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關(guān)鍵詞:橋梁工程 概念設(shè)計 產(chǎn)品概念化
中圖分類號:U442 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)06(a)-0059-01
為滿足人類之間的實踐交流、跨越空間障礙的需求,政府部門投資建設(shè)了多數(shù)橋梁,隨著社會的發(fā)展,橋梁也需要不斷的地更新、改造?;跇蛄汗こ淘谏鐣?jīng)濟發(fā)展中的重要地位,作為橋梁建造開端的橋梁設(shè)計顯得尤為重要。而橋梁的概念設(shè)計是具體設(shè)計的先導(dǎo),是對橋梁設(shè)計的總體把握與構(gòu)思,其思想貫穿橋梁設(shè)計的全過程,并隨著項目的進(jìn)行而不斷完善。在橋梁建造工程中,高達(dá)70%以上的生產(chǎn)成本取決于概念設(shè)計,做好橋梁工程的概念設(shè)計才能造出“精品”橋梁,才能從根源上節(jié)約工程的建造價值,提升美學(xué)內(nèi)涵。
1 橋梁工程概念設(shè)計綜述
1.1 橋梁概念設(shè)計的過程
橋梁的概念設(shè)計主要是在一定經(jīng)濟條件下,提出滿足結(jié)構(gòu)造型要求、耐久性和使用功能要求、滿足形變與受力要求的合理設(shè)計方案?,F(xiàn)行的橋梁建設(shè)主要以結(jié)構(gòu)設(shè)計與橋梁施工為核心,按照時間進(jìn)行相關(guān)組織與實施,設(shè)計人員的主要職責(zé)是依照必要規(guī)范產(chǎn)生經(jīng)濟安全的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。橋梁的概念設(shè)計活動除包含上述功能外,還要綜合考慮影響設(shè)計初步階段的環(huán)境、人文、美學(xué)等要素,完善了傳統(tǒng)設(shè)計的表現(xiàn)手法與設(shè)計理念。
1.2 橋梁的產(chǎn)品化概念設(shè)計
橋梁是一種特殊產(chǎn)品,它具備土木工程結(jié)構(gòu)的基本特征,也具備產(chǎn)品的一般屬性。橋梁產(chǎn)品的建設(shè)規(guī)模大、投資巨大;橋梁的建造一般由政府根據(jù)社會、經(jīng)濟、交通需求確立實施,與市場關(guān)系較小;橋梁的使用年限長,達(dá)到壽命后將成為廢棄物,在其長壽命周期內(nèi)需具備抵御環(huán)境侵害的能力。鑒于產(chǎn)品概念設(shè)計的思想和橋梁概念設(shè)計的重要指導(dǎo),將現(xiàn)有的橋梁概念設(shè)計內(nèi)容從橋梁設(shè)計各步驟里提煉歸納出來,形成如下的橋梁概念設(shè)計新思路。
(1)設(shè)計定位階段主要包含環(huán)境總體分析、使用方式分析、用戶群體分析和壽命期成本分析這四個層次[2]。只有充分分析影響橋梁設(shè)計的主客觀因素,才能合理定位設(shè)計走向。環(huán)境分析主要是對擬建橋區(qū)的水文、地形、氣象、地質(zhì)等條件的分析,這將決定了橋梁設(shè)計的抗震、抗風(fēng)設(shè)計需要;橋梁的用戶群體主要是社會、業(yè)主和生態(tài)環(huán)境,設(shè)計中要注重橋梁的生態(tài)性、安全性、景觀美學(xué)性、經(jīng)濟性等;使用方式?jīng)Q定了線性布置、建設(shè)規(guī)模的大小、上下部結(jié)構(gòu)設(shè)計、斷面布置等;壽命期成本主要包含間接成本、直接成本和災(zāi)害事故成本。橋梁概念設(shè)計的主體由設(shè)計、施工、運營、管養(yǎng)等多單位與部門構(gòu)成,在其壽命期內(nèi)的所有部門被稱作利益共同體。
(2)方案初擬階段是在對橋梁概念設(shè)計精準(zhǔn)定位后,從結(jié)構(gòu)體系、橋位、景觀、橋梁造型、施工方案等方面擬定橋梁建造的初步方案。橋位選擇將決定工程造價、施工和運營的安全性、施工操作的難易程度;結(jié)構(gòu)體系的選擇要注意結(jié)構(gòu)的可達(dá)到性和可維護(hù)性,為今后的橋梁檢修提供便利條件,整體節(jié)約橋梁壽命期的總成本;橋梁的造型與景觀設(shè)計要以工程師為主導(dǎo),同時邀請建筑師及其他專業(yè)人員加入,形成合理的設(shè)計模式;施工方案直接影響著橋梁工程的質(zhì)量、安全、工期,在考慮結(jié)構(gòu)、線性、橋位條件之后形成了初步的施工方案。經(jīng)反復(fù)對比分析,篩選出兩三個可行的推薦方案。
(3)方案比選階段的主要工作是依據(jù)項目的相關(guān)規(guī)定和工程師的相關(guān)經(jīng)驗,從若干推薦方案中擇優(yōu)選取最終設(shè)計方案。經(jīng)濟指標(biāo)是大多數(shù)橋梁最終方案決定的關(guān)鍵性要素,但在一些景區(qū)橋梁或標(biāo)志性大橋的設(shè)計方案比選中,景觀美學(xué)價值也是不容忽視的重要因素。
1.3 橋梁概念設(shè)計的階段劃分
橋梁的概念設(shè)計工作主要集中在工程的可行性分析、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計三個階段。這三個階段設(shè)計橋梁工程的技術(shù)層面的具體細(xì)部與結(jié)構(gòu)設(shè)計,具體每階段的概念設(shè)計內(nèi)容如表1所示。
2 橋梁設(shè)計的前沿設(shè)計理念
這里主要介紹三類較具代表性的設(shè)計理念,即橋梁的耐久性設(shè)計理念、橋梁的生態(tài)性設(shè)計理念和橋梁的全壽命周期設(shè)計理念。
(1)耐久性設(shè)計理念是指在橋梁的設(shè)計使用期限內(nèi),保證橋梁的安全性、使用性及外觀功能的設(shè)計理念。耐久性的設(shè)計需要在明確設(shè)計中可能的侵蝕類型和不同狀況下的耐久性要求;評估特定條件下的侵蝕嚴(yán)重程度;明確橋梁的各個構(gòu)件對侵蝕作用的防護(hù)水平與防護(hù)方法;提出設(shè)計、養(yǎng)護(hù)、維修等后續(xù)方案。
(2)橋梁的生態(tài)設(shè)計理念是充分利用生態(tài)學(xué)的設(shè)計思想,綜合考慮橋梁相關(guān)的生態(tài)環(huán)境,在橋梁的設(shè)計規(guī)劃中,提出滿足人們需求且與生態(tài)環(huán)境和諧共存的設(shè)計方案。生態(tài)設(shè)計中要堅持生態(tài)保護(hù)的原則,盡可能選取對周圍植被、水文、氣候破壞程度最小的施工方法,嚴(yán)格控制施工范圍;施工堅持使用清潔能源,選取無毒無害的裝飾與建造材料,從而利于橋梁報廢后的物料回收;橋梁建造需保證施工工藝先進(jìn)、材料先進(jìn)、設(shè)計和施工組織合理。
(3)橋梁的全壽命周期設(shè)計包含橋位的規(guī)劃、方案的設(shè)計、性能的分析、詳圖的設(shè)計、建造的施工、管理的養(yǎng)護(hù)和拆除這幾個階段的全面規(guī)劃和系統(tǒng)考慮,從而達(dá)到最優(yōu)目標(biāo)。橋梁的全壽命周期設(shè)計將使用、資金、文化、生態(tài)等需求細(xì)化成具體指標(biāo),并采用恰當(dāng)?shù)姆绞綄崿F(xiàn)橋梁壽命周期的各類指標(biāo)要求。
3 結(jié)語
本文介紹了橋梁概念設(shè)計的具體定義、相關(guān)特點、設(shè)計的步驟和流程,并從定性分析、經(jīng)驗積累、合理估算的基礎(chǔ)上總體把握橋梁設(shè)計構(gòu)思。借鑒產(chǎn)品設(shè)計的成熟經(jīng)驗,將橋梁作為產(chǎn)品,嘗試橋梁的產(chǎn)品化概念設(shè)計,進(jìn)而深入探討工程的可行性研究、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計三個階段的技術(shù)層面的橋梁概念設(shè)計。最后,介紹了現(xiàn)今的一些前沿橋梁概念設(shè)計理念,如生態(tài)設(shè)計理念、耐久性設(shè)計理念、全壽命周期設(shè)計理念等,對以后的橋梁概念設(shè)計發(fā)展有一定的啟迪意義。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程 政策 認(rèn)知 制度
中圖分類號:S718.45 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-098X(2014)07(a)-0091-01
近年來,我國的經(jīng)濟得到了快速發(fā)展,在經(jīng)濟不斷發(fā)展過程中,環(huán)境方面卻出現(xiàn)了越來越差的情況,人們的生活環(huán)境也出現(xiàn)了很大的變化。因此,人們對環(huán)境保護(hù)問題更加的重視,經(jīng)濟發(fā)展過程中以犧牲環(huán)境為代價給人們的生活帶來了很大的影響,尤其對人們的身體健康狀況帶來了很大的影響。現(xiàn)在,由于環(huán)境污染問題導(dǎo)致的病害在不斷發(fā)生,因此,在經(jīng)濟社會發(fā)展過程中要對環(huán)境保護(hù)問題更加重視,這樣是對人們的生活質(zhì)量進(jìn)行提高,同時也是為了保證人們的身體健康狀況不會受到影響。
林業(yè)工作中的重點―― 現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程,也是林業(yè)建設(shè)的具有現(xiàn)實性的工作?,F(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程在建設(shè)過程中離不開政府的支持,同時,也要社會各方面的理解和認(rèn)同,這樣能夠在制度、認(rèn)知以及政策上進(jìn)行更好的調(diào)整,同時,也能促進(jìn)現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程理論得到更好的發(fā)展,對林業(yè)建設(shè)工程有很大推動作用。
1 現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程的概念
現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程在概念方面并沒有形成統(tǒng)一的認(rèn)識,因此,在沒有形成統(tǒng)一的概念。通常情況下,都是以林業(yè)資源為中心,同時,在發(fā)展過程中,建立了一套相互匹配的系統(tǒng),對社會關(guān)系、植物以及動物的關(guān)系進(jìn)行了重新的組合,這樣能夠更好的發(fā)揮林業(yè)工程的環(huán)境保護(hù)作用以及促進(jìn)經(jīng)濟社會發(fā)展的作用。林業(yè)、生態(tài)以及經(jīng)濟共同發(fā)展,對新時期社會經(jīng)濟的發(fā)展有具有很大的推動作用。隨著環(huán)境,生態(tài)的不斷發(fā)展,現(xiàn)代林業(yè)有了很大的發(fā)展。
2 現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程的產(chǎn)生背景
近年來,我國生態(tài)及環(huán)境受到了嚴(yán)重的破壞,同時,生態(tài)以及林業(yè)資源在使用方面也出現(xiàn)了一定的問題,人們在生活中對經(jīng)濟效益的追求出現(xiàn)了過熱情況,導(dǎo)致自然環(huán)境受到了很大的破壞,同時,林業(yè)資源的開采數(shù)量也在不斷增加,因此,導(dǎo)致林業(yè)資源出現(xiàn)了快速下降的情況,林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)了瀕臨崩潰的情況。在新時期要對林業(yè)進(jìn)程及速度進(jìn)行調(diào)整,形成社會,生態(tài)效益,經(jīng)濟共同發(fā)展的情況。在這種情形下,現(xiàn)在生態(tài)林業(yè)又有了新的理念,對傳統(tǒng)的封育以及保持方式進(jìn)行了調(diào)整,同時,在發(fā)展方面也融入新的理念,對水土資源、林業(yè)資源、地質(zhì)資源進(jìn)行了全面的開發(fā),對資源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展非常重視,這樣對林業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展也非常有利。
3 現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程的建設(shè)
3.1 加強現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程的政策指引
現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程在發(fā)展過程中要對政策引導(dǎo)非常重視,近年來,經(jīng)濟建設(shè)對環(huán)境帶來了很大的破壞,因此,在林業(yè)建設(shè)方面,要建設(shè)相關(guān)政策,打造全新的生態(tài)林業(yè)工程,同時,對集體和個人利益進(jìn)行保護(hù)。在生態(tài)林業(yè)工程建設(shè)方面,退耕還草、退耕還林、封山育林是非常常見的方式,但是,這些方式在實施過程中會對一些人員的利益帶來很大的影響,在這種情況下,要對各方面的利益都進(jìn)行保護(hù),同時,保證政策實施的效果。生態(tài)林業(yè)工程建設(shè)方面,政策積極可行才能更好的推動生態(tài)林業(yè)工程的建設(shè),同時,也能為經(jīng)濟建設(shè)提供保障。政府在建設(shè)方面進(jìn)行引導(dǎo)和規(guī)范非常重要,對生態(tài)保護(hù)、環(huán)境改善以及防護(hù)其他問題出現(xiàn)具有很好的效果,因此,也能更好的體現(xiàn)生態(tài)林業(yè)工程建設(shè)的價值。
3.2 保護(hù)現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程各主體經(jīng)濟利益
現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程在建設(shè)過程中不可避免的會對一些人員的經(jīng)濟利益帶來一定的影響,通常情況下涉及到個人、集體以及國家的利益,在這種情況下,國國家的相關(guān)政策要對現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程建設(shè)給予高度重視,同時,在具體實施過程中要給予大力支持。在政府的層面上要對現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程做出政策、財稅上的傾斜,加大并加快林業(yè)建設(shè)的質(zhì)量與力度。要給予現(xiàn)代林業(yè)工程資金,打造更深層次的支持。
3.3 建立現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程的正確認(rèn)知
傳統(tǒng)林業(yè)工程和林業(yè)工作只關(guān)心單一的目標(biāo)與結(jié)果的關(guān)系,目的也僅僅在于林業(yè)經(jīng)濟效益的取得,不少人認(rèn)為林業(yè)就是木頭,認(rèn)為用材林才是林,造林就是刨坑栽樹,農(nóng)用防護(hù)林就是大小方田林網(wǎng),這種傳統(tǒng)意識嚴(yán)重限制了現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程在這些地區(qū)的開展。落后的林業(yè)觀念使得林業(yè)的概念被劃分得越來越細(xì),一些工程的開展得不到當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷闹С?,比如,在一些地區(qū)為了提高對空氣污染的修復(fù)、林下空間的利用、種間特性的利用等,種植一些林下的灌木、園林樹木、中草藥等,很多地方的群眾認(rèn)為這樣的做法不實惠,都是擺設(shè),沒什么實際用處,因此,失去了示范作用和說服力。現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程更關(guān)注和經(jīng)營技術(shù),關(guān)心木本植物的種間和種內(nèi)關(guān)系以及林分的結(jié)構(gòu)功能、物流與能量流等方面的深層次相互關(guān)系,力主在加強宣傳力度,培養(yǎng)人民群眾的現(xiàn)代林業(yè)意識的基礎(chǔ)上,使人們可以正確區(qū)分傳統(tǒng)林業(yè)與現(xiàn)代林業(yè),形成對現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程的支撐,進(jìn)而實現(xiàn)現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程的綜合價值。
3.4 完善現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程的相關(guān)法律制度
規(guī)范化和法制化是現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程建設(shè)的基礎(chǔ),是確?,F(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程質(zhì)量的出發(fā)點,也是現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程順利進(jìn)行的重要保障,因此,各級政府需要根據(jù)各地實際情況,及時完善和補充相關(guān)的法律法規(guī),保障現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程建設(shè)的順利開展。實踐操作中,各級政府可以把現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程建設(shè)的開展力度、開展情況、相關(guān)法律制度的完善納入領(lǐng)導(dǎo)的工作業(yè)績考核中來,對于由于領(lǐng)導(dǎo)方式、能力、態(tài)度等問題導(dǎo)致的現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程建設(shè)工作開展不力,甚至造成工期延誤的,要給予相應(yīng)的懲罰;而對于能積極履行職責(zé),能夠認(rèn)真協(xié)調(diào)組織好生態(tài)工程建設(shè)的實施,保障工程順利開展的要給與適當(dāng)?shù)莫剟?,真正形成以現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程建設(shè)為中心的制度體系和法律體系,推進(jìn)現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程的深化和提高。
4 結(jié)語
現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程發(fā)展過程中要對建設(shè)時機以及發(fā)展形勢進(jìn)行必要的分析,因此,文章對現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程的概念進(jìn)行了分析,同時,對生態(tài)林業(yè)工程出現(xiàn)的背景,以及在發(fā)展過程中經(jīng)常會遇到的問題進(jìn)行了分析,希望在制度、政策以及經(jīng)濟性方面有更好的發(fā)展,對現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)工程的建設(shè)會有非常好的促進(jìn)作用。經(jīng)濟社會在快速發(fā)展過程中,對生態(tài)環(huán)境帶來了很大的破壞,因此,在林業(yè)發(fā)展過程中,形成有機以及科學(xué)的體系,對保證生態(tài)、經(jīng)濟以及社會效益共同發(fā)展非常有利。同時,也能更好的促進(jìn)林業(yè)整體發(fā)展的效果。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:生態(tài)修復(fù) 生態(tài)恢復(fù) 生態(tài)演替 生態(tài)工程
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(hù),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(xué)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(dá)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(xué)稱為生態(tài)學(xué),研究生命體以外的無機環(huán)境的科學(xué)稱為環(huán)境學(xué)。生態(tài)修復(fù)的研究與實踐離不開環(huán)境學(xué)和生態(tài)學(xué),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(xué)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(zhǔn)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(xué)原理研究、認(rèn)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(xué)。環(huán)境生態(tài)作為概念不易理解,但環(huán)境生態(tài)學(xué)無疑是科學(xué)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(fēng)、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(yán)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(dāng)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(jìn)程發(fā)生變化,嚴(yán)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(dāng)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(dāng)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(dāng)干擾嚴(yán)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(biāo)。
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(rèn)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(xué)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(jìn)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(xué)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Exxon Val-dez油輪泄油造成污染的阿拉斯加海海面進(jìn)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(jì)60年代,美國生態(tài)學(xué)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(xué)與環(huán)境生態(tài)學(xué)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)
論文摘要:城市濱水護(hù)岸由于其特殊的地理位置和景觀環(huán)境。越來越受到人們的重視。本文從城市護(hù)岸發(fā)展的歷史出發(fā)。對護(hù)岸的發(fā)展趨勢進(jìn)行了闡述。
縱觀人類城市的發(fā)展史,城市多選址于濱水區(qū)。這是因為河流能為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供便利并解決人們生活上對水的需求而且濱水風(fēng)光能讓人們在精神生活上得到滿足。然而,由于水患危害,又使人類不斷地與洪水奮爭。在這期間城市護(hù)岸的主要功能是控制河流、防御洪水的一個重要的方法。城市護(hù)岸景觀也隨城市護(hù)岸功能的發(fā)展而發(fā)生著變化,主要有如下三個典型時期:
第一18世紀(jì)60年代以前(與自然相和諧的護(hù)岸景觀)
當(dāng)人類誕生后,直到伏羲時代,人們“逐水草而居”,“擇丘陵而處”,對洪水一直采取“躲避”的態(tài)度。到了神農(nóng)時代,經(jīng)濟有所發(fā)展,為了避免洪水的侵害,人們開始采取主動的姿態(tài),創(chuàng)造出了“潺”與“埋”的防洪方法?!?潺”是“以柴木奎水”,“埋,,是奎土填筑。我們的祖先很早就開始利用植物、木和土石等天然材料進(jìn)行護(hù)岸的建造。在我國,早在周代已有溝渠堤岸植樹的制度。戰(zhàn)國時,《管子》主張“大者為之堤,小者為之防,樹以荊棘,以固其地,雜之以柏楊,以備決水”。國外也有類似的記載,早在公元前28世紀(jì),歐洲凱爾特人和伊里利來人采用柳枝編織籬笆的技術(shù)來進(jìn)行防護(hù)。秦漢以后,一直到宋元,由于人們對水的性質(zhì)認(rèn)識不斷深人,護(hù)岸的材料使用也更加豐富。這時出現(xiàn)了使用樹枝、林秸、石頭等捆扎而成材料作為護(hù)岸的材料。這種手法在我們現(xiàn)代叫做“柴枕法”。到了明清,據(jù)記載的護(hù)岸有拋石、柳樹護(hù)岸、山石護(hù)岸與條石護(hù)岸。尤其出眾的是明代劉天和總結(jié)堤岸植柳經(jīng)驗,歸納為“植柳六法響。在材料應(yīng)用上,由于塊石取材方便與自然易融合,一直應(yīng)用在護(hù)岸建造當(dāng)中。
這一時期人類與自然和諧相處,城市護(hù)岸形式以自然形態(tài)為主,遵循自然河岸形式來進(jìn)行的。材料也多采用自然的山石、植物等材料,因此護(hù)岸景觀是以自然景觀為主體,體現(xiàn)了天然彎曲的河道和豐富的植物群落,護(hù)岸表現(xiàn)為城市景觀系統(tǒng)當(dāng)中的一部分,具有良性的生態(tài)循環(huán)體系。
第二18世紀(jì)60年代—20世紀(jì)初期(人工化的護(hù)岸景觀)
工業(yè)革命以后,工業(yè)化的急速發(fā)展和經(jīng)濟的迅速膨脹,使人們對自然的認(rèn)識發(fā)生了重大的改變。人定勝天的思想成為這一時期人類處理城市生態(tài)問題的普遍觀點,人類和自然之間的天平發(fā)生傾斜。這一時期人類對于城市護(hù)岸也采用了強制性的措施,利用高大硬質(zhì)的防護(hù)堤遏制河水的侵?jǐn)_,應(yīng)用緊束河腰、裁直河道等措施來爭取更多的城市用地化。造成城市的護(hù)岸景觀環(huán)境遭到強烈的干擾,使其生態(tài)失衡、景色單調(diào)、親水困難,同時蓄積了更大的洪水災(zāi)害和生態(tài)災(zāi)難。
第三20世紀(jì)早期至今(城市護(hù)岸的生態(tài)景觀)
久治不愈的洪水災(zāi)害和人水相隔的痛苦,使人們不斷的反思。經(jīng)過200多年的思索終于頓悟:“天下至柔者莫過于水,而攻堅強者莫能勝之,以其無以易之?!敝晾恚^而尋求人與自然和諧相處的良方。這一時期在歐洲率先進(jìn)行生態(tài)適應(yīng)性護(hù)岸的研究和實踐工作。1938年德國的Seifert首先提出了親自然河溪治理的概念20世紀(jì)50年代德國正式創(chuàng)立了近自然河道治理工程理論,提出河道的整治要植物化和生命化,從而使植物首先作為一種工程材料被重新應(yīng)用到工程生物治理之中20世紀(jì)70年代中期,德國開始了真正的河流治理生態(tài)工程實踐,對河流進(jìn)行了自然保護(hù)與創(chuàng)造的嘗試,被稱之為重新自然化。二戰(zhàn)后,世界范圍內(nèi)的城市濱水區(qū)開發(fā)熱潮,帶動了城市濱水護(hù)岸景觀的研究發(fā)展。20世紀(jì)70年代,瑞士、法國、奧地利、荷蘭等國也在河道治理中開始運用生態(tài)工程技術(shù)20世紀(jì)70年代末,瑞士Zurich州河川保護(hù)局建設(shè)部的ChristainGoldi將德國的Bittmann生物護(hù)岸法豐富發(fā)展為“近自然工法”,即拆除已建的混凝土護(hù)岸,改修成柳樹和自然石護(hù)岸,給魚類等提供生存空間,把直線形河道改修為具有深淵和淺灘的蛇形彎曲的自然河道,讓河流保持自然狀態(tài),這種方法在瑞士被稱為NaturanheWasserbau。到20世紀(jì)80年代,德國率先在世界提出了“近自然型河流”的概念,即河流規(guī)劃與建設(shè)應(yīng)以接近天然河流為標(biāo)準(zhǔn)。之后,德國開始在自身國內(nèi)進(jìn)行這一概念的落實一與實踐。1985年丹麥開始實施的河流復(fù)原工程?;謴?fù)原來的彎曲河道形式,在沖積平原地帶進(jìn)行濕地再造等。1989年美國的Mitsch和Jorgensn式探討了生態(tài)一程的概念并定義為“為了人類社會和其自然環(huán)境兩方面利益而對人類社會和自然環(huán)境的設(shè)計”20世紀(jì)90年代以來,美國將兼顧生物生存的河道生態(tài)恢復(fù)作為水資源開發(fā)管理工作必須考慮的項目,采用了近自然工法使生態(tài)環(huán)境得以良好恢復(fù),對河道的生態(tài)整治工程目前已經(jīng)擴大到整個流域尺度的整體生態(tài)恢復(fù)。受這觀念的影響舊本于20世紀(jì)90年代初開展了“創(chuàng)造多自然型河川計劃”,僅在1991年,日本全國就有多處試驗工程,在日本建設(shè)省第九次治水五年計劃中,對于河流采用多自然型河流治理法,采用植物護(hù)岸、石頭及木材護(hù)底的自然護(hù)岸,河段盡可能利用木樁、竹籠、卵石等天然材料來修建河堤,并將其命名為“生態(tài)河堤”。不得已使用混凝土的護(hù)岸,也按生態(tài)型護(hù)堤法進(jìn)行覆造。為挽救城市河流的生態(tài),日本政府采取了“放任自流”的辦法,使流經(jīng)城市河流兩岸重新草木蔥籠。堤壩不再用水泥板修造,而是改用天然石塊鋪砌,還給草木自然生長的空間。
林業(yè)生態(tài)工程是根據(jù)生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)與生態(tài)工程原理,針對自然資源環(huán)境特征和社會經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀所進(jìn)行的以木本植物為主題,并將相應(yīng)的植物、動物、微生物等生物種群人工匹配結(jié)合而形成的穩(wěn)定而高效的人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的過程。它本身包括著傳統(tǒng)的造林綠化內(nèi)容,一些成功的單項造林技術(shù)與新技術(shù)的篩選與應(yīng)用,但不是簡單“相加”與“拼盤,’;它的目的不僅只考慮經(jīng)濟效益,而是經(jīng)濟、生態(tài)、社會三大效益并重;它的全過程是配套技術(shù)合理組合的完整工藝流程。
二、林業(yè)生態(tài)工程的基本原理
1、系統(tǒng)論原理
人工生態(tài)系統(tǒng)的建造調(diào)控是生態(tài)工程的主要目的所在。我國著名科學(xué)家錢學(xué)森教授給“系統(tǒng)”所下的定義是“由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成的具有特定功能的有機整體”、凡是一個系統(tǒng)它應(yīng)具備如下特征。
1.1結(jié)構(gòu)的有序性
一個系統(tǒng)既然是廣有機整體,它本身必須具備自然或人為劃定的明顯邊界,邊界內(nèi)的功能具有明顯相對的立性。一片果園、一個人工林它與相鄰的系統(tǒng)是具有明顯邊界的,其功能與其他系統(tǒng)也是不同的。同時,每一個系統(tǒng)本身一定要有兩個或兩個以上的組分所組成。系統(tǒng)內(nèi)的組分之間具有復(fù)雜的作用和依存關(guān)系。作為人工林生態(tài)系統(tǒng),本身就包括著森林生物和森林環(huán)境兩大組分,而其兩大組分又可以自成系統(tǒng)(于系統(tǒng))。像森林生物要分成植物(林木與伴生植物)、動物(鳥獸、昆蟲)、微生物(真菌、細(xì)菌);從環(huán)境角度講,作為人工生態(tài)系統(tǒng)又應(yīng)當(dāng)分成自然環(huán)境和社會經(jīng)濟環(huán)境。這些組分形成了復(fù)雜的水平分離和垂直分離.
1.2系統(tǒng)的整體性
為一個穩(wěn)定高效的系統(tǒng)必然是一個和諧的整體,各組分之間必須具有適當(dāng)?shù)牧康谋壤P(guān)系和明顯的功能上的分工與協(xié)調(diào),只有這樣才能使系統(tǒng)順利完成能量、物質(zhì)、信息、價值的轉(zhuǎn)換功能。系統(tǒng)中某一個組分發(fā)生量的變化以后必然影響到其他組分的反應(yīng),最終影響到整個系統(tǒng)。林、眶生態(tài)工程設(shè)計、建造過程中一個重要任務(wù)就是如何通過整體結(jié)構(gòu)的建造而實現(xiàn)人工生態(tài)系統(tǒng)的高功能。
2、環(huán)境因子的綜合性
自然界中眾多個環(huán)境因子都有自己的計算單位,每個因子也都是對生物產(chǎn)生重大影響,在林業(yè)生態(tài)工程中要十分注意的是多項因子對生物群落的綜合作用。這種綜合影響的作用往往與單因子影響有巨大的差異。如何進(jìn)行多因子綜合評價對今后林業(yè)生態(tài)工程研究是十分重要的。
3、食物鏈原理
食物鏈與食物網(wǎng)是生態(tài)學(xué)的重要原理,食物鏈與食物網(wǎng)中的綠色植物通過葉綠素使太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存于植株之中,所以,稱綠色植物為“生產(chǎn)者”。綠色植物被草食動物所食,草食動物被肉食動物吃掉,這些動物中有的吃草,有的吃其他動物以維持其生命。植物和動物殘體又可為小動物和低等生物分解、以這種吃與被吃關(guān)系形成的關(guān)系稱之為食物鏈關(guān)系。后兩者分別稱之為“消費者”和“分解者”。
4、擴大視野,修正傳統(tǒng)林業(yè)概念
多少年來我國大農(nóng)業(yè)范疇一直存在著一個傳統(tǒng)觀念;農(nóng)業(yè)就是糧食、林業(yè)就是“大木頭”、畜牧業(yè)就是豬和雞。林業(yè)建設(shè)幾年來一直認(rèn)為用材林才是林,造林就是刨坑栽樹,農(nóng)業(yè)防護(hù)林就是大小方田林網(wǎng)。林越來越萎縮,概念越來越窄,專業(yè)越分越細(xì),將一個森林大系統(tǒng)分割得零零落落,把很多本來屬于林業(yè)范疇的東西,如中草藥、食用菌、野生動植物、野生花卉、香料植物甚至果樹都拒之門外。這種觀點對我國林業(yè)的發(fā)展是十分有害的。提出林業(yè)生態(tài)工程就是要歸還林業(yè)的本來面目,把林業(yè)作為一個完整的大系統(tǒng)來看待,發(fā)揮林業(yè)的綜合功能。
三、未來發(fā)展趨勢與展望
生態(tài)理論 生態(tài)園林論文 生態(tài)安全論文 生態(tài)農(nóng)業(yè) 生態(tài)環(huán)境 生態(tài)文明 生態(tài)旅游論文 生態(tài)旅游 生態(tài)學(xué)論文 生態(tài)園林 紀(jì)律教育問題 新時代教育價值觀