李險(xiǎn)峰,郭昭濱
(1.黑龍江省水利科學(xué)研究所,黑龍江 哈爾濱 150080;2.黑龍江省森林防火預(yù)警監(jiān)測(cè)信息中心,黑龍江 哈爾濱 150090)
遙感數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)城市正在迅猛擴(kuò)張,從1990—2010年,城市建成區(qū)由1.22萬(wàn)km2增至4.05萬(wàn)km2,這一數(shù)據(jù)仍在迅速增大[1]。城市化進(jìn)程的加速,極大地推動(dòng)了人類文明社會(huì)的發(fā)展,卻也導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重失衡,產(chǎn)生了城市水土流失,進(jìn)一步影響城市水土資源利用和生態(tài)環(huán)境。因此,從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā),建設(shè)低碳、綠色的生態(tài)城市已經(jīng)逐漸成為城市建設(shè)的主流和必然趨勢(shì)。
傳統(tǒng)的水土流失是指在外營(yíng)力作用下,水土資源和土地生產(chǎn)力的破壞和損失[2]。以往的相關(guān)研究多集中在農(nóng)村山區(qū),但隨著城鎮(zhèn)的迅猛發(fā)展,被忽略的城市水土流失對(duì)城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,且日益被重視起來(lái)。城市水土流失與傳統(tǒng)水土流失具有相同的發(fā)生過(guò)程,但在外營(yíng)力、侵蝕源、發(fā)生范圍等表現(xiàn)上又有所區(qū)別[3]??偨Y(jié)以往城市水土流失概念,其內(nèi)涵可概括為:城市建設(shè)過(guò)程中,發(fā)生在城市建設(shè)區(qū)及周邊地區(qū),由城市開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)引發(fā)的人為水土流失[4]。
城市水土流失作為一項(xiàng)新興事物,是由自然和人為兩種因素共同作用下產(chǎn)生的,具有區(qū)別于傳統(tǒng)水土流失的特點(diǎn):(1)城市水土流失不是陸地表面土壤受到侵蝕,而是建筑業(yè)和工業(yè)產(chǎn)生的棄土棄渣和工業(yè)廢料以及生活垃圾等廢棄物形成的侵蝕源、流失源,組成物質(zhì)復(fù)雜繁多,除了經(jīng)受水、風(fēng)等外營(yíng)力的作用,還受到廢棄物的搬運(yùn)與傾倒等人為的外營(yíng)力,使得水土流失形式多樣化;(2)開(kāi)發(fā)建設(shè)中的施工嚴(yán)重破壞地表覆蓋物,機(jī)械化作業(yè)對(duì)地貌擾動(dòng)強(qiáng)度大,而城市化也大大減少了植被的覆蓋,地面混凝土化使得降雨無(wú)法入滲,這一切都降低了環(huán)境對(duì)水土流失的阻抗,使得水土流失強(qiáng)度加大。研究表明,傳統(tǒng)侵蝕模數(shù)一般大于1.3萬(wàn)tkm-2a-1,而城市水土流失侵蝕模數(shù)可達(dá)2萬(wàn)~4萬(wàn)tkm-2a-1[5];(3)城市人口密集、財(cái)富集中,工業(yè)生產(chǎn)和人民生活是持續(xù)無(wú)間斷的,導(dǎo)致流失源和人類活動(dòng)造成的外營(yíng)力也是持續(xù)的,這種不間斷的城市水土流失對(duì)城市造成了持續(xù)性的危害。
生態(tài)城市(Eco-City)的概念源于20世紀(jì)70年代聯(lián)合國(guó)教科文組織提出的“人與生物圈”計(jì)劃,被認(rèn)為是一種理想城市的模型,是技術(shù)與自然和諧共存,使人的創(chuàng)造力和生產(chǎn)力得到最大限度的發(fā)揮[6]。該計(jì)劃明確提出從生態(tài)角度研究城市,并從生態(tài)學(xué)理論指導(dǎo)、綠色工業(yè)產(chǎn)品、有機(jī)農(nóng)業(yè)、以人為本、保護(hù)自然資源、將自然引入城市六個(gè)方面論述了城市的生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)。
生態(tài)城市的概念隨著相關(guān)研究的深入,不斷地得到充實(shí)和發(fā)展。普遍觀點(diǎn)認(rèn)為:生態(tài)城市就是基于生態(tài)學(xué)原理建立的自然和諧、社會(huì)公平和經(jīng)濟(jì)高效的開(kāi)放復(fù)合系統(tǒng)[7]。它要求的是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)三者的和諧共生,內(nèi)容涵蓋生態(tài)和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展、水土資源的有效管理利用、污染源頭的控制、廢棄物的循環(huán)利用等社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生活的各個(gè)方面。
城市在建設(shè)過(guò)程中,因自然和人為因素造成水土流失,進(jìn)一步導(dǎo)致城市的生態(tài)環(huán)境惡化、資源損耗等一系列問(wèn)題,嚴(yán)重危害了生態(tài)城市的建設(shè)進(jìn)程。
3.1.1 破壞污染城市生態(tài)環(huán)境 在各類基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中,均會(huì)對(duì)原始地貌產(chǎn)生擾動(dòng),地表硬化、植被等水土保持設(shè)施被破壞,使原有的水土保持功能降低或喪失,城市的環(huán)境調(diào)節(jié)能力下降,進(jìn)而使得城市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量嚴(yán)重下降。
3.1.2 水資源流失加重,地質(zhì)災(zāi)害增加 城市建設(shè)使道路都變成了硬化路面,雨水無(wú)法形成地下水,致使地下水位不斷地下降,地面下沉、塌陷、地裂等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象頻繁發(fā)生。
3.1.3 城市內(nèi)澇加劇 城市路面硬化,使得地表徑流增加,攜帶沙土和各種廢棄物流入排水灌區(qū)和江河湖庫(kù),引起淤塞,影響城市排水能力,城市內(nèi)澇頻發(fā)。
3.1.4 治理昂貴,阻礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展 嚴(yán)重的城市水土流失,會(huì)破壞城市設(shè)施設(shè)備,阻礙城市的發(fā)展進(jìn)程,同時(shí)也需要耗費(fèi)人力、財(cái)力、物力去治理。
3.1.5 危害范圍廣,直接影響居民生活 水土流失造成的排水壓力、內(nèi)澇,施工造成的廢棄物隨處堆放、揚(yáng)塵污染,均會(huì)直接對(duì)城市居民的身體、生活造成傷害。同時(shí),城市水土流失會(huì)導(dǎo)致大量有毒物質(zhì)經(jīng)外營(yíng)力作用搬運(yùn)出城市外,引起周邊村鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)的污染,危害延伸到更廣闊的區(qū)域。
城市建設(shè)和人民日常生活是持續(xù)不間斷的,要避免水土流失,就需要轉(zhuǎn)變城市發(fā)展方式,向資源節(jié)約、環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)持續(xù)、社會(huì)和諧的生態(tài)宜居型城市轉(zhuǎn)變。中國(guó)是全球城鎮(zhèn)建設(shè)的中心,也是世界生態(tài)城建設(shè)數(shù)量最多、規(guī)模最大、發(fā)展速度最快的國(guó)家之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前提出生態(tài)城市建設(shè)目標(biāo)的地級(jí)市有230個(gè),占全部地級(jí)市比例的80.1%。生態(tài)城市建設(shè)過(guò)程中無(wú)可避免要應(yīng)對(duì)建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的水土流失,只有有效地治理好水土流失,才能為生態(tài)城市的建設(shè)夯實(shí)基礎(chǔ)。
3.2.1 城市水土流失的防治根本是對(duì)流失源的合理處置 在生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程中,通過(guò)合理規(guī)劃和環(huán)保宣傳,盡量減少各種廢棄物的排放;對(duì)已經(jīng)形成的廢棄物,尋求新技術(shù)對(duì)其加工轉(zhuǎn)化;對(duì)無(wú)法轉(zhuǎn)化的廢棄物處理可以與近郊水土保持工作結(jié)合,利用城市周圍適宜的洼地填充處理過(guò)的廢棄物,并進(jìn)行覆土改造。
3.2.2 保護(hù)利用水土資源 對(duì)城市建設(shè)過(guò)程不得不擾動(dòng)的土壤資源進(jìn)行剝離保存,以備后續(xù)利用;路面建設(shè)要結(jié)合入滲措施和攔集蓄引設(shè)施,增加地下水儲(chǔ)量、減少?gòu)搅髑治g、節(jié)約水資源。
3.2.3 恢復(fù)植被,重塑生態(tài)景觀 生態(tài)城市建設(shè)中,植物措施是重要的一個(gè)環(huán)節(jié),將植物措施和工程措施有機(jī)結(jié)合,能夠保持水土、利用水土資源,發(fā)揮其應(yīng)有的景觀效應(yīng),提升視覺(jué)效果,有利于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,改善城市生態(tài)環(huán)境。
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