土地生态修复技术措施研究

2022-07-21 10:38邓文丽
科技创新导报 2022年5期
关键词:修复技术土壤改良

摘要:土地生态修复对于有效保障国家土地资源生态安全具有重要的指导意义。当前阶段随着我国新型区域城市化的不断深入推进、城市区域人口资源结构的不断调整优化,越来越多的土地遭到破坏,失去了原有的生态功能。同时,由于现代人类经济活动的不断增加导致了我国土地的过度开发,种种破坏情形往往会直接造成我国环境的污染和土地资源的严重浪费。通过查阅不同时期不同领域作者学术文献的方法,集百家之所长,对国内外生态环境修复技术理论与实施方法研究进行简要的分析归纳,并尽可能多地做出分析总结,以期及时提出国内国外生态环境修复技术工作中可能存在的突出问题,并合理制定国内土地生態环境修复的基本技术实施方法,尽可能为今后我国开展土地生态修复工作提供一个具有研究价值的技术参考。

关键词:土地生态修复  修复技术  自然植被  土壤改良

近年来,我国自由市场经济事业发展迅猛,短短几十年的时间就已跃居经济世界前列乃至成为当今世界第二大经济体。然而,由于近代以来中国发展经济的急迫性、无序性,导致环境污染严重、资源储量骤减、生态系统退化等问题,严重阻碍了中国未来的发展道路。因此,进行生态文明建设是我国持续健康发展的必然要求。生态社会文明修复建设工作事关我们国家的安全、社会的发展和中华民族的未来,当前我国生态修复正逐渐成为当代我国推进生态文明建设的一个重点战略方向。当前我国正逐步发挥国家制度创新优势和动力加大政策支持措施力度,积极推动实施生态修复工程。“绿水青山就是金山银山”已作为党的执政思想理念多次写入中共十九大工作报告与《中国共产党章程》,生态文明建设始终关系到中国人民的切身福祉与中华民族的未来。

1 生态修复的概念

生态环境修复主要是在传统生态学基本原理理论指导下,借助物理与化学等诸多方面的科学手段来进行各种生态环境修复工作,或者通过运用生态工程技术措施等科学方法来加以修复优化生态条件,使曾经受到严重破坏的生态环境条件得到修复的过程。生态修复是指通过各种科学技术手段将被严重破坏的自然生态环境因地制宜地进行恢复并达到所有人期望良好状态的一种行动和管理的过程。所期望的恢复状态既可以是指将曾经受到破坏的整个生态系统重新恢复到被破坏之前的正常状态,也可以指人为地调整或促使生态系统发展成对人类有益的状态,还可以指将生态系统恢复成与其周围环境相适应协调的其他状态。

生态修复技术作为生态文明建设的重要技术手段,正在逐步成为当代我国生态文明建设的重要发展方向,我国正逐步发挥国家制度创新优势和特点加大政策支持力度,积极推动实施生态修复工程。

2 生态修复的不同方向

2.1棕地生态修复

棕地生态修复是以生态环境恢复为核心目标,研究如何进行生态治理修复工作,从而有机会能够赋予土地以新的效益。美国是棕地再开发利用的第一实践国,并取得了巨大成功,例如,美国高线公园区就是由当年废弃的高线铁路用地重建所得。法国巴黎的雪铁龙公园、拉维莱特公园等棕地的改造,也是比较成功的案例,德国利用了多个学科技术与设计,使德国棕地再利用技术更为成熟,如杜伊斯堡景观公园等。随着后现代工业化发展时代的逐步来临,一些重点高污染化工企业为了转型改造升级发生调整甚至被迫倒闭,因此各地遗留下大量闲置、废弃、存在严重污染的工业土地。因此需要通过棕地改造,一方面来有效改善土地生态环境,另一方面也能防止土地资源的浪费。

2.2矿山生态修复

矿山生态修复是指将那些因为采矿活动而遭到破坏的生态环境,通过人为经济手段进行修复,使矿区生态环境恢复到与周围环境相关或协调融合的其他状态,同时也能达到所有人都期望良好的状态的一种经济行动和管理过程。矿山的土地生态环境修复治理是以整个矿区为主要研究重点对象,以整个矿区的矿山土地资源生态环境综合恢复治理为主要核心技术目的,研究如何因地制宜地综合进行矿山土地资源生态系统的综合修复、研究如何因地就矿施治地综合进行整个矿山土地生态环境恢复治理工程。通过研究采用各种科学技术手段综合开展整个矿区的矿山土地资源生态环境修复治理工作,从而最终取得利于生态、经济、社会的最佳资源综合利用效益。

德国和美国最早于1920年前后初始开展矿山废弃地式矿山矿区土地植被恢复复垦工作,所用技术方法主要内容包括矿山沉陷式矿区土地植被复垦恢复法、废弃地植被复垦法的技术处理法和矿山重金属杂质去除技术法等。这些改革措施在有效利用燃煤电厂喷施粉煤灰化肥改良农田土壤、矸石山整地植树等措施方面,积累了大量的有效经验。采用效用—效率优化原则来参与土地生态修复方案的安排,目前已经形成多专业联合、多方法实施等技术手段。

1960年前后,我国开始开展矿山废弃地生态修复工作和土地退化研究。20世纪50~80年代,我国政府前后颁布了《土地复垦规定》和《中华人民共和国环境保护法》。如今我国进行矿山土壤废弃性耕地国土复垦的主要技术方法包括有直接土地复垦、改善矿山土壤中的物理土质结构和土壤化学性质、增强矿山土壤排水肥力等多种方法。自然资源部明确提出到2015年要使我国绿色矿区资源恢复利用率基本达30%,2020年基本达到我国绿色生态矿山的建设目标,我国绿色矿区资源生态环境修复事业进入快速健康发展的新时期。

2.3 海洋生态修复

我国的自然人口、资源和生态环境压力较大,对生态保护的重视一直以来都不够。在中国,某些典型地区的海洋生态环境承载力早已已经逼近世界上限,有关我国黄土高原地区水土资源流失及有关海洋河流赤潮等有关生态环境问题的相关文献早已没有详细记载。目前我国虽然已经在相关法律上已初步基本形成了一定的我国海洋典型生态系统修复治理基础,并且已经掌握了一些有效用于治理我国海洋各类生态系统的相关技术修复措施与治理手段,但针对远洋海岸带、海湾等海洋典型地区海洋各类生态系统的海洋生态环境修复相关政策和治理措施还不够健全完善。此外,我国的一些海洋典型生态系统修复治理技术较为简单而且粗放,一些大的海洋典型生态系统修复技术项目只充分考虑了短期修复效果,没有严格充分考虑海洋生态系统修复的总体最终目标。

目前,在影响我国的重要海洋海域生态环境修复保护工作中,有几个重要因素一直处于相互交织又相互难以抑制的特殊处境,包括环保政策、技术和资金等方面。面对这种实际情况,认为应该要充分发挥当前我国经济体制管理机制的自身优势,运用多种管理手段方法去帮助破解这一难题。如在发达国家和中央地方政府层面率先设立一个面向社会的开放式国家海洋海域生态环境修复投资基金,主要用于投入中小型国家海洋海域生态环境修复建设项目,由相关社会资金机构自行申请并组织建立一套完善的风险评估考核机制,建立“细水长流”式的社会资金募集使用管理模式。而在技术上,借鉴已有的成熟模式。另外,还提出应充分借鉴当前我国内陆地区荒漠化的相关治理政策措施,充分发挥推进海洋区域生态保护修复试点地区当地社会居民和其他社区社会组织等当地利益直接相关者的主导作用。充分树立增强公众参与海洋区域生态保护修复专业意识,加大了对公众专业监督教育力度,提供大量资金物力支持进行公众专业培训;充分发挥各类海洋生态环境保护运动协会、观鸟运动协会和海洋潜水运动协会等地区社会组织团体在推进滨海沿岸湿地、红树林和近海珊瑚礁生态保护等修复方面的主导作用,使当地社区居民和其他社区社会组织真正成为推进海洋区域生态保护修复的重要中坚力量。

3.生态修复的技术措施研究

土地生态修复技术措施如图1所示。

3.1 自然植被恢复技术

自然植被恢复技术是指适宜在干旱、半干旱地区进行的植被恢复的方法。目前沙漠地区自然植被恢复的主要技术是围栏封育法。常海军等提出了生物围栏模型,肖力宏等学者的研究表明封育能有效地抑制土壤中的养分流失并能预防水分的流失。刘建等学者的研究指出,如果进行适当的围封,将有利于植被的恢复及土壤养分的改良。

3.2 人工植被恢复技术

3.2.1 飞播造林技术

郑华成等的调查研究对树种差异性进行了调查分析,发现柏类树种有着更强的生命力。姜海燕研究分析了目前飞播造林树种的影响因素,提出了飞播造林的有效播种对策。姚丽杰等对辽西地区关于飞播造林的树种类型情况开展了深入调查分析研究,揭示了目前飞播治沙成林的树种类型变化规律。

3.2.2 原生植被建植技术

原生植被建植技术有利于实现区域性的自然生态环境修复发展为技术核心实现地域景观循环生长。

3.2.3 复合式植被栽植技术

复合式沙地植被生态栽植修复技术创新是推进沙地生境地区植被生态修复的重要基础技术创新方法。李春龙等优选胡枝子、柠条、沙打旺等植物打造立体灌木草场,取得了理想的效果。李钢铁通过研究科尔沁沙地的疏林草原,提出先在沙丘上形成一定的生态修复基础,再在该基础上形成复合式的生物群落结构,其目的在于使沙地土壤获得较强的抗破坏能力。

3.3 土壤改良技术

土壤改良技术是通过提高土壤养分,使得植物能够良好发育的生物技术手段之一。赵文智等学者通过改变土壤理化性质,为各类生物提供适宜且稳定的生长发育环境。李珍珍等学者发现施加黏土对沙地土壤的改良有着极为良好的作用。

3.3.1土壤物化改良技术

目前常用的天然土壤植被基质回填物理修復改良技术措施为采用表土基质回填处理技术,在实地采矿前先将0~30cm和30~60cm的天然土壤基质剥离并然后加以清理存放,等表土回填的必要时候再将其运回原地使用,为土壤植被功能恢复发育提供一种具有土壤结构良好、高质量养分、高浓度水分、较多天然微生物与微小动物群落的各种高质量天然土壤。

化学物质综合改良工艺技术另一方面,可以同时考虑多次采用同时多次添加少量多种营养化学物质用以大幅提高室内室外土壤中的综合利用肥力进行酸化改良技术、还有也就是可以同时考虑多次采用同时少量调节室内室外土壤酸度pH值及相关数值进行酸化改良技术。同时当由于室内室外土壤的微碱度酸性酸化程度较高时,可考虑采用同时少量多次同时少量施用碳酸氢盐与其他酸性处理石灰,以有效率地减少室内室外土壤的微碱度酸性;同时当由于室内室外土壤的微碱度较高呈现微弱的碱性时,可多次同时施用少量添加硫酸、硫酸氢盐等多种化学物质等以来有效率地改善室内室外土壤环境。

3.3.2 生物改良技术

生物生态改良修复技术大致可以细分为矿区土壤种植动物生态改良修复技术、植物生态改良修复技术和土壤微生物物质改良3种技术。矿区土壤种植动物改良是构成食物链的重要基础,是形成生态系统过程中的初级食物消费者和高级分解者。因此通过在利用矿区拆除废弃地生态复垦技术过程中大量加入有益的矿区土壤种植动物,可有效修复拆除废弃地矿区生态系统基本功能、加快矿区生态系统恢复技术进程。

4 结语

综上所述,国内外正在开展的生态环境修复技术研究工作已有近百年的发展历史,理论与科学技术应用体系日趋成熟。但总的来说,我国生态修复起步较晚,与西方国家相比,我国在理论与实践上存在较多问题,且生态修复的环境治理技术模式与生态治理实施方法没有统一的治理标准。而大多数我国现有的生态环境修复治理技术及其研究多数仅局限于小尺度及特定类型地块的生态研究,未能在特定大尺度生态格局上充分进行整体性的研究应用。

生态修复是一项复杂庞大的工程,在充分识别确定出各不同类型规划待建和修复生态区域后,还应当通过综合分析考虑到该区域的自然地理气候位置、社会政治经济发展条件及区域生态发展需求等多个方面,进一步研究确定生态修复的先后顺序,以期能够达到更加理想的区域生态治理修复服务效果。通过构建形成完整的生态治理体系,实现区域生态生物多样性环境保护、低碳节能减排、资源环境保护等多功能目标的可复合生态发展,实现区域生态、经济和环境社会效益的有机统一。

参考文献

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中图分类号:X171.4DOI:10.16660/j.cnki.1674-098x.2202-5640-5031

作者简介:邓文丽(1985—),女,本科,高级工程师,研究方向为土地利用、土地调查、土地管理。

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