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關(guān)鍵詞: 水土保持,生態(tài)建設(shè),自然環(huán)境
水是萬物之源,它不僅是自然生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展不可取代的資源,也是人類社會可持續(xù)發(fā)展的基本物質(zhì)基礎(chǔ)。一切生命都離開水,一旦水資源枯竭,那么生命也就將面臨滅絕。土是萬物之本,是自然和人類一切發(fā)展的基本載體,是生命的基本生存條件。不僅自然環(huán)境進化離不開水土資源,人類社會發(fā)展也需要水土作為基本條件。然而,隨著人類社會對自然資源的過渡開發(fā)和利用,致使水土流失嚴重,現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境日益惡化。因此,要建設(shè)現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境,重中之重就是要做好水土保持,保持水土,改善現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境,已經(jīng)是人類急需解決的重要問題之一。
1 水土保持與現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境的內(nèi)涵及延伸
1.1水土保持的內(nèi)涵及延伸
我們要理解水土保持的內(nèi)涵,首先要弄清楚水土流失的概念,在國際學術(shù)上水土流失是指:土壤侵蝕(包括水、風、重力、人為活動等營力)造成陸地表面水土資源和土地生產(chǎn)力的破壞和損失。而水土保持(Soil and Water Conservation)基本內(nèi)涵是:防止水土流失,保護、改良與合理利用山區(qū)、丘陵區(qū)和風沙區(qū)水土資源,維護和提高土地生產(chǎn)力,以利于充分發(fā)揮水土資源的經(jīng)濟效益和社會效益,建立良好現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境的綜合性科學技術(shù)??偟膩碚f,水土保持就是指對自然因素和人為活動造成的水土流失問題所采取的預防和治理措施。水土保持是由我國率先提出,它取代了之前的土壤保持概念,并被國際社會廣為接受和通用。
當今,隨著人們對水土保持這一概念認識的不斷加深,其內(nèi)涵也逐步被深入和拓展。對水土保持的概念不僅僅停留在水土保持層面,已經(jīng)認識到水土保持和全球現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境的緊密關(guān)聯(lián),與全球氣候變化密切聯(lián)系上來。因此,水土保持也不再僅僅是對水土資源的保護,還擁有了利用好水土資源,建設(shè)現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境等新內(nèi)容。
1.2現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境的內(nèi)涵及延伸
現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境(ecological environment)是“由生態(tài)關(guān)系組成的環(huán)境”的簡稱,是指影響著人類生存與發(fā)展的水資源、土地資源、生物資源以及氣候資源數(shù)量與質(zhì)量的總稱,是關(guān)系到社會和經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的復合生態(tài)系統(tǒng)。而現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境問題是指人類在利用和改造自然的過程中,自然環(huán)境遭到破壞和污染而產(chǎn)生的危害自然進化和人類生存的各種負面反饋效應的總和。
弄清楚了現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境的內(nèi)涵,現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)的定義就不難理解了。現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)是旨在保護和建設(shè)好現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個戰(zhàn)略決策。在我國,現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)的方式主要有退耕還林,植樹種草,防治水土流失,建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)等方式等。
2 水土保持與現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)的不同點
2.1概念及內(nèi)涵的不同
“水土保持”和“現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)”兩個概念是隨著環(huán)境問題日益嚴重并對人類社會生存發(fā)展造成危害的背景下誕生的。在我國,根據(jù)《中華人民共和國水土保持法》的規(guī)定,水土保持的概念是指對自然因素和人為活動造成水土流失現(xiàn)象而采取的預防和治理措施。其預防和治理措施有三個方面,即預防保護、治理實施與成果管護。預防保護就是對尚未或者輕度水土流失地區(qū)通過采取植物措施及管理措施來防止水土流失;治理實施是指對已經(jīng)造成水土流失的區(qū)域科學的采用一系列有效的措施來治理水土流失,恢復現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境;成果管護則是對已經(jīng)修復的生態(tài)進行保護,防止再次破壞再造成水土流失現(xiàn)象。
現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境問題是指人類在利用和改造自然的過程中,自然環(huán)境遭到破壞和污染而產(chǎn)生的危害的總和?,F(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)是指通過人為的措施來對已經(jīng)遭到破壞或正在遭受破壞的環(huán)境進行生態(tài)恢復、生態(tài)修復和生態(tài)重建,從而控制現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化。在我國,現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)的方式主要有退耕還林,植樹種草,防治水土流失,建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)等方式。
2.2內(nèi)涵涉及范圍大小不同
現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)的內(nèi)涵設(shè)計包括了自然中所有的生態(tài)系統(tǒng),是以保護整個自然資源為保護對象,其內(nèi)涵涉及范圍極為廣泛。而水土流失是以保護水資源和土壤資源為對象的,其范圍涉及面較小,保護的是具體的對象,實施較明確。
2.3所實施的治理方式和措施不同
水土保持措施主要有工程措施和植物措施兩種,措施內(nèi)容主要通過攔砂壩、擋土墻、截排水溝、封山育林、植樹造林、退耕還林等等方式來實現(xiàn)的。現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)除了應用水土保持的治理方式措施之外,還有更多治理和保護措施,如生物防治措施,生態(tài)移民措施及設(shè)立自然保護區(qū)等。
2.4治理實施的主管部門不同
水土保持工作主要是水土保持部門來進行計劃管理實施,而現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)由于是一個生態(tài)建設(shè)的綜合系統(tǒng),其涉及面廣,涉及范圍大,因此實施管理的工作部門較多,主要有水利部門、水土保持部門、林業(yè)部門、環(huán)境保護部門、農(nóng)業(yè)部門、旅游部門和國土資源部門。這些部門各司其職,各有側(cè)重,通力合作,共同來實施現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境的建設(shè)和管理。
3 水土流失和現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境的之間的關(guān)聯(lián)
3.1水土流失是現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境惡化最直接的原因之一
生態(tài)系統(tǒng)最基本的組成因素和最重要的組成因素是水和土,水和土同時也是相對獨立的系統(tǒng),他們的相對獨立和穩(wěn)定構(gòu)成了自然整體的穩(wěn)定性。但是,隨著水和土二則基本因素遭到破壞,整個生態(tài)系統(tǒng)就必然被影響,協(xié)調(diào)穩(wěn)定的關(guān)系也會被動搖,生態(tài)系統(tǒng)就會失衡甚至惡化,從而導致河流污染、水土資源被破壞以及生態(tài)系統(tǒng)的失衡。所以,水土流失是現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境惡化最直接的原因之一。反而言之,如果對水土流失區(qū)域采取有效的水土保護和防止措施,調(diào)整水土資源來恢復水土的正常循環(huán),那么整個生態(tài)系統(tǒng)就會逐漸恢復平衡并趨向良性循環(huán)。
3.2現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重要內(nèi)容是水土保持
我國是一個地形多樣化、山川多變化、地勢地形復雜的國家,由于地域廣闊,境內(nèi)現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境也存在多樣性特點。在全國土地面積中有三分之二是高山丘陵地貌,而森林的覆蓋率較低,僅占總面積的16.55%,而且存在著分布不均勻,蓄水能力不強等特點,由于自然因素而導致水土流失逐年上升,且程度也較為嚴重,自然災害頻發(fā)。因此,要建立現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境,首要工作就是防止水土流失,保護好水資源和土地資源,做好水土保持工作。
現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)的主要內(nèi)容就是搞好水土保持和環(huán)境保護,而水土保持又是環(huán)境保護極其重要的部分和前提,一旦水土資源得到較好的保護,生態(tài)系統(tǒng)就會逐漸改良,那么自然生態(tài)環(huán)境的自我恢復能力就能得到進一步加強,現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)就事半功倍。因此,對于水土流失較為嚴重的地區(qū),在建設(shè)現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境的過程中,必須更加重視水土保持工作。
3.3現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)的基礎(chǔ)是水土保持
最基本的自然資源是土地,土地不僅是農(nóng)業(yè)的根本,同時是礦物質(zhì)資源的儲蓄場所,是動植物及人類活動的場所和棲息地,是地球陸地上的一切資源賴以生存和繁衍的家園。土地是地質(zhì)地貌、氣候條件、植被森林、土壤水文和人類動物活動等各種因素共同作用下的綜合生態(tài)系統(tǒng),土地資源的保護和利用是各種資源保護利用的中心環(huán)節(jié)。水是滋潤萬物的的資源,是生命最基本和最重要的組成部份,沒有水就不會有自然生態(tài)的存在,更不會有人類社會的存在,水作為一切生命的根源,對水的保護毋庸置疑也是建設(shè)現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境最基本最重要的工作。
在現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中,各種資源各種因素都有其自身不可替代的重要作用,但是只有各種資源都合理的綜合利用,現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境才能持續(xù)健康。水土作為現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中的基礎(chǔ)資源,只有保護好了水土資源,現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境才能呈現(xiàn)良性循環(huán),整個自然生態(tài)系統(tǒng)才能協(xié)調(diào)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。
3.4水土保持和現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)都以自然環(huán)境為對象
水土保持和現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)的對象和主體都是自然環(huán)境,水土保持和現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)的目的是控制現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境的惡化,保護自然環(huán)境和自然資源,促使人與自然的和諧相處,使自然環(huán)境在良性健康的循環(huán)中提供更好的服務(wù)與人類的長遠發(fā)展。
總而言之,水土保持和現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)都是對自然保護的重要手段,其二者是相輔相成,互相促進的。就范圍而言,水土保持要比現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)較小,但水土保護同時又是現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)最重要的組成因素,能夠?qū)ΜF(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)起到有力的補充和支持作用,是現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)的具體內(nèi)容和首要前提。隨著環(huán)境問題的日益嚴重和人們對環(huán)境保護工作的日益重視,水土保持和現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)將呈現(xiàn)出配合更為緊密、共同促進和發(fā)展的趨勢。水土保持和現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)是人類保護賴以生存的自然環(huán)境的重要途徑和手段,必將成為人類與自然和諧共處的前提和基礎(chǔ)。
參考文獻:
論文關(guān)鍵詞:初中生物教學 生態(tài)環(huán)境意識教育
論文摘要:伴隨著人口劇增和工業(yè)的飛速發(fā)展,人類在創(chuàng)造物質(zhì)財富的同時,也造成環(huán)境污染、生物多樣性減少以及生態(tài)失衡等生態(tài)學問題,這些已引起了人們對生態(tài)環(huán)境教育的高度關(guān)注。本文從生態(tài)環(huán)境教育的含義、教育形式、教育內(nèi)容等方面,闡述在初中生物課堂教學和課外活動中加強環(huán)境保護教育所具有的深遠意義。
初中生物課程標準和教材的的內(nèi)容突出了“人與生物圈”這一主線。課程標準中的情感價值觀目標明確要求:“熱愛大自然,珍愛生命,理解人與自然和諧發(fā)展的意義,提高環(huán)境保護意識”;“關(guān)注與生物有關(guān)的社會問題,初步形成主動參與社會決策的意識”。在中學生物教學中對學生進行生態(tài)環(huán)境意識教育,是每個生物教師的責任。生物教師要利用生物學的豐富資源,結(jié)合學生實際,切實有效地開展環(huán)境保護教育。要將環(huán)境保護教育滲透到各部分相關(guān)知識內(nèi)容中,讓學生自己去體驗、去感悟。
一、生態(tài)環(huán)境意識教育的主要內(nèi)容
1.生態(tài)學有關(guān)概念、原理教育
生態(tài)環(huán)境意識教育首先要讓學生了解有關(guān)的概念、原理,如對生物有影響的生態(tài)因素、生態(tài)系統(tǒng)、生物圈等基本概念及生態(tài)平衡的基本原理等。通過學習有關(guān)的概念、原理,幫助學生認識生物與環(huán)境之間的密切關(guān)系,理解生態(tài)環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本條件,人類必須遵循自然生態(tài)規(guī)律辦事,才能調(diào)控、改造、優(yōu)化生態(tài)環(huán)境,造福于人類和整個生物圈。
2.環(huán)境保護意識教育
由于人類對自然的不合理利用,生態(tài)平衡已受到嚴重的破壞。進行環(huán)境保護意識教育,已經(jīng)顯得非常迫切。如介紹水質(zhì)富營養(yǎng)化的原因及危害,酸雨對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等多方面的有害影響,大海中的赤潮和淡水里的水華, DDT等物質(zhì)隨食物鏈在生物體內(nèi)富集等現(xiàn)象,使學生認識到環(huán)境污染對社會經(jīng)濟發(fā)展的影響和對人類健康的危害,從而增強學生的對環(huán)境保護的危機感和緊迫感,自覺地加入到保護環(huán)境的行列中去。
3.自然資源保護意識教育
自然資源是人類非常珍貴的財富,我國地大物博,有豐富的自然資源,但我國人均占有量卻很少,自然資源也并非是取之不盡、用之不竭的。要向?qū)W生介紹當今世界和我國的森林、草原、野生動植物資源和水資源、土地資源等的現(xiàn)狀,以及森林毀壞、草原退化、物種滅絕、淡水緊缺等對人類發(fā)展的影響,使學生重視、關(guān)心資源問題,積極參與資源保護。
4.可持續(xù)發(fā)展思想教育
在生態(tài)環(huán)境意識教育中,應該強調(diào)在發(fā)展生產(chǎn)的同時,要保護好生態(tài)環(huán)境及自然資源,實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用與環(huán)境的保護,用人類與環(huán)境和諧共生的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想為主導進行教學,使學生將來走上社會后,能自覺地用可持續(xù)發(fā)展的新觀點、新知識去改變傳統(tǒng)的不可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)方式、消費方式、思維方式,使人與自然協(xié)調(diào)的發(fā)展。
二、生態(tài)環(huán)境意識教育可采取多種教學形式
1.結(jié)合教材,在課堂上進行生態(tài)環(huán)境意識教育
課堂是師生相互交流的場所,是學生接受知識的主陣地,也是實施環(huán)境意識教育的主渠道。依據(jù)教材內(nèi)容、因地制宜地進行生態(tài)環(huán)境教育,是在初中生物課堂教學和課外活動中加強環(huán)境保護教育的主要形式。七年級教材第一單元是“生物和生物圈”,專門介紹生物與環(huán)境的關(guān)系,涉及許多基本概念和原理,目的在于使學生通過學習全面了解生態(tài)環(huán)境有關(guān)知識。生態(tài)環(huán)境知識貫穿于整個課程體系,各章節(jié)都蘊藏了許多這方面的素材。如關(guān)于“水資源”---水是生命的源泉、水對生物的重要性、水資源的短缺、飲用水時刻面臨污染、保護水資源等等,滲透到許多章節(jié)。教師要充分重視,具體分析研究,使課文的知識與環(huán)境教育有機結(jié)合,讓學生在學習過程中,樹立環(huán)保意識,達到教育效果。
2.補充教材,適時進行生態(tài)環(huán)境意識教育
人類只有一個地球,地球是人類和其他生物共同的家園。當學習“保護生物的多樣性”時,使學生了解:隨著植被的減少,生態(tài)環(huán)境的破壞,工業(yè)和生活用水的增加,水的污染日益加重,目前出現(xiàn)了江河水位急速下降、湖泊萎縮導致航運受阻,以及水資源危機。一項權(quán)威資料顯示: 18世紀人類為土地而戰(zhàn); 20世紀的工業(yè)社會,人類為能源而戰(zhàn); 21世紀,由于全球化的生態(tài)環(huán)境被嚴重的破壞,有專家預言,全人類將為水而戰(zhàn)。這些事實向?qū)W生敲響了警鐘,引導學生關(guān)心人類生態(tài)危機,愛護我們的環(huán)境,珍惜每一滴水。
3.通過習題的分析,滲透生態(tài)環(huán)境意識教育
生態(tài)環(huán)境問題在生物練習題中亦有體現(xiàn)。因此,選用適宜的項目,讓學生在解答問題中培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力,也學會在深思熟慮中增強環(huán)保意識。例如,學習“生態(tài)系統(tǒng)”這一章時,補充下面這道習題: 20世紀50年代,DDT作為一種植物殺蟲劑運用于歐亞及美洲大陸,但是后來人們卻發(fā)現(xiàn)從來沒有使用過DDT的南極地區(qū)的企鵝及北極附近的因紐特人體內(nèi)也有DDT存在。試運用所學知識分析其中的原因,并談?wù)勊艿膯l(fā)。
三、寓“生態(tài)意識教育”于豐富多彩的活動中
課外活動是課堂教學的繼續(xù)。有些教學內(nèi)容必須在課外通過學生參與才能完成。如探究廢電池對生物的影響、酸雨對生物的影響等時,需要學生課余的參與,并通過實踐使學生認識到環(huán)境保護的重要性,進而使這種認識轉(zhuǎn)變成真正的行動。由于課外活動形式多樣,生動活潑,結(jié)合課外活動開展生態(tài)意識教育能聯(lián)系實際,具有針對性強,學生耳聞目睹,效果更為顯著。
結(jié)合重大紀念日積極開展專題活動。在“世界環(huán)境日”(6月5日)、“地球日”(4月22日)等舉辦相應的知識講座、知識競賽或觀看有關(guān)錄像;在校內(nèi)定期舉辦圖片展覽、黑板報、墻報等,宣傳環(huán)保知識,披露環(huán)境污染情況;組織指導學生利用課余時間對自己所在城市環(huán)境狀況進行調(diào)查,重點了解當前的環(huán)境狀況與生物生存狀況之間的關(guān)系,提出建議等。并以“愛護環(huán)境,保護我們共同的家園”為主題寫小論文。
引導學生關(guān)心廣播電視、報紙雜志等上有關(guān)生態(tài)環(huán)境知識和環(huán)保方面的報道,定期進行交流討論,結(jié)合一些重大生態(tài)事件,分析原因,提出解決對策。
走進自然、深入社會,定期開展實地考察、社會調(diào)查活動,讓生態(tài)意識理念潛移默化地滲入學生的心田。結(jié)合書本一些知識帶領(lǐng)學生參與環(huán)境保護的某些具體工作,如帶學生參觀生活污水處理廠,去化工廠等企業(yè)了解治污措施;組織學生參與植樹造林和護林宣傳和實踐活動。另外,還要提醒學生以身作則,從點滴小事做起。
關(guān)鍵詞:智慧生態(tài)環(huán)境 作用機理 寧波
隨著經(jīng)濟水平的不斷提升,我國城市化進程不斷加快,規(guī)模不斷擴大,空間不斷向周邊地區(qū)蔓延,伴隨而來的是,城市的人口膨脹、交通擁擠、環(huán)境惡化、資源緊缺等一系列問題。環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展如何協(xié)調(diào)發(fā)展,且不阻礙社會經(jīng)濟發(fā)展,是當前首要解決的問題。
基于可持續(xù)發(fā)展考慮,人類提出了“生態(tài)城市”建設(shè)的城市發(fā)展新思維,并陸續(xù)進行了實踐。時至今日,國內(nèi)外學者和政府對于生態(tài)城市理論內(nèi)涵的界定仍然沒有達成共識,且各國在城市發(fā)展階段、資源稟賦、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面的差異性,導致各國在生態(tài)城市的理論研究和具體實踐中各有側(cè)重,但是在解決環(huán)境保護和經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展方面,仍然缺乏理論和實踐論證。
國內(nèi)眾多專家學者提出,“智慧城市”建設(shè),不僅使城市實現(xiàn)跨越式、可持續(xù)發(fā)展,還為增強城市綜合競爭力、破解城市發(fā)展難題提供了一次難得的機遇。抓住智慧城市建設(shè)的機遇,謀求環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調(diào)發(fā)展,成為了當前理論和實踐研究的重中之重。
研究概況
環(huán)境是相對于某一中心事物而言的,人類社會以自身為中心,認為環(huán)境可以理解為人類生活的外在載體或圍繞著人類的外部世界。用科學術(shù)語表述是指,人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)條件的綜合體,是人類的環(huán)境。人類環(huán)境一般可以分為自然環(huán)境和社會環(huán)境,自然環(huán)境又稱為地理環(huán)境,即人類周圍的自然界,包括大氣、水、土壤、生物和巖石等;社會環(huán)境則指人類在自然環(huán)境的基礎(chǔ)上,為不斷提高物質(zhì)和精神文明水平,在生存和發(fā)展的基礎(chǔ)上逐步形成的人工環(huán)境,如城市、鄉(xiāng)村、工礦區(qū)等。
生態(tài)環(huán)境最早組合為一個詞需要追溯到1982年五屆人大第五次會議,由黃秉維院士提出的概念,最后形成了憲法第二十六條:國家保護和改善生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境,防治污染和其他公害。由于當時的憲法和政府工作報告都沒有對名詞做出解釋,所以對其涵義一直爭論至今。
如錢正英院士(2005)轉(zhuǎn)述黃秉維院士后來的看法,認為生態(tài)環(huán)境中環(huán)境污染和其他的環(huán)境問題都應該包括在內(nèi),不應該分開。楊士弘(2003)認為生態(tài)環(huán)境是指與生物體相互作用的資源環(huán)境或與生物體進行物質(zhì)能量流動眾多因素的集合。馬世駿、陳德輝(1995,2000)從生態(tài)系統(tǒng)理論出發(fā)提出,生態(tài)環(huán)境是一定時空范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)各要素的綜合,以及主體對象和生態(tài)系統(tǒng)之間的聯(lián)系;王孟本、鄔江(2003,2005)著重強調(diào)了人與自然環(huán)境之間的相互關(guān)系;王如松(2005)認為,生態(tài)環(huán)境是人類及萬物生靈得以生存、發(fā)展、繁衍、進化的必要條件。以上觀點都在一定層面上認同生態(tài)環(huán)境是由生態(tài)關(guān)系組成的環(huán)境,它不是生態(tài)學和環(huán)境學的加和而是融合。
陳百明(2012)根據(jù)對憲法第二十六條中關(guān)于生態(tài)環(huán)境涵義的解讀,以及這些年來使用生態(tài)表征人類追求的理想狀態(tài),經(jīng)常被作為褒義形容詞的實際情況,將生態(tài)環(huán)境定義為:不包括污染和其他重大問題的、較符合人類理念的環(huán)境,或者說是適宜人類生存和發(fā)展的物質(zhì)條件的綜合體。
觀點綜述
從環(huán)境到智慧城市的不同闡述中,有其共性,論述如下:其一,各種學術(shù)觀點堅持以人的發(fā)展為中心來謀求對概念的闡述和解析。其二,各種學術(shù)觀點基于對追求人類理想狀態(tài)的層面,對相關(guān)理念進行了解析。其三,各種學術(shù)觀點都是基于一定的時空范圍和相應的科技水平對概念進行了分析和概括。其四,各種學術(shù)觀點最終的落腳點仍然是以保護生態(tài)環(huán)境為本。
不同之處在于:一是隨著經(jīng)濟發(fā)展和科技水平的不斷提升,不同時期的不同學者們對概念中包含的技術(shù)應用側(cè)重點不同;二是不同的概念在應用上形成了從模糊到具體,再到更具體的層面。
智慧生態(tài)環(huán)境的內(nèi)涵與外延
綜合不同學者的觀點,智慧生態(tài)環(huán)境應該定義為,不包括污染和其他重大問題的,以人類與環(huán)境關(guān)系為主導的,利用新一代信息技術(shù),在一定時空范圍內(nèi)對生態(tài)系統(tǒng)各要素做出智能的響應,且適宜人類生存和發(fā)展的物質(zhì)條件的綜合體。
近10多年來,資源、環(huán)境、生態(tài)等一系列由城市發(fā)展而導致的問題日漸突出,已成為我國社會經(jīng)濟進一步發(fā)展的“瓶頸”,世界銀行指出,環(huán)境危機每年會消耗我國國內(nèi)生產(chǎn)總值的8%-12%,這其中絕大部分環(huán)境損耗是城市社會經(jīng)濟活動所致。
智慧生態(tài)環(huán)境的外延,從空間范圍上來說,智慧生態(tài)環(huán)境必須依托一定的空間范圍進行闡述才更有意義,且這些空間范圍必須抓住具體的空間范疇來進行針對性研究,可以具體到一個國家,也可以細小到一個城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村等。從時間范圍上來說,智慧生態(tài)環(huán)境不能不顧地區(qū)發(fā)展的實情,盲目的以環(huán)保為中心,摒棄經(jīng)濟發(fā)展;反過來發(fā)展也不成立,必須結(jié)合某個空間范圍具體實踐階段,以區(qū)域內(nèi)大多數(shù)人追求的理想狀態(tài)為目標,有條不紊的開展相應的工作。從技術(shù)范圍上來說,智慧生態(tài)環(huán)境必須正視生態(tài)環(huán)境的脆弱性,以新一代信息技術(shù)的推廣應用為主導,重點在于增強生態(tài)環(huán)境各要素的智能響應能力,保護生態(tài)環(huán)境的彈性自調(diào)節(jié)功能。
智慧生態(tài)環(huán)境的三大環(huán)境構(gòu)成
(一)城市生態(tài)環(huán)境構(gòu)成
生態(tài)環(huán)境要素是基于生態(tài)環(huán)境中的重要因素,是指與人類密切相關(guān)的,影響人類生活和生產(chǎn)活動的各種自然(包括人工干預下形成的第二自然)力量(物質(zhì)和能量)或作用的總和的要素??梢约毞譃樽匀画h(huán)境要素和社會環(huán)境要素兩大類,包括動物、植物、微生物、土地、礦物、海洋、河流、陽光、大氣、水分等天然物質(zhì)要素,以及地面、地下的各種建筑物和相關(guān)設(shè)施等人工物質(zhì)要素。
楊上弘(2003)等認為城市是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段后的產(chǎn)物,是人類文明的集中表現(xiàn),同時也是以人為主體的環(huán)境系統(tǒng),那么,城市生態(tài)環(huán)境可以根據(jù)人類活動的參與程度分為城市自然生態(tài)環(huán)境和城市人工生態(tài)環(huán)境。相關(guān)分類表如表1所示。
(二)智慧生態(tài)環(huán)境的三大環(huán)境構(gòu)成
基于生態(tài)環(huán)境概念發(fā)展起來的智慧生態(tài)環(huán)境,不僅需要繼承生態(tài)環(huán)境的特性,同時也需要結(jié)合智慧生態(tài)環(huán)境的內(nèi)涵,加入自己獨特的要素,從而形成智慧生態(tài)環(huán)境的構(gòu)成體系。
從圖1可以看出,智慧生態(tài)環(huán)境要素構(gòu)成由自然環(huán)境、社會環(huán)境、人類、智慧信息技術(shù)等四大類要素組成,參考表1的具體分類,每個大類要素又可以細分成眾多小類要素。
對比表1所示,可以認為社會環(huán)境對于城市人工生態(tài)環(huán)境的概述更適合課題的研究,因此,后續(xù)研究以社會環(huán)境來替換對城市人工生態(tài)環(huán)境的描述。
智慧城市運用云計算、人工智能、決策分析優(yōu)化等信息技術(shù),針對包括政務(wù)、民生、環(huán)境、公共安全、城市服務(wù)、工商活動在內(nèi)的各種信息需求,提供智能化響應和智能化決策支持的信息服務(wù),智能化信息服務(wù)是智慧城市的核心內(nèi)容和本質(zhì)特征。從信息的特性來看,圍繞著智慧城市的建設(shè),由各種智慧信息技術(shù)挖掘的信息,靠著信息的作用機理,又形成了一個圍繞著人類作用的環(huán)境,可以稱之為虛擬空間,該空間充斥著智慧生態(tài)環(huán)境方方面面的信息流。
國內(nèi)專家學者認為,“智慧城市”可以應對城市不斷增長、資源日益短缺的內(nèi)在需求。2013年全國“兩會”期間,代表們普遍認為,保護生態(tài)減少污染,不僅僅是國家的事、政府的事,更與每個人都息息相關(guān),大家都應該成為生態(tài)環(huán)保的參與者和受益者。人深受環(huán)境的影響,拋開環(huán)境論述人類的作用,意義和效用不大,必須強化環(huán)境的建設(shè)作用,進而通過環(huán)境影響人,在彼此的互動交互中,將智慧生態(tài)環(huán)境建設(shè)進行到底。
結(jié)合上述論述,基于與人類互動的密切程度,可以將智慧生態(tài)環(huán)境的三大環(huán)境構(gòu)成具體分成自然生態(tài)環(huán)境、社會生態(tài)環(huán)境和虛擬空間環(huán)境等三大類,如圖2所示。
智慧生態(tài)環(huán)境三大構(gòu)成環(huán)境作用機理分析
生態(tài)環(huán)境的系統(tǒng)性,決定了研究的復雜性。因此,必須對智慧生態(tài)環(huán)境的三大構(gòu)成環(huán)境進行分析,搞清楚彼此之間的作用機理,進而在后續(xù)建設(shè)過程中,能夠更好的利用新一代智慧信息技術(shù),給智慧生態(tài)環(huán)境建設(shè)帶來智能響應,方便及時調(diào)整經(jīng)濟發(fā)展策略和執(zhí)政理念,進而在促進經(jīng)濟快速發(fā)展的過程中,加快實施生態(tài)環(huán)境改善和保護的步伐,對于浙江寧波智慧生態(tài)環(huán)境建設(shè)而言,同樣適用。
(一)三大環(huán)境圍繞著人類的需求和欲望呈現(xiàn)不同的空間分布
從圖2可以看出,與人類密切相關(guān)的是虛擬空間環(huán)境,接下來是社會環(huán)境,最后是自然環(huán)境。人類是一個大的概念,包含多種分類。從代表者和被代表者的角度出發(fā),課題組將人類分為政府和居民兩類。作為居民代表者的政府,根據(jù)居民反映的需求,加上自己的意志,對自然環(huán)境進行了過度索取。作為生產(chǎn)和生活直接承受者的居民本身,在享受物質(zhì)財富和精神財富的同時,忘記了節(jié)能環(huán)保式的生產(chǎn)生活方式,在遭受自然環(huán)境報復時,只能將滿腔怒火傾瀉到政府身上。作為代表者的政府,“發(fā)展經(jīng)濟是第一要務(wù)”形成了自己根深蒂固的執(zhí)政思維,如何做到既能發(fā)展經(jīng)濟,又能克服自然環(huán)境的保護成為了政府迫切需要改善的執(zhí)政問題。
“適者生存”這一理念早已耳熟能詳,人類在滿足自己需求的過程中,不斷的挑戰(zhàn)自然環(huán)境的極限,人類早已將“適者生存”拋之腦后,能做的就是,按照自己的意愿改造自然,使之符合自己的意愿。按照趨利避害的觀念,人類通過社會環(huán)境的改造,直接施加于自然環(huán)境,進而獲得自己在物質(zhì)和精神財富上的滿足,絲毫不顧及或者說,一點也不愿意去考慮自然環(huán)境的彈性自調(diào)節(jié)能力。
因此,如何做到平衡人類需求,成為了保護寧波生態(tài)環(huán)境的根本。平衡不意味著壓抑人類追求物質(zhì)和精神財富的需求,而是如何做到改變?nèi)祟愔恢蜃匀画h(huán)境索取,不懂保護自然環(huán)境的觀念。
(二)虛擬空間環(huán)境影響著人類對自然環(huán)境和社會環(huán)境的認知
如圖2所示,從平面上來看,自然環(huán)境和社會環(huán)境反饋的信息要想被人類徹底感知,必須通過虛擬空間環(huán)境進行交互。從立體上來看,虛擬空間環(huán)境對社會環(huán)境和自然環(huán)境的作用,具有一種次序的效果,即虛擬空間環(huán)境依賴于社會環(huán)境反饋,而社會環(huán)境依賴于自然環(huán)境反饋,通過層層過濾,最后匯集形成虛擬空間環(huán)境信息。
從動態(tài)效果上來看,要想實現(xiàn)人類徹底的認知生態(tài)環(huán)境,必須對生態(tài)環(huán)境的各個環(huán)境構(gòu)成進行全面覆蓋。這就意味著,環(huán)繞人類周圍的虛擬空間環(huán)境必須覆蓋到社會環(huán)境和自然環(huán)境,即人類必須借助更先進的智慧信息技術(shù)對生態(tài)環(huán)境進行感知,進而在獲悉全面信息的基礎(chǔ)上,做出快速、及時、準確的反映,保護好自身所處的生態(tài)環(huán)境。
利用智慧信息技術(shù)監(jiān)控和改造生態(tài)環(huán)境,可以很好的使相關(guān)利益方,及時的溯本追源,查詢導致環(huán)境破壞的責任方。從信息的獲取、傳遞和反饋功能來看,這樣的技術(shù)結(jié)合只能是一種事后追查,只能使人類陷入被動的反應狀態(tài)??梢越柚腔奂夹g(shù)對社會環(huán)境的主動深入,尤其是對造成自然環(huán)境可能惡化的重點要素,如城市化、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、產(chǎn)業(yè)、社區(qū)等風險點進行主動探查,可以在事前獲悉自然環(huán)境有可能破壞的原因,及時的追蹤處理,將風險降低到最低限度,從而保護自然環(huán)境的彈性自調(diào)節(jié)功能。
根據(jù)智慧生態(tài)環(huán)境建設(shè)的研究內(nèi)容,浙江寧波在建設(shè)自身的智慧生態(tài)環(huán)境過程中,必須正視智慧技術(shù)有可能帶來的生態(tài)環(huán)境負效應。即借助科技的力量,在物質(zhì)和能量方面加大對生態(tài)環(huán)境的索取,造成對生態(tài)環(huán)境的進一步破壞。因此,浙江寧波在建設(shè)智慧生態(tài)環(huán)境過程中,必須清晰的知曉,使用智慧信息技術(shù)對自然環(huán)境作用的目的是什么?對社會環(huán)境作用的目的是什么?對虛擬空間環(huán)境作用的目的是什么?當目的明確之后,人類才能夠在保護生態(tài)環(huán)境方面做得更好。
(三)社會環(huán)境借助城市化、產(chǎn)業(yè)化的力量直接導致自然環(huán)境發(fā)生變化
從邏輯上來分析,社會環(huán)境基于自然環(huán)境之上,是人類在生存和發(fā)展過程中形成的人工環(huán)境。人類為了追求更高的目標,借助于自身依賴的社會環(huán)境來實現(xiàn),而社會環(huán)境則又向自然環(huán)境進行了索取或過度破壞?;谏鲜龇治觯梢钥闯?,社會環(huán)境成為了“因”一環(huán),而自然環(huán)境成為了“果”一環(huán)。智慧生態(tài)環(huán)境建設(shè)過程中,相關(guān)方應該把側(cè)重點放在改善社會環(huán)境上,而不是放在改善自然環(huán)境層面上。
作為生態(tài)環(huán)境構(gòu)成要素之一的社會環(huán)境,包括了城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和產(chǎn)業(yè)。浙江寧波城市化進程正在加速發(fā)展,從地理位置上來看,原來浙江寧波占地范圍較小,到如今,已經(jīng)包含了北侖區(qū)、江北區(qū)、江東區(qū)、鄞州區(qū)、鎮(zhèn)海區(qū)、慈溪市、奉化市、海曙區(qū)、寧海縣、象山縣、余姚市等11個區(qū)縣市。隨著城市都市圈建設(shè)的興起,可以預期的是,浙江寧波的城市化進程將會進一步加快。在這一過程中,原來的城鄉(xiāng)之分逐步被打破,重新被整合。帶來的直接效應就是,城市面積范圍擴大、原有自然景觀被人工改造、土地性質(zhì)被改變等,浙江寧波一系列的自然環(huán)境隨之發(fā)生變化。
產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是人類為了滿足自身生產(chǎn)和生活需要而推動起來的,浙江寧波的產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局,從原有的港口城市到港航物流集散中心、臨港大工業(yè),再到大力發(fā)展海洋經(jīng)濟等一系列經(jīng)濟發(fā)展政策的推出,在很大程度上導致了浙江寧波自然環(huán)境的變化。作為物質(zhì)和能量需求大戶的產(chǎn)業(yè),在創(chuàng)造物質(zhì)財富和精神財富的同時,也帶來了更多的環(huán)境壓力。
浙江寧波城市化進程和產(chǎn)業(yè)發(fā)展對寧波自然環(huán)境的影響有其共同之處,也有不同之處。共性是,二者都壓縮了浙江寧波自然環(huán)境的空間,對自然環(huán)境都帶來一定的破壞作用。不同之處在于,城市化進程對自然環(huán)境改善的要求比產(chǎn)業(yè)對自然環(huán)境改善的要求更大,城市化進程不僅承擔著生產(chǎn)區(qū)域?qū)ψ匀画h(huán)境的索取,更承載著生活區(qū)域?qū)ψ匀画h(huán)境的索取。二者的交織效果疊加,對自然環(huán)境的影響與日俱增。在建設(shè)浙江寧波智慧生態(tài)環(huán)境的過程中,必須對城市化和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展目標清晰界定,避免為了發(fā)展而發(fā)展,進而造成對自然環(huán)境的更多破壞。
(四)自然環(huán)境仰賴于社會環(huán)境的停止擴張而維持自身脆弱的平衡
從靜止的觀點來看,如果把自然環(huán)境比作一個邊界,人類對自然環(huán)境破壞的原因在于社會環(huán)境的不斷擴張,破壞程度直至與自然環(huán)境重合,進而自然環(huán)境完全變成社會環(huán)境,人類失去自然環(huán)境的保護,成為發(fā)展與生態(tài)失衡的受害者。
人類對自然環(huán)境的不滿,體現(xiàn)在執(zhí)政部門獲悉的突出環(huán)境問題投訴上,對于生態(tài)環(huán)境而言,這些突出問題恰恰構(gòu)成了寧波智慧生態(tài)環(huán)境的環(huán)境因子構(gòu)成。建設(shè)智慧生態(tài)環(huán)境的目的,不是為了改變自然環(huán)境而人為盲目的建設(shè),而是為了更好的獲悉造成已知自然環(huán)境因子失衡的原因,通過相關(guān)智慧技術(shù)獲取的信息流的傳遞,使相關(guān)利益方及時獲取預警信息,采取必要的手段,及時改善寧波自然環(huán)境中處于失衡狀態(tài)的環(huán)境因子的彈性自調(diào)節(jié)功能,在人類的幫助下,使自然環(huán)境能夠回歸自然,從而按照自身的運作規(guī)律進行彈性自調(diào)節(jié),給人類以青天綠水的回報。
人類之所以無視自然環(huán)境的報復,推動社會環(huán)境對自然環(huán)境的不斷侵蝕,根本原因在于人類通過虛擬空間環(huán)境獲得的信息認知度不足,對社會環(huán)境是否能夠滿足自身的物質(zhì)和文化需求能力的判斷力不夠,進而推動了社會環(huán)境的不斷擴張。當招致自然環(huán)境的報復時,人類依托有限的信息資源,又開始了以保護自然環(huán)境為口號之稱的行動,加速了社會環(huán)境掠奪自然環(huán)境的邊界。
對于浙江寧波建設(shè)智慧生態(tài)環(huán)境而言,必須借助新一代智慧信息技術(shù),通過虛擬空間環(huán)境的信息流,獲悉社會環(huán)境和自然環(huán)境方面足夠決策的信息,借助科技的力量,提升社會環(huán)境系統(tǒng)中各構(gòu)成要素效率的提升,進而促使更多的社會環(huán)境資源讓位于自然環(huán)境,加大自然環(huán)境的生存空間,保護自然環(huán)境的彈性自調(diào)節(jié)功能。從而使社會環(huán)境和自然環(huán)境能夠有各自的獨立空間,相互和諧共存。
參考文獻:
1.錢正英.建議逐步改正“生態(tài)環(huán)境建設(shè)”一詞的提法[J].科技術(shù)語研究,2005(7)
2.楊士弘.城市生態(tài)環(huán)境學[M].科學出版社,2003
3.馬世駿.馬世駿文集[M].中國環(huán)境科學出版社,1995
4.陳德輝等.從生態(tài)系統(tǒng)理論探析生態(tài)環(huán)境的內(nèi)涵[J].上海環(huán)境科學,2000,19(12)
5.王孟本.生態(tài)環(huán)境概念的起源與內(nèi)涵[J].生態(tài)學報,2003,23(9)
6.鄔江.探討生態(tài)環(huán)境建設(shè)、生態(tài)環(huán)境的內(nèi)涵[J].科技術(shù)語研究,2005,7(2)
[關(guān)鍵詞]城市化;生態(tài)環(huán)境;協(xié)調(diào)發(fā)展
[中圖分類號]F205 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-3115(2014)18-0074-02
根據(jù)《2012中國新型城市化報告》,中國城市化率已突破50%,這意味著我國城鎮(zhèn)人口首次超過農(nóng)村人口。但必須重視的是,由于發(fā)展中國家經(jīng)濟發(fā)展水平與城市化進程的不協(xié)調(diào),這又給社會帶來了諸多問題,尤其需要重視的是城市化與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。2014年,中央政府工作報告中明確指出,要加強推進以人為核心的新型城鎮(zhèn)化,堅持走以人為本、四化同步、優(yōu)化布局、生態(tài)文明、傳承文化的新型城鎮(zhèn)化道路,遵循發(fā)展規(guī)律,今后一個時期,著重解決好現(xiàn)有“三個1億人”問題。①這對我國城市化與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展提出了更高的要求。因此,深入探討城市化和生態(tài)環(huán)境的耦合關(guān)系對于提升我國城鎮(zhèn)化水平意義重大。
一、城市化與生態(tài)環(huán)境的定義
城市化,又可稱為城鎮(zhèn)化,是指由傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)社會向現(xiàn)代城市社會發(fā)展的自然歷史過程,其實質(zhì)就是社會、經(jīng)濟和空間結(jié)構(gòu)的變遷過程。②它主要體現(xiàn)在四個方面:人口從農(nóng)村向城市轉(zhuǎn)移,并在城市中從事非農(nóng)工作,城市人口比重不斷增加;農(nóng)村的生活方式和價值觀念向城市轉(zhuǎn)變,城市文化逐漸擴展;生存環(huán)境從自然向高度人工化轉(zhuǎn)變;各種非農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)要素及生產(chǎn)商業(yè)活動向城市及其周邊聚集。另一方面,城市存在了近千年,而城市化只是近200年的事情。因此,從歷史過程與發(fā)展動因來看,城市化是指產(chǎn)業(yè)革命以來由于非農(nóng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展所引起的社會生產(chǎn)與生活地域空間組織的變遷過程。由此可見,從不同的角度、不同的研究方向來看,城市化的概念也是不同的。學術(shù)界現(xiàn)在又提出了新型城市化的概念,這是一種以科學發(fā)展觀為指導、強調(diào)以人為本的城市化戰(zhàn)略,其核心是提高城市化質(zhì)量,促進城市化健康發(fā)展。城市化概念的轉(zhuǎn)變,不僅反映了城市化發(fā)展本身的變化,更反映了人們從關(guān)注經(jīng)濟發(fā)展到重視生活方式的轉(zhuǎn)變和文明的變遷。
生態(tài)環(huán)境是指影響人類生存與發(fā)展的水資源、土地資源、生物資源以及氣候資源數(shù)量與質(zhì)量的總稱,是關(guān)系到社會和經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的復合生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)環(huán)境包括了生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)中的所有元素,是生物及其生存環(huán)境等各方面的綜合,它具有調(diào)節(jié)功能、凈化功能、空間功能,是人類生存發(fā)展的必要基礎(chǔ)。本文研究的生態(tài)環(huán)境問題,主要是指由于城市化發(fā)展不合理,對城市及其周邊環(huán)境造成空氣污染、綠化減少等不利影響。
二、城市化與生態(tài)環(huán)境的耦合關(guān)系
城市化的過程必然伴隨著人口的聚集以及產(chǎn)業(yè)的集中發(fā)展,在這一過程中必定要與城市周圍的生態(tài)環(huán)境發(fā)生物質(zhì)上的轉(zhuǎn)移、能量上的交換,城市化與生態(tài)環(huán)境的這種相互作用的關(guān)系就是二者的耦合關(guān)系。③
(一)城市化對生態(tài)環(huán)境的脅迫與促進
從城市化對生態(tài)環(huán)境的影響來看,它對生態(tài)環(huán)境既會產(chǎn)生積極的作用,又會導致負面效果的發(fā)生。其作用可分為兩部分:脅迫效應與促進作用。
1.脅迫效應
城市化的表現(xiàn)之一就是人口從農(nóng)村向城市轉(zhuǎn)移,并在城市中從事非農(nóng)工作,城市人口比重不斷增加。在生態(tài)學中,每一區(qū)域的生物承載能力都是有限的,城市化的過程中人類對城市進行合理的規(guī)劃確實能增加這一區(qū)域的人口接受能力。但必須承認的是,人口的過量增加會導致生活垃圾的大量產(chǎn)生,對人類的生存環(huán)境造成嚴重污染。此外,交通工具過多,導致城市擁擠,汽車尾氣超量排放,使得空氣質(zhì)量不斷下降。另一方面,城市化通常代表著經(jīng)濟高速發(fā)展,城市化的過程中,產(chǎn)業(yè)向城市集中,這確實可以發(fā)揮產(chǎn)業(yè)集聚效應,通過規(guī)模擴大降低成本。但值得注意的是,產(chǎn)業(yè)集中必然導致工廠林立,不僅占用大量空間,還會造成城市周邊排污量大大增加,嚴重影響人們的生活質(zhì)量。更重要的是,人口增長以及產(chǎn)業(yè)集聚必然導致對各種自然資源的大量索取,當這種索取超出一定限度時,就會對生態(tài)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。
2.促進作用
從局部來看,城市化帶來的人口聚集、產(chǎn)業(yè)集中確實對此地區(qū)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了不利影響,但從整體來看,它也對生態(tài)環(huán)境起到了一定的促進作用。假定人口總量既定,那么城市化導致的人口適量集中對生態(tài)環(huán)境的影響必然要小于人口平均分布的情況。一方面,人口壓力集中于某一地區(qū),那么其他地區(qū)必然受影響極?。涣硪环矫?,城市人口集中,便于相關(guān)工作人員進行管理,容易安排生態(tài)環(huán)境的預防保護工作。而產(chǎn)業(yè)的集中,也是同樣的道理,工作人員可以通過合理規(guī)劃產(chǎn)業(yè)布局,實現(xiàn)資源的循環(huán)利用,將產(chǎn)業(yè)集中對生態(tài)環(huán)境造成的破壞降到最低。
(二)生態(tài)環(huán)境對城市化的促進與約束
在城市化對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生或正面、或負面影響的同時,生態(tài)環(huán)境也同樣對城市化的發(fā)展發(fā)揮著或積極、或消極的作用。
1.促進作用
良好的生態(tài)環(huán)境能夠為城市化的順利發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。首先,良好的生態(tài)環(huán)境能夠為城市建設(shè)提供豐富的自然資源,使得城市發(fā)展初期能夠占據(jù)一定的地理優(yōu)勢,而且良好的生態(tài)環(huán)境代表著這一區(qū)域擁有更高的承載力,有利于城市規(guī)模的擴展。其次,良好的生態(tài)環(huán)境能夠在一定程度上加快城市化的發(fā)展,能為該地區(qū)的資產(chǎn)產(chǎn)生一個附加值,有利于吸引外地投資,吸引高技術(shù)人才、高素質(zhì)人群定居此地,從而促進城市的經(jīng)濟發(fā)展。最后,良好的生態(tài)環(huán)境代表著清新的空氣,健康的水源,高比例的綠化,從而為生活在此地的居民提供一個美好的生存環(huán)境,提高其生活質(zhì)量。
關(guān)鍵詞 生態(tài)足跡;生態(tài)環(huán)境;環(huán)境影響評價
中圖分類號 X820 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)052-0169-01
現(xiàn)行生態(tài)環(huán)境影響評價方法在環(huán)境承載力分析方面有很多局限,往往由于缺乏相關(guān)資料,基本不可能度量。在對《環(huán)境影響評價技術(shù)導則非污染生態(tài)影響》(HJ/T 19-1997)中,如何度量的方法沒有明確提出,很難量化建設(shè)項目或規(guī)劃對生態(tài)環(huán)境的影響。而生態(tài)足跡方法在承載能力度量方面,能對區(qū)域可持續(xù)性發(fā)展程度和環(huán)境承載能力做出一個比較客觀的度量,可操作性強,數(shù)據(jù)資料易得,有助于評價建設(shè)項目或規(guī)劃對生態(tài)環(huán)境的影響。
1 生態(tài)足跡的概念及計算模型
1.1 生態(tài)足跡的概念
生態(tài)足跡是一種基于生物物理量的度量可持續(xù)發(fā)展程度的概念和方法。其定義為:維持一個人、一個地區(qū)、一個國家或全球人口所消費的所有資源和吸納人類所產(chǎn)生的所有廢物所需的生態(tài)生產(chǎn)性土地的總面積。生態(tài)生產(chǎn)性土地是指具有生態(tài)生產(chǎn)能力的土地或水體。按生產(chǎn)力的大小的不同,可分為:化石能源地、可耕地、草地、林地、建筑用地和水域等六大類。用生態(tài)足跡來衡量生態(tài)承載力的定義是:一個地區(qū)能夠擁有的生態(tài)生產(chǎn)性土地的總面積,在不損害生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和生態(tài)完整性的前提下就是該地區(qū)的生態(tài)承載力。
1.2 生態(tài)足跡計算模型
生態(tài)足跡計算模型是基于一兩個基本事實。一是人類能夠確定自身消費的絕大多數(shù)資源及其所產(chǎn)生的廢棄物數(shù)量;二是這些資源和廢棄物的量可以折算成生產(chǎn)或消納它們的生態(tài)生產(chǎn)性面積。人類活動的消費和污染消納都歸結(jié)為消耗的各種資源。將消耗的資源量分別折算成具有生態(tài)生產(chǎn)力的化石能源地、可耕地、草地、林地、建筑用地和水域等六大類生態(tài)生產(chǎn)性土地的面積Aj,計算公式如下:
式中,j=0,1,2,3,4,5分別代表化石能源地、可耕地、草地、林地、建筑用地和水域;Aj為生態(tài)足跡,ha;EPi為單位生態(tài)生產(chǎn)力,t/ha;Ci為消費資源量,t;Pi為產(chǎn)生資源量,t;Ei為出口資源量,t;Ii為進口資源量,t。
由于同類生態(tài)生產(chǎn)性土地在不同地區(qū)間生產(chǎn)力存在差異,其實際面積不能直接進行對比,需要進行適當?shù)恼{(diào)整,用其生態(tài)生產(chǎn)性土地面積來乘以產(chǎn)量因子進行產(chǎn)量調(diào)整。不同類型生態(tài)生產(chǎn)性土地匯總為區(qū)域的生態(tài)生產(chǎn)力和生態(tài)足跡,不同類型的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積要乘以一個均衡因子進行等量化處理。不同類型生態(tài)生產(chǎn)性土地面積經(jīng)過產(chǎn)量調(diào)整和等量化處理后再進行加和就得到某特定區(qū)域的生態(tài)足跡。
2 生態(tài)環(huán)境影響評價中生態(tài)足跡法的應用
生態(tài)足跡法可以定量地測算項目對區(qū)域生態(tài)承載力的影響,把消費的所有資源和吸納產(chǎn)生的所有廢棄物折合成了統(tǒng)一的生態(tài)生產(chǎn)性土地面積。
應用生態(tài)足跡法評價生態(tài)環(huán)境影響可按下列步驟實施:1)識別評價區(qū)內(nèi)資源的消耗和污染物排放對生態(tài)生產(chǎn)性土地面積的占用,列出消費污染和生態(tài)足跡清單,計算建設(shè)項目或規(guī)劃實施前的生態(tài)足跡和生態(tài)容量,評價生態(tài)環(huán)境狀況現(xiàn)狀;2)計算建設(shè)項目或規(guī)劃實施引起的消費和污染生態(tài)足跡的變化量,同時對在影響區(qū)域內(nèi)造成的生態(tài)生產(chǎn)力的變化進行分析,然后分析對生態(tài)生產(chǎn)性土地供給能力的影響;3)計算和比較建設(shè)項目或規(guī)劃實施后的生態(tài)足跡和生態(tài)容量,可以獲取其在其評價區(qū)域內(nèi)生態(tài)赤字或生態(tài)盈余,從而分析其對生態(tài)環(huán)境造成的影響,根據(jù)評價結(jié)果提出相應的防護措施或者調(diào)整規(guī)劃。
3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及存在的問題
近年來,由于生態(tài)足跡法可定量描述和評價區(qū)域環(huán)境承載能力和可持續(xù)性發(fā)展程度,國內(nèi)已有學者開始利用生態(tài)足跡法來評價建設(shè)項目或規(guī)劃對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響。劉年豐等通過生態(tài)足跡法評價南水北調(diào)中線工程對襄樊生態(tài)環(huán)境的影響,提出了新的生態(tài)承載力計算方法—資源產(chǎn)量法。陳述文等對重慶土地利用總體規(guī)劃(2006~2020年)的生態(tài)環(huán)境影響進行了評價。熊等對武漢化工新城總體規(guī)劃的生態(tài)環(huán)境影響進行了評價。寇劉秀等對蘇州市域城鎮(zhèn)體系規(guī)劃的生態(tài)環(huán)境影響進行了評價。
生態(tài)足跡法雖然在建設(shè)項目或規(guī)劃的生態(tài)環(huán)境影響評價得到了很好的應用,但還存在一些問題和不足:一是主要對現(xiàn)狀及實施后的生態(tài)足跡進行評價,評價結(jié)果是定性化建議,缺乏對預測目標的定量評價;二是生態(tài)足跡核算均以“世界公頃”為生態(tài)生產(chǎn)性土地計量單位,在等量化處理中因均衡因子大部分數(shù)值相同,不能充分說明區(qū)域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的差異程度,導致得出的建議失真;三是現(xiàn)有生態(tài)足跡評價研究采用的是主要生態(tài)足跡的傳統(tǒng)核算方法——綜合法,由于所需核算數(shù)據(jù)部分難以獲得,成分法和投入產(chǎn)出法的相關(guān)應用研究尚未開展,研究深度不強。
4 展望
為了讓生態(tài)足跡法更好地應用于生態(tài)環(huán)境影響評價,應從以下二個方面進行更深入的研究:一是進一步探討以“地方公頃(或者實際公頃)”為生態(tài)生產(chǎn)性土地計量單位的生態(tài)足跡評價模型,體現(xiàn)區(qū)域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的差異程度,考慮土地利用的區(qū)域差別性、土地生產(chǎn)力等,重點開展符合區(qū)域?qū)嶋H生態(tài)生產(chǎn)力的均衡因子和產(chǎn)量因子的研究,建立區(qū)域、流域的生態(tài)生產(chǎn)性土地計量單位的標準值;二是開展成分法和投入產(chǎn)出法在計算生態(tài)足跡中的應用研究。
參考文獻
[1]劉年豐,謝鴻宇,肖波等.生態(tài)容量及環(huán)境價值損失評價[M].北京:化學工業(yè)出版社,2005.
[2]陳述文,汪鵬.生態(tài)足跡法在土地規(guī)劃環(huán)境影響評價中的應用—以重慶市為例[J].河北農(nóng)業(yè)科學,2007,11(5):84-87.
由于研究者的專業(yè)背景以及研究角度與目的之間的差異,導致對生態(tài)旅游的理解也各不相同,從而在學術(shù)界和實業(yè)界使用這一概念時出現(xiàn)了嚴重的泛化現(xiàn)象。至今生態(tài)旅游概念和內(nèi)涵依然模糊不清,使得在學術(shù)研究上其邏輯體系無法建立,在實踐應用中就成了萬能的標簽。
一、生態(tài)旅游定義的分析
對生態(tài)旅游的定義進行分析,主要有以下幾種觀點:環(huán)境保護與責任說,回歸體驗說,客體原生態(tài)說與居民利益中心說。
大部分的定義都是從生態(tài)旅游所需要實現(xiàn)的目標來界定的,有些同時提及了實現(xiàn)目標的手段,也就是說,人們將旅游可持續(xù)的要求都綜合表現(xiàn)在生態(tài)旅游身上,這樣不可避免的結(jié)果就是隨著人們對可持續(xù)性認識的逐步加深,也反映在生態(tài)旅游概念的表述變化上,從而導致了生態(tài)旅游與可持續(xù)旅游之間界限的模糊與使用的混亂,并且生態(tài)旅游的概念所包含的內(nèi)容也越來越多,逐步超過了一個概念的內(nèi)涵,實質(zhì)上成為描述一種完整的模式了。
生態(tài)旅游是優(yōu)質(zhì)生態(tài)人文環(huán)境與旅游的結(jié)合,強調(diào)的是旅游者在面對良好的生態(tài)旅游資源時獲得的特殊的深層次的生態(tài)人文體驗。同時,生態(tài)旅游體驗就是旅游者通過與優(yōu)質(zhì)生態(tài)人文環(huán)境取得聯(lián)系從而改變其心理水平并調(diào)整其心理結(jié)構(gòu)的過程。
二、生態(tài)旅游與可持續(xù)性
可持續(xù)旅游需要一個整體性的方法,需要所有參與者在所有層次上的高度合作、協(xié)同與一體化。但是在現(xiàn)實中,有關(guān)旅游發(fā)展的很多重大決策都是相互排他地做出的,很少有合作或協(xié)商。同時,旅游業(yè)的不同利益相關(guān)者在旅游發(fā)展中有著各自不同、甚至相互沖突的利益,他們帶著不同的動機、態(tài)度和價值觀進入旅游這個體系,以至于“可持續(xù)旅游幾乎是一個不可能實現(xiàn)的夢想,我們能夠希望的最好的結(jié)果是發(fā)展更加可持續(xù)的旅游形式”。生態(tài)旅游作為一種具體的旅游形式(產(chǎn)品),帶著這樣的期望出現(xiàn)在人們的視野中,以至于在概念中也鑲嵌入了可持續(xù)的要求。
對于生態(tài)旅游概念的可持續(xù)限定,我們需要區(qū)分到底是生態(tài)旅游的可持續(xù)還是可持續(xù)背景下的生態(tài)旅游。
生態(tài)旅游歸根結(jié)底是一種旅游形式,是人們在資源配置的過程中,選擇了將資源利用于旅游活動而放棄了其它的利用形式。如果在生態(tài)旅游概念內(nèi)加入了可持續(xù)的要求,就意味著需要一個潛在的前提就是資源的利用方式不能發(fā)生變化,而這是違背了基本的市場經(jīng)濟規(guī)律的。如未來的某一天人們利用相關(guān)資源開發(fā)的生物制藥方面的綜合收益超過了開展旅游活動,可能就會將資源的利用方式從旅游轉(zhuǎn)變?yōu)橹扑幜恕.斎?,除非資源的產(chǎn)權(quán)本身就是殘缺的,而且資源還附加有其它的目的(如保護生物多樣性),不允許資源以其它方式利用。
如果認為生態(tài)旅游是可持續(xù)發(fā)展背景下開展的旅游,也就是說,生態(tài)旅游作為一種在一定時空范圍內(nèi)開展的旅游活動,“它不會將其存在于其中的環(huán)境(人類和物質(zhì))降低或改變到阻止其它活動的程度,而且從長期來說,對經(jīng)濟、社會、文化或環(huán)境的完整性不構(gòu)成威脅”。那么,在生態(tài)旅游概念內(nèi)就不適合加入可持續(xù)性的直接表述。而且由于可持續(xù)發(fā)展本身的含義、現(xiàn)實可行性、原則的導向以及實現(xiàn)方式等方面還存在許多爭議和未決之處,導致“生態(tài)旅游的概念就像是畫在沙灘上的一條線,其邊界是模糊的,而且被不斷地沖刷、修改”。如果在生態(tài)旅游概念內(nèi)加上可持續(xù)的要求,將不可避免的引起概念的爭論。
對于開發(fā)區(qū)域的不同,需要區(qū)分普通區(qū)生態(tài)旅游與自然保護區(qū)生態(tài)旅游,也就是說,對于在自然保護區(qū)開展的生態(tài)旅游,由于附加了一個保護的特殊要求,導致了對于整個生態(tài)旅游要求的提高。現(xiàn)在的問題在于,開展生態(tài)旅游的區(qū)域大部分處于受保護地區(qū),從而使兩者混淆不清。對于大部分的研究者而言,生態(tài)旅游開展的一個潛在前提就是在自然保護區(qū)。
生態(tài)旅游歸根結(jié)底是一種旅游活動,是人們在資源配置的過程中,選擇了將資源利用于旅游活動而放棄了其它的利用形式。如果對生態(tài)旅游提出了過高的要求,期望其成為一種完美的狀態(tài),導致能符合生態(tài)旅游要求的實際旅游開展活動規(guī)模過小,那么生態(tài)旅游研究的意義也就只是停留在理論研究上了,當生態(tài)旅游和大眾旅游之間的差距過大時,甚至都缺少對于大眾旅游生態(tài)化的實際引導意義。
在國家目前大力強調(diào)生態(tài)文明建設(shè)的背景下,旅游業(yè)的發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的不利影響隨著旅游規(guī)模的快速增長而日益突出,因此,生態(tài)旅游作為旅游業(yè)與生態(tài)環(huán)境和諧相處的一種發(fā)展形式,有著極其重要的示范作用。旅游活動是人類消費活動的一種主要形式,它對旅游資源和生態(tài)環(huán)境資源的直接或間接不利的影響是明顯的,只是旅游活動相比于其他的人類活動形式來說,對資源的損耗程度可能要小一些。但是,當旅游活動成為人類的主要活動形式之一后,生態(tài)旅游對旅游資源的消費最小,對生態(tài)環(huán)境的不利影響最小,從而成為引導旅游業(yè)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的有效形式。
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè);生態(tài);保護;措施
1.農(nóng)業(yè)及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的相關(guān)概念闡述
1.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的概念。生物培育的一種產(chǎn)業(yè)統(tǒng)稱為農(nóng)業(yè),包含了植物生產(chǎn)、動物生產(chǎn)以及微生物分解三個環(huán)節(jié),也就是一種生命物資的再次生產(chǎn)。每種生物對自然環(huán)境都有著不同的要求。尤其在生長過程中對環(huán)境的要求。不同的環(huán)境條件是由不同地區(qū)土壤條件、氣候條件等共同構(gòu)成的,不同地區(qū)的環(huán)境條件也恰好決定了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的能力強弱。因此,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要因地制宜,從不同地區(qū)的氣候條件、土壤條件以及水資源條件入手。
1.2農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的概念。為人類生活、生存服務(wù)的一種生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)叫做農(nóng)業(yè)生態(tài)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)進行的根本基礎(chǔ)是保護好農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境受到外部環(huán)境的影響相當明顯,因為是具有一定的時間限制性和地域性。
2.我國現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的保護問題
2.1生態(tài)環(huán)境日益惡化?,F(xiàn)代化發(fā)展和工業(yè)迅速發(fā)展已嚴重影響了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。主要有三個方面,首先,工業(yè)的發(fā)展導致了太多工業(yè)“三廢”的產(chǎn)生。而這種工業(yè)“三廢”產(chǎn)生沒有得到科學合理的治理和排放管理。對于水資源、土地資源以及人體健康造成了相當大的影響。工業(yè)“三廢”污染了土地、大氣和資源和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。其次,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)民沒有科學的使用農(nóng)藥和化學藥品,造成了很多殘留藥品和工業(yè)制品的存在。諸如秸稈焚燒、牲畜糞便等問題。最后,大氣污染也是源于工業(yè)發(fā)展導致的污染,二氧化硫和二氧化碳等氣體排放增多,使氣候變暖、酸雨、天氣炎熱、土地沙化等生態(tài)環(huán)境問題逐年遞增。惡化的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境已經(jīng)影響了農(nóng)業(yè)耕地資源以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的保有量。
2.2水資源污染目緊缺嚴重。一方面,水資源被污染會影響農(nóng)作物的正常生長,尤其是一些重金屬離子,會在農(nóng)作物體內(nèi)積累,進而會影響人體健康;水中若有化學藥劑,會抑制農(nóng)作物生長,有的也會導致農(nóng)作物基因突變,降低產(chǎn)量和質(zhì)量。另―方面,水資源短缺也會影響農(nóng)業(yè)灌溉,使得農(nóng)作物生長缺少必要的水分,會導致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。
2.3水土流失嚴重。水土流失對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響很大。據(jù)科學觀測,15-25度的坡耕地每年每公頃流失水量400-600立方米,流失土壤30-150噸;土壤中的氮、磷、鉀、有機質(zhì)等養(yǎng)分也同時流失,造成土地日益瘠薄,田間持水能力降低,不耐旱,又加劇了干旱的發(fā)展,其結(jié)果是農(nóng)作物產(chǎn)量很低,嚴重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
2.4耕地資源逐年遞增。我國人口基數(shù)大,耕地面積少。而且是全球城市化水平偏低的國家。工業(yè)化進程以及城市化進程的加快,尤其隨著人口增長。我國的耕地資源將會呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢。這種趨勢繼續(xù)發(fā)展下去最終將導致我國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境徹底崩潰,整個農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)丟失。
3.解決我國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境問題的對策措施
3.1治理環(huán)境污染,保護生態(tài)環(huán)境。首先要進行環(huán)境污染的治理,工業(yè)“三廢”以及城市垃圾等都是環(huán)境污染的主要原因。切實保護生態(tài)環(huán)境,這就要求國家有關(guān)部門重點加大針對農(nóng)藥、化工品以及飼料添加劑等會導致農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境惡化的污染源治理的力度。用科學使用農(nóng)藥要大力推廣,堅決淘汰高殘留的農(nóng)藥和化工品。根據(jù)農(nóng)業(yè)生態(tài)所需的土壤環(huán)境優(yōu)化施肥方法,改進施肥結(jié)構(gòu),最終實現(xiàn)保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的目的。
3.2建立健全農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管理體系。完善合理的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管理體系是我國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護的重要基礎(chǔ)。我國各級地方政府必須建立健全農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管理體系,加強農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的監(jiān)督和檢察體系。通過農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管理體系逐步進行農(nóng)業(yè)土地使用的合理規(guī)劃和布局。利用宏觀調(diào)控進行耕地面積的穩(wěn)定。另一方面,加強因地制宜,積極性性適應性耕種和開發(fā)。同時,將農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的保護技術(shù)開發(fā)、研究、應用和推廣與管理體系相互結(jié)合起來。
3.3積極保護耕地,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。面對我國耕地數(shù)量和面積逐年遞增的狀況,一定要進行耕地的保護,樹立保護耕地的意思。針對耕地采取嚴格的保護措施,實行最為嚴格的耕地保護政策,確保農(nóng)田穩(wěn)定,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
3.4加強水污染的治理工作。加強水污染的治理工作是農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護問題中最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。一定要加強水污染治理工作的監(jiān)管,從源頭上找到水資源的污染源。針對性地進行治理和管理。一定要重修構(gòu)建水污染的治理策略,以源頭為中心,以污染全過程為重點,將污染的防治和治理徹底結(jié)合起來。
關(guān)鍵詞:生態(tài),需水,計算,問題
Abstract: Ecological water requirement is an important research topic of ecological hydrology. Problems of degraded ecosystem of all water-related ecosystem development, climate change and human activities under the intervention, all need to be answered water or runoff problems needs to maintain the ecosystem. This paper introduces the concept of ecological water demand of ecological water requirement, first introduced the research history at home and abroad, and then introduces the research method of ecological water demand, finally puts forward the existing problems in current research work and prospect for future development.
Keywords: Calculation of ecological water demand,,, problem
中圖分類號:F205文獻標識碼:A文章編號:
隨著人口增長和社會經(jīng)濟發(fā)展,人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響越來越大,由此引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題也日益突出,就制約我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的水土流失、森林破壞、草場退化、河流斷流及湖泊干涸等重大生態(tài)環(huán)境問題而言,直接或間接地在水資源配置過程中較為重視生產(chǎn)和生活用水,而忽視生態(tài)環(huán)境保護與建設(shè)對水資源的需求。隨著人民生活水平的提高,對良好生態(tài)環(huán)境的需求日益增加,因此合理量化生態(tài)環(huán)境需水已成為水資源優(yōu)化配置和生態(tài)環(huán)境保護與建設(shè)中亟待解決的熱點問題。
生態(tài)需水量概念辨析
盡管目前國內(nèi)外有關(guān)“生態(tài)環(huán)境需水量”方面的研究很多, 但對其概念界定尚無統(tǒng)一的認識, 研究者多根據(jù)其研究目標及其要保護的主要功能提出相應的定義??傮w而言,生態(tài)需水量是指在一定的生態(tài)目標下,維持特定時空范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)與自然環(huán)境正常功能或者恢復到某個穩(wěn)定狀態(tài)所需求的水量。
生態(tài)需水、生態(tài)耗水和生態(tài)用水的區(qū)別[1]~[2]
生態(tài)耗水是指現(xiàn)狀多個水資源用戶(生產(chǎn)、生活和生態(tài))或者未來水資源配置(生產(chǎn)、生活和生態(tài))后,生態(tài)系統(tǒng)實際消耗的水量。它需要通過該區(qū)域社會經(jīng)濟與生態(tài)耗水的平衡計算確定。生產(chǎn)、生活耗水過大,必然擠占生態(tài)耗水。
生態(tài)用水是受控于水資源量、供水設(shè)施、水處理工程等各種客觀條件使用或配置的水,不能保證每個生態(tài)系統(tǒng)的用水都在需水的閾值范圍內(nèi)。
相對生態(tài)耗水和生態(tài)用水,生態(tài)需水是指維系一定環(huán)境功能狀況或目標(現(xiàn)狀、恢復或發(fā)展)下客觀需求的水資源量。
三者數(shù)量之間沒有絕對的大小排列關(guān)系,用水量可以在需水量范圍內(nèi),也可以超出需水量范圍;實際耗水量可以大于用水量也可以小于用水量,主要跟耗水類型和來源有關(guān)。
生態(tài)需水與環(huán)境需水的區(qū)別[3]
楊志峰(2003年)提出,生態(tài)需水與環(huán)境需水兩者之間存在交叉和重合的部分,但是二者不同。生態(tài)需水主要側(cè)重在生物維持自身發(fā)展及保護生物多樣性方面,環(huán)境需水則主要體現(xiàn)在環(huán)境改善方面。環(huán)境科學中環(huán)境的概念為:圍繞人群的空間及其中可以直接或間接影響人類生活和發(fā)展的各種因素的總和——人類是主體。從這個意義上說,生態(tài)需水和環(huán)境需水是一致的,因為其他生物的生存和發(fā)展同樣也在以人為主體的環(huán)境的范疇內(nèi)。
而就狹義的環(huán)境概念,滿足人類景觀、娛樂的要求對應的環(huán)境需水應該是在城市生態(tài)系統(tǒng)中某一較低要求的生態(tài)需水,該需水的水量和水質(zhì)主要從人類的需求出發(fā)。
2國內(nèi)外研究異同[4]
國外在水與生態(tài)保護領(lǐng)域上,面對的問題性質(zhì)、嚴重性、管理目標與我國有很大差別,從深度和廣度上都遠非我國嚴重。歐美國家自然條件較為單一,水文情勢規(guī)律性強。而我國自然條件復雜且受季風控制,河流年際和年內(nèi)季節(jié)性變化巨大,水文情勢復雜,自然條件、社會經(jīng)濟發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境狀態(tài)交織構(gòu)成的區(qū)域水問題復雜多樣。迫使我們必須系統(tǒng)地研究水文循環(huán)的生態(tài)效應,進行不同區(qū)域的生態(tài)需水理論和方法研究。
國外人口壓力小,水源充足,自然狀態(tài)保持較好。我國生態(tài)用水問題突出的流域,經(jīng)常出現(xiàn)植被退化消亡,河道斷流、干涸等生態(tài)系統(tǒng)深度破壞的情形,面臨國民經(jīng)濟用水與生態(tài)用水之間的競爭權(quán)衡。國外生態(tài)保護采取預防性管理思想,生態(tài)管理定位于維護正常狀態(tài)以上,現(xiàn)有的經(jīng)驗與成果基于流域生態(tài)系統(tǒng)維持正常狀態(tài)的水分條件,以避免危機狀態(tài)出現(xiàn),不涉及正常以下的破壞退化過程,如(澳大利亞、美國)限制干旱區(qū)經(jīng)濟布局、限定地下水開采地點、枯水季節(jié)利用工程調(diào)節(jié)提高流量或限制用水。我國需要根據(jù)不同流域情況,針對與水有關(guān)的生態(tài)深度破壞現(xiàn)狀,進行分階段多元目標管理。需要更深入研究生態(tài)退化過程及其相應的生態(tài)需水定義,研究生態(tài)危機管理的問題。
國外將生態(tài)用水優(yōu)先考慮,是水資源配置的前提條件,河流管理集中于枯水季節(jié)最枯時段的調(diào)控。我國需要生態(tài)需水參與水資源配置過程,需要解決水資源配置和河流生態(tài)流量全過程調(diào)度問題。問題決定了研究方向與方法,國外集中于偏安全的單參數(shù)的確定,采取在最敏感的季節(jié)外包線思路,不涉及分季節(jié)危機控制,方法概略,甚至統(tǒng)計平均。我國需要研究流域水循環(huán)人為改變與生態(tài)系統(tǒng)退化機理,需要多參數(shù)全過程研究生態(tài)需水,對流域、河道、濕地、地下水進行全方位研究。
研究方法
根據(jù)有關(guān)文獻統(tǒng)計,目前全球有44個不同國家進行河流生態(tài)需水計算,所用計算方法超過200種之多,這些方法可以分為4類:
(1)歷史流量法。其中較為常用的方法是Montana法、枯水頻率法(7Q10)法,其特點是只需要歷史流量資料,使用簡單、方便,容易將計算結(jié)果和水資源規(guī)劃相結(jié)合,具有宏觀的指導意義,但由于對河流的實際情況作了過分簡化的處理,沒有直接考慮生物的需水和生物間的相互影響,通常用于優(yōu)先度不高的河段,或者作為其他方法的一種檢驗;Tennant法是脫離特定用途的生態(tài)環(huán)境用水量計算方法, 也叫Tennant法或Montana法, 是非現(xiàn)場確定河流生態(tài)環(huán)境需水的典型方法。該方法以河流水生態(tài)健康情況下的多年平均流量觀測值為基準, 將保護水生態(tài)和水環(huán)境的河流流量劃分為若干個等級,推薦的標準值是以河流健康狀況下多年平均流量值的百分數(shù)為基礎(chǔ)。
(2)水力定額法。較為常用的是濕周法、河道內(nèi)流量增加法、R2CROSS法和CASIMIR法。河道濕周法認為:保護好臨界區(qū)域的水生棲息地的濕周,就會對非臨界區(qū)域的棲息地提供足夠的保護。河道內(nèi)流量增加法認為:通過模擬流速變化和細細地類型的關(guān)系,將水力學數(shù)據(jù)和生物學信息結(jié)合,找出適合水生生物棲息的流量。R2CROSS法認為:淺灘是最臨界的河流棲息地類型,保護淺灘棲息地也將保護其他的水生棲息地。CASIMIR法認為:水力學模型、流量變化和生物類型之間存在相關(guān)關(guān)系,建立起模型就可以估算主要水生生物的數(shù)量和規(guī)模。上述方法優(yōu)點是只需要進行簡單的現(xiàn)場測量,不需要詳細的物種-生境關(guān)系數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)容易獲得。但是該方法體現(xiàn)不出季節(jié)變化因素,通常不能用于確定季節(jié)性河流的流量,但它能為其它方法提供水力學依據(jù)所以可與其它方法相結(jié)合使用;
(3)棲息地定額法,其代表性方法為IFIM法。該種方法的優(yōu)點在于能將生物資料與河流流量研究相結(jié)合,使其更具有說服力。但是傳統(tǒng)分析的重點是目標物種而非整個河流生態(tài)系統(tǒng),因此,它的輸出結(jié)果也非整個河流管理計劃所要求的流量推薦值同時由于定量化的生物信息較難獲得,也大大限制了該方法的使用;
(4)整體法,以BBM法為代表性方法,BBM法集中于流量的變化對河流生態(tài)環(huán)境的影響分析,需要對流量大小變化與相應的河流生態(tài)系統(tǒng)進行長年的觀測,對不同流量的界定非常關(guān)鍵,整個過程需要由水生生態(tài)學家到水利工程師等多個學科團體的參與,較復雜,使用起來比較困難。
上述估算流量的方法在數(shù)據(jù)要求、選擇流量所采用的方法、生態(tài)方面的假設(shè)以及對河流水力學方面的影響,都有一定的區(qū)別。流量法是通過按比例縮小河流的寬度、深度和流速,從而得到一個平均流量,主要用來計算一個流量的估計值;水力學方法集中在保留河道具有足夠的水量,保持河流的基本形態(tài);棲息地法的特點是說明棲息地如何隨著河流水量的變化而變化,雖然提供了一種非常靈活的估計河流流量的方法,但不容易被應用。上述這些方法對于解決較小型河道生態(tài)環(huán)境需水量時較為實用,但對于大河而言,需要有更多的實踐和參數(shù)變換。同時,這些方法不太適宜于湖泊、沼澤、濕地等,因此仍需要開展更廣泛的方法學研究。
結(jié)論
當前在我國生態(tài)需水研究中,生態(tài)目標未能得到明確詮釋,水分——生態(tài)耦合作用機制這一核心研究命題也未能得到系統(tǒng)剖析;水分的生態(tài)效率(益)也未能得到充分考察;生態(tài)需水的相關(guān)研究結(jié)果難以滿足競爭條件下區(qū)域水資源科學配置與管理的實踐需求。因此亟待從機理剖析的角度,結(jié)合區(qū)域水資源的科學配置與管理實踐,構(gòu)建適合我國國情的生態(tài)需水研究的理論框架與技術(shù)體系。
參考文獻:
[1] 徐志俠,董增川. 生態(tài)用水決策過程、研究層次及生態(tài)需水重要概念研究[J]. 水利水電技術(shù),2005,26(3): 9-12.
[2] 李強坤,胡亞偉等. 西北干旱地區(qū)綠洲生態(tài)需水及量化方法研究[J]. 資源環(huán)境與工程,2007,21(5): 558-561.
關(guān)鍵詞:生態(tài)水文學西部地區(qū)生態(tài)需水
1、生態(tài)水文學的發(fā)展
水文學(hydrology)是地球科學的一個重要分支,它研究地球上水的起源、存在、分布、循環(huán)和運動等變化規(guī)律,并運用這些規(guī)律為人類服務(wù)的知識體系[1]。自從科學界公認水圈、巖石圈和大氣圈都從地圈中分離出來,并作為地球的獨立圈存在后,水文科學的形成就有了其基礎(chǔ)和地位[23]。
人類進入20世紀末,由于社會經(jīng)濟發(fā)展,人與自然的沖突加大,生態(tài)環(huán)境問題愈來愈突出,如濕地的退化、河道斷流、入海水量減少、水體污染加劇等等。近20年來,生態(tài)學家們愈來愈意識到水文過程對生態(tài)系統(tǒng)功能的重要影響。但是,缺乏了解水文過程與生態(tài)系統(tǒng)植物群落變化與相互制約的內(nèi)在聯(lián)系。同樣,過去水文學家關(guān)心最多的是洪水與干旱的成因、工程水文的實際的設(shè)計應用等。但是,隨著生態(tài)與環(huán)境問題的重視與提出,愈來愈多的水文學家開始關(guān)注與水相關(guān)的生態(tài)問題,例如流速如何影響河道內(nèi)的植物生長?河川徑流的情勢與濱岸生境生態(tài)過程之間是如何相互作用與聯(lián)系的?由于水文循環(huán)聯(lián)系地球系統(tǒng)地圈~生物圈~大氣圈的紐帶作用,水文循環(huán)過程的變化與其相關(guān)的生態(tài)環(huán)境的變化交叉研究與社會需求,產(chǎn)生了新的學科生長點,即生態(tài)水文學(eco-hydrology)。
生態(tài)水文學是20世紀80年代以后逐步發(fā)展的一門新興交叉學科[1-20]。它重點研究陸地表層系統(tǒng)生態(tài)格局與生態(tài)過程變化的水文學機理,揭示陸生環(huán)境和水生環(huán)境植物與水的相互作用關(guān)系,回答與水循環(huán)過程相關(guān)的生態(tài)環(huán)境變化的成因與調(diào)控。利用生態(tài)水文學原理可以積極地用來保護和改善自然景觀,正確指導生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)的生態(tài)環(huán)境建設(shè)與水資源管理。
生態(tài)水文學的提出與發(fā)展大致在20世紀70年代以后。早期的生態(tài)水文學主要定義在生態(tài)濕地系統(tǒng)范疇。例如,1996年wassen等學者專門撰文[44],認為“生態(tài)水文學是一門應用性的交叉學科,旨在更好地了解水文因素如何決定濕地生態(tài)系統(tǒng)的自然發(fā)育,特別在自然保護和更新方面有重要價值”。
1971年,聯(lián)合國教科文組織(unesco)正式啟動人類生物圈(mab)計劃,水生生態(tài)系統(tǒng)研究成為該計劃中的一個重要項目。第一階段的會議于1986年在法國圖盧茲召開,主要討論了土地利用對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響。會議期間,確定了一個具有決定性意義的主題:陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡帶,對生物化學循環(huán)和景觀鑲嵌體具有重要的調(diào)控作用。因此,過渡帶的研究被推薦為unesco未來生態(tài)系統(tǒng)工作的重點。它是生態(tài)水文學發(fā)展的雛形階段。
1988年,unesco組織了過渡帶研究的國際專題研討會。期間,國際應用系統(tǒng)分析協(xié)會和匈牙利科學研究院籌劃了水陸過渡帶功能方面的合作研究項目,試圖通過對生態(tài)過程的充分理解,確定過渡帶恢復或重建的管理思想。
1996年9月在法國召開了“小流域生態(tài)水文學過程”研討會。會議共收到30篇論文,研究集中在小尺度上,內(nèi)容主要包括土壤和大氣相互作用的模擬,徑流產(chǎn)生過程和水流路徑、水量和水文生物地球化學行為等。在這次會議中,還討論了分區(qū)和尺度的影響問題,分析了氣候變化對水文行為和數(shù)量的影響。1997聯(lián)合國教科文組織出版了“小流域生態(tài)水文學過程”會議文集。
聯(lián)合國教科文組織(unesco)國際水文計劃(ihp)是由世界各個國家政府組織參加、在國際上有重要影響的水科學及其相關(guān)的水資源和環(huán)境科學的大型國際研究計劃。從1965-1974聯(lián)合國科教文組織實施國際水文十年(ihd)計劃后,ihp已經(jīng)執(zhí)行了五個階段,其中:第一階段(ihp-i,1976-1980)著重人類活動影響,水資源與自然環(huán)境之間關(guān)系的研究;第二階段(ihp-ii,1981-1985)著重于把研究領(lǐng)域擴大到各個特定的地理、氣候區(qū)域,并向著綜合利用水資源的水問題方向發(fā)展;第三階段(ihp-iii,1986-1990)定名為“為經(jīng)濟、社會發(fā)展合理管理水資源的水文學和科學基礎(chǔ)”,除繼續(xù)把水文科學作為重點外,把計劃內(nèi)容擴大到合理管理水資源;第四階段(ihp-iv,1991-1995)研究計劃重點是“大氣-土壤-植被”之間的水循環(huán)關(guān)系,全球氣候變化對陸地水文過程的影響。
ihp第五階段(ihp-v,1996-2001)方向是“脆弱環(huán)境中的水文水資源開發(fā)”,由三個模塊、八個主題和31個計劃項目組成。模塊1的資源過程與管理研究中主題2是“地表生態(tài)過程”。生態(tài)水文學是ihp計劃的核心內(nèi)容[14-19]。之后,生態(tài)水文學得到了迅速發(fā)展。從1996年到2002年,聯(lián)合國教科文組織國際水文計劃召開了一系列生態(tài)水文學研討會。
1997年國際水文計劃出版了專集:生態(tài)水文學—水生資源可持續(xù)利用的新范例。文集指出生態(tài)水文學主要是為了研究水循環(huán)過程、機制與生物、非生物之間的相互關(guān)系。水生環(huán)境的水量、水質(zhì)和某些過程,不僅受氣候因素的控制,而且在很大程度上受生物因素的影響。因此,生態(tài)學和水文學知識的綜合,被認為是一個研究水和生物關(guān)系的合適的新工具。這本書首次提出了新的、具有挑戰(zhàn)性的概念——生態(tài)水文學,建立淡水資源可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。圖1表明了生態(tài)水文學與以往生態(tài)學和水文學思維的不同方式:
1998年5月在波蘭召開了unescoihp-v2.3-2.4工作組會議。同年,出版了會議文集,主要包括以下4個方面的內(nèi)容:1)介紹了生態(tài)水文學的框架和研究領(lǐng)域;2)提出了當前存在的缺點和未來發(fā)展路線;3)宣傳生態(tài)水文學的概念,認為河流生態(tài)系統(tǒng)是受水文過程控制的“超有機體”。確定生態(tài)水文學研究的目標為:(a)比較和評價現(xiàn)有的水文和生態(tài)過程相互關(guān)系的信息;(b)評論預測的潛力、確定未來研究最重要的方向;(c)識別與水文過程相關(guān)聯(lián)的環(huán)境問題層次;(d)定量生物因素、非生物因素之間的聯(lián)系以及它們在水中的沉積物質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì)和污染物質(zhì)運輸、轉(zhuǎn)化中的作用,以確定從區(qū)域到流域尺度上的轉(zhuǎn)移路徑;(e)以可持續(xù)發(fā)展為目標,建立可操作性的程序交互平臺以及科學家、政策制定者和決策者之間新的思維方式。這一出版物為生態(tài)水文學的研究提供了指導作用。
1999年9月8日至22日,ihp-v組織了生態(tài)水文學研究進展方面的會議,在不同科學團體之間交流了生態(tài)水文學的研究成果。會議為來自24國家的不同領(lǐng)域的年輕科學家提供了辯論的機會。在生態(tài)水文學和水資源管理方面,科學家交換了基礎(chǔ)性研究和應用研究的最新觀點?;谘芯窟^程中得到的數(shù)據(jù)和知識,科學家討論和提議了生態(tài)水文解決環(huán)境問題的潛在辦法。2000年出版了生態(tài)水文學研究進展文集。
需要指出,ihp-v中生態(tài)水文計劃的核心目標旨在從流域觀點、從河流系統(tǒng)與自然社會經(jīng)濟的聯(lián)系中,理解生物和物理過程的整體性,以提高水資源的管理水平。專家們認為,當今世界范圍的水資源問題已經(jīng)受到來自全球氣候變化和人類自身經(jīng)濟開發(fā)活動的巨大影響與挑戰(zhàn)。在面對不斷變化環(huán)境的水資源管理中,生態(tài)水文學的研究方法和思想將是最好的、可持續(xù)的方法。這一范例認為,流域就好像一個超有機體,它具有反抗壓力的抗性和彈性特征,是面對變化環(huán)境下水資源可持續(xù)管理的最有效的一個工具。
1999年,為倡導生態(tài)水文學方面的科學研究,國際知名的英國水文研究所正式改名為“生態(tài)水文學研究中心”。
同年,英國謝菲爾德大學(sheffielduniversity)自然地理系andrewj.baird博士和德比大學(derbyuniversity)自然地理系高級講師、美國國家大氣研究中心項目科學家robertl.wilby博士共同編著出版了《生態(tài)水文學》。它是綜述有關(guān)陸生環(huán)境和水生環(huán)境植物與水分關(guān)系問題方面的第一本書,闡述和探討了各種環(huán)境植物與水分相互作用問題。該書對于水文學家、生態(tài)學家、自然保護學家以及研究生態(tài)系統(tǒng)、植物生活和水文過程的其他學者有很大的參考價值。中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境工程研究所趙文智和王根緒博士翻譯出版了該書的中文全文[44]。
目前,在生態(tài)水文學或水文生態(tài)學的研究領(lǐng)域,活躍著一大批科學團體,使得這一領(lǐng)域的研究有了很大的發(fā)展。在聯(lián)合國教科文組織國際水文計劃(unescoihp)-v(2.3/2.4)的支持下,由maciejzalewski組織出版了一系列“生態(tài)水文學”專集,是一個里程碑。以后“生態(tài)工程雜志(eej)”雜志、“水文科學雜志(hsj)”都出版了“生態(tài)水文學”???。以zalewski為特約主編致力于生態(tài)水文學研究的新期刊。國際水文科學協(xié)會(iahs)也專門由acreman博士主編了“水文生態(tài)學”有關(guān)專集。
進入21世紀后,國際水文計劃(ihp)實施2002-2007年新的第六階段計劃,方向確定為“水的相互作用:來自風險和社會挑戰(zhàn)的體系”。主要的不同點是需要考慮下面若干方面新的研究與挑戰(zhàn)的問題,即:地表水與地下水、水文循環(huán)的大氣與陸地部分、淡水與咸水、全球化的流域與河流尺度、質(zhì)與量、水體和生態(tài)系統(tǒng)、科學與政治、水與文化。它由五個主題組成:主題1、全球變化與水資源;主題2、流域地表水與地下水動力學集成;主題3、陸地生境水文學;主題4、水與社會;主題5、水教育與培訓。其中主題3的陸地生境水文學仍然是生態(tài)水文學核心內(nèi)容。
總之,生態(tài)水文學是現(xiàn)代水文科學與生態(tài)科學交叉中發(fā)展的一個亮點,它以生態(tài)過程和生態(tài)格局的水文學機制為研究核心,以植物與水分關(guān)系為基礎(chǔ)理論,將尺度問題貫穿于整個研究之中,研究對象涉及旱地、濕地、森林、草地、山地、湖泊、河流等。因此,生態(tài)水文學的發(fā)展對我國生態(tài)環(huán)境建設(shè),將會有重要的促進和推動作用。
2.國內(nèi)外生態(tài)需水研究的問題
生態(tài)需水(ecologicalwaterrequirements)是生態(tài)水文學中的一個重要的研究課題。凡是聯(lián)系到與水相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)自然發(fā)育、氣候變化和人類活動干預下的生態(tài)系統(tǒng)退化等問題,都需要回答維系生態(tài)系統(tǒng)所需求的水或者河川徑流等問題。在國際上提出生態(tài)需水的概念與研究生態(tài)需水的理論與方法,已經(jīng)有了一段歷史。在我國,生態(tài)水文學的研究剛剛起步,生態(tài)需水理論與方法還有待于發(fā)展與完善。
早在20世紀四十年代,隨著水庫的建設(shè)和水資源開發(fā)利用程度的提高,美國的資源管理部門開始注意和關(guān)心漁場的減少問題。美國魚類和野生動物保護協(xié)會對河道內(nèi)流量與魚類生長繁殖、產(chǎn)量的進行了許多研究,提出了河流最小環(huán)境(或生物)流量的概念,已有學者撰文強調(diào)了河川徑流作為生態(tài)因子的重要性。
在20世紀70年代后,澳大利亞、南非、法國和加拿大等國家針對河流生態(tài)系統(tǒng),比較系統(tǒng)都開展了關(guān)于魚類生長繁殖、產(chǎn)量與河流流量關(guān)系的研究。以大馬哈魚的河流生境(habitat)需水為例,加拿大哥倫比亞大學(ubc)有關(guān)學者通過大量的實地調(diào)查,分別獲得了維系大馬哈魚到淡水河流繁衍所必需的河流生境的基本生態(tài)需水基本數(shù)據(jù),其中包括適宜的流速和水深等。進一步,他們繪制了大馬哈魚繁衍所必需的河流生境質(zhì)量的高低與基本生態(tài)需水(流速和水深)之間的曲線關(guān)系。
為了保護水生生物或生境,通常是基于河流物理形態(tài)、魚類和無脊椎動物確定最小或最佳的生態(tài)需水流量。但是,這一流量僅僅考慮了漁業(yè)的流量需求或者濕地對水的需求,并沒有體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的完整性。國外學者g.e.,petts認為,在河流管理中生態(tài)的需要與河流流量變化特征相聯(lián)系應該至少考慮3個方面,即:(1)縱向的連接;(2)洪泛平原的流量;(3)維持河道的流量,包括最小的和最適宜的流量?;髁髁康淖匀活l率和持續(xù)時間也應加以考慮,無論何時,都要盡可能地保持生態(tài)可接受的流量變化。
gleick提出了基本生態(tài)需水量的概念(basicecologicalwaterrequirement),其概念實質(zhì)是生態(tài)建設(shè)(恢復)用水[10]。falkenmark區(qū)分了綠色水(greenwater)和藍色水的概念,指出從“藍色”水的社會利用部門轉(zhuǎn)向利用“綠色”水的生態(tài)系統(tǒng)中來,這種“綠色”水儲存在土壤中用于蒸發(fā)或合成植物有機體。事實上,“綠色”水就是生態(tài)需水的概念,這種“綠色”水的概念適用于水生生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)。
直到20世紀90年代,隨著國際水文計劃等大的項目推進,研究的對象開始打破過去局限于所關(guān)心的物種(如魚類)或某一單一目標的情景,人們才開始考慮維持河流系統(tǒng)完整性的生態(tài)流量需求,提高對河流生態(tài)系統(tǒng)保護的有效性。但是,由于在西方發(fā)達國家,并沒有中國西部如此生態(tài)問題的多樣性和復雜性,因此,他們對生態(tài)需水的研究主要集中在維系自然生態(tài)系統(tǒng)平衡的方面,比較少考慮高強度人類活動大量擠占生態(tài)需水的現(xiàn)實問題。
中國是一個降水時間空間分布非常不均勻、人口壓力大的發(fā)展中國家。人口、資源與環(huán)境的矛盾比較突出。就中國西部地區(qū)而論,20世紀90年代以前的水資源規(guī)劃與配置管理中,很少涉及生態(tài)環(huán)境建設(shè)與生態(tài)需水問題。水資源可持續(xù)利用與合理配置是從國家“九五”攻關(guān)項目開始,提出的“生態(tài)需水”是一個新生事物。在中國,由于生態(tài)水文學基礎(chǔ)研究起步比較晚,大家對于“生態(tài)需水”概念的理解也不盡相同。許多國內(nèi)文獻書籍、研究報告出現(xiàn)有“生態(tài)需水”、“生態(tài)用水”和“生態(tài)耗水”多個名詞。有人認為它們的概念與涵義是不同的,但是有人認為它們都是指一回事(見文獻[22]、[26-46])。
1989年,中國科學院地理研究所湯奇成較早提出生態(tài)用水問題[45]。他認為“為了保證塔里木盆地各綠洲的存在和發(fā)展,必須要保護各綠洲的生態(tài)環(huán)境,而生態(tài)環(huán)境的保護也離不開水,這部分水可統(tǒng)稱為生態(tài)用水”。1995年[46],他認為“對生態(tài)環(huán)境用水很少或根本沒有安排,這種情況必須徹底加以改變,否則干旱區(qū)綠洲外的環(huán)境將日益惡化;應該在水資源總量中專門劃出一部分作為生態(tài)環(huán)境用水,另一部分為國民經(jīng)濟各部門的用水,包括工、農(nóng)業(yè)及城市生活用水等”。以后許多專家學者對生態(tài)需水、生態(tài)用水和生態(tài)耗水等,提出不同的觀點、定義和研討,豐富了生態(tài)需水的理論與學術(shù)研究。
2001年,由錢正英、張光斗主編正式出版了的中國工程院重大咨詢項目研究成果“中國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究”[27]。提出我國水資源的總戰(zhàn)略必須以水資源的可持續(xù)利用支持經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展;建議從防洪減災、農(nóng)業(yè)用水、城市和工業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境建設(shè)等8個方面實行戰(zhàn)略性改變,在中國大地上真正展開一場提高用水效率的革命。在該報告中,對生態(tài)用水做的定義是:“從廣義上說,維持全球生物地理生態(tài)系統(tǒng)水分平衡所需用的水,包括水熱平衡、水沙平衡、水鹽平衡等,都是生態(tài)環(huán)境用水;狹義的生態(tài)環(huán)境用水是指為維護生態(tài)環(huán)境不再惡化并逐步改善所需要消耗的水資源總量?!?。
在學術(shù)研討方面,潘啟民等把生態(tài)用水理解為生態(tài)需水量(狀態(tài)值)和生態(tài)耗水量(動態(tài)概念)兩個概念[47]。嚴登華等把河流水可劃分為生態(tài)水、資源水和災害水[30]。王芳等通過她的博士論文研究探討了生態(tài)需水理論問題[38-39],將生態(tài)需水概念界定為:為維護生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定,天然生態(tài)保護與人工生態(tài)建設(shè)所消耗的水量。將生態(tài)需水劃分為可控(非地帶性)與不可控(地帶性)生態(tài)需水和天然與人工生態(tài)需水。劉昌明強調(diào)要在研究水循環(huán)和水量轉(zhuǎn)化規(guī)律的基礎(chǔ)上確定生態(tài)需水的理論內(nèi)涵,提出陸地系統(tǒng)中的水可分解為資源水、災害水、生態(tài)水和環(huán)境水。生態(tài)需水研究面臨許多新的挑戰(zhàn)。
筆者們參加了中國工程院重大咨詢項目“西北地區(qū)水資源配置、生態(tài)環(huán)境建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究”。有幾個不同的觀點:(1)我們理解的國際水文計劃(ihp)研究意義上的生態(tài)需水,是指以水文循環(huán)為紐帶、從維系生態(tài)系統(tǒng)自身生存和生態(tài)功能角度,相對一定生態(tài)環(huán)境品質(zhì)目標下客觀需求的水。例如,為了維系河流某魚類的生境,需要必須的基本水文特征值保證(如一定的河川基流、一定的水流速度、水深要求等),生態(tài)系統(tǒng)對水資源需求的大小需要通過科學實驗與觀察獲得,并不是人們主觀要給出什么樣的水資源配置。水的配置是針對水資源管理、不同水的用戶即用水而言。因此,就應該有生態(tài)耗水和用水的概念,它們與生態(tài)需水有區(qū)別也有聯(lián)系。(2)中國工程院重大咨詢項目中所指的“生態(tài)需水”不同之處,在于為水資源的合理配置服務(wù)、為生態(tài)建設(shè)(林草,河道生態(tài)功能要求)服務(wù)的生態(tài)需水。所以,國際上提出的生態(tài)需水概念需要討論與擴展。通過討論,有比較一致的看法是:
生態(tài)需水是指維系一定環(huán)境功能狀況或目標(現(xiàn)狀、恢復或發(fā)展)下客觀需求的水資源量。進一步,對中國西部生態(tài)環(huán)境建設(shè)研究工作的目標,生態(tài)需水可以理解為維系一定生態(tài)功能的環(huán)境目標(例如維系現(xiàn)狀生態(tài)系統(tǒng)不再退化、恢復某個時期的生態(tài)景觀、或者具體目標如黑河水必須要到東居延海等)下科學意義下生態(tài)系統(tǒng)需求的水資源。它是生態(tài)環(huán)境建設(shè)重要的科學依據(jù)。
生態(tài)耗水是指現(xiàn)狀多個水資源用戶(生產(chǎn)、生活和生態(tài))或者未來水資源配置(生產(chǎn)、生活和生態(tài))后,生態(tài)系統(tǒng)實際消耗的水量。它需要通過該區(qū)域社會經(jīng)濟與生態(tài)耗水的平衡計算確定。生產(chǎn)、生活耗水過大,必然擠占生態(tài)耗水。
因此,生態(tài)需水與生態(tài)耗水是有不同的含義,既有聯(lián)系又有區(qū)別。例如,在黃河上游地區(qū),自然降水條件下一般能夠滿足天然植被蒸散發(fā)對水的需求(降水p大于蒸散發(fā)e),因此,生態(tài)需水估計的數(shù)量比較小。但是,由于人的行為通過水土保持等措施建設(shè)林地,耗用(減少)了輸送到河流下游的水資源量。人們往往稱這部分耗用(減少)的實際水量為生態(tài)耗水量。所以,在黃河上游地區(qū)生態(tài)需水量與生態(tài)耗水量是有不同的。
相比之下,在西北內(nèi)陸地區(qū)河流的下游,由于內(nèi)陸地區(qū)河流的下游降水非常少,為維系胡楊林生態(tài)系統(tǒng)生存,估計的生態(tài)需水將完全占用河川徑流量。維系胡楊林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境用水也完全取決與能夠提供給下游的河川徑流量。在某種意義下,維系胡楊林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)需水量也就是生態(tài)耗水量。
因此,生態(tài)需水與生態(tài)耗水的概念在西部地區(qū)既有聯(lián)系又有區(qū)別。通過生態(tài)需水的估算,能夠提供維系一定的生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境功能所不應該被人所擠占的水資源量基本的信息,它是西部地區(qū)水資源可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境建設(shè)的基礎(chǔ),它也是估計在一定的目的、生態(tài)環(huán)境建設(shè)目標或配置條件下,生態(tài)環(huán)境耗水大小的基礎(chǔ)。通過對生態(tài)需水和生態(tài)耗水的估計,能夠分析人對生態(tài)需水擠占的程度,決策生態(tài)環(huán)境建設(shè)對生態(tài)環(huán)境用水的合理配置。
3.中國西部地區(qū)生態(tài)需水研究的挑戰(zhàn)
水是干旱區(qū)的關(guān)鍵生態(tài)因子,植被的組成和結(jié)構(gòu)由水密切控制,同時在各種尺度上對水產(chǎn)生重要的反饋作用。因此,在干旱區(qū),研究生態(tài)學和水文學的相互關(guān)系,研究生態(tài)需水問題,對干旱區(qū)生態(tài)建設(shè)的模式和生態(tài)恢復至關(guān)重要。一方面,干旱區(qū)水文過程對植被生理特征和格局成因產(chǎn)生影響,同時植被對水土流失具有控制作用。
生態(tài)需水的實質(zhì)是生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和水分之間相互關(guān)系問題。生態(tài)需水是生態(tài)水文學研究的重要內(nèi)容之一,只有建立在流域水循環(huán)基礎(chǔ)上通過生態(tài)水文學理論的指導,生態(tài)需水量的確定才會更合理。目前在生態(tài)需水估算方面,面臨許多挑戰(zhàn)的問題。主要有:
3.1干旱區(qū)植被對缺水的適應機制研究
研究表明,干旱區(qū)的某些植物具有水分補償能力,即利用冬季(低強度)降水補償夏季干旱用水,冬季干旱就以夏季降水來補償,這大概是灌木在這種環(huán)境中得以與一年生植物競爭的一種手段。另外,在干旱區(qū),植物為了適應荒漠環(huán)境,具有許多生理結(jié)構(gòu)上的變化。國外學者ewenari把荒漠植物分為兩類:一類是隨水變植物,這類植物對極端干旱具有許多生理上的適應性;但大多數(shù)植物屬于恒水植物,這些植物對干旱有許多適應機制。不同植物的水分利用效率的、對水分虧缺的生理響應機制等研究,將為植被建設(shè)和恢復提供理論支持。
3.2植被格局成因的控制性因素研究
干旱區(qū)植被最顯著的特點就是低覆蓋度。研究表明,如果干燥度系列從p/etp>1(降水量與潛在蒸發(fā)量的比值)降到<0.3,就會發(fā)現(xiàn)潛在植被從全面覆蓋而經(jīng)一系列破碎的植被冠層到植被處于斑塊狀分布狀態(tài)。近期研究表明,在黑河下游,隨著上游來水的減少,不同景觀類型的面積、數(shù)目和優(yōu)勢植被發(fā)生了很大的變化。在干旱區(qū),胡楊、檉柳的空間分布普遍呈緊縮分布現(xiàn)象,當干旱程度有所減緩時,植被在空間上的分布相對較為分散。在防止土壤侵蝕的人工植被建設(shè)方面,由于只考慮植被蓋度和高度,忽視了斑塊格局及其配置方式。所以出現(xiàn)了北方人工植被土壤旱化、穩(wěn)定性低的問題。以上說明了水分動態(tài)影響植被的分布格局,但這種分布格局如何響應水文過程的變化,它的生態(tài)學意義何在?植被的這種自然分布格局能否指導干旱區(qū)植被恢復等均有待研究。在今后的研究中,應加強植被類型、格局的生態(tài)水文學和生態(tài)需水研究。
3.3植被格局對水土流失、土壤侵蝕的定量化研究
在干旱地區(qū),植被多呈斑塊狀分布,這種分布對改變水分徑流的路徑、減緩水蝕,提高斑塊內(nèi)的土壤水分含量等都具有重要意義。盡管對植被斑塊的叢生狀況有所認識,近來理論方面的研究和模擬方面的研究也有助于了解這一過程,但對這種現(xiàn)象的生態(tài)機制卻知之甚少。這種綴塊分布格局如何影響徑流?這種格局的生態(tài)學意義何在,都是值得探討的問題。另外,應加強大時空尺度上的植被格局和水文過程的關(guān)系研究。
分析干旱植物在水分脅迫下的群落組成結(jié)構(gòu)、分布格局與演變過程,始終是干旱區(qū)生態(tài)水文科學研究的重要領(lǐng)域,迄今為止,關(guān)于這方面的研究未能取得突破性進展,尤其是群落演變的生態(tài)機理仍然處于未知階段。近年來,關(guān)于干旱區(qū)植物分布如何影響徑流和水分分布,以及如何調(diào)節(jié)干旱區(qū)侵蝕等問題的研究受到廣泛重視,同時,大尺度“土壤—植被—大氣”傳輸相互作用以及干旱區(qū)植被隨氣候變化的演化也是目前生態(tài)學家和水文學家共同感興趣的話題。
3.14區(qū)域生態(tài)需水估算方法研究
我國的生態(tài)水文學基礎(chǔ)研究剛剛起步。盡管在一些方面已經(jīng)取得令人鼓舞的成果,如陳亞寧在新疆塔里木下游生態(tài)需水方面新的研究等,但總的看,目前處在初期發(fā)展階段,沒有比較成熟的估算方法,還存在這樣或那樣的問題,需要多途徑比較與發(fā)展。
現(xiàn)行的區(qū)域生態(tài)需水估算方法主要思路是:依據(jù)不同氣候帶與降水等條件,開展自然生態(tài)系統(tǒng)分區(qū),確定生態(tài)需水計算的不同類別的生態(tài)-水文參數(shù);利用遙感提供中國西部區(qū)域土地利用信息,確定生態(tài)需水計算的不同類別的范圍;通過不同植被類型的蒸散發(fā)計算、流域降水-徑流計算確定河道外生態(tài)需水(地帶性和非地帶性的生態(tài)需水)以及河道內(nèi)生態(tài)需水;最后利用水資源分區(qū)的水量收支平衡控制,估算生態(tài)需水或生態(tài)耗水總量。
由于對于生態(tài)需水概念理解的不同,實際中生態(tài)需水估算的方法就有不同或者差異。例如,按維護現(xiàn)狀生態(tài)系統(tǒng)不再退化的理解,就會有一套基于2000年的遙感圖,依生態(tài)分區(qū),分類以及用總水量平衡核算的核算方法。按生態(tài)建設(shè)目標(過去,現(xiàn)狀和未來),又有不同數(shù)量的估算方法。
客觀說,基于生態(tài)水文學的研究思路是估算生態(tài)需水的基本途徑,它從成因觀點估算流域的生態(tài)需水,有比較好的理論依據(jù)。但是,由于西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境問題的復雜性,特別是缺乏必要的生態(tài)水文過程與空間變化的資料,由點的植被蒸發(fā)擴展到面的植被耗水機理的尺度問題等,導致目前估算有一定困難與結(jié)果的差異?,F(xiàn)行的水量平衡方法估算生態(tài)耗水,能夠從宏觀總量上給予控制,但是生態(tài)需水的精度取決于水資源平衡中其它耗水部門估算的正確與否。因此,在區(qū)域生態(tài)需水估算方法不成熟的情況下,鼓勵多種途徑方法的相互比較和佐證,可能比一種方法為好,這也是新生事物學科發(fā)展所需要的。如何在有限水文水資源資料和生態(tài)監(jiān)測資料條件下,獲得更為客觀與科學的生態(tài)需水估計,的確是一個重要的挑戰(zhàn)性任務(wù)與課題。
4.結(jié)語
生態(tài)水文學是一種對環(huán)境有利、經(jīng)濟可行和社會可接受的有效方式。由于生態(tài)退化等問題的出現(xiàn),生態(tài)水文學成為國際研究的熱點問題之一。本文回顧了生態(tài)水文學的發(fā)展歷程,討論了生態(tài)需水研究明亮的問題與挑戰(zhàn)。它們作為生態(tài)環(huán)境建設(shè)的基礎(chǔ)與學科發(fā)展,有如下幾點認識與建議:
(1)優(yōu)先、重點保護原則:在西北地區(qū),由于水資源匱乏,不可能保護所有的生態(tài)系統(tǒng),只能優(yōu)先保護控制性生態(tài)系統(tǒng),滿足控制性生態(tài)系統(tǒng)對水分的需求。在此基礎(chǔ)上,進一步形成保護干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。干旱區(qū)流域下游荒漠綠洲是外來徑流作用的產(chǎn)物,綠洲景觀結(jié)構(gòu)及組成類型的空間分布嚴格受河流廊道影響。因此,若把河流兩岸喬灌木林和河岸灌叢草甸視作河流廊道的構(gòu)成要素,則荒漠綠洲的高級生物組成實質(zhì)就是河流廊道。在干旱區(qū)河流廊道不僅具有傳輸能量與養(yǎng)分的功能,而且是綠洲生物流的載體和傳導源,為維持整個流域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。所以干旱區(qū)河流廊道就是控制性的生態(tài)系統(tǒng),生態(tài)需水應該優(yōu)先得到滿足。
(2)以生態(tài)水文學為基礎(chǔ)研究生態(tài)需水問題:生態(tài)水文學是生態(tài)學和水文學的交叉學科,它所關(guān)心的是水文過程對生態(tài)系統(tǒng)配置、結(jié)構(gòu)和動態(tài)的影響,以及生物過程對水循環(huán)要素的影響。水文循環(huán)深刻地影響著全球生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和演變,包括自然界中一系列的物理過程、化學過程和生物過程,是其它物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)。因此,確定某一生態(tài)系統(tǒng)需水時,只有以水文過程為基礎(chǔ),結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)的特性需求,才能較為合理地計算生態(tài)需水量。這也是今后生態(tài)需水理論與實踐研究重要的發(fā)展方向。