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水库水土保持弹性景观功能研究进展

2021-01-07何洪名杨硕果徐鹏

河南水利与南水北调 2021年1期
关键词:水土保持弹性水库

何洪名,杨硕果,徐鹏

(华北水利水电大学测绘与地理信息学院,河南 郑州 450046)

0 前言

随着科学技术进步,社会生产力不断提高,人类逐渐增强对自然资源的开发与利用,已迫使不单是小的局部环境,甚至大到整个生态系统的结构和功能都或多或少的发生了改变,李瑾等在《生态系统健康评价的研究进展》中阐述了人类发展过程资源消耗增加所造成的环境退化问题,进而对生态系统健康进行了客观的分析。弹性“resilience”来源于拉丁文“resilio”,意思是在弹性限度内,物体受到一定的外力,当外力消失后物体能恢复到最初状态的性质。在生态学领域中,生态学家Holling提出生态系统本身就具有自我修复的能力,即使受到外界的干扰也能维持主要的特征、结构与功能,这就是生态系统的“弹性”。随后生态系统的“弹性”概念内容逐渐丰富,并延伸到各个学科进行相应的研究。近年来,弹性的概念多被引用于城市规划中,出现了“弹性城市”“土地弹性利用”等概念。水库作为重要的水利工程,将弹性景观的理念引入水库水土保持中,借鉴国内外弹性相关理论,进行水库生态功能评价研究,为保障区域生态环境良性发展和水库安全运行、充分发挥水库经济效益、生态效益和社会效益提供理论基础。

1 水库工程生态景观研究现状与分析

针对水库保护与水库水土流失问题,结合相应的景观规划策略进行分析,例如:在隐士湖水库景观规划设计中,通过对地域文化梳理、水利生态系统规划、景观规划设计方法等方面论述,提出了自然生态和人文历史相结合的设计理论方法,着重从隐士湖的区域定位以及功能应用等方面入手发掘出隐士湖现存各方面问题并提出解决方法。得出结论:中国水库存在开发利用效率不高和管理不科学的问题,就水库保护与水库景观规划存在的问题,提出了建设水库景观防护林、根据水库情况确定景观类型、加强水库景观文化的建设与宣传工作。从水库开发保护与利用、水库功能区划分、景观规划分析这几个方面提出相应的设计方法,得出水土保持与水库景观相结合的规划方案。

通过分析可知,关于水库工程生态景观方面的研究,均系统的将景观设计与水库生态建设相结合,并提出适应于水库工程的解决办法,但仅仅是描述生态景观对水库的作用,并未对这一作用的能力进行评定,因此是今后一段时期内水库生态景观研究领域的一个方向。

2 生态弹性景观研究现状与分析

“弹性”是一种动态特征,在生态系统中,弹性被解释为面对变化时还可以持续运作的动态特征,尼尔.G.科克伍德在对“弹性”这一概念进行研究后提出:生态系统本身具有承受扰乱却不至于崩溃的能力,是生态系统本身拥有的自我恢复和适应未来变化的能力,总结为生态系统的“弹性”,这也能为人类预测风险和规划未来提供了一种思路,他对当下风景园林规划进行了分析,讨论了“弹性景观”思想应与风景园林相结合这一想法,论述了“弹性景观”理念可应用于现代都市建设,并推动城市可持续发展的这一问题。城市滨水景观,例如:城市的湿地斑块拥有强大的生态服务功能,因其本身具有强大的自我修复能力,使得区域内能够形成良好的可持续发展,拥有较高水平的生态弹性度,可以提高城市生态承载力,在许多城市中起到改善城市生态环境的重要作用。在现代城市理论研究中,引入弹性城市的理念,结合城市的景观基础设施和适应性,分析了城市景观基础设施对提高城市面对生态变化的能力,为现代城市规划和建设提供了一个新的思路。在郑州中牟雁月湖水系整治工程中,基于“弹性景观”的理念对城市滨水生态系统进行了分析,通过对河道和生态景观治理、景观布局以及滨水生态种植等诠释了“弹性景观”的理念,以实践证明弹性景观”建设在城市滨水生态系统中的可用性和实用性,对城市水生态系统和滨水生态系统的弹性景观建设起到了指导作用。从水库生态系统出发,结合生态弹性、工程弹性和社会管理弹性,发掘水库生态系统的潜在弹性功能,有利于将弹性概念引入水库水土保持景观,提出水库水土保持弹性景观概念、建立水库水土保持弹性景观功能理论。

将弹性景观概念应用于实际中,大多是在介绍规划与建设的内容,而对生态弹性景观理论的阐述、功能的分析和实际应用效果的评定却很少。通过对水库水土保持和生态弹性景观的研究,归纳相关理论,提出水土保持景观弹性功能概念,开展水土保持景观弹性功能研究,是水土保持研究的一个新的方向。

3 水库工程水土保持弹性景观功能研究现状与分析

在早期的水库水土保持研究中,虽然也是秉承着可持续性发展的理念,但是具体的建设和规划都是相对静态的,而弹性理念则可以更灵活地处理水库水土保持景观中的复杂情况。针对不断变化的外界干扰,弹性理念的适应性与恢复性可以更好地对抗不确定风险,能够有效地解决在水库水土保持景观发展过程中的矛盾,从长远角度来看也能更好地维持效益。随着人类活动,曾经相对稳定的地方逐渐侵蚀,就会导致发生水土流失的现象。例如:水库工程的建设将会导致当地严重的植被破坏跟土地扰动,会造成大面积水土流失甚至影响当地生态环境,侵蚀泥沙进入水库并沉积,降低了水库库容,削弱了防洪调蓄功能,造成了效益损失。对此,水库的水土保持研究就显得尤为重要,在对官厅水库水土保持的调查研究中,评估了不同植被覆盖度对径流深、产沙量的影响,得出怎样规划水土保持植物措施能够在官厅水库上游取得最大收益的方法,在考虑植物种类多样性、丰富度指数、均匀度指数、盖度与多样性指数的基础上,建立水库水土保持植物措施,保证了水库的水土保持建设,也为北京山区生态安全研究提供了理论基础。在水库的水土保持工作中主要是预防水土流失和对水土流失的治理。其中水库水土流失的预防是最为重要的环节,通过提前预估可能产生的水土流失和对水土流失可能造成的危害进行分析,系统的规划水土保持布局与治理模式,建立工程措施、植物措施、临时措施防治体系,能有效防治水土流失,改善水库区域生态环境与水文环境。但这一理论目前还未广泛应用于水库水土保持中,针对水库开展的水土保持弹性景观功能研究则更少,因此这势必会成为水土保持研究的一个新方向。

4 水库工程景观生态评价研究现状与分析

尖岗水库是郑州市城市备用水源水库,对水库进行生态健康压力评估指标分析得出结论:水库流域范围正处于生态退化的阶段,重要生态景观斑块破碎,植被覆盖减少,水源涵养功能降低;流域内污染排放加重,物种多样性降低。应采取相应的治理措施,防止水库流域生态环境进一步恶化,促进生态结构和功能的恢复。在辽河流域红山、观音阁、大伙房三座典型水库生态评价中,分三个响应层次对生态效应进行识别,用AHP法构建流域典型水库生态效应评价指标体系和综合指数评价模型,将响应综合指数分为八个级别,即负效应程度特别严重、严重、一般、轻微和正效应程度较弱、一般、良好、优秀,对三座水库进行生态效应评价。密云水库库区近年来森林景观生计得以改善,基于土地利用现状对具有生态效益的森林景观保护区进行划分,再对划分的景观区进行生态健康分析评价,为库区经济发展与生态景观的恢复提供理论基础。

生态景观可以理解为一个动态变化的过程,是不同生态系统所组成的整体空间结构。通过生态分析评价对景观各结构功能进行量化评估,使生态景观功能在水库水土保持中充分体现,有利于水库水土流失防治的研究,使生态环境及景观得到有效保护与改善。

5 结语

通过查阅国内外关于水土保持生态景观、弹性景观、水库弹性景观功能等研究内容,多数为景观格局、生态环境效益分析、景观生态风险变化、生态安全评价等方面的实践成果。在城市规划建设方面,结合了弹性景观概念,但也是作为辅助城市规划被引用的。因此可以看出,在进行水土保持弹性景观功能分析及生态评价时以水库为研究对象的文献非常少,未见到系统的理论成果。因此引入弹性景观概念,进而将水土保持弹性景观功能研究应用于水库工程,具有重要的理论和实践意义。

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