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从气象、降水条件看,环渤海地区位于半干旱暖温带,年降雨量为500~700mm,地面蒸发量为1500~2000mm,蒸发量是降水量的3~4倍。降雨量主要集中在7~8月份,占全年降水量的50%~70%,常常出现春旱、夏涝和晚秋又旱的自然灾害,土壤具有明显的季节性积盐和脱盐的交替过程。从水文、地质条件看,黄河、海河和辽河等16条河流的入海口均在环渤海地区,因而该区域地势多以滨海平原三角洲为主,海拔高程-1~10m之间。土壤受海洋侵蚀现象较重,土壤盐分呈现从内陆向海滨逐渐增强的规律。从土壤、植被类型看,环渤海地区属于湿润-半湿润海水浸渍盐渍区,盐渍过程先于成土过程,是在盐渍淤泥的基础上逐渐成陆发育而成。此外,土壤盐分组成也具有地区差异。在黄河三角洲,土壤以盐土为主,盐分组成主要以Cl-和Na+为主,盐含量为6~30g/kg,盐土占土壤总面积的50%以上;而在辽河下游滨海三角洲的盐渍土中则出现了少量SO42-[2]。黄河三角洲和辽河三角洲滨海地区是典型的生态脆弱区,植物种类较少,主要以湿生、水生和盐生植物为建群种形成的群落在该区占据主要地位[6-8]。常见的植物群落类型主要有芦苇(Phragmitescommunis)群落、盐地碱蓬(Suaedasalsa)群落、柽柳(Tamarixchinensis)群落、獐毛(Aeluropuslittoralis)群落等。总体来看,由河流冲积形成的三角洲地区土壤的成土历程短,熟化程度低,土壤养分少,但土壤含盐量高,地表蒸发快,极易盐碱化,生态系统自我调节能力较差。同时,该地区人类活动频繁,对生态系统的扰动较大,因而,环渤海地区是典型的生态脆弱区。
2环渤海油田区开发历史
目前,环渤海地区是我国重要的石油生产、加工基地,胜利、辽河和大港油田的开采时间均超过50年,最年轻的冀东油田开采年限也已达20年。以胜利油田为例,自1961年发现以来,目前拥有油井2万余口,已累计生产原油8亿余吨,主要工作面积达4.4万平方公里。胜利油田在1987年产量突破3000万吨后一直保持了9年,至今原油产量仍然保持在2500万吨以上。冀东油田开发最晚,最初原油产量每年仅有18万吨,而今年产量已达213万吨,累计探明储量17662万吨,该油田目前已步入快速开采期,预计5~10年即可达到千万吨油田的生产规模。石油的勘探与开发涉及面广、涉及点多,需要占用大量土地。在油井建设过程中,主要涉及到钻井、勘探、管线埋设以及道路建设等地面工程的占地用地问题。每口油井的井台占用的土地面积约为400m2左右,油井位置一般较为分散,油井间以作业路面相连接,油田长期勘探、开发后的结果就是导致原本脆弱的环境更加破碎化。油田作业区污染物累积量逐年加大,环境自净能力越来越弱,生态风险越来越高。
3油田开发对生态环境的影响
3.1油田开发对大气的影响
滨海油田区稠油比例高,多采用蒸汽驱原油的开采方式。在锅炉加热和采油运输过程中产生大量废气,然而针对油田伴生气体处理的工艺设备配备不完善,技术工艺不成熟,无法实现对排出气体的完全回收再利用。排放气体中,总烃含量最大,大约占46.77%;其次是非甲烷总烃(non-methanehydrocarbon,NMHC)。这类物质易与油田的另一类特征污染物NOx发生化学反应,形成光化学烟雾,而光化学烟雾也是近年来雾霾的来源之一。据统计,胜利油田NMHC日排放量超标准值的2.6倍,辽河油田的日排放量超标准值的2.8倍。
3.2油田开发对地表植被的影响
在油田开发过程中,从前期的勘探到搭建井场采油,到后期的铺设管道以及储运集输,油田井场及周边的植被受到了极严重的破坏。长期高强度、无节制和大面积的石油开采造成了土地盐碱化沙化、草场退化、湿地退化以及水质污染等众多生态问题。胜利油田附近的草场面积已不足60年代的30%。大港油田开发区域,被石油破坏的植被达到了7万多亩。植被大大减少的同时又伴随着植物生产能力降低,生态系统植物多样性减少,由于食物链底端的生产者减少,导致生态系统的总生物量减少,进而造成环境功能的衰退。而环渤海油田区处于生态脆弱区,生态系统抗干扰能力差。生态系统结构不稳定,对环境变化比较敏感,自我修复能力差,造成不可逆的生态破坏。
3.3油田开发对土壤环境的影响
土壤是油田生产过程中产生的众多污染物的主要归宿地。随着开发时间的延长,土壤中污染物总量不断累积。落地原油、泥浆和油砂等进入土壤后,会改变土壤的理化性质,土壤有机质组成发生变化,土壤通透性降低,对土壤微生物群落和区系结构产生显著影响。据调查,胜利油田年均产生油泥在1×105吨以上,有些区块土壤中石油含量达到了105.7g/kg,是临界值(0.2g/kg)的528倍,对土壤生态系统产生严重影响。辽河油田也存在相似的污染状况。
3.4油田开发对水体环境的影响
在油田生产过程中,井场作业、井管破裂和输油管线穿孔均会造成原油泄漏进入水体。目前,环渤海地区的油田大部分已进入开采的暮年期,采出油综合含水率都在90%以上,其中含有大量的石油类物质及采油过程中投加的表面活性剂、破乳剂等高分子采油助剂,其有机成分包括烷烃、芳烃、酚、酮、酯、酸、卤代烃及含氮化合物等。采油废水目前主要通过回注的方式加以利用,但并不能完全解决。油田开采对自然水体的危害是多方面的,石油类污染物可以在水面形成油膜,阻碍水气交换,破坏了水体的溶氧过程,进而影响水质和水生生物的生存。污染物经长期累积和渗漏将进入地下水,导致地下水质量下降。此外,回注地下的污水也会通过土壤或注水井漏层(或套管破裂)渗漏,或因注水井注入层位浅,使注入水进入地下水,将使地下水利用价值降低甚至不能利用。
4油田现行污染物控制措施
4.1气体污染物的控制措施
气体污染物在油井井场、原油接转站、联合站、注水站和油田开发辅助工程及运输过程中均有产生[14]。这类气体污染物的控制几乎涉及到油田生产的各个环节。然而,环渤海地区的油田多为老油田,设备较为陈旧,许多需密闭的流程仍为开放式生产,轻质烃挥发严重。例如,联合站接收来自前线集输站来油后,须经脱水、净化和加温处理,这个过程中会挥发出大量轻质油气,如不加装油气回收装置,这类气体污染物将直接进入大气环境中。此外,在原油炼制环节,每年会产生数千吨的火炬气,主要成分为C2H6、C2H4和H2S等,这类气体热值较低,回收利用率仅有10%左右,炼厂一般是将其排放至火炬燃烧[25]。这种处置方式仍然会产生大量的温室气体,既不经济,也不环保。
4.2土壤污染的控制措施
石油污染土壤的修复是近年来环境领域研究的热点问题。从技术类型上可以分为物理修复、化学修复和生物修复技术。常用的物理、化学技术包括浓缩干化法、固液分离法、萃取分离法、电动力学修复法、热处理和热解吸技术以及化学破乳回收法等。物理、化学技术对治理高浓度的石油污染技术优势明显,但若用于中低浓度石油污染土壤则成本太高,还会造成二次污染的问题;生物修复的成本低、无二次污染,在处理低浓度污染土壤方面有明显优势,不足之处是污染物降解速率较低。在实际应用过程中,各类土壤修复技术的推广并不顺利。首先,土壤污染通常较为分散、浓度不均,通过挖掘、运输对污染物集中处置成本过高,因此目前多采用原位处置的方式。原位处理的首选技术是生物修复技术,而环渤海地区的油田土壤多为盐碱化土壤,盐碱对生物技术的使用效果具有明显的抑制作用。研究者通常采取压碱、土质改良和增加地表植被等方式降低盐碱带来的影响。当前,这类技术仍以研究为主,国家尚未出台油田污染土壤强制修复措施。
4.3水污染的控制措施
目前,多数滨海油田已进入中后期开采阶段,多采用水驱来实现大规模生产,油田化学品的应用非常广泛。采出油综合含水率不断提高,污水产出量不断增加,已超过注水量的需求,不能全部用于回注;再加上有些区块地层渗透率低,对注水水质要求很严,处理后的采油废水达不到要求,只能注新鲜水;还有的地区采用注蒸汽采油,但采油污水处理后很难达到锅炉水质标准。所以,相当一部分采油废水必须要排放到环境中,而且必须达到国家排放标准,油田企业的污水处理压力巨大。国内油田对含油污水处理的传统方法主要有自然沉降、混凝沉降、气浮和过滤等常规物理方法,一般可以满足注水指标的条件。外排水还需经过深度处理才能排放,大多数油田外排废水采用生化处理为主。这类技术可分为两类,即利用好氧微生物作用的好氧法与利用厌氧微生物作用的厌氧法。但由于重组分的难降解性,更应该采用组合工艺。
4.4固体废弃物的控制措施
油田生产过程中产生的固体废弃物最主要的就是油泥砂。其主要来源包括接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐和隔油池的底泥,含油污水处理设施、轻烃加工厂和天然气净化装置等清除出来的油砂、油泥,钻井、作业、管线穿孔而产生的落地原油及含油污泥等[30]。油田通常根据油泥来源对其进行不同处理,含油量20%~30%的油泥直接可以进入物化处理装置回收原油,处理后的油泥一般用于建材生产;含油量10%左右的油泥砂可进入热电厂焚烧发电;对于含水量在90%以上且含油量较低的油泥砂一般直接排入天然蒸发池,进行自然蒸发,而后集中至污泥干化场堆放。以胜利油田为例,每年通过各种途径产生的油泥砂数量大约11万吨,而目前通过各种方式处理的油泥砂的量仅占50%左右。
5我国滨海油田区环境综合治理对策
5.1大力推行清洁生产
原油勘探开发、油气集输和炼油等作业过程不可避免会对环境产生影响。通过改进生产工艺,降低生产过程中各类污染物的产生及排放量,从源头抓起,能够减轻末端治理的压力、。清洁生产着眼于污染预防,通过不断地改善管理和技术水平,提高资源利用率,减少污染排放,将污染整体预防战略持续地应用于生产全过程。新的形势要求油田企业在加大环保投入的同时,转变观念,致力推行清洁生产,促进污染物的“零排放”。清洁生产模式已成为当前油田企业节能降耗、控制污染和转变经济增长方式的最佳途径。
5.2实施严格的末端治理
按照我国现行的石油开采、加工技术和生产模式,尚无法实现生产过程污染物的“零排放”。因此,在现阶段采油污水、油泥以及井场作业区的污染问题仍是亟待解决的环境问题。必须实行严格的末端治理措施,从政策上提高“偷排”、“漏排”的违法成本,加大对责任人和直接领导的处罚;对污染物处理实行政府计量补贴措施,提高油田企业治污的积极性和主动性;推行污染物资源化利用新技术和分类集中处理模式,实现污染物的资源化和无害化处理。
5.3加强植被恢复和生态建设
油田开发过程中对植被的破坏是非常大的。如20世纪80年代开发建设的孤东油田,是在潮上带湿地上围海建坝开辟出的68km2采油区,在开发初期打井、修路,动用了1.2×104m3土方,但开发后未进行绿化,致使地表。在油田生产进入稳产阶段后,通过种植紫穗槐、柽柳等对道路两旁进行绿化,人工绿化加上自然植被恢复,绿化覆盖率已达到30%~50%,生态环境有所改善[34]。因此应当注重施工后的地表修复和绿化,注意管道回填后地表的平整度,在工作空间内种植草坪和树木,不仅可以美化环境,而且还可保护土壤结构。生态恢复工程的实施有助于缓解油田开发给生态环境带来的严重损害,强化生态系统的自身调节能力和平衡作用。
5.4划定生态红线,制定生态脆弱区保护规范
优化了吉林省品牌生态环境的规模结构外资进入国际市场的方式之一就是采用兼并收购的方式。大量外资进入吉林省市场促使市场集中度低,中小企业多的行业出现行业整合,通过规模整合提升了整体实力。中大型企业采取了一体化发展策略,通过横向一体化再造了企业组织形式,将分散的中小企业整合起来,实现规模经营,提高了组织化程度;通过纵向一体化,使部分有能力和资源的大中型企业形成了产销一体化的经营模式,实现了集团化、规模化的经营业态。
提升了吉林省品牌生态环境的国际竞争力外资进入吉林市场后,必然会带动吉林省优质品牌产品进入全球分销体系。吉林省部分品牌产品在国际市场获得了一定的市场知名度,被国际市场认可,使吉林省品牌产品出口量连年增加。这无形中提升了吉林省品牌生态环境的国际竞争力,为以后拓展国际市场奠定了一定的市场基础。
影响了吉林省品牌生态环境的稳定性外资多数选择与吉林省内的大中型企业建立合作关系,确定投资项目。外资企业劳动生产率高、技术先进、优秀的管理理念,与中小企业相比具有先天优势。外资的进入加速了市场竞争力度,部分中小企业自由资金不足、经营成本过高、经营规模过小使其处于市场劣势,受到了市场竞争的严重压力。伴随着外资所占市场份额的进一步扩大,势必导致中小企业生存环境的恶化,中小企业亏损甚至倒闭数量增加,严重影响了吉林省品牌生态环境的稳定性。
导致吉林省品牌生态环境结构部分失衡外资进入吉林省市场多数选择优势产业进入,且多进入经济发达区域,这必然会导致吉林省品牌生态环境结构出现一定程度的失衡,使行业间的差距和区域间的差异越来越大,生态环境的结构调整变得尤为困难,这不利于吉林省品牌生态环境的综合平衡和协调发展。
加大基础设施建设基础设施的建设是吉林省品牌生态环境实体承载。为了迎合未来发展的需要,应富有前瞻性的角度建立吉林省品牌生态环境发展的基础设施,为吉林省各个产业的发展和知名品牌体系的发展提供全方位的支持。
充分发挥外资的溢出效应外资对吉林省品牌生态环境的促进作用主要体现在整个产业发展的纵向拉动作用和企业间的横向借鉴学习,充分发挥外资的溢出效应能够有效地实现整个吉林省品牌生态环境的协同发展,促进吉林省品牌种群的进化和发展。
乌江是长江上游右岸最大的一级支流,流域位于东经104°10′~109°12′,北纬25°56′~30°22′之间,南源三岔河源于贵州乌蒙山东麓的香炉山花鱼洞,北源六冲河源于贵州省赫章县,整个河流横穿贵州省中部,在东北部出境入重庆市,于涪陵汇入长江,素有贵州人民的“母亲河”之称。流域面积87920km2,全长1037km,总落差2124m,多年平均流量1690m3/s。乌江水电开发采用11级方案(普定、引子渡、洪家渡、东风、索风营、乌江渡、构皮滩、思林、沙沱、彭水、大溪口)。思林水电站属于乌江流域梯级开发的第8级电站,是国家实施西部大开发战略的重点工程之一,也是贵州省“西电东送”工程的骨干工程。电站坝址位于思南县思林乡、塘头镇、邵家桥镇交界处,下距思南县城23km,上距构皮滩电站坝址89km,下距沙沱水电站115km。水库流域主要有两大支流:一是左岸的六池河,回水影响至东方红电站坝下;二是右岸的余庆河,回水影响至大沙坝电站坝下,其余较小的支流还有右岸的跳墩河和左岸的辉塘河等。电站装机容量100万kW,多年平均发电量40.64亿kW•h,工程动态总投资76.42亿元(2006年初价格水平)。工程于2004年开工建设,2009年底实行4台机组全部投产发电。水库正常蓄水位440m时,库容12.05亿m3,淹没影响总面积38.95km2,其中陆地面积28.08km2,主要涉及思南、石阡、凤冈、余庆4县的16个乡镇100个村297个村民组。
2水库库岸生态环境现状
思林水库库岸本就山高坡陡,土地破碎,水土流失严重,特别是2014年7•17洪灾,造成了库岸多处塌陷、滑坡,公共基础设施损毁,生态环境大有恶化之势。
2.1库周大量基础设施建设造成的环境破坏
为实现库区移民搬迁安置需要,在电站建设期间,库周进行了大量的基础设施建设。在思南县有文家店、三道水和瓦窑3个集镇整体搬迁,新建3个集镇,仅场平工程占地就达近千亩,库周交通、水利、电力等设施建设,新开挖量大,对库岸生态环境都造成了一定程度的影响。电站建成蓄水后,库区各县为加快库区发展,又进行大规模的基础设施建设,特别是大量的村组公路建设,多地现状破坏,许多原生植被遭到毁灭,对库岸生态环境造成了严重破坏。
2.2人为垦荒导致水土流失严重
思林水库移民搬迁安置主要是后靠安置,库区4县都是以农业生产为主。原本乌江沿岸村民人均耕地不多,劳动技能和生产方式单一,水库蓄水后,沿岸大量耕地被淹。搬迁后,为了生存,移民不得不进行垦荒,并进行复种,造成表土疏松,稳固性差,水土流失严重。
2.3自然灾害造成的地质破坏
水库自2009年下闸蓄水来的这几年,库区自然灾害频繁。每年雨季,建设单位都要进行库岸巡查,从巡查的情况看,库岸多处地质不稳,塌陷、滑坡地方多,尤以2014年7•17洪灾为重,损毁之大,地质破坏程度,前所未有。
2.4消落区的环境现状堪忧
思林水库正常蓄水位是440m,死水位431m,为了满足发电和防洪需要一年中大部分时间水位都在434~436m之间,在库周形成了4~6m的消落区。消落区是属已征用区域,农民不能耕种,而电站业主单位也没采取治理措施,一年四季都是处于荒芜状态,基本没有一丝绿色。
3水库库岸生态治理的对策
3.1搞好库区生态保护总体规划
库区各县人民政府应主动加强协调配合,在省、市相关部门的统一指导下,与电站建设业主单位,做好库区生态保护总体规划。规划要有前瞻性、长远性和全局性,要能够指导今后相当长一段时期水库库岸生态治理工作;规划要有科学性和合理性,要结合当地地理、气候和社会经济情况,选择合适的治理方案,做到因地制宜,能够指导实施。
3.2加大库区的植被恢复力度
在规划的指导下,库区各县应整合各方资源,特别是林业、环保、生态、国土、水利、移民等部门资源,加大对库区投入,进行植被恢复,应按照国家有关退耕还林政策,强制对库区25°以上坡耕地实施退耕还林,有效保护库岸环境。特别是移民部门,要按照《移民安置规划》中拟定的《环保及水土保持》方案,实施环境保护和水土保持项目建设,大力提升库区生态保护基础设施建设的水平。
3.3加大库区移民的后期扶持力度,实现劳动力的转业与转产
库区各县应加大库区移民的后期扶持力度,特别是劳动力技能培训,让库区劳动力都能熟练掌握一门实用技术,顺利实现劳动力的转业与转产,使他们不再依赖土地生存,减小库区土地的破坏,从而有效保持水土。
3.4制定严格的保护制度与措施
依照国家森林保护、环境保护等方面的法律法规,制定严格的库区生态环境保护制度与措施,组建相应的执法队伍。
3.5加强督促和检查,确保各项生态保护政策和措施落到实处
加强督促和检查,建立相应的奖惩制度,对相关责任单位、部门和个人实行严格的责任追究制度,确保各项生态保护政策和措施落到实处,各类治理项目顺利实施,实现库区的生态环境根本好转。
4结语
1.1解决旱涝灾害
水资源作为人类生存和发展的根本,具有不可替代的作用,但是对于我国而言,由于不同气候条件的影响,水资源的空间分布极不均匀,南方水资源丰富,在雨季常常出现洪涝灾害,而北方水资源相对不足,常见干旱,这两种情况都在很大程度上影响了农业生产的正常进行,影响着人们的日常生产和生活。而水利工程的建设,可以有效解决我国水资源分布不均的问题,解决旱涝灾害,促进经济的持续健康发展,如南水北调工程,就是其中的代表性工程。
1.2改善局部生态环境
在经济发展的带动下,人们的生活水平不断提高,人口数量不断增加,对于资源和能源的需求也在不断提高,现有的资源已经无法满足人们的生产和生活需求。而通过水利工程的兴建,不仅可以有效消除旱涝灾害,还可以对局部区域的生态环境进行改善,增加空气湿度,促进植被生长,为经济的发展提供良好的环境支持。
1.3优化水文环境
水利工程的建设,能够对水污染情况进行及时有效的治理,对河流的水质进行优化。以黄河为例,由于上游黄土高原的土地沙化现象日益严重,河流在经过时,会携带大量的泥沙,产生泥沙的淤积和拥堵现象,而通过兴修水利工程,利用蓄水、排水等操作,可以大大增加下游的水流速度,对泥沙进行排泄,保证河道的畅通。
2水利工程对生态环境的不利影响
水利工程对于生态环境的影响不仅有好的一面,也有不好的一面,需要相关人员的充分重视。其对于生态环境的不利影响主要表现在以下几个方面。
2.1污染
水利工程对于周边环境的污染一般都集中在施工过程中,其主要污染包括:(1)水污染:水利工程施工过程中排放的污水、废水以及施工人员生活中排放的污水,是导致水污染的主要原因,由于施工条件、施工环境、资金等因素的限制,这些污水往往没有经过处理直接排放到环境中,不仅能会污染地表水环境,同时还可能渗透到地下,污染地下水环境。例如,在对水利工程中的水坝进行施工时,如果混凝土的浇筑处理不当,就可能出现大量的废水和污水,这些污水排入河流中,会引起河流水质的变化。又如,在对工程设备的使用过程中,或多或少都会出现一定的废油,如果这些废油排放到河流中,不仅会造成水域环境的污染,还可能影响下游居民的健康。(2)空气污染:空气污染一般是在对施工材料进行运输,或者对地基进行平整的过程中,产生的灰尘或者部分废弃物,又或者是工程设备在运行过程中产生的废气、扬尘等,会对周边的环境造成一定的影响
2.2对局部气候的影响
水利工程的建设,会在一定程度上改变局部的气候环境条件,这些改变在气温和降水方面表现的尤为显著。(1)气温:在水利工程建设完成后,由于水库和大坝的蓄水功能,会大大增加水体面积,改变空气中的能量交换方式,从而引起气温的变化。一般来说,水深在7m以上的大型水库,与陆地相比,在冬季的平均气温要高出1.8-2.9℃。而在夏季则具有降温的作用,可以降低局部区域约1-4℃的温度,同时,对于地区的年平均气温也有着较大的影响。(2)降水:水利工程对于降水的影响主要表现在三个方面:首先,水面强烈的蒸发作用,会造成空气湿度的增大,从而为降水的增加提供基础保障;其次,气流在进入水域范围后,由于风速的增加和流线辐射,会产生下沉运动,从而减少降水;然后,在暖季,水面温度会低于陆地温度,其大气层的结构也更加稳定,对流不易产生,同样会在一定程度上抑制降水。而对于我国而言,降水多集中在暖季,因此水利工程的将是会减少周边区域的将降水量。而对于干旱地区,决定降水的主要因素,在于空气的湿度或者水汽来源,因此水域相对于陆地具有更好的降水条件,会使得区域降水增加。
2.3对土地的影响
水利工程的建设对于周边土地的影响是十分巨大的,表现出来的问题包括水土流失、地貌改变、土地盐碱化、河道冲刷等。在对水利工程进行建设的过程中,需要进行大量的土石方工程,而在开挖土石方的过程中,不仅会造成地形地貌的改变,还会对地面的植被造成破坏,进而引发水土流失现象;同时,水库蓄水后,库区周围的地下水面会有所提高,将大量的盐碱带到地面,造成严重的土地盐碱化问题等。
2.4对水质的影响
在水利工程完工后,会在大坝上游形成宽阔的水域环境,造成库区水动力条件的变化,不仅水深大大增加,而且水流的速度也会变得缓慢。在这种环境下,库区水体的水质和水环境会出现较大的改变,引发水体富营养化、泥沙含量增加、重金属沉降等问题。同时,受库区水质以及大坝下游河道水量变化的影响,下游的水体水质也会发生变化,影响水体的自净能力。通常情况下,如果河道水体自身的水质条件较好,则水利工程的建设虽然会对河道水体的水质造成一定的影响,但是这个影响并不明显;而如果河道水体的水质条件较差,或者有污染源的排入,水利工程自身的调蓄作用所造成的河道水量减少,会极大的加剧水污染的程度。
3应对措施
经过大量的调查分析发现,水利工程对于生态环境的影响是不可避免的,因此在建设过程中应该充分考虑工程的生态效益,分析水利工程对于生态环境可能造成的近期和远期影响,并采取相应的措施,确保有利影响的充分发挥,对不利影响进行改善。同时,要建立相应的环境监测部门,对环境进行跟踪评价,尽可能减少水利工程对于生态环境的破坏。
4结语
众所周知,以因为经济的不断发展,社会的发展速度不断的提升,河流在每一个城市中的作用就很快的凸显出来,在城市建设以及经济建设中起到了不可忽视的作用。又因为,我们的人类有意识的活动的越来越多,很多破坏环境的行为严重的影响了河流的清洁,使得河流变得肮脏不堪,使得城市中的水质不断的呈现出退化的状态。特别是河流水质的污染主要体现在城市河流里面。因为人们越来越对环境有着很高的要求,不断的改善河流就成了题中之义。再看,我们的城市河流的环境营造实质上是在资源节约型、环境友好型和社会和谐型社会发展的基础上形成的。为城市的河流进行改造可以很好的提升城市形象。更加爱有利于整个小康社会的进程以及我国现代化发展以及各方面的发展。立足于我国的实践,我们不难发现,对于我国具有河流的城市而言,城市河流水环境的好坏直接影响着城市生态环境质量。我们应该很好的确认河道治理与生态发展的联系,更加要注重这其中的关联性。如果我们只注重经济的发展和不断的物质追求进而忽视我们的环境,尤其是河道环境。这样的发展状态也是一种不正常的发展状态。所以我们必须注重城市发展建设中河道综合治理的状况,这样我们才可以不断的提升我们自己的生态环境,从而提升人民的生活品质,所以要注重城市河道治理以及生态的良好关系,才可以更好的构建可持续发展的社会。众所周知,城市河流水环境具体包括河水环境、河岸带环境和河岸带周边环境三部分,具有城市生态廊道、遗产廊道、绿色休闲通道和城市标志景观界面的功能。但是在我国因为城市化的进程不断的加快,很多河流被污染严重。河流规划面积难以保证城市垃圾管理不善,沿河堆积下水道建设滞后,污水直排河流水质恶化,这些如果不能及时处理都会造成严重的问题。所以我们在城市河流治理的过程中一定要坚持人和自然和谐相处的原则,这样才能在今后的城市河流综合规划治理与生态建设有效的开展,要按照科学的方式、方法以及原则进行。
2我国城市河流综合治理与生态建设应遵循的以人为本原则
可以说,以人为本的原则就是当下我们国家城市中河流综合治理与生态建设应遵循的首要原则。这样我们可以很好的规避水灾或者水污染造成的一系列影响。所以,我们要最尽最大的努力使得河流的治理以及周边生物以及环境的协调发展。要让河道周边的景物以及人类的生存环境相融合,这样才是可持续发展的要义。另外,我们知道,我们在城市之中的不断更新换代中可以感受的到城市向着集群化的发展方向在不断的发展之中,从而可以改善人们的生活状况。城市河流水环境是城市居民最宝贵的自然资源、物质财富,城市河流水环境的改善能推动市民物质收入和精神需求两方面的提升。所以,我们应该注重河流的治理以及生态建设的内在联系,一定要改善河流治理的综合环境要在可持续发展的原则上进行治理和规划,要采用科学的,有效的方式和方法,巧妙的将景观生态学原理、恢复生态学原理、生态工程学原理,采用近自然治理方法很好的结合起来,使得河流在治理中不断的回复生态升级。与此同时,我们还应该保障河流周边生物的多样性,在河流治理的过程中要不断的体现出保护的心态。再次,为了提升人们的生存空间可以进行合理的空间规划,有效的设置文化、健身、娱乐和观景场所使人与水进行亲切的交流,建设出水清、岸绿、突出河流自然属性的城市河流。这样可以使得我们真正的做到了生态环境的建设,实现了人与自然的和谐相处,从而子啊人类智力河道的过程中,很好的保障了生态文明的发展,为我们的可持续发展提供了可靠的保障。
3标本兼治,控制河流污染,恢复河流自净能力的原则
在河道的治理中,笔者认为只是治标不治本是不行的,我们不能本着先将河水进行肆意的污染,再去全身心的治理的传统道路,这样是不科学的。我们在首次河流治理的时候就要坚持标本兼治的方式方法,要从根源上解决问题,很好的控制河流的自净能力,这样才有利于河道的治理与生态的完美结合,达到了保护生态环境的最终目标。要想达到标本兼治的效果还要做到很好的清理河水,整理绿色河岸的目的,从而达到从根源上治理问题的目的。可以说,在河流污染的处理中,我们应该坚信,我们要始终保持全流域有效治理,不嗯能够分流与治理,厚此薄彼。我们要充分的实现全流域共同治理,下游治理,上游我行我素,那么所有的治理功夫都会变为空谈,最终达不到效果,所以我们在研究河流治理的过程中,还要注重方式与方法的结合,这样才能达到河流生态治理的良好效果。最终才可以使得城市的发展向着更高更远的方向迈进,我们才能在美好的环境下创造更加多的经济效益。
4采取生态工程治理的手段建设多自然型河流和健康河流的原则
传统的观点认为,人的物质需要通过现实的物质生产就能够得到满足,可人的精神需要则除了精神生产的满足之外,还有精神本身、精神活动过程的满足,即精神满足包括生产性满足与非生产性满足。事实上,人的物质需要也包括生产性满足与非生产性满足,人的肉体并不仅仅是为了生产的,生产只是人的肉体活动的一个重要方面。同时,生产活动也并不一定只是为了产品的生成,它还包括人自己的内在活动性的实现与满足。精神需要是人作为有意识存在物自内而生且不断发展着的需要,是在人与物、人与人之间的联系中通过实践活动而形成的与思维、情感、认识、意志等因素相关联的一种渴望满足的心理状态。马克思认为,即使一些如“植物、动物、石头、空气、光等等”一类常见事物,在人那里不仅可以成为物质需要的对象,而且可能成为精神需要的对象。如果我们把物质生活理解为一种外在的生活,那么精神生活就是一种内在的生活。对于人来说,内在的精神生活才具有根本意义,不仅是因为这里天地最为广阔辽远,而且是因为在这里盛开着生命本质之花、体现着人全部生存的价值和生活的意义。为了满足人的精神需要,就要进行精神生产。广义的精神生产指一切精神现象的产生、创造及其过程,狭义的精神生产指高级意识形式的产生、创造及其过程。精神生产是一种生产性的精神劳动,以精神产品为其直接成果。精神产品以其包含的精神价值为本质特征而区别于物质生产,但它却必须以物质化形式去表现或存在。从社会分工的角度来看,真正的精神生产是物质生产发展过程中后来才分化出来的一种生产形式。马克思认为,物质劳动和精神劳动的分工才是人类真正意义上的分工,它极大地推动了人类文明的发展。精神劳动是以脑力劳动为主要内容的劳动形式,它为人类提供了大量的精神产品,这些产品成为人们的精神生活的消费对象。通过精神生产,人的精神需要不仅在生产过程中得到满足,同时也通过消费精神产品而得到满足。人的精神需要愈增强,精神生产的动力就越大,人的精神需要的满足程度就可能越高。当然,人的物质需要的满足也往往内含着相应的精神成分,满足了一定的物质需要也就同时满足了人们一定的精神需要。人们常常将人的物质需要等同于动物的物质需要,这是一种误解。因为人的物质需要自人的精神产生之时起就已经不再是单纯的物质需要了,而是掺和着精神要求的物质需要。人之需要的发展空间是由自己开拓的,人作为一种自由的、具有精神性的和不满足于现状的存在物,他必须不断地进行创造和寻求发展。人的自由创造精神不仅是人自身不断发展的内在动力,还是人的需要不断发展的内在动力。人虽然是物质与精神、自然与社会文化的综合体,但人一旦倚仗精神、依仗社会文化从自然中站立起来,他就越来越成为一个重心倾向于精神文化生活的存在者。人们对于精神文化的倚重依赖,使得自然界不能像当初那样直接地为人类提供必需品,人类要继续生存下去,就不得不进一步依靠精神、依靠社会文化来对自然材料进行改造和加工,使其符合自己的需要。人的这种自然需要的不断扩展其实是通过文化的参与而实现的,无论是需要种类的增加还是需要品格的升级,本质上都是由于其中之文化因素的发酵所致。所谓消费升级,表面上表现为物质产品、服务质量等方面的提升,实质上则是体现着人的消费心理、消费文化、消费精神的开放与不断满足。所以,人的精神、文化不仅打开了人的自然需要的界域,而且现实地参与构建着自然需要的内容,离开了人的精神文化,人的自然需要便立马回归锁定在它动物式的封闭范围之内。所以,人的精神不仅管理着人的精神需要的形式与内容,而且管理着人的物质需要的形式与内容,两种需要因共同的精神本质而相互贯通,人是自然与社会、物质与精神、肉体与灵魂的二重属性的统一。
人类物质需要和精神需要在一定意义上是相互贯通的,因为人本身就是物质性与精神性的有机统一。人的物质需要范围的拓展是由精神需要而引发的,人的认识能力的提高和思维方式的不断转变使人突破了其动物性自然规定界域,人成为一种新的面向对象、了解对象和把握对象的存在物;精神需要在使人成为对象的人的同时,也使对象成为人的对象。人的精神在打开他的总体自然存在疆域的同时,也打破了他的自然需要的限度,使得人的需要呈现出不断上升和无限扩展的态势。可见,一方面,正如人的精神的超越性使人打开了难以穷尽的欲望空间,使人不必像动物那样完全被锁定在自然需要的限度之内一样,也正是人的无限欲望对需要的不断流注,才使人的需要源源不断地发展,也正是人的需要的不断发展,才推动人类社会的不断进步。但另一方面,人越是成为精神的存在物,他就越想要突出和表现其自由本质,他就越是具有一种超越现实的内在发展冲动,这样的发展冲动为人之不安于现状和想要超越现实的诉求所表达。因此,他在推陈出新着自己的存在形式、自己的内在需要的时候,也意味着他在不断地发展和奔向那个遥遥无期的未来。在某种意义上可以认为,“发展”这一概念的产生,是基于人们对于争夺有限物质利益这一问题的理性思考。人与人之间利益的冲突始于需要对象的有限性和人对满足欲求的强烈渴望。人的精神与自由使人的需要变得无限,而无限的需要最终会指向无限的发展。人的无限的物质需要的满足、无限的发展造成了严重的生态问题,而人的精神需要的满足又加重了对环境的破坏和压力。历史上的无限发展论基于无限发展的可能性,发展出这样两种认识:一是认为自然资源是无限的;二是认为人类获取自然资源的手段是无限的。过去,人们总认为自然界作为一个无限广阔的资源宝库,我们可以从中获取各种生产和生活所需要的资料。同时,人们总是相信,个人的知识虽然有限,但人类作为一个整体却可以凭借其文化积淀而持续地认识自然和不断地生成新技术,从而为人类获取自然资源提供用之不尽的手段和工具。基于以下理由,无限发展的理论的两种认识都存在问题:首先,自然资源并不是无限的;其次,人类获取自然资源的手段方法也不是无限的。就第一个方面来看,自然资源是有限的。自然资源大致可分为两类,一类是不可再生性自然资源,另一类是可再生性自然资源。不可再生性自然资源作为一个既成历史的产物,它的总量是有限的,而可再生性自然资源的可再生性也只有在保证其再生周期不被破坏的前提下才能存在,即可再生资源并不等同于无限的资源。同样地,人类征服改造大自然的手段也不会是无限的。虽然人类征服改造自然的能力在不断提高,但这种能力相较于无限的自由仍然难以望其项背。所以,在无限的需求促成无限实践的条件下,会造成无限的生产与消费,而无限的生产与消费,就必然促成无限的发展,而正是这种超越了生态限度的无限的发展,才导致了当今人类对生态环境的巨大破坏。在资源枯竭、水土流失、环境污染和人口膨胀等一系列问题的影响之下,人类的生产生活环境江河日下,如果人类仍然不警醒,仍然不改变这种生产生活方式,最后必将走向自我毁灭。有人认为,人类完全可以依靠科学技术来解决无限发展所带来的问题,对此观点我们持否定态度。其实,正是人类包括科学技术在内的各种能力的总体的绝对有限性,才导致了当今严重的生态环境问题,也正因为人类无法从总体上把握自然对象存在、变化与发展的规律,而只能在一定的时空范围内、一定条件下通过已有的知识来把握自然对象,因此“人类对于自然的认知能力的展开过程只不过是一个基于既有知识系统不断地自我纠错的过程。”正如恩格斯所说:“我们不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都会对我们进行报复。”
二、像人一样生活:需要与生态的内恰
人要像人一样生活,首先就必须理解什么是人,什么是人的本质。雅斯贝尔斯认为,我们应当认识人的真正存在、了解人的真正自由和理解人的真正本质。他进而认为,人的真正存在与自由,并不像现代社会中不断发展的各门关于人的科学那样,仅仅将人当作一种客体,通过各种层面的知识就能够被认识。我们认为,对人的认识必须从总体上进行把握。人是物质性与精神性的统一,由于人的物质性存在是有限的,而精神性存在可以无限,所以这种总体状态与人的需要是相互对应的。因此,人要像人一样生活,就意味着人必须成为一个物质需要有限而精神需要无限的存在者,换而言之,就是要在满足人之基本物质需要的条件下着力于其精神世界的开发,促进人的健康全面发展。但是过去的无限发展理论,却并没有受导于如此的认识,而是将人的物质需要从自然限度中释放之后,就让需求如脱缰的野马任其狂奔。人们沉醉于对物质利益永不停息的追求和满足之中,物质需要成为人们耗费精力而永无注满的无底深潭,使人们沉溺于无止境消费和无意义的生活。如前所述,无限发展带来的生态问题是严重的,而要摒弃无限发展主义,保护好生态环境,就必须使人回到人本身的本然规定之中,即成为一个物质需要有限、精神需要无限的存在者。而要如此,首先就得让人类习以为常的无限的物质需求“回归”到它的一定的应有限度之内,即必须对人的物质需要进行合理调控。那么如何进行调控?这是一个复杂问题,但其中的一个最基本的原则就是,人类物质需求必须符合自然生态的平衡发展,必须限定在自然能够提供相应需要的限度之内,人类物质需求应当是一种被调控的生态化的物质需求。要对人类的物质需求进行生态化调控,首当其冲的就是要培养人们物质需求的生态化意识。人们只想到其无限的物质需求应当不断地被满足,而很少考虑那些无限的物质需求本身是不是合理,更没有考虑到它们有没有符合生态要求,是不是具有内在的生态合理性。面对如今严峻的环境恶化形势,我们必须对自己的各种物质需求进行生态化考量,在考察它们是否具有生态合理性的基础上对其进行必要的调整。而要进行这种合理考量,就得有这样的意识准备:一是树立物质需求的生态有限意识。人类需求内含物质需要与精神需求,是二者构成的总和,我们能够说人的精神需求可以无限发展,而人的物质需要则不能无限发展,它必须受到限制。二是建立物质需求的生态有度意识。任何事物的存在和发展都有其内在节度,物质需求也是如此。物质需要须符合自然生态、社会生态和个体生态的内在节度,任何超出这些节度的物质需求,都可能对人类带来危害,都必须得到调整。三是确立物质需求的生态合理意识。物质需求的生态合理性包括需求本身的生态有利性、需求对环境的生态维护性以及对实现需求的条件可能性,从这三个方面对人的物质需要给予全面考量。那么,如何培养人之物质需求的生态化意识呢?在中国传统文化中,就有许多可借鉴的思想资源。中国传统文化中的寡欲思想对于控制我们过多的欲望,对于我们物质迷狂精神的生态化“整肃”是有积极意义的。孟子曰:“体有贵贱,有小大。无以小害大,无以贱害贵。养其小者为小人,养其大者为大人。”“养心莫善于寡欲。其为人也寡欲,虽有不存焉者,寡矣;其为人也多欲,虽有存焉者,寡矣。”《道德经》则云:“五色令人目盲,五音令人耳聋,五味令人口爽,驰骋畋猎令人心发狂,难得之货令人行妨。是以圣人为腹不为目,故去彼取此。”可见,无论是儒家还是道家,都认为寡欲可以养生、养性,而这种养生、养性原则因天人合一而完全内恰于生态要求。荀子则认为相对于总体上谈欲之多寡,不如谈欲本身的性质规定。他说:“凡语治而待去欲者,无以道欲而困于有欲者也。凡语治而待寡欲者,无以节欲而困于多欲者也。有欲无欲,异类也,生死也,非治乱也。欲之多寡,异类也,情之数也,非治乱也。……心之所可中理,则欲虽多,奚伤于治!……心之所可失理,则欲虽寡,奚止于乱!故治乱在于心之所可,亡于情之所欲。不求之其所在,而求之其所亡,虽曰我得之,失之矣。”他认为欲望本身的合理性非常重要,不合理的欲望多了容易扰乱社会秩序,合理欲望的增长则无伤于社会秩序。中国传统文化中的寡欲思想,其实主要是谈寡物质之欲,这当然有一定道理。但如果关涉到精神以及道德之欲,我们则认为不但不能减少,反而更应当增多。这是因为我们对精神对象的分享不仅有利于人们生存境界的提升,而且也不会造成其自身的减少,就更不会因此带来生态问题。那么如何开发人的精神领地、如何发展人的精神需求———即如何使人成为一个重心偏于精神的存在者呢?我们认为至少得注意两方面:
一方面是培养精神存在意识,另一方面是加重精神活动的实践比重。培养精神存在意识,首先得树立“人本质上是精神存在物”的信仰。19世纪德国哲学家奥伊肯提出,在我们的身上存在着一种独立的、内在的精神生命,它来自于宇宙的精神生命,是宇宙精神生命在我们身上的体现。这种精神生命不是自然进化的结果,不是可以遗传的本能,也不是可以在日常经验活动中可以得到的东西。它虽然十分内在和深刻,但我们却可以唤醒它,因为宇宙精神的显现与我们的精神追求过程是二而一的进程。他说:“精神的实现绝不是我们的自然禀赋,我们必须去赢得它。”而我们则认为,精神生命是世界存在的内在本质,精神生命充斥于整个宇宙之中,它既存在于我们的对象之中,也内含于我们每一个体的生命之中,人的精神与宇宙的精神是相互贯通的。人必须且只能以精神的方式与自然对象真正融为一体、化为一炉,从而实现自我精神本质与宇宙精神本质的统一,完整地将整个精神生命世界的博大、精深、圆满及永恒表现出来。人只有以精神的方式存在,他才会感觉到自身存在的力量,也才会升达于天人合一的最高人生境界。当然,人本质上以精神的方式存在并非意味着人要脱离现实生活,而是要在现实生活中表现精神本质。精神存在意识的生活践行,并不是将精神意识进行个体固化,而是促使精神存在意识在现实生活中得以实现。但是,我们同样认识到,在当今物质主义泛滥的情况下,践行精神存在意识是具有一定困难的。这就意味着我们必须对现有的生活方式进行扬弃,使人们从物质主义统领下的技术结构、社会结构和大众结构的桎梏下解脱出来。“技术进步的后果,就其关系到日常生活而言,在于形成了生活必需品的可靠供应。但是供应的方式使我们在这些必需品中得不到多少快乐……它们仅仅是物品,可以在我们注意到它们的片刻通过支付货币而获取”,技术结构使人框套在它的生产—消费环节上,人的精神按照它既定的步骤运转,自由因为被打上了物质机器的技术钢印而无法动弹。而社会的结构化统治,又使人被归结为既定社会位置的存在者。庞大的社会结构使人变成某种适应社会结构的单纯功能者,人们瞄准生活中的各种地位,以丧失品质、压抑个性的方式嵌入社会所规定的理想位置,人的存在精神被置换成社会存在的位置意识,而这样的社会位置却不过是走向物欲满足的暗道。同样,大众化统治也使人失去其内在的个体精神本质。“在群众中的人们看来生活是以享乐为目标的,而只在皮鞭的威吓下或在渴求面包或渴求更好的食品的驱动下才去工作。”同时,群众的影响使人不再是独立的自我。一方面个人不再是他自己鼓励的自我,而是作为一个群众中的成员。
毛乌素沙地早在第四纪时期就存在于中国北方[7],是一个非常典型的脆弱生态区和自然地理区域的过渡带,受人类活动影响较为深刻,它在很大程度上代表了中国半干旱、干旱沙区的人类活动与自然环境相互关系中的许多典型问题,是农牧交错区现代土地沙漠化发展和治理恢复比较典型的地区之一[8]。因此,国内外学者纷纷将此地作为典型研究区,从不同尺度开展了生态环境变化与人为活动关系的研究。近年来与毛乌素沙地生态环境相关的研究工作,主要是通过区域自然指标并结合政策与统计数据,来探索一定时间内毛乌素地区的生态环境变化及其原因,以及通过遥感手段结合人文经济数据来研究该地区的地表变化过程,从而进一步研究各种变化的原因和驱动力。人为活动对该地区生态环境的影响研究,基本集中于毛乌素的土地沙漠化、土地利用及覆被变化、植被演变3个方面;虽然各种环境效应评价方法在该地区的研究与应用也在逐步开展,但是目前仍缺乏对由于决策制定、生产生活对沙漠化影响的定量研究,需要用有效科学的环境监测方法对其进行系统的探索[9]。本文通过对国内外相关研究的整理与归类系统总结,分析现代毛乌素重要人为活动的环境效应研究进展及存在的问题,明确人为活动对区域生态环境影响研究的重点。
2土地沙漠化
关于毛乌素沙漠化的原因有两种说法,即人为因素说和自然因素说。在同一气候条件下,不合理的人为活动占据主导时就是本区沙漠化加速发展时期,是典型的负环境效应,而现代积极的人为活动(如退耕还林/草等政策的实施)对沙漠化的逆转也有促进作用,是正环境效应。对于毛乌素沙地的沙漠化问题,众多学者通过自己的研究工作给出了不同的见解[10-12],但很少有研究从土地利用政策和能源利用入手来深入分析[13]。许多研究通过对气候数据、遥感数据与统计资料的分析发现,现代毛乌素沙地退化加速,其沙漠化的主要原因是人口增长的巨大压力及各种破坏性的人为活动[14-17]。人类不合理的耕作和放牧等活动破坏地表植被,对流沙面积的增加和草地、湿地面积的减少等非地带域环境变化的作用明显,而对受自然因素控制的地带性显域环境变化的影响并不显著(如流沙分布南界变化)[18]。黄银洲等[19]认为,人为活动不但是沙漠化的主要原因,而且是导致沙漠化过程与气候过程不同步的主要原因。虽然如今沙漠化程度有所缓和,但这也只是基于植物耕作本身的控制[20-21]。有研究则认为,自然因素是主导因素,而人为活动只起到了加速的作用[22]。毛乌素沙漠化是在特定的自然条件下过度的人为活动导致的“古沙翻新”的结果,如果未来温室效应继续致使全球变暖,毛乌素沙地便不会南侵,有向北退缩的可能[23]。毛乌素地区生态脆弱是沙漠化加剧的内因,人为活动是沙漠化的主要驱动因素,而其中人口增长是人为活动强度的内驱力[24]。也有学者通过遥感数据发现,近30年毛乌素沙地的部分区域沙漠化进程在时空上出现了逆转,主要是积极的人为活动作用的结果[25]。对于人为活动与毛乌素沙漠化是如何关联的问题,马玉芳[26]展开了细致入微的研究,从某种具体的人为活动行为入手,综合考虑农户经济行为面对的资源禀赋、政策环境、市场因素等,探析该地区农户土地开垦、畜牧业生产和薪柴利用等行为及相关因素与沙漠化之间的内在逻辑关系。对毛乌素沙漠化的研究结果大部分都表明该地区生态环境在逐步恶化,但在局部地区或部分时间段有逆转现象存在。探究该地区沙漠化因素发现,历史上从农耕文明出现以来主要是人为因素主导,而在此之前主要是自然因素起主导作用。无论是哪种因素,现在还未能清晰地区分它们各自对毛乌素地区环境变化的贡献程度,以及它们之间是如何相互作用的,尤其是重要人为活动对沙漠化正逆过程的影响缺乏明确的对应分析。
3土地利用/覆被变化
土地利用/覆被的研究主要集中在人文和自然因素都很活跃的“热点区”和“脆弱区”[27]。在毛乌素沙地这样的生态脆弱区开展相关研究,有利于人们认识其形成演变机制、揭示各种自然和人文因素对土地利用可持续性的影响。现代随着空间科技的发展,对毛乌素土地利用与覆被变化的研究多数都是利用遥感的手段,对不同时间段土地利用/覆盖数据加以对比,结合其他数据和指标(如地形、水文、气候等自然指标,交通、居民点、人口、经济发展与政治制度、居民调查数据等)来分析并揭示人为活动与气候变化在土地利用/覆被变化中所起到的影响作用以及更为复杂的驱动机制[28-30]。如今众多研究都是围绕土地利用/覆被变化的驱动机制而展开的,而各种人为活动作为重要的驱动因子备受科学家们关注。蒙吉军等[31]从宏观和微观两个角度,对毛乌素土地利用变化的因素进行多尺度研究,认为不同尺度下的土地利用变化的自然与人为影响因素各有差别,尤其是社会政策等经济因素会影响到区域宏观的土地利用变化情况。国内近些年不少研究是围绕重大的环境建设工程和政府相关政策实施对土地利用/覆被情况变化的影响而开展的。从景观角度入手研究人为活动对毛乌素沙地土地利用的影响发现,人为活动强度的大小与景观的破碎化程度有最直接的关系[32]。随着退耕还林(草)工程的实施,积极的人为活动会使毛乌素一些区域林地面积增加、水体面积增加、耕地和草地面积减少等,产生一定的正环境效应;而与此同时,未利用土地和建设用地的持续增长又会造成当地土地退化和城市化进程加剧等负环境效应,该地区的景观格局变化以1995年为转折点,至2010年人为活动在空间上的影响作用更为明显[33]。如果以城镇为核心来研究人类活动对土地利用格局的影响,会发现人为活动在很大程度上会影响到当地的土地利用格局,但在此过程中也会受到自然条件的制约。虽然气候因素是驱动土地利用/覆被的重要自然因素,但政策制度的导向、人口压力及社会经济活动会直接影响土地利用/覆被变化的时空分异,驱动了土地利用/覆被格局的变化[35]。在土地覆被的预测研究方面,有学者对毛乌素沙地植被覆盖的动态变化进行定性、定量的分析,并运用马尔科夫模型预测研究区未来21年的植被转化情况,综合了自然和人为因素分析,认为毛乌素沙地总体气候变化有利于植被生长,但其不合理的人为活动将会直接产生负环境效应,导致植被退化等环境恶化问题[36]。国内诸多关于毛乌素沙地土地利用/覆被变化的研究,主要集中在对土地利用/覆被变化的监测及其解释。近些年也有不少研究工作开始进行土地利用变化在区域尺度上的环境响应与驱动力研究,并从多尺度开始研究各个因子的综合作用及其相互作用,并在此基础上开展对其变化状况的预测与评价研究。
4植被演变
对于毛乌素沙地的植被演变问题,大多是针对植被退化方面。针对温度、降水、沙尘暴频率、风、植被的空间结构及其变化等自然因素与植被退化之间关系,更多是在关注人为活动所导致植被退化等负环境效应[43]。尤其是20世纪80年代以来,由于中国经济的高速发展,频繁的人为活动及其不合理性对当地的植被造成影响,以至于沙地植被退化严重,这主要表现在3个方面:①人口及牲畜量的增加使原本承载力较低的土地不堪重负而导致的植被覆盖度的退化与植被种类的退化[44]。由于过度放牧使草场的生长不抵消耗,草原面积减少;而与此同时,当地植被优势物种的减少使一些有毒物种趁虚而入,造成了草场植物物种变化,比如说毛乌素沙地植物老瓜头(Cynanchumkomarovii)就是由于重度放牧而入侵的有毒物种[9]。②不合理的土地利用方式使得原本脆弱的生态环境遭到严重的破坏,植被也因生长环境的恶化而逐渐退化。国内学者通过1950年至20世纪90年代共35年的统计数据结合遥感数据对比分析得出,由于过度放牧、过度开垦等原因,该地区东部和南部极少范围沙漠化有逆转现象,其余大部分地区植被退化,地表景观遭到破坏,植被覆盖减小[21]。③自然资源的过度开发(大规模的农场和牧场开发、商业性采伐、采矿等行为没有得到合理的规划和治理[45]),使得矿区部分地区植被遭到人为大规模的破坏而导致了退化。如高国雄对毛乌素地区煤矿开发引发的环境问题进行研究表明:在矿区,道路挤占、地下开采引发地面塌陷、地下水位下降、滑坡、岩崩及矿渣矸石堆放占地等各种因素,都会造成矿区植被大面积退化、生态环境恶化。毛乌素沙地不合理的人为活动所导致的植被演变产生了诸多负向的环境效应,不少研究围绕着生态恢复问题而逐渐开展。对于积极的植被演变方面的研究,除了对生态恢复方法技术的关注,有不少工作是从不同的角度着眼于环境建设改变植物生长从而产生相应的环境效应而进行相关研究的,至今已取得了一定的成果。在毛乌素沙地种植草对遏制该区域的沙漠化进程效果不佳,而种植灌木是减缓沙漠化的最佳途径[47]。Runnstrom[48]利用毛乌素地区某时段内NDVI值,通过计算与分析得到人为干预的地区(如耕地和人工林地)其生物量都有明显的增长;植物群落可以作为一个指标,从侧面反映不同年限内、不同区域里环境恢复措施的恢复效应[49]。通过实际验证,毛乌素沙地腹地的乔木林、灌木林以及草原群落的群落盖度、重要值、生物量、植物多样性在经过多年退耕还林政策的实施之后,植被得到明显恢复,植被群落正趋于稳定[50]。
5人为活动的生态环境效应评估
鉴于对中国北方生态安全的特殊性与重要性,毛乌素沙地成为中国生态恢复及评价实践研究的重要区域之一。毛乌素沙地现代重要的人为活动主要有1955—1956年、1958—1962年及1970—1973年3次较大范围的开荒;1978年开始实施三北防护林的生态建设工程;1983年以后又实行包地到户;20世纪80年代后期沙地牧区限养山羊;1998年以来开始实施国家退耕还林还草政策。由于这一系列重要人为活动对当地的生态环境产生了广泛且深刻的影响,对其生态环境效应的评估研究与实践也在随之发展起来,但许多评估方法和体系都处在探索阶段。在对毛乌素沙地现代人为活动所产生的环境效应进行评估时,国内有些研究主要是反映单项环境要素的某些指标,而专门分析土地利用环境影响指标体系的研究工作不多,其中大部分研究都是有关生态脆弱性的评估。相关研究主要有:从气候变化、水资源变化、生物变化、气象灾害、农业生产和经济发展以及沙漠化状况等几个方面分析环境脆弱性变化特征,并建立评估模型对其环境脆弱性进行评估并提出治理对策与开发利用模式[51-52];借助GIS空间分析技术建立生态脆弱性评估模型对特定时段内毛乌素草地生态脆弱性进行动态评估[53];从人文调查的角度对毛乌素地区生态足迹与生态风险进行分析与评估,采用生态盈亏平衡分析方法定量分析该地区的生态风险并对其进行评估[54]。有研究工作发展了构建沙漠化逆转和发展过程中不同气候变化和人为活动作用情景下的评估方法,来评估气候变化和人为活动在沙漠化过程中的相对作用。同时根据当地居民对沙漠化的感知与适应的相关调查数据,多学科结合并使用专业分析方法讨论了生态环境政策的实施效应[56]。目前的生态环境效应评估还存在许多不足,如评估指标体系的量化和尺度选择的局限、评估方法在定量化与客观性方面的欠缺、在价值计算与经济可比性方面的严重不足,使得各种评估实践与研究都处在初级阶段。国内众多对毛乌素沙地人为活动的环境效应研究,都是针对某一时间段内的环境事件,从不同的侧重点或方法入手在不同的时空尺度下进行研究,或构建相应的模型来讨论生态环境政策实施的生态效应。不同的指标体系与评估模型各有其侧重点,研究工作更倾向于各种因素的综合分析和各种指标模型的有机结合。而国外的相关研究主要集中在环境影响评估、森林开采活动的环境效应、人为活动对流域开发的环境影响等方面,常将研究区植被的动态(常以净初级生产库NPP和归一化植被指数NDVI来表示)作为衡量气候变化和人为活动作用的指标[57-58]。对流域进行评估或通过花粉等指标来研究历史上人为活动的环境效应,也有学者主要从人为活动(如农药化肥等的使用)来研究对当地渔业的影响及其他一些生态灾难等问题[59-61]。对农牧交错的沙漠地区人为活动的生态环境效应的研究相对较少。
6总结与展望
1.1指标体系的构建原则
对复杂的系统进行评价通常是依靠多种指标进行的,而指标的选取在复杂系统的研究中是一个关键问题,更是一个不好解决的问题:指标数量过少会使信息量不足而影响评价结果,指标数量过多则会出现大量的冗余信息,加大了分析计算的难度.所以指标的设计一定要坚持全面性、发展性、特殊性、可操作性和侧重性等原则.
1.2指标体系的构建方法
目前对于指标的筛选方法主要有层次分析法、主成分分析法、因子分析法和相关分析法等,其中,层次分析法主观性较强,由于评价者的不同偏好,对所给出的方案评价不一,导致部分信息失真;主成分分析法、因子分析法和相关分析法虽然能减少指标间的相关性,但是剩下的指标不能全面地反映评价目标的特性.该文构建黑龙江省东部煤电化基地城市化与生态环境协调发展指标体系的大体思路如下:首先根据专家经验初步拟选出能够反映该体系脆弱度的相应指标,构建一个初步的指标体系,然后利用spss软件对该体系中各个子系统中初步选取的指标进行聚类分析,选择出最能代表该子系统的指标并建立最终评价体系.
1.3脆弱性评价模型的建立
该文将模糊数学方法和传统评价方法相结合来分析系统的各方面相关信息,首先建立评价指标体系,利用聚类分析方法合并相似度过高的指标并选出代表指标,同时引入区间变量,建立系统间的发展阶段的模糊区间,以模糊辨别两系统的演进模式,并结合模糊函数建立评价模型,以此研究两系统间的脆弱状况。
2结果分析
2.1评价指标的初步选取
城市化是指人口向城市地区集中和农村地区转变为城市地区的过程.主要表现在两个方面:一是大量农村人口流向城市,使劳动力从第一产业向第二、三产业转变,带动经济的发展;二是城市规模的不断扩大,使周边的用地性质发生了改变,进而改变了当地人们的生活观念.因此,城市化子系统应该包括经济城市化、人口城市化、空间城市化和社会城市化四个方面.每个方面又选取了多种指标,该文城市化指标共选取了27个.生态环境是指与生物体相互作用的资源环境或与生物体进行物质能量流动众多因素的集合.生态环境至少包括两个方面:一是生物体赖以生存的自然环境;二是影响生物体的各种生态因子.因此,本文从大气环境、水环境、固体废弃物、噪声环境和生态保护五个方面构建生态环境子系统.每个方面也同样选取了多种指标,该文生态环境共选取了20个指标.
2.2评价指标的筛选
以经济城市化子系统为例,运用spss软件进行聚类分析得出树状图,五次迭代内被归为一类的说明指标间相似度较高,可以合并为一类,从而得出该子系统内的代表指标.同理可以得出其他子系统的代表指标,该文不详细列出.最后得出该评价指标体系的模型.
3结论与讨论
该文采用系统聚类分析方法,并根据聚类分析后得出的树状图确定分类个数,构建了评价黑龙江省东部煤电化基地城市化与生态环境协调发展的指标体系,解决了指标在选取时的信息重叠和筛选后的指标存在片面性的问题.从总体上看黑龙江省东部煤电化基地中某些城市脆弱度隶属度基本维持不变,而其他城市则有向上一级脆弱度过度的趋势,整体来看没有逆向发展的趋势,说明这些地区的发展方向是正确的.对各个城市之间进行比较,鹤岗和鸡西2004~2010年基本维持在较重脆弱度等级中,而双鸭山则基本维持在较重脆弱度和中度脆弱两等级中,虽然这些城市没有逆向发展,但是由于该种脆弱度较为低级,所以以上城市应加以应对,扭转现有形式向良好脆弱度等级发展;佳木斯2004~2010年间虽然也基本处于较重度脆弱度等级中,但是佳木斯却呈现出了向中度脆弱度等级过渡的趋势,说明该城市治理的方针政策是有效果的,但是力度不大,所以趋势较缓较慢;七台河基本以中度脆弱度等级为主,近几年呈现了逐渐向较轻度脆弱度等级过渡的趋势;而牡丹江则是这些城市中发展最好的城市,总体上以较轻脆弱度等级为主并且还明显的有向轻度脆弱度等级发展的趋势,说明该地区在推进城市化进程和保护生态环境方面力度较大.
哈尔滨市位于东经125°42''''~130°10'''',北纬44°04''''~46°40'''',位于东北平原东北部地区,黑龙江省南部。气候属于温带大陆性季风气候,冬长夏短。2013年全市土地总面积53068km2,其中市区面积10198km2,总人口995.2万人。全市辖9个区、7个县、2个县级市,是全国省辖市中面积最大的城市。哈尔滨市是黑龙江省政治、经济、文化、科技和交通中心,是我国重要的工业城市,是我国的商品粮生产基地。2013年全年实现地区生产总值为5010.8亿元。
2研究方法与数据来源
2.1数据来源及标准化处理数据来源于哈尔滨市统计年鉴(1999年—2008年)、环境状况公报、国民经济和社会发展统计公报、中国城市统计年鉴(1999年—2008年),并且对原始数据进行标准化处理,以消除不同量纲的影响。本文将指标分为正向指标和负向指标。
2.2指标体系建立本文构建了两个子系统城市化子系统和生态环境子系统、一级指标7项、二级指标21项。指标选取主要遵循真实、可靠、资料获取性和可比性等原则。采用层次分析法和专家评分相结合确定权重
2.3评价模型与标准,评价模型。本文的评价模型采用杨士弘提出的协调发展度模型,用于定量评价哈尔滨市城市化与生态环境两个子系统之间相互作用的协调程度(D),并且找出其制约因素。
3哈尔滨市城市化与生态环境协调发展度结果分析
3.1协调发展度结果分析根据式,研究表明:1999年—2008年间哈尔滨市城市化与生态环境整体上处于协调发展阶段。协调发展度从1999年的0.594上升到2008年的0.709,说明二者的协调发展水平日趋良好,但未达到优质协调阶段。根据协调等级可以划分为三个阶段:1999年之前协调发展度0.594,处于勉强协调等级;2000年—2007年从0.613上升到0.691,处于中度协调等级;2008年协调发展度0.709,处于良好协调等级。
3.2城市化与生态环境发展水平指数结果分析依据式,研究表明:哈尔滨市的城市化评价指数由0.319上升到0.457,生态环境评价指数由0.408上升到0.578,均呈上升趋势,其中生态环境评价指数在2000年—2002年3年间有缓慢下降,主要是由于环境污染造成的。城市化水平f(x)均小于生态环境水平f(y),说明哈尔滨市在1999年—2008年间属于城市化滞后型。
4结论与建议
1)哈尔滨市城市化与生态环境协调发展的总体态势良好。促进产业结构优化升级,变粗放型的经济增长方式为集约型经济,实现生产要素集聚。建设高效节约友好型城市,发展循环经济,推行清洁生产,促进城市化与生态环境和谐发展。