(guī)劃(2006-2015年)》和《贛州市礦產資源總體規(guī)劃(2008-2015年)》這兩個文件為根本,切實加大《贛州市人民政府關于加強礦山地質環(huán)境保護盒治理工作的意見》貫徹執(zhí)行的力度。
(4)根據贛州市地質結構復雜、礦產種類繁多等自然地質環(huán)境的實際,有針對性的制定礦山生態(tài)修復的技術方案。例如對塌陷區(qū)、尾礦污染區(qū)以及金屬礦和非金屬礦的特征差異,采取生物修復和工程修復等相結合的辦法,因地制宜地做好礦山生態(tài)環(huán)境的恢復工作。
(5)有針對性地選擇部分礦山生態(tài)環(huán)境破壞較為嚴重的區(qū)域先行先試,然后將成功經驗再向全市范圍內推廣,做到從點到面地推行效果。
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關鍵詞:礦產資源 生態(tài)環(huán)境 環(huán)境保護 環(huán)境恢復
中圖分類號:F062.2 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)05(a)-0084-01
查清礦產資源生態(tài)環(huán)境狀況,加強礦產資源生態(tài)環(huán)境保護和恢復治理,積極推進礦產土地復墾,有利于促進當地經濟社會的協(xié)調快速發(fā)展。目前我國礦產資源的開發(fā)力度在不斷加強,而礦山環(huán)境保護與恢復治理的力度卻沒有跟上,甚至遠遠落后于環(huán)境破壞的速度[1]。必須根據礦產資源生態(tài)環(huán)境現狀調查結果以及實際情況,因地制宜地開展環(huán)境保護與恢復治理工作。
1 深入開展礦產資源生態(tài)環(huán)境調查評價
1.1 實行礦產資源生態(tài)環(huán)境調查評價制度
建立健全并實行政府主導、礦產企業(yè)配合、社會參與的生態(tài)環(huán)境調查評價制度,對礦產資源開發(fā)區(qū)域開展定期、不定期的地質環(huán)境背景、開發(fā)活動對地質環(huán)境的影響、工礦廢棄地狀況、地質環(huán)境保護與恢復治理情況等調查評價工作,查清礦產資源生態(tài)環(huán)境現狀,分析存在問題及其變化趨勢,合理評價和劃分礦產資源生態(tài)環(huán)境影響區(qū)域,提出改善環(huán)境的對策建議,為因地制宜地開展礦產資源生態(tài)環(huán)境保護與恢復治理工作提供科學依據。礦產企業(yè)要依法加強礦山地質環(huán)境調查評價,制定礦山地質環(huán)境保護、土地復墾與綜合治理方案。
1.2 建立和完善礦產資源生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系和管理信息系統(tǒng)
加強礦產資源生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測體系,特別是基層礦產資源生態(tài)環(huán)境監(jiān)測機構的建設,建立重點區(qū)域和重點礦產資源生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網絡,建立重點礦區(qū)礦產資源生態(tài)環(huán)境災害預警預報體系,及時預報信息,開發(fā)應用動態(tài)管理信息系統(tǒng),形成礦產資源生態(tài)環(huán)境及其災害監(jiān)測、預報、預警報告制度。
2 加強礦產資源生態(tài)環(huán)境保護的措施
把礦產資源生態(tài)環(huán)境保護作為開發(fā)礦產資源的必要條件之一。新建、改建、擴建礦產企業(yè)必須執(zhí)行礦產資源生態(tài)環(huán)境影響評價制度及建設用地地質災害危險性評估制度;提交的礦產資源開發(fā)利用方案中應包括水土保持方案、地質災害防治方案、土地復墾實施方案,制訂礦山地質環(huán)境保護的目標、措施和資金預算,經有關部門參與的規(guī)劃論證后作為申辦礦產企業(yè)許可證的依據。制定和完善礦產建設項目地質環(huán)境影響評價的指標體系和標準,切實加強礦產建設項目地質環(huán)境影響評價制度建設。禁止新建對地質環(huán)境產生不可恢復的、破壞性影響的礦產資源開采項目。
加強礦產資源生態(tài)環(huán)境保護的監(jiān)督管理。制定完善礦產資源生態(tài)環(huán)境保護與恢復治理的技術規(guī)范和標準,引導并強制礦產企業(yè)邊開發(fā),邊治理,預防為主,防治結合。實行礦產資源生態(tài)環(huán)境保護年度檢查制度和不定期抽查制度,生產企業(yè)應向國土資源主管部門報送反映礦產資源生態(tài)環(huán)境保護情況的年度報告,并接受監(jiān)督檢查。對不符合法律和政策要求,造成礦產資源生態(tài)環(huán)境破壞的,要依法查處,責令限期整改、達標,并按國家有關規(guī)定給予補償,逾期不能達標的,實行限產或者關閉。
2.1 新建礦產企業(yè)
必須符合礦產資源開發(fā)的環(huán)境準入條件,即必須具備經行政主管部門審批的礦山環(huán)境影響報告和礦山地質環(huán)境影響報告,并依法繳存礦山環(huán)境治理與恢復保證金。經審查,若礦產資源開采對環(huán)境影響和破壞較大或遭破壞后難以恢復治理,則實行環(huán)境一票否決制。嚴格實施“誰開發(fā),誰保護”、“誰污染,誰治理”、“誰破壞,誰恢復”的原則,落實礦產資源生態(tài)環(huán)境保護和修復責任制。在建設過程中,應嚴格執(zhí)行“三同時”制度。不允許在禁止開采區(qū)內勘查和開采礦產資源。
2.2 改擴建礦產企業(yè)
堅持礦產資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護并重的原則,落實礦產企業(yè)環(huán)境保護和恢復責任制,按有關規(guī)定繳存礦山地質環(huán)境治理與恢復保證金。在改擴建過程中,應嚴格執(zhí)行“三同時”制度,“三廢”排放總量應有效控制并達標排放。
2.3 生產企業(yè)
礦產企業(yè)應編制礦產資源生態(tài)環(huán)境環(huán)境保護專項規(guī)劃,落實保護和恢復責任制。礦產固體廢棄物、廢水及廢氣應按相關標準和規(guī)定處理達標后排放,對引發(fā)的地質災害應積極治理。生產中必須做到邊生產、邊恢復(治理),對治理不力、造成生態(tài)環(huán)境破壞的,應依法責令其停產整頓,直至吊銷采礦許可證。
3 礦產資源生態(tài)環(huán)境恢復治理和土地復墾
3.1 因地制宜地進行環(huán)境恢復治理
按照“誰破壞,誰恢復;誰污染,誰治理”的原則,必須依法明確責任,采取積極有效的措施,按期完成礦產資源生態(tài)環(huán)境環(huán)境恢復治理工作。造成地質環(huán)境破壞或引發(fā)地質災害的,應按照相關法律法規(guī)的規(guī)定及時處理。針對礦產資源生態(tài)環(huán)境問題的類型,依據其誘發(fā)原因的不同,有針對性地采用恢復治理措施和方法。
3.2 多渠道投資進行環(huán)境治理恢復
按照不同類型礦產資源生態(tài)環(huán)境恢復治理的責任區(qū)別對待,充分調動多元經濟成分投入環(huán)境恢復治理之中,加快環(huán)境恢復治理的進程。對于新建和生產企業(yè),全面實施環(huán)境恢復治理保證金制度。對已關閉企業(yè),要采取有力措施,通過競爭出讓復墾土地和整治工程使用權等方式,鼓勵多元化投資進行礦山地質環(huán)境恢復治理。
3.3 積極推進礦產資源土地復墾
要建立土地復墾監(jiān)管和監(jiān)測制度。新建企業(yè)沒有土地復墾方案不予受理開采礦產資源申請。加強生產企業(yè)對損毀土地的復墾,實行并完善損毀土地復墾的鼓勵政策,引導和鼓勵各方力量從事土地復墾,擴大投資主體范圍,加快廢棄地的復墾。明晰復墾土地的產權,在優(yōu)先安排農業(yè)利用的前提下,鼓勵多用途使用。
3.4 學習開采資源生態(tài)環(huán)境恢復治理經驗[1]
2010年全國礦山生態(tài)環(huán)境恢復治理現場會在太原召開,會議旨在探索強化煤炭資源開發(fā)生態(tài)環(huán)境保護監(jiān)管的制度與政策,學習和推廣山西在煤炭礦山資源開發(fā)中生態(tài)環(huán)境保護與恢復治理的先進經驗,推進建立礦產資源尤其是煤炭礦產資源開發(fā)和利用中生態(tài)環(huán)境保護與恢復治理的責任機制,進一步完善保證金制度,全面加強我國煤炭礦山和其他類型礦產資源開發(fā)中的生態(tài)保護與恢復工作。如平朔公司在資源開發(fā)的同時,不斷加大綠化復墾和環(huán)境保護力度,因地制宜大力發(fā)展綠色生態(tài)產業(yè),建設高標準的循環(huán)經濟示范園區(qū),加強與科研院所合作,采用多學科交叉融合、多專家聯(lián)手攻關的方式,不斷拓展和深化生態(tài)建設內容、層次,促進了綠色生態(tài)產業(yè)的發(fā)展。先后與多所院所院校共同承擔生態(tài)重建與土地資源綜合利用的多項國家自然科學基金課題,致力研制與應用新技術、新方法,通過采取綜合開發(fā)利用復墾土地、促進失地農民就業(yè)等措施,增強了企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。
關鍵詞:礦山生態(tài)修復;技術;方法;理論
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(tài)環(huán)境的嚴重破壞,這種對生態(tài)環(huán)境的損害是在礦產開采中不可避免的。目前由于礦山生態(tài)遭到破壞所產生的環(huán)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(fā)、水資源受到污染、氣候環(huán)境變化、土地生態(tài)退化、生物減少等情況,而這些因素造成了嚴重的生態(tài)失衡問題,長時間作用下會致使礦上生態(tài)功能結構的衰退,嚴重時還會致使礦山變?yōu)榛纳健R虼吮仨氁ㄟ^修復、重建、復墾等方式來改善礦山生態(tài)環(huán)境,避免因礦山環(huán)境受到破壞而造成嚴重生態(tài)問題。
1 礦山生態(tài)修復工程的發(fā)展
1.1 礦山生態(tài)修復的概念
在礦山因過度開發(fā)或是過度損壞后其生態(tài)結構及功能出現衰退及消失等情況就需要進行生態(tài)修復來對礦山生態(tài)進行改善,以此來避免礦山因生態(tài)功能完全消失而變?yōu)榛纳健D壳霸谖覈牡V山生態(tài)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(qū)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(tài)功能的狀態(tài)。對于礦山生態(tài)的修復其并不是要求使礦山生態(tài)環(huán)境完全恢復成受到破壞之前的生態(tài)原貌,其主要是根據礦上生態(tài)系統(tǒng)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(tài)。
1.2 礦山生態(tài)修復的理論
目前在礦山生態(tài)修復工程中主要應用的是生態(tài)演替理論,此理論主要是指在生態(tài)恢復中通過礦山中各類植物的演替及發(fā)展來形成一個完整且穩(wěn)定的生態(tài)部落,此種理論的應用決定了在礦山生態(tài)修復中的整體性原則、穩(wěn)定性原則、協(xié)調性原則,以此來保證礦山可以形成一個完整的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。由于在生態(tài)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(tài)修復的過程中需要有人工的參與,這樣才能有效減少生態(tài)演替的時間。同時在礦山生態(tài)修復工程中其包含了生態(tài)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(tài)進行理解,并選用適當的恢復方案來對生態(tài)結構進行改善,從而使礦山可以具備生物多樣性等生態(tài)特點。
2 礦山生態(tài)修復的處理方法
2.1 對礦山生態(tài)結構進行穩(wěn)定
根據礦山的生態(tài)結構及地質環(huán)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(tài)進行穩(wěn)定,具體實用措施有以下內容。
物理處理主要是對礦山生態(tài)進行前期的生態(tài)修復,由于在排矸場就采礦區(qū)都經過了長期的開采及生產活動,因此其地質存在不穩(wěn)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(qū)則是進行填充工作,這樣可以有效提高礦山地表景觀區(qū)的穩(wěn)定性。
化學處理則是利用穩(wěn)定劑來處理尾礦,在應用穩(wěn)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(wěn)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(tài)污染,并且整體成本略高,不適宜大規(guī)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(tài)修復方法,根據礦山生態(tài)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(yōu)點,但是在實際中其要求礦山地質需要具備一定的營養(yǎng)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(tài)損壞程度較低的區(qū)域。
覆土種植在實際中需要對地表生態(tài)修復區(qū)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(tài)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(yǎng)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(tài)修復水平,使整個生態(tài)系統(tǒng)更加完整。同時對于微生物的修復需要根據礦山原有生態(tài)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(tài)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(yǎng)循環(huán)。因此在礦山生態(tài)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(tài)修復的技術措施
對于礦山生態(tài)修復工程需要依據科學的修復理念及發(fā)展觀開展相應的工作,本著可持續(xù)發(fā)展的觀念并結合與自然和C共處的觀念來制定相應的規(guī)劃,在考慮生態(tài)環(huán)境本身所具有的自愈能力來選用適當的技術措施對生態(tài)環(huán)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(tài)修復中可以滿足其多方面的實際需求。
3.1 采礦區(qū)生態(tài)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(qū)進行生態(tài)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(wěn)定的前提下,進行生態(tài)環(huán)境修復措施。
3.2 排土場復墾
排土場生態(tài)環(huán)境修復,首先要保證邊坡穩(wěn)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(wěn)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(tài)修復成果,對尾礦庫進行生態(tài)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(tài)修復
排矸場生態(tài)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(wěn)定,主要措施包括水平階整地,穩(wěn)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(tài)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(guī)劃。在進行礦山生態(tài)修復之前需要對礦山生態(tài)受到破壞的程度、礦山類型、生態(tài)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(guī)劃。對于礦山生態(tài)修復必須要遵循其生態(tài)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(tài)進行修復,以此來保證礦山生態(tài)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(qū)域采用的不同生態(tài)修復方法,以此來保證生態(tài)修復的有效性,使礦山生態(tài)結構可以滿足持續(xù)、平衡發(fā)展的需求,并具備應有的生態(tài)功能。
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【關鍵詞】城市園林,生態(tài)修復,理念,管理
中圖分類號:TU986.3文獻標識碼: A 文章編號:
一、前言
生態(tài)修復是指停止人為干擾生態(tài)系統(tǒng),以減輕負荷壓力,依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)和自我組織能力使其發(fā)展走向正確的秩序,或使用的彈性的生態(tài)系統(tǒng),輔以人工措施,恢復受損生態(tài)系統(tǒng)一步一步或使生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展方向的良性循環(huán),指致力于那些在自然突變和活動的影響下,人類活動破壞自然生態(tài)系統(tǒng)恢復和重建工作。
二、國家生態(tài)園林城市標準
生態(tài)園林城市是一種以人為本,根據自然環(huán)境、資源流向經濟效益的命脈,使得生態(tài)良性循環(huán)、社會和諧發(fā)展和人類居住環(huán)境的優(yōu)良形式。生態(tài)園林城市倡導生態(tài)倫理,倡導綠色文明,保護和構建地帶性植物群落,實現清潔生產,預防和控制環(huán)境污染,提高資源的利用效率和再生能力,保持該地區(qū)文化特點,基于人與自然的和諧,實現城市的可持續(xù)發(fā)展。
城市功能的協(xié)調,以滿足生態(tài)平衡,城市發(fā)展和布局結構合理,形成了協(xié)調與區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的城市發(fā)展和城鄉(xiāng)一體化系統(tǒng)的城市發(fā)展。城市和區(qū)域協(xié)調發(fā)展,具有良好的區(qū)域生態(tài)環(huán)境,形成完整的城市綠地系統(tǒng)。城市人文景觀和自然景觀和諧發(fā)展和繼承傳統(tǒng)文化的城市,保持城市原來的歷史風貌,保護歷史文化和自然遺產,保持自然形式的地形地貌、水系、人文、自然景觀,形成一個獨特的城市。完善城市基礎設施,提供良好的城市生活環(huán)境,積極參與公共利益的制定和實施的當中來。
三、城市園林生態(tài)恢復的概述
景觀生態(tài)恢復是指恢復原始生態(tài)系統(tǒng)的受損,這與人類活動被暫?;蛳嗷ヂ?lián)系。景觀生態(tài)建設應以景觀空間結構調整和重建為基本單元,包括調整原來的景觀格局,改善受損生態(tài)系統(tǒng)的威脅或功能,完善基本生產力和穩(wěn)定性的影響,人類活動對景觀演化導致一個良性循環(huán)。城市景觀生態(tài)修復并不意味著在所有的情況下恢復原始的生態(tài)系統(tǒng),這也沒有什么必要,也不可能實現。生態(tài)修復是最關鍵的恢復系統(tǒng)所必需的結構和功能,使系統(tǒng)能夠維持城市本身。生態(tài)恢復與重建是跨尺度、多水平的問題,其主要的性能水平是一個生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域,景觀生態(tài)恢復與重建景觀退化。
四、以生態(tài)修復服務功能為導向的城市園林綠地規(guī)劃模式
1.內容
城市園林綠地規(guī)劃設計,從整體性出發(fā)系統(tǒng),規(guī)劃和設計不同的對象根據不同的規(guī)劃和設計措施加強彼此之間的聯(lián)系。園林綠地景觀是由人工植物群落影響下的人工地形、水和其他自然元素與純人類構建結構建筑的復雜巨系統(tǒng),園林綠地景觀系統(tǒng)不再是在分散狀態(tài),但是發(fā)生了根本的變化。整個反映在每一個部分的綠色空間景觀必須密切關注其整體性。對于處理這類園林綠地,必須把它作為一個有機部分的園林綠地景觀。但現實往往只能滿足城市在視覺上的需要,而不是整個花園綠地生態(tài)調節(jié)功能。使園林綠地發(fā)揮整體大于各部分之和的功能,必須是有機組織。遵循生態(tài)修復服務功能的工作原理,利用生態(tài)花園綠地景觀設計應該包括以下五個方面:
(一)、在植物配置,使用自然植物利基原理、設計的生態(tài)關系對象進行植物的合理搭配,形成一個優(yōu)勢互補和相對穩(wěn)定的植物群落;
(二)、利用植物不同的生物學特性和生態(tài)特征,在不同的位置不同的植物群落的布局,以達到最大的衰減的空氣污染,水質污染;
(三)、在使用景觀要素、景觀素描大量的材料中,在景觀設計應該充分利用的時候,比如工業(yè)荒地垃圾要合理有效的使用;
(四)、改善生態(tài)環(huán)境的重點是景觀設計;
(五)、生活生態(tài)位的改善是促進生產生態(tài)位改善的推動力。
2.工程技術手段
技術的基礎是生態(tài)修復。不同的技術水平不同(非生物因素、生物物種、個人、人口、社區(qū)、生態(tài)系統(tǒng)和景觀、區(qū)域和全球生態(tài)系統(tǒng))?;厥占夹g,分為物理技術、化學技術、生物技術和生態(tài)技術等。旨在恢復各種物理性問題(如輻射、風、水文學、土壤顆粒結構、溫度、濕度、矩陣、地形、地質、水利、灌溉)、化學問題,污染和廢物處理和利用,土壤、富營養(yǎng)、化學結構和流程、酸化、鹽漬化和堿化土壤肥力在極端環(huán)境改善等、生物問題(錯誤處理幼苗,種子生產、種子的選擇、育種和種質改良等)、生態(tài)技術(從不同的層面看,比如人口調控或社區(qū)配置控制和生態(tài)系統(tǒng)結構與功能、生態(tài)行為裝配)生態(tài)演繹的規(guī)定,來構建一個城市園林綠地規(guī)劃模式優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)。
五、城市園林生態(tài)修復的管理方法
人們常?;谌祟惖姆绞交謴统鞘袌@林生態(tài)。在不同的恢復模式和參與空間和時間順序(在時間和空間分布)的不同,經常影響達到極限狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)結構和功能。
生物物種存在于許多方面,城市綠地系統(tǒng)建設和生態(tài)重建的大型工程項目是人工干預和生物物種的人工生態(tài)修復的表達模式。由于生態(tài)系統(tǒng)恢復時間開放,物種通常不是一個單一的步驟,是多次入境的過程。因此一定條件下的空間和時間的混合物種及其配合參與的人將成為一個重要的因素影響形成的城市園林生態(tài)恢復模式。
在同一時空領域上進入的物種組合有利于形成生態(tài)結構和功能流程的基本環(huán)節(jié)或鏈;在不同時空領域上進入的物種組合有利于形成綠地景觀的基本生態(tài)結構網絡,進一步促進綠地景觀網絡功能的發(fā)育。
各項生態(tài)修復服務功能對于城市居民的重要性差異:在一個特定的城市,從城市綠地規(guī)劃的關鍵考慮因素是生態(tài)服務功能的重要性為城市居民有差異,這是優(yōu)先確定生態(tài)服務功能的重要基礎。
生態(tài)修復服務功能與綠地的提高而增大的速度的差異:在其他因素不變的條件下,增加綠色景觀,生態(tài)服務功能將會得到增強。然而,由于綠地增加的數量、生態(tài)修復服務增強速度是不同的,或綠色的敏感程度的增加都是不同的。其他條件相同的情況下,靈敏度越高的生態(tài)修復服務功能應該更優(yōu)先,如圖。
六、結束語
現代工業(yè)化程度正變得越來越嚴重,使城市居民生活環(huán)境受到極大的危害,為了讓生態(tài)系統(tǒng)得到良好的恢復,必須借助現代手段的景觀恢復、景觀生態(tài)恢復與重建的關系來構建區(qū)域生態(tài)安全格局,以實現健康的生態(tài)系統(tǒng),進而實現園林化的美麗城市。
參考文獻
[1]城市綠地規(guī)劃的理論基礎與模式研究,中國環(huán)境科學出版社,2008
[2]園林綠地景觀規(guī)劃的理論與方法,科學出版社,2006
我國路域生態(tài)恢復工程技術經歷了從簡單到多樣、從傳統(tǒng)技術到現代技術的發(fā)展過程。從單一的種植行道樹等公路綠化造林模式,擴展到公路邊坡種草和鋪草皮技術,形成了公路綠化的傳統(tǒng)技術模式。隨著環(huán)保理念的提升,我國高等級公路路域生態(tài)工程技術開始向現代轉變,以機械噴附為代表的新型植被建植技術在國內許多高速公路建設中被嘗試應用,綠化范圍也從公路邊坡擴展到中分帶、互通立交和服務區(qū),初步形成了全方位、立體式、多功能、景觀生態(tài)的設計理念及現代公路路域生態(tài)工程技術體系框架。
目前國內公路路域生態(tài)工程技術的類型呈現多樣化,其應用的理論研究和實踐方面尚存在諸多問題,總體上可以歸納為以下3類:植被恢復的功能性考慮不足、植被恢復技術的適用性不強(缺乏針對不同生態(tài)區(qū)域特征,不同路段邊坡特征而選擇技術措施的適用性評價分析、生態(tài)工程技術缺乏量化分析)、公路綠化部門缺少生態(tài)綠化設計依據,養(yǎng)護部門缺乏質量驗收標準。有必要通過專門的研究對各種技術進行總結、歸納和整合,建立統(tǒng)一、公認的路域生態(tài)工程技術指標體系和評價模型,探索科學合理的評價方法,制定適合于我們公路建設的生態(tài)工程技術規(guī)范,對今后公路生態(tài)工程的建設具有指導意義。
2路域生態(tài)工程技術及范圍界定
2.1技術界定
路域生態(tài)工程技術是指:根據公路建設和養(yǎng)護的特點,遵循系統(tǒng)優(yōu)化原理、生態(tài)學原理或自然法則,綜合運用工程措施、生物措施與農藝措施,在完成公路工程建設的同時,對路域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)進行保護、恢復、改良或重建,使路域基礎設施作為一種人文景觀與周圍環(huán)境景觀在更大范圍內融為一體的工程方法。它以保護路域的生物措施———植被恢復為代表,以路域生態(tài)系統(tǒng)的保護和重建為目的,以公路景觀的美化和與周邊自然環(huán)境的融合為特色,通過生態(tài)技術和土木工程技術的有機結合,使路域生態(tài)系統(tǒng)得到保護,路域生態(tài)系統(tǒng)功能和交通安全得以保障。
2.2對象內容
相關研究資料表明路域生態(tài)工程技術的核心是在進行路域生態(tài)恢復的各個空間單元創(chuàng)造一個適合于植物生長發(fā)育的環(huán)境,關鍵是土壤、植被物種選擇和水分管理及防護設計等內容。具體生態(tài)恢復工程技術體系是由生態(tài)恢復基礎(土木)工程、植被建植工程、養(yǎng)護管護工程、植被恢復效果及經濟成本等5大內容所構成,具體敘述如下:
(1)生態(tài)恢復基礎(土木)工程
生態(tài)恢復基礎(土木)工程的關鍵是在引進植物之前,做好路域生態(tài)恢復基礎的修正工程,目的在于穩(wěn)定坡面,改善路域植被種植基礎層土壤的理化性質和肥力,創(chuàng)造一個保證植物能夠盡可能快速生長的土壤條件,具體的措施如:坡面平整、土壤鹽堿化改良、坡度減緩、掛網覆土、種植基質構建及改良等屬于生態(tài)恢復基礎工程。
(2)植被建植工程
植被建植工程又稱栽培植被工程,一般分為植樹工程、植草工程和植攀援植物工程。植樹工程包括路側行道樹的栽植、邊坡灌木栽植、中央分隔帶防眩綠籬、立交區(qū)的植樹及外側隔離帶圍欄植樹;植草工程包括上下邊坡植草、立交草坪、中央分隔帶草坪等;植攀援植物工程包括巖石邊坡、護面墻、擋墻的攀援植物栽植等。
(3)養(yǎng)護管護工程
養(yǎng)護與管理工程是路域生態(tài)工程技術中的重要工程之一,主要涵蓋施肥、灌水、修剪、補植及病蟲害等防護措施的合理應用,還包括保持路域防護功能的維持而進行的綜合管理措施等。
(4)植被恢復效果
評價工程技術應用的效果,具體指標包括水土保持、多樣性、景觀、生態(tài)穩(wěn)定性及植被覆蓋度指標等內容。
(5)經濟成本
從技術應用的成本高低來評價技術本身的適用性。
3評價指標構建
3.1評價目標及構建思路
要建立一個全面、科學、合理、實用、具有操作性的綜合評價體系,要在大量文獻研究結果的基礎上,結合評價對象的具體特征,考慮各種因素的影響,對路域生態(tài)工程技術自身特點進行綜合分析。首先通過內部討論初步擬定評價指標;再征詢有關學術研究和工程管理、設計、施工、監(jiān)理等負面專家的意見,即采用專家咨詢法對評價指標進行調整、綜合及簡化,消除評價體系內各指標間的交叉、重復、包含、矛盾、因果關系等現象;最終選擇內涵豐富又相對獨立的評價指標,建立完整的路域生態(tài)工程技術自身效果綜合評價體系。
3.2評價指標構建原則
至今國內還沒有路域生態(tài)工程的技術規(guī)范,從而使得設計、建設、施工和監(jiān)理工作失去了依據。所以在進行技術篩選和評價過程需要遵循多個原則,確保評價結果的可靠性與實際可操作性。
(1)適應性:不同路域生態(tài)恢復區(qū)域所需要的生態(tài)工程技術不同,特定的區(qū)域要選擇有針對性的生態(tài)工程技術,所選擇的評價指標能夠體現技術的適應性。
(2)可比性:評價指標的選擇是以生態(tài)學、環(huán)境科學和保護生物學理論為基礎,同時考慮路域生態(tài)工程技術本身的特征。如目前在衡量路域生態(tài)工程質量標準時應用最多的指標是地表覆蓋度,雖然該指標具有易于測定、直觀性強等特點,但因其過于簡單而不能滿足判定工程是否達到其生態(tài)目標的要求。此外,受工程所在地段自然條件限制,路域生態(tài)工程建植的植被覆蓋度不僅受工程施工質量的影響,同時也受當地自然條件的影響。因此,使用統(tǒng)一的覆蓋度值作為衡量工程質量的指標,有許多不合理之處。本研究將西部典型的各類生態(tài)工程技術進行綜合數量化比較分析,從而增加其評價的可比性。
(3)數據可獲取性:植被恢復效果的評價是一項經常性和反復進行的常規(guī)評價,因此在制定評價指標時,必須考慮到評價指標的易獲得和可操作性,只有這樣才能使得評價工作得到順利實施。本研究中將生態(tài)工程技術進行定量與定性相結合,來獲取可比較的數據。
(4)有代表性:路域生態(tài)工程技術與當地的生態(tài)環(huán)境基本特征息息相關,因此選擇評價指標必須能夠代表該類型和區(qū)域生態(tài)環(huán)境特征的表征指標,即選擇的指標是區(qū)域的表征指標。
(5)系統(tǒng)性:路域生態(tài)工程技術的評價是一項多因子、多指標的綜合考慮。因此,選取的生態(tài)特征指標必須要有系統(tǒng)性,既要考慮直觀反映生態(tài)特征的表征性指標,同時也必須選取那些通過系統(tǒng)運行而影響生態(tài)的特征指標,才能系統(tǒng)的反映整個路域生態(tài)工程工技術真正的應用效果及其適應性。
(6)科學性:評價路域生態(tài)程技術的好壞是一個科學定義的過程,因此制定路域生態(tài)工程技術評價指標時必須遵循科學性的原則,符合生態(tài)特征和環(huán)境結構。選取的評價指標應當是科學定義準確,內涵清晰。
3.3評價指標構建結果
要對路域生態(tài)工程技術自身效果進行準確的評價,其前提就是必須對西部路域生態(tài)工程恢復效果的影響因子中選擇合適的指標,建立一個比較客觀合理的指標體系,所選擇指標要滿足科學性、合理性、內容豐富性、相對獨立性。
本研究從現場問卷調查(青海、新疆、內蒙古、甘肅、陜西、云南、廣西、山西、等區(qū)域的高速路段)、借鑒相關研究,結合專家咨詢篩選的基礎上,構建了西部路域生態(tài)工程技術評價指標體系。該評價指標可以分為3個層次:第一層為目標層,即西部公路生態(tài)工程技術自身效果評價總目標;第二層次為準則層,是體現西部路域生態(tài)工程技術的組成體系,即路域生態(tài)恢復工程技術構成,包括生態(tài)恢復基礎工程、植被建植工程、養(yǎng)護管護工程、植被恢復效果及經濟成本;第三層次為指標層,包括20個指標。指標全面反映路域生態(tài)工程技術的總體技術性能及其推廣和應用價值,最終選取的指標見表1。
4路域生態(tài)工程技術評價模型研建
4.1綜合評價模型構建
參照相關研究成果,根據高等級公路生態(tài)工程技術評價指標的特點,采用綜合指數評價法構建路域生態(tài)工程技術自身效果綜合評價模型。評價模型構建過程如下:
(1)建立評價指標的層次結構
大類指標:Fi為大類指標。單項指標:Fij在i大類指標內,第j個單項指標的分值。
(2)各級指標分值的確定方法
①單項指標的平均值可以根據指標的類型,按照具體的調查表得到。
②大類指標牌價值是對單項指標的進一步匯總。Fi=∑WijFijii=1,2….5j=1,2,6式中:Wij為第i大類指標內部第j類單項指標的權重;Fij為第i大類指標內部第j類單項指標分值。
③綜合評價值的計算
綜合評價值是對于大類指標評價值的進一步綜合,它的大小反映了該路域生態(tài)恢復技術的應用情況好壞,計算公式如下:A=∑5i=1WiFi式中:A表示西部路域生態(tài)工程技術自身效果綜合評價指數;WiFi表示某評價指標下的評價分數值;Wi第i大類指標的權重;Fi為第i大類指標的評價分值。
4.2評價指標權重確定
權重是反映不同評價因子間重要程度差異的數值,也是體現評價因子在總指標中的地位、作用以及對總體指標的影響程度。由于路域生態(tài)工程技術自身效果多數評價因子比較抽象、宏觀,本研究通過咨詢20位同行專家打分(采用“1-7”及其倒數標度法,對各個指標相對重要性進行打分)與層次分析方法相結合確定各個評價因子的權重。本研究中各個評價指標推薦權重分配見表2。
4.3評價指標作用分值的確定
評價指標體系中評價因子作用分值的確定是按照實際調查結果與邀請專家的評分值進行綜合確定,分值采用10分制,以“9,7,5,3,1”的等級分值代表好(實用性強)、較好(實用性好)、中等(實用一般)、差(實用性強)和極差(實用性差)進行定性指標的定量化賦值。評價指標計算:采用現場調研、問卷獲取、文獻查閱及實驗統(tǒng)計數據分析等手段。然后進行專家打分。打分見表3。
4.4典型路域生態(tài)工程技術自身效果評價
通過調查分析,路域生態(tài)工程技術主要包括以下典型類型:人工播種、苗木移植、液壓噴播、客土噴播、有機質噴播、植生帶、三維網、植生墊、植生袋等9大類?;谇捌谒鶚嫿ǖ脑u價過程,對上述9大類路域生態(tài)工程技術自身效果進行評價研究。本研究在現場調研的基礎上對上述工程技術進行評價。具體評價結果如下表4。
從表4評價結果看出,各種生態(tài)恢復工程綜合技術評價順序為(優(yōu)先順序排列):有機質噴播(4.865)>客土噴播(4.85)>植生袋(4.83)>人工播種(4.81)>植生墊(4.675)>植生帶(4.575)>苗木移植(4.57)>三維網(4.395)>液壓噴播(4.025)。上述典型路域生態(tài)工程技術自身效果差異較大,有機質噴播、客土噴播、植生袋、人工播種等4種技術的自身效果較好,而植生墊、植生帶、苗木移植、三維網及液壓噴播種等5種技術的自身效果遜前4種。
5結語
Abstract: "Once machine opens, wealth will come; cannon sounds, gold piles up," this is a folk of mining. Encouraged by this folk, people have cruelly stripped the mountains' clothes and "belly cut open", which rocked the mountain in the sun relentless in the seventies and eighties of last century. At that time, using these words to describe the disordered environment of exploitation of mines is very appropriate. This article describes the present situation of the mine waste, presents the problems of mine, the effective transformation methods of the mining geology, and future effective strategy for the protection of mining geology.
關鍵詞:殘忍;無情;無序開采;廢舊礦山;有效改造;地質保護;策略
Key words: cruel;ruthlessness;disorderly exploitation;mine waste;effective transformation;geological conservation;strategy
中圖分類號:TD163文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)33-0297-02
1廢舊礦上的現狀
礦產資源是國民經濟與社會發(fā)展的重要物質基礎,但礦產資源開采是把“雙刃劍”,一方面為社會提供必需的資源做出了貢獻,另一方面也會不同程度地造成生態(tài)環(huán)境的破壞。礦山生態(tài)環(huán)境問題較嚴重。礦產資源開發(fā)破壞污染土地總面積32萬公頃,被破壞土地的恢復率僅為2.84%。主要城市近600個采石場造成主要城市及周邊嚴重的生態(tài)環(huán)境破壞和大氣污染。三峽庫區(qū)部分小煤礦、建材礦山開采造成較嚴重的水土流失和較多的次生地質災害。
2廢舊礦山地質存在的問題
礦山的基礎性、公益性地質工作薄弱,商業(yè)性勘查處于起步階段,早期的調查成果尚需修測、修編及更新。區(qū)域地球物理、地球化學工作成果精度低、參數少。三峽庫區(qū)水文地質、工程地質等工作嚴重滯后,商業(yè)性勘查剛起,礦產資源勘查與開發(fā)矛盾突出,缺乏足夠的后備資源基地,地勘資金嚴重不足,地勘隊伍人才難以穩(wěn)定。礦產資源管理較薄弱,礦業(yè)體制改革和對外開放滯后,市場配置資源機制不健全;管理手段落后,礦產資源資產化、信息化管理尚未起步;礦業(yè)法規(guī)、政策、規(guī)劃、標準不健全;礦產資源勘查、開發(fā)利用的宏觀調控能力和執(zhí)法力度較弱,一些地區(qū)地方保護主義盛行,監(jiān)督管理以罰代法現象較為普遍。開發(fā)利用方式粗放,綜合利用程度低,礦山開采中,采主棄副、采富棄貧、采易棄難、亂采濫挖現象較普遍。特別是眾多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體和個體礦山,開采方法原始,技術裝備落后,管理水平低下,生產安全條件差,開采回采率、選礦回收率和綜合利用率低。
多數礦山未考慮共、伴生礦產的回收,礦產資源浪費和破壞嚴重。礦產資源開發(fā)利用結構和布局不盡合理,大多數礦山規(guī)模小,生產工藝落后,設備陳舊,許多礦產的采、選、冶生產能力失衡,產業(yè)鏈較短,產品結構單一。礦山主要集中在城鄉(xiāng)及其周邊地區(qū),東部和邊遠地區(qū)的礦山建設明顯滯后。礦山生態(tài)環(huán)境問題突出,許多礦山企業(yè)重開發(fā)、輕生態(tài)環(huán)境保護。礦山生態(tài)恢復治理率和土地復墾率低,由礦山開發(fā)活動觸發(fā)、誘發(fā)、擴大的次生地質災害較為嚴重,局部地區(qū)水源、大氣、土地受到嚴重污染。
3改造礦山地質的有效方法
實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,堅持開源與節(jié)流并舉、開發(fā)與保護并重、把節(jié)約放在首位的原則。加強并超前進行礦產資源調查評價與勘查,提高資源的可供性;依靠科技進步,合理開采,綜合利用,提高資源利用效率,降低資源耗竭速度。堅持礦產資源開發(fā)利用與區(qū)域經濟發(fā)展相結合的原則。突出重點,分級負責,分步實施,提高資源開發(fā)利用的科技含量,促進資源優(yōu)勢轉變?yōu)楫a業(yè)優(yōu)勢和經濟優(yōu)勢。提高礦產資源對經濟社會可持續(xù)發(fā)展的保障能力,建立多元、安全、穩(wěn)定的礦產品供給體系;實現公益性地質調查評價與商業(yè)性勘查分制運行,基礎性地質調查和礦產資源勘查取得一批新的成果;通過產業(yè)結構調整,開發(fā)優(yōu)勢礦產,提高礦產利用效率,實現礦業(yè)經濟增長方式的根本轉變;進一步控制礦山污染物排放總量,加強礦山生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測預防,加大庫區(qū)環(huán)境保護和生態(tài)建設力度,促進礦產開發(fā)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展;全面推進礦產資源信息化和網絡化建設;建立以礦業(yè)權為核心的礦業(yè)生產要素市場;加強相關法律法規(guī)建設,加大對資源保護和合理利用的執(zhí)法監(jiān)察力度。堅持宏觀調控與市場機制相結合的原則。在國家法律、法規(guī)、政策指導下,充分發(fā)揮市場優(yōu)化配置資源的基礎性作用,優(yōu)化資源利用結構和布局,調控資源利用總量。堅持經濟效益、社會效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一的原則。
嚴格礦山閉坑工作的審查與管理,礦山閉坑應向市國土資源、環(huán)境保護行政主管部門提交含礦山生態(tài)環(huán)境恢復治理方案的閉坑報告。礦山生態(tài)環(huán)境恢復治理方案實施后,經市國土資源、環(huán)境保護行政主管部門檢查驗收合格,方可退還生態(tài)環(huán)境恢復治理履約金和土地復墾保證金。積極爭取國家專項資金和地方配套資金,以景觀生態(tài)學思想和生態(tài)系統(tǒng)理論為指導,改變單純的廢棄礦山土地復墾的觀點,采用工程技術、生物技術和生態(tài)農藝技術相結合的方法,開展重點閉坑礦山受破壞土地的復墾與生態(tài)環(huán)境恢復和重建。對現有生產礦山的生態(tài)環(huán)境保護與恢復治理進行專項規(guī)劃。建立健全礦山生態(tài)環(huán)境監(jiān)督管理體制、生態(tài)環(huán)境治理責任制和責任過錯追究機制。對開采造成生態(tài)環(huán)境破壞、誘發(fā)次生地質災害和環(huán)境污染嚴重的現有生產礦山,責令限期整改,逾期不達標的,予以限產或關閉。切實做到強化管理,定期監(jiān)督檢查,嚴格執(zhí)法,使礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復治理不欠新帳。鼓勵采用先進的采、選、冶工藝,開發(fā)低廢、無污染的礦山清潔生產技術,實現礦山廢棄物的減量化和資源化。各級地方政府國土資源行政主管部門應監(jiān)督礦山企業(yè)進行地質災害危險性評估,建立地質災害監(jiān)測網絡。
在可能誘發(fā)次生地質災害的區(qū)域建立監(jiān)測網點,有效地預防次生地質災害。嚴格執(zhí)行國家環(huán)保標準,礦山“三廢”必須達標排放。因地制宜,實施不同類型礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境恢復治理和重建示范工程,進行礦山土地整治與復墾、“三廢”的綜合處理與利用。建立礦山生態(tài)環(huán)境履約金制度與土地復墾保證金制度。根據“誰破壞,誰治理,誰受益”原則,鼓勵礦山企業(yè)增加生態(tài)環(huán)境保護及污染防治的資金投入。對利用先進技術復墾、開發(fā)廢棄礦坑和塌陷地的,可優(yōu)先享受復墾土地的使用權,并依法享受開發(fā)荒地后一定時期內的免稅;執(zhí)行對礦山生態(tài)環(huán)境保護及恢復治理工作做得好的礦山企業(yè)減收礦產資源稅、優(yōu)惠貸款、提高礦產資源廢棄物綜合利用的利潤留成率等優(yōu)惠政策。
4保護礦山地質的策略
鼓勵社會和企業(yè)多渠道籌集資金,開展以市場需求為導向、經濟效益為目標的商業(yè)性勘查;鼓勵在經濟欠發(fā)達且具資源潛力的地區(qū)開展礦產資源勘查;鼓勵礦山企業(yè)在礦區(qū)周邊和深部開展礦產資源勘查;禁止在國家劃定的自然保護區(qū)、森林公園、重要風景名勝區(qū)、重要地質遺跡和文物保護區(qū)等區(qū)域內進行礦產資源勘查。完善礦山“三率”考核體系,加大礦山“三率”監(jiān)管力度。制止采富棄貧、采厚棄薄、采易棄難、亂采濫挖等破壞礦產資源的開采行為,采用合理的礦山開采系統(tǒng)、先進采礦方法、回采工藝以及先進的選冶技術和設備,提高資源回收率。
參考文獻:
【關鍵詞】主題詞 農村 礦山生態(tài) 恢復與治理
黨的十七屆三中全會中把“農村人居和生態(tài)環(huán)境明顯改善”作為農村改革發(fā)展的基本目標任務之一,農村環(huán)保工作量大面廣,瑣碎復雜,在新的發(fā)展階段,農村生態(tài)環(huán)境建設工作的重要性和緊迫性不言而喻,尤其是礦山資源集中于廣大農村,礦區(qū)生態(tài)因礦業(yè)活動而失衡,(如空氣污染、水體酸化、土壤質量下降、生物多樣性喪失、自然景觀破壞等),并威脅到人體健康,礦山開采加工企業(yè)污染問題、礦山生態(tài)恢復與建設問題日益成為農民朋友關心的熱點環(huán)保問題,解決這一難題是每個環(huán)保從業(yè)者必須思考的問題。
一、中國農村礦山生態(tài)恢復簡述
“生態(tài)恢復”是指通過人工方法,按照自然規(guī)律,恢復最天然的生態(tài)系統(tǒng),是試圖重新創(chuàng)造、引導或加速自然演化的過程。礦山生態(tài)恢復研究是生態(tài)恢復研究的一個重要方面。我國有關生態(tài)恢復和環(huán)境保護的第一個綜合性行政法規(guī)是1973年第一次全國環(huán)境保護會議討論并通過的《關于保護和改善的環(huán)境的若干規(guī)定》;這個規(guī)定的頒布對于我國生態(tài)恢復工作有著里程碑的意義;1988年我國出臺了《土地復墾規(guī)定》,使我國礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工作開始步入法制軌道,使礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復的速度和質量都有較大的提高;此后,我國還陸續(xù)頒布了《礦山資源法》、《地址環(huán)境管理辦法》、《關于逐步建立礦山環(huán)境治理和生態(tài)恢復責任機制的指導意見》、《關于開展生態(tài)補償試點工作的指導意見》等法律法規(guī);近年來,我國政府對農村三農問題的關注持續(xù)增強,2012年中央1號文件更是把農村經濟社會的發(fā)展擺在了更加突出的位置,如何對農村礦山進行恢復與建設就成為建設社會主義新農村的一項重要抓手。
二、 礦山生態(tài)恢復與建設的現狀
我國礦山生態(tài)恢復治理工作已經起步,在實踐中中國礦山生態(tài)恢復與治理方面也走在世界前列,但不可否認也存在著諸多問題,一是農村礦山生態(tài)恢復面臨著工作量大,所需資金投入大,根據國土資源部的統(tǒng)計,截止2006年需要進行生態(tài)恢復與治理的礦山項目設計40余個礦種共456個治理項目。二是缺乏綜合了性的生態(tài)恢復與治理的法律法規(guī),我國現行的法律由各行政部門負責起草,往往根據各自的專業(yè)特點、管理角度出發(fā)出臺相關法律,非但不能形成一套統(tǒng)一的行之有效的礦山生態(tài)恢復與治理相關法律體系,相反成了各部門相互推諉塞責、維護本部門利益的工具。
三、礦山生態(tài)恢復與建設的舉措
1.形成以企業(yè)為主體的礦山生態(tài)恢復與建設機制
首先本著“誰破壞、誰修復”的工作原則,地方政府加大資金扶持力度,環(huán)保部門負責礦山生態(tài)恢復與建設的監(jiān)管工作,把礦山企業(yè)作為礦山生態(tài)恢復與建設的主體,對露天礦的外排土場、煤礦的矸石山、尾礦庫、礦井形成的采空區(qū)和塌陷區(qū)等暴露的一系列環(huán)保問題進行生態(tài)功能修復。通過加強監(jiān)管,對于礦山生態(tài)恢復與建設工作不落實或落實不到位的企業(yè),可由地方政府牽頭,多部門聯(lián)動,采取強制措施確保礦山生態(tài)恢復與建設工作得到落實。
2.提高資源開采及利用效率,減少污染物排放
我們知道,地下礦產是不可再生的資源,多年來,一些地方為了暫時的利益對地下資源采取掠奪式的開采,開采方式粗獷,下游的礦產品粗加工企業(yè)(如洗煤、選礦廠)多采用相對落后的生產工藝,造成資源浪費現象極為普遍。根據國土資源部統(tǒng)計,我國現有國營礦山8000多個,個體礦山企業(yè)達到驚人地23萬多個,廢棄物的排放、堆存不僅破壞和占有了大量土地資源,而且導致區(qū)域重金屬污染了土壤、地下水、地表水等,農作物減產和品質下降 ,并直接威脅到人體健康。因而,提高資源開采利用效率減少污染物排放就顯得刻不容緩:一是要加大礦山資源整合,整小為大,從而在技術和資金上保證企業(yè)對礦產資源的開采率,杜絕礦產資源的浪費;二是礦產資源埋藏淺的也要采取地下開采方式,降低對地表植被的破壞。三是鼓勵下游的礦產品加工企業(yè)采用資源高利用率、高附加值的成熟生產工藝,加大落后產能、小產能企業(yè)的淘汰力度;四是加大發(fā)展循環(huán)經濟,引進高科技、低能耗、低污染項目,鼓勵和幫助企業(yè)轉型發(fā)展;五是部門聯(lián)動、強化執(zhí)法對于高污染、高能耗的土小企業(yè)予以堅決取締。
3.礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境治理
礦山廢棄地是指在礦產開采過程中被開采活動所破壞、不通過處理而無法使用的土地。礦山廢棄地包括尾礦庫、排土場、廢石堆、露天開采場、受污染土地及塌陷區(qū)。對其進行治理有以下幾點措施:
(1)對礦山廢棄地進行人工覆土還林、還田。我國對礦山廢棄地人工覆土還林、還田工作起步相對較晚,主要分為兩類:一類是針對已經堆存煤矸石、尾礦以及其他礦渣,沒有采取前期預處理措施的礦山廢棄地,在不破壞取土場土地的情況下,取適量土壤覆蓋在需要恢復的廢棄地上,形成50cm厚的土壤壓實層;另一類是在煤矸石、尾礦以及其他礦渣堆存之前,先把堆存場 地的表層土壤取走并選擇合適的場地(有一定的防止水土流失、防風抑塵措施)予以保存,煤矸石、尾礦以及其他礦渣堆存完成后,把保存的土放回原處壓實即可。覆土完成后,根據當地的水文、氣候、土壤等自然條件選擇具有固氮能力、根系發(fā)達、耐貧瘠、播種栽植較容易等特征的植物進行栽植。
(2)加大尾礦庫和矸石山土壤重金屬污染治理力度。尾礦庫和矸石山因其含有大量重金屬,并通過淋溶等途徑造成礦區(qū)土壤重金屬污染,重金屬土壤污染的治理一是采用循環(huán)經濟理念,比如尾礦砂制磚,煤矸石制磚等,不但減少了對土壤的污染,也提高企業(yè)的經濟效益;二是采用包括物理法的、化學法的和生物法的土壤重金屬污染治理技術,目前修復效率高、成本低,而且不會造成二次污染且技術相對成熟的土壤重金屬污染治理技術是生物處理法,它的優(yōu)點是利用生物的生命代謝活動減少土壤中有毒、有害物質的濃度,使其無害化,從而使被污染的土壤能夠部分或完全恢復到原始狀態(tài)。如果礦山廢棄地突然不是強堿性或強酸性不建議使用化學法。
(3)對尾礦庫、排土場、廢石堆、露天開采場、受污染土地及塌陷區(qū)進行綜合開發(fā)利用。地方政府要結合當地實際情況積極出臺鼓勵政策,對于利用采礦區(qū)廢棄場地、排土場、矸石山和尾礦庫堆積場等進行綜合開發(fā)利用的工業(yè)、農業(yè)項目予以一定的扶持,在同等條件下對此類項目優(yōu)先進行審批,如有的企業(yè)不僅僅把建設花園式企業(yè)當做一句口號來喊,在尾礦庫閉庫后,對尾礦庫進行綜合整治,恢復植被,建設景觀,使之成為企業(yè)職工的后花園,不僅對尾礦庫進行了治理,也積淀了企業(yè)文化。
四、結論和建議