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【關(guān)鍵詞】高速公路;建設(shè);生態(tài)破壞;恢復(fù)
中圖分類號:U412文獻標識碼: A
一、前言
隨著高速公路工程數(shù)量的增多,生態(tài)破壞問題也日益嚴重,高速公路建設(shè)的過程中,避免生態(tài)破壞是一個重要的工作。所以,必須要在高速公路建設(shè)的過程中,嚴格執(zhí)行保護生態(tài)環(huán)境的規(guī)程。
二、高速公路建設(shè)中的生態(tài)破壞及其對環(huán)境的影響
1.高速公路建設(shè)中的生態(tài)破壞
(一)修筑路基產(chǎn)生坡面或不穩(wěn)定邊坡
路基是高速公路的主線,通常路基建設(shè)或開挖路塹或修筑路堤,需要挖土填方。因此,許多路基邊坡為坡面,或為堆積邊坡,這些人為坡面或堆積邊坡,表層幾乎無植被覆蓋,地質(zhì)不穩(wěn)定。
(二)挖方取土對土地造成毀滅性破壞
由于大量挖方取土進行路基填方,局部土地受到大規(guī)模的機械開挖、翻動和取土,巖土層受到移動、變形,完全改變了原有土體的自然結(jié)構(gòu),土壤植被系統(tǒng)幾乎遭到毀滅性的破壞。
(三)臨時設(shè)施及活動場所破壞地表自然生態(tài)系統(tǒng)
施工設(shè)備及材料堆放場、棄渣場、工棚、臨時加工場、倉庫、便道、施工單位臨時駐地等施工用地因壓實、分隔、挖損或踐踏等,表土層與植被受到不同程度的破壞,地表自然生態(tài)系統(tǒng)退化,土地生產(chǎn)力降低甚至喪失。
2.生態(tài)破壞對環(huán)境的影響
(一)引發(fā)區(qū)域水土流失
高速公路建設(shè)中受到生態(tài)破壞的土地,由于表土層抗蝕能力減弱,邊坡地質(zhì)不穩(wěn)定,在雨滴打擊、水流沖刷、風蝕和重力作用下,極易產(chǎn)生水土流失,成為新的水土流失源。路基邊坡部位還隨時有塌陷的可能,甚至引發(fā)山體坍塌、滑坡、河流淤積等。據(jù)調(diào)查,廣東省道路建設(shè)水土流失量每年高達462.03萬m3,造成的經(jīng)濟損失達78.95萬元。道路建設(shè)已經(jīng)成為引發(fā)區(qū)域水土流失的突出問題。
(二)道路沿線生態(tài)環(huán)境與景觀環(huán)境受到破壞
高速公路建設(shè)中的生態(tài)環(huán)境和景觀環(huán)境隨著道路建設(shè)的延伸而不斷擴展,對道路交通安全構(gòu)成危害,對周邊地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施與人民的生命財產(chǎn)構(gòu)成威脅,并與周邊環(huán)境形成極大的反差和不協(xié)調(diào),形成極大的視覺污染。
三、解析生態(tài)恢復(fù)工作的理論基礎(chǔ)
生態(tài)恢復(fù),顧名思義,就是指一切改良被破壞土地植被并且使其恢復(fù)生物學功能的措施,目前,我國的高速公路建設(shè)生態(tài)恢復(fù)工作主要以恢復(fù)生態(tài)學作為理論基礎(chǔ),旨在研究那些受到自然災(zāi)害或者受人類活動影響而遭到破壞的植被、土壤、自然景觀等,主要致力于研究其恢復(fù)、重建工作。隨著我國科技的快速,目前已經(jīng)研究出了很多生態(tài)恢復(fù)辦法,并且經(jīng)受住實踐的考驗。根據(jù)相關(guān)調(diào)查可知,人為坡面上被破壞植被的恢復(fù)時間是六年左右,在植被恢復(fù)之前不會出現(xiàn)明顯的水地保持效果,因而土地侵蝕也不會停止,在高速公路的建設(shè)過程中會出現(xiàn)很多的人為地面或者坡面,要對其要采用人工生態(tài)恢復(fù)法對其進行恢復(fù)、重建,盡量使被破壞的土壤和植被在短時間內(nèi)恢復(fù)生物學性能,在此基礎(chǔ)上,要以綠色為主,盡量使恢復(fù)的植被與自然環(huán)境相協(xié)調(diào),以便改善高速公路沿線的生態(tài)環(huán)境及自然景觀。
四、生態(tài)恢復(fù)采用的技術(shù)
目前,國內(nèi)外已形成的有關(guān)公路生態(tài)恢復(fù)的技術(shù)有土地復(fù)墾技術(shù)、生物環(huán)境工程技術(shù)(或綜合生物工程技術(shù))和路域景觀恢復(fù)工程技術(shù)等。
1、土地復(fù)墾技術(shù)
土地復(fù)墾系指將修路中被破壞的土地因地制宜,采取綜合整治措施,使其按預(yù)定的目標恢復(fù)到可供利用的狀態(tài)。在確定復(fù)墾目標時,一般也包括恢復(fù)生態(tài)環(huán)境的內(nèi)容。有些土地復(fù)墾技術(shù),例如,生態(tài)農(nóng)業(yè)、生物(植物、微生物)、施用有機肥以及復(fù)墾土壤侵蝕控制等,在高速公路不同的臨時用地類型上進行試驗,取得了初步的成果。土地復(fù)墾技術(shù)包括工程復(fù)墾和生態(tài)復(fù)墾。對遭到嚴重破壞的土地,一般先采用覆蓋表土、平整壓實等工程措施進行恢復(fù)改造。國外有人利用由木屑、聚丙烯纖維等原料與尼龍、稻草等編織的“侵蝕被”或用由聚丙烯帶制成的三維柵格、金屬編成的“石筐”等侵蝕控制構(gòu)筑物來控制復(fù)墾土壤的侵蝕,將“侵蝕被”或侵蝕控制構(gòu)筑物鋪在表層或邊坡,既可防止土壤侵蝕,植物又可在其中生長。這項技術(shù)不僅先進,而且其產(chǎn)品已實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。對已嚴重喪失生產(chǎn)力的土地,利用豆科植物、微生物或有機肥等進行改良,加速土壤熟化,恢復(fù)生產(chǎn)力。對已具備恢復(fù)植被的土地,因地制宜確定復(fù)墾目標,宜林則林,宜草則草,或發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),建立多層次、多結(jié)構(gòu)、多功能的復(fù)合農(nóng)業(yè)系統(tǒng),達到既恢復(fù)生態(tài),又獲得經(jīng)濟和社會效益的目的。
2、生物環(huán)境工程技術(shù)(或綜合生物工程技術(shù))
所謂生物環(huán)境工程技術(shù)(或綜合生物工程技術(shù)),是將生物措施與傳統(tǒng)的工程措施有機地結(jié)合起來。其技術(shù)體系包括三部分,一是環(huán)境基礎(chǔ)工程,利用工程措施或土壤侵蝕控制技術(shù)等為植物恢復(fù)或創(chuàng)造生長的環(huán)境條件;二是植被營建工程,根據(jù)立地條件,正確選擇植物品種,這是整個技術(shù)體系中的關(guān)鍵,應(yīng)選擇多年生、根部發(fā)達、莖葉低矮、水源涵養(yǎng)能力強、抗旱、耐瘠和可粗放管理的植物品種,盡可能選取當?shù)仄贩N栽植或直接播種,以便達到快速恢復(fù)植被的目的;三是植被養(yǎng)護工程,對營造的植被實行相應(yīng)的后續(xù)管理,確保植物的正常生長。
國外發(fā)達國家對高速公路建設(shè)中受損的坡面,多采用以柔性護坡為主體的生物環(huán)境工程技術(shù),我國公路建設(shè)中路基坡面的生態(tài)恢復(fù)與防護也常采用這一技術(shù)。先用工程措施如水泥網(wǎng)格、漿砌石網(wǎng)格或由空心磚建成的多孔擋護結(jié)構(gòu)等防護技術(shù)穩(wěn)定邊坡,并為下一步種植植物創(chuàng)造條件;然后在坡面鋪草皮、植樹種草等,將傳統(tǒng)的邊坡工程措施與生物措施有機地結(jié)合起來,形成具有一定的力學、水文學、環(huán)境學和美學功能的防護結(jié)構(gòu),既加強了公路邊坡的穩(wěn)定性,又恢復(fù)和改善了公路沿線的生態(tài)環(huán)境和景觀環(huán)境
3、路域景觀恢復(fù)工程技術(shù)
路域景觀恢復(fù)工程技術(shù)運用景觀生態(tài)學原理,預(yù)測公路景觀組成元素及受其影響的土地變化特點,結(jié)合公路建設(shè)與營運的特點,設(shè)計恢復(fù)型植被景觀,如在路基邊坡、平臺、中央分隔帶等營建綠化帶。不僅可以恢復(fù)公路沿線的自然環(huán)境,凈化空氣,降低噪音,改善公路沿線的生態(tài)環(huán)境,而且可以綠化美化公路的景觀環(huán)境。這一技術(shù)主要用來改善道路的交通環(huán)境和條件,使道路周圍的環(huán)境與線形流暢優(yōu)美的道路配合協(xié)調(diào)。合理的景觀恢復(fù)工程設(shè)計還可以誘導(dǎo)視線和防眩。
五、野生動物保護對策
1、公路建設(shè)中陸生生物保護措施
(一)設(shè)置動物通道。在野生動物保護區(qū)、自然保護區(qū)等經(jīng)常有野生動物特別是瀕臨滅絕的珍稀野生動物活動的地區(qū),可考慮修建動物通道來保護動物的棲息環(huán)境。動物通道分上跨式和下穿式兩種。下穿式通道的設(shè)計可與涵洞或其他水利設(shè)施結(jié)合起來。由于設(shè)置動物通道所需的費用高,所以,使用這種措施的場合應(yīng)先論證所保護動物種群的重要性和過路的必要性。為使動物通道發(fā)揮其應(yīng)有的效果,通道兩側(cè)及上跨式通道的橋面上都要實施適當?shù)木G化,以增加隱蔽感。
對于普通公路來講,修建動物通道必須與修建隔離柵相結(jié)合,目的是通過改變動物遷徙路線來減少穿越公路的動物與車輛的相撞。而對于高速公路,修建動物通道的目的則是為動物的遷徙提供方便。
(二)用隧道橋梁取代大開挖或高路基。用隧道取代大開挖或用橋梁取代高路基的做法,是基于生態(tài)設(shè)計的理念。這種方式對動物生境的影響是最小的。在山區(qū)路段采用隧道橋梁,不僅可以避免大挖方量、大棄方量、大的填方量、大面積邊坡需要穩(wěn)定處理、以及無法補救的景觀影響等問題,而且也有利于野生動物的保護。隧道上面的山體以及橋梁下面的通道是動物天然的活動場所。
(三)植樹造林。在公路路界內(nèi)或相鄰區(qū)域植樹有利于當?shù)氐膭又参锉Wo。在一些場合,植樹在起到防止水土流失作用的同時,還可為當?shù)氐膭游锾峁└嗟臈⒌鼗蜻w徙路徑。所種植樹木應(yīng)盡量采用本土植物,以便在最少的維護工作量下達到維持生態(tài)平衡的效果。
2、公路建設(shè)中水生生物的保護措施公路建設(shè)同時也存在著對水生生物的影響,其減緩措施有:
(一)在跨越河流、湖泊水體時,盡量采用橋涵跨過,盡量減少使用堆填式的路基結(jié)構(gòu)。
(二)盡可能地減少現(xiàn)有河流水體的改道。
(三)加強水域路段的路堤防護,防止土壤侵蝕引起水質(zhì)污染及河道淤塞,影響水生生物的生存環(huán)境。
(四)涵洞設(shè)計中應(yīng)考慮水生生物遷徙回游的需要,必要時,應(yīng)設(shè)置消力墩來降低水流流速,以便魚類能逆流回游,涵洞底部標高應(yīng)低于河床標高。
六、結(jié)束語
高速公路建設(shè)中,生態(tài)破壞問題必須要引起建設(shè)部門的重視,要不斷發(fā)現(xiàn)高速公路建設(shè)中生態(tài)破壞的可能性,并針對破壞的種類和程度提出生態(tài)恢復(fù)的對策,以提高高速公路建設(shè)的環(huán)保性。
【參考文獻】
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關(guān)鍵詞:石灰?guī)r 礦山 恢復(fù) 治理
中圖分類號:X37 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)01(a)-0240-01
石灰?guī)r礦產(chǎn)屬于典型的非可再生自然資源,它構(gòu)成了人類社會發(fā)展過程中賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。實踐表明[1,2],石灰?guī)r礦產(chǎn)已經(jīng)被廣泛的運用于建筑、農(nóng)業(yè)、輕工、食品、石油、冶金、化工等領(lǐng)域中,并在經(jīng)濟發(fā)展和城市化推進過程中做出了巨大貢獻。在我國,石灰?guī)r分布面積高達130萬km2[2],而關(guān)于石灰?guī)r礦產(chǎn)的開發(fā)利用已成為了諸多地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的動力[1]。然而,許多石灰?guī)r礦山剝離、掘進、選礦產(chǎn)生的廢渣(石)占用土地,并同時導(dǎo)致了嚴重的粉塵與噪聲污染、生態(tài)環(huán)境惡化、景觀破壞等問題[1,3]?;诖?,石灰?guī)r礦山的環(huán)境、綠化和生態(tài)恢復(fù)越發(fā)受到了世界各國的廣泛關(guān)注[1-5]。因此,本文對石灰?guī)r礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理的成果進行了梳理,旨在為石灰?guī)r礦山的恢復(fù)治理提供建議。
1 礦山恢復(fù)理論
礦山恢復(fù)治理是的關(guān)于全球性討論始于20世紀70年代。1973年3月在美國召開的“受害生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)”國際會議開啟了礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理的全球性序幕[6],1980年Caims主編的首部《受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)過程》則從不同角度探討了受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程中重要生態(tài)學理論和應(yīng)用問題[7],而1991年創(chuàng)刊的《Restoration Ecology》雜志代表“恢復(fù)生態(tài)學”走向了成熟[2]。礦山生態(tài)恢復(fù)是包括地貌再開發(fā)、生產(chǎn)能力恢復(fù)、生態(tài)綜合性、經(jīng)濟和美學價值等的多學科課題,它主要涉及了如下幾個方面的基礎(chǔ)理論[2]:
(1)可持續(xù)發(fā)展理論,即既需要滿足當代人的需求又不能損害后代人滿足需求的能力的發(fā)展。這既要求加強對采礦前后生態(tài)資源的調(diào)查和研究,還要運用景觀生態(tài)學的原理使新建景觀和周邊景觀和諧地融合在一起以提高其經(jīng)濟、生態(tài)和美學價值。
(2)恢復(fù)生態(tài)學理論,這是研究生態(tài)系統(tǒng)退化的原因、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建的技術(shù)和方法及其生態(tài)學過程和機理的學科。它在加強生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)和優(yōu)化管理以及生物多樣性的保護等方面極為重要。
(3)景觀生態(tài)學理論,即人們需要合理規(guī)劃遭受礦山開采破壞地區(qū)的土地用途、建立新景觀。這是一門新興的交叉學科,它旨在通過景觀生態(tài)建設(shè)來對原有景觀要素的優(yōu)化組合或引入新的成分,調(diào)整或構(gòu)造新的景觀格局,最終實現(xiàn)優(yōu)于原有景觀生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟和生態(tài)效益等效果。
2 石灰?guī)r礦山采礦的主要問題
經(jīng)濟高速發(fā)展促進了包括石灰?guī)r在內(nèi)的各種礦產(chǎn)資源開采,而城市化推進帶來的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進一步加速了石灰?guī)r礦山的開采。研究表明,礦山地質(zhì)環(huán)境保護的法律法規(guī)不健全和礦山開采及礦山環(huán)境治理技術(shù)落后等加重了礦山地質(zhì)環(huán)境的破壞[3, 4]??偨Y(jié)起來,石灰?guī)r礦山的開采主要帶來了如下環(huán)境問題[2]:
(1)地貌及生態(tài)破壞。石灰?guī)r礦山主要分布在丘陵或低矮山丘區(qū)并往往采取露天開采的形式。礦山開采的第一步便是砍伐地表的林木、叢棘和雜草并進而剝離地表的覆蓋層。開采過程中,由上而下的分段開采方式改變了礦區(qū)的原始景觀,這同時也破壞了地表的植被和原有動植物的生存環(huán)境。
(2)地質(zhì)災(zāi)害影響。礦山的開采改變了地表結(jié)構(gòu)和地面應(yīng)力,不合理和不規(guī)范開采的礦山會產(chǎn)生大量的陡壁、陡坎和邊坡并引發(fā)山體滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。堆放于礦體的溝谷中或低洼地處的廢棄渣石可能會形成新的不穩(wěn)定荒丘或影響地表大氣降水的排泄及地表徑流。受暴雨的沖刷或地表水的浸泡,堆場往往還可能發(fā)生水土流失和泥石流。富地下水礦山的開采還可能出現(xiàn)涌水或?qū)е挛廴疚锵聺B污染地下水。
(3)環(huán)境污染。礦山采礦活動會產(chǎn)生粉塵、廢氣和噪聲污染。粉塵主要來源于礦山爆破的爆堆起塵,礦石破碎、裝卸、運輸及運輸車輛行駛揚塵和廢土石堆的風力二次揚塵等。廢氣來源于礦山爆破時炸藥釋放出的CO、CO2和NO等氣體。噪聲源來自于礦山爆破時產(chǎn)生的爆炸噪聲和礦山機械作業(yè)時產(chǎn)生的噪聲。
3 石灰?guī)r礦山生態(tài)恢復(fù)治理
石灰?guī)r礦山生態(tài)恢復(fù)分為采礦區(qū)“邊坡復(fù)綠”和“廢棄地恢復(fù)”兩種類型[1-3,5-7]:
(1)礦區(qū)邊坡生態(tài)恢復(fù)方法是指對采礦殘留礦柱和邊坡陡壁(坎)采取必要的整治措施,在減輕地質(zhì)災(zāi)害的危險性和排除安全隱患后采用特殊的方法進行生態(tài)恢復(fù)。由于不同礦區(qū)的地層巖性、坡度和坡面松散程度等存在差異,目前國內(nèi)外主要采取噴播綠化護坡、客土植生植物護坡、土工網(wǎng)墊植草護坡、框格護坡、生態(tài)石籠護坡、植生帶(袋)護坡、香根草技術(shù)植被護坡、人工植生盆法護坡、平臺法護坡等邊坡植被恢復(fù)方法以實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。
(2)采礦廢棄地的邊坡復(fù)綠技術(shù)是指對采礦后的廢棄地進行生態(tài)恢復(fù)。礦山廢棄石渣、石粉占據(jù)地表上層阻礙植物生長,常見的有對石渣進行換土處理或地表壓覆客土。在此基礎(chǔ)上,輔以其它栽培措施的辦法,如采用大穴、大苗和帶營養(yǎng)缽移栽。
4 結(jié)語
石灰?guī)r礦產(chǎn)資源的開采在推動經(jīng)濟和城市化,它同時也因引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問題而制約了礦區(qū)社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。為了改善石灰?guī)r礦區(qū)面臨的地貌及生態(tài)破壞、地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染等問題,人們提出了采礦廢棄地恢復(fù)和邊坡復(fù)綠兩種類型的石灰?guī)r礦山生態(tài)恢復(fù)治理方法。這些方法涉及多學科的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用技術(shù),因此需要綜合多方面的生產(chǎn)和研究以探索礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的途徑。
參考文獻
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[論文摘要]開展生態(tài)修復(fù)研究與實踐,應(yīng)理清環(huán)境、生態(tài)、環(huán)境生態(tài)、生態(tài)恢復(fù)、生態(tài)建設(shè)、生態(tài)工程等與之相關(guān)的一些概念及科學內(nèi)涵,避免概念上的混亂。我國的生態(tài)工程與國外的環(huán)境生態(tài)修復(fù)和生態(tài)恢復(fù)有較大差別,將生態(tài)學應(yīng)用于農(nóng)林水等生產(chǎn)領(lǐng)域,是我國生態(tài)工程研究與實踐的突出特點。流域生態(tài)修復(fù)是今后生態(tài)修復(fù)的發(fā)展方向,水土保持工程是建設(shè)項目生態(tài)修復(fù)的主體;當前亟待開展生態(tài)修復(fù)機理、生態(tài)修復(fù)潛力、生態(tài)修復(fù)指標體系等方面的研究。
在人與自然和諧相處,人口、資源和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略思指導(dǎo)下,水利部提出了“加強封育保護,充分發(fā)揮生態(tài)自我修能力,加快水土流失防治步伐”的水土流失防治新思路。全水土保持生態(tài)修復(fù)試點啟動后,各地因地制宜,采取措施,加配套,積極開展封山禁牧、輪封輪牧,努力探索和總結(jié)生態(tài)修的技術(shù)和經(jīng)驗。生態(tài)修復(fù)已為水土保持工作者所熟知,但其學涵義及有關(guān)問題尚待明確和研究?,F(xiàn)對生態(tài)修復(fù)的若干關(guān)概念、理論及有關(guān)問題作一討論,以期達到拋磚引玉之目的。
1生態(tài)修復(fù)相關(guān)的重要概念和理論
1.1環(huán)境與生態(tài)
廣義上講,環(huán)境是人以外的一切事物的總和,如現(xiàn)代人居環(huán)境即為廣義的環(huán)境概念;狹義上講,環(huán)境是影響有機體生長、發(fā)展和生存的外界物理條件的總和。生態(tài)系統(tǒng)簡稱生態(tài),是有生命的主體(包括人類)與無生命的客體的總和。研究有機生命體與無機環(huán)境關(guān)系的科學稱為生態(tài)學,研究生命體以外的無機環(huán)境的科學稱為環(huán)境學。生態(tài)修復(fù)的研究與實踐離不開環(huán)境學和生態(tài)學,而后者尤為重要。
1.2生態(tài)環(huán)境與環(huán)境生態(tài)
生態(tài)包括環(huán)境,“生態(tài)環(huán)境”的說法是不科學和難以理解的,可以牽強地理解為與生命體最密切相關(guān)的環(huán)境。我國所謂的生態(tài)環(huán)境實際就是生態(tài),準確地講“生態(tài)環(huán)境建設(shè)”應(yīng)為“生態(tài)建設(shè)”[1]。生態(tài)修復(fù)是對生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù),故不能稱為生態(tài)環(huán)境修復(fù)。
環(huán)境雖然是無機的,但完全從無機角度理解環(huán)境是不完整的。特別是自然環(huán)境,本身是生物體或生物群體周圍的整體狀況,只有應(yīng)用生態(tài)學原理研究、認識和理解環(huán)境,才能更有效地解決環(huán)境問題,這就是環(huán)境生態(tài)學。環(huán)境生態(tài)作為概念不易理解,但環(huán)境生態(tài)學無疑是科學的,他對生態(tài)修復(fù)理論和技術(shù)的形成起到了直接的推動作用。
1.3干擾與生態(tài)演替
自然界發(fā)生的大大小小的事件,如火災(zāi)、水災(zāi)、泥石流、蟲害、大風、人類活動等,改變著生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,這些事件稱之為干擾。干擾可分自然干擾和人為干擾。干擾促使某一相對穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化,舊的環(huán)境和物種破壞了,新的環(huán)境和物種又會產(chǎn)生,并在一定時間內(nèi)維持其相對穩(wěn)定。在沒有嚴重干擾的情況下,自然生態(tài)系統(tǒng)會定向地、有秩序地由一個階段發(fā)展到另一個階段,這稱為生態(tài)內(nèi)因演替。演替的結(jié)果,最終會出現(xiàn)一個相當穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài),這稱為頂極穩(wěn)定狀態(tài)。每一演替階段有其特定生物群落特征,頂極穩(wěn)定狀態(tài)的群落稱為頂極群落。干擾常使生態(tài)系統(tǒng)受損并改變,稱為外因演替。生態(tài)系統(tǒng)正常演替總是從低級向高級發(fā)展,而干擾使演替進程發(fā)生變化,嚴重時,如人類大規(guī)?;顒?則使生態(tài)系統(tǒng)向相反方向演替,這稱為逆序演替。生態(tài)修復(fù)就是使擾生態(tài)系統(tǒng)的逆序演替轉(zhuǎn)向正常演替[2]。
1.4生態(tài)穩(wěn)態(tài)與生態(tài)閾值
生態(tài)系統(tǒng)不是絕對平衡的,而是永恒地發(fā)生著演替,舊的平衡打破了,新的平衡就會產(chǎn)生,當演替到頂極狀態(tài)時,在很長時間內(nèi)將處于相對穩(wěn)定狀態(tài),即穩(wěn)態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)平衡中的穩(wěn)定狀態(tài),稱為生態(tài)穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)生態(tài)有相當強的自我調(diào)控能力,在干擾作用下雖不斷地振蕩和變化,但只是量變;當干擾嚴重并超過其調(diào)控能力時,系統(tǒng)將發(fā)生質(zhì)變、崩潰,而走向逆序演替,甚至不可逆演替。穩(wěn)態(tài)生態(tài)抵抗干擾的自我調(diào)節(jié)能力的限度稱為生態(tài)閾值[2]。只有研究生態(tài)穩(wěn)態(tài)和生態(tài)閾值,才能確定修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的類型、區(qū)域、難易程度、時間周期,并確定合理的修復(fù)指標。
1.5人與自然共生理論
人與自然共生和和諧相處,是人類對“自然改造論”深刻反思后產(chǎn)生的新認識。人是自然生態(tài)系統(tǒng)的組成部分,不是其對立面,脫離生態(tài)規(guī)律的自然改造,損害了自然生態(tài)系統(tǒng),必然損害人自身。人與生物、生物與生物之間存在著互利互惠的共生現(xiàn)象。任何形式的自然改造必須建立在人與自然共生的基礎(chǔ)之上。F.Vester基于共生現(xiàn)象的研究,總結(jié)了人類系統(tǒng)與生物系統(tǒng)之間生物控制的8條規(guī)律。據(jù)此研究,生態(tài)學家提出了以最小能量輸入和最小物質(zhì)消耗以保證生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)和恢復(fù)能力的生態(tài)設(shè)計原則。這也是生態(tài)修復(fù)規(guī)劃設(shè)計的指導(dǎo)思想。
2國外的環(huán)境生態(tài)修復(fù)與生態(tài)恢復(fù)
修復(fù)的本意是對錯誤和缺陷進行糾正的作用或過程,修復(fù)最早從污染環(huán)境治理角度被定義為:借助外界作用力使某個受損的特定對象部分或全部恢復(fù)到原初狀態(tài)的過程。環(huán)境生態(tài)修復(fù)起源于環(huán)境修復(fù),生態(tài)恢復(fù)又受環(huán)境生態(tài)修復(fù)的影響。
2.1環(huán)境修復(fù)與環(huán)境生物修復(fù)
環(huán)境修復(fù)是對被污染的環(huán)境采取措施使污染物濃度降低到未污染前的狀態(tài)。早期的環(huán)境修復(fù)主要采用工程技術(shù)手段,以后采用物理和化學手段。1972年美國嘗試采用微生物生命代謝活動降解管線泄漏造成的汽油污染,1989年對ExxonVal-dez油輪泄油造成污染的阿拉斯加海海面進行修復(fù)(阿拉斯加研究計劃),從而出現(xiàn)了環(huán)境微生物修復(fù)技術(shù),后來出現(xiàn)了環(huán)境植物修復(fù)技術(shù),最終形成了環(huán)境生物修復(fù)技術(shù)。環(huán)境生物修復(fù)被定義為利用生物生命代謝活動降解被污染環(huán)境的污染物,并使之無毒化和無害化。
2.2環(huán)境生態(tài)修復(fù)
20世紀60年代,美國生態(tài)學家H.T.Odum提出生態(tài)工程概念,受此啟發(fā),歐洲一些國家嘗試應(yīng)用研究,并形成所謂“生態(tài)工程工藝技術(shù)”,實際屬于清潔生產(chǎn)的范疇。隨著生態(tài)學與環(huán)境生態(tài)學的發(fā)展,90年代美、德等國家提出通過生態(tài)系統(tǒng)自組織和自調(diào)節(jié)能力來修復(fù)污染環(huán)境的概念,并通過選擇特殊植物和微生物,人工輔助建造生態(tài)系統(tǒng)來降解污染物,這一技術(shù)被稱為環(huán)境生態(tài)修復(fù)技術(shù)。由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性,該技術(shù)至今還不成熟,國外的環(huán)境生態(tài)修復(fù)也只是對輕度污染陸地的環(huán)境修復(fù),最典型的事例就是通過濕地自調(diào)節(jié)能力防治污染。這與我國的生態(tài)自我修復(fù)有很大差別。
2.3生態(tài)恢復(fù)
關(guān)鍵詞:礦山;生態(tài)環(huán)境;治理
Abstract: This paper briefly states the problems of mine ecological environment in Qian’an city, and analyses the control measures of mine ecological environment based on the theory and practice, which has some significance for recovering ecological environment of mines in Qianan region.
Keywords: mine; ecological environment; management
中圖分類號:X171.1 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
遷安市位于河北省東北部,北倚燕山,南望渤海,總面積1208平方公里。遷安礦產(chǎn)資源豐富,現(xiàn)已探明的礦藏達20多種,其中,金屬礦藏主要是鐵,儲量達27.2億噸,礦石品位在30%左右,鐵精粉年產(chǎn)量連續(xù)15年居全國縣級地方鐵礦首位,素有“鐵遷安”之稱。
近年來,隨著遷安市礦業(yè)開發(fā)形勢的發(fā)展,礦山生態(tài)環(huán)境遭到不同程度的破壞,一些地區(qū)已經(jīng)危及人民群眾的生存環(huán)境和生命健康。礦山生態(tài)環(huán)境問題已經(jīng)成為社會關(guān)注的焦點和制約經(jīng)濟又好又快發(fā)展的難點。市國土資源局也一直在積極探索礦山生態(tài)環(huán)境的保護與恢復(fù)治理工作,從2005年提出建設(shè)綠色礦山到實施百礦披綠,投入了大量財力和精力,樹立了不同典型,積累了豐富經(jīng)驗。
環(huán)境問題已經(jīng)納入政治、經(jīng)濟、社會發(fā)展的全局,實施百礦披綠,推進礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理,必須把其擺到與經(jīng)濟發(fā)展同等重要的位置進行統(tǒng)籌謀劃。
黨的十七大首次提出了“建設(shè)生態(tài)文明”的戰(zhàn)略思想,環(huán)境保護工作作為基本國策,已經(jīng)納入了政治經(jīng)濟社會發(fā)展的全局。這就要求我們必須調(diào)整思路,把環(huán)境問題擺到與經(jīng)濟發(fā)展同等重要的位置上,堅持在開發(fā)中保護、在保護中開發(fā)。遷安市的礦產(chǎn)資源開發(fā)起步于上個世紀五十年代,八十年代集體礦山企業(yè)和個體采礦逐漸興起,到目前為止全市共有采選聯(lián)合的鐵礦企業(yè)62家,生產(chǎn)能力在5萬噸/年以上的獨立選廠251家,礦業(yè)開發(fā)為遷安國民經(jīng)濟和社會發(fā)展做出了巨大貢獻,但是不可否認,礦業(yè)開發(fā)為經(jīng)濟社會發(fā)展做出巨大貢獻的同時也給礦業(yè)生態(tài)環(huán)境造成了嚴重破壞,主要表現(xiàn)為大部分露天采場由于沒有嚴格地按照設(shè)計開采,不僅破壞了礦山生態(tài)環(huán)境還形成了崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患,對人民生命財產(chǎn)構(gòu)成威脅,采礦時剝離的廢料和尾礦砂的無序堆放,即壓占了大量的農(nóng)田和山地造成土壤沙化,荒漠化等地質(zhì)環(huán)境破壞,同時還形成了泥石流隱患,在灤河、冷口沙河和西沙河兩岸的選礦企業(yè)的尾礦庫直接或間接地向河道排放尾礦,即影響河道的行洪安全也造成了水資源污染。蔡園、馬蘭莊、木廠口鎮(zhèn)等礦山企業(yè)集中區(qū)域,冬春季節(jié),黃沙滿天,雨季,道路泥濘,群眾出行困難,給人民群眾的生產(chǎn)生活帶來諸多不便,礦山生態(tài)環(huán)境已經(jīng)到非治理不可的程度。因此,面對這樣的環(huán)境,要立足全市實際,從落實科學發(fā)展觀的角度,提出實施百礦披綠,推進礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理,這是人民群眾的熱切期盼,也是實現(xiàn)環(huán)境保護與發(fā)展同步的必然要求。
礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理,具有階段性的特征,不能一蹴而就,必須經(jīng)過一個分期施治、循序漸進的過程。不同時期要有不同的思路,要采取不同的措施進行引導(dǎo)。實施“百礦披綠”是礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理的一個重要舉措,我們要從這里切入,不斷總結(jié)經(jīng)驗、尋找差距、樹立典型,繼而在全市全面推開。
礦山生態(tài)環(huán)境的惡化不是一朝一夕造成的,礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理也需要逐步實施、因地施治,從點到面、由先到后的過程。必須先找準一個切入點,繼而全面推開,形成邊開發(fā)、邊保護、邊治理的資源開發(fā)格局。目前,已培樹起了“馬蘭莊鎮(zhèn)紅石崖村利用剝巖土復(fù)墾造地解決耕地緊缺,新水村在尾礦庫上建生態(tài)園緩解環(huán)境污染,莊戶溝村利用廢棄排土場搞養(yǎng)殖業(yè)促民增收,首鋼大石河鐵礦利用采后遺坑建設(shè)尾礦庫節(jié)約土地”四種模式,為我市礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理積累了寶貴經(jīng)驗。2007年10月份,我市聘請河北省地質(zhì)五隊對全市范圍內(nèi)700多個采礦坑、排土場、尾礦庫進行了全面勘查,勘查面積達14000畝。并組織專家科學編制了《遷安市礦山生態(tài)環(huán)境保護與恢復(fù)治理規(guī)劃》,確定了全市近期、中期、長期礦山環(huán)境恢復(fù)治理目標,力爭用三年左右時間逐步改善轄區(qū)內(nèi)礦山生態(tài)環(huán)境。依據(jù)此規(guī)劃又逐企業(yè)編制了《礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理工程項目設(shè)計》。要求每一個企業(yè)在實施過程中必須嚴格按設(shè)計標準施工,要充分考慮經(jīng)濟的合理性、技術(shù)的可行性,宜耕復(fù)耕、宜林造林、宜景建景。治理的起點要高、落實的標準要高、治理的效果要好,確保消除礦山企業(yè)的采場邊坡崩塌、尾礦庫潰壩、排土場泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患,力求回復(fù)后的生態(tài)環(huán)境比原來更美、更有吸引力、更適合人民群眾生產(chǎn)生活。2008年年初對全市115家規(guī)模較大、急需治理的重點礦山企業(yè),實施“百礦披綠”工程,從此打響了新一輪礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理的攻堅戰(zhàn)。各礦山企業(yè)按照設(shè)計要求累計栽植火炬樹、紫穗槐、沙棘等綠化苗木546.2萬株,占設(shè)計任務(wù)的95%,削坡、砌護、覆土等土石方747.7萬立方米,占設(shè)計任務(wù)的78%,其中已全部完成治理任務(wù)的礦山企業(yè)已達到67個,占重點企業(yè)總數(shù)的57.2%,全市大多數(shù)企業(yè)的尾礦庫實現(xiàn)了坡面全面加固、綠化,綠化苗木成活率在95%上以。
實施“百礦披綠”,推進礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理,必須嚴格落實全市各級各部門的共同責任,只有目標一致、共同配合、相互協(xié)作,才能真正抓出成效。
關(guān)鍵詞:礦區(qū)環(huán)境 ; 現(xiàn)存問題 ; 生態(tài)環(huán)境恢復(fù)
1礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀及問題
我國是全球性的礦業(yè)大國,現(xiàn)有各類礦山約15萬個 ,礦業(yè)城市300多個。21世紀以來,社會進入了消耗快速增長的階段,隨著對礦產(chǎn)資源需要的不斷增長,礦山生態(tài)環(huán)境的破壞日趨嚴重,恢復(fù)治理的任務(wù)也越來越艱巨。
1.1目前礦區(qū)環(huán)境主要存在的問題有:
1.1.1占用和損毀土地嚴重。礦業(yè)開發(fā)占用和損壞的土地大部分為尾礦堆放占地,另外還包括露天采坑占地、采礦塌陷占地及為采礦服務(wù)的廠房、交通設(shè)施等占地。
1.1.2引發(fā)多種地質(zhì)災(zāi)害。主要包括地面塌陷、沉降、地裂縫和礦井突水等。
1.1.3破壞地下水資源。采礦使地下水均衡系統(tǒng)得到破壞,引起地表缺水嚴重,影響了礦區(qū)人們的生活質(zhì)量。
1.1.4“三廢”(廢石、廢水、廢氣)問題嚴峻。艾維爾溝礦區(qū)每年產(chǎn)生的廢石和尾礦巨大,年排放煤矸石449346噸,尾礦134804噸,粉煤灰14183 噸,占用土地,污染環(huán)境;礦山礦井水經(jīng)處理后排放艾維爾溝河,加劇了區(qū)域性水體污染;采礦產(chǎn)生的大量廢氣、煙塵、SO2,和C0,導(dǎo)致空氣濁化,酸雨區(qū)擴大。
1.1.5破壞地貌景觀。礦山開采造成對山體和自然景現(xiàn)的破壞嚴重。
2、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的對策
礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)是一個對因采礦造成生態(tài)破壞和環(huán)境污染區(qū)域采取科學的治理措施,使其恢復(fù)到期望狀態(tài)的過程。要做到開采資源的同時,對區(qū)域生態(tài)環(huán)境進行保護。
2.1指導(dǎo)思想
礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的修復(fù)是一個涉及多學科的交叉性系統(tǒng)工程,要求各學科的專家通力合作,在礦山開發(fā)及修復(fù)的全過程中對礦山生態(tài)環(huán)境給予超前的、動態(tài)的保護和恢復(fù)。
由于在礦產(chǎn)資源的開采中,礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境破壞大多都是可以預(yù)見的,因此,生態(tài)環(huán)境的修復(fù)應(yīng)開展于礦區(qū)資源開發(fā)的各個階段,從勘探、設(shè)計到生產(chǎn)直至報廢,都應(yīng)始終貫穿著恢復(fù)環(huán)境的思想,超前采取各種治理措施,盡可能地減小對礦區(qū)環(huán)境的破壞。在資源的開采過程中,應(yīng)及時對礦 區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、功能和破壞特征進行積極的調(diào)控,將礦區(qū)重建為一個可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)。應(yīng)從礦區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟組成等方面進行綜合的規(guī)劃、評價和治理,使礦山的開發(fā)更加科學合理,從而降低環(huán)境修復(fù)的難度,使礦區(qū)的生態(tài)恢復(fù)工作高效而經(jīng)濟地進行。
2.2典型技術(shù)
2.2.1針對沉陷礦區(qū)的復(fù)墾技術(shù)
沉陷是礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題中較常見的一種,治理措施主要包括:疏排法、挖深墊淺法,修整法、填充法等幾種復(fù)墾技術(shù)。疏排法采用建屯排水溝等合理的排水措施.再加以必要的地表整修,即可使小面積積水的區(qū)域并得以恢復(fù)。此法一般應(yīng)用于潛水位不高、地表下沉不大,正常的排水措施即可見效的礦區(qū)。對于沉陷較深,且有積水的高、中潛水位地區(qū),可采用挖深摯淺法,即在沉陷較深的位置再挖深,而將挖出的土方填埋到沉陷較淺的區(qū)域,形成的水塘和耕地可以同時從事水產(chǎn)養(yǎng)殖和種植業(yè),以獲得較高的經(jīng)濟效益。修整法應(yīng)用于淺水位沉陷土地無積水的情況下,主要通過將礦區(qū)改造成梯田等方式恢復(fù)利用土地。此法的采用需要綜合考慮工程量、坡度、坡向及灌溉等多方面的條件。填充法一般利用礦區(qū)附近既有的材料(如煤矸石)填充沉陷地區(qū)以實現(xiàn)復(fù)田綠化。由于填充法可以同時解決沉陷礦區(qū)復(fù)墾和礦山固體廢棄物處理這兩個問題,因而具有較高的經(jīng)濟效益。但填充法可能造成二次污染,因此無污染填充材料的選取非常關(guān)鍵。除上述幾種方法外,生態(tài)工程復(fù)墾法目前也正在成為人們關(guān)注的焦點。此方法是一種綜合運用生物學、生態(tài)學、環(huán)境科學、農(nóng)業(yè)科學以及經(jīng)濟學和系統(tǒng)工程學的理論,利用生態(tài)系統(tǒng)的物種共生和物質(zhì)循環(huán)等原理,結(jié)合系統(tǒng)工程方法,對遭到破壞的土地進行多層次利用,以達到持續(xù)發(fā)展的復(fù)墾目的的工藝技術(shù)。
目前,焦煤集團高度重視生態(tài)綜合整治并制定生態(tài)綜合整治原則原則,1、減少荒漠化擴大的原則 ;2、自然資源損失的補償原則;3、自然生態(tài)體系受損區(qū)域恢復(fù)原則;4、人類需求與生態(tài)完整性維護相協(xié)調(diào)的原則;5、避讓原則6、最小化原則;7、減量化原則;8、修復(fù)原則;9、重建原則。礦區(qū)煤礦生態(tài)環(huán)境綜合整治危害性滑坡、裂縫等沉陷災(zāi)害的治理率達到100%。近兩年,焦煤集團塌陷區(qū)治理共計資金投入2500萬元。事實證明,其具有較大的社會綜合效益。
2.3綠化技術(shù)
近年來,焦煤集團在礦山固體廢棄物的綜合利用方面已經(jīng)取得了一些成功經(jīng)驗,但其綜合利用程度總體仍不足45%,因此,綠化造林作為礦山固體廢棄物堆區(qū)域環(huán)境修復(fù)的有效途徑,其重要性也越來越突出。由于礦山固體廢棄物堆坡陡且較松散,立地條件差,不利于植物的生長,所以在綠化造林前,應(yīng)首先采用穴坑整地法或梯田整地法,對地表進行平襤工作。選擇植物的品種時,要結(jié)合當?shù)氐耐寥?、氣候條件,選擇耐旱、耐貧瘠,生長快、且根系發(fā)達的品種,并遵循喬、灌,花草混植和先綠化品種后經(jīng)濟品種的原則。在植物的種植方式上,要針對不同植物的品種分別選擇適宜的種植方式。焦煤集團礦區(qū)公園充分利用煤矸石填坑綠化,綠化面積達到20萬平方米,得到了礦區(qū)職工的好平。實踐證明,根據(jù)礦區(qū)冬暖夏涼的氣候條件,對落葉喬木、灌木等應(yīng)采用少鼉配土栽植,對常綠樹種則應(yīng)采取帶土球移植的方法,而對于草本植物采用拌土播撒或沾泥漿等方法種植較為適宜。
2.4污染土壤修復(fù)技術(shù)
礦區(qū)土壤的污染一般以重金屬污染為主,目前治理土壤重金屬污染的方法有:固定/穩(wěn)定修復(fù)法、去除法和隔離法等。在有條件的地區(qū)聯(lián)合使用這幾種方法,可以取得更好的修復(fù)成果。固定/穩(wěn)定修復(fù)法是指運用各種物理、化學及生物的方法將土壤中的污染物穩(wěn)定或固定在土壤中,降低其在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性。去除法也需要運用物理、化學或生物的方法。物理方法主要是用機械、人工等措施將污染t壤挖出、運走,化學方法則利用化學試劑對土壤進行清洗而去除污染物。這兩種方法都具有成本高、可能造成二次污染的缺點。生物方法可以利用超累積植物去除污染物,此方法經(jīng)濟、安全,但植物品種少,修復(fù)速度慢。隔離法使用水泥、粘土等各種防滲材料,將污染土壤就地與未污染土壤或水體分開,從而達到阻止污染物擴散的目的。此方法一般用于污染嚴重、易擴散且污染物可在一段時間內(nèi)自動分解的情況使用。
3結(jié)語
礦山生態(tài)環(huán)境的治理是一項工作量巨大的系統(tǒng)工程,由于礦山數(shù)景眾多,生態(tài)環(huán)境問題嚴重,礦區(qū)環(huán)境恢復(fù)就更加具有長期性、艱巨性和復(fù)雜性。只有將生態(tài)壞境的修復(fù)作為礦區(qū)建設(shè)的首要任務(wù),才能營造適宜人們生存發(fā)展的空間,滿足城市經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的需要。
參考文獻
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