天津?yàn)I海地區(qū)發(fā)展面臨的主要生態(tài)環(huán)境問(wèn)題及對(duì)策建議

薛蘋蘋，李 明

（1.上饒師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，江西上饒334001；2.交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院，天津300456）

天津?yàn)I海地區(qū)發(fā)展面臨的主要生態(tài)環(huán)境問(wèn)題及對(duì)策建議

薛蘋蘋1，李 明2

（1.上饒師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，江西上饒334001；2.交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院，天津300456）

作為天津市下轄的國(guó)家級(jí)新區(qū)、副省級(jí)區(qū)，同時(shí)也是國(guó)家綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)，天津?yàn)I海新區(qū)已成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的第三個(gè)增長(zhǎng)極。概述了天津?yàn)I海新區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)和大氣環(huán)境近年來(lái)發(fā)生的變化、環(huán)境檢測(cè)預(yù)警體系模型的應(yīng)用，以及在城市建設(shè)過(guò)程中的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，并在深入分析其成因的基礎(chǔ)上提出了改善當(dāng)?shù)貪竦厣鷳B(tài)環(huán)境和大氣環(huán)境的對(duì)策及建議。

濕地生態(tài)系統(tǒng)；大氣環(huán)境；模型預(yù)測(cè)；可持續(xù)發(fā)展

作為世界上生產(chǎn)力最高的生態(tài)系統(tǒng)之一，濕地生態(tài)系統(tǒng)是介于陸地生態(tài)系統(tǒng)與水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過(guò)渡性區(qū)域［1］。受到全球氣候變化的影響，僅上個(gè)世紀(jì)，全世界約有一半的濕地生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)消失［2］。濕地生態(tài)系統(tǒng)不僅具有對(duì)氣候變化的高度敏感性，對(duì)環(huán)境條件變化具有很好的反饋?zhàn)饔?，更重要的是，濕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境污染物具有一定的凈化能力，但是，這種能力是由其環(huán)境容量所決定的。當(dāng)污染物的濃度超過(guò)了濕地凈化的承載力時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致濕地生態(tài)系統(tǒng)平衡的喪失，使得濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能受損，濕地面積將會(huì)大大減少［3］。

大氣環(huán)境在地球生物圈中具有關(guān)鍵的作用和地位，它不僅提供生物新陳代謝所需的氧氣，也是生物碳和氮等大量元素的主要來(lái)源，同時(shí)，也是人類生產(chǎn)和活動(dòng)的重要場(chǎng)所［4］。隨著科技的發(fā)展，以及城市化速度的加快，越來(lái)越多的有害物質(zhì)進(jìn)入大氣中并長(zhǎng)時(shí)間停留導(dǎo)致大氣污染，進(jìn)而對(duì)人類生活環(huán)境、生產(chǎn)活動(dòng)和身體健康等都產(chǎn)生巨大危害。這些有害物質(zhì)主要由排放到空氣中的塵粒、煙?；螓}粒等氣溶膠以及各種工業(yè)廢氣、汽車尾氣等組成［5］。近年來(lái)，我國(guó)東部地區(qū)出現(xiàn)大面積大氣污染，排放到空氣中的顆粒與水汽結(jié)合形成霧霾。霧霾不僅會(huì)導(dǎo)致空氣質(zhì)量下降，使空氣的能見(jiàn)度降低，還會(huì)造成人類的呼吸系統(tǒng)發(fā)生病變甚至癌變，使得過(guò)敏等疾病的發(fā)病率均有所增加。當(dāng)霧霾嚴(yán)重時(shí)，屢見(jiàn)高速公路封閉，航班延誤甚至取消，給人們的身體健康和正常的生活出行造成了嚴(yán)重影響。

天津市濱海新區(qū)位于天津東部沿海，由于其地處環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈的中心地帶，因此被譽(yù)為“中國(guó)經(jīng)濟(jì)的第三增長(zhǎng)極”。自2005年以來(lái)，天津市濱海新區(qū)正式被納入國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，同時(shí)被寫入“十一五”規(guī)劃，成為了國(guó)家重點(diǎn)支持開(kāi)發(fā)的開(kāi)放型國(guó)家級(jí)新區(qū)。但目前該區(qū)域的環(huán)境容量已成為其開(kāi)發(fā)和開(kāi)放的最大限制性因素。隨著該區(qū)域重工業(yè)的快速發(fā)展，該區(qū)域內(nèi)的自然生態(tài)系統(tǒng)越來(lái)越受到人類的破壞性干擾，一方面由于新區(qū)重工業(yè)排放大量的廢水及廢氣，導(dǎo)致濕地退化和霧霾天氣日益加?。涣硪环矫嫔鷳B(tài)城市建設(shè)對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求更加嚴(yán)格，導(dǎo)致目前大氣污染及濕地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的環(huán)境問(wèn)題日益突出，長(zhǎng)此以往，濱海新區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)將面臨更加嚴(yán)重的危機(jī)，因此，對(duì)該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)是當(dāng)?shù)乜沙掷m(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重中之重。天津?yàn)I海新區(qū)的北大港濕地占地面積3.4萬(wàn)公頃，是天津市最大的濕地自然保護(hù)區(qū)，它同時(shí)還是亞洲東部候鳥(niǎo)南北遷徙的重要一站。該濕地生態(tài)系統(tǒng)的功能對(duì)于濱海新區(qū)的生態(tài)環(huán)境和大氣污染凈化都具有舉足輕重的作用。本文就天津新區(qū)所面臨的環(huán)境問(wèn)題，對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外報(bào)道進(jìn)行了綜述，以期對(duì)新區(qū)規(guī)劃及其方案的制定與實(shí)施提供理論借鑒。

1 濕地生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)與修復(fù)

1.1 濕地系統(tǒng)變化與健康狀況

天津濕地總面積約2020.55km2，可分為人工濕地與天然濕地兩大類，其中具有較高生態(tài)價(jià)值的各類天然濕地面積僅占總面積的3.56%，主要為草本沼澤、河流和海岸帶灘涂河口濕地［6］。由近10年來(lái)的遙感影像資料可知，天津僅存的濕地、灘涂等高生態(tài)價(jià)值的土地正向建筑用地、未利用地等開(kāi)發(fā)建設(shè)地大幅度轉(zhuǎn)化［7］，即，天津濕地正在逐步退化，面積逐漸縮小［8］。近30年中，隨著濱海新區(qū)的發(fā)展和土地利用強(qiáng)度的增大，其濕地總面積并沒(méi)有顯著減少，但自1979年以來(lái)，濕地生態(tài)系統(tǒng)的破碎程度卻呈持續(xù)上升的趨勢(shì)［9］。20世紀(jì)80年代至21世紀(jì)初期，濱海新區(qū)的濕地類型發(fā)生了較大的轉(zhuǎn)換，主要表現(xiàn)為自然濕地向人工濕地的轉(zhuǎn)變，以及沼澤濕地的大量消失。尤其是2008年至2009年間，由于城市建設(shè)的原因，自然海岸線附近被大量圍填占用的濱海灘涂濕地達(dá)90%以上［10］。目前，天津?yàn)I海濕地尚處于較健康水平，不過(guò)，也存在一些生態(tài)環(huán)境和管理方面的問(wèn)題。例如，水質(zhì)較差、水源補(bǔ)給率低等，這些都會(huì)影響到濕地生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展［11］。沿海地區(qū)的海域環(huán)境則存在中度干擾，例如，沿海工程建設(shè)嚴(yán)重污染近海區(qū)域的海洋生態(tài)環(huán)境［12］。

1.2 濕地系統(tǒng)的預(yù)測(cè)

天津?yàn)I海新區(qū)沿海濕地具有較高的生物多樣性，可提供各種生態(tài)功能。Zhang等利用城市生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型（PSR）研究了2005－2009年天津新區(qū)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)果表明在該時(shí)間段內(nèi)，這一地區(qū)的城市生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)壓力持續(xù)上升［13］；Ma和Zhan等于2012年分別采用馬爾科夫鏈模型對(duì)天津新區(qū)的濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了模擬預(yù)測(cè)，認(rèn)為未來(lái)自然濕地將會(huì)大幅衰減［14，15］，而造成濕地變化的主要原因是人類活動(dòng)的污染及工程建造等因素［16］，可見(jiàn)生態(tài)保護(hù)在濱海新區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中需引起足夠重視，否則將會(huì)引起自然濕地的減少，甚至喪失。

1.3 濕地系統(tǒng)的治理

由于濱海新區(qū)緊靠渤海灣，海拔低，地下水位高，進(jìn)行單純的濕地恢復(fù)將面臨諸多困難。濱海新區(qū)綠化采用人工換土的方式，引入大量外來(lái)植物，導(dǎo)致鄉(xiāng)土植物被破壞，且濕地水質(zhì)污染嚴(yán)重，致使大量水生植物和動(dòng)物迅速減少。孟偉慶等認(rèn)為可選擇優(yōu)先濕地恢復(fù)區(qū)，采用林草地＋濕地恢復(fù)的模式，保護(hù)鄉(xiāng)土植物，提高生物多樣性［17］。但由于新區(qū)氣候干燥，蒸發(fā)量約為降雨量的3倍，水資源短缺，其濕地修復(fù)必然消耗大量水源。張曉春等則建議將天津?yàn)I海濕地的生態(tài)修復(fù)需水分為最低、最適和最高三種生態(tài)需水量，分別為177.68×106－276.85×106、539.23×106－807.81×106、1206.55×106－1409.02×106m3［18］。馬春等于2012年在分析濕地生態(tài)恢復(fù)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，提出了天津?yàn)I海新區(qū)包括蓄水型濕地和溪流型濕地兩大類型的14種濕地生態(tài)恢復(fù)模式［19］，并于2013年采用AHP分析法研究了交通建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，提出了生態(tài)恢復(fù)適宜性分析的程序和建立生態(tài)修復(fù)適宜性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，構(gòu)建了新型的水環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，該體系將常規(guī)項(xiàng)目和微量污染項(xiàng)目相結(jié)合，在自動(dòng)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，主要以手工采樣和實(shí)驗(yàn)室分析為主要手段［20］。在天津?yàn)I海新區(qū)內(nèi)，對(duì)居民飲用水集中的地區(qū)對(duì)主要水文和水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，盡量做到全面掌握居民飲用水的水質(zhì)變化情況，以保障引用水源的安全；對(duì)地表水環(huán)境的變化，則建議布設(shè)地下水環(huán)境的人工監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)；同時(shí)，對(duì)水環(huán)境數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析方面的軟件的開(kāi)發(fā)也有助于更好地增強(qiáng)對(duì)環(huán)境污染事故的預(yù)警功能［21］。

2 大氣環(huán)境

2.1 天津新區(qū)大氣環(huán)境

自2001至2010年，天津市空氣污染天數(shù)為768天，占總天數(shù)的21.34%，污染物SO2與輕微或輕度污染有較高的相關(guān)性，而可吸入性顆粒為中、重度污染的首要污染物。由于冬季供暖燃燒石化燃料所產(chǎn)生大量可吸入性顆粒，導(dǎo)致天津冬季空氣污染嚴(yán)重［22］。而新區(qū)CO和PM10相對(duì)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)超標(biāo)率為2%和38%，PM2.5相對(duì)WHO標(biāo)準(zhǔn)（75μg／m3）超標(biāo)率為31%，濱海新區(qū)大氣污染受局地排放和外源輸送共同的影響［23］。局地排放主要來(lái)自工業(yè)排放廢氣為主，制藥源和自行車噴漆車間的排氣中甲苯比例分別為79.1%和94%；石化企業(yè)源中總二甲苯比例超過(guò)60%；橡膠企業(yè)脫硫工序，排放以硫化物為主；樹(shù)脂合成工業(yè)，主要原料苯乙烯在排氣中檢出比例高達(dá)51.8%；煉油源排氣成分復(fù)雜，以鹵代烴和硫化物為主。同時(shí)各類工業(yè)源均存在一定的惡臭污染，橡膠、煉油源的硫化物污染，樹(shù)脂合成工業(yè)源的苯乙烯污染，石油化工源的混合污染，都應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視［24］。西南方向氣流易造成污染物積累，其次是東北方向，而東和東南氣流最有利于污染物擴(kuò)散；各污染物具體表現(xiàn)為NOx主要受局地源控制；SO2主要受外來(lái)輸送的影響；CO和PM2.5同時(shí)受本地源和外來(lái)源的共同影響；PM10秋季表現(xiàn)為本地源污染，而冬季為本地源和外來(lái)源的共同影響［25］。

2.2 礦物質(zhì)顆粒排放的模擬及污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

數(shù)學(xué)模型可以模擬顆粒物排放的有效途徑，鑒于目前冪函數(shù)模型預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確，會(huì)出現(xiàn)弱風(fēng)高估、強(qiáng)風(fēng)低估的現(xiàn)象，Zhan等于2012年發(fā)現(xiàn)了煤顆粒濕度對(duì)其臨界摩擦速度的影響與煤顆粒的粘合作用以及其親水性有關(guān)，并建立新型模型，這種新模型可以應(yīng)用于其他受風(fēng)顆粒上面［26］。礦物質(zhì)顆粒的啟動(dòng)風(fēng)速不僅與粒徑有關(guān)，也與水分有關(guān)，可利用經(jīng)典模型及水分影響理論分析獲得顆粒啟動(dòng)風(fēng)速的新模型［27，28］。Zhang X C以及Zhan S等于2011及2013年通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)顆粒物排放因子對(duì)礦產(chǎn)的加載過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，是一種新方法開(kāi)發(fā)與測(cè)試［29－31］。污染場(chǎng)地健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是污染場(chǎng)地污染治理的依據(jù)［32］，在污染治理中具有重要作用，可利用暴露評(píng)估、LEC法以及Delphi法建立快速、有效的對(duì)區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)評(píng)價(jià)的方法［33］。

2.3 大氣污染治理

按照“十二五”規(guī)劃的新要求，郭勝華等認(rèn)為需在濱海新區(qū)的各功能區(qū)域?qū)υ械谋O(jiān)測(cè)站進(jìn)行完善，同時(shí)建立大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，于整個(gè)新區(qū)內(nèi)構(gòu)建一個(gè)大氣環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)［34］；建立霧霾研究實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展霧霾的形成機(jī)理，精確定位污染源頭［35］，對(duì)一些環(huán)境污染較重的問(wèn)題，例如溫室氣體、灰霾、PM2.5、PM10等，應(yīng)加大對(duì)這些特征污染物的監(jiān)測(cè)力度，以做到及時(shí)和有效的預(yù)警，使實(shí)際環(huán)境質(zhì)量的數(shù)據(jù)顯示與評(píng)價(jià)體系以及廣大群眾的實(shí)際感受相一致［34］。

3 對(duì)策建議

對(duì)于天津?yàn)I海新區(qū)而言，只有實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，才能改善市民的生存環(huán)境，有效促進(jìn)新區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但長(zhǎng)期以來(lái)，人類為追求經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的干擾日益加劇，由于對(duì)自然資源不合理的利用，導(dǎo)致濕地退化、大氣污染等環(huán)境惡化，自然生態(tài)系統(tǒng)處于非可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)［36］，對(duì)人類的生存和發(fā)展構(gòu)成了極大的威脅，從而使濱海新區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到了很大影響。盡管新區(qū)的生態(tài)環(huán)境治理正向著積極的方向發(fā)展，但由于自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、科技水平等因素共同影響新區(qū)的長(zhǎng)期發(fā)展，針對(duì)新區(qū)特定的情況，結(jié)合前人研究的結(jié)果，筆者提出如下建議：

3.1 優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，減少濕地系統(tǒng)破碎化、單一化

天津?yàn)I海新區(qū)作為以濕地為主的區(qū)域，其經(jīng)濟(jì)發(fā)展應(yīng)與土地利用結(jié)構(gòu)相結(jié)合，在追求經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也要考慮到環(huán)境的生態(tài)承載力。土地利用類型的不同會(huì)產(chǎn)生不同的生態(tài)系統(tǒng)功能和生產(chǎn)模式。通過(guò)將環(huán)境生態(tài)承載力、經(jīng)濟(jì)效益、土地利用空間格局等作為指標(biāo)進(jìn)行土地利用的優(yōu)化配置；建立濕地系統(tǒng)生態(tài)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)絡(luò)［20，37，38］，對(duì)濕地類型、數(shù)量以及空間結(jié)構(gòu)等進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)，盡量做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止其繼續(xù)惡化，尤其要減少天然濕地的破碎化以及人工濕地的單一化。

3.2 加強(qiáng)廢水廢氣源頭的控制，減少其排放量

由于天津?yàn)I海新區(qū)廢水廢氣污染主要來(lái)自于煤炭燃燒以及工業(yè)廢水廢氣［39］等，因此煤炭燃燒設(shè)備的管理以及工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整應(yīng)引起重視。政府部門需制定強(qiáng)制性措施，加強(qiáng)監(jiān)督對(duì)鍋爐的改造，采用清潔能源代替燃煤作為主要能源［40］，同時(shí)，須加強(qiáng)對(duì)燃煤質(zhì)量的管理，依據(jù)污染潛勢(shì)、燃燒性能和自吸附能力，將煤炭分類［41］，減少劣質(zhì)煤污染物的排放；工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整則主要是將高能耗、高污染、資源型企業(yè)向低能耗、低污染甚至于無(wú)污染型企業(yè)轉(zhuǎn)變，降低生產(chǎn)規(guī)模，加大對(duì)污染物的防治力度［42］，合理調(diào)整能源結(jié)構(gòu)［43，44］，以減少?gòu)U氣廢水的排放。另外，在濱海新區(qū)設(shè)定局部范圍，建立海洋特別保護(hù)區(qū)，為有效利用海洋資源，保護(hù)海洋環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障［45］。

3.3 提高濕地系統(tǒng)的修復(fù)能力

清理濕地水體下的淤泥可清除部分水體內(nèi)源污染物，使水體因底質(zhì)污染物釋放而導(dǎo)致的“湖泛”的發(fā)生率降低。常用的生物修復(fù)方式包括對(duì)已經(jīng)污染的濕地水體采用微生物修復(fù)、水生植物修復(fù)等方式，具體的可選用能吸收、富集甚至分解污染物的動(dòng)植物和微生物來(lái)凈化水資源，以逐漸改善水體污染狀況；篩選適應(yīng)性強(qiáng)的鄉(xiāng)土植物，對(duì)不同污染濕地進(jìn)行種植實(shí)驗(yàn)，提高濕地的植物多樣性，增強(qiáng)其系統(tǒng)修復(fù)能力。

3.4 加強(qiáng)監(jiān)管力度，強(qiáng)化責(zé)任追究

當(dāng)前，如要解決嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，需要全面推行法律制度，對(duì)重點(diǎn)排污單位要嚴(yán)格督查，不能存在姑息現(xiàn)象。加大處罰力度，發(fā)現(xiàn)一起查處一起，提高違法成本。由于生態(tài)環(huán)境治理是一項(xiàng)綜合的、系統(tǒng)的工程，它需要各個(gè)部門以及不同學(xué)科之間互相配合，并建立詳細(xì)的分工，每個(gè)分工都要有明確的責(zé)任制度、考評(píng)制度以及責(zé)任追究制度。只有通過(guò)新的政策規(guī)劃方案來(lái)支援濱海新區(qū)緊湊、高密度的發(fā)展，才可能使環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展［15］，才可使經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)保持平衡。

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Main Ecological Environmental Problems and the Countermeasures and Suggestions during the Development of the new Developed Area of Binhai in Tianjin

XUE Ping－ping1，Ll Ming2

（1.School of Life Science，Shangrao Normal University，Shangrao Jiangxi 334001，China；2.Tianjin Research Institute of Water Transport Engineering，Tianjin 300456，China）

The new developed area of Binhai in Tianjin is a deputy provincial district under the jurisdiction of Tianjin，national new district and national comprehensive reform pilot area.The present article summarized the changes of this area in wetland ecosystems and the atmosphere environment in recent years，application of environmental monitoring and early warning system models and the ecological problems in the process of urban construction.Based on the analysis of the causes of the environmental problems，the countermeasures and suggestions to improve the ecological environment and the atmospheric environment were put forwarded.

wetland ecosystem；atmospheric environment；model prediction；sustainable development

X171

A

1004－2237（2016）03－0090－05

10.3969／j.issn.1004－2237.2016.03.018

2015－09－11

薛蘋蘋（1980－），女，山東德州人，講師，博士，主要從事恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究。E－mail：xuepingpingsky＠163.com