生态恢复的研究现状_生态修复研究现状

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生态恢复的研究现状与展望摘要汶川大地震的主要影响区位于四川盆地西缘，是四川盆地向青藏高原的过渡地带，地质构造复杂，山高谷深坡陡，是我国生态环境十分脆弱的地区，同时该地区还是具有重要生态服务功能，是长江上游生态安全的重要屏障。汶川大地震不仅造成巨大人员伤亡和财产损失，也对生态系统造成了严重破坏，对区域生态安全带来巨大威胁。研究运用遥感数据和实地调查，评估

了地震对生态系统的影响，研究结果表明：(1)汶川大地震造成严重的生态破坏，导致生态系统丧失面积为122 136hm2，并形成了包括汶川县、彭州市、绵竹市等10县市的地震生态破坏重灾区

汶川地震灾区生态环境的特点

1）汶川地震重灾区生物多样性特征十分突出。从物种多样性来看，该区是动植物的避难所和南北生物的过渡区，保存了大量的古老种和特有种, 是整个东洋界植物区系最为丰富的区域。从生态系统多样性来说，灾区复杂多样的气候、地形、地貌及高差，形成了陆生生态系统、盆周山地生态系统、高山生态系统、水生生态系统等丰富的生态系统多样性。从景观多样性来说，该区植被类型繁多，景观资源丰富多样，具有以地带性森林景观、森林季相景观、湿地景观、特有物种森林景观、稀濒兽类种群景观、稀濒鸟类种群景观为主体的珍稀特有物种生境景观、原始森林与湖泊或雪山冰川等复合景观等，分布有1个世界文化遗产保护区、3个中国自然遗产保护区、7个国家级自然保护区、16个省级自然保护区等，是全球34个生物多样性热点地区之一。2）汶川地震灾区生态服务功能十分重要。该区域是岷江、嘉陵江、沱江、白龙江、涪江、青衣江等水系重要的水源涵养区、水源补给区、水土保持区及区域生态安全的重要结点，其水电资源梯级电站的开发对中国社会经济的发展有重要的推动作用，而植被涵养水源、保持水土的功能大小直接影响到水电产业经济的发展，保护自然生态环境、提高植被的防护功能是促进水电产业可持续发展的基础。汶川地震对灾区生态的影响中国科学院生态环境研究中心王如松研究员在“汶川地震的生态效应评估”的报告中指出，汶川地震灾区属于中国中西部横断山区的峡谷地带，悬崖峭壁林立，地质结构复杂，景观环境特异，水土流失、植被退化问题严重，人类活动干扰大，生态环境相当脆弱，是一类典型的生态过渡带，其地质灾害具有范围广、程度深、危害大、持续长等显著特点，并可诱发或直接导致各类环境问题。汶川地震造成了地形地貌变化、生态系统损失、耕地水土流失、动物栖息地破坏等严重后果，导致山川移位、山体裸露、河道堵塞、物种损失、植被破坏、生境隔离、环境恶化等，给当地生态环境带来巨大破坏。

植被恢复的环境与经济效应 植被生态工程已逐渐引起人们的注意, 而且植被护坡技术的应用也带来了一定得环境与经济应.宜昌绿野环保工程有限公司长期以来从事边坡绿化工作, 以其开发的边坡绿化草坪为研究对象发现: 植被单体对重金属离子、有机污染物及富营养化TN、TP 主要指标均具有消减作用.其TN、T P、Cr 6+、COD、挥发酚类化合物、BOD5 消减分别为33%、21.6%、20%、30.7%、19.0%和51.4% [ 31].尤作亮[ 32] 指出芦苇对酚类和石油类污水具有净化作用.吴振斌[ 33] 报道, 芦苇对COD、BOD5 有较高的净化能力, 当废水经过芦苇场28d 后, 氨氮、酚、芳烃、石油及硫化的含量普遍下降, 并达到出水标准.Mu??r atov a A 等[ 34 ] 的研究也表明: 芦苇净化多环芳烃的能力达到68.7%.同时, 芦苇对Pb、Mn、Cr 的能力分别是80.18%、94.54%、1 00%.关于植被恢复的研究相对国

内较早, 并且很多地方应用的制备恢复效果也比较显著.例如, 温带草原引进各种耐盐牧草以改善干旱地的盐渍化, 效果显著[ 35];在富含铅和锌等重金属的土中, Beg onia 和Palazzo发现高羊茅具有极强的生存力和富集效果[ 36??37].人们还发现, 在一些草本植物中, 特别是一些牧草, 如香根草、百喜叶、红三叶、多花黑麦草等都是一些植被恢复比较好的物, 这些物种在一定程度上对重金属都有富集能力[ 38].目前, 对植被恢复的不仅仅停留在对环境做出的贡献上, 有的工作已经向经济上进行转变, 如

添加一些螯合剂可以提高植物对重金属的吸收, 如EDT A、DTPA、柠檬酸、苹果酸和土壤改良铵肥等[ 39??40];还有的将植物吸收的重金属进行回收, 如美国Viridian 环境修复公司用植物修复技术净化N i 污染土壤, 每年可从Ni 的回收中获取2 500 美元?? hm2的收益.鉴于以上, 植被生态恢复在国内外已有一定的技术基础, 并且取得了相应的环境效应和经济效应..河流生态恢复的任务，一是水文条件的改善，二是河流地貌学 特征的改善，目的是改善河流生态系统的结构与功能，标志是生物群落多样性的 提高，与水质改善为单一目标相比更具有整体性的特点，其生态效益更高。水文 条件的改善包括：通过水资源的合理配置维持最小生态需水量；通过污水处理，控制污水排放以及提倡清洁生产改善河流水质； 水库的调度除了满足社会需求外，尽可能接近自然河流的脉冲式的水文周期等。河流地貌学特征的改善包括：尽可 能恢复河流的纵向连续性和横向连通性;尽可能保持河流纵向和横向形态的多样 性;防止河床材料的硬质化。

（一）国外河流生态修复技术现状 上世纪 90 年代，水生态与水环境问题已经成为《世界水论坛会议》《国际、大坝会议》《国际水利学会议》等一系列国际学术会议的核心议题，这些会议有、力地促进了水生态与水环境科学在全球的交流与发展。上世纪 70 年代以来，一 些发达国家的科技界和工程界针对水利工程对于河流生态系统产生的负面影响，提出了如何进行补偿的问题，在此基础上产生了河流生态修复的理论与工程实践。目前国外河流生态修复技术有很多种，主要包括：在河流整治中，结合洪水 管理，贯彻“给河流以空间”的理念，通过建设分洪道和降低河漫滩高程等措施予 以实施；河流连续性的恢复，包括纵向的连通和河道与河漫滩区的横向连通，包 括建设低坝并设置鱼道、堤防拆除或后退等；河流蜿蜒性的恢复；河道岸坡生态 防护；河流深槽和浅滩序列的重建；洪泛区湿地特征的创建；河流内栖息地加强 结构（如遮蔽物、遮荫、导流设施等）；亲水设施的建设；河道浚挖泥土的利用； 多孔和透水护岸材料和结构的开发和应用及工程施工技术等。此外，结合河流生 态修复规划和设计，一些规划设计模型和方法也被提出。在筑坝河流上，针对改 善下游河流的生态系统状况，有关水库优化调度方式的研究和示范在一些国家也 进行了一些研究，并初步取得一些成果，如河流生态需水量评价技术，洪水过程 对鱼类繁殖的影响，自然水文过程模拟等。同时，国外很多国家利用生态学理论，采用生态技术修复河道内受污染水 体，恢复水体自净能力，具有工程造价少，能耗和运行成本低、净化效果显著等 特点，积累了很多实践经验。生态方法修复受污染水体主要包括人工湿地处理系 统、河道直接净化技术、氧化塘处理系统、植物-土壤处理系统、水生植物处理 系统、生物操纵技术等。如美国的北卡罗来纳州的摩罗赫德市的氧化塘污水处理、日本霞浦湖边上的生物公园、波兰 Wariak 湖中放养鱼类控藻等工程。19 世纪中期，在欧洲阿尔卑斯山区，大规模的河流整治工程造成了生物多样 性降低，人居环境质量有所恶化，河流生态工程设计理念和方法开始引起人们的 重视。20 世纪 50 年代德国创立了“近自然河道治理工程”，提出河道的整治要符 合植物化和生命化的原理。其突出特点是流域内的生物多样性有了明显增长，生 物生产力提高，生物种群的品种、密度都成倍增加。治理后另一个特点是河流自 净能力明显提高，水质得到大幅度改善。20 世纪 80 年代开始的莱茵河治理，为河流的生态工程技术提供了新的经验。莱茵河保护国际委员(ICPR)于 1987 年提出了莱茵河行动计划（Rhine Action Program），以生态系统修复作为莱茵河重建的主要指标，到 2000 年鲑鱼重返莱 茵河，这个河流治理的长

远规划命名为：“鲑鱼一 2000 计划”。沿岸各国投入了 数百亿美元用于治污和生态系统建设。到 2000 年莱茵河全面实现了预定目标，沿河森林茂密，湿地发育，水质清澈洁净。鲑鱼已经从河口洄游到上游（瑞士）一带产卵，鱼类、鸟类和两栖动物重返莱茵河。2000 年，欧共体颁布了“水资源框架指南”，其目标是在 2015 年之前，使欧 洲所有的水体具有良好的生态状况或具有这方面的潜力。每个成员国必须针对本 国情况制定具体目标，并采取各类措施确保目标实现。英国早在 20 世纪 90 年代 就在一些河段进行生态修复工程建设，获得了广泛关注并最终得到了大多数人的 认同。成立了英国河流修复中心，制定了“河流修复指南”，在流域尺度下进行河 流的生态修复。在美国，有关河流生态修复的研究和实践也取得了很好的经验。1992 年出 版了“水域生态系统的修复”。1998 年出版了“河流廊道修复”，指导河流修复工作。美国陆军工程师团水道试验站在 1999 年 6 月完成了《河流管理－河流保护和修 复的概念和方法》研究报告。日本，澳大利亚等国，也进行了大量研究。日本建 设省发布的《河川砂防技术标准（案）及解说》，提出河道岸坡的防护结构有生 态和自然景观等环境功能，护岸应采用与周围自然景观协调的结构形式，即“近 自然工事”，或“多自然型建设工法”。澳大利亚水和河流委员会于 2001 年 4 月出 版了《河流修复》一书，为河流修复工作提供技术指导。

（二）国内河流生态修复技术现状 近年来，水利部在治水中坚持按自然规律办事，在防止水对人的侵害的同 时，特别注意防止人对水的侵害。在重视生活、生产用水的同时，注重生态用水。特别是通过调水改善河流、湖泊和湿地生态功能，做了很多工作。从 2001 年开 始，连续组织了几次规模比较大的调水工程，博斯腾湖向塔里木河输水、引岳济 淀、黑河调水到居延海、珠江压咸补淡应急调水等，为保护生态系统，促进人与 自然和谐相处做了有益探索。正在实施的规模宏大的南水北调工程，将生态用水 放在优先考虑的位置，届时将不仅有效缓解北方地区水资源短缺矛盾，还将对改善这一地区的生态系统产生巨大的作用，支撑这一地区的经济社会可持续发展。

主要结论

(1)汶川大地震造成严重的生态破坏，形成地震生态破坏重灾区。汶川地震的影响区具有极重要的水源涵养、生物多样性保护、自然与文化景观等方面生态服务功能，是我国的重要生态安全屏障。地震给该地区导致严重的生态破坏，生态系统的丧失面积为122 136hm2，占生态破坏重灾区的自然生态系统面积比例为3．40％。地震给该地区的大熊猫生境造成严重破坏，共造成66 584hm2大熊猫生境的丧失，占评估区大熊猫生境面积的5．92％。地震造成汶川县、彭州市、都江堰市、绵竹市、什邡市、安县、北川县等lO县市的生态系统破坏严重，成为地震生态破坏重区。汶川地震是对生态系统破坏最为严重的地震之一。(2)地震对生态系统严重破坏，对区域生态安全带来巨大风险和威胁。一是地震灾区每年为成都平原及长江流域提供水资源近250亿m3，森林生态系统的破坏直接削弱了水源涵养能力，增加了山洪暴发的风险。二是森林、灌丛、草地生态系统的破坏，削弱了土壤保持能力，由此可能导致年增加土壤侵蚀量数百万吨。三是由于地震导致地表的破坏，滑坡和泥石流风险增加，威胁居民的生命财产安全，并对岷江、沱江、涪江以及长江上游的河道和水利工程的安全带来严重威胁。四是大熊猫生境的丧失，将加剧生境的隔离，使得原已严重破碎化的大熊猫生境雪上加霜，局部被隔离的种群由于不能交流，面临更严重的威胁“J。同时生境的进一步隔离，还会大大增加竹子开花等自然干扰对大熊猫的危害和风险，使大熊猫的保护面临新的巨大挑战旧1。同时，近年来在重灾区安排了大量的退耕还林、长江防护林、小流域治理和天然林保护工程等生态保护工程项目多在沿河谷的坡耕地，在地震中受到的损失难以估计。

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