资源型城市的生态风险与生态修复-赵俊锐
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从实践中探索城市绿色发展之路——彭雪城市生态学实习总结作为一个生态环境保护爱好者,我很荣幸能够在彭雪城市生态学实习中心实习。
这次实习让我深深地体会到了城市绿色发展的重要性,并且也进一步认识到了城市生态系统的构成、功能、演替和管理。
在此,我想分享一些从实践中探索城市绿色发展之路的心得。
一、城市绿色发展意义城市的迅速发展不可避免地带来了环境和资源的压力问题。
以往我们过于注重经济的增长而忽略了环境的保护。
如今,环境问题已经成为全球面临的共同挑战。
我们必须反思,必须寻找可持续的发展方式。
城市绿色发展就是针对城市环境问题而提出的可持续发展理念,旨在将环境保护与经济发展相结合。
通过城市绿色发展,我们可以实现城市环境质量的改善,提高城市居民的生活品质,同时也可促进城市经济的发展。
二、城市生态系统构成与功能城市生态系统是指由城市中的土地、水、空气、生物和人的相互作用而形成的一种生态系统。
在城市生态系统中,土地是基础水是生命,空气是呼吸,生物是生态环境的组成部分。
城市生态系统的主要功能分为以下几个方面:1、生态功能:城市生态系统可以提供空气净化、水资源调节、土壤保持、防止灾害等生态功能。
2、经济功能:城市生态系统可以为居民提供食物、药材、木材等生产资料,还可以提供旅游、休闲、文化等消费资料。
3、社会功能:城市生态系统可以提供丰富的社会服务功能,如提供休闲活动场所、促进精神文明建设等。
三、城市生态系统的演替规律城市生态系统一开始是一个原始状态,随着城市发展,城市生态系统也会从幼稚到成熟、从简单到复杂、从静态到动态,经历一系列的演替过程。
城市生态系统演替过程中存在四个阶段,分别是:衰退期、复苏期、成熟期和稳定期。
1、衰退期:城市过度开发,生态环境恶化,生物物种数量减少,生态系统的面积被压缩。
2、复苏期:城市生态系统得到恢复,植被重新生长,生物物种逐渐增加。
3、成熟期:城市生态系统进入稳定状态,生物多样性和生态系统稳定性明显增加。
赵海讲义:资源型城市转型研究(中青班)一、引言资源型城市的转型问题,在国外一般叫衰退地区经济振兴,20世纪50年代甚至更早,在这方面就有了不少研究成果主要是针对特定地区而言的。
如德国鲁尔区的振兴、日本九州地区的振兴等。
在国内,这方面的研究主要开始于20世纪80年代,起因是一些老资源型城市特别是建国前就进行大规模开采的城市在20世纪80年代中期以后出现了不少问题,并且是很多城市带有共性的问题,这引起了很多专家学者的关注。
20世纪90年代以来,国家自然科学基金、国家社会科学基金、国家软科学基金等均对包括资源型城市经济转型的有关问题进行了资助,取得了一批研究成果。
资源型城市与资源开采相伴而生,一般来说资源储量的多少决定了这些城市的发展规模和发展潜力,加上传统体制割裂了资源开采企业和地方经济的联系,造成了地方经济规模偏小,替代产业、新兴产业发展缓慢的现状。
从20世纪90年代开始,一些资源型城市相继进入资源开采后期,不同程度的出现了探明储量减少,开采成本上升,人员过剩,经济发展缓慢的区域性衰退现象,那些资源枯竭的城市面临的形势更为严峻。
同时,入世后,很多资源和原材料也将面临来自国外的竞争,这就给这些城市的发展带来了更大挑战。
资源型城市是指伴随自然资源的开采而兴起或壮大,并且资源型产业在工业中比重较大的城市。
这里说的资源大多为矿产资源,当然也包括森林资源;资源型产业既包括我们通常所说的矿产资源开发,也包括对这些矿产资源的初加工,如钢铁工业和有色冶金工业。
因此,资源型城市概念的外延要比矿业城市宽,比如,森工城市、冶金城市不属于矿业城市,但属于资源型城市。
仅仅进行定性分析还不足以对资源型城市进行科学的分析,还必须进行必要的定量分析。
对资源型城市进行定量分析是近20年来理论界一直不断研究的一个重要课题。
但是到目前为止,理论界尚未形成一致的意见。
总起来说,主要以城市经济对资源型产业的依存度为依据进行界定,其界定指标主要包括:产值依存度(城市资源型产业的增加值占GDP的比重),就业依存度(资源型产业的职工及家属人数占城市人口的比重),财政收入依存度(资源型产业提供的财政收入占城市财政收入的比重),城市产业集中化系数。
区域景观生态风险评价及生态风险管理研究——以东山岛为例区域景观生态风险评价及生态风险管理研究——以东山岛为例1. 引言近年来,随着城市化进程的加快,人类活动对自然环境的影响日益显著。
景观生态风险评价及生态风险管理成为解决生态环境问题的重要手段之一。
东山岛作为一个典型的区域,受到人类活动的影响较大,因此通过对东山岛的研究,可以为其他类似区域的生态风险管理提供借鉴与启示。
2. 东山岛的特点东山岛位于某市域,是该市的一个重要景区。
由于近年来旅游业的兴起,东山岛的人流量不断增加,对生态环境产生了较大的压力。
此外,东山岛还受到垃圾处理不当、乱建乱放等人类活动的影响,导致其生态系统遭遇严重破坏。
3. 景观生态风险评价为了更好地了解东山岛的生态风险程度,需要对其进行景观生态风险评价。
首先,从土地利用类型、植被覆盖、地形等方面收集数据,并利用适当的评价模型进行分析。
通过计算各项指标的值,可以得出东山岛目前的景观生态风险状况,并评估其对生态系统的影响程度。
4. 生态风险管理基于对东山岛的景观生态风险评价结果,可以进行相应的生态风险管理。
首先,需要采取有效的措施减少人类活动对生态系统的冲击,如严格控制游客数量、加强垃圾处理等。
其次,可以利用景观规划、生态修复等手段,重建受损的生态系统。
5. 生态风险管理的挑战与对策在进行生态风险管理时,常常会面临各种挑战。
比如,在东山岛这样的旅游景区,需要在保护生态环境的同时,兼顾旅游业的发展。
为了解决这个问题,可以采取限制游客流量、开展生态教育等措施。
此外,还需要加强对生态环境的监测与管理,及时发现和处理潜在的生态风险。
6. 结论通过对景观生态风险评价及生态风险管理的研究,可以更好地理解东山岛的生态风险状况,并提出相应的管理对策。
东山岛作为一个典型的区域,对类似区域的生态风险管理具有一定的指导意义。
随着区域发展的持续进行,生态风险管理将越发重要,需要加强相关研究与实践。
只有通过科学的评估与管理,才能使区域的生态环境得到有效保护,人与自然实现和谐共存综上所述,通过对东山岛的景观生态风险评价及其管理的研究,我们可以得出该岛目前的生态风险状况,并评估其对生态系统的影响程度。
区域景观生态风险评判及生态风险管理探究——以东山岛为例摘要:随着城市化进程的加快,人类活动对自然环境的影响日益显著,引发了各种生态风险。
本文以东山岛为探究对象,通过对该地区的景观生态风险评判和生态风险管理的探究,探讨了保卫与恢复该地区生态安全的措施和策略。
一、引言随着人类经济和社会的快速进步,东山岛作为沿海城市的重要组成部分,面临着日益严峻的景观生态风险问题。
为了探讨如何评判和管理东山岛的生态风险,本文通过实地调研、采集样本数据、统计分析等方法,在景观生态学的理论框架下,以东山岛为例展开探究。
二、东山岛景观生态特征东山岛位于中国沿海地区,岛上地形复杂,包括山地、海岸、湿地等多种生态系统类型。
该地区拥有丰富的生物资源和奇特的生境,是多种珍稀濒危物种的重要栖息地。
然而,近年来,东山岛受到了迅速扩张的城市化、工业进步和旅游业的冲击,生态环境逐渐恶化,生态风险也愈发突出。
三、景观生态风险评判方法为了评估东山岛的景观生态风险,本探究选取景观格局指数和景观分析方法,综合思量景观结构、景观耦合度、景观分区整体性等指标。
通过遥感数据和地面调查数据的融合,构建了东山岛景观生态风险评判模型。
结果显示,东山岛的景观生态风险主要表此刻景观破裂化和生态孤岛化等方面。
四、东山岛生态风险管理策略为了缓解东山岛的生态风险,需要实行一系列的生态风险管理策略。
起首,应加强生态环境监测和数据采集,建立动态监测体系。
其次,要制定严格的环境保卫政策和法规,加强对违法违规行为的执法力度。
此外,还需要开展生态修复工程,恢复岛上的湿地、林地等生态系统。
最后,要重视大众的生态意识提升和参与,通过教育宣扬等方式,增强社会对生态保卫的重视。
五、结论与展望东山岛作为一个典型的沿海城市岛屿,其景观生态风险问题突出,但通过景观生态风险评判和生态风险管理的措施和策略,可以有效保卫和恢复该地区的生态安全。
将来的探究还需进一步深度探讨生态风险评判和管理的方法和模型,以期为其他区域的生态风险管理提供有益的参考和借鉴。
城市可持续发展对自然生态系统的重建与修复技术与策略研究及评价随着城市化进程的不断加速,城市对自然生态系统的破坏日益严重。
为了实现城市可持续发展,重建和修复自然生态系统成为一项迫切的任务。
本文将探讨城市可持续发展对自然生态系统的重建与修复技术与策略,并对其进行评价。
一、生态系统重建与修复的必要性城市化进程中,大量的土地开发和建设导致了自然生态系统的破坏和破碎化。
这不仅破坏了生物多样性,还导致了水资源的浪费和污染、土壤侵蚀等问题。
因此,重建和修复自然生态系统成为了城市可持续发展的必要措施。
二、自然生态系统重建与修复的技术与策略1. 绿地建设绿地建设是城市可持续发展中重要的一环。
通过建设公园、花园、绿化带等绿地,可以改善城市的生态环境,提高空气质量,增加城市的景观价值。
同时,绿地还可以吸收雨水,减少城市的洪涝灾害风险。
2. 湿地保护与修复湿地是自然生态系统中重要的一部分,对水资源的净化和调节具有重要作用。
因此,保护和修复湿地是城市可持续发展的重要策略之一。
通过修复湿地,可以提高城市的水质,减少水资源的浪费和污染。
3. 生物多样性保护与恢复生物多样性是自然生态系统的重要组成部分,对维持生态平衡和生态功能具有重要意义。
因此,保护和恢复生物多样性是城市可持续发展的重要任务之一。
通过建立自然保护区、野生动植物保护区等,可以保护濒危物种和生态系统的完整性。
4. 循环经济建设循环经济是城市可持续发展的重要理念之一。
通过建设循环经济体系,可以实现资源的高效利用和再利用,减少对自然生态系统的压力。
例如,通过推广废物分类和回收利用,可以减少废物的排放和对自然资源的消耗。
三、城市可持续发展对自然生态系统重建与修复技术与策略的评价城市可持续发展对自然生态系统的重建与修复技术与策略具有重要意义。
这些技术和策略可以改善城市的生态环境,提高城市的可持续性。
同时,它们也可以促进经济发展和社会进步。
然而,城市可持续发展对自然生态系统的重建与修复仍面临一些挑战。
生态城市知识:生态城市的生态保护和环境修复图1坂田生态公园1随着城市化进程的加速,城市环境的生态问题越来越突出。
压倒城市的高楼大厦、摩天轮的巨大能量消耗和排放,随之带来了巨大的生态压力。
在绿水青山的背景下,生态城市的概念应运而生,为城市环境的修复和生态系统的保护提供了新的解决方式。
首先,要保持城市的生态平衡,就必须要保护城市里的自然生态系统。
城市里的自然环境主要分为陆地生态和水生生态。
其中,陆地生态主要指城市里的树木和植被等植物生态体系,水生生态则包括城市中的河流、湖泊、池塘等水生体系。
为了保护城市里的自然生态系统,首先需要进行城市生态规划。
城市规划者要在建设城市的同时,坚持生态环保理念,合理规划、合理引导城市发展。
城市规划需要充分考虑生态环境因素,例如生态个体、群体、生态连接、景观格局、建筑设计、交通布局、绿化覆盖率和水资源等等,从而实现自然生态系统与城市人类社会的和谐共存。
其次,需要进行生态修复。
随着城市环境污染的不断加重,城市水生生态系统往往需要进行生态修复,从而恢复水生态系统的自净能力。
借助现代科技手段和环保措施,例如悬浮生物反应器、沉积物清除技术、湿地过滤和良性汞的应用等,提高水体的水质、水量以及水生态系统的生态环境。
此外,城市绿地的建设和管理也是保护城市生态的重要环节。
城市内的绿地往往是人们活动的重要场所,也是自然生态系统中最主要的部分。
无论是公园、花园,还是广场,都具有极其重要的生态价值和生态功能。
因此,在建设城市绿地时,要考虑绿地的生态优先原则,尽量保留原有的自然环境。
同时,城市里的垃圾也要得到有效处理,降低对生态系统的危害。
首先可以通过回收、再利用等手段,减少垃圾的产生。
同时,在垃圾处理上,要充分发挥科技的优势,采用新型垃圾处理设施,如生物降解、微生物堆肥等技术,彻底降低其对生态系统的影响。
当然,对于实现生态城市的目标,城市政府和市民、企业等各方面的力量都不可或缺。
政府应制定严格的环境政策,加强城市管理,宣传生态环保理念,推行可持续发展模式。
基于生态城市理念的城市规划方案研究一、引言随着人口的不断增长和城市化进程的加快,城市规划成为了当今社会中的重要议题。
然而,传统的城市规划往往忽视了对环境的保护和可持续发展的考虑,导致了许多城市面临着环境污染、资源浪费和生态破坏等问题。
为了解决这些问题,生态城市理念应运而生。
本文将探讨基于生态城市理念的城市规划方案研究。
二、生态城市理念的核心要素生态城市理念的核心要素包括可持续发展、资源循环利用、生态保护和社会和谐。
可持续发展是指在满足当前需求的基础上,不损害后代的需求。
资源循环利用是指最大限度地利用和再利用城市中的资源,减少浪费和污染。
生态保护是指保护和恢复城市生态系统,提高城市环境质量。
社会和谐是指通过公平分配资源和提供良好的社会服务,实现社会公正和公平。
三、基于生态城市理念的城市规划方案1. 建设生态基础设施生态基础设施是指通过自然系统的保护和恢复,为城市提供生态服务的基础设施。
例如,建设湿地保护区和绿色廊道,可以提供水资源净化和生态保护功能。
此外,建设自行车道和步行街,可以鼓励居民步行和骑行,减少汽车使用,降低碳排放。
2. 提高能源利用效率能源是城市发展的重要支撑,但过度依赖传统能源会导致能源浪费和环境污染。
因此,基于生态城市理念的城市规划方案应该提倡节能和可再生能源的利用。
例如,建设太阳能发电站和风力发电站,可以减少对传统能源的依赖,并降低碳排放。
3. 促进循环经济循环经济是指将资源的生产、消费和废弃物的处理过程进行有机衔接,实现资源的最大化利用。
基于生态城市理念的城市规划方案应该鼓励循环经济的发展。
例如,建设垃圾分类处理中心和废物再利用工厂,可以将废弃物转化为可再生资源,减少资源的浪费。
4. 保护生态系统生态系统是城市生态环境的基础,也是人类生存和发展的重要依托。
基于生态城市理念的城市规划方案应该注重生态系统的保护和恢复。
例如,建设城市公园和绿地,可以增加城市的绿化率,改善空气质量和生态环境。
科学技术部关于政协十三届全国委员会第四次会议第1157号(资源环境类124号)提案答复的函文章属性•【制定机关】科学技术部•【公布日期】2021.08.30•【文号】国科提案社〔2021〕第106号•【施行日期】2021.08.30•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】科技计划正文关于政协十三届全国委员会第四次会议第1157号(资源环境类124号)提案答复的函国科提案社〔2021〕第106号薛建辉等5名委员:你们提出的《关于建设“长江经济带水生态环境保护与修复国家技术创新中心”的提案》收悉。
经认真研究,并商自然资源部、生态环境部,现答复如下。
一、关于建设“长江经济带水生态环境保护与修复国家技术创新中心”的建议推动长江经济带高质量发展是关系国家发展全局的重大战略。
建设“长江经济带水生态环境保护与修复国家技术创新中心”,对于开展跨区域、跨领域、跨学科协同创新与开放合作,把长江经济带建设成为我国生态文明建设的先行示范带、创新驱动带、协调发展带具有重要意义。
目前,科技部在水资源和生态环境相关领域建设了污染控制与资源化研究等35个国家重点实验室,其中水资源与水电工程科学、湖泊与环境等12个国家重点实验室分布在长江经济带的11个省市。
自然资源部围绕长江经济带水生态环境保护与修复进行科技创新平台布局,依托中国地质大学(武汉)建立的地质环境修复技术创新中心,在湖北、贵州等长江经济带相关省份开展地下水污染防治与修复技术示范应用。
依托江苏省土地勘测规划院和南京大学建立的海岸带开发与保护重点实验室对长江经济带沿海地区的水环境治理和生态补偿开展系列研究。
2018年,生态环境部组建长江生态环境保护修复联合研究中心(以下简称长江中心),联合全国269家优势科研单位、5000多名科研工作者,围绕长江流域生态环境风险与成因、流域区域水质目标管理、水生态修复适用技术的筛选与验证、生态环境保护修复决策平台建设等主要内容开展联合研究和集中攻关。
生态环境保护与修复协调发展策划方案一、背景与目标在当今社会,随着经济的快速发展和人口的不断增长,生态环境面临着前所未有的压力。
生态系统的破坏、资源的过度开发、环境污染等问题日益严重,对人类的生存和发展构成了巨大的威胁。
因此,制定生态环境保护与修复协调发展的策划方案,实现经济发展与生态保护的良性互动,已经成为当务之急。
本方案的目标是通过一系列的措施和行动,在保护现有生态环境的基础上,对受损的生态系统进行有效的修复,促进生态系统的平衡和稳定,提高生态服务功能,实现生态环境与社会经济的协调可持续发展。
二、现状分析(一)生态环境现状对当地的生态环境状况进行全面的调查和评估,包括土地利用情况、植被覆盖度、水资源状况、生物多样性、土壤质量、空气质量等方面。
了解生态系统的结构和功能,分析存在的问题和面临的挑战。
(二)社会经济现状分析当地的社会经济发展水平、产业结构、人口状况、能源消耗等情况,评估经济发展对生态环境的影响,找出经济发展与生态保护之间的矛盾和冲突。
(三)政策法规现状梳理现有的生态环境保护相关政策法规,评估其执行情况和效果,找出存在的不足和漏洞,为制定新的政策措施提供参考。
三、保护与修复原则(一)整体性原则将生态系统作为一个整体进行考虑,综合分析其各个组成部分之间的相互关系,采取综合性的保护和修复措施,确保生态系统的完整性和稳定性。
(二)因地制宜原则根据不同地区的自然条件、生态环境特点和社会经济发展状况,制定具有针对性的保护和修复方案,充分考虑当地的实际情况和需求。
(三)可持续发展原则在保护和修复生态环境的过程中,注重资源的合理利用和循环利用,推动经济发展方式的转变,实现生态环境与社会经济的协调可持续发展。
(四)公众参与原则鼓励和引导公众积极参与生态环境保护和修复工作,提高公众的环保意识和参与度,形成全社会共同保护生态环境的良好氛围。
四、保护与修复措施(一)加强生态保护1、建立自然保护区和生态功能保护区,划定生态保护红线,严格限制开发活动,保护重要的生态系统和物种栖息地。
环境问题无国界作者:陈侃来源:《检察风云》2020年第10期随着社会的不断进步,经济的发展不能以牺牲生态环境为代价这一理念已经逐渐深入人心,成为一种共识。
对于环境保护而言,法治化建设是非常重要的保障。
日前,本刊记者连线上海政法学院研究生处处长、环境法副教授赵俊,就我国目前在环境保护立法方面做了深入的分析和探讨。
赵俊对记者表示,从1979年至今,历时41年,我国的环境法立法体系、基本框架已经完成。
“1979年之前,与环境保护有关的法律,大部分被纳入卫生防疫系统之中。
但是卫生防疫系统更多的是关注疾病防治,对于水、土壤等其他环境要素,主要审视其中是否存在引起人体健康和公共卫生事件的因素。
”对于我国现行的环境法立法体系,从构成的角度来看,可以分为三大部分。
首先,是污染控制类的法律。
也就是我们常说的污染防治法,比如《中华人民共和国水污染防治法》《中华人民共和国大气污染防治法》《中华人民共和国土壤污染防治法》等。
其次,是自然资源法。
包括《中华人民共和国水法》《中华人民共和国森林法》《中华人民共和国草原法》《中华人民共和国野生动物保护法》等。
“这些立法在保护资源的生态价值的同时,也注重资源经济功能的有效发挥。
过去针对水资源、土地资源、森林资源等自然资源,我们更多的是注重其经济属性,更多的是使用和开发,对这些资源的保护相对比较弱。
但是从环境保护的角度来说,既要保证工农业生产所需要的基本的原材料及资源,同时也必须确保这些自然要素的生态功能能够得到有效的发挥。
”最后,是生态保护法。
相比于自然资源法,生态保护法更侧重确保自然要素中所形成的生态系统的完整性,确保整个生态系统的稳定性和延续性。
比如我们常见的国家公园、湿地,还包括一些海岛和风景名胜区的保护。
这些区域有一个共同的特点,即基本上不提及经济属性,主要确保其生态价值。
如《自然保护区条例》规定:自然保护区可以分为核心区、缓冲区和试验区。
自然保护区内保存完好的天然状态的生态系统以及珍稀、濒危动植物的集中分布地,应当划为核心区,禁止任何单位和个人进入;除依照批准之外,也不允许进入从事科学研究活动;核心区外围可以划定一定面积的缓冲区,只准进入从事科学研究观测活动;缓冲区外围划为试验区,可以进入从事科学试验、教学实习、参观考察、旅游以及驯化、繁殖珍稀、濒危野生动植物等活动。
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100875【正文语种】中文【中图分类】X53陆域废弃场地指由于大量堆积或掩埋工业废渣或生活垃圾,使土地失去原有使用功能的地块.其通常积累了高浓度有机或无机污染物,使其生态系统遭到破坏[1].根据污染来源,本文所述陆域废弃场地主要包括垃圾堆放废弃场地和小型工业废弃场地.其危害主要有:工业废渣或生活垃圾堆积占用大量土地资源,且破坏了自然或人文景观;工业废渣和生活垃圾中的重金属和有机污染物极易在刮风、降水等自然条件下渗透或迁移,从而对废弃场地本身和周边的土壤、大气和地下、地表水环境造成污染[2].然而,陆域废弃场地同时具有一定景观潜质,以景观设计为主导,建设针对废弃场地的生态修复技术与工程,与环境保护、区域规划和社会经济等学科的交叉融合,是解决陆域废弃场地环境问题的科学途径[3].由于经济、社会和环境保护发展的差异,我国陆域废弃场地主要集中于村镇地区,其景观生态特征常具有污染程度低、尺度小、与人类活动关系紧密等特点.根据对废弃场地生态修复的技术与实践研究,发现污染土壤的生态毒性是生态恢复措施需解决的首要问题[4].将景观生态学的“源—汇”理论应用于陆域废弃场地生态修复,优化生态安全格局,在源头减少污染物产生和释放,并在污染物运移过程中进行拦截和促进无害化,是目前陆域废弃场地生态修复的重要手段[5].村镇陆域废弃场地的生态修复主要有恢复成农业用地、改造成林业用地及建设为景观休闲用地等3个方向.其生态修复主要目标是建设良性循环的生态系统,恢复为以人工构筑物为主的建设用地不在本研究范畴内.同时,土地利用变化与生态安全水平密切相关,可通过改变植被、水文、土壤等因素改变生态系统安全状态[6].构建符合区域生态安全的土地利用格局,是协调社会经济发展与生态环境的冲突、实现土地可持续利用的有效途径[7],也是废弃场地生态修复的基本要求[8-9].景观格局优化模型是构建生态安全格局的常用方法,通过设计关键点线面及其空间组合,维持生态系统结构和过程完整性,实现对区域生态环境的有效控制和持续改善[10],其中最常用的是最小累积阻力模型[11-12].然而现有景观生态学中阻力因子与安全格局的研究方法主要针对区域、流域、城市等从几至几百km2不等的大中尺度研究[13-14],在村镇生态系统的安全格局构建等微尺度(<1km2)的应用中有明显的不适用性. 因此,本研究在大中尺度的阻力因子与安全格局研究方法的基础上,基于最小累积阻力模型原理,提出了一种针对陆域废弃场地的微尺度生态安全评估与优化技术方法和体系,重点考虑了污染场地的尺度、污染特征及其与周边环境和生态系统的关系,为陆域废弃场地生态安全评估与修复方案比选优化提供了定量化的技术方法.景观格局优化模型是景观生态学构建生态安全格局的常用方法,最常用的是最小累积阻力模型.该模型源于物种扩散过程研究,认为物种在穿越异质景观时须克服一定景观阻力,其中累积阻力最小的通道即为最适宜的通道.最小累积阻力模型指物种在从源到目的地运动过程中所需耗费代价的模型.景观生态学中利用阻力模型研究构建土地利用格局时,通常经过“源”的选取、阻力因子体系构建、阻力因子等级划分、阻力面生成及土地利用生态安全格局构建等步骤[15].其中“源”指在格局与过程研究中能够促进生态过程发展的景观类型,随着从“源”向外的扩展,阻力值越来越大.而在针对陆域废弃场地的生态安全评估中,核心要素是污染物的迁移而非物种迁移或景观扩张,污染物的迁移能力决定了研究与评估属于微尺度范畴.因此,在微尺度生态安全评估中借鉴了最小累积阻力模型的基本思路,同时对模型要素赋予了新的涵义.特别的,通过引入污染等级划分和污染物迁移阻力计算,解决了最小累积阻力模型在微尺度评估中的适用性问题.在针对陆域废弃场地的最小累积阻力模型中,“源”特指被堆积或掩埋的工业废渣或生活垃圾污染的陆域废弃场地,其作为独特的景观用地类型,具有和周边用地类型相比的高异质性,且具有污染物向周边用地迁移或扩散的潜在风险.针对陆域废弃场地的最小累积阻力模型中,阻力因子体系应包括目标层、准则层、指标层和因子层.其中目标层是对陆域废弃场地景观生态修复技术的阻力因子体系,准则层可包括自然环境因子和社会经济因子,指标层中可包括用地类型、土壤条件、地形水文、植被覆盖、生态措施等指标,而因子层则可进一步设置坡度、渗透系数、土壤类型、不同类型植被覆盖率等具体因子.针对陆域废弃场地微尺度生态安全评估的阻力因子体系,应根据场地生态系统的现状和评估需求进行构建.阻力因子体系的示例如表1所示.不同特征的污染场地阻力因子体系设置不同,通常可包括但不限于表1所列的各层指标.根据因子层中各阻力因子对陆域废弃场地污染物迁移的阻力程度,对各阻力因子分为不同的等级,并用5、4、3、2、1表示,分值越高代表阻力越大.与景观生态学研究方法相似,受目标场地差异等条件制约,阻力因子的等级划分并无统一的标准,但阻力因子的等级划分对生态安全评估结果具有显著影响[14]. 类似的研究方法已被应用于区域生态环境敏感性评估等相关领域的研究中[16].针对不同类型陆域废弃场地的污染特征差异,可根据场地和区域调查结果,因地制宜地分别划分阻力因子的等级.而阻力因子等级划分的依据,通常包括国家或地方标准(如土壤类型、用地功能分类等)、地方平均值(如渗透系数、植物覆盖率等)、参考文献等(如坡度、距地表水体距离等),对于生态修复技术,还可涉及工程效果等(如修复植物覆盖率、人工设施污染去除率等).例如,针对某垃圾堆放废弃场地拟定的阻力因子进行等级划分,结果如表2.该示例以某村镇实际垃圾堆放废弃场地为参考,其污染类型同时包括重金属和有机污染.因此其阻力因子重点从污染物浓度、迁移阻力和环境风险等方面设置.例如,富集植物覆盖率、修复灌木、草类覆盖率和其他设施污染去除率等重点针对污染物浓度削减设置;坡度、土壤类型、渗透系数、非富集植物和其他乔木、灌草覆盖率则是决定污染物迁移阻力的重要指标;而距地表水体距离越近、用地功能分类越敏感,其污染迁移的环境风险就越大.进一步地,根据前文所述阻力因子等级划分的依据,可对相应因子进行详细的1~5等级划分.该示例对一般陆域垃圾堆放废弃场地具有一定的示范性,可为具有相似场地与区域生态特征的垃圾堆放废弃场地阻力因子等级划分提供参考.确定“源”、阻力因子体系和阻力值后,需明确研究区域范围.污染物从“源”向周边区域的迁移,在不同单元中的阻力不同,累积阻力最小的迁移路线,是污染源造成环境和景观生态影响可能性最大的路线,作为生态安全格局构建的主要方向.累积阻力增速突变的环节,识别为景观破碎化的关键环节.以累积阻力为定量化指标,通过调整土地利用性质或自然及人工生态系统结构,构建生态安全格局,能够定量化评估相应技术方案.基于前文所述的评估要素,本研究提出一种陆域废弃场地的生态安全评估与优化方法和体系,以解决现有技术中的景观格局优化模型无法适用于微尺度场地的实际应用的技术问题.并针对陆域废弃场地的景观生态修复技术需求,从生态安全角度提供了可操作性强的生态安全评估与优化方法和系统.对于陆域废弃场地的生态安全评估和优化,主要应包括范围确定、场地调查、污染等级划分、阻力因子模型分析、生态安全评估与方案比选,以及生态修复技术方案确定等环节,具体工作流程如图1所示.废弃场地区域范围包括陆域废弃场地本身及其周边邻近的土地,建议以陆域废弃场地规模的最大边长向四周各扩展至少4倍尺度确定相应区域,作为场地调查和评估的范围.陆域废弃场地的区域调查主要包括污染源调查、邻近区域调查和生态系统调查等3方面.2.3.1 废弃场地污染源调查该调查的对象是陆域废弃场地本身,调查项目主要包括场地位置、规模、场地利用变迁资料、原有生产工艺、污染物类型、污染物浓度、土壤类型、地形条件、与地表水体的距离、水文地质条件等.调查的污染因子根据污染场地特性不同而不同,垃圾堆放废弃场地的调查重点为多环芳烃等有机污染物与氮、磷等营养污染物,小型工业废弃场地的调查重点为重金属污染物,均应根据实际调查结果筛选污染因子的种类和数量.2.3.2邻近区域调查该调查的内容包括:邻近区域规模、方位、用地功能分类、土壤类型、地形条件、与地表水体的距离、水文地质条件、自然环境与社会环境现状等.2.3.3 生态系统调查该调查的对象是陆域废弃场地及周边邻近区域的生态系统,调查重点是植物生态系统,调查内容主要包括:植被类型、覆盖面积、富集植物覆盖率、非富集植物覆盖率、乔木、灌木、草类比例等.生态系统调查可采用资料收集法、现场勘察法和生态监测法等.针对不同类型的陆域废弃场地,根据我国的《土壤环境质量标准(GB 15618-1995)》[17]、其他地方标准或可参考的其他标准,对不同污染物分别进行污染等级划分,具体分为1、2、3、4、5 5个等级.例如,1级所对应指标可为《土壤环境质量标准》中的三级标准限制(重金属指标)或调研污染场地周边背景值(有机物指标),2至5级可分别为超标或超过背景值的2倍、10倍、100倍和100倍以上的污染物浓度区间.污染程度由低到高,选取等级最高的作为该废弃场地的污染等级.污染等级划分应包含废弃场地的主要污染因子,如以重金属污染为主的小型工业废弃场地,其污染等级划分可重点考虑Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn等重金属污染物;以有机污染物为主的生活垃圾堆放场地,其污染等级划分可以重点考虑多环芳烃、TN、TP等有机污染物.在1.2及1.3节阐述的阻力因子体系构建和阻力因子等级划分的基础上,针对废弃场地的污染源和邻近区域的调查范围与生态系统,选择针对废弃场地的最小累积阻力模型,计算场地区域范围内的最小累积阻力(MCR).针对废弃场地的最小累积阻力模型借鉴了景观生态学最小累积阻力模型的思路[18],以废弃场地为污染源并将邻近区域划分为多个景观单元,表示源中不同类型污染物从废弃场地向邻近区域进行迁移的最小累积阻力,根据式(1)计算:式中:MCR为最小累积阻力值;Dij为污染物从源i到景观单元j的迁移距离;R为景观单元j对该污染物迁移的阻力系数;f为最小累积阻力与污染物迁移过程的正相关系数.Σ表示污染物从源穿越所有单元的距离和阻力的累积;min表示对不同的污染源的不同迁移路线取累积阻力最小值.利用最小累积阻力模型进行计算得到的累积阻力最小的迁移路线,是污染源造成环境和景观生态影响可能性最大的路线,从而可以确定为生态安全格局构建的主要方向.2.6.1 生态安全评估引入陆域废弃场地生态安全评估指标I,在确定废弃场地的污染等级和最小累积阻力后,根据式(2)计算相应生态安全评估指标:(2)式中:I为废弃场地生态安全评估指标;C为废弃场地污染等级;MCR为区域最小累积阻力.生态安全评估指标值越小,表明废弃场地所在区域的生态系统越安全;相反生态安全评估指标值越大,表明废弃场地所在区域的生态系统越不安全.2.6.2 生态安全格局构建技术方案与优化根据计算所得最小累积阻力和生态安全评估指标,选择最小累积阻力所在的迁移路线(含废弃场地),通过变化用地类型或增设生态修复措施,增大污染物迁移阻力,建立生态安全格局构建的备选方案.进而对不同备选方案重新计算废弃场地生态安全评估指标值,以进行方案比选,可根据需要进行多轮方案调整和重新评估.最终选择使生态安全指标值最低且低于目标限值的生态安全格局构建方案,作为废弃场地低碳生态修复与景观化措施的指导或优选方案. 以我国北方某村镇小型工业废弃场地的生态修复为例,为陆域废弃场地的生态安全评估与优化技术方法提供一个具体的操作示范.该小型工业废弃场地原为村镇某金属生产公司生产用地,公司停产后,该场地被废弃. 该场地原为矿渣堆放场,其铅锌污染严重,同时伴有镉砷污染.如图2所示,首先针对该小型工业废弃场地开展污染源调查,其场地规模约为东西长35m、南北宽30m,占地面积约1000m2.根据对该废弃场地6个随机点位表层土壤采样分析,其污染物类型以重金属污染物为主,重点包括Zn、Pb、As和Cd,其平均浓度分别达到10700,6200,600,150mg/kg,其中Zn和As的局部最高浓度分别可达16000和1200mg/kg,与我国《土壤环境质量标准(GB 15618-1995)》[17]的三级标准相比,均超标十几甚至上百倍,污染程度严重,为修复带来一定困难.土壤类型为壤土黏土混合,地形平整,周边200m范围内没有地表水体,土壤渗透系数2.0× 10-7cm/s.以该小型工业废弃场地规模最大边长向四周各扩展4倍尺度确定区域调查的范围,即东南西北向周边各扩展150m.范围内主要分布为农业用地,其中污染场地西向路线(图2中①所示)75m范围内为农业用地,以外是建筑用地;东北向路线(图2中②所示)50m范围内为建筑用地,以外是农业用地;南向路线(图2中③所示)50m范围内为建筑用地,50~100m为农业用地,以外是建筑用地.区域范围内没有地表水体,土壤渗透系数2.0×10-7cm/s.对区域范围的生态系统调查结果表明,该小型工业废弃污染场地内没有植被覆盖,区域范围的农业用地内没有高大乔木,草本类植物覆盖率为80%,没有典型的重金属污染物富集植物.针对该小型工业废弃场地,以Zn、Pb、As和Cd污染分别进行等级划分,共分为1、2、3、4、5共5个等级,污染程度由低到高,具体如表3所示.根据Zn、Pb、As和Cd的浓度分别为10700, 6200, 600, 150mg/kg,其污染等级分别为4、4、4和5,选取等级最高的5级作为该小型工业废弃场地的污染等级.根据区域范围调查结果对该小型工业废弃场地进行阻力因子模型分析,以计算小型工业废弃场地的最小累积阻力及其相应迁移路线.具体包括最小累计阻力模型建立、阻力因子体系构建、阻力因子等级划分以及最小累计阻力的计算4部分.3.3.1 最小累积阻力模型建立根据式(1)建立最小累积阻力模型.在本研究案例中,污染场地的景观单元编号记为0,西向路线农业用地编号为1,建筑用地为2;东北向路线建筑用地编号为3,农业用地为4;南向路线靠近污染场地的建筑用地编号为5,农业用地为6,远离污染场地的建筑用地为7.区域范围以外编号记为8. Dij表示污染物从源或景观单元i到景观单元j的迁移距离.例如,本案例中D12表示污染物在西向路线中,从农业用地1迁移至建筑用地2的距离.以景观单元边缘距离计算3条路线中污染物迁移距离,如表4所示.3.3.2 阻力因子指标体系构建根据该小型工业废弃厂的实际调查结果,确定阻力因子指标及各因子权重(即阻力系数),如表5所示.3.3.3 阻力因子等级划分根据因子层中各阻力因子对小型工业废弃场地污染物迁移的阻力程度,利用1.3节所述方法分别对各阻力因子进行等级划分,表6为划分结果.以修复灌木覆盖率为例,其阻力因子等级划分主要依据为工程效果.现场实验研究表明,为达到场地污染物控制目标,修复灌木覆盖率应达到40%以上,从而以>40%作为该项阻力因子等级划分的最高等级.相应的,修复灌木覆盖率低于5%时污染物控制效果不明显,介于10%~20%时可达到中等水平.因此,根据相应覆盖率梯度,设置该阻力因子1~5等级划分方法.3.3.4 最小累计阻力的计算根据污染源和区域范围调研结果,结合表6的阻力因子等级划分,明确针对该废弃场地不同因子的等级.如该小型工业废弃场地中,坡度阻力因子为5,土壤类型阻力因子为4,以此类推.利用生态安全最小累积阻力模型进行计算,将各阻力因子等级与表5中相应因子的阻力系数(权重)相乘并求和,获得该景观单元对污染物迁移的阻力系数Rj.将每条路线内不同景观单元的Rj与相应迁移距离相乘,并最终相加,并取f=0.01,获得该路线的累积阻力.根据计算,3条路线的累积阻力分别为:西向路线:4.1625,东北向路线:4.1325,南向路线: 4.1250.累积阻力最小的南向迁移路线,是污染源造成环境和景观生态影响可能性最大的路线,为生态安全格局构建的主要方向.根据小型工业废弃场地的污染等级及其最小累积阻力,利用2.6.1节所述方法进行该废弃场地的生态安全评估.根据式(2),将污染源污染等级划分结果(本案例为5)与最小累积阻力(本案例为4.1250)相除,得到该废弃场地的生态安全评估指标:I=1.212.3.5.1 生态修复方案设计与比选根据小型工业废弃场地的生态安全评估结果,进行生态修复方案的设计时,一方面应降低污染源的污染等级,另一方面应重点在累积阻力最小的南向迁移路线上通过改变用地类型或增设人工设施来增大累积阻力.针对该废弃场地Pb、Zn、As、Cd等重金属污染特征和浓度水平,通过预实验研究建议选择高羊茅和黑麦草作为人工种植的草类修复植物.高羊茅和黑麦草在该废弃场地的重金属污染浓度水平下均可存活生长,且其对4种重金属的富集系数和转运系数均>1.特别地,高羊茅对Zn和Pb的富集效果明显,富集系数分别达1.2和1.6;黑麦草对Cd、Zn和Pb的富集系数分别达到3.0、2.8和2.5,表明其对上述重金属均有良好的修复作用和耐受能力[1].此外,可配合选择对相应污染物耐受能力较强的刺儿菜和狗尾草等本土草类,以及大叶黄杨、小叶紫檗和毛白杨等具有水土保持和污染截留作用的灌木和乔木等,共同构成人工—自然及乔—灌—草联合生态修复方案.本案例研究提出如下2种生态安全格局构建备选方案:方案一:在小型工业废弃场地内大面积种植具有重金属Cd修复功能的灌木,覆盖面积80%,其余部分种植具有Cd修复功能的草类,覆盖面积20%,该方法使得Cd污染浓度能够降低40%,而其他重金属污染物浓度降低15%,不改变其他景观单元的用地类型和现状.方案二,在小型工业废弃场地内混合种植针对不同重金属具有修复功能的灌木和草类,覆盖面积分别为40%和30%,其余部分种植不具修复功能的乔木以满足水土保持和景观化的需求,覆盖面积为15%,该方法使得各类重金属污染浓度均降低20%;同时在南向迁移路线内建筑用地中增设人工污染物去除工程设施,重金属去除效率达35%.根据前文所述方法,对上述2个备选方案重新进行污染场地生态安全评估,结果如下: 对于方案一,废弃场地污染等级降为4级,西向、东北向和南向三条迁移路线的累积阻力分别增加为4.2745、4.2445和4.2210,南向路线仍为累积阻力最小迁移路线,该废弃污染场地生态安全评估指标:I=0.948.而方案二,废弃场地污染等级仍为5级,西向、东北向和南向三条迁移路线的累积阻力分别增加为4.2623、4.2323和4.3705,累积阻力最小的迁移路线已变更为东北向路线,该废弃污染场地生态安全评估指标:I=1.181.根据上述方案计算结果可以看出,对于本研究案例中的小型工业废弃场地,由于污染物浓度较高,对废弃场地本身的生态修复工程能够通过降低废弃场地污染等级而更加有效的降低其生态安全评估指标值.当设置生态修复技术评估的可接受标准为I≤1时,方案一为可接受方案,方案二为不可接受方案,前者的生态修复效果要明显优。
A Study of the Early-warning for Land Ecological Security of Resource-dependent Cities and the Diagnosis of Obstacle Factors 作者: 周颖[1];何如海[1];陆雅雯[1];李青松[1]
作者机构: [1]安徽农业大学经济管理学院,安徽合肥230036
出版物刊名: 西安建筑科技大学学报:社会科学版
页码: 47-54页
年卷期: 2020年 第2期
主题词: 资源型城市;土地生态安全;预警;PSR模型;障碍因子;GM(1,1)模型
摘要:以马鞍山市为例,从时间维度对研究区土地生态安全进行动态预警评价及障碍因子诊断,为资源型城市保持区域土地生态安全和社会经济可持续发展提供参考。
基于PSR模型,构建马鞍山市土地生态安全预警指标体系,综合运用熵权法、综合指数法测算2007-2017年马鞍山市土地生态安全指数,结合障碍因子分析法诊断影响其土地生态安全的主要障碍因子,并对马鞍山市未来5年的土地生态安全发展趋势进行动态预测。
研究发现,11年研究期内马鞍山市土地生态安全综合指数增长态势良好;从准则层和指标层的障碍度看,压力及状态子系统对未来马鞍山市土地生态安全状况起到主要限制作用;GM(1,1)模型预测结果表明,2018-2022年研究区综合指数值走势向好发展。
城市生态系统保护与修复方案范本及实施效果评估报告一、引言城市的快速发展和人口的不断增加,给城市生态系统带来了巨大的压力。
为了保护和修复城市的生态系统,制定相应的方案至关重要。
本报告旨在提供一个城市生态系统保护与修复方案的范本,并对实施效果进行评估。
二、方案制定1. 问题分析在制定方案之前,首先要对城市现有的生态系统进行问题分析。
此举有助于确定哪些方面需要保护和修复,例如水体污染、土地退化和生物多样性丧失等方面。
2. 目标设定设定明确的目标是制定方案的基础。
比如,提高水质、增加公园绿地面积、改善空气质量等等。
3. 方案内容根据问题分析和目标设定,制定相应的方案内容。
例如,可以包括建设污水处理设施、增加绿色屋顶和立体绿化、开展城市森林计划等。
三、实施效果评估1. 数据收集为了评估方案的实施效果,需要收集相关的数据。
例如收集水质监测数据、植被覆盖率数据、空气污染指数数据等。
2. 数据分析对收集到的数据进行分析,比较实施方案前后的差异,以评估方案的实施效果。
可以采用统计学方法或者GIS技术进行数据分析。
3. 结果评估根据数据分析的结果,进行实施效果的评估。
可以评估各个指标的改善情况,并对方案的效果进行总体评估。
四、范本示例下面是一个城市生态系统保护与修复方案的范本示例:城市生态系统保护与修复方案范本1. 问题分析:- 水体污染:城市中的河流和湖泊受到工业废水和生活污水的污染。
- 土地退化:过度开发和过度利用土地导致土地质量下降。
- 生物多样性丧失:城市化进程中,大量的自然栖息地被破坏,导致物种多样性减少。
2. 目标设定:- 提高水质:确保城市水体达到相关水质标准。
- 增加公园绿地面积:增加城市的绿化覆盖率,改善城市环境质量。
- 改善空气质量:减少污染物排放,提高城市空气质量。
3. 方案内容:- 建设污水处理设施:投资建设多个污水处理厂,对城市废水进行处理,确保排放达标。
- 增加绿色屋顶和立体绿化:推广绿色屋顶和立体绿化技术,增加城市的植被覆盖率。
西部资源型城市生态安全评价与对策——以铜川市为例杨勇;任志远;赵昕;张艳芳【期刊名称】《生态学杂志》【年(卷),期】2006()9【摘要】随着社会经济的持续高速增长,生态安全问题也日益突出,对于我国西部干旱半干旱区的资源型城市,生态安全问题更为严峻。
本文以陕西省铜川市为研究区域,运用层次分析法,基于自然环境系统、人文社会压力和环境污染压力3个综合指标层建立评价体系,对铜川市生态安全进行定量的评价和分析。
结果表明,铜川市生态安全值由1997年的0.5397上升到2002年的0.5541,生态安全有所好转,但处于较差状态;自然环境和人文社会对环境的压力减少,但环境污染压力上升。
最后提出铜川市生态安全的对策:改变生产方式,发展循环经济;减轻污染负荷,借鉴先进经验;合理利用水资源,实施生态工程;加强政府干预力度,建立预警机制;提高人们的生态安全意识。
【总页数】5页(P1109-1113)【关键词】资源型城市;生态安全评价;铜川;中国西部【作者】杨勇;任志远;赵昕;张艳芳【作者单位】陕西师范大学旅游与环境学院【正文语种】中文【中图分类】X826【相关文献】1.资源型城市土地集约利用评价指标体系研究——以辽宁西部地区三个资源型城市为例 [J], 赵奎涛;胡克;贾晓晴;杨俊鹏;刘大为2.铜川:资源型城市变身生态养生城市——专访全国人大代表、陕西省铜川市委书记冯新柱 [J], 韩倩3.安徽省煤炭资源型城市生态建设综合评价研究r——以淮南煤炭资源型城市为例[J], 李洁;雷思友4.改善资源型城市微观硬环境的途径与对策——以陕西省铜川市为例 [J], 赵素兰5.煤炭资源型城市生态安全评价——以锡林浩特市为例 [J], 杨兆青;陆兆华;刘丹;袁明扬;王菲;荣正阳;黄玉凯因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
[收稿日期]2009205217[基金项目]国家科技支撑计划重大项目(2006BAJ05A03)[作者简介]赵俊锐(1966—),男,山西运城人,中国农业大学资源与环境学院博士研究生、淄博市国土资源局高级经济师,主要从事土地资源经济与土地利用研究。
第26卷第1期2010年1月(社会科学版)Journal of Shandong University of Technol ogy (Social Sciences )Vol .26,No .1Jan .2010资源型城市的生态风险与生态修复赵俊锐(中国农业大学资源与环境学院,北京100193)[摘 要] 资源型城市的过度开发,致使生态环境和自然景观遭到严重破坏,直接影响到人民的生产和生活。
资源型城市的生态风险主要有地形地貌破坏、地表塌陷和裂缝、尾矿废石污染、矿坑水污染等多种类型。
要按照生态优先,可持续发展,政府调控、公众参与和市场运作相结合,边开采边治理,因地制宜、综合治理、注重实效等生态修复原则,落实好各项政策,将生态风险降至最低,形成良好的生态发展格局。
[关键词] 资源型城市;生态风险;生态修复[中图分类号]F124.5 [文献标识码]A [文章编号]167220040(2010)0120024204 资源型城市(包括资源型地区)是以本地区矿产、森林等自然资源开采、加工为主导产业的城市类型。
长期以来,作为基础能源和重要原材料的供应地,资源型城市为我国经济社会发展做出了突出贡献。
但是,由于缺乏统筹规划和资源衰减等原因,这些城市在发展过程中积累了许多矛盾和问题,主要是经济结构失衡、失业和贫困人口较多、接续替代产业发展乏力、生态环境破坏严重、维护社会稳定压力较大等。
[1]资源型城市的过度开发严重破坏了本地区的生态环境,导致了大面积的农田塌陷、水质污染、水资源破坏,引发了地质灾害等,造成很大的生态风险。
据初步统计,截止2006年全国矿业开发占用和损坏的土地面积为154.5万公顷,其中尾矿堆放91.5万公顷,露天采坑23.0万公顷,采矿塌陷33.0万公顷。
[2]因此,研究资源型城市的生态风险与生态修复,具有重要的现实意义。
一、资源型城市的生态风险生态风险就是生态系统及其内部组分所承受的风险,指一个种群、生态系统或者整个景观的正常功能受外界胁迫,从而在目前和将来减少该系统内部某些要素或其本身的健康、生产力、遗传结构、经济价值和美学价值的可能性。
[3]资源型城市以资源开发为主,主要是地下开采或者露天开采,这些不可避免地造成生态环境的破坏,尤其是我国长期以来以粗放型经济发展为主,生态平衡受到严重破坏,阻碍和制约了区域的可持续发展,具有很大的生态风险。
(一)露天开采对地形地貌的破坏露天开采对土地的破坏除剥离物占地外,主要是挖损。
[4]我国大部分露天煤矿多采用外排土方式,外排土场压占土地量约为采掘场挖损量的1.5~2.5倍,平均为2倍,正常投产后,每开采万吨煤排土场压占土地0.04~0.33公顷,露天煤矿外排土压占土地面积达16300公顷。
[5]排土场堆垫的岩土结构松散、地层层序缺损或紊乱,[6]极易遭受侵蚀。
例如,据初步调查,山东省淄博市目前正在生产的露天采矿场有210家,包括铁矿、铝土矿、各类灰岩矿、砖瓦用页岩、钾长石矿、饰面用花岗岩、建筑用砂矿、水泥配料用砂岩矿等。
这些矿山的开采对原有的地形地貌都有不同程度的破坏,特别是各类石灰岩矿山、砖瓦用粘土矿山、钾长石矿、饰面用花岗岩矿和铁矿山尤为严重。
部分采石场植被毁坏,形成采场立面高、坡度大,边坡坡面角均大于70°,其直观可视范围内地貌景观破坏现象突出,恢复治理难度较大。
同时极易42引发泥石流、滑坡、山体崩塌等地质灾害。
(二)地下开采造成地表塌陷、裂缝地下开采矿山易造成地表塌陷、地裂缝。
如果采矿方法得当,并且用废石充填采空区,产生地表塌陷的可能性比较小。
但随着开采活动的不断进行,开采深度逐步增加,采空区范围不断增大,形成地表塌陷和地裂缝的机会也随之增加。
而且,矿泉水的开采一旦过量,也有造成地面沉降的可能。
(三)尾矿及废石污染矿山开采形成的尾矿及固体废弃物会造成严重的环境污染。
我国是矿业大国,国有煤矿堆积山累计1500余座,仅矸石一项约30亿吨,且其中有300余座自燃,[7]排放大量煤尘、S O2、CO2、CO等有毒有害气体和热辐射。
尾矿及废石的危害是多方面的:其一,堆积占用大量的土地,并且由于固体废弃物大量堆放,长期风化,扬尘对区内大气环境造成了一定污染,采掘场、矸石山自燃及煤炭的利用释放出大量的S O2、CO2、CO等有毒有害气体,严重污染大气环境。
[8]其二,由于人工开挖,如开挖煤矸石,使其坡角超出了安全角的范围而处于不稳定状态,危及周围设施的安全。
随着近几年科技进步,国家禁用粘土砖,、瓦,使煤矸石的利用量大幅度增加,煤矸石堆放量基本没有增加;同时自燃后的煤矸石大量用于烧制水泥配料、修路等,堆存量也在逐年减少,煤矸石堆存量在目前的条件下逐年减少,其危害性也将降低。
但在开发利用的同时,特别是老煤矸石堆的开挖,因为单堆过高过大,会使自然坡角超出安全范围,极易引起崩塌和渣石流灾害。
其三,大气降水淋滤,使其中的有害元素随淋滤液进入地下,污染了周围地下水,形成重金属污染。
煤矿区重金属主要是由于煤矸石风化自燃及淋溶而迁移到土壤、水体中的。
[9]煤矸石含有大量的硫铁矿和重金属元素,在堆放过程中由于自燃和降雨淋滤形成的溶液使周围土壤、水体受到污染。
其中,毒性最大的是Cd、Pb、Hg、A s,它们能在生物放大作用下大量地富集,对人体健康产生长远的不良影响。
[8]同时,由于排土堆积使含Ca、Mg、K、Na的盐类流失,汇集到低洼地区,再经过蒸发作用使土壤产生盐渍化,已有研究表明:距离排土场越近,盐分含量越高(含盐量高达0.7%以上)。
[10](四)矿坑水排放及地下水污染矿区排放的矿井水、洗选废水、淋溶废水等,以及煤炭综合利用过程中排放的工业废水,排放量及危害度均较大。
尽管各矿井和洗煤厂加强了处理,但长期轻度污水的排放,必然造成污染物的积累,形成地表水体和浅层地下水的污染。
[11]矿坑水中主要污染物为悬浮物和硫化物,直接用于农田灌溉,会使土壤板结、酸化,降低土壤质量。
选矿废水中污染物较复杂,多为V类水质,直接排放会造成水环境污染,并造成生活用水污染。
二、国内外生态修复领域的现状和发展趋势 生态修复是指对生态系统停止人为干扰,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化,或者利用生态系统的这种自我恢复能力,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展。
目前生态修复主要指致力于那些在自然突变和人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作。
生态修复研究的时间和历史可追溯到19世纪30年代,但将生态修复作为生态学的一个分支进行系统研究,是1980年Cairns主编的《受损生态系统的恢复过程》一书出版以来才开始的。
在生态修复的研究和实践中,涉及的相关概念有生态恢复(Ecol ogical Rest orati on)、生态修复(Ecol og2 ical Rehabilitati on)、生态重建(Ecol ogical Recon2 structi on)、生态改建(Ecol ogical Rene wal)、生态改良(Ecol ogical Recla mati on)等。
虽然在涵义上有所区别,但是都具有“恢复和发展”的内涵,即使原来受到干扰或者损害的系统恢复后使其可持续发展,并为人类持续利用。
1975年,在美国首次召开了“受损生态系统的恢复”国际会议,对生态修复的原理、概念和特征进行了探讨。
在此后的20多年里,国际上多次召开相关的专题讨论会。
1994年在英国召开的第六届国际生态学大会上,生态恢复学是15个议题之一。
[12]生态修复在美国、西欧一些发达国家受到广泛重视,并在20世纪80年代期间,开展了一系列的工程实验研究工作,取得了大量的成功经验。
美国强调恢复到破坏前的地形地貌,要求原农田恢复到农田状态,原森林恢复到森林状态,把环境保护提到极高的地位或看作唯一的整治目的。
如美国弗吉尼西亚南部煤矿开采了100多年,已成52为该地区的经济支柱。
但是,无规划的开采严重破坏了自然景观。
为造福弗吉尼亚地区,鲍威尔河工程在20世纪90年代对其生态环境综合整治做了长远规划,该规划主要包括:在开发期,鲍威尔河工程主要扩大规模,使之从地区中心演变成为国际复垦技术、政策、工业和教育中心。
教育内容包括矿石样本、复垦技术、工作区参观等。
随着建筑用地的增加,教育中心及其用地部分将会由于不断的开矿和复垦而成为景观中心。
矿产开采结束后,鲍威尔河工程将成为鲍威尔公园的研究中心。
现在这座新型城市的设计已走入了正轨。
澳大利亚是以矿业为主的国家,生态综合整治由政府出资进行,已成为开采工艺的一部分。
其显著特点:一是采用治理综合模式,实现了土地、环境和生态的综合整治,克服了单项治理带来的弊端。
二是多专业联合投入,包括地质、矿冶、测量、物理、化学、环境、生态、农艺、经济学,甚至医学、社会学等多学科多专业。
三是高科技指导和支持。
如卫星遥感提供生态治理设计的基础参数并选择各场地位置,计算机完成场地地形地貌的最佳化选择,还有分子生物学和遗传学用于设计新的速生、丰产树种和草类。
高科技的引入产生了高效益的复垦。
我国资源型城市生态重建工作起步较晚,但近年来得到了迅速发展,特别是在生态农业重建技术方面,20世纪80年代被国家原煤炭部列为科技攻关项目。
经过多年的研究,现已建成了一些综合治理示范区,如唐山古冶采煤塌陷生态农业综合治理示范区,淮北的综合治理示范区,河南平顶山矿务局的综合治理示范区等。
另外,也有部分地区对采煤塌陷区进行了生态园林建设的研究,或小的娱乐场所等的建设。
但到目前为止,我国还没有资源型城市整体生态重建的项目和示范区。
[13]三、生态修复的基本原则和措施(一)生态修复的基本原则11生态优先的原则。
在矿山地区对已破坏的生态环境,要以生态恢复为首选,以增加绿色植被为关键,有效治理矿山地质环境污染,改善生态环境和居民生活环境质量。
对矿坑进行充填整平,作为工业用地或建筑用地,以工业项目建设带动矿山地质环境治理。
对已破坏山体,要充分利用现有地势进行削坡、填平,并进行复垦绿化,恢复植被,基本恢复地貌景观。
21可持续发展的原则。
从人类生存和发展的角度看,生态环境保护和合理开发利用矿产资源,是相适应相协调的两个方面。
合理开发本身就是一种最有效的保护方式,保护的最终目的就是保证人类更有效地开发资源和提高生存质量、协调好人与自然环境之间的关系。
因此,要坚持可持续发展的原则,科学规划、合理开发利用矿产资源,积极保护矿山自然环境,构建矿产资源开发利用和生态环境保护良性循环的格局,实现矿产资源开发与生态环境保护“双赢”,促进经济社会的可持续发展。