生態護岸游
① (一)濱岸生態護坡的原則與方法
1.濱岸生態護坡的原則
(1)穩定性
生態護坡要保證堤岸的穩定性。岸坡的穩定性設計需要結合試驗資料和已建生態護坡工程的監測資料,對水力參數和土工技術參數進行評估,找出造成不穩定的主要因素,然後根據實際情況選用護岸形式,提高岸坡的穩定性和安全性。
(2)保護生物多樣性
生態護坡與傳統護坡最大的區別就在於生態護坡將生態學理論納入護岸設計當中。首先,以生態學為基礎,將生物種群作為設計的核心,考慮護岸連接長度和寬度對生物生存與繁衍的制約;其次,注意保護生物的多樣性和食物鏈網的復雜性,積極為水生生物、兩棲動物創造棲息、繁衍的環境。這樣既有利於恢復和保護河流生態環境,又有利於提高河流的自凈能力。
(3)因地制宜
在設計時要充分考察當地的地質、水文、環境條件和生物種群,因地制宜,盡量選用當地材料以降低工程成本;植物的配置也應以鄉土植物為主,合理布局,保證較高的生物種群異質性。
(4)景觀性
水環境景觀是城市、鄉村景觀的重要組成部分,在進行生態護坡規劃時,要以自然、生活、空間、歷史和文化為線索,充分了解與認識當地的自然環境與人文景觀,以便將生態護岸與當地的景觀文化融為一體。
2.濱岸生態護坡改造途徑
長期以來,漿砌石或混凝土結構等剛性材料憑借其結構簡單、穩定性強、機械化施工程度高等優點被廣泛應用於河道堤岸護坡工程中,人們多注重的是工程本身行洪、泄洪和抗沖刷等能力的發揮,而往往忽視工程對生態環境及景觀的影響。隨著社會的發展和人們環保意識的加強,堤岸護坡工程的生態環境效應愈來愈被重視,傳統的砌石或混凝土護坡工程正在逐步被棄用,尤其在經濟發達地區的城市河道整治中。取而代之的是一種融現代水利學、環境學、生物學、生態學、美學等多學科為一體的新型生態護岸技術。它在確保河道基本功能的同時,通過特殊材質的選擇、高異質生境空間的培育及富有生物多樣性的群落營造,從而構建優美的自然景觀和人文景觀。
早在20世紀80年代末,瑞士、德國就提出了「自然型護岸」技術。20世紀90年代初,日本把長達50年公路生態護坡技術應用於城鎮河道建設而提出「親水」觀念,並推出了植被型生態混凝土護坡技術。同時,美國、法國、荷蘭等發達國家也分別採用不同的生態技術,營造優美的堤岸生態景觀。盡管我國相關研究相對較晚,但近年來在廣大科研人員的努力下,無論在生態護坡理論研究,還是工程應用上均取得了長足的發展。其中包括周躍、陳明曦等對坡面生態工程的基本原理的探索,鄢俊等對各種植草護坡種草的關鍵技術研究,盧志靈、季水興等針對不同河道特點的生態型護坡結構形式研究,何江華對生態格網工藝、郭忠義等對生態磚、陳海波對網格反濾生物組合以及胡海泓、劉娜娜、林發水,等對不同護坡形式及技術均進行了較為詳細的研究。以上諸多研究主要針對不同護坡的結構進行設計研究,也有部分是對護坡植物選擇的研究。但是,對於護坡植物的跟蹤調查研究較少,尤其從能反映群落穩定性的生物多樣性角度,對護坡植被跟蹤的研究尚未見報道。
發達國家對環境和生態退化的問題認識較早,很早就開始研究傳統的護坡技術對環境與生態的影響,認為傳統的混凝土護岸會對環境帶來不良影響,從而引起生態退化為了更有效保護河道岸坡和生態環境,提出了一些生態型護坡技術。
生態護坡技術在我國起步較晚,目前參考國外經驗及根據國內自身工程特點及有關工程經驗,已形成一定的生態護坡改造技術,主要有以下幾種途徑。
(1)變硬質駁坎為軟質護岸
該方法盡量減少漿砌塊石等硬質駁坎的使用,在場地條件允許、結構保證可靠的前提下,改用松木樁、樹根樁結合植被綠化覆蓋等手段改造河道;必須使用到硬質駁坎的地方,採用水下式硬質駁坎結合水上生態護坡的形式增加河道親水性、生態性。
(2)景觀改造
該方法使河道工程改造與景觀改造完全的結合在一起,設置由高大喬木、低矮灌木、花草、魚巢、水草、動物沿灘地、迎水邊坡、坡腳及近岸水體等組成河坡立體生態體系,導入城市文化,使城市河流不僅呈現為一種自然景觀,更蘊涵著豐富的文化內涵,既是自然要素也是一種文化遺產。
(3)設置功能親水構築物
河口、海岸設置遊船碼頭、親水平台、河埠頭等親水構築物,結合自然生態島、景觀橋、廊架、園路等景觀改造,方便居民在河岸休閑遊憩,使城市河道成為城市中遊玩、觀賞的景區。
(4)截污納管及河底疏浚
河口、海岸沿線多為農居及企業,過去雨、污合流自接排入河道,嚴重影響水質。根據沿海城市工程實踐,可以在沿河兩側埋設截污管,使雨、污合流排入市政污水主幹管中。對於污染嚴重而近期無市政出路的重點區域,可考慮設置小型生化處理臨時設施,以解決短期污染問題。為進一步改善河道水質,在實施截污工程及配水下程的同時,還應對河道底泥進行疏浚。
3.河口、海岸生態護坡的主要結構形式
實際應用中,河口、海岸生態護坡技術宜根據不同設計理念,針對不同區段,岸、坡結合,採用不同形式,協調一體化建設,以達到生態環保的要求。其主要結構形式有:
(1)景石護坡或石籠護坡
在水位變化處,可採用景石護坡及石籠護坡,亦具有控制河勢,抵抗沖刷,減少水土流失等功效,通過景石的堆砌,使岸線錯落有致,富於變化,具有一定的景觀美化效應。
(2)親水景觀平台
將河道護坡建成親水平台或親水走廊,與兩岸自然銜接,擴大綠化范圍,增加景觀節點。在場地上建造景觀等構築物,為人們提供體閑、觀景、活動的場所,使河道成為排澇防洪、綠化、景觀林閑、旅遊等多功能為一體的復合生態系統。
(3)樹根樁或松木樁護坡
樹根樁、松木樁結合植被綠化覆蓋的手段改造河道,可以增強河道的穩定性,保證河道的生態性,對於挖方段河道整治應用效果更好。
(4)護坡種植
發達根系固土植物在水土保持方面有很好效果,採用發達根系植物進行護坡固土,既可達到固土保沙,防止水土流失,又可滿足生態環保的要求,還可進行景觀造景。
(5)生態帶
根據岸坡地形地貌、土質和區域氣候等特點,在岸坡表面覆蓋一層土工合成材料,並按一定的組合與間距種植多種植物。通過植物的生長達到根系加筋、莖葉防沖蝕等目的。由於在坡面形成茂密的植被覆蓋,在表土層形成盤根錯節的根系,可有效抑制暴雨徑流對邊坡的侵蝕,增加土體的抗剪強度,減小孔隙水壓力和土體自重力,從而能大幅度提高岸坡的穩定性和抗沖刷能力。
(6)鋪設砌塊
在河口、海岸護坡或護岸結構中可以利用生態混凝土預制塊體進行鋪設,或直接作為護坡結構,既實現了混凝土護坡,又能在坡上種植花草,美化環境,使硬化和綠化完美結合。植被型生態混凝土具有較好的抗沖刷性能,上面的覆草具有緩沖性能。由於草根的「錨固」作用,抗滑力增加,草生根後,草上、混凝土形成一體,更加提高了堤防邊坡的穩定性。
(7)毛竹樁護坡
在水位變化處,毛竹樁護坡具有控制河勢,抵抗沖刷,減少水土流失,美化景觀等效應。
② (二)夾河綜合整治工程——生態濕地公園的建設
1.夾河濕地公園的平面布局
根據煙台市夾河開發建設規劃,結合煙台市飲用水水源地環境保護規劃,基於夾河濕地已有工作成果的深入研究與分析,初步選定夾河陌堂橡膠壩至入海口的河道、東珠岩村南側的沿河窪地、宮家島西側的綠島區及夾河河口為濕地工程建設區,進行濕地修復和水質凈化,構建以夾河為主幹,以夾河沿線的東珠岩濕地區、綠島濕地區和夾河河口濕地區為節點的「一廊、三區」河流濕地系統。工程建設總面積9799畝,其中,夾河河道走廊濕地系統長22.83km,佔地面積約6845畝、東珠岩濕地區佔地面積760畝、綠島濕地區佔地面積994畝、夾河河口濕地區1200畝。
濕地工程包括夾河河道走廊濕地區、東珠岩濕地區、綠島濕地區和夾河河口濕地區等四部分(圖9-4):
(1)夾河河道走廊濕地工程
採用堤岸生態修復+橡膠壩+生態滯留塘的工藝方案建設夾河河道走廊濕地。對陌堂橡膠壩(樁號22+830)至河口段的夾河河道進行改造,該段河道長22.83km,由於部分河段堤壩採用混凝土或漿砌石進行固化,阻斷河流與陸地生態系統的聯系,需要結合夾河防洪規劃和河道現狀進行生態護坡改造。利用已建的珠岩攔河閘(樁號20+580)、諸嘉橡膠壩(樁號16+800)、玉樹庄橡膠壩(樁號12+790)、大沙埠橡膠壩(樁號9+228)和宮家島橡膠壩(樁號4+070)形成多級河道滯留塘,結合護坡改造對岸邊淺水區進行土方調整和植物種植,對河槽與堤壩之間的灘地進行植物修復,進行水土保持,建設河道走廊濕地系統。本工程區佔地面積約6845畝。
(2)東珠岩濕地工程
對東珠岩村東側的夾河東岸灘地、荒地及部分農田實施退耕還濕工程。通過土方調整、局部疏浚淤積、修復濕地植被等措施,實現東珠岩濕地和夾河水系的貫通,擴大夾河濕地面積,提高夾河濕地系統的生態穩定性和河流的蓄洪補枯及涵養水源功能。該區佔地面積約760畝。
圖9-4 夾河流域生態濕地建設工程平面布置圖
(3)綠島濕地區
綠島濕地區位於夾河大橋上游,佔地面積為994畝。包括夾河西側的A區和東側的B區,A區佔地788畝,B區佔地206畝。對綠島A區局部進行水力疏浚,將零星分布的水塘打通,實現河道水系的貫通。根據水深和行洪要求配置水生植物,並對岸坡修復濕地植被,提高夾河濕地系統的生態穩定性。同時,在綠島B區與夾河之間的堤壩建設引水涵洞,實現B區與夾河幹流的貫通,對B區灘地進行植物修復和生態護坡建設。
(4)夾河河口濕地區
夾河河口濕地區位於夾河河口東側,佔地面積為1200畝。該區域主要為沼澤和濕窪地,葦草叢生,低潮時露出大片沼澤,沼澤與陸地交接地帶較寬,生長著各種鹽生與半鹽生植物,在沙壠與沙丘上尚可見不少沙生植物。對現存的濕地進行保護,並對濕地東側的煤灰場進行搬遷,進行濕地恢復。在保護好現有濕地資源的前提下,局部疏浚淤積濕地,修復濕地植被,加強保護設施建設,提高夾河河口濕地系統的生態穩定性。
2.東珠岩濕地公園生態修復措施
東珠岩濕地區位於煙台市夾河濱水開發區的上游,東南側緊鄰萊山機場,西南為東珠岩地段,工程區有兩條支流匯入夾河,分別為西側的勤河和南側的朱岩河。濕地工程規劃范圍具體如下:南側以夾河為界,東、北側均為新修的市政道路,西側與機場高速相交,規劃面積為760畝(不含夾河水面),呈三角形,東西最長為1260m,南北最寬為966m。工程區內地勢平坦,地面高程在11.2~14.90m范圍內,而珠岩攔河閘攔水水位為12.00m。
東珠岩濕地生態修復工程首先是對水域實施疏浚連通工程,將夾河水體引水濕地區,增加濕地水域面積和濕地蓄水量。其次,對水域土駁岸實施生態護坡和濕地植物栽種工程,主要為生態護坡、栽種濕地植物並兼顧景觀開發。夾河東珠岩濕地修復工程具體內容如下。
(1)水域疏浚
遵循現有夾河防洪規劃,在不擾動夾河防洪大堤的情況下,對工程區現有澇窪地、耕地進行開挖,在濕地區中心開挖滯洪庫塘,兼具滯洪、攔蓄和景觀綜合功能,滯洪庫塘佔地面積約190畝,設計底部高程為10.00m,水面高程為12.00m。在勤河和朱岩河河口處靠近濕地區一側分別建設引水涵洞,用於控制濕地區的引水和排水。設計建一貫通整片濕地外側的水道,水道寬度10.0m,水深2.0m,將引水閘門與滯洪庫塘連通,本項工程需貫通水道1500m。水系疏浚需開挖土方56.70萬m3。同時,需要對部分台田及荒地進行土方調整,以還原濕地本來面貌,在水道沿線開挖引水溝渠,水系涵蓋整個濕地區,設計塘、溪、池和濕地洲渚等景觀類型。本項工程需調整面積約220畝,開挖土石方約30.0萬m3,挖方可用於濕地圍堰、步行道和棲息島的建設。
新建涵洞垂直穿過現有堤壩,該閘單孔胸牆式涵洞,包括進口段、閘室段、洞身段和出口段等四部分。進口段順水流長度10.0m,採用八字翼牆與底板形成整體結構,為鋼筋混凝土結構;閘室順水流向長度5.0m,閘門為潛孔式平板鋼閘門,孔口尺寸為2.0m×2.0m,閘底板頂高程10.50m;洞身段為鋼筋混凝土箱涵,橫斷面2.0m×2.0m,進口洞底高程10.50m,底坡i=0,洞身長14.0m;出口順水流長度5.0m,採用八字翼牆連接,鋼筋混凝土結構。出口消能採用漿砌石護底。
(2)植物修復工程
基於工程區內整治後的地形,根據不同水深栽植不同水生植物;同時對濕地外側的耕地實施退耕還濕工程,種植蘆竹、杞柳及耐濕林木;並對濕地區內的道路實施綠化工程,種植紫穗槐、白蠟、垂柳等植物,護坡栽植草坪,通過採取以上措施來保護東珠岩濕地區的生態環境。
1)挺水、浮葉植物。對工程區內的耕地實施退耕還濕工程,種植蘆竹、杞柳等經濟植物;在灘地及淺水處(0~1.2m),可選擇具較強凈化能力的植物:濕生植物(水蔥、水芹和千屈菜等)、挺水植物(香蒲、蘆葦、茭白);水深較深處(1.0~1.5m),選擇具有凈化能力和觀賞能力的浮葉植物(蓮、野菱、睡蓮和芡實)。通過構建、修復灘地植被,以提高濕地系統的水質凈化能力及生態穩定性。
種植面積:300畝。
2)沉水植物。在濕地系統內的深水區(滯洪庫塘內),選種常見的喜溫、且具較強凈化能力的金魚藻、苦草、黑藻、紅線草及喜涼的菹草,不同植物分片進行種植。
設計參數:覆蓋率50%。
種植面積:230畝。
3)澇窪林地改造。在東珠岩濕地區現存部分澇窪地,現被當地農民種植速生楊,經濟和景觀效益不大;且外圍農田面源污染容易進入濕地區,進而污染飲用水水源地保護區的水質。基於以上現狀,在澇窪林地開展生態林業,林地樹種主要以濕生楊樹、柳樹、濕地松、池杉、水杉和落羽杉等,構建庫區灘地穩定生態系統,削減上游農田面源污染。在自然土坡種植草皮,草種選用當地常見草類。常見種類包括耐旱、耐濕灌木和草本:薔薇、結縷草麥冬、狗牙根、苜蓿等。該區域佔地面積230畝。
3.綠島濕地公園生態修復措施
綠島濕地區位於煙台市夾河濱水開發區的中下游,北側緊鄰同三高速路,西側為永福園路,東至宮家島村,南至紅旗西路、夾河自南向北穿過該濕地,其中綠島A區位於夾河西側,B區位於夾河東側。該區規劃面積為994畝(不含夾河水面),A區佔地788畝,B區佔地206畝。
目前,擬建綠島濕地區主要由台田、蘆葦地、水系和林地組成。綠島工程區土地布局如圖9-4所示。其中A區(夾河西岸)中的水面與夾河幹流只有一端相連,中間由半島狀堤壩隔開,水系流通不暢;B區(夾河東岸)主要由魚塘、水塘、灘地構成,夾河東堤將之與夾河隔開,水體得不到交換,且沿河傾倒垃圾現象屢禁不止,嚴重破壞了夾河濕地資源,惡化了夾河濕地的水情,直接減少了對洪水的調蓄的容積。原有的排澇渠、河淤積較為嚴重,形成小區域死水,不利於濕地系統的穩定性,需對其進行整治。綠島A區內水塘底部高程在0~1.5m范圍內,高地的高程在1.5~4.50m范圍內,原夾河大堤堤頂高程為8.0~8.5m;綠島B的水塘底部高程再0~1.5m范圍內。宮家島橡膠壩的攔水水位為2.50m。
綠島濕地生態修復工程首先是對水域實施疏浚連通工程,增加濕地水域面積,增加濕地蓄水量。其次,對水域土駁岸實施生態護坡和濕地植物栽種工程,主要為生態護坡、栽種濕地植物並兼顧景觀開發。綠島濕地修復工程具體內容如下:
(1)水域疏浚
1)綠島A區。遵循現有夾河防洪規劃,在不擾動夾河防洪大堤的情況下,對夾河西側的綠島A區內靠近同三高速路南側的現有澇窪地、土埂進行開挖,疏通水道,將濕地A區水塘和夾河的水系連通,設計建設一貫通整片濕地外側的水道,水道寬度12.0m,底高程0.50m,水深2.0m。本項工程需貫通水道950m,開挖土石方23000m3,挖方可用於生物島及步行道的建設。
由於圍墾圈圩等無序人類活動的干擾,部分自然濕地已被開發為台田和魚塘,現存的濕地生態系統中的水生植物也發生了嚴重退化現象。需要對部分台田及荒地進行土方調整,以還原濕地本來面貌。在水道沿線開挖引水溝渠,水系涵蓋整個濕地區,設計塘、溪、池和濕地洲渚等景觀類型。本項工程需調整面積約500畝,開挖土石方約50.0萬m3,挖方可用於濕地新建防洪大堤、步行道和棲息島的建設。
在綠島A區南側和西側新建防洪大堤,與現有夾河大堤連接。新建大堤長1338m,設計壩頂高程7.70m,寬6.0m,邊坡系數1:3。靠近濕地一側的迎水坡構建寬體斜坡護岸,堤岸坡角處採用了木樁+植物營養體束的護岸技術。
2)綠島B區。遵循現有夾河防洪規劃,在不擾動夾河防洪大堤的情況下,在夾河東堤靠近濕地B區南、北兩端分別建設引水涵洞,將綠島B區與夾河幹流貫通,實現水體交換。綠島濕地B區庫塘兼具滯洪、攔蓄和景觀綜合功能。綠島B區佔地206畝,庫塘水面佔地面積約165畝,設計底部高程為0.00m,水面高程為2.50m,攔蓄水量為27.5萬m3。
在B區庫塘沿線開挖引水溝渠,水系涵蓋整個濕地區,設計塘、溪、池和濕地洲渚等景觀類型。本項工程需調整面積約41畝,開挖土石方約5.5萬m3,挖方可用於濕地圍堰、步行道和棲息島的建設。
(2)植物修復工程
基於工程區內整治後的地形,根據不同水深栽植不同水生植物;同時對濕地區內的道路及岸坡實施綠化工程,種植紫穗槐、白蠟、垂柳等植物,護坡栽植草坪。通過採取以上措施來保護夾河濕地的生態環境。
1)挺水、浮葉植物。在灘地及淺水處(0~1.2m),可選擇具較強凈化能力的植物:濕生植物(菖蒲、黃花鳶尾、水芹和千屈菜)、挺水植物(水蔥、香蒲、蘆葦、茭白);水深較深處(1.0~2.0m),選擇具有凈化能力和觀賞能力的浮葉植物(蓮、野菱、睡蓮和芡實)。通過構建、修復水生植被,以提高濕地系統的水質凈化能力及生態穩定性。
種植面積:300畝。
2)沉水植物。在濕地系統內的深水區,選種常見的喜溫、且具較強凈化能力的金魚藻、苦草、黑藻、紅線草及喜涼的菹草,不同植物分片進行種植。
設計參數:覆蓋率50%。
種植面積:300畝。
3)綠化植物。在自然土坡種植草皮,草種選用當地常見草類。常見種類包括耐旱、耐濕灌木和草本:薔薇、結縷草麥冬、狗牙根、苜蓿等。在生產路兩側栽植垂柳、紫穗槐、白蠟、水杉和池杉等植物。
種植面積:394畝。
4.夾河河口濕地公園生態修復措施
夾河河口濕地區位於夾河河口東側、幸福南路以北,佔地面積為1200畝,呈三角形,東西平均寬為520m,南北長為1540m。工程區內地勢平坦,地面高程在0~2.0m范圍內,夾河東堤自南向北貫穿該濕地區。
夾河河口濕地工程區土地布局如圖9-4所示。該區域主要為沼澤和濕窪地,葦草叢生,低潮時露出大片沼澤,沼澤與陸地交接地帶較寬,生長著各種鹽生與半鹽生植物,在沙壠與沙丘上尚可見不少沙生植物。
規劃夾河濕地工程區內,在夾河東堤東側、幸福南路以北590m處現有1處煤灰沉澱池,佔地面積約205畝。長時間的煤灰堆放將區域內機周圍的植被覆蓋,對夾河河口濕地造成嚴重的破壞。
夾河河口濕地以生態保護為主,工程修復措施為:首先全面調查工程區內的濕地資源本底和環境狀況,重點保護好現有濕地資源和濕地環境,局部疏浚淤積濕地,修復濕地植被,並對煤灰沉澱池進行搬遷,進行濕地恢復。加強保護設施建設,提高夾河河口濕地系統的生態穩定性。
(1)濕地植被調查結果
該濕地區屬於潮間帶濕地類型,受河水和潮汐影響,夾河口濕地區內的植被分布的植被種類組成多是溫帶濱海區鹽生、沙生代表植物,很多是鹽生指示植物和固沙良好的植被。今將夾河河口可見鹽生植物和砂生植物列於下:
藍雪科(白花丹)。二色補血草(Limonoum bicolor),多年生草本,葉基生,倒披針形,莖直立、有棱,聚傘花序排列成圓錐頂生,為鹼土指示植物,適應土壤pH值8.0~9.5,廣泛生長於河灘濕地。
檉柳科。檉柳(Tamarix chinensis),落葉小喬木或灌木,枝條密生而下垂,葉片互生,廣布於沿海各地,生於鹽鹼土的草灘海濱沙地、路邊等。
傘形科。珊瑚菜(Glehnil littoralis),又名北沙參。當年生草本,主要根細長,圓柱形,長達70cm,葉上生有長柄、莖部鞘狀帶有紫紅色,葉為2~3回羽狀深裂,復傘形花序頂立,花莖、花梗、花幅均被白色或灰褐色絨毛,野生的主要分布於沿海地區沙灘上。
旋花科。腎葉打碗花(Calystegia soldanalla),又名挾子苗、海地瓜,多年生匍匐草本,地下莖較粗長,地上莖匍匐。單葉腎狀圓形、質厚,基部心形,有長柄,花單生於葉腋,花冠漏斗狀。分布於沿海各地,沿海沙地上多見。
馬鞭草科。單葉蔓荊(Xitex trifoaia var.simplicifolia),又名沙荊。落葉灌木,全株被灰白色微柔毛,主莖伏卧面,不定根,單葉對生,葉片倒卵形至橢圓形,全緣,圓錐花序頂生。喜生於濱海灘地及海水經常沖擊的地方。
紫草科。砂引草(Messerschmidia sibirica),多年生草本,有細長的根狀莖,莖高10~20cm,有白色長柔毛,葉無柄或近無柄,狹矩圓形至條形,兩面密生白色緊貼的長柔毛,聚傘花序傘房裝。分布於平原或丘陵鹼性土壤的草地上。
豆科。海邊香豌豆(Lathyrus maritimus),多年生草本,羽狀復生葉互生,頂端具卷須,托葉大,葉狀,基部心狀,總狀花序腋生。沿海鹽性砂土的指示植物。刺果甘草(Glycyrrhiza pallidiflora),多年生草本,基部木質,全體被片狀黃色腺體,奇數羽狀復生互生,小葉5~13個,托葉披針形,有柔毛,總狀花序腋生。廣布於山東省沿海各地,為鹽鹼土指示植物。刺槐(Robinia pseudoacacia),落葉喬木,樹皮褐色,小枝灰褐色,平滑無毛,單數羽狀復葉互生,托葉成刺,總狀花序腋生,根系發達,耐瘠薄,為固沙植物。紫穗槐(Amoroha fruticosa),又名綿槐,叢生灌木,高1.5~4m,奇數羽狀復葉互生,小葉11~25片,因耐寒耐鹼,耐乾旱瘠薄。多生河岸海灘及砂質的陽坡上。
蓼科。扁蓄(Polygoaumauicul),又名扁珠菜,一年生草本,高10~40cm,根紅褐色,側根發達,莖自基分枝匍匐或直立,綠色有溝,節明顯,單葉互生,長橢圓形或披針形,灰綠色平滑無毛,花1~5多簇生葉腋。生於路旁、水邊、沙灘及鹽鹼地上。
藜科。西伯利亞濱藜(Atriplex sibirica),一年生草本,高20~50cm,莖直立,枝條上具銀灰色粉粒。葉互生,葉片延菱狀卵生,邊緣通常由波狀鈍鋸齒,中部以上具有兩個鈍銳的裂片,基部楔形,表面綠色,背面銀灰色,密被粉狀物。花單性,黃綠色雌雄同株,簇生於葉腋。主要分布於鹽鹼地,田邊、路旁亦有生長。地膚(Kochia scoparia),亦成掃帚草,一年生草本,高達1m以上,莖直立,葉稠密互生,葉片線形或披針形,通常具三條縱脈。花兩性或雌性,單生或兩朵生於葉脈,多分布於宅旁、田邊及海濱荒地。鹽角草(Salicornia europaea),又稱海篷子,一年生草本,莖直立,多分枝,枝對生,肉質有節。葉延化為片狀對生。花序穗狀,頂生,有短柄,花小,兩性,每三朵一簇陷入肉質的花序軸內。分布於沿海地區海濱潮濕地帶。豬毛菜(Salsola glauca),又稱蓬子菜,一年生草本,高可達1m,莖由基部分枝,小枝堅硬,綠色,有條紋。葉線形內質,基部擴張,下延至莖,先端有小硬刺。花兩性,通常於枝端排列成細長穗狀花序。分布普遍,耐鹽鹼。灰綠色鹼蓬(Suaeda glauca),又稱鹼蓬,一年生草本,高30~150cm,莖直立,淺綠色,有條紋,上部多分枝,單葉互生,排列稠密,線形或半圓柱形,肉質,花單性,1至數朵生於短梗上。分布廣泛,是鹽鹼土指示植物,常與翅鹼蓬、檉柳混生。赤鹼蓬(黃須菜)(Suaed heteroptera),一年生草本,高20~80cm,綠色,晚秋變紅紫色。莖直立,有紅紫色紋,單葉互生,線形、半圓柱形、肉質、綠色。花簇生,無梗,3~5朵生於枝上部葉腋,花單性。廣布於山東省沿海地區,是鹽鹼土指示植物,常與檉柳、灰綠鹼蓬、蘆葦等混生於海濱潮濕地。
菊科。匍匐苦蕒菜(Lxeris repens),又稱窩食,多年生草本,根狀莖及莖匍匐,苦菜蕒為我國溫和氣候區沿海沙灘性砂土的指示植物,為好鹽性的沙生植物,常與腎葉打碗花伴生。羊角菜(Seoezonera mongolica var.putjatae),為蒙古鴉蔥變種,多年生草本,灰褐色,無毛,根垂直,圓柱狀,根衣狀,褐色或乳黃色,內面有厚或薄的綿毛。莖多數直立或自基部鋪散,葉肉質,灰褐色,粗澀,具有不明顯的3~5脈;基生葉披針形,柄生葉無柄,條狀披針形。頭狀花序單生莖端或分枝頂端。羊角菜為我國溫和氣候區鹽土的指示植物,鹼土上不生長,山東省分布在含鹽量較高的鹽土上。
百合科。天門冬屬(Aspsnagus sp.),直立或攀緣草本,高20~70cm,根梢肉質,葉狀枝每1~6枝成簇,與分枝交成銳角,常常雌雄異株。多分布在沙丘、多沙山坡或乾燥土丘上。
禾本科。獐毛(Aeluropus littoralis var.sinensi),又稱馬牙頭、馬絆草、小葉蘆。多年生草本,稈直立或斜升,高15~25cm,有時匍匐地面長達80cm,基部為鱗片狀葉鞘所包,節處密生柔毛,葉片硬,披針形,常常折成針狀。圓錐花序常成穗狀,分布於山東省沿海各地,生於鹽灘,為優良的固沙植物。白茅(Imperate cylindrical var.major),亦稱茅草,甜根。草本,地下具匍匐伸長根莖,其上生有須根及鱗片,稈直無毛,高50~80cm,也有高達1m的。葉片線形或線狀披針形,邊緣粗糙,主脈於背面明顯突出。圓錐花序狹長圓柱形。白茅為常見雜草,能耐輕鹼性土壤,在含鹽較輕的鹽荒地上生長。蘆葦(Phragmites communia),多年生高大草本,高大3m,地下莖具有粗壯匍匐根莖,稈粗硬挺直,帶上常有白粉,葉片線形,頂上大型圓錐花序。輕度鹽鹼的土壤上常有分布。
莎草科。砂鑽苔草(Carex kobonugi),多年生草本,具長而橫生的匍匐莖,全年粗壯,稈直立,三角形,具紫黑色的節,葉廣線形,質強,表面具光澤,邊緣有銳齒,花穗大而頂生。廣布於山東省沿海灘上。
木賊科。節節帶(Equisetum ramos issimum),多年生草本,高18~100cm,莖中空,分枝多,有縱脊,表面粗糙,溝中氣孔成單行,鞘筒疏鬆,鞘齒短三角形,先端漸尖,褐色,易脫落。
以上鹽生植物與沙生植物組成不同群落,分布在夾河口含鹽量不同的土壤。土壤含鹽量由少到多逐漸遞增依次可見的植物群落如下:
1)蘆葦-白茅群落,分布在含鹽量較輕(0.3%以下)的土壤上,蘆葦生長背景下,白茅生長也多,此外還有腎葉打碗花相伴生。
2)腎葉打碗花-砂鑽苔草群落,分布在土壤含鹽量0.3%左右的輕鹽土上,除腎葉打碗花與砂鑽苔草分布較多外,還可見翅鹼蓬(黃須菜)少量分布。
3)二色補血草-馬絆草群落,分布在土壤含鹽量1.1%以上的鹽土上,二色補血草與馬絆草的耐鹽性高於上一群落。
4)翅鹼蓬(黃須菜)群落,是最耐鹽鹼的群落,土壤含鹽量在1.5%以上,群落中除黃須菜成純叢外,有時亦可見到馬絆草。
(2)水域疏浚
首先,對濕地工程區內的粉煤灰沉澱池實施搬遷、拆除,並將粉煤灰全部外運,工程量約68.3萬m3。對工程區現有水塘、澇窪地進行地形調整,在濕地區原煤灰沉澱池處開挖景觀湖,兼具滯洪、攔蓄和景觀綜合功能,景觀湖佔地面積約205畝,設計底部高程為-0.50~-1.00m,水面高程為0.00m,開挖土方約10.9萬m3。同時,在景觀湖沿線開挖引水溝渠,將工程區內的各個水塘串通,水系涵蓋整個濕地區,設計塘、溪、池和濕地洲渚等景觀類型。本項工程需調整面積約480畝,開挖土石方約32.0萬m3,挖方可用於濕地圍堰、步行道和棲息島的建設。
遵循現有夾河防洪規劃,在不擾動夾河防潮大堤的情況下,設計在幸福南路北側、夾河防潮大堤處建設引水口門,開挖一條貫通整片濕地外側的水道。水道寬度25.0m,水深1.5m,將引水口門與景觀湖、海濱連通。本項工程需貫通水道2000m,水系疏浚需開挖土方10.0萬m3。
同時,對現有夾河東岸的防潮大堤進行生態護坡改造,採用地理板框介質篩護坡技術堤岸坡角處採用了木樁+拋石的護岸技術,改造護坡段長1285m。
(3)植物修復工程
在保護現有植被資源的前提下,基於工程區內整治後的地形,根據不同水深栽植不同水生植物;同時對夾河防潮堤外側的灘地和濕地區內的道路實施防護林工程,種植紫穗槐、白蠟、刺槐、檉柳等耐濕、耐鹽林木;護坡栽植鹼蓬、蘆葦、白茅等耐鹽生物種。通過採取以上措施來保護夾河河口濕地的生態環境。
1)挺水、浮葉植物。在灘地及淺水處(0~1.2m),可選擇具較強凈化能力的植物:濕生植物(菖蒲、黃花鳶尾、水芹和千屈菜)、挺水植物(水蔥、香蒲、蘆葦、茭白);水深較深處(1.0~2.0m),選擇具有凈化能力和觀賞能力的浮葉植物(蓮、野菱、睡蓮和芡實)。通過構建、修復水生植被,以提高濕地系統的水質凈化能力及生態穩定性。
種植面積:400畝。
2)沉水植物。在濕地系統內的深水區,選種常見的喜溫、且具較強凈化能力的金魚藻、苦草、黑藻、紅線草及喜涼的菹草,不同植物分片進行種植。
設計參數:覆蓋率50%。
種植面積:150畝。
3)濕生、耐鹽植物。在自然土坡種植草皮,草種選用當地常見草類。常見種類包括耐旱、耐濕灌木和草本:薔薇、結縷草麥冬、狗牙根、苜蓿等,及鹼蓬、蘆葦、白茅等耐鹽生物種。在生產路兩側栽植垂柳、紫穗槐、白蠟和池杉等植物。
種植面積:404畝。
4)防護林改造。對夾河河口濕地區的防護林地開展生態林業,林地樹種主要以耐鹽、耐濕苗木如赤松、刺槐、紫穗槐、檉柳、濕地松、池杉、水杉和落羽杉等,構建河口灘地生態林。
種植面積:246畝。
夾河生態園規劃區位於煙台市中部,芝罘區西南側,南側緊鄰萊山機場,西側與福山區及開發區隔河相望。范圍包括外夾河、大沽夾河及其東岸地區,具體為:南起東珠岩夾河,北至入海口,東起鐵路線、青年南路及芝罘區東界,西至夾河,佔地約35.89km2。夾河下游生態濕地公園,是以夾河為主幹,以夾河沿線的東珠岩濕地區、綠島濕地區和夾河河口濕地區為節點,構建「一廊、三區」的夾河河道走廊濕地系統。建設規模11438畝。主要任務是通過建設和恢復夾河沿線濕地系統,恢復和保護夾河自然濕地,逐步恢復夾河濕地的生態功能,確保河流生態系統的生態完整性和生態安全性,最大限度地發揮濕地的景觀與生態服務效益,實現飲用水水源地的生態修復和水質保障,達到增加生物多樣性、防止水土流失、改善氣候和涵養水源的目的。
③ (二)河口海岸緩沖帶地區三種混交栽培的生態建設模式
通過上述分析研究,提出了三種河口海岸緩沖帶地區混交栽培的優化模式:生態景觀型混交模式、生態型針闊葉林混交模式、生態經濟型混交模式。
1.生態景觀型混交模式——河口海岸生態景觀的構築
特點是建築小品和植被有機結合,通過引入水土保持效果較好的常綠或落葉闊葉樹種,改善以往的水土保持、水源涵養效益差的針葉純林分層次結構,提高防護林的綜合效益。下面以辛安河入海口為例,說明生態景觀型混交模式的設計與建設。
辛安河位於煙台市高新園區東側。是城市重要的水源涵養地和防洪生態廊道,更是城市總體規劃中「一山兩河」山水格局中的重要一環。
隨著城市產業結構的調整以及「一心兩翼」城市發展格局的逐步形成,辛安河流域已劃入城市東翼的高新園區,這條原來僅作為萊山、牟平兩區的界河也轉變成為園區內部的一條重要景觀河流。在高新園區「一心四帶」的空間格局中,辛安河作為四帶之一的「濱河科技文化觀光帶」,也成為帶動園區整體發展和建設高品質園區的重要載體。
由於辛安河的重要作用,結合國內外高新科技園區、城市濱水區、「生態RBD」等各種專題研究,明確了此次辛安河景觀規劃的主要問題與設計策略,總結出應把握地域性、多樣性、可達性和生活品質這幾個成功要素,把辛安河規劃成為充滿活力和凝聚城市紐帶的生態帶。
(1)設計策略
辛安河應體現宜居、宜商、宜游的多元互動的發展模式,以科技回歸人性,文化融入自然為主題。為此,本次規劃設計的主要策略有以下幾個方面:
開放空間的滲透。通過濱海與濱河水系廊道的相互滲透,將水景空間延伸以贏得高品質環境,帶動周邊土地價值升值。
與旅遊、休閑相結合。從煙台大旅遊為出發點,充分利用辛安河山、河、海相連的特點,根據不同河段的資源優勢發展生態、濱河休閑、濱海度假、科技文化等特色旅遊產品。
多層級中心。充分結合高新園區總體規劃,強化濱水空間服務城市功能,沿岸建設一系列特色鮮明的科技與文化主題公園,創造親水宜人和極具人氣的城市公共活動走廊。
多樣化居住。本著以人為本和經營城市的理念,沿辛安河發展旅遊房產、景觀房產等多樣居住板塊。打造理想生態宜居城市。
在自然中生長。優先生態、尊重自然,最大限度地保護原生態的自然山、海、河環境,充分挖掘和利用景觀資源,使城市與自然環境有機融合。
(2)景觀設計
辛安河的景觀設計與高新園區總體規劃及兩岸城市設計密不可分,為強化景觀與城市的紐帶作用,我們分別由北向南引入四個主題概念來突出各河段的景觀特徵與特色:
第一,北部河口,以「城市引領生機活力」為主題,突顯具有現代感、標志性和充滿活力的河海景觀群。
河口右海岸,結合濱海生態林帶,建設水岸休閑娛樂設施,充分體現出具有魅力的現代濱海新景觀。
河口左海岸,結合辛安河支流的重塑,設置海上觀光塔,成為科技商務金融區的軸線端點。左右海岸這些各具特色的標志性設施,將共同譜寫辛安河河口的絢爛美景。
河口西岸,結合原有污水處理廠及中水的排放,在寬闊的河灘地建立生態水循環的濕地景觀帶,並通過設立青少年生態科普基地,寓教於樂,寓教於游。
河口東岸,結合原有黑松林並將其延展到濱河綠地,運用自然的設計手法和材料,在保護和保持原有生態風貌的基礎上加以適當整理,為遊人設置游覽棧道和林中休息設施,形成森林氧吧與城市綠洲。
第二,中北部河段,以「城市創造美好生活」為主題,為濱河兩岸大量居住社區提供休閑、健身、文娛等生活景觀群。
在濱河兩岸建設林木茂盛、花鏡穿梭等多樣明快的綠化環境,並完善游路、休憩設施及各種藝術小品的同時,為豐富市民的活動,還設置音樂廣場、濱水慶典廣場、市民健身廣場和各種文化園地等節點空間,營造一處富有生氣的濱水活動空間。
第三,中南部河段,以「城市帶動科技創新」為主題,突出高科技園區的發展動力,形成科技創意景觀群性。
結合與本區段相鄰的兩個科技研發組團,在濱河西岸布置動漫文化創意園、航天科技廣場、IT廣場等體現現代科技生活的景觀主題園,表現科技發展與市民生活的息息相關。各主題園以內容豐富、形式多樣和技術先進等手段對園區未來發展的產業進行充分的演繹。東岸配套展示科技文化的藝術長廊、展覽館及商業等設施等。
第四,南部河段。以「城市延展綠色生態」為主題,強調生態城市在未來城市發展的趨勢,也起到高新園區後花園的重要作用。
結合本區段與山地相依及河灘淺緩等特點,發展科技觀光農業園、生態花卉植物園、水塘濕地遊憩園等體驗田園風情的景觀,尤其讓市民在節假日盡情體味那花果飄香、阡陌田園、荷塘蛙鳴這些曾經熟悉而親切的記憶,感受返樸歸真的親切。
(3)生態專項設計
以維護和修復辛安河流域的濕地特徵和生物多樣性為目標,有效平衡「生態」、「防洪」與「景觀建設」之間的利益關系。
海口、河流、濕地向陸地梯度演變的水陸生態格局,為最終實現生境、生物、景觀及活動多樣性的統一提供了環境基礎。
河道整治工程以滿足防洪、多層次景觀及生態完整作為設計原則,有效的協調好泄洪、景觀親水以及與水上游覽之間的矛盾。
結合辛安河綜合治理規劃,此次設計范圍內設置四座橡皮壩。新建橡皮壩與原有橡皮壩一起實施分段蓄水。局部形成不同標高和寬度的常水位水面,滿足河道枯水期的景觀需求。
我們相信辛安河的規劃建設與發展,將為高新園區和煙台市帶來勃勃生機和更美好的明天!
2.生態型針闊林混交模式——沿海防護林改善途徑
(1)沿海防護林建設現狀與問題
沿海防護林,是沿海以防護為主要目的的森林、林木和灌木林。沿海防護林在防災抗災、護岸固沙、維護生態、美化景觀等方面發揮著極其重要的作用,是建設綠色之島的第一道防線。
我國大陸海岸線長18340km,北起遼寧的鴨綠江口,南至廣西的北侖河口,范圍涉及沿海11個省(市、區)的195個縣(市、區)。沿海地區集中70%以上的大城市、50%以上的人口和近60%的GDP,是帶動我國經濟社會發展的「火車頭」。但由於台風、風暴潮等自然災害頻繁發生,每年均造成數百億元的經濟損失。20世紀末的10年間,因風暴潮等自然災害造成的直接經濟損失高達2134億元人民幣。為了沿海地區的生態安全和經濟社會發展,1989年,林業部啟動沿海防護林體系建設工程。該工程東北起自遼寧丹東,西南抵南海的北部灣,包括長山、廟島、舟山等群島和海南、台灣及其周邊諸島。
經過近20年的工程建設,沿海地區累計造林381.8萬hm2,森林覆蓋率由不足25%提高到了現在的34.2%,海岸基幹林帶總長達1.7萬km,初步實現了合龍;營造農田防護林2.2萬hm2,新增農田林網控制面積近50萬hm2,控制率達80%;沿海地區村鎮綠化進一步加快,極大地改善了當地的人居環境,初步構建起了以村鎮綠化為「點」,以海岸基幹林帶建設為「線」,以荒山荒灘綠化、農田林網建設為「面」,點線面相結合,立體配置的沿海防護林體系建設基本框架。
森林生態功能逐步恢復,防災減災成效初步顯現。據調查,沿海防護林帶可減弱風速28%~40%,林帶內空氣相對濕度比空曠地提高10%左右,林內蒸發量比空曠地減少20%,減少枯葉率30%~60%,減少爛秧率37.3%,水稻每畝可減少損失7.5~30kg,風折率可減少37.3%,提高糧食產量5%~15%。我國沿海防護林體系建設工程規劃從1988~2000年一期工程營造林249萬hm2,建設海岸基幹防護林帶1.8萬hm2。截至1998年,已經累計完成營造林217.8萬hm2,建設海岸基幹防護林帶1.5萬hm2,使沿海地區有林地面積從1988年544.3萬hm2增加到730.6萬hm2,森林覆蓋率由實施前的24.9%上升到29.1%,沿海部分地區的生態初步改善。
隨著社會經濟的發展和全面推進建設小康社會進程,煙台市沿海防護林建設取得可喜的成績,但也存在著一些問題和困難。主要表現在如下方面:
一是樹種偏少,林齡老化,結構不合理。砂岩海岸基幹林帶組成樹種以黑松、刺槐為主,面積比例達90%以上,樹種單一,生態系統穩定性差,潛伏著有害生物大面積發生的危險。這些樹種為20世紀50年代栽植,刺槐已進入衰老期,林木開始枯死,防護功能逐年下降,更新改建工作迫在眉睫;泥質海岸多為21世紀初發展的黑楊,樹種單一,結構不盡合理,防護效能不高。
二是基幹林帶缺口斷帶較重,部分地段寬度偏窄。煙台市大陸海岸曲線長702km,適宜營建沿海防護林基幹林帶的長度381.4km。其中達到國家沿海防護林基幹林帶建設標準的長度298.5km,占適宜營建沿海防護林基幹林帶長度的78.3%;缺口斷帶長度63.2km,佔16.6%;需加寬造林長度19.7km,佔5.1%。沿海基幹林帶缺口及偏窄長度82.9km,占適宜綠化長度的21.7%,嚴重地影響了防護功能的發揮。
三是人為破壞現象仍然存在。個別區段出於發展經濟的需要,違反《沿海國家特殊保護林帶管理規定》,在基幹林帶內采沙挖礦、圍灘養殖、修建公路、違法建築等行為時有發生,造成基幹林帶損壞、林地流失,破壞了基幹林帶的連續性和完整性。
四是沿海防護林建設投入嚴重不足。沿海防護林建設屬於生態公益事業,各級政府是建設和投入的主體。最近幾年國家每年向煙台沿海防護林投入200萬~300萬元,地方政府配套資金大致相當,農村主要以投工投勞為主。這些投入顯然不足,遠遠不能滿足工程建設需求,影響了沿海防護林建設及成果的鞏固。
(2)生態型針闊林混交模式改善造林質量
由於樹種之間的相互作用,更能有效的發揮種間的互補效應和協調促進的有益影響,促進林分生長和提高森林質量,收到良好的造林效果。但必須注意混交比例的調配,並在林分生育過程中根據種間關系的發展變化,採取各種有效措施適時進行調節,保證混交林分的順利生長。
由於林分環境影響生物群落的多樣性,單一的黑松純林必將導致生物群落的減少,使得森林生態系統脆弱。從可持續發展的生態角度看,改單一樹種為多元樹種,改單純林為混交林,為海防林生物群落多樣性營造一個良好的生態環境,是建設改造第二代海防林工程的一項重大的課題,也是一項非常艱巨的任務。因此,以維護生態可持續發展為出發點,改單樹種純林為多元樹種混交林,為生物群落多樣性創造一個良好的生態環境,並採取各種營林技術和方法,使生態系統得到進一步穩定,各種有害生物能夠長期得到控制,實現可持續發展的目標。
典型針葉樹有:獐子松、紅松、油松、黑松、雪松、白皮鬆、大阪松、五針松、馬尾松、華山松、落葉松、雲杉、冷杉等。典型闊葉樹有:法桐、鵝掌楸、絲棉木、菜豆樹、七葉樹、青桐、黃連木、合歡、椴樹、欒樹、皂角、桷樹、楓楊、柳、楊、桃、李、梨、槐、榆、朴、櫟等。其中楊、柳、刺槐、泡桐、臭椿是常常栽種的植被。
(3)生態常綠落葉針闊混交模式種植與改造的方法
生態常綠落葉針闊混交模式種植與改造的方法和原則:樹種調整的必要性和樹種選擇。目前,海防林多為黑松純林,且為同期林齡,地下水分、養分、地上空間利用形成同步競爭,生態功能弱化。為改變這種狀況,改單一樹種為多元樹種,改單純林為混交林勢在必行。近幾年經過實地調查、實驗、篩選,我們認為,適宜沿海防護林的樹種有:喬木、黑松、刺槐、麻櫟、火炬、臭椿、白榆,灌木:單葉蔓荊、牛奶子、簸箕柳、棉槐、酸棗等。這些樹種較耐鹽鹼、耐乾旱、耐瘠薄,可以說是膠東營造沿海防護林的先鋒樹種。
林分改造方式。逐步對黑松純林實施改造,改黑松純林為多元樹種混交林;變單層林冠結構為主林層、輔佐層和灌草層的立體結構。具體方法:第一,有計劃地實施株間間伐,採取留稀去密、留優去劣,適當照顧距離的方法。隨即選配黑松、麻櫟,黑松、火炬混交造林,麻櫟、火炬樹與黑松配置形成輔佐層。第二,有計劃地實施行間、帶間間伐,可根據地形,陵地選配黑松、麻櫟混交。溝坡選配黑松、臭椿;黑松、火炬混交。第三,有計劃地實施帶狀、塊狀皆伐(帶狀皆伐要結合開防火道進行,伐寬控制在樹高10倍以內),帶狀、塊狀皆伐可實行松刺混交。第四,實施喬灌混交,無論是株間、行間、帶間或塊狀混交都可選配適當灌木進行混交灌木可採用:單葉蔓荊、牛奶子、酸棗、簸箕柳、棉槐等。棉槐與簸箕柳是條編品原料,與黑松實行帶間混交,冬季採收枝條後,既能獲得林副產品,又能起到防火道的作用,棉槐有固氮作用,可收到樹勢旺、條增產、地收良的效果。改造後的混交林分既有利於生物群落多樣性,又能提高防護效能。因不同冠層對不同層面的海風產生阻抗作用,林冠上橫斷面凹凸不平,當海風掠過林冠頂部時形成旋風上升氣流,能有力阻抗海風侵蝕強度。
要注意造林密度。密度是影響林分生長和防護效能的主要因子,目前對密度的研究還沒有一個最佳的密度值。就防護結構看,如果把海防林帶密度分為三部分:前沿林帶→中間林帶→後方林帶,其密度應相應為:稀→較密→密。從流體力學講,當海風侵入時,這種結構能迅速減少風力靜壓,減少上升氣流,逐級阻抗風力,削弱風的通透性。隨著密度的適當增大,樹高相對增高,形成一個從前沿林帶到後方林帶林冠逐漸增高的梯度,當海風掠過林冠頂部時,氣流呈斜向上的流向,增大了防護區域。
3.生態經濟型混交模式——濕地植被的恢復與建設
生態經濟型混交模式是基於生態經濟學基礎上的使生態建設與經濟發展相協調發展的一種生態建設模式。圍繞著人類經濟活動與自然生態之間相互作用的關系,從綜合性、層次性、地域性和戰略性的角度考慮,生態經濟型混交模式適合在濕地植被的恢復與建設中推廣應用。
濕地與森林、海洋並稱為全球三大生態系統。濕地作為多種生物的重要棲息地,具有保持水體、蓄洪防澇、凈化水質、降解環境污染物等多種功能,是世界上生產力最高的生態系統之一,也是生物多樣性的搖籃和重要遺傳物質(基因庫)的貯存地。
濕地生態系統沿河流廊道分布。主要的濕地類型為淺海灘塗濕地、河口灣濕地、河流濕地、河灘濕地、小型湖泊濕地、庫塘濕地、水田濕地等。夾河濕地位於煙台市的中部,是煙台市最大的河流濕地和水庫濕地的綜合體,夾河濕地水源比較穩定,為物種的多樣性提供了基礎。
下面以夾河東珠岩生態濕地植被的恢復與建設為例,說明生態經濟型混交模式在濕地恢復工程中的應用。
近年來,由於盲目的不合理的開發和利用,加之人為活動比較頻繁,導致濕地面積萎縮,濕地植被減少,濕地生態功能明顯下降,對濕地保護帶來嚴重威脅。為此,濕地恢復工程通過退耕還濕、蘆葦等水生植物種植、草皮護坡、人工造林等措施,恢復濕地植被,提高濕地生態功能。
(1)退耕還濕
東珠岩濕地區面積為760畝。其中450.11畝已被開墾為農用地,16.25建有簡易臨時性建築,需對其進行徵收、補償退還為濕地,共計466.36畝。
(2)引水涵洞
為控制勤河和朱岩河匯入夾河的水質,在勤河和朱岩河河口處靠近濕地區一側分別建設引水涵洞,用於控制濕地區的引水和排水,將勤河和朱岩河河水引入東珠岩濕地區表面流濕地區進行生物凈化。新建引水涵洞垂直穿過現有堤壩,為單孔胸牆式涵洞,包括進口段、閘室段、洞身段和出口段等四部分。進口段順水流長度10.0m,採用八字翼牆與底板形成整體結構,為鋼筋混凝土結構;閘室順水流向長度5.0m,閘門為潛孔式平板鋼閘門,孔口尺寸為2.0m×2.0m,閘底板頂高程10.50m;洞身段為鋼筋混凝土箱涵,橫斷面2.0m×2.0m,進口洞底高程10.50m,底坡i=0,洞身長14.0m;出口順水流長度5.0m,採用八字翼牆連接,鋼筋混凝土結構。出口消能採用漿砌石護底。
(3)土方調整
東珠岩濕地區需對工程區現有澇窪地、農用地進行開挖,在濕地區中心開挖滯洪庫塘,兼具滯洪、攔蓄和景觀綜合功能,滯洪庫塘佔地面積約190畝,設計底部高程為10.00m,水面高程為12.00m。共需進行土方調整152075m3。
河道走廊濕地區需要對部分台田及荒地進行開挖,以還原濕地本來面貌約30.0萬m3,共需進行土方調整284080m3。
為減少挖方運輸量,挖方可就近用於濕地圍堰、巡護道路等工程。
(4)水生植物種植
基於工程區內整治後的地形,根據不同水深栽植不同水生植物;同時對濕地外側的耕地實施退耕還濕工程,種植蘆竹、杞柳及耐濕林木;並對濕地區內的道路實施綠化工程,種植紫穗槐、白蠟、垂柳等植物,護坡栽植草坪,通過採取以上措施來保護東珠岩濕地區的生態環境。
挺水、浮葉植物。在灘地及淺水處(0~1.2m),可選擇具較強凈化能力的植物:濕生植物(水蔥、水芹和千屈菜等)、挺水植物(香蒲、蘆葦、茭白);水深較深處(1.0~1.5m),選擇具有凈化能力和觀賞能力的浮葉植物(蓮、野菱、睡蓮和芡實)。通過構建、修復灘地植被,以提高濕地系統的水質凈化能力及生態穩定性。
沉水植物。在濕地系統內的深水區,選種常見的喜溫、且具較強凈化能力的金魚藻、苦草、黑藻、紅線草及喜涼的菹草,不同植物分片進行種植。水生植物種植工程技術路線如圖5-4所示。
圖5-4 水生植物種植工程技術路線
(5)人工造林、草皮護坡
在東珠岩濕地區和河道走廊濕地區現存部分澇窪地,現被當地農民種植速生楊,經濟和景觀效益不大。基於以上現狀,在澇窪林地開展生態林業,林地樹種主要以濕生楊樹、柳樹、濕地松、池杉、水杉和落羽杉等,構建濕地區穩定生態系統。其中東珠岩濕地區造林面積230畝,河道走廊濕地區造林面積924畝。
在河道走廊濕地區自然土坡種植草皮,草種選用當地常見草類。常見種類包括耐旱、耐濕灌木和草本:薔薇、結縷草麥冬、狗牙根、苜蓿等。共計進行草皮護坡1386畝。濕地恢復工程主要建設內容詳見表5-20:
表5-20 濕地恢復工程主要建設內容一覽表
(6)植物種類
1)植物種類與區系基本情況。區內野生維管植物104科、395屬、688種(含24變種、3變型、3亞種),科、屬、種分別佔山東野生維管植物科、屬、種的70.7%、62.0%、43.0%;野生種子植物91科、377屬、663種(含23變種、3變型、3亞種),科、屬、種分別佔山東省種子植物區系科、屬、種的74.0%、63.1%和44.2%。其中:國家Ⅰ級保護植物2種(栽培),國家Ⅱ級保護植物2種;山東特有植物4種;列入《瀕危野生動植物種國際貿易公約》植物3種;列入《中國珍稀瀕危植物紅皮書》植物3種;「山東省稀有瀕危植物」20種;中國特有植物5種。區內維管植物包括蕨類植物門、裸子植物門和被子植物門。詳見表5-21。
表5-21 維管植物各門科、屬、種統計表
該區從植物區系分區上屬泛北極植物區的中國-日本森林植物亞區——華北地區中的遼東、山東丘陵亞地區。地處魯東丘陵,具有溫暖濕潤的氣候條件,而且地形相對多樣,區系具有植物種類豐富、優勢現象明顯、特有物種有分布、分布類型多樣、地理成分復雜、古老性和多樣性的特點。區內種子植物主要科含屬、種數,詳見表5-22。50種以上的科2個,即禾本科(83種)、菊科(77種);20~40種的科7個,即豆科(36種)、薔薇科(36種)、莎草科(27種)、十字花科(26種)、唇形科(25種)、百合科(23種)、蓼科(23種);10~19種的科7個,如石竹科(16種)、傘形科(15種)、玄參科(14種)、毛茛科(12種)、大戟科(11種)等。10種以下的科75個,共218種。含10種以上的科16個,共238屬、445種,屬和種數分別占建設區植物區系屬、種的63.1%、67.1%,而科數僅佔17.6%,表明上述科構成了區系種子植物的主體。含20種以上的9個科均為世界廣布科,其中禾本科和菊科是山東省最大的兩個科,常成為各種草地植被(草本層)的建群種或優勢種;薔薇科是被子植物進化中由初級到中級的過渡類型,分布於世界各地,但以北半球溫帶和亞熱帶成分最多,常被視為北半球溫帶的典型科;豆科是在溫帶和熱帶都具有廣泛代表性的世界分布科,是人工草場和牧、草地的重要組成科;百合科和莎草科分布區廣泛,但溫帶地區和寒溫帶地區的種類較多;唇形科等科分布范圍相當廣泛,從泛熱帶至溫帶都有分布,但地中海—中亞地區是它們分布和多樣化的中心。由上可以看出,從建設區植物區系優勢科的總體來說,是一個溫帶性質的區系,溫帶成分佔絕對優勢,同時兼有北溫帶區系和亞熱帶區系的過渡成分。
表5-22種子植物主要科含屬、種數統計表
建設區種子植物主要屬含種數,詳見表5-23。10種以上的屬3個,分別是蒿屬(16種)、蓼屬(15種)、薹草屬(13種);5~10種的屬16個,如鵝絨藤屬(8種)、委陵菜屬(7種)、堇菜屬(7種)、胡枝子屬(6種)、大戟屬(5種)、野豌豆屬(5種)、早熟禾屬(5種)、畫眉草屬(5種)等。19個5種以上的屬占本區系總屬數的5.0%,而種數共132種,占本區系總種數的19.9%。其中有世界性大屬,如蓼屬、蒿屬、薹草屬等;也有十分進化的屬,如禾本科中的馬唐屬、早熟禾屬、畫眉草屬等一些草本屬。植物區系優勢科、優勢屬的分析來看,上述優勢科、優勢屬構成了本區系植物的主體,優勢現象明顯。
表5-23種子植物主要屬含種數統計表
特有物種有分布。該區地處山東半島東部,地理位置優越,氣候條件良好,周圍沒有高山相阻,山東特有植物有分布。據調查,建設區有山東特有植物4種,分別是長冬草(Clematis haxapetala var.tchefouensis)、寬蕊地榆(Sanguisorba applanata)、泰山韭(Alli-um taishanense)、泰山前胡(Peucedanum wawrum)。同時,銀杏(Ginkgo biloba)、水杉(Metasequoiaglyptostroboides)、杜仲(Eucommia ulmoides)、枳(枸橘Poncirus trifoliata)、虎掌(Pinellia pedatisecta)、剛竹(Phyllostachys sulphurea)等5種中國特有植物,在建設區均能正常生長。
2)重點保護植物。根據國家林業局、農業部1999年9月公布的《國家重點保護野生植物名錄(第一批)》區內維管植物中,有2種屬於國家Ⅱ級重點保護植物,分別是中華結縷草(Zoysia sinica)、野大豆(Glycine soja)。列入《中國珍稀瀕危植物紅皮書》植物有3種,分別是黃耆(Astragalus membranaceus)、朝鮮槐(Maackiamurensis)、杜仲(Eucommia ulmoides),(栽培)。根據《山東稀有瀕危保護植物》,區內含「建議」中的「山東稀有瀕危保護植物」20種,其中漸危種8種,稀有種12種。詳見表5-24。
表5-24 區內山東稀有瀕危保護植物統計表
④ 生態地質環境保護與治理
一、生態地質環境特點
在對區內三大生態地質環境類型的遙感解譯和綜合分析後認為,本區生態地質環境類型具有以下4個特點。
1.淺層地下水的地域分配不均衡
據ETM7、ETM4、ETM3合成圖像對淺層地下水的解譯結果對比分析,區內淺層地下水包括的高含水率區、中等含水率區、低含水率區和多層結構含水區的地域分配很不均衡,分布面積相差很大。
高含水率區分布面積僅佔全區總面積的3.57%,基本上分布在勘查區北部阿克蘇河流域、南部和田河流域和西部喀什市—葉城縣—皮山縣的昆侖山北麓山前地帶,東南部且末縣附近只有少量分布,其他大面積區域沒有分布。中等含水率區和多層結構含水區佔全區總面積的49.22%,是區內主要的淺層地下水分布區,除東部的塔里木河下游地區和東南部的車爾臣河流域地區沒有分布以外,全區大部分區域均有分布。與中等含水率區和多層結構含水區的區域分布相反,低含水率區分布面積僅佔全區總面積的26.7%,基本上分布在東部和東南部地區,而西部和西南部地區則很少。
區內淺層地下水地域分配的不均衡性,反映了本區地下水資源中西部多東部少的狀況,從而為進一步尋找地下水,特別是可供飲用的地下淡水及微鹹水,提供了總體的找水方向。
造成這種地域分配不均衡的主要原因:一是地下水補給條件的差異,中西部地區地表水系發育,阿克蘇河、台蘭河、渭干河、塔里木河、和田河等多條主幹河流流經區內,為地下水的補給提供了較為充足的轉化補給量。據孫曉明等的資料,平原區的地下水轉化補給量可占總補給量的75.27%。東部地區的主幹河流(如塔里木河下游)自1972年斷流,孔雀河大部分河段處於無水狀態,因此東部地區轉化補給水量遠不如中西部地區。二是人為的地下水資源開發利用不合理。由於人工綠洲的建設、工業用水等,人工渠系代替了部分自然水系,有的在源流又新修了水庫,源流和幹流的中、上游用水量增加,而下游水量減少,水資源的地域分配更加不平衡。
2.植物種類較少,但抗逆性強
以林地和草地佔主導的本區植物種類較少。林地主要有胡楊、灰楊、沙拐棗、白楊、柳樹、榆樹等。與較大面積紅柳混生的植物除索索、駱駝刺之外,其他種類也不多。草地中,蘆葦占草地總面積的80%以上,其他如芨芨草、甘草、麻黃草、胖姑娘等草本植物也不過5~6種。
雖然植物種類較少,但抵禦外界侵襲的能力卻較強。由於這些植物對乾旱氣候環境的長期適應,形成了具有抗旱、耐鹽和抗風沙的能力。如胡楊和紅柳均有發達的根系,而且還具有較高的耐鹽能力;紅柳的葉子含鹽量達400~500g/kg,胡楊樹葉含鹽量也在80~150g/kg之間;蘆葦、羅布麻、甘草等也有一定的耐鹽能力。此外,許多植物抗風沙能力也很強。胡楊的莖枝有韌性,根系發達,有較高的抗倒伏和抗剪切能力;紅柳被沙埋後,還可長出新枝。羅布麻、甘草的根系發達,莖有韌性,都有一定的抗風沙能力。
3.植被的覆蓋度低
在實地調查過程中,區內草地和林地的覆蓋度均較低,一般都小於20%。在紅柳灌叢生長較密集的地段,覆蓋度也小於50%。在山前傾斜平原區的戈壁礫質帶,紅柳灌叢的覆蓋度多小於5%。草地的覆蓋度高於林地,但大多也低於40%。只有在湖泊或沼澤地生長的蘆葦,長勢強勁,小部分地段覆蓋度大於50%。
勘查區中部的細土平原與塔里木河沖積平原區內,在大多數固定沙丘上植被覆蓋度小於20%,半固定沙丘植被覆蓋度小於15%,流動沙丘植被覆蓋度小於10%。
在把MSS7、MSS5、MSS4合成圖像與ETM7、ETM4、ETM3合成圖像進行解譯對比後發現,當區內植被的覆蓋度小於20%時,圖像上基本顯示不出植物的綠色色彩。當植物的覆蓋度達到20%~35%時,圖像上則能顯示出綠色色彩,但總體色彩較淺。當植被覆蓋度達到35%~50%時,圖像上圖斑色彩清晰,與非植被區的顏色差異明顯。
4.生態的穩定性差,平衡易遭破壞
利用ETM7、ETM4、ETM3和MSS7、MSS5、MSS4合成圖像對區內生態地質環境13種評價因子的解譯和實地調查結果充分表明,勘查區內總體生態地質環境脆弱,穩定性很差。主要表現為沙化土地和鹽漬化土地分布面積廣,沙化程度和鹽漬化程度較重,植被覆蓋度較低。
據樊自立等的資料,區內植物除沿塔里木河兩岸分布的喬、灌、草,博斯騰湖西南部生長的蘆葦和湖泊、水庫周邊的草本植物長勢較好外,其餘大部分地區分布稀疏,結構簡單,抗干擾能力弱,在人為活動的影響下極易遭受破壞,而且破壞後不易恢復。
二、生態地質環境保護與治理措施
生態地質環境是人類賴以生存和發展的基礎,環境的優劣直接關繫到經濟的可持續發展和人們的生活質量。在勘查區內切實採取有效措施保護和改善生態地質環境,已經是刻不容緩、勢在必行。
保護和改善生態地質環境並不意味著原封不動地維護目前的自然生態,因為荒漠自然生態生產力水平很低,不能滿足人們日益增長的物質和文化生活的需要。人們只有依靠不斷地創造高產的人工生態系統來養活自己,經濟才能不斷發展,生活水平才能不斷提高。
在利用ETM7、ETM4、ETM3和MSS7、MSS5、MSS4合成圖像對區內淺層地下水、生態地質環境詳細解譯和對生態地質環境變化進行綜合分析的基礎上,提出以下保護和治理措施。
1.控制源流引水,使塔里木河等幹流水量不再減少
塔里木河、渭干河、孔雀河、葉爾羌河、和田河等多條幹流不產流,主要是依靠源流補給。近年來,源流引水增加,用於擴大灌溉面積,使幹流的來水量顯著減少。如果源流不控制引水,補給幹流的水量還會繼續減少,從而使塔里木河等規模較大的河流幹流區地下水位繼續下降,地下水資源更加不足,造成本來已經脆弱的生態環境再進一步惡化。要通過節水和開發地下水來滿足源流區用水,達到向幹流輸水的目標。以塔里木河的三源流區(阿克蘇河、葉爾羌河、和田河)為例,目前源流區的水資源利用主要是依靠引蓄地表水擴大灌溉面積,所以今後只有加強水利建設,大力開發利用地下水,實行渠、庫、井聯合灌溉,並採取綜合措施杜絕引洪淹灌或漫灌,發展節水灌溉,推廣滴灌或膜上灌,才能達到向塔里木河幹流輸水而使幹流水量不再減少的目的。
2.加強主幹河流上、中遊河段的工程整治,嚴格水資源管理
塔里木河、孔雀河、葉爾羌河、和田河等主幹河流的上、中遊河段,由於隨意打壩、堵水、扒口,亂引亂排,耗水量劇增,下游水量顯著減少,引發了下游地區生態地質環境的逐步惡化。葉爾羌河及和田河的下游分別有170km及200多千米穿行沙漠的河道,與塔里木河幹流類似,亦屬自然耗散性河道,起著向塔里木河幹流輸水的作用。目前,沙漠侵佔、河道萎縮、輸水不暢的現象,直接影響到向塔里木河幹流的供水。因此,加強主幹河流中、上遊河段的工程整治,嚴格水資源管理,已迫在眉睫、刻不容緩。
對主幹河流應採取必要的治理措施對河道進行整治。如修建堤坊,以減少兩岸過量的漫溢,在耗水過大的中遊河段尤為重要;修建護岸堤壩,疏通河道,增加輸水能力,減少水分的無效消耗;修建必要的控制性引水閘口等,以維護主幹河流水量穩定、河道暢通。
嚴格實行幹流、源流水資源一體化管理,完善現行的水資源管理體制,逐步減少以至杜絕人為堵壩、扒口造成漫流等無控制的引水現象。
3.維持合理的生態地下水位,保證一定數量的生態用水
勘查區無論是自然生態還是人工生態都依靠地表徑流轉化為地下徑流來維持,沒有地表徑流,就沒有地下水的來源,生態就難以維持。目前,對地表水包括地表徑流缺乏有力的管理和合理的規劃,工作措施不到位,到處掘口,隨意亂引亂排,自然漫流,大部分水量被蒸發、滲漏,造成了地表水的極大浪費,起不到改善生態的作用。要使有限的地表水水量在改善生態地質環境中發揮其應有的作用,把地表水轉化為地下水,儲存在土壤中供植物利用,就必須為植物的生長創造一個良好的生態地下水位。
據宋郁東等的資料,塔里木河流域地下水位對生態地質環境的影響有下述5種。
1)沼澤地生態水位:地下水水位埋深小於1m或有季節性地表積水。
2)鹽漬化土地的生態水位:地下水水位埋深1~2.5m,地下水通過毛管作用可達到地表,土壤上層濕度較大,植物生長良好。但地下水中的鹽分可向地表聚積,易使土壤發生鹽漬化,在一定程度上又會影響植物生長。
3)適宜的生態水位:地下水水位埋深在2~4.5m之間,毛管上升水流可達植物根系供利用,土壤水分基本可滿足喬、灌、草等各類植物需要,潛水的無效蒸發很小,幾乎全部被植物吸收利用。
4)可忍耐地下水位:地下水水位埋深在5~8m之間,潛水停止蒸發,上層乾燥,淺根系的草本植物無法利用地下水而衰敗或死亡,喬灌木由於根系較深,主根能向下延伸吸收地下水,還可忍耐土壤乾旱,但長勢不良,一些幼灌木枯萎或死亡。
5)沙漠化地下水位:地下水水位埋深大於8m,很難為植物利用,深根系植物吸收地下水也較困難,喬、灌木衰敗,有的乾枯死亡,地面從而失去保護,風蝕風積嚴重,出現荒涼的地貌景觀。
為了維持合理的地下水位,保證一定數量的生態用水,需要採取以下措施。
1)進一步完善排水系統,合理規劃並實施引水渠、灌溉渠和排鹼渠的渠系網路,降低地下水水位,使地下水水位維持在2m以下,以保證植物的良好生長。
2)加強大河主河道兩岸節水用水管理,杜絕盲目引水,造成水資源浪費,維持主河道兩岸一定范圍的適宜地下水水位。
3)在山前傾斜平原區和塔里木河沖積平原區,應利用喬灌木耐旱的特性,擴大種植面積,在雨季適時營造人工林,使廣大平原區的地下水水位維持在3~5m適宜的生態水位。
4)在地下水水位下降劇烈而生態退化嚴重、生態地質環境質量低劣的地區,應進行人工引水,增加地表水水量,使地下水能恢復到適宜的或可忍耐的水位。
4.穩定發展人工綠洲,制止盲目開荒
發展人工綠洲,一是擴大綠洲的面積,要積極穩妥地按規劃進行。要通過灌區改建、完善水利設施,進行渠道防滲,改進灌溉方式等挖掘現有水資源潛力,擴大灌溉面積。擴大綠洲面積主要是通過開墾撂荒地、棄耕地和灌區邊緣土地來實現。二是進一步改善現有綠洲的環境,重點是加大防風固沙和土壤改良的力度,把綠洲建成高產穩產的農、林、牧基地。同時,要堅決制止亂開荒。開墾土地,必須嚴格地按開發程序進行,根據不同的開發規模,報請相應主管部門審批,並由國土、水利、林業部門監督,依法有序地進行。對較大面積的開發,必須以現有水利設施為依託,按規劃在灌區中進行,使灌區中的耕地連片,實行水資源的集約利用。
5.保護天然林地和草地,充分發揮其優化生態地質環境的作用
天然林地和草地在維護生態平衡、優化生態地質環境中起著十分重要的作用,具有保護地面、防止風蝕、抵禦風沙、穩定河岸、調節氣候等多種生態功能。例如,塔里木河沿岸的天然胡楊林是新疆三大林區之一,對於塔里木河沿岸的防風固沙、保護河岸、凈化空氣具有十分重要的作用。要通過建設防護林責任區,很好地保護所有林地。同時採用灌溉、伐樁、種子繁殖等方法促進更新。此外,還要大力發展人工胡楊林,在撂荒地上種植片林,沿公路干線和風沙前沿地帶栽植以胡楊林為主的基幹林。
草地主要用作放牧。由於產草量不高,草質不好,載畜量有限。為了維護放牧,要耗用大量水資源進行灌溉,經濟效益很低。應通過發展綠洲畜牧業,來減少天然草地的載畜量,使草地由放牧轉向以維護生態為主,發揮其保護地面、防止沙化、優化生態地質環境的作用。
6.改善和保護一定范圍的濕地
20世紀70年代以前,區內沿主幹河流兩側分布有很多濕地,現在幾乎消失殆盡。濕地雖蒸發滲漏損失水量較大,但對維護生物的多樣性和候鳥、野生動物的遷移棲息是必不可少的。目前,濕地的銳減使水域濕地動物群發生了很大的變化。據宋郁東等的資料,一些魚類、鳥類已經消失,有的動物已經滅絕。到90年代,在塔里木河流域興建了部分平原水庫,形成了新的人工水域和濕地,為野生動物提供了良好的棲息場所。對這些人工水域和濕地連同棲息的鳥類,作為勘查區內一個重要的生態地質環境類型,必須要很好保護。通過建立野生動物、人工水域和沼澤濕地三位一體的自然生態保護區等方式,防止人為干擾破壞,以改善野生動物、魚類、水鳥等遷移棲息的生態環境。
⑤ (三)河口海岸生態護坡修復要點
河口海岸的生態修復延伸到水環境綜合整治中。生態護岸以保護和創造生物良好的生存環境和自然景觀為前提。在再生生物群落的同時,建設具有設定抗洪強度的河流護堤工程,能夠提高水系功能和改善水的質量,把受人類嚴重干擾和破壞的河道修復成為水體與土壤、水體與生物相互涵養,適合生物生長的近自然狀態的河道。因而,生態護岸技術在水環境綜合整治中逐步得到了應用和發展。
生態護岸是利用石頭、木材、多孔環保混凝土和自然材質製成的柔性結構等構建,對河岸進行加固,防止河道淤積、侵蝕和下切,同時多孔護岸材料,為植物的生長提供了有利條件,為野生動物提供棲息地,保障自然環境和人居環境的和諧統一。透水的護岸也保證了地表徑流與地下水之間的物質、能量的交換。其生態護坡手段如下:
1.河岸類型對護坡形式的選擇
河水流動過程中形成明顯的沖刷面和回水灣沖刷型、回水型和普通型河岸。處理時依河優勢,充分考慮其水動力學特徵,對於沖刷型河岸,河岸要承受河水的強烈沖刷作用,特別是在洪水季節,沖刷面是河岸侵蝕和水土流失的主要區域,對其進行生態護坡的首要措施是穩固岸堤。因此,對沖刷面,必須採用隔離封閉的護坡形式,最簡單的方法是砌石,考慮到整體協調美的生態要求,可以由低向高逐漸過渡堤岸形式,由外向內降低抗沖刷材料強度。
對於回水型河岸,河水流動相對緩慢,河岸主要起緩沖作用,河水流線呈螺旋型,在回水灣,污染漂浮物容易滯留。對其進行生態護坡時,重點考慮生態美學特徵,強調河岸的形式變化,特別是復合生態系統培植、發育和完善,同時,可以構建局部生態景觀。
對於普通型河岸,其河水動力特徵介於上述兩種類型之間,但是,依河道寬度的變化。普通河岸也呈現微弱的沖刷面和回水面,在設計處理時,應注意其功能特徵,適當取捨,既要保證岸堤的穩固性也應注重岸堤的生態性能。
另外,河岸沖刷面一側的河水以湍流為主,稀釋和自凈能力較強,抗污染負荷能力也強,回水面和普通型河岸一側河水以層流為主,自凈能力較弱,環境容量較低,容易形成典型的遲滯型污染。
2.生態護坡建設方法
(1)介質篩生態護坡
在對河堤進行護坡處理時,由內及外,向河布設粒徑逐漸放大的天然石塊護坡介質,臨河面由粗石顆粒組成,孔隙率低,但是孔徑大:內側由細石顆粒組成,孔隙率高,但是孔徑小。這樣,由河向岸就形成介質篩的形式,一方面,這種結構能夠有效地保護坡堤,減輕河岸沖刷、防止水土流失;另一方面,這種結構為水生多生態系統的發育創造了條件,遠離河岸的微型空間內便於低級生物的繁殖,而臨河的大空間內便於高級生物的生存。介質篩護坡是自然河床形式的延伸,與其他人工護坡形式相比,它更趨向於自然,節約投資和建設費用。
依據介質篩分的基本原理,確定介質篩護坡的標准形式如圖10-34所示。可以看出,介質顆粒水平角小於45°,在介質篩底層外設置松木樁,在木樁外堆放防沖刷石塊;在介質篩與松木樁間以及介質篩空隙間種植挺水植物。對岸坡植被景觀營造,以喬木為骨架,喬灌草結合,與周圍景觀視廊相協調。
圖10-34 介質篩護坡的標准形式
這種形式的護坡適用於水利條件較好的河段,其穩定性主要依賴於最外層卵石的大小和護角的處理。
(2)仿濕地生態護坡手段
濕地生態系統的強大功能已被廣泛認同,其核心在於多生物生存條件的集成和穩定。在生態護坡處理中,可以借用濕地建設的成功經驗,營造局部仿濕地系統。在回水灣和河面較寬的河段,岸堤受沖刷的壓力減弱,岸堤的穩固性較強。對這類岸堤進行護坡處理時,以植被穩定技術優先,通過植物發達的根系固化土壤和堤岸。由於細介質中孔隙率大,微生物豐富,實質上已形成了沿河帶狀小型仿濕地生態護坡,就是在這類岸堤上完善其濕地生態系統,建立高級生命棲息的環境空間,促進生態系統的新陳代謝,同時,杜絕人類活動對生態系統的干擾。
(3)根穩定生態護坡手段
樹木與草坪生態護坡存在一定差異,樹木對內部土壤具有較好的穩定作用,草坪對表土具有較好的固化作用。因此,現代生態護坡往往兼顧兩種模式,採用樹木與草坪相結合的護坡形式。對樹木根系進行穩定和固化是生態護坡的主要工程技術問題。可對其進行特別處理,即根系穩定生態護坡手段,它是通過穩定單株樹木的根系來實現整體堤岸穩定的技術。根據河水的流向,可以劃分出樹木根系的迎水面和背水面,對迎水面一側,採用混凝土澆注的硬處理;對背水面一側,採用網狀預留孔處理。這樣處理既避免了樹木根部被沖刷侵蝕,又為根系提供了物能交換的通道,從而強化對樹木根系的保護,進而對河流堤岸進行保護。
3.生態護坡恢復設計
根據夾河水利規劃,在維持夾河大堤現狀的情況下,對陌堂橡膠壩至入海口的夾河河道兩側濱水堤岸進行生態護坡建設。依據夾河現有的岸堤情況和水利條件,採用寬體斜坡護坡技術、根穩定生態護坡技術、地理板框介質篩護坡技術和半干砌石護坡技術等對其進行改造和建設。對已做石砌護岸的河段根據具體的水利及區位等因素採取退岸方式,將其改造成1:3.0的斜坡護岸,並採用半干砌石、地理板框等技術進行岸坡穩定。對自然岸堤進行平整,保護天然植被,特別是喬木,營造寬體斜坡,擴大泄洪空間。同時,對河槽與堤壩之間的灘地進行植物修復等水土保持措施。
(1)半干砌石介質篩護岸建設
在夾河上游段的部分混凝土硬化河岸改造、構建半干砌石介質篩護岸,斷面如圖10-35所示。該段護岸全長約15.0km。
圖10-35 半干砌石介質篩護岸斷面圖
為防止坡角侵蝕,沿河岸打3~4排木樁,木樁間距約5cm,在保證良好的透水性的前提下,有效地防止河水沖刷坡角;為延緩木樁腐爛,考慮將木樁完全打入水下,即要求木樁樁頂高程低於常水位。在木樁內側漿砌高度大約50cm的卵石,卵石頂高程高於常水位約30cm,以防止涌浪對生態護岸的沖刷。考慮到系統對氮的去除,可選用沸石內嵌與卵石中,提高生態系統對氮的去除。
現場澆築混凝土模塊,在混凝土半干狀態下,將大卵石置於其上,沿坡角向坡頂密實鑲嵌堆放,待混凝土完全晾乾後,天然石與混凝土固化為一體。在未澆築混凝土的坡面上,石塊受到其他固化石的擠壓作用,也穩定在岸坡上。混凝土砌塊平面尺寸約寬30cm,長50cm,其深度須滿足護岸穩定要求,且間距不小於1m。卵石粒徑約20~30cm。
在半干砌石上覆土30cm,移植附近相鄰區域的表土,以保持覆土有機質含量,在覆土上培植草本和灌木。在條件允許的情況下,盡量保證岸坡坡度小於1:3.0。為營造生物生存棲息空間,在木樁河水側拋石。為維持由江向岸的透視景觀,喬木不應太密,在保護現有喬木的基礎上,落葉與常綠搭配,臨河處盡量選用垂柳等彎曲喬木。
半干砌石介質篩護岸要比干砌石護岸穩定,且具有多空隙,能夠保證河水與空隙水及地下水之間的交換,空隙間填土又為植物生長提供了紮根基礎。
(2)地理板框介質篩護岸建設
如圖10-36所示,對夾河上游段其他混凝土硬化河岸改造、構建地理板框介質篩護岸,這種形式結構穩定性強、耐洪水沖擊。斷面如圖10-36所示。該段護岸全長約15km。
地理板框介質篩護岸的坡角處理同上面的半干砌石介質篩護岸技術;沿修正後的緩坡傾斜面布設混凝土板框,為維持板框內鬆散堆積的碎石的穩定性,板框規格為1.0m×1.0m,板框採用混凝土整體現澆製作;在框格中,依介質篩原理填充不同粒徑介質。框架厚度40cm,框中底層填粒徑5mm,厚10cm的粗砂,其上再填粒徑2cm厚10cm的礫石,礫石上面鋪一層粒徑6~8cm的碎石,形成地理板框介質篩;最後在板框上敷表層土30cm厚,在保護現有喬木基礎上,對岸坡進行再綠化,栽植落葉喬木,覆土上間植灌木和草本植物;為營造生物生存棲息空間,在木樁河水側拋石,並栽植柳樹和蘆葦等親水植物。
圖10-36 地理板框介質篩護岸斷面圖
(3)寬體斜坡護岸建設
如圖10-37所示,在夾河下游部分軟質受損河岸區域內,岸坡上植被發育較好,植物根系有效地維持了岸坡的穩定,但是略顯單薄,岸上植被則遭到不同程度的破壞。因此,該段考慮主要以植被恢復為主,有效利用植被根系的固土功能和控制面源污染的功能。該段全長約15.66km,寬度設計在20~50m之間,護岸斷面形式如圖10-37所示。
圖10-37 寬體斜坡護岸斷面圖
在夾河護岸方案中,堤岸坡角處採用了木樁+植物營養體束的護岸技術,如圖10-38所示。具體做法為,在岸坡坡腳嵌入直徑15cm、長1.5m的原木木樁,將萌芽力強的柳樹幼枝或蘆葦、菖蒲等捆成一束,用木樁將其固定在河岸坡腳。在柳樹或蘆葦、菖蒲根系未萌發之前,主要靠植物苗木束起到臨時保護河岸的輔助作用;在植物根系萌發之後,植物營養體和根系永久的護岸,達到恢復河流生態系統多樣性、提高水體凈化功能的最終目標。
圖10-38 木樁+塊石的護岸技術設計
岸堤的小傾角將減緩河水對岸堤的沖刷作用,緩解洪峰快速遷移對下游造成的壓力。坡面設計要有三維坡度變化,在水際部位設計為倒圓角坡度;在寬體斜坡護岸上採用植被穩定方法,種植柳樹、水楊,白楊、榛樹以及蘆葦、香蒲等耐濕喜水性植物。對岸堤進行穩定;在坡面上間種景觀植物,追求植物景觀的多樣性,在坡角下構築水生植物,穩定護堤,保持坡角、坡面、坡頂植被的發育和穩定;保護現有沉水、浮葉、挺水、濕生植物和灌、喬木植被系統,營造縱向生態鏈。通過沿岸拋石,構築岸邊水生兩棲類動物棲息繁衍的場所及環境,為小型動物提供避難場所。
生態護岸除了保持水土、保護河堤以及污染治理等功能外,其最主要的功能將是作為景觀林以增加河道走廊的物種多樣性和生態穩定性以及提高河道走廊的景觀效果。所以在生態護岸的建設過程中,生態護岸的景觀功能被提升到了一個重要的位置。
植物物種選取將在兼顧植物的保水護土、污染治理能力的基礎上,主要考慮其景觀功能。植物選取和種植時應注意高矮錯列,葉色和花色相搭配,喬、灌、草分層配置,以強化防護林帶的景觀效果。
防護林植物的選擇堅持本地物種優先的原則,同時兼顧植物的景觀價值、經濟價值和抗性能力。
在河灘地勢較低處種植香根草、荊三棱等多年生草本植物,在河灘地勢較高處栽種槐樹、柳樹、楊樹等喬木和杞柳、紫穗槐等經濟型灌木,並配置石榴、月季、玫瑰等觀賞性樹種。以此形成河道走廊防護林帶,以增強景觀效果,穩固河堤,防止水土流失。防護河堤兩側的面源污染收集和配布水溝渠,分隔河堤和修復工程,以提高河道走廊生態帶的層次感,加強河道走廊的生態穩定性。
4.生態護坡修復注意問題
在建設生態溝渠及生態護岸時,應以提供生物生長棲息的生物材料為主。通過使用生物材料對受損護岸進行生態修復,這類生態修復方法一般是採用由固體、液體和氣體三相物質組成的具有一定強度的多孔人工材料作為載體,利用多孔材料空隙的透氣、透水等性能,並滲透植物生長所需的營養,從而恢復河岸的植被,為生物提供良好的棲息場所。利用生物材料進行修復,如圖10-39所示。
圖10-39 生態混凝土護岸方法
(據謝三桃、朱青,2009)
在河流護岸進行生態修復上,不僅要滿足防洪排澇和生態系統健康的需求,同時也要達到景觀美質和親水和諧的功效。基於這個生態修復的要求,可以採用景觀型多級階梯式人工濕地護岸和景觀凈污型混凝土組合砌塊護岸技術等。這類修復方法一般是以無砂混凝土樁板或無砂混凝土槽為主要構件,在坡岸上逐級設置而成的護岸形式。通過在樁板與坡岸之夾格或無砂混凝土內填充土壤、砂石、凈水填料等物質,並從低到高依次種植挺水植物和灌木,從而形成岸邊多級人工濕地系統,美化了河道岸坡,呈現出層層階梯式綠色景觀,同時沿護岸線可設置的親水平台,以便人們隨時的能夠親水,如圖10-40所示。
圖10-40 景觀型多級階梯式人工濕地護岸
(據謝三桃、朱青,2009)
陳海波等在對生態護坡在河道整治中的應用時提出,生態護坡的選擇和設計應遵循水力穩定原則、生態和諧原則和因地制宜原則。顧秋平等提出,生態護坡技術應該堅持以下原則:①生態邊坡必須能夠營造一個適合陸生植物、水陸兩生植物、水生動植物生長的生命環境;②生態護坡應滿足渠道功能和堤防的穩定要求,並降低工程造價;③要盡量減少剛性結構,增強護坡在視覺中的「軟效果」,美化工程環境;④進行水文分析,確定水位變幅范圍,結合植物調查結果,選擇合適的植物;⑤盡量採用自然的材料,避免二次環境污染;⑥布置時考慮人們的親水要求。
在生態護坡的設計和類型選擇中還需要注意以下幾點:①首先要了解河道護坡的功能定位,如果待整治河道為主幹行洪河道,那麼就要優先考慮防洪排澇和航運對護坡穩定的需求,兼顧生態功能。在選擇材料和類型時可以在迎水面邊坡以傳統的干砌塊石為主,推廣使用三維土工植被網、植被型生態混凝土、土工材料復合種植等生態護坡新技術,嚴格限制漿砌石或混凝土護坡。同時,還要兼顧考慮待整治河道的位置及岸邊空間,如城鎮河道,在考慮其生態景觀功能的基礎上,還要考慮其所處空間位置的有限性,如果空間有限,那麼佔地面積大的生態型護坡就不適合待整治河道。②了解河流底泥和岸坡的土壤狀況,了解其親水性,以便有針對性地選擇護坡的類型、植被的種類以及護坡的材料。③了解河道的水質狀況以及污染物排入其中的方式。對於水質要求較高、面源污染嚴重的河道,在設計時可以構建多級階梯式、潛流型或表面流型人工濕地護岸系統。④河道的水文情況,尤其是水體的流速。對於流速緩慢的小型河道,可以直接利用草、蘆葦和柳樹等天然植物材料進行岸坡防護,這些植物都是親水的,在潮濕環境中能茁壯成長,可以在保護岸坡的同時,創造出豐富的岸邊自然生態環境。而對於水流較急、岸坡侵蝕較大的河段,單純利用草皮、柳樹和蘆葦等活體材料進行護岸,容易遭到破壞,應結合土工材料、石料、木樁等堅固材料,加強護岸的穩定性和抗侵蝕性,可以選擇三維網墊、混凝土框格、混凝土砌塊的植草護坡等復合生態護坡。
總之,生態護坡的設計和選擇應考慮河道護坡的功能需要以及各類型護坡的具體應用條件,使生態護坡和河流生態系統融為一體,形成一個有機的、開放的系統。
雖然生態護坡的應用已在國內外得到了廣泛應用,但其只考慮了生態護坡對植物的需要,而忽略了動物和微生物,忽略了生態護坡作為一個完整生態系統的動態性,忽略了真正意義上的生態護坡應該是在保證邊坡穩定的基礎上,以營造河道邊坡系統的生物多樣性為主要目標。因此,現有的生態護坡技術,雖帶有一定的生態色彩,卻是不完善的生態護坡技術,而是生態型護坡。要想實現真正意義上的滿足邊坡系統對生物多樣性的要求,建立能夠使動物、植物、微生物共存的生態護坡,生態護坡的研究須從以下三個方面著手:
1)護坡材料。為了實現真正滿足生態學要求的生態護坡,需要將護坡工程對河道的水質、水文、生態系統的影響降至最小,這就需要逐漸改進護坡所採用的材料,使生態護坡在修復水體污染、提高水體自凈能力、營造生物多樣性等方面發揮其生態學功能。
2)生態護坡的設計和類型。生態護坡的設計,包括護坡材料、護坡植物、坡比以及護坡結構形式的選擇等。要通過試驗和實踐探索,研究在不同地質條件下,不同護坡材料、護坡植物、坡比以及護坡結構形式等的組合對水流流態和流速等河道水力特性的影響,對坡面穩定性的影響,對護坡生態系統恢復和重建的影響,探索出對河流生態系統影響最小的最佳組合。
3)施工方法。即使有了完美的生態護坡設計和方案,如果施工過程不能完美呈現其各要素間的結合,也會影響生態護坡的生態效果。因此,應逐漸完善生態護坡的施工方法和技巧,將生態護坡的各要素有機結合,使其生態功能充分發揮出來[31]。
煙台市在充分保護好原有的黑松植物群落海防林的基礎上,在臨海一側主要種植黑松、白蠟、檉柳、紫穗槐等抗海風、耐鹽鹼、耐瘠土、固沙性好的樹種。在相對風沙較弱的區域栽植景觀效果好的銀杏、合歡、欒樹、楸樹等喬木和黃櫨、紅楓、紫葉李、連翹等各種小喬木、花灌木。並合理調配喬、灌、花、草的比例,突出喬、灌木的綠化地位和綠化效果,突出季相色彩變化,注重各樹種色彩、冠性等生物學特性的互補作用,栽植的植物種類達到150多種,植物多樣性得到了很好的體現,基本達到了三季有花、四季常青的景觀效果。
⑥ 人工泊岸與近自然泊岸的功能區別在哪裡
自然的比較隨意沒有苛求的人為的影子,和大自然的一種合體。人工的之是按照個人的思想刻意的改造,擺弄。
⑦ 桂林兩江四湖游
我桂林人,問我你問對了,船游沒包括竹伐游的,竹伐象鼻山那多,竹伐不能游兩江四湖,游兩江四湖晚上比白天好看點
⑧ (維護生態環境,保護美麗河湖)的作怎麼寫
1湖泊流域水質總體穩定,水環境依然脆弱
1.1.1柘林湖水質整體處於III類,部分入湖支流相對較差由《2000-2011年柘林湖水質狀況報告》的監測數據可知,近10年來柘林湖湖體水質由2003年的I類水質下降到Ⅱ類;再從2004年開始下降到Ⅲ類水質,持續到目前一直保持在Ⅲ類水質。其中高錳酸鹽指數、氨氮、總磷和總氮4項指標的變化趨勢圖如圖1和圖2所示,總磷和總氮維持穩定在Ⅲ類,高錳酸鹽指數和氨氮穩定在Ⅱ類〔5〕。由於柘林湖湖泊水面積較大,水質空間分布差異較大,總體水質較好的情況下,沿岸帶及部分庫灣水質明顯差於湖心和壩上處水質,局部入湖水域還存在一定污染問題,水環境依然脆弱。
1.1.2柘林湖水體整體呈中營養狀態,但在部分季節局部湖灣水體中藍藻成為次優勢類群之一,局部湖灣生態安全問題需引起重視在2010-2011年的調查中發現在枯水期和平水期,湖區的浮游植物類群從硅藻門演替為當前局部湖區藍藻門占優勢。柘林湖部分湖灣的浮游植物群落中藍藻門藻類成為次優勢類群之一,表明柘林湖部分湖灣水體呈現一定的富營養化趨勢。湖區的浮游植物類群從河流特徵的硅藻門演替為當前局部湖區藍藻門占優勢,表明柘林湖湖區外源輸入的增加,水質的惡化,水體富營養化風險凸顯。因此,需要在流域尺度上降低入湖負荷,開展流域生態安全的保護與湖泊生態治理,阻止局部湖灣富營養化趨勢的蔓延,逐步維護湖泊生態系統穩定。
1.2飲用水水源地規范化建設有待加強、飲水安全存在隱患柘林湖湖區范圍目前共有3個湖庫型飲用水源地,分別為源口水庫取水口和東渡取水口和柘林大壩三附壩取水口飲用水源地,主要供應武寧縣城區、共青城市和德安縣的居民供水,「十二五」期間也將作為南昌市和九江市的備用飲用水源地,因此柘林湖水源涵養功能的保護顯得尤為突出重要。但是目前柘林湖飲用水水源地處於開放狀態,隔離防護設施落後,水源地自動監測、應急預警和規范化建設能力相當薄弱,飲水安全存在很大隱患,因此,亟需在流域治理的基礎上以預防污染為主,確保飲水安全。
1.3漁業發展尚未規范,水生生物多樣性遭到破壞
1.3.1過量發展網箱養殖已給生態環境帶來危害近年來,網箱水產養殖呈現了前所未有的發展態勢,據調查柘林湖庫區內副壩附近、武寧縣湖區境內共有22000餘箱網箱,345座養魚庫灣,柘林湖湖區網箱養殖面積共6593.13hm2,養殖面積佔全湖區水面面積的20%,且無證養殖的個體戶屢禁不絕,存在個體戶將化肥和養豬廢渣投入網箱進行水產養殖的現象。
1.3.2非法捕撈屢禁不絕,水生生物多樣性遭到破壞據漁業聯合執法隊調查,湖區非法捕撈形式包括扳罾燈光誘捕、拖網捕撈、非法漁具捕撈等。非法捕撈造成漁業資源減少,水生動物多樣性破壞。2003年前,用傳統方式每天每船可捕撈柘林湖湖魚200kg之多;2008年每天每船的捕撈量已經降到50kg以內,且魚的種類比較單一。另據漁業部門在柘林湖的不同水域進行竹排銀魚燈光試捕,結果顯示:永修水域每網只捕到幾尾,武寧水域每網僅捕獲0.25kg銀魚,與往年試捕的每網5~10kg相差甚遠。
1.4旅遊發展加速,污染風險增大近年來柘林湖流域人類活動強化,旅遊發展與環境保護的矛盾日益突出。2010年旅遊接待人數共80.77萬人次,其中國內旅遊人數達到79.5萬人次。2011年9月西海高速全線通車後,柘林湖的旅遊人數成倍增加,帶來的環境問題日益突出。因此,加快柘林湖生態保護和污染治理對提高柘林湖生態系統抗干擾能力至關重要。柘林湖東岸的廬山西海是一個新開發和正在規劃建設中的國家級風景名勝區,各種投資項目紛至沓來,中信集團將投資150億元用於中信廬山西海開發建設項目,建設生態度假地,項目的建設將使原本自然的森林生態系統破碎化,且今後還將發展水上旅遊產業,污染風險突增。水環境保護和旅遊開發二者之間的矛盾亟須通過系統的保護規劃和實踐來進行解決。
1.5人為侵佔湖濱帶嚴重、緩沖能力下降湖泊自然帶普遍受到人為干預,沿湖濱帶人為侵佔現象嚴重,開發與保護矛盾日益突出。沿河湖鎮區段建設了很多居民房,特別是武寧縣縣城污水處理廠和工業園區就在湖邊,生活污水和工業廢水直排入湖;沿湖一百多公里建設了很多農田,農葯和化肥直接排入湖中,沒有相應緩沖帶的攔截,對水土影響較大。此外風景名勝區周邊建設了柘林湖賓館、北戴河賓館和清水山莊等賓館,廢水只經過簡單的微動力和化糞池後也直排入湖,因此湖濱緩沖帶緩沖能力下降,亟需對湖濱帶進行生態修復建設。
1.6水土流失較嚴重、礦山徑流污染大城鎮開發建設和礦山開采產生的水土流失等已成為水土流失的新問題。盡管近幾年來修河流域水土流失治理方面取得了較大進展,但由於積重過深,林分質量下降,森林保土蓄水能力降低,水土流失仍然比較嚴重。流域存在礦產資源的開采,不但排放大量采礦廢水(井坑涌水、廢水堆淋溶水、選礦廢水、尾礦庫溢流水),而且破壞地表植被以及產生大量固體廢棄物。柘林湖湖區內強度流失區主要分布在武寧縣城、武寧縣工業園、魯溪鎮316國道兩側;中、輕度流失主要分布在石渡、新寧鎮、官蓮、巾口、澧溪等鄉鎮。
1.7流域環境基礎設施尚未到位,歷史欠賬多
1.7.1生活和工業污水收集與處理系統缺乏柘林湖湖區總人口為38.9萬人,每天產生生活污水量近3萬t。湖區范圍僅武寧縣建設了城市生活污水處理廠,目前一期1萬t/d處理規模已建成投運,由於污水管道建設尚未完善,只接納了城區周邊部分生活污水,沿湖分散居民生活污水大部分未能全部進入污水處理系統,污水直排入湖,未經處理及脫磷脫氮的廢水給柘林湖帶來極大的壓力。此外武寧縣工業園區和太陽升項目園區的工業污水處理廠還未建設,工業廢水集中處理率較低。
1.7.2生活垃圾收運及處理系統存在缺陷目前柘林湖從垃圾收集到處理還沒有完善的運行機制。柘林湖流域范圍內的垃圾清運范圍局限於老鎮區和旅遊接待區,由於距離分散和資金缺乏等原因其它沿湖和沿河村落生活垃圾尚未得到有效收集,鄉鎮垃圾轉運系統亟待完善。部分鄉鎮由於缺乏轉運系統,收集的垃圾就地選擇一處位置進行簡易填埋,未進行無害化處置,未經過處理的垃圾滲濾液直接影響地表水和地下水環境。部分鄉鎮由於沒有合適的垃圾填埋場,就地對垃圾進行簡易焚燒,焚燒的煙氣對周邊及湖區環境污染很大。
1.8管理機制體制尚未理順,流域綜合管理迫在眉睫
1.8.1環境監測執法,生態觀測及科研能力建設嚴重滯後柘林湖流域內環境監測能力建設十分滯後,無自動監測能力和應急監測能力,且監測裝備條件較差,缺乏常規的監測儀器和現場快速監測儀器,無法對柘林湖生態環境實施有效的監控。同時區內修河流域和柘林湖的生態觀測與科研工作較為薄弱,尚未科學全面地掌握柘林湖區域目前陸生、水生生態系統結構狀況及其變化趨勢。因此亟需對湖區投入強有力的環境監測能力建設,對生態服務功能的現狀及其恢復情況進行長期跟蹤觀測,以及對柘林湖湖泊生態系統健康與安全進行深入地調查評估。
1.8.2環境管理存在「斷裂帶」柘林湖流域管理缺乏統一的管理機構,由於流域范圍涉及修水、武寧、永修及廬山西海風景名勝區管委會區域,在環境保護過程中存在交叉管理,重復管理,職權不明確等各種體制問題,導致許多生態保護工作不能很好的深入開展。
2柘林湖面臨的主要形勢
2.1經濟社會發展形勢流域正處於工業化中期階段,既要解決做大產業規模與調整產業結構之間的矛盾,又要解決日益加大的資源環境壓力與保護生態環境的矛盾。目前柘林湖流域范圍的修水縣和武寧縣經濟發展正處於結構調整階段,農業逐步走向規模化,工業新老企業更新,流域內各縣近幾年經濟發展較為迅速,尤其以工業發展最為迅速。隨著經濟體制改革進一步深入,內外投資環境的不斷改善,基礎設施投入的增加,產業結構繼續調整和優化,集體經濟和個體私營經濟快速發展,第三產業的興起,將步入穩定增長階段,社會經濟保持快速健康發展是完全有可能的,因此經濟發展與環境保護的矛盾突出,生態環境保護的壓力加重。
2.2生態環境保護形勢柘林湖流域內主要河流的水質目前基本穩定在《地表水環境質量標准》中的Ⅱ~Ⅲ類標准,但流域內的生態環境保護亟需轉變觀念,需從水質保護向水生生態保護轉變,從污染治理向防治並舉轉變,從點源控制向非點源控制轉變。三方面轉變難度加大,生態環境保護形勢不容樂觀,因此,在這些方面相關部門還要付出不懈的努力。
2.3環境風險防範形勢目前柘林湖景區開發活動加快,網箱養殖及化肥投料威脅到飲用水源安全,線源(流動源)尤其是船舶增加了水污染事故發生的風險。
3柘林湖生態環境保護的科學對策
對於柘林湖的水污染防治與保護工作,應以控源與強化管理為首要措施,湖泊水體以保育為主,輔加治理。同時,流域產業結構調整十分重要,這正是與其它類型湖泊治理思路的核心不同之處。因此,對柘林湖水污染防治採取「分區保水、上游活水、湖邊治水、湖面管水」為主要內涵的柘林湖保護與綜合防治的新理念。
3.1以湖泊生態安全為核心,保證湖區水質柘林湖目前處於水質良好和中營養狀態階段,經過對柘林湖進行水環境容量分析,除總磷現狀負荷接近III類環境容量值外,其它指標現狀污染物遠小於III類環境容量值,因此影響流域經濟發展和柘林湖水體水質的主要制約因子為總磷,其主要污染來源於居民生活、水產養殖、畜禽養殖和化肥流失。因此,今後需要開展湖面網箱水產養殖取締工程,取締網箱養殖改為清水放養各種濾食性魚類;實施清水入湖工程,加快建設工業園污水處理廠和沿湖鄉鎮生活污水處理設施及管網建設,提高污水接管率和處理率;結合社會主義新農村建設(「三清六改四普及」,即清垃圾、污泥、路障;改水、改廁、改房、改欄、改路、改環境;普及電話、沼氣、有線電視和太陽能),重點對沿柘林湖兩岸鄉鎮和沿修河兩岸鄉鎮進行農村環境連片綜合整治;對湖區周邊畜禽養殖採取污染治理措施,並大力推廣測土配方施肥,建立測土配方施肥示範區;加大廬山西海風景名勝區周邊的環境綜合整治力度,對賓館飯店污水實行回用與零排放工程,降低旅遊業對水域的環境脅迫。採用以上措施能有效減少氮磷及其他污染物入湖負荷,避免湖體局部富營養化,使柘林湖水體水質達到功能要求。
3.2以柘林湖入湖河流生態保育為重點,削減入湖污染負荷柘林湖主要入湖河流有13條,在對柘林湖湖區治理的同時,需加強對入湖河流的生態保育和污染負荷削減,對污染較重的主要入湖河流,如沙田河、修河上游、橫路河、盤溪河等河流實施生態保育工程,對入湖河段緩沖帶進行生態護岸及內河清淤、疏浚整治工程,並配套相關景觀樹木和景觀石,岸線旁邊種植水生植物,配置宣傳標識牌樹木的種類可以根據當地氣候和景觀需要配備,主要以常年青的灌木喬木為主,在岸線水域周邊種植荷葉、紫根水葫蘆、菖蒲、美人蕉等水生植物。工程的實施能有效加快河流流速,提高河濱區的水體自凈功能,種植的水生植物也能攔截一定的污染入湖負荷,對水質起良好凈化作用。
3.3嚴格區域排放標准,協調經濟社會發展與湖泊保護的關系「十一五」期間,我國水環境管理實施從目標總量控制向容量總量控制轉變,從單純化學污染控制向水生態系統保護的方向轉變,迫切要求進一步完善和發展現有水質標准體系。近年來,我國已經開始著手於水質基準、標准和流域污染物總量控制方面的研究,並取得了初步成果〔6,7〕。然而,目前我國保護和管理湖泊水體的唯一標準是《地表水環境質量標准》(GB3838-2002),與富營養化相關的水質指標僅總氮和總磷2項,利用這些指標難以解決湖泊水華和生態退化問題。尤其缺少度量生態響應和初級生產力的指標,如表徵初級生產力的葉綠素和生物量等指標。因此,建立科學的營養物基準,制定適合的環境質量標准與排放標准等,基於水環境承載力提出適於柘林湖流域的環境優化和經濟增長模式,是有效解決柘林湖湖泊生態環境問題,保護生物多樣性的關鍵舉措。
3.4優化產業結構,轉變經濟增長方式在流域土地資源調控方面,湖區范圍內嚴格劃定「三線」。根據柘林湖湖區不同區域生態環境敏感程度、土地開發利用程度、經濟社會發展特點以及湖區產業布局等因素,將柘林湖區劃分為紅線保護區、黃線控制區和藍線優化控制區3類功能區,嚴格執行「三線」環境保護措施。在產業結構調整方面,分不同產業實施資源利用調控。在農業方面,需要重點關注規模化畜禽養殖和種植等農業面源對湖泊的污染威脅,充分發揮區域內良好生態環境和特色農業資源優勢,促進高效生態農業發展。在工業方面,需嚴格環境准入,優化布局,以工業園區為平台,以骨幹企業為依託,推廣循環經濟發展模式,推進節能減排降耗,針對柘林湖流域的鎢礦、銻礦和煤礦等主要礦產發展綠色礦業經濟。在第三產業方面,需要以生態旅遊和發展現代物流產業為重點,大力發展第三產業,依託柘林湖豐富的旅遊資源,突出柘林湖的生態特色,展示當地民俗文化,通過景點基礎設施的不斷完善,景區知名度的不斷提高,遊客的快速聚集,形成以觀光、覽勝、度假為主的游賞項目框架,把風景區建成「江西最熱、中部叫響、國內一流、世界知名」的旅遊目的地。
3.5強化自動監控,創新管理方式湖泊的保護離不開流域有效的監管,因此按照「控源+強化管理」的思路,在外源控制的同時,開展柘林湖全流域環境監管與綜合管理。由於湖泊面積大,監管難度大,因此必須優化監測網路、加強湖區水質和水生生態自動監控能力建設,並在管理方式上有所創新,促進柘林湖湖泊生態環境保護良性循環和可持續發展