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应对乡村生态环境逆行演替问题的对策

2019-09-15丁泽伟向东文

湖北农业科学 2019年15期
关键词:生态修复环境治理乡村振兴

丁泽伟 向东文

摘要:在21世纪经济快速发展的背景下,工业文明与生态环境问题的不断碰撞使规划内外部环境日趋复杂化与多样化,甚至出现生态景观的极度破碎化。研究跳脱传统乡村的规划模式,以山东省淄川县岭子镇的宋家庄村为对象,针对资源型乡村生态环境逆行演替的问题,因地制宜地提出了环境治理与生态修复先行的策略,通过景观重构,化不利为有利,将制约的主要矛盾转化为特色与优势,最终实现乡村振兴。

关键词:环境治理;生态修复;景观重构;乡村振兴

中图分类号:X321         文献标识码:A

文章编号:0439-8114(2019)15-0062-04

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.15.013           开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Countermeasure on the problems of rural eco-environmental retrograde succession

DING Ze-wei,XIANG Dong-wen

(School of Arts and Media Administration,University of Geosciences China(Wuhan),Wuhan 430074,China)

Absrtact: Under the background of rapid economic development in the 21st century, the collision between industrial civilization and ecological environment has made the internal and external environment of planning more and more complex and diversified, and even the ecological landscape has been extremely fragmented. This paper took Songjiazhuang village in Lingzi town, Zichuan county, Shandong province as the research object, instead of the traditional rural planning model. In view of the retrograde succession of the resource-based rural ecological environment, it was proposed that environmental governance and ecological restoration should take precedence according to local conditions. Through landscape reconstruction, disadvantage should be turned into advantage, and the main contradictions of restriction should be transformed into characteristics and advantages, so as to realize rural revitalization.

Key words: environmental governance; ecological restoration; landscape reconstruction; rural revitalization

隨着后工业时代的到来,中国同其他工业化国家一样,加快了调整经济结构的步伐。企业的转型和资源的枯竭,为中西部地区留下了大量的废弃矿区。从矿藏开发出来的空间区域,不仅具有观赏价值,而且蕴涵着矿业开发的历史文化和一定的教育意义。废弃矿区的治理与再开发始于20世纪下半叶,中国在这方面的起步比世界其他地区晚。随着时间的推移,经济的快速发展和人口的急剧增加,资源需求的不断增长与有限资源之间的矛盾日益突出。过度开采导致地质生态环境恶化,如开采引起的践踏塌陷和地裂缝等问题[1]。大部分矿区坐落在农村中,对当地的经济及生态环境都产生了不可估量的影响。因此,必须重新规划这些村庄的发展方向,通过美丽农村建设,恢复生态与重建景观,调整产业结构,实现乡村振兴。矿产资源是宝贵的不可再生资源,通过挖掘人文元素与自然环境,使之结合,形成既有人文历史又有自然生态的独特景观地。

1  项目背景

宋家庄村是淄川区的西大门,隶属于山东省淄博市淄川区岭子镇,地理位置占据资源优势与交通优势。岭子镇特殊的地理环境形成了其独特的地质环境,丰裕的资源组合条件在全国都具有独特性,其丰富多样的地貌类型,复杂多变的地质构造,造就了该地区土地和矿产资源的多样性[2]。宋家庄村依托当地的资源优势、人口优势,由传统型农业进入工业产业的发展,带动该地区经济腾飞。工业化的蓬勃发展促使劳动力不断转移,农业失去发展推力,进入了停滞阶段。第二产业对生态环境的影响逐渐开始显现,人为活动带来生态的不稳定性被逐渐放大。但区域环境问题并未受到当地政府的重视,目前约1/8的地面破碎均为矿坑。同时,生物多样性逐渐减少的问题并未得到遏制,区域内水资源日益减少,生态逆行演替的严重性不断加剧。

经济社会可持续发展离不开环境的动力保证,资源与生态环境的协调奠定发展的基础条件。该地区干旱少雨的气候,脆弱的自然环境,成为制约其进一步发展的主要因素。原有的乡村环境还在承担着生态的逆行演替,只有先切实解决好发展、资源、环境相互协调的关系,才能促进第一产业的集约与高效,推动第二产业向第三产业的转移,真正实现“绿水青山才是金山银山”的美好夙愿。

2  问题与困境

宋家庄村先天自然环境基础较差,地质环境比较脆弱。随着当地第二产业的迅速发展和人口的快速增长,有限资源与日益增长的需求之间的矛盾日益突出。过度的工业开采导致地质生态环境破碎,如煤矿过度开采引起地面沉降与塌陷;水质环境污染日趋严重,超采地下水已引起超采漏斗、地面沉降;过分开发和不合理使用已造成土地污染、生物多样性减少;水泥厂的粉尘、噪声污染等生态环境问题。环境问题的存在进一步阻碍了地质资源的可持续开发与有效利用,并成为制约地区经济持续发展的瓶颈。因此,推动生态有序演化是区域经济发展过程中的必经之路。

宋家庄村土壤属褐土类,土地主要使用类型占比大小排序为耕地、生活用地、工业用地。有机质含量为1.63%,总氮含量为0.01%,磷含量普遍较低,有效钾含量丰富。由于土地高度利用,土层浅薄,土壤质地与结构较差,因而多生杂草或植林木。另外,不规范的矿区露天开采和废弃物处理导致土壤中重金属污染加剧[3]。

宋家庄村地处暖温带季风气候区,植被区域划分上隶属暖温带阔叶、针叶林区。现有的植被大多散布在村子的东大门及周边地表形态起伏较大的区域。受土壤的影响自然植被覆盖率相对较差,大部分为生长快速的经济物种,形成单一的生物群落,且自然生长发育的植被覆盖率较低。人工种植多为小麦、玉米等农作物,以及少量的行道树与房前屋后树木。整体植被受土壤状况与人为干预影响较大,原生植被大量消失,次生植被和人工植被占比很高,且种类多为常见的经济物种,缺乏国家级和省级保护的珍稀植被分布。由于水泥厂、煤场的过度人工开采,部分区域岩石直接裸露在地表,植被失去生长空间。针对区域内生态结构简单及植物生态功能衰退明显等问题,得出目前宋家庄村急需大片的自然林来增加物种的多样性。伴随着自然演替形成稳定的生态系统,可以缓解土壤的肥力不足,减少水土流失对环境的生态破壞。

水不仅承载着生命的基本保障,更是区域发展的活动力。岭子镇干旱少雨的气候特征决定了地表径流的集蓄对当地的生产生活有着极为重要的作用。规划范围内的范阳河属于强渗水河流,径流无法存蓄导致河流水量不断减少,形成了断流。自20世纪末期以来,由于工业生产所带来的污水排放,河水质量日益下降。范阳河水体的不断减少与污染加剧还使得生物栖息地与区域环境的完整性遭到破坏,因此范阳河的治理也成为宋家庄村环境治理的一部分。综上所述,当前急需解决当地水体的集蓄与水质治理问题。

3  对策研究

解决区域的生态逆行演替问题需要系统而又复杂的理论支撑,主要包括恢复生态学、景观生态学、土壤学等生态方面的理论基础[4]。通过研究生态系统的退化过程,以生态恢复时间为单位,形成适合本区域系统现状的生态园艺、恢复与重建的技术和方法。前期归纳梳理景观生态学相关知识与技术,为保护和建设当地生态环境提供科学依据和理论参考。将宋家庄村划分为大小不一的区域,优化更新生态系统的配置,合理开发利用当地自然资源。区域的规划设计是承载自然和人文系统的载体,强调合理利用当地的资源,打造一个以环境治理、生态修复为基础,山花遍野、百果飘香,具有山野情怀的美丽乡村(图1)。

3.1  土壤修复

宝山水泥厂坐落在宋家庄村中,工厂的生产导致区域土壤中的废弃物构成多样,土壤的复杂性也使得当地的场地立地条件存在差异。土壤改良方法应根据场地土壤现状,充分挖掘发挥土壤的潜力,制定适宜的方法。基于土壤特性,结合国内外复垦和生态恢复的成功经验,研究规划区域土壤自然演替的规律和质地,实现人工辅助土壤演化。

3.1.1  物理改良技术

1)客土覆盖技术。主要针对宋家庄村立地条件极差、缺少种植土壤现状,可直接采用异地熟土覆盖,直接固定在地表土层。鉴于土壤肥力受到严重破坏的问题,引入氮、微生物和植物种子,改善土壤物理、化学特性。

2)施有机物质改良技术。人畜粪便和有机堆肥都是含有碳元素的化合肥料,富含氮、磷等有机物质。其被广泛应用有利于提高土壤质量,缓和土壤酸碱反应,使作物生长不受影响。该方法不仅能赋予规划区的废弃物价值,而且能产生良好的自然生态效果和经济效益。

3.1.2  生物改良技术

1)微生物改良技术。重金属不能被分解,且容易积累。该区域因为有水泥厂与煤场,其长期生产使得土壤中的各类成分含量复杂。微生物在促进植物吸收养分,改善土壤结构组合和排序方式,降低重金属元素或其化合物的毒性,抵抗已遭受污染的环境等方面发挥着重要作用。利用微生物物质与能量交换技术,降低土壤环境中影响作物生长的外来物质的浓度或使其完全无害,使受污染的土壤环境能够恢复到原始状态。

2)动物改良技术。土壤动物作为生态系统中最重要的组成部分,以植物为食,在土壤系统中通过分解植物传递能量。在生态系统的恢复中引入一些土壤改良动物如蚯蚓等,可加速重建良好生态系统进程。

土壤物理改良和生物改良技术可增加土壤肥力,为当地植被系统的重建创造有利条件。它不仅能满足植被在各个阶段新陈代谢所需的营养物质,还能改善荒地土壤的物理性质与化学性质。通过改善土壤的呼吸作用,提高土壤肥力以及涵养水源的能力。

3.2  生态植被修复

结合淄川区“绿满乡村”5年行动的实施意见以及岭子镇可持续发展的整体规划思路,宋家庄村选用宜林则林、宜草则草、宜景则景的生态植被恢复方式,分区域进行植被规划,因地制宜地采取多种技术手法,突出规划区域的植被特点。

在对工业生产和荒地破坏的植被区进行恢复时,恢复植被和恢复生态有助于构成具有良好视觉效果和美学价值的自然景观,这也是创造良好景观效果的前提条件。在恢复植被时,应保证厂区生产的正常进行,同时力争为美丽乡村的全面创建打下良好的环境基础。通过人工促进自然恢复方法,结合景观设计手法,充分利用现场地形,营造出微地形景观,实现景观、生态的结合,建立有效的水土保持生态系统。运用“大地艺术”的符号语言,视觉化的设计手法将艺术与自然相结合,打造出富有艺术性与自然弹性的景观生态。

工业矿区生态恢复满足75%以上植被覆盖率的要求,需要长期的持续更新和演进过程。根据宋家庄村的土壤、地形以及气候独特性,科学选择水土保持树种和灌木,主要有油松、华北落叶松、兴安落叶松、红松、白榆、水曲柳、黄波罗、椴、槭类、沙枣、杠柳、沙棘、花棒、胡枝子、苹果、梨、火炬树、杏、桃、李、山楂、葡萄、刺槐、玫瑰、黄芪、杜仲、海棠等。根据植被目前的生态条件,通过一些适应当地气候、土壤、水文等各种外部环境条件、生长速度快的先锋植物,尽快实现植被覆盖和土壤巩固。村庄生态植被恢复应遵循自然规律,采用科学技术,坚持自然生态优先规划整理的原则,避免过多与自然环境不协调的人工痕迹。在植被种植的过程中,避免行道树的种植方式,选用多种植被搭配的方式,营造自然生态景观,主要植被品种与规格见表1。还可通过选择不同颜色、形态的植物,在不同季节结合其他外部环境创造出不同的景观。

随着生态植被的修复,原始的先锋植物种类成为群落演替的主要物种[5]。生长繁殖能力强、生命周期长的植被品种将在整个生态系统中扮演重要角色,形成植物种群,实现群落组成和环境向一定方向产生有顺序的发展变化。随着进一步的推进,植物能够不依赖人工维护健康生长,适应自然气候和立地条件,此时植物、微生物、土壤已形成可持续稳定的完整生态系统,生态环境进入了正向演替阶段。

3.3  水修复与雨洪管理体系

根据范阳河的实际情况,水修复主要分为两个方面:①在现有汇水地形的基础上,人工开挖形成蓄水区域,最大限度汇集区域内的地表径流。不仅要对集雨区的汇水量及蓄水区的蓄水能力进行演算,还要设置完善的溢水通道,以确保大暴雨时多余的雨水梁的自然流溢、安全疏导。多叠人工湿地经建设后,收集地表水资源,通过沉淀、吸收、氧化还原、微生物分解等,使得净化后的水达到三类水质标准,为植物生长提供营养和水源[6]。②范阳江流域河床恢复和规划中最大的问题是水的渗透,在河床上铺设防渗毯[7],可以保持水体,减少水的流失。通过蓄水工程能够减少水资源流失,提高当地的地下水位的同时,营造、改善乡村的景观环境[8]。

综合考虑“渗、滞、蓄、净、用、排”等技术流程,结合宋家庄村的实际条件(造价、管理)建立适合场地的雨洪管理体系。将屋顶雨水收集后经过T型漏水口,从水管引入雨水花园,再经人工挖掘的浅凹绿地进行净化、滞蓄、蒸发和下渗,多余的雨水经溢水口流入村的市政雨水管道,雨水花园采用低于周边道路的下沉式设计,有效接纳来自马路的雨水,从而形成宋家庄村的绿色海绵基底[9]。根据场地使用功能的不同,雨水出水口被优化为石板型、石块型与石笼型3种不同的形式。此外,对商业街道进行改造,铺装渗水混凝土,消解部分地表雨水下渗,通过盲管辅助集中,与雨水花园等共同形成完整的雨洪管理系統[10]。通过“源头多面滞吸,中途多线引导,末端多点蓄积”理念就近多途径消解雨水,弱化地表径流的汇流。

4  结论

伴随着中国经济呈现几何式的速度增长,资源、环境、生态系统等方面挑战日益严峻。乡村建设与发展既要实现经济的长久持续发展,又要保证生态环境的稳中向好。维持生态平衡不破坏自然生态系统,就需要考虑环境与资源的承载力。土壤、植被与水体是生态环境三大基础点,只有在这个基础上建设、发展,才能保证区域生态系统的自然演替,保障居民的生活质量和居民素质的全面提高,兼顾整体结构的稳定与和谐。本研究以乡村逆行演替为背景,提出了宋家庄村土壤修复、植被修复和水体修复先行的策略,并结合生态演替进行了景观重建,以实现第二产业发展与生态环境的平衡,进而为资源型农村的发展提供一些思路。

参考文献:

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[4] 晏闻博,柳  丹,彭丹莉.重金属矿山生态治理与环境修复技术进展[J].浙江农林大学学报,2015,32(3):467-477.

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