生態(tài)修復(fù)過程

從時間流程來說，應(yīng)按調(diào)查---分析---預(yù)測---評價---規(guī)劃---設(shè)計---施工---管理的順序連貫進行；從空間來看，它由通過保護、恢復(fù)、再創(chuàng)等手段生成的生態(tài)系統(tǒng)所組成。而生態(tài)環(huán)境的修復(fù)技術(shù)應(yīng)當是這一時間流程和空間的生態(tài)分布的最優(yōu)組合，修復(fù)的目的是把對自然環(huán)境的影響控制在最小的限度之內(nèi)。一、生態(tài)修復(fù)與生態(tài)工程生物修復(fù)技術(shù)是生態(tài)工程的一個分支，生態(tài)工程的定義是：“為了人類與自然的共同利益對生態(tài)系統(tǒng)進行設(shè)計的學科”。但是這里需要說明的是，生態(tài)系統(tǒng)是自然的產(chǎn)物，與人工系統(tǒng)有本質(zhì)的區(qū)別。系統(tǒng)工程中對系統(tǒng)的定義是：“系統(tǒng)是多種相互關(guān)聯(lián)的要素，作為一個整體以達到某種目的的集合體”，在人工系統(tǒng)中，要素也好，要素之間的相互關(guān)聯(lián)也好，都是由人工設(shè)計生成的。而生態(tài)系統(tǒng)既然稱為系統(tǒng)，也是由多種相互關(guān)聯(lián)的要素構(gòu)成整體的集合體。但是，它的所有構(gòu)成要素中的各類生物都是自然進化的產(chǎn)物，人工無法生成。另外，各要素間的機能關(guān)聯(lián)也是自然進化的產(chǎn)物，各生物間構(gòu)成生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，這也是人工無法生成的。在進行生態(tài)修復(fù)時必須充分地認識到生態(tài)系統(tǒng)與人工系統(tǒng)的這種本質(zhì)差別。二、生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的過程⒈調(diào)查包括資料調(diào)查及現(xiàn)場踏勘。⑴資料調(diào)查首先要編制資料目錄，有關(guān)國土自然的資料會相當多，分散在國家及地方民間團體的辦公機關(guān)、博物館、大學等，甚至在地方志中也有許多有價值的資料。還有歷史資料、照片、畫像等也是寶貴的資料。⑵調(diào)查范圍和空間尺度的設(shè)定調(diào)查范圍可分為大范圍的概括調(diào)查和實施修復(fù)范圍的調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容如下表。調(diào)查的種類地形植被動物群規(guī)劃尺度制圖比例網(wǎng)格尺度最小抽出單元大范圍概況調(diào)查小地形100~1hm2丘陵、臺地、溝谷、河流、池沼“綱”水平常綠闊葉林、夏綠闊葉林、針葉林、宅地兩棲、爬蟲類、鳥類、中型哺乳類（貍、兔等）地域規(guī)劃以生態(tài)角度的土地利用規(guī)劃為重點1/2.5萬500m50m*50m（2500m2）生態(tài)修復(fù)區(qū)調(diào)查微地形1hm2-百m2山麓、緩坡、低濕地、水田群落、群集水平松林、灌木林、庭園、寺廟林昆蟲（肉食性）、鳥類、兩棲、爬蟲類、小型哺乳類地域規(guī)劃以環(huán)境角度的土地利用規(guī)劃為重點1/250050m5m*5m（25m2）⑶基礎(chǔ)環(huán)境的調(diào)查和制圖基礎(chǔ)環(huán)境調(diào)查主要是指對支持生態(tài)系統(tǒng)的土地環(huán)境要素進行的調(diào)查，并制圖。土地要素包括地質(zhì)（表層地質(zhì)）、地形、土壤、水文等四項。其中地形、地質(zhì)、土壤三項關(guān)系密切，一般可用地形來代表。地形圖多以等高線表示，在基礎(chǔ)環(huán)境調(diào)查中，不是原封不動地搬用地形圖，要用地形分類圖。按形狀分類的地形，其成因、構(gòu)造也大體相同，地質(zhì)與土壤的分布也基本一致。地形分類圖可用地形圖加航空照片判讀制成，并通過現(xiàn)場踏勘修正?，F(xiàn)在可用電子地圖，GIS進行機械分類。日本國土地理研究院可以提供50m網(wǎng)格的電子地圖，有些民間的公司還出售更高精度的電子地圖。在有蛇紋巖、石灰?guī)r等對植被及動物有影響的特殊地質(zhì)條件的地區(qū)，還需要有表層地質(zhì)圖；在需要對土壤肥沃度進行評價時，還需要收集或編制土壤圖。水文調(diào)查的對象主要是地表水及地下水。要有水系圖，但是光有水系圖還不夠，還要進行現(xiàn)場踏勘。在地下水位較高，對動植物的生育、生息會有影響時，要編制地下水位圖。地下水的觀測可以通過觀測井水位在不同降雨季節(jié)的觀測進行分類和制圖。這項工作雖然很辛苦，但是對于濕地保護是非常重要的。涌泉對于動植物的生育、生息環(huán)境也非常重要，需要通過現(xiàn)場踏勘確定涌泉的位置，并制圖。在水文環(huán)境圖中，如果能標上水量、水深、水溫、水質(zhì)等數(shù)據(jù)，作為生態(tài)系統(tǒng)的基本信息是非態(tài)修復(fù)事業(yè)承擔部門自行對當?shù)氐南∮蟹N進行評價。法定保護種根據(jù)文物保護法、自然公園法、地方公共團體的自然保護條例等規(guī)定需要保護的物種。一般與上述稀有種重復(fù)的較多。象征種美麗或具有魅力，能喚起社會群眾環(huán)境保護意識的物種?；ú荨⑼庑蚊利惖奈锓N，能形成良好生態(tài)環(huán)境，受孩子們喜愛的物種。b.生態(tài)系統(tǒng)的保護目標種生態(tài)系統(tǒng)保護目標種在環(huán)境影響評價的相關(guān)法中沒有出現(xiàn)過這種提法，可以說是“在生態(tài)系統(tǒng)的保護角度來說具有上位性、典型性、特殊性”的物種。上位性物種：在生態(tài)系統(tǒng)的生物群集中，處在營養(yǎng)階段上位的物種，容易受到生態(tài)干擾和環(huán)境變動的影響。如：哺乳類——熊羆、狐貍、鼬鼠鳥類——狗鷲、大鷹、鳧、鷺、翡翠鳥爬蟲類——蟒蛇昆蟲類——田鱉典型性物種：在維持生物間的聯(lián)系，或維持生態(tài)系統(tǒng)的機能方面具有重要作用的物種和群集；植物中的優(yōu)勢種、現(xiàn)存量大的物種；動物中個體數(shù)量多的物種、個頭大的物種、屬于代表性群落中的物種等。另外，具有生物群集多樣性和生態(tài)變遷特征的物種也被列為典型種。在維持生物間的聯(lián)系，或維持生態(tài)系統(tǒng)的機能方面具有重要作用的物種如：植物群落——頭陀菌、小楢林、芒草原（是多量物種的生息環(huán)境）哺乳類——鹿類（食性對植物有很強的影響）鳥類——啄木鳥類（在樹身穿孔，捕食甲蟲類）帶有生物群集多樣性和生態(tài)變遷特征的物種如：哺乳類——貍（森林）鳥類——木鼠鳥（日本五十雀，體小，尾短、背青、腹白，生活在落葉闊葉林內(nèi)）兩棲類——紅山蛙、山椒魚（與蠑螈相近，生活在水田、森林）昆蟲類——大紫蝶（雜木林）特殊性物種：在小規(guī)模的濕地、洞穴、墳頭、石灰?guī)r地區(qū)等特種環(huán)境中生息的種、群集。分布較窄的物種。魚類——佛鰍（小規(guī)模的涌泉）⑷保護目標與生態(tài)型的把握①植物和生物型的對應(yīng)關(guān)系生態(tài)型圖是以植被圖為藍本編制的，所以關(guān)于各植物種的分布情況，即使不特別說明，也是可以基本掌握的。但是對保護目標種，必須有專題圖說明其分布情況，也需要與生態(tài)型圖疊合比較。在生態(tài)型圖中，只表示了“在某一生態(tài)型中，某一物種生育在什么地方”，對各類保護物種，為了確定其詳細的生育場所，還需要分別畫出他們的分布圖。②動物和生物型的對應(yīng)關(guān)系動物是運動的，它不一定與生態(tài)型圖是一對一的關(guān)系。一般來說，動物可能在幾個生態(tài)型中生活，分別在那里覓食、休息、營造巢穴。還有像兩棲類動物那樣，其幼蟲在水域、成蟲在陸域生活，有些物種在生命史的不同階段生活在不同的生態(tài)型中。利用已有信息，對這樣的物種和種群大多可以得到他們的活動信息。但是如果只依據(jù)物種的一般信息，以及它地域的資料來確定動物的生息地，有時會與事實有出入。因此，對于特別重要的物種，以及了解不多的物種，應(yīng)當?shù)浆F(xiàn)場進行實地考察，確定他們生活在什么生態(tài)型中。③生態(tài)型與保護目標種行列式保護目標種，與其生育、生息環(huán)境的生態(tài)型的對應(yīng)關(guān)系，可以用行列式加以表示。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，其個體數(shù)及生育地面積已經(jīng)明確時，可以對生物型的屬性用定量的信息加以表示。⒊影響的預(yù)測與評價⑴影響的種類建設(shè)事業(yè)對生態(tài)系統(tǒng)的影響可綜合為以下四類。①生息地消失是指由于植被、地形的改變，直接造成生態(tài)系統(tǒng)的破壞，這是狹義的生息地消失。例如，在建設(shè)公路時，公路的占地和施工占地，使生息地直接喪失。還有從廣義來說，由于間接的影響也可以使生息地消失。測出具體面積后，可以對生息地的消失進行定量的影響預(yù)測。②生息地被分割是指由于建設(shè)項目，生息地被分割。被分割后，生息地相互間種的往來受到障礙。其結(jié)果有可能使被分割的群體數(shù)少于可能生存的最小個體數(shù)，使該物種不可能持續(xù)生存。另外由于動物間不能往來，就意味著花粉媒介及種子的散布機會減少，對植物的繁殖帶來影響。在被孤立的樹林中，由哺乳類動物散布的樹種會減少，由鳥類散布的樹種的實生會增加。生息地被切割的影響對不同物種會有很大不同，難以定量預(yù)測。③生息地受干擾是指由于建設(shè)事業(yè)從周圍容易進入光、風、噪音、振動等物理影響，使生物的生息環(huán)境質(zhì)量降低。沿公路的樹林中，鳥類不能繁殖就是一例。干擾的影響會波及多遠，隨物理影響的種類和生物種的不同而有較大的差別。因此，要進行定量的預(yù)測，可根據(jù)類似事例的分析，或進行實驗確定其影響范圍。④公路事故動物在通過公路時，不及躲避，被碰撞或碾軋引起傷亡。對生息環(huán)境的影響可能是多種因素的復(fù)合，也可能由一種影響引起連鎖影響。⑵預(yù)測的手法影響預(yù)測是預(yù)測當項目實施時，會對生態(tài)系統(tǒng)和各類物種產(chǎn)生什么樣的影響。影響預(yù)測有定量預(yù)測和定性預(yù)測。在預(yù)測時，盡可能進行定量預(yù)測，有困難時只好進行定性預(yù)測。應(yīng)用包含生態(tài)型面積和物種個體數(shù)等數(shù)量信息的行列式，對生息地的消失、干擾等影響可以進行定量的預(yù)測。但是，對于生息地被分割及公路事故的影響預(yù)測，僅利用行列式就無法進行定量預(yù)測。對這類影響進行定量預(yù)測需要進行野外實驗和建立專用模型。⑶多方案的比較研究對上述影響預(yù)測，需要對項目的多方案和多種修復(fù)方案進行組合，進行多方案的比較研究。對每一方案都要分別從生態(tài)、經(jīng)濟兩方面進行評價。⒋生態(tài)修復(fù)規(guī)劃⑴生態(tài)修復(fù)的手法具體的生態(tài)修復(fù)措施大致分為“回避”、“減輕”、“補償”三大類。在進行生態(tài)修復(fù)規(guī)劃時，是對所保護、恢復(fù)、創(chuàng)建的生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量、面積、布置等進行平面規(guī)劃。平面規(guī)劃可以利用三種修復(fù)措施進行不同的組合，一般有如下三種手法。①回避+減輕以回避為主，回避后還殘留的對生息地的干擾、分割等影響盡量使其減輕。在建設(shè)項目規(guī)劃的早期，如果可以選擇回避時，應(yīng)盡量采用這種手法。保護效果好，而且用于生態(tài)修復(fù)的費用較少。但是也往往使項目的規(guī)模受到限制，沒有變更的余地。②補償+減輕以補償為主，補償后殘留的對生態(tài)系統(tǒng)的影響盡量使其減輕。但是用補償手段再創(chuàng)的生態(tài)系統(tǒng)是否能發(fā)揮原有生態(tài)系統(tǒng)同樣的機能無法確認。而且，用補償手段再創(chuàng)的生態(tài)系統(tǒng)到能夠發(fā)揮機能，也還需要相當?shù)臅r間，在消失與再創(chuàng)之間有一段時間差。這段時間很多物種失去了生息地，花費也較大。③回避+補償+減輕采用了全部措施，大部分的生態(tài)修復(fù)使用這種手法。在規(guī)劃中，從以回避為主的方案，到以補償為主的方案，應(yīng)生成幾個方案，作為預(yù)測評價對象，從中選擇最優(yōu)方案。對于所選擇的方案，也不是原封不動地采用，在比較研究的階段如果發(fā)現(xiàn)問題還需要改進，形成最終的平面規(guī)劃。⑵生態(tài)修復(fù)規(guī)劃的原則①生息地的大小、形狀、配置生息地的大小、形狀、配置決定了可以在這里生存的生物群集。生息地的規(guī)劃原則是：A.面積越大越好，B.在同樣面積的情況下，比較完整的較好，C.在不能取得完整時，互相接近的比分散的好，D.鄰接的形態(tài)，塊狀的比直線的要好，E.互相能夠聯(lián)系的要比四處分散的好，F(xiàn).在同樣面積時，越接近圓形的越好。對于猛禽類等上位性物種，應(yīng)有鳥類、哺乳類、兩棲類等大量食物，需要較大面積的生息地。而且，在生息地互相接近，或有回廊連接的情況下，生物間容易互相往來，撲食、繁殖、避難的范圍廣，對生存有利。生息地越接近圓形，具有穩(wěn)定內(nèi)部環(huán)境的面積也越大。對于只能在森林深處穩(wěn)定環(huán)境中生存的物種來說，應(yīng)當盡量保證有這樣較大范圍的穩(wěn)定環(huán)境。在實際的生息地規(guī)劃中，應(yīng)遵從這些原則，盡可能確保有大塊完整的生息地，在不能保證的情況下，也要盡量設(shè)立聯(lián)絡(luò)回廊，使生息地盡可能一體化。②生態(tài)過度帶的保護和恢復(fù)生物的過度帶是指在較短的距離內(nèi)，環(huán)境有所變化的場所，也稱推移帶。在海岸、河邊、湖岸的水陸交界處，以及森林和草原的邊界都是典型的生態(tài)過度帶。在生態(tài)過度帶，在很窄的范圍內(nèi)就有多樣的環(huán)境，所以會有多種物種生存。在對象區(qū)域內(nèi)原則上應(yīng)保留這樣的過度帶，在無法保證時，應(yīng)在它處恢復(fù)同樣的生物帶。③動態(tài)平衡的維持生態(tài)的動態(tài)平衡是指由于某種原因，使生態(tài)系統(tǒng)的一部分受到物理性破壞時，在其恢復(fù)過程中，還存在有多樣遷移階段的植被，以及相應(yīng)的生活在那里的動物群集。生物的物種當中，有的是生活在受到干擾的場地，有的生活在穩(wěn)定的環(huán)境。干擾分為自然的干擾和人為的干擾。自然的干擾如河水的增加、火山熔巖、臺風等造成植物群落的破壞，裸地形成。植被中遷移初期相的植物，裸地剛形成它就迅速侵入并形成群落。為了維持自然的干擾，在規(guī)劃中應(yīng)考慮能夠容許河流水位增漲、侵蝕和淤積等自然力引起的地形變化。④避免特殊物種從生息地向它處移植在環(huán)境影響評價制度公布之前，常采用“移植”保護的辦法。這種移植大多是只將被保護的特殊物種從生息地移往它處。其結(jié)果往往是在短期內(nèi)移植得到了成功，但多數(shù)物種在中長期由于不能適應(yīng)環(huán)境而滅絕。未能移植的多數(shù)物種，自然隨生息地的消失而消亡。所以，在生態(tài)修復(fù)中，這種移植保護的辦法除非萬不得已，不可采用。應(yīng)當通過嚴格的補償修復(fù)，使一個完整的生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù)。⑶生態(tài)補償修復(fù)的原則①補償?shù)刂返倪x擇進行生態(tài)補償時，需要確定補償?shù)牡刂贰Ｑa償?shù)刂愤x擇的原則應(yīng)當與原有生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)環(huán)境相類似。這樣的場所形成與原生態(tài)系統(tǒng)相同生態(tài)系統(tǒng)的潛在可能性較高。所以，生態(tài)系統(tǒng)的補償修復(fù)容易得到成功，工程費用和管理費用也可以降低。原有生態(tài)系統(tǒng)與補償?shù)刂返木嚯x越近越好。一般來說，距離越近，越容易找到類似的基礎(chǔ)環(huán)境，動物的移動也比較容易。②時間差的掌握在新的場所，即使能夠形成原有的生態(tài)系統(tǒng)，但是到能夠發(fā)揮機能也需要相當時間，在濕地和草場的情況下需要2~3年，而對落葉闊葉林的二次林最低要15