葉艷妹,陳 莎,邊 微,高世昌,丁慶龍,郝 朋

1 浙江大學(xué)土地與國家發(fā)展研究院, 杭州 310058 2 國土資源部城鄉(xiāng)建設(shè)用地節(jié)約集約利用實(shí)驗(yàn)室, 北京 100812 3 山東省泰安市自然資源和規(guī)劃局 土地綜合整治與規(guī)劃中心, 泰山 271000 4 自然資源部國土整治中心, 北京 100035 5 新泰市土地收購儲備中心 ,新泰 271200

生態(tài)文明建設(shè)是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的重要內(nèi)容。當(dāng)前,各地正在大力推進(jìn)生態(tài)恢復(fù)治理,實(shí)施“山、水、林、田、湖、草”整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)、綜合治理。但是一些地方缺乏系統(tǒng)性的生態(tài)修復(fù)理念和方法,存在著多頭獨(dú)自推進(jìn)、生態(tài)要素分割治理、局部修復(fù)效果較好但整體效應(yīng)弱等突出問題[1- 2],亟待將國土空間作為完整的生態(tài)系統(tǒng)來考慮,實(shí)施綜合施策。泰山地區(qū)是我國華北平原重要的生態(tài)屏障,是南水北調(diào)東線工程的關(guān)鍵調(diào)蓄補(bǔ)源區(qū),在保障津冀魯供水安全和國家生態(tài)安全格局中占有特殊的地位。近幾十年來,隨著工業(yè)化和城市化的進(jìn)程加快,礦山地質(zhì)環(huán)境受損、水土流失、土壤污染等生態(tài)退化問題日益突出,實(shí)施生態(tài)修復(fù)迫在眉睫。但已有的修復(fù)工程往往對各生態(tài)系統(tǒng)要素之間的協(xié)同特征和有機(jī)聯(lián)系缺乏關(guān)注,加之規(guī)劃跟進(jìn)不及時(shí),項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度不一,部門單體規(guī)劃代替整體規(guī)劃等原因?qū)е赂魃鷳B(tài)系統(tǒng)分割治理,生態(tài)修復(fù)的系統(tǒng)性和整體性較弱等弊端。泰山地區(qū)生態(tài)恢復(fù)如何將“山水林田湖草生命共同體”理念有效落地是亟待破解的重要課題。

恢復(fù)生態(tài)學(xué)(Restoration Ecology)是一門關(guān)于退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的學(xué)科,兼具理論性和實(shí)踐性[3]。經(jīng)過40余年的發(fā)展,生態(tài)恢復(fù)實(shí)踐和研究涉及了礦山、河流、森林、農(nóng)田、湖泊、草原和荒漠等多類對象,并在退化生態(tài)系統(tǒng)類型、退化原因診斷、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建的機(jī)理、模式和技術(shù)上積累了大量的研究成果,能夠?yàn)椤吧剿痔锖荨钡南到y(tǒng)保護(hù)和修復(fù)提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)[4]。基于此,本文嘗試運(yùn)用恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論邏輯,以泰山地區(qū)為研究對象,分析地區(qū)生態(tài)退化的過程和機(jī)制,探討退化生態(tài)恢復(fù)和重建的思路,以期為科學(xué)開展“山水林田湖草”治理和修復(fù)工作做出努力,為同類型地區(qū)的生態(tài)修復(fù)治理工作提供借鑒。

1 生態(tài)退化診斷

1.1 研究區(qū)概況

山東省泰山地區(qū)(下稱“地區(qū)”)涵蓋泰安市6個(gè)縣(市、區(qū)),地區(qū)面積約為7762 km2,涉及我國東部數(shù)條鐵路、公路等重要交通干線和南水北調(diào)東線工程。該地區(qū)以泰山山脈為核心,分屬黃河、淮河兩大流域,以大汶河水系為重點(diǎn)。區(qū)內(nèi)地表水體分布數(shù)量較大,擁有東平湖及其他總庫容1000萬m3以上的大中型水庫共16座。

當(dāng)前泰山地區(qū)生態(tài)環(huán)境突出問題主要是：①礦山地質(zhì)環(huán)境問題。地區(qū)內(nèi)踩空塌陷分布廣泛,據(jù)統(tǒng)計(jì)地區(qū)內(nèi)(泰安市)塌陷地總面積161.5 km2,塌陷深度0.1— 6 m。塌陷區(qū)內(nèi)大部分耕地?zé)o法正常耕種甚至絕產(chǎn)。原有的地形地貌景觀受到破壞,加劇水土流失,也誘發(fā)了崩塌、滑坡及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。②水環(huán)境問題突出。水資源開發(fā)利用率超過70%,生態(tài)流量擠占嚴(yán)重；大汶河生態(tài)水量不足,東平湖氮磷濃度較高,部分支流污染較重。近40%的水功能區(qū)水質(zhì)不達(dá)標(biāo),河道底泥淤積嚴(yán)重,水體自凈能力降低,水質(zhì)為劣Ⅴ類；受圍墾種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖等影響,濕地面積大幅減少,濕地生態(tài)系統(tǒng)退化,威脅鳥類生存。③植被退化和生物多樣性降低。泰山地區(qū)雖然植物種類豐富,但栽培植物占現(xiàn)有植物總數(shù)超過30%,且有逐年增加趨勢。大量的人工栽培植物存在諸多先天不足,主要表現(xiàn)在林分密度大,結(jié)構(gòu)單一,自然演替過程中森林生態(tài)系統(tǒng)主導(dǎo)功能下降、水土保持能力弱、森林病蟲害自控能力差等；露天采石破壞大量的土地和植被,容易形成礦山荒漠化,對動植物生境造成嚴(yán)重危害。④土地利用問題。大規(guī)模的生產(chǎn)建設(shè)活動挖廢、塌陷、占壓了大量土地資源,產(chǎn)生了大量的工礦廢棄地,復(fù)墾利用難度較大。土地資源破壞嚴(yán)重,耕作層不斷變薄,土壤污染日趨嚴(yán)重,土壤理化性狀變壞。

1.2 生態(tài)系統(tǒng)退化過程與機(jī)制

1.2.1生命共同體:物能循環(huán)和轉(zhuǎn)化的視角

“山水林田湖草”生命共同體中的各要素(子系統(tǒng))在生態(tài)過程中表現(xiàn)出相互影響、相互制約的關(guān)系,生態(tài)各要素雖然在“生命共同體”中所處的層級、位置和作用不盡相同,但其生態(tài)服務(wù)功能與價(jià)值是各要素通過物能循環(huán)和轉(zhuǎn)化共同作用所產(chǎn)生的結(jié)果。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)中物能的流動與轉(zhuǎn)換在一個(gè)或者多個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了功能的異?；蛉笔?在平衡點(diǎn)一定范圍內(nèi)波動的生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)了異常的“位移”,生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)固有的功能遭到損失和破壞,穩(wěn)定性和生產(chǎn)力降低,抗逆能力減弱,就出現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)退化。

泰山地區(qū)是南水調(diào)東線工程的關(guān)鍵調(diào)蓄補(bǔ)源區(qū),“水”治理是泰山地區(qū)生態(tài)修復(fù)關(guān)注的首要因素。水文循環(huán)和轉(zhuǎn)化與泰山地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)演變密切聯(lián)系。泰山地區(qū)的水循環(huán)主要包括內(nèi)陸水循環(huán)和海陸間水循環(huán),涉及蒸發(fā)、大氣水分輸送、地表水和地下水循環(huán)以及多種形式的水量貯蓄。降水、蒸發(fā)和徑流三者構(gòu)成的水循環(huán)途徑?jīng)Q定著地區(qū)內(nèi)的水量平衡,也決定著一個(gè)地區(qū)的水資源總量。內(nèi)陸水循環(huán)——陸地水經(jīng)蒸發(fā)和植物蒸騰作用被帶到高空再經(jīng)降水過程返還陸地；海陸間水循環(huán)——海洋水經(jīng)蒸發(fā)到達(dá)海洋上空經(jīng)水汽輸送到達(dá)陸地上空經(jīng)降水到達(dá)陸地表面然后經(jīng)地表徑流(江、河、湖、海)和地下徑流(地下水)再返回海洋,它可以使陸地水不斷地循環(huán)再生。當(dāng)?shù)貐^(qū)內(nèi)的地表植被大量破壞時(shí),植物的蒸騰作用將會減弱,減少空氣中的水汽；對降水的阻截作用將會減弱,難以涵養(yǎng)地下水源,地下徑流減少,導(dǎo)致地下水位下降或枯竭；最終導(dǎo)致該地區(qū)的降水減少。當(dāng)?shù)貐^(qū)內(nèi)的植被破壞后,會造成水土易流失,土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)易流失,造成土地沙化；土壤中的物質(zhì)流入水體會使水源被污染,還容易引發(fā)產(chǎn)生泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,加劇生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性,使其進(jìn)一步“墮入”不良演替。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的物能循環(huán)和轉(zhuǎn)化不僅是維持其健康運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵,也揭示了系統(tǒng)中各生態(tài)要素是一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的生態(tài)整體——生命共同體理念。

1.2.2生態(tài)系統(tǒng)的不良循環(huán)：受損與退化

生態(tài)系統(tǒng)的物能循環(huán)和轉(zhuǎn)化原則與“山水林田湖草-生命共同體”理念有著理論層面的契合性和實(shí)踐層面的一致性。落實(shí)“山水林田湖草-生命共同體”理念需要在生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)中遵循生態(tài)系統(tǒng)的整體性、系統(tǒng)性及其內(nèi)在規(guī)律,綜合統(tǒng)籌山上山下、地上地下、陸地海洋、流域上下游及自然生態(tài)各要素。基于“山水林田湖草” 各要素在生態(tài)過程中的相互影響和制約關(guān)系,下文梳理了泰山地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化過程和機(jī)制(見圖1)。

礦山(區(qū))開采這一劇烈的人類活動干擾導(dǎo)致地區(qū)內(nèi)的地質(zhì)基底破壞,表現(xiàn)為礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)地貌受損,地面塌陷廣布。礦坑疏干排水造成地下水水位大幅下降,形成大范圍巖溶水水位降落漏斗,改變了地下水的天然流場,導(dǎo)致巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),使得地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性減弱。采礦活動導(dǎo)致裸巖荒山廣布,植被覆蓋率下降,導(dǎo)致水源涵養(yǎng)功能下降。同時(shí)采礦過程中產(chǎn)生的含有多種重金屬、酸和有機(jī)質(zhì)等有害物質(zhì)的廢水廢物,會部分滲入地下水中,使地下水水質(zhì)惡化,水體變異和變遷,甚至排入溝、谷、河流中,使含有大量懸浮物及有害組分的廢水流入河湖,嚴(yán)重污染附近及下游河湖等水體。地質(zhì)地貌的改變引起森林和植被大面積破壞,加速水土流失；河水裹挾大量泥沙導(dǎo)致河流堵塞,使得大汶河生態(tài)水量減少；水土流失不僅帶走大量氮磷鉀等營養(yǎng)元素,使得耕地土壤養(yǎng)分貧瘠,同時(shí)大量的礦物元素流入河流、湖泊等濕地生態(tài)系統(tǒng),造成水體污染。例如礦區(qū)內(nèi)煤矸石中含有大量的有機(jī)質(zhì)成分,同時(shí)富含金屬、堿土金屬和硫化物等礦物成份,是無機(jī)鹽類污染源。煤矸石多露天堆放或充填溝坑,受長期風(fēng)化、雨淋或流域匯水的淋溶、沖蝕、浸泡等作用,其中的大量可溶性無機(jī)鹽及微量元素溶解于水中,形成的淋溶液已對周圍水、土壤環(huán)境產(chǎn)生一定的污染,這也解釋了為何水體污染和土地污染往往相伴而生,土壤和水體污染的相互促進(jìn),使礦區(qū)周圍環(huán)境的污染,向更廣、更深的范圍擴(kuò)大。水土流失導(dǎo)致耕作層不斷變薄,久而久之導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)改變,進(jìn)一步喪失土地生產(chǎn)能力,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)也深受影響。最終,生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能受到破壞,表現(xiàn)為生物種群多樣性下降,種類貧乏組成簡單,生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低,生產(chǎn)力下降,抗逆性減弱,生態(tài)系統(tǒng)陷入不良循環(huán)。

圖1 泰山地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化過程Fig.1 Ecosystem degradation process in Mountain Tai Region

2 生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)思路：重回良性循環(huán)

泰山地區(qū)在人類活動壓力條件下受到了明顯破壞,需要通過人為的設(shè)計(jì)和干預(yù)促使自然生態(tài)重回正向演替,實(shí)現(xiàn)自然景觀的恢復(fù)重建。這一正向演替可能是沿著被破壞時(shí)的軌跡復(fù)歸,也可能是沿著一種新路徑去恢復(fù)。由于泰山地區(qū)的生態(tài)要素眾多,生態(tài)功能多樣,系統(tǒng)恢復(fù)重建不是一步到位的,而需要通過一串目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)。修復(fù)過程應(yīng)遵循“山、水、林、田、湖、草”生命共同體的理念,從礦山資源、水資源、土地資源、生物資源、景觀資源多方角度剔除導(dǎo)致泰山地區(qū)生態(tài)退化的威脅因素,提出生態(tài)統(tǒng)籌修復(fù)的內(nèi)容和對策?；谏衔奶┥降貐^(qū)生態(tài)退化的過程和機(jī)制分析,本文提出了“地貌重塑、植被重建、水體重構(gòu)、景觀重現(xiàn)”的泰山地區(qū)生態(tài)恢復(fù)對策。

2.1 地貌重塑：恢復(fù)的基礎(chǔ)

基于礦山原有的地形地貌特征,結(jié)合采礦設(shè)計(jì)、開采工藝和土地?fù)p毀方式,通過合理排棄和地表整形等措施,重新塑造一個(gè)與周邊景觀相協(xié)調(diào)的新地貌[5],最大限度地抑制水土流失、防治地質(zhì)災(zāi)害,消除和緩解阻礙植被恢復(fù)和土地生產(chǎn)力提高的災(zāi)害性脅迫因子,以提高土地利用率。地貌重塑是泰山地區(qū)生態(tài)恢復(fù)的基礎(chǔ)。

針對地區(qū)內(nèi)的采煤塌陷地、露天采礦場、礦山采空區(qū)、廢棄礦井等不同類型的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)采用差異性的治理措施。針對采煤塌陷地,在丘陵山區(qū)和平原地區(qū)采取不同的對應(yīng)措施。丘陵山區(qū)采煤塌陷后地表形態(tài)變化不大,無積水現(xiàn)象,局部出現(xiàn)的塌陷坑和裂縫導(dǎo)致耕地、道路及水利設(shè)施受損變形。復(fù)墾時(shí)主要是填堵陷坑及裂縫,平整土地,修筑水平梯田。同時(shí)結(jié)合山區(qū)小流域治理,加強(qiáng)保土保水保肥的農(nóng)田水利基本建設(shè),修建塘壩、地堰、水平溝、魚磷坑、谷坊等工程,提高攔蓄地表徑流能力；在平原地區(qū)采煤塌陷地,根據(jù)塌陷后的地表形態(tài)采取填充式復(fù)墾或非填充式復(fù)墾,填充式復(fù)墾利用合適的材料恢復(fù)地表的高度和形態(tài),非填充式復(fù)墾則是根據(jù)不同的土地塌陷情況而采用如劃方整平、挖溝排水、削高填洼、挖深筑高等方法,達(dá)到宜糧則糧、宜林澤林、宜水則水的治理效果。針對露天采礦場,由于上覆土地與植被資源的破壞而形成了裸露的巖石邊坡及大量的荒蕪?fù)恋?對采場進(jìn)行削坡減載、危巖爆破、錨固技術(shù)等綜合治理。針對礦山采空區(qū)綜合采用充填法、圍巖崩落法和封堵隔離等技術(shù)手段確保采空區(qū)安全穩(wěn)定。

2.2 植被重建：恢復(fù)的保障

考慮到礦區(qū)植被自然恢復(fù)及其緩慢,科學(xué)合理的人工植被重建可加速這一過程,為泰山地區(qū)生態(tài)恢復(fù)帶來顯著的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。在地貌重塑的基礎(chǔ)上,結(jié)合不同土地?fù)p毀類型和程度,綜合考慮自然氣候、地形地勢、土壤條件、生物群落等環(huán)境因子,進(jìn)行不同損毀土地類型物種篩選、布局配置、栽植及管護(hù),使重建的植物群落持續(xù)地平衡和穩(wěn)定。植被重建是泰山地區(qū)生態(tài)恢復(fù)的保障。

根據(jù)不同邊坡坡度采取差異性的復(fù)綠措施,一般包括客土栽植、邊坡鉆孔綠化、植生袋復(fù)綠、魚鱗坑復(fù)綠、插板填土綠化等。在樹種和綠植的選擇方面,按照因地制宜,適地適樹的原則,選擇經(jīng)濟(jì)適生的樹種,保證種植的成活率和保存率,選擇的植物種類應(yīng)具備速生、發(fā)育良好、保持水土、保健衛(wèi)生及經(jīng)濟(jì)功能等特性。針對礦區(qū)的氣候、土壤、植被資源條件,選用松樹、刺槐、常春藤、野薔薇、爬山虎、迎春等植物進(jìn)行搭配種植。

除了礦區(qū)植被修復(fù)外,泰山地區(qū)的天然植被結(jié)構(gòu)單一問題也需引起重視。區(qū)內(nèi)雖然植物種類豐富,但栽培植物占現(xiàn)有植物總數(shù)超過30%,且有逐年增加趨勢。大量的人工栽培植物,存在許多先天不足,主要表現(xiàn)在林分密度大,結(jié)構(gòu)單一,自然演替過程中森林生態(tài)系統(tǒng)主導(dǎo)功能下降、水土保持能力弱、森林病蟲害自控能力差等。在礦山植被恢復(fù)的同時(shí)也需要采取措施調(diào)整林分樹種組成,依據(jù)當(dāng)?shù)靥烊涣謽浞N組成,配置造林樹種,科學(xué)確定造林密度,避免全面整地或大范圍整地,減少對原有植被的破壞,盡可能地保留原有植被和生物多樣性。根據(jù)立地條件,選擇不同樹種,進(jìn)行團(tuán)塊狀、帶狀或根據(jù)地形進(jìn)行不規(guī)則混交,營造多樣化的森林類型,形成多樹種搭配、多層次的景觀結(jié)構(gòu)。

2.3 水體重構(gòu)：恢復(fù)的核心

圍繞泰山地區(qū)水環(huán)境“增容”和“治污”兩大目標(biāo),應(yīng)用物理、化學(xué)、生物等改良措施,重新構(gòu)造一個(gè)適宜的在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)和提高河流水體自凈功能的水體生態(tài)環(huán)境,消除和緩解不利于水量擴(kuò)充和水體質(zhì)量提高的障礙性因子,水體重構(gòu)是泰山地區(qū)生態(tài)恢復(fù)的核心。通過植被重建等生態(tài)涵養(yǎng)手段可以達(dá)到泰山地區(qū)水體“增容”的目標(biāo),因此下面對“治污”的水體治理措施進(jìn)行說明:

(1)加強(qiáng)工業(yè)污染防治。根據(jù)水質(zhì)目標(biāo)和主體功能區(qū)要求,制定實(shí)施差別化地區(qū)環(huán)境準(zhǔn)入政策。在南水北調(diào)重點(diǎn)保護(hù)區(qū)、集中式飲用水水源涵養(yǎng)區(qū)等敏感地區(qū)實(shí)行產(chǎn)能規(guī)模和主要污染物排放減量置換。在確保所有排污單位達(dá)到常見魚類穩(wěn)定生長治污水平的基礎(chǔ)上,以總氮、總磷、氟化物、全鹽量等影響水環(huán)境質(zhì)量全面達(dá)標(biāo)的污染物為重點(diǎn),實(shí)施工業(yè)污染源全面達(dá)標(biāo)排放。

(2)加強(qiáng)城鎮(zhèn)生活污染防治。采取控源截污、內(nèi)源治理、生態(tài)修復(fù)等技術(shù)解決城區(qū)污水直排環(huán)境和垃圾沿河堆放問題。建設(shè)完善城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施,加強(qiáng)配套管網(wǎng)建設(shè)和改造。制定管網(wǎng)建設(shè)和改造計(jì)劃,加強(qiáng)城中村、老舊城區(qū)和城鄉(xiāng)結(jié)合部污水截流、收集,加快實(shí)施排水系統(tǒng)雨污分流改造。推進(jìn)污泥安全處置。加快污泥處理處置設(shè)施建設(shè),選擇適宜的污泥處理技術(shù),實(shí)行污泥穩(wěn)定化、無害化和資源化處理處置,禁止處理處置不達(dá)標(biāo)的污泥進(jìn)入耕地。

(3)加強(qiáng)農(nóng)村污水整治。一是防治畜禽養(yǎng)殖污染。堅(jiān)持源頭減量、過程控制、末端利用的治理路徑,推廣畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用,加快構(gòu)建種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)的可持續(xù)發(fā)展模式。二是防治漁業(yè)養(yǎng)殖污染。實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖魚塘建設(shè)改造,推廣生態(tài)養(yǎng)殖模式。鼓勵探索建立“魚塘+濕地”模式,通過人工濕地凈化魚塘退水,削減入河湖污染負(fù)荷；建立漁業(yè)污染防控長效機(jī)制,引導(dǎo)漁民轉(zhuǎn)產(chǎn)、轉(zhuǎn)業(yè)。三是控制農(nóng)業(yè)面源污染。全面推廣低毒、低殘留農(nóng)藥,開展農(nóng)作物病蟲害綠色防控和統(tǒng)防統(tǒng)治。調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)與布局,在河灘、湖灘和飲用水水源保護(hù)區(qū)等優(yōu)先種植需肥需藥量低、環(huán)境效益突出的農(nóng)作物,減少面源污染。缺水地區(qū)試行退地減水,適當(dāng)減少用水量大的農(nóng)作物種植面積,改種耐旱作物和經(jīng)濟(jì)林。四是推進(jìn)農(nóng)村環(huán)境綜合整治。因地制宜建設(shè)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施,探索建立農(nóng)村環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營社會化機(jī)制,確保農(nóng)村污水、垃圾得到有效處理處置。

2.4 景觀重現(xiàn)：恢復(fù)的鞏固與優(yōu)化

景觀重現(xiàn)是在地區(qū)地貌重塑和水體重構(gòu)的基礎(chǔ)上,遵循“山、水、林、田、湖、草”生命共同體的理念,充分考慮景觀破碎與景觀重組過程中土地、水、生物等資源及“三生”環(huán)境的優(yōu)化配置,使恢復(fù)后的生態(tài)系統(tǒng)與周邊景觀相協(xié)調(diào)。景觀重現(xiàn)可使泰山地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,并促進(jìn)功能鞏固和提升。泰山地區(qū)的景觀重現(xiàn)主要可從以下方便考慮：

(1)濕地景觀重現(xiàn)。開展退化濕地恢復(fù),在河流湖泊以內(nèi)因地制宜開展退耕還濕、退漁還湖,引導(dǎo)農(nóng)民主動調(diào)整種養(yǎng)結(jié)構(gòu)。大汶河流域,在滿足防洪、除澇要求的基礎(chǔ)上,開展生態(tài)河道建設(shè),實(shí)施生態(tài)護(hù)坡,增強(qiáng)河流自然凈化能力。積極恢復(fù)東平湖生態(tài),修復(fù)流域原有自然面貌。建設(shè)人工濕地水質(zhì)凈化工程,規(guī)范人工濕地的建設(shè)和運(yùn)營。在支流入干流處、河流入湖口及其他適宜地點(diǎn),因地制宜地建設(shè)人工濕地水質(zhì)凈化工程,努力提升流域環(huán)境承載力。在城鎮(zhèn)污水處理廠、重點(diǎn)企事業(yè)單位、大型社區(qū)排污口,建設(shè)與城市景觀相結(jié)合的人工濕地水質(zhì)凈化工程。在農(nóng)村地區(qū),以微型濕地群和小型氧化塘為重點(diǎn),有效處理農(nóng)村生產(chǎn)生活污水。開展水系生態(tài)環(huán)境調(diào)查與評估,加大水生野生動植物類自然保護(hù)區(qū)和水產(chǎn)種植資源保護(hù)區(qū)保護(hù)力度,提高水生生物多樣性。

(2)生態(tài)農(nóng)業(yè)景觀重現(xiàn)。大力推進(jìn)農(nóng)田環(huán)境整治,補(bǔ)充耕地?cái)?shù)量和質(zhì)量,形成合理、高效、集約和生態(tài)良好的土地利用格局。處理好人口、資源與環(huán)境及生產(chǎn)與生態(tài)之間的關(guān)系,創(chuàng)新生態(tài)農(nóng)業(yè)景觀,建立結(jié)構(gòu)生態(tài)合理、良性循環(huán)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),使資源得到合理利用、永續(xù)利用。在生態(tài)和農(nóng)業(yè)條件優(yōu)越的地區(qū)可打造有機(jī)種植區(qū)、畜禽養(yǎng)殖區(qū)、農(nóng)產(chǎn)品加工區(qū)、觀光體驗(yàn)區(qū)、康養(yǎng)休閑區(qū)等,構(gòu)建從田園到餐桌的可溯源有機(jī)食品產(chǎn)業(yè)鏈。實(shí)行生態(tài)養(yǎng)殖與生態(tài)種植相結(jié)合,農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)旅游相結(jié)合,形成“資源-產(chǎn)品-廢棄物-再生資源”的循環(huán)流動。

3 生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的判斷與監(jiān)測

3.1 生態(tài)恢復(fù)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

評價(jià)恢復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)一直是令學(xué)者、政策制定者和公眾熱切關(guān)注的問題,但由于生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)性和復(fù)合性使這一問題始終籠罩在迷霧中。目前對生態(tài)恢復(fù)的評判一般將恢復(fù)后的生態(tài)系統(tǒng)與未受干擾的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行比對,已有研究對生態(tài)恢復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)展開了一定的探討[6-7]。Cairns認(rèn)為恢復(fù)的評判標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括能被公眾社會感知到的,并被確認(rèn)恢復(fù)到可用程度以及恢復(fù)到初始的結(jié)構(gòu)和功能水平(雖然組成整體結(jié)構(gòu)的要素與初始狀態(tài)相比可能已經(jīng)發(fā)生明顯變化)[8]；Hobbs和Norton提出生態(tài)恢復(fù)的評價(jià)屬性包括物種組成、群落結(jié)構(gòu)、垂直模式(食物鏈等)、多樣性、生態(tài)系統(tǒng)功能以及恢復(fù)能力[9]；Schaeffer等從個(gè)體和系統(tǒng)層面提出了健康生態(tài)系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo),系統(tǒng)層面包括生物種間行為、分解能力、生產(chǎn)能力、恢復(fù)能力、穩(wěn)定性、連通性、生物多樣性等10個(gè)重要特征[10],總體來看,大部分生態(tài)恢復(fù)的判斷關(guān)注恢復(fù)系統(tǒng)與參照系統(tǒng)的生物多樣性、群落結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)功能、干擾體系、以及非生物的生態(tài)服務(wù)功能,常見的生態(tài)恢復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)判斷包括: ①可持續(xù)性,②不可入侵性,③生產(chǎn)力,④營養(yǎng)保持力,⑤生物間相互作用(植物、動物、微生物)。近年來我國生態(tài)恢復(fù)評價(jià)的研究主要集中在生物及群落評價(jià)、水土保持功能評價(jià)、水土理化性質(zhì)評價(jià)、小氣候評價(jià)、景觀格局評價(jià)和生態(tài)價(jià)值評價(jià)等[11]。

基于已有的研究成果[12- 15],并結(jié)合泰山地區(qū)生態(tài)退化實(shí)際和生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo),建立目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層三級指標(biāo)體系對泰山地區(qū)生態(tài)修復(fù)工程的環(huán)境影響及實(shí)施效果進(jìn)行評價(jià)(見表1)。準(zhǔn)則層分設(shè)3個(gè)方面：(1)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)降低。泰山地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建需消除可能的災(zāi)害性脅迫因子,由于泰山地區(qū)受采礦業(yè)影響,水土流失嚴(yán)重、地災(zāi)問題突出,地質(zhì)穩(wěn)定性低,因此評價(jià)指標(biāo)涉及地形起伏度、地基穩(wěn)定性、土壤緊實(shí)度、降水侵蝕力等方面。(2)生態(tài)狀況改善。主要從生境質(zhì)量和污染治理兩方面考慮,將植被覆蓋度、生態(tài)需水滿足率、水域濕地度、土壤有效深度、土壤有機(jī)質(zhì)含量、水體DO、COD、氨氮、總磷以及水體底泥平均污染指數(shù)納入指標(biāo)。(3)生態(tài)恢復(fù)能力增強(qiáng)。表征泰山生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)可持續(xù)性,將生物多樣性、橫向連通性指數(shù)作為指標(biāo)。

表1 泰山地區(qū)生態(tài)恢復(fù)成效評價(jià)指標(biāo)體系

3.2 恢復(fù)的監(jiān)測與管理

生態(tài)恢復(fù)的實(shí)施并非是生態(tài)恢復(fù)的終點(diǎn),恢復(fù)的動態(tài)監(jiān)測是生態(tài)恢復(fù)過程中的重要一環(huán)。為全方位提升泰山地區(qū)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)管能力,應(yīng)完善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取與調(diào)查、建立生態(tài)保護(hù)天地一體化監(jiān)管平臺,完善生態(tài)系統(tǒng)全覆蓋、全要素、全指標(biāo)生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系,監(jiān)控人為活動,及時(shí)預(yù)警生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。可參考“3S+N”生態(tài)目標(biāo)管理經(jīng)驗(yàn)(3S+N,指safe,stable,sustainable和non-pollution)[18],從生態(tài)系統(tǒng)完整性、脆弱性、敏感性、承載力等多角度表達(dá)發(fā)現(xiàn)問題,綜合運(yùn)用類比法、系統(tǒng)回顧法、情景模擬法、趨勢外推法、生態(tài)制圖法等[19]進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的監(jiān)測與評價(jià)。

運(yùn)用綜合效益評價(jià)、模糊評價(jià)、灰色系統(tǒng)理論、生態(tài)服務(wù)價(jià)值評估等方法[20]科學(xué)客觀地評估生態(tài)修復(fù)工程在生態(tài)、社會、經(jīng)濟(jì)等多方面的效益,并與預(yù)期的目標(biāo)進(jìn)行比對,驗(yàn)證所施行的工程環(huán)境保護(hù)措施是否有效、采取的工程技術(shù)手段是否合宜,保護(hù)與修復(fù)的措施執(zhí)行是否到位[21-22],從而為尚在開展的保護(hù)修復(fù)工程提出調(diào)整建議或補(bǔ)救措施,為其他類似地區(qū)將要開展的保護(hù)與修復(fù)工程的環(huán)境影響預(yù)測、控制和治理提供有利的借鑒。

4 結(jié)論與建議

本文基于恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論,以泰山地區(qū)為研究對象,分析地區(qū)生態(tài)退化的過程和機(jī)制,探討退化生態(tài)恢復(fù)和重建的思路。運(yùn)用物能循環(huán)和轉(zhuǎn)化的生態(tài)學(xué)原則診斷地區(qū)生態(tài)問題的關(guān)鍵所在,厘清生態(tài)退化問題的形成機(jī)理。針對泰山地區(qū)生態(tài)恢復(fù)與環(huán)境治理問題,提出了 “地貌重塑、植被重建、水體重構(gòu)、景觀重現(xiàn)”的生態(tài)恢復(fù)思路,促使自然生態(tài)重回正向演替,實(shí)現(xiàn)自然景觀的恢復(fù)重建。同時(shí)本文嘗試構(gòu)建了包括生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)、生態(tài)狀況和生態(tài)響應(yīng)三個(gè)維度的指標(biāo)體系來判斷生態(tài)恢復(fù)的成效。

恢復(fù)生態(tài)學(xué)強(qiáng)調(diào)圍繞生態(tài)系統(tǒng)的本底特征和恢復(fù)機(jī)理開展生態(tài)修復(fù)的“人為設(shè)計(jì)”,“山水林田湖草生命共同體”理念強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)和景觀要素的綜合性與整體性。兩者的結(jié)合有助于深入探索生命共同體要素之間的相互作用和影響,從而將各類生態(tài)資源的保護(hù)和修復(fù)納入統(tǒng)一的治理框架中,有助于統(tǒng)籌山水林田湖草生態(tài)修復(fù)和綜合治理。后續(xù)的研究需要進(jìn)一步深入各類生態(tài)退化問題的成因與過程,明確不同生態(tài)系統(tǒng)的分異性、地帶性、等級性、共軛性、主導(dǎo)因子等；加強(qiáng)生態(tài)恢復(fù)與重建的機(jī)理研究,遵循和諧共存、整體優(yōu)化、地域分異等生態(tài)學(xué)原理,把握好人與自然、局部與整體、發(fā)展與保護(hù)的關(guān)系,因地制宜實(shí)施生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工程；加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)后的動態(tài)監(jiān)測與適應(yīng)性管理,構(gòu)建完備的生態(tài)保護(hù)和修復(fù)效果評估與反饋機(jī)制。