环境修复

生态脆弱区域如何开展生态修复?

2020-08-19 11:28:09 《国土空间生态修复》 作者:吴次芳 肖武 等

本篇为生态脆弱区域如何开展生态修复的内容。

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生态脆弱区的概念内涵

(一)生态脆弱区的基本含义

所谓生态脆弱区,也称生态交错区,是指两种不同类型生态系统交接过渡区域,具有以下基本特征(环发〔2008〕92号文《全国生态脆弱区保护规划纲要》):

1)系统抗干扰能力弱。生态脆弱区生态系统结构稳定性较差,对环境变化反映相对敏感,容易受到外界的干扰发生退化演替。对全球气候变化反应灵敏。具体表现为气候持续干旱,植被旱生化现象明显,生物生产力下降,自然灾害频发等。

2)时空波动性比较强。波动性是生态系统的自身不稳定性在时空尺度上的位移。在时间上表现为气候要素、生产力等在季节和年际间的变化;在空间上表现为系统生态界面的摆动或状态类型的变化。

3)边缘效应比较显著。生态脆弱区具有生态交错带的基本特征,因处于不同生态系统之间的交接带或重合区,是物种相互渗透的群落过渡区和环境梯度变化明显区,具有显著的边缘效应。

4)环境异质性较高。生态脆弱区的边缘效应使区内气候、植被、景观等相互渗透,并发生梯度突变,导致环境异质性增大。具体表现为:植被景观破碎化,群落结构复杂化,生态系统退化明显,水土流失加重等。

(二)生态脆弱区的主要分布

我国是世界上生态脆弱区分布面积最大、脆弱生态类型最多、生态脆弱型表现最明显的国家之一。全国中度以上生态脆弱区面积约占陆地总面积的55%,荒漠化、水土流失、石漠化等主要集中在西北和西南地区,占国土面积的22%左右(甄霖等,2019)。中国生态脆弱区主要分布在北方干旱半干旱区、南方丘陵区、西南山地区、青藏高原区及东部沿海水陆交接地区。主要类型有东北林草交错生态脆弱区、北方农牧交错生态脆弱区、西北荒漠绿洲交接生态脆弱区、南方红壤丘陵山地生态脆弱区、西南岩溶山地石漠化生态脆弱区、西南山地农牧交错生态脆弱区、青藏高原复合侵蚀生态脆弱区、沿海水陆交接带生态脆弱区等。生态脆弱区草地退化、土地沙化面积巨大、水土流失严重、自然灾害频发、水资源短缺、生物多样性丧失,对国家和区域的可持续发展造成重大影响。加强生态脆弱区的国土空间生态修复,是国家的重大战略之一。

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生态脆弱区修复的主要技术

生态脆弱区修复技术需要达到的核心目标是调整人与地之间不合理和不协调的关系,关键是要解决区域的水土失衡问题,需要因地制宜并具有鲜明的地域针对性。在一般意义上,生态脆弱区的生态修复技术主要包括以下几种类型(甄霖等,2019):

1)生物类,主要包括人工建筑技术、高效旱作经果林技术、防除毒杂草技术、景观格局优化技术、物种筛选技术、人工生物结皮和林分改造技术。

2)农作类,主要包括高效种植技术、等高沟垄种植技术、土壤保水技术、免耕/休耕技术、土壤快速熟化和土壤改良技术。

3)工程类,主要包括植物沙障技术、新型水窖技术、地坎/地埂保护技术、机整梯田技术、坝系水土资源利用和人工湿地建设技术。

4)其他类,主要包括生态补偿、划区禁牧/轮牧/休牧、舍饲养畜、建立自然保护区、人工降雨和化学固沙等。

单项技术或综合技术的选用,需要紧密结合受损生态系统的诊断结果进行,如生态系统受损的类型、主导因子、受损程度和受损趋势等进行匹配性和可行性评估。从实际应用的角度来看,还要着重考虑技术成本、技术成效和技术潜力因素,以及利益相关者的意愿等综合进行。

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农牧交错带生态修复

我国北方农牧交错带是一个半农半牧的生态脆弱地带,该区地处森林与草原的过渡地带,原生植被为疏林草原,但受人为强烈干扰,大部分地区的植被退化严重,多已被次生的沙生植被代替,农牧交错带的生态环境修复与重建是近百年来的艰巨任务。

(一)农牧交错带生态系统退化成因

1)气候因素。气候条件上,北方农牧交错带是半湿润气候向半干旱气候过渡的区域,大致沿400毫米降水等值线两侧分布。区域降水量季节分配极不均匀,主要集中于6~8月,占全年降水量的60%~70%,降水变率大使得水分利用率较低,还造成了强烈的水土流失。区域年蒸发量为1600~2500毫米,导致区域气候更加干燥。该区域风季主要发生于每年的3~6月的干旱季节,牧草发育较差,地表疏松裸露,表层干燥疏松,导致区域风蚀沙化严重(汪芳甜,2018)。

2)土壤基质不稳定。地表沙性物质是农牧交错带沙漠化和生态环境恶化的重要物质基础。带内土壤类型按地表物质组成大致分为风沙土覆盖区和黄土覆盖区。风沙土区土壤贫瘠、含沙量高,松散易流动,土壤易受侵蚀;黄土覆盖区的土层结构疏松,孔隙裂隙多,地形破碎,沟壑纵横。

3)土地利用方式不合理。过度放牧是草地退化的主要因素,放牧、樵采等导致植被遭到严重破坏,绵刺、沙冬青、四合木等古老残遗植物受到严重威胁,灌草面积减少,草场退化,植被破坏严重,致使固定沙丘活化,流沙面积迅速增加。

(二)农牧交错带生态修复措施

由于人类不合理的开垦利用活动是造成农牧交错区生态系统退化的主要原因,因而在开展该区域国土空间生态修复时应当以减少人为干扰因素为核心。调整控制人为因素的修复措施主要包括农业结构调整、坡耕地退耕还草、粮草轮作、种植结构调整、已垦草原恢复、农田防护林建设、挖掘饲草料生产潜力等。

1)农业结构调整。改善农牧交错带生态脆弱性的首要措施就是调整农业结构。①将以粮为纲的单一种植模式转变为粮草兼顾的生产模式,大力推广粮草间作,将牧草引入农田耕作系统,发展粮食-饲料-经济作物的三元结构种植模式。培肥土壤促进优质原料、饲料生产,综合采用合理限时放牧、合理补饲舍饲、合理育肥和出栏等技术,实现减畜增效、畜牧养殖结构的优化。②落实草原承包责任制,调动广大牧民改良草场的积极性,培育优良高产牧草,实行以草定畜,实现草畜平衡。③合理利用水资源,加大水利设施建设力度,发展浅井汲水灌溉和拦蓄集水工程,配套节水灌溉设施,大力发展节水型家庭草库仑牧草基地。推行围栏、轮牧、舍饲等措施,提高草场生产力。④通过国土空间规划压缩调整农业空间比重,增加林业用地和牧业用地的比重,将粗放低产的耕地建设为精种多收的基本农田。

2)退耕、休牧与还林还草。在保护好现有林草植被基础上,固定活化沙丘,遏制沙地的活化趋势;加快草原建设,扩大林草植被。主要治理措施包括:①在沙丘重度活化地段,采用建设人工沙障与种植灌木林相结合的措施固定沙丘,改变地表环境,为发展人工草场创造条件。②在沙丘轻度活化地区,通过飞播和人工种植、封育相结合的措施,恢复固沙能力强的灌草复合植被,设立禁止开发区域保护天然草原。③在草原退化地区,积极保护和改良草场,增加草原植被,提高植被覆盖度,恢复退化草地生态系统,按区域划定轮牧区、禁牧区,实行推广舍饲圈养,控制草原鼠虫害。④以草定畜,合理配置水资源,发展以水为中心的家庭草库仑建设,营造草场林网、农田林网,提升区域水土保持、涵养水源能力。

3)挖掘农业生产潜力。引入现代旱作农业技术,如旱地麦类分层带肥补水播种农机作业技术、高产粮食品种种植技术等,推广农林园、乔灌草立体种植模式,发展有助于降水效益提高的土壤培肥、模式栽培、耐旱作物品种栽培、农牧结合等优化旱农技术体系,提高基本农田的产量。采取补播、施肥、划破草皮、松土、激素调节、微肥调节等措施,改善草地生态和生产活力,挖掘草原生产潜力,建设高产低耗的人工草地建设技术体系以及高效低耗的反刍动物饲养技术体系,运用高新技术发展生态畜牧业(侯向阳,2016)。推广喷灌、滴灌、微灌、膜下灌等高效节水灌溉技术,实施续建配套与节水改造,完善田间灌排渠系,并在严重缺水地区实行退地减水,严格控制地下水开采。

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海岸带生态网络构建与修复

海岸带是海岸动力与沿岸陆地相互作用、具有海陆过渡特性的独立环境体系,受气候变化和人类活动的双重胁迫,海岸带的敏感性、脆弱性尤为凸显。海岸带正面临着海平面上升、海水入侵、生物多样性减少、污染加重、渔业资源退化等巨大压力,直接威胁着海岸防护、社会经济发展和生态安全。海岸带脆弱区域生态修复的重点内容包括:人工岸线整治、自然岸线修复、海岸滩涂整治修复、海岸地质遗迹景观修复等,构建网络状的生态保护格局,维护自然风貌,提高生态服务功能;对防灾能力减弱、利用效率低下的海域海岸带进行修复整治等。

(一)构建网络状生态安全格局

以斑块、廊道、保护区为重点,基于山形水系框架,以各类保护区为支撑,以河口海湾为核心,以重要湖库为节点,以自然山脊及入海河流为廊道,以生态岸段和海域为支撑,以保护和修复滨海湿地、红树林、珊瑚礁、入海河口、海湾、海岛等典型海洋生态系统为主要内容,构建网络带状的海岸带生态安全格局。严格实施自然保护区、森林公园、湿地公园等管控措施,扩大水源涵养林、沿海防护林、陆域和海域动植物的天然空间,保护岸线、河流和林带的开放特性,加快形成海岸带生态廊道。

基于滨海区域生态防护工程建设,合理营建堤岸防护林,实施退塘还林工程。加强海防林质量改造,通过植被恢复把纯林逐步改造成混交林,串联生态源地与生态斑块,构建网络状的生态安全格局。以现有红树林保护区为基础营造海陆交错带的生态缓冲区,推进红树林裸滩造林、次生红树林的生态恢复改造造林,建设接近自然、比较稳定和景观生态型绿色屏障,将沿海防护林建成“带、网、片”相结合,生态、经济、社会效益相统一的多功能、多效益的综合森林防御体系。

(二)典型生态系统保护与修复

加强对红树林、河口、海湾、珊瑚礁、海岛、森林等典型生态系统的本底调查和监测,加强生物多样性修复力度,维护典型生态系统的生态特性和生态服务功能,强化环境监督管理能力。加强沿海防护林和其他重点生态公益林的保护与建设,对海岸前沿受风沙危害的耕地实行退耕还林和营造农田林网,遏制开发活动侵占和破坏沿海基干林带。保护珍稀濒危物种,重点实施珍稀濒危野生动物、植物的保护救护,完善野生动植物保护体系,强化对野生动物越冬地、繁殖地、停歇地的保护。根据生物多样性保护优先区域特有物种的种类、分布地、种群数量、地理坐标,建立监控系统,提高保护和监测能力。

(三)海岸带环境综合整治与修复

1)陆域部分。加强入海污水源头的处理和控制,规范近岸临海开发区、风景区和乡镇企业生产废水、工业固废的排放和处置。对于不合理海岸工程布局所造成的侵蚀区,可采用拆除或增设部分填海区等措施重新构筑平衡态势下的海岸格局,对于围填海后沉降明显的区域进行整治,采取工程措施防止对已有工程设施和居民生活造成影响。对风景名胜区及重要旅游区、大中城市毗邻海域具有开发潜力的海岸和海域,进行科学的景观设计与规划,通过滨海休闲长廊、海岸公园、滨海步行道等海岸景观建设,营造适宜人民群众亲水的海岸环境,整体提升区域景观质量,改善沿岸人居环境。对影响正常海域使用、损害海岸健康的废置堤坝、围塘以及海洋工程垃圾、生产废弃物等进行清理。依据其破坏和影响程度,制定清理计划,实现海洋工程废弃物的减容减量,减小近岸环境风险,增强海岸和近岸海域开发的空间潜力。对海岸侵蚀等情况较为严重的岸段,采用修建近岸防护堤、海岸养护、海滩喂养(海滩补沙)等主动措施,理顺近岸海域海流,维护海岸自然系统平衡,防治海洋灾害

2)海域部分。通过清淤通流、排污治理、海底清淤和底质改造等措施改善海洋环境质量,拆除湾口(河口)的人工设施和人工构筑物,增强海湾水交换能力和河流泄洪能力。综合运用微生物修复、植物修复和光降解等技术降解海水中的农药、化肥或石油残留,通过栽培种植耐盐植物和海洋植物如海蓬子、碱蓬、芦苇、菊芋、油葵、海草和大型海藻等修复海洋有机氮、磷酸盐等污染,重点清除互花米草等外来入侵物种,保障海域生态系统功能的正常发挥。清除不符合海洋功能区划要求的养殖设施,修理破损养殖设施,规范并且美化海上养殖设施。对粗放式用海进行清理和整合,对闲置的淤涨型高涂和低潮高地进行合理规划与开发,引导各类用海实现经济规模化的生产布局,实现海岸和近岸海域空间的节约集约利用,在满足正常用海需求的同时,为后续发展腾出海岸和近岸国土空间。

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