基于恢復生態(tài)學的洞庭湖區(qū)“山水林田湖草”生態(tài)修復研究

楊勝蘇,劉衛(wèi)柏

1 江西財經(jīng)大學經(jīng)濟學院, 南昌 330032 2 湖南理工學院體育學院, 岳陽 410011 3 湖南科技學院經(jīng)濟與管理學院, 永州 425199

黨的十九大報告中提出“加快生態(tài)文明體制改革,建設(shè)美麗中國”的戰(zhàn)略目標。習近平總書記從生態(tài)文明建設(shè)的整體視野提出“山水林田湖草是生命共同體”的論斷,強調(diào)“統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理”、“全方位、全地域、全過程開展生態(tài)文明建設(shè)”[1]。生態(tài)文明建設(shè)成為可持續(xù)發(fā)展道路的必然選擇,全國各地也在采取可行措施大力推動區(qū)域生態(tài)恢復,開展“山、水、林、田、湖、草”全面保護、整體修復和全面、系統(tǒng)治理。但是,由于區(qū)域生態(tài)修復缺乏體統(tǒng)、整體理念和總體統(tǒng)籌方法,存在各自為政、分頭推進、分割與分散生態(tài)要素治理、局部生態(tài)修復效果明顯但整體生態(tài)修復效果不典型等突出問題[2- 3],亟需從生態(tài)系統(tǒng)視角整體考慮國土空間,實現(xiàn)系統(tǒng)考慮、整體施策。

洞庭湖是中國第二大淡水湖,也是長江流域發(fā)揮重要調(diào)蓄功能的湖泊。洞庭湖區(qū)是長江流域中游的重要生態(tài)子系統(tǒng)之一,在生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用、具有重要地位,是湖南乃至全國的“魚米之鄉(xiāng)”,自然資源極為豐富,也是產(chǎn)出農(nóng)產(chǎn)品滿足全國需求的重點地區(qū)。近數(shù)十年來,由于自然災害及人類過度開發(fā)等不合理利用的各種因素影響,水土流失、土壤重金屬污染、土壤退化等生態(tài)問題日益嚴重,人地矛盾、人與自然存在十分尖銳的沖突,對洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)均衡和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展帶來威脅。因此,采取可行措施推進生態(tài)修復尤為迫切。但是,當前的生態(tài)修復工程一般對生態(tài)系統(tǒng)各要素的相互聯(lián)系和協(xié)同配合重視不夠,加之生態(tài)修復規(guī)劃滯后,生態(tài)修復項目進展不同,各個部門存在部門分割、各自為政現(xiàn)象,采取部門單一規(guī)劃替代全面系統(tǒng)規(guī)劃,導致生態(tài)系統(tǒng)修復存在分散治理缺陷,生態(tài)系統(tǒng)修復的全面性、整體性、系統(tǒng)性略顯不足等弊端。洞庭湖區(qū)生態(tài)修復究竟如何貫徹和落實“山水林田湖草生命共同體”發(fā)展理念,是今后發(fā)展亟需破解的重大課題。

人口過快增長、過渡開墾、過渡放牧及毀林開荒等各種不科學、不合理的活動導致的生態(tài)系統(tǒng)退化,成為經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的嚴重障礙[4],亟需采取生態(tài)恢復措施。生態(tài)恢復主要是指可行技術(shù)、方法和手段恢復那些受損、毀壞和退化的生態(tài)系統(tǒng)的過程[5]?；謴蜕鷳B(tài)學自1987年誕生以來發(fā)展十分迅速[6],是研究生態(tài)恢復原理和生態(tài)恢復過程的科學,能夠?qū)崿F(xiàn)理論與實踐的有機融合[7],90年代以來呈快速增長趨勢[8],國外生態(tài)修復理論研究主要包括群落構(gòu)建[9]和生態(tài)位[10]等,生態(tài)修復技術(shù)主要包括土壤[11]與植物修復[12]等。國內(nèi)學者在生態(tài)修復領(lǐng)域也進行了系列研究,提出地貌重塑與景觀重現(xiàn)等生態(tài)修復模式[13]。梳理國內(nèi)外研究文獻發(fā)現(xiàn),國內(nèi)外關(guān)于生態(tài)修復的研究還不夠全面和完善,一些技術(shù)沒有考慮地域差異,實用性不強。因此,本文在深刻領(lǐng)會習近平生態(tài)文明重要思想基礎(chǔ)上,秉持山水林田湖草是生命共同體的理念,利用恢復生態(tài)學的理論分析框架,以洞庭湖區(qū)為研究對象,分析洞庭湖區(qū)生態(tài)退化的過程和生態(tài)退化的機理,探求生態(tài)系統(tǒng)退化過程中實現(xiàn)生態(tài)恢復和生態(tài)重建的思路和路徑。

1 生態(tài)系統(tǒng)退化評測

1.1 研究區(qū)概況

洞庭湖區(qū)橫跨湖北與湖南兩省,是長江流域重要的國際濕地,在國內(nèi)享有“天下糧倉”的美譽,擔負維護國家糧食安全、長江流域生態(tài)安全與水資源安全的重任。洞庭湖位于湖北荊江河段南部、湖南省北部,經(jīng)度介于28°30′—30°20′N之間,緯度介于110°40′—113°10′E之間,南納湘水、資水、沅水、澧水,北接太平、調(diào)弦、松滋、藕池四口來水,東部由城陵磯注入長江,具備維持江湖水域生態(tài)平衡的核心作用和功能[14],于1994年被國務(wù)院確定為國家級自然保護區(qū)。洞庭湖區(qū)包括湖北省的荊州市、湖南省的岳陽市、常德市與益陽市及長沙市望城區(qū),整個區(qū)域規(guī)劃面積6.05萬km2,常住人口0.22億[15]。該區(qū)是全國重要的商品糧、魚、油、棉生產(chǎn)基地,生態(tài)修復研究對統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展,實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興,以生態(tài)文明建設(shè)統(tǒng)領(lǐng)經(jīng)濟社會發(fā)展全局具有重要的作用和意義。

目前,洞庭湖區(qū)生態(tài)環(huán)境面臨的主要問題突出表現(xiàn)在如下幾個方面：

①土壤重金屬污染問題。由于有色金屬利用帶來的礦山開采、金屬礦冶煉及礦產(chǎn)品加工等生產(chǎn)活動帶來重金屬進入水、土壤和大氣中引發(fā)重金屬污染,產(chǎn)生嚴重的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量問題[16]。土壤被重金屬污染的耕地不僅對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴重破壞,而且通過食物鏈嚴重損害人體健康[17]。洞庭湖區(qū)2016—2018年土壤重金屬Pb、Cd、Hg、As和 Cu的平均濃度依次為53.33mg/kg、1.62mg/kg、0.27mg/kg、26.8mg/kg和 37.72mg/kg[18],土地重金屬濃度均高于區(qū)域土壤環(huán)境背景值,且Cd和As的濃度超出《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》(GB15618—2018)。

②水環(huán)境問題。三峽工程蓄水以后,改變了蓄水以前形成的江湖關(guān)系,湖北荊江三口流入洞庭湖的水沙量急劇銳減,湖泊自凈能力大大降低,水質(zhì)為Ⅴ類和劣Ⅴ類的比例為54.55%：45.45%[19]。影響洞庭湖水質(zhì)類別的主要污染物為TN 和TP[20],《長江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測公報》[21]顯示,2015—2018年西、南、東洞庭湖TN平均值分別為1.34、1.54、1.74mg/L。洞庭湖區(qū)水體遭受氮磷污染十分嚴重,部分支流氮磷濃度居高不下,水體富營養(yǎng)化態(tài)勢沒有得到有效遏制,湖泊水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)退化勢頭。浮游植物優(yōu)勢種群由1988年至1991年期間的隱藻、硅藻轉(zhuǎn)變成1992年至2018年期間的硅藻、綠藻,且富營養(yǎng)化代表藍藻的比例快速上升。另外,洞庭湖區(qū)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)生的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活污水進入洞庭湖,也進一步惡化了洞庭湖水環(huán)境污染的態(tài)勢。加之水產(chǎn)養(yǎng)殖和圍墾種植、圍湖造田,導致濕地面積大幅度縮減,洞庭湖濕地面積從1980年的2649.07km2縮減到2015年的2416.47km2[22],凈減少232.6km2,引發(fā)濕地生態(tài)系統(tǒng)退化,鳥類的棲息地減少,嚴重威脅鳥類的生存。

③生物多樣性和植被退化問題。洞庭湖區(qū)植物品類豐富多樣,但是,栽種植物比重不低,約占現(xiàn)有植物總量的三成以上,并且有逐年遞增的態(tài)勢[23]。人工林及人工栽種楊樹存在許多先天缺陷,主要體現(xiàn)在種植結(jié)構(gòu)單一、種植密度大,森林生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮的作用和功能弱化、水土保持能力下降、防治森林病蟲害的能力低下等等。毀林采礦或者露天采石極易破壞植被和土地,引發(fā)荒漠化,惡化動植物的生存環(huán)境,嚴重危害動植物的生存,洞庭湖生物多樣性熱點區(qū)平均斑塊面積從1990年的7823.5hm2降低到2013年的3977.2hm2[24],表明熱點區(qū)破碎程度惡化,生態(tài)功能趨于弱化。

④農(nóng)村土地利用問題。工業(yè)化進程和城鎮(zhèn)化進程的加快,為了滿足工業(yè)生產(chǎn)和城市建設(shè)用地需求,大量農(nóng)村土地轉(zhuǎn)化為城鎮(zhèn)建設(shè)用地,洞庭湖區(qū)建設(shè)用地總面積在1995年至2015 年間增加了808.6km2[25]。有色金屬開采也占用了大量珍貴的土地資源,采礦形成的工礦廢棄用地的復墾難度和再利用難度很大,土地資源利用的可持續(xù)面臨威脅、受到嚴重破壞,土地的耕作層逐漸變少變薄,土壤理化性狀逐漸惡化,土地污染程度日益加重,等等。

1.2 生態(tài)系統(tǒng)退化過程與退化機制

1.2.1“山水林田湖草”生命共同體的物能循環(huán)與物能轉(zhuǎn)化

生命共同體中發(fā)揮作用的各要素及由此形成的各個子系統(tǒng)在生態(tài)循環(huán)過程中體現(xiàn)了相互作用、相互影響、相互聯(lián)系和相互制約的關(guān)系,“山水林田湖草”生命共同體中各要素在生命共同體中發(fā)揮的作用、居于的位置、所處的層級各不相同,但是,生命共同體各要素及由此形成的子系統(tǒng)發(fā)揮的生態(tài)服務(wù)功能與生態(tài)服務(wù)價值是各個要素依托物能循環(huán)和物能轉(zhuǎn)化共同作用和相互聯(lián)系所形成的。倘若生態(tài)系統(tǒng)中物能的流動與物能的轉(zhuǎn)換在某個環(huán)節(jié)、某一過程或者多個環(huán)節(jié)、多個過程產(chǎn)生功能異?；虺霈F(xiàn)功能缺失,超出生態(tài)系統(tǒng)平衡點一定范圍內(nèi)正常波動而產(chǎn)出的平衡點不正常位置移動,就會影響或損害均衡生態(tài)系統(tǒng)的原有功能和作用,生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就難以實現(xiàn),也會因此降低生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力,相應減弱生態(tài)的抗逆能力,由此形成生態(tài)系統(tǒng)退化。

水是生命之源,水治理是洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)修復需要關(guān)注的關(guān)鍵影響因素。水文循環(huán)與水文轉(zhuǎn)化與洞庭湖區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展演變存在非常密切的聯(lián)系。洞庭湖區(qū)的水循環(huán)主要包括兩大水循環(huán),分別為內(nèi)陸與海陸水循環(huán),主要涉及到水蒸發(fā)、大氣水分輸送、地表水循環(huán)、地下水循環(huán)及形式多樣的水資源存貯蓄積。天然降水、自然蒸發(fā)和洞庭湖及其徑流所形成的水循環(huán)路徑?jīng)Q定著洞庭湖區(qū)的水資源平衡,由此決定洞庭湖區(qū)的水資源總量。洞庭湖區(qū)內(nèi)陸水循環(huán)是指湖區(qū)陸地水通過植物蒸騰和水分蒸發(fā)作用被高高帶入空中再以天然降水返回陸地的過程,海陸水循環(huán)是指海洋中的水通過水分蒸發(fā)作用被帶入海洋高空由于風力作用依靠水汽輸送到達陸地高空再以天然降水到達陸地表面,然后經(jīng)江河湖海等地表徑流和地下水等地下徑流再返回海洋的過程,通過內(nèi)陸和海陸水循環(huán)可以保障陸地水不斷循環(huán)再生的生態(tài)系統(tǒng)平衡。如果這個區(qū)域里面的地面植被由于人為因素遭受大量破壞,地表植物減少,就會相應減弱植物的蒸騰作用,相應降低輸入到高空的水汽。另一方面,地表植被破壞也會顯著影響涵養(yǎng)地下水源的能力,導致地下徑流明顯減少,也減弱了對大氣降水的阻截能力,造成地下水位降低甚至引發(fā)地下水枯竭,最終的結(jié)果是導致這一區(qū)域的降水明顯減少。當區(qū)域內(nèi)的地表植被遭受破壞后,極易出現(xiàn)水土流失,流失會帶走土壤中大量的營養(yǎng)物質(zhì),導致土地沙化；而流失的土壤營養(yǎng)物質(zhì)流入水體后會污染水源,甚至引發(fā)泥石流等破壞力巨大的地質(zhì)災害,進一步惡化生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,進入惡性的生態(tài)循環(huán)。因此,和諧穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)是維持“山水林田湖草”生命共同體的物能循環(huán)與物能轉(zhuǎn)化健康運行的關(guān)鍵,生態(tài)系統(tǒng)中各要素及由此形成的子系統(tǒng)構(gòu)成彼此密切聯(lián)系、相互影響的生態(tài)整體,需要構(gòu)建、樹立生命共同體理念。

1.2.2生態(tài)系統(tǒng)惡性循環(huán)：生態(tài)受損與生態(tài)退化

生態(tài)系統(tǒng)的物能循環(huán)與物能轉(zhuǎn)讓基本原則與“山水林田湖草”生命共同體的基本理念具備實踐執(zhí)行與理論研究的一致性。貫徹踐行“山水林田湖草”生命共同體基本理念要求在生態(tài)系統(tǒng)維持與修復中按照生態(tài)系統(tǒng)全面性、系統(tǒng)性的特點及其內(nèi)在規(guī)律要求,綜合統(tǒng)籌流域上游與流域下游、地表地下、海洋陸地、山上山下及自然生態(tài)環(huán)境各要素。根據(jù)“山水林田湖草”生命共同體中各影響要素在生態(tài)運行過程中的相互聯(lián)系、相互制約的相互影響關(guān)系,本文梳理了洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化過程及退化機制,如圖1所示。

圖1 洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化過程Fig.1 Ecosystem degradation process in Dongting Lake region

三峽工程蓄水,導致上游來水減少,洞庭湖枯水期提前和存續(xù)時間延長,惡化濕地的水環(huán)境,加之圍湖造田等人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的外力因素破壞濕地,導致濕地面積縮減的速度和進程大大加快,賴以濕地生存的植物和動物種群棲息地減少,受此影響減少了生物的多樣性。有色金屬開采這種強烈影響地表的人類活動外力干擾嚴重破壞了地區(qū)內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu),典型表現(xiàn)為有色金屬開采礦區(qū)內(nèi)的地質(zhì)地貌遭受嚴重損害,存在許多地貌塌陷。有色金屬開采因礦道疏干大幅度排水導致地下水不合理外排,大幅度降低了地下水水位,甚至有可能形成地下巖溶水漏斗區(qū),導致地下水的天然流場發(fā)生改變,引發(fā)巖溶塌陷,導致地質(zhì)災害經(jīng)常發(fā)生,極大減弱了這一區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和良性循環(huán)。有色金屬采掘行為引發(fā)巖石裸露、破壞植被,降低植被覆蓋率、形成荒山荒坡,影響山區(qū)水源的涵養(yǎng)功能作用發(fā)揮。與此同時,有色金屬開采過程中不可避免使用強酸、強堿等化學物質(zhì),開采、加工形成的含有酸、堿和有機質(zhì)等有害物質(zhì)的費水、廢礦、廢渣等廢棄物及伴隨產(chǎn)生的各種有害重金屬,即使進行廢水處理和礦渣整治,不可避免的會導致部分有害物質(zhì)滲入地下影響地下水,導致地下水水質(zhì)惡化,出現(xiàn)地下水水體變異,形成地下水水體變遷。甚至有些廢水、廢礦被不合理或意外排入山溝、山谷或河流、湖泊中,導致含有大量有害懸浮物及有害成分的廢水注入河湖,流入海洋,嚴重威脅及污染流入河湖附近及河湖下游水體,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用農(nóng)藥、化肥及生活污水等農(nóng)業(yè)面源污染更加劇了水體污染的惡化程度。

外力作用造成的地質(zhì)地貌改變會大面積破壞植被和森林,加快水體流失的速度和規(guī)模。水土流失不可避免會裹挾大量泥沙進入河湖,導致河湖水流流速變緩,帶來泥沙淤積,引發(fā)河湖堵塞,大大減少了洞庭湖的生態(tài)水量。水土流失不僅帶走氮、磷、鉀等大量有益營養(yǎng)元素,導致土壤中的養(yǎng)分降低引發(fā)土地貧瘠,而且土壤中大量的礦物元素經(jīng)河、湖等濕地生態(tài)系統(tǒng),造成水體中的重金屬含量超標,引發(fā)水體重金屬污染。有色金屬開采中的伴生礦有些含有許多有機質(zhì)成分,也同時富含金屬等礦物成份,形成無機鹽污染。露天堆放或者不合理填充山谷、山溝,長期遭受風吹雨淋或流域流水的沖蝕作用或浸泡影響,那些可溶性無機鹽或有害的微量元素會大量溶于水中,這也就從理論上回答了為什么水體污染和土壤污染往往是結(jié)伴而生,水體污染和土壤污染是相互影響、相互促進的關(guān)系,導致有色金屬開采區(qū)域周邊環(huán)境的污染程度進一步惡化、影響范圍進一步擴大。水土流失導致土壤耕作層不斷變淺變薄,持續(xù)時間過長會改變土壤的理化性質(zhì),進一步惡化土地的生產(chǎn)能力,影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的正常循環(huán)。最終極大破壞生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)的功能,典型表現(xiàn)就是生物種類的多樣性減少,生物種群貧乏,種類單一,降低生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)的穩(wěn)定性,影響生產(chǎn)能力,減弱抗逆性影響,生態(tài)系統(tǒng)的正常循環(huán)難以正常進行,陷入不良循環(huán)難以正?；謴?自然災害頻繁發(fā)生。

2 洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復的基本思路

洞庭湖區(qū)由于人類活動的干擾和不合理利用導致生態(tài)系統(tǒng)遭受人為破壞,需要按照恢復生態(tài)學的基本原理,采取人為設(shè)計和積極干預,采取可行措施推動自然生態(tài)系統(tǒng)重新回歸到正向演替狀態(tài),重建恢復正常的自然景觀。這種重建恢復可能是基于被破壞情形下的軌跡復歸,也可能是基于新的路徑探索生態(tài)恢復。由于洞庭湖區(qū)的生態(tài)要素多種多樣,所具備的生態(tài)功能各不相同,因此,系統(tǒng)修復、生態(tài)重建難以一蹴而就,需要分步驟、分階段,通過目標細分、任務(wù)分解來實現(xiàn)。生態(tài)系統(tǒng)恢復過程應當按照“山水林田湖草”生命共同體的理念和基本要求,從土地資源、水資源、有色金屬等礦山資源、自然景觀資源等多方面、多角度去除威脅洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化的不利影響因素,提出恢復和重構(gòu)洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的措施和策略?；诙赐ズ^(qū)生態(tài)退化過程和生態(tài)退化機制分析,筆者提出重構(gòu)生態(tài)水體、重建生態(tài)地質(zhì)地貌和重現(xiàn)生態(tài)景觀的策略。

2.1 重構(gòu)生態(tài)水體

重構(gòu)生態(tài)水體是洞庭湖區(qū)生態(tài)恢復的核心,圍繞洞庭湖區(qū)水資源環(huán)境治污與增容的基本目標,尊重自然規(guī)律,著力改善江湖關(guān)系,全面提升防洪減災能力,采取維持湖泊生態(tài)水域、健全防洪減災體系、加強生態(tài)修復保護,采取化學治理、物流恢復和生物修復等生態(tài)改良方法,重新建構(gòu)一個能夠在短時期內(nèi)恢復和提升洞庭湖河湖水體自我凈化能力的生態(tài)水體環(huán)境,剔除和減輕不利于河湖水量增加和水體質(zhì)量提升的影響因素。采用污染防治措施可以實現(xiàn)洞庭湖區(qū)水資源環(huán)境治污的目標；采取重建地質(zhì)地貌等生態(tài)措施涵養(yǎng)水源可以實現(xiàn)洞庭湖區(qū)水體增容的目標。

2.1.1維持湖泊生態(tài)水域

建立可持續(xù)的和諧人水關(guān)系,重現(xiàn)浩渺秀美的洞庭湖。穩(wěn)定長江干流河勢,穩(wěn)定入湖水系河勢、控制河道下切；增加長江入湖徑流,修建改造河閘、引水泵站、深孔引水閘、深水灌溉涵閘、河道蓄水工程,科學設(shè)計水利工程及河閘項目；實施河湖疏?；罨?暢通江、湖、河自然聯(lián)系,活化水體,提高中低水位湖容量；增強調(diào)洪補枯能力,科學利用雨洪資源,穩(wěn)步實施洞庭湖區(qū)平垸行洪、退垸還湖工程,推進部分堤垸單退,蓄水養(yǎng)湖；加強河湖管理保護,完善河湖管理體制,落實管護主體、責任、人員和經(jīng)費。

2.1.2健全防洪減災體系

到2020年達到防御1954年洪水的標準。加強堤防建設(shè),加高加固堤防,建設(shè)支流防洪水庫,開展中小河流治理和山洪地質(zhì)災害防治,完善湖區(qū)綜合防洪工程體系,加強洞庭湖區(qū)蓄洪垸、重要一般垸和重點垸堤防建設(shè)；優(yōu)化蓄滯洪區(qū),加強蓄滯洪區(qū)安全建設(shè)、安置房綜合改造；推進洪道整治,加強松滋、太平、藕池、調(diào)弦四口進口段、四水尾閭、純湖區(qū)洪道重點淤塞段的疏浚、退堤、串河控制等工程建設(shè)；完善排澇抗旱體系,加快城市和農(nóng)村排澇工程建設(shè),形成自排、調(diào)蓄、電排相結(jié)合的治澇體系,推進四口河系地區(qū)水資源配置工程和抗旱應急工程建設(shè),建立完備的救災減災指揮中心。[26]

2.1.3強化工業(yè)污染阻斷與防治

制定發(fā)布、實施差異化的區(qū)域環(huán)境保護政策,逐步調(diào)整洞庭湖區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分布。強化洞庭湖區(qū)排放污染企業(yè)的治理水平和能力,鼓勵應用高新技術(shù),減少污染排放,建立符合生態(tài)環(huán)境要求的化學工業(yè)體系；強化工業(yè)點源污染治理能力,加快實施工業(yè)點源污染治理的項目和工程,推動工業(yè)企業(yè)向工業(yè)園區(qū)集中,積極實施工業(yè)園區(qū)污水的集中處理能力,通過安裝建設(shè)工業(yè)園區(qū)的污水集中處置裝置和設(shè)備,安裝使用在線自動監(jiān)控排污器具,做到污水排放減量和污水應治盡治。在飲用水源保護區(qū)等重點、敏感區(qū)域采取產(chǎn)能置換和主要排放污染物減量置換,確保工業(yè)企業(yè)污染源在對外排放前全面達標。

2.1.4推進城鎮(zhèn)生活污染治理與修復

加大城鎮(zhèn)生活污染治理與修復力度,通過控制污染源頭、截斷污染路徑,采取內(nèi)源治理和外部修復等技術(shù)、措施破解城鎮(zhèn)生活污染直接往河湖外排和生活垃圾往河湖丟棄或沿河湖堆放難題。洞庭湖區(qū)平江縣、漢壽縣、鼎城區(qū)、桃江縣、澧縣、桃源縣、安化縣等縣(區(qū))農(nóng)村人口數(shù)量多,農(nóng)村生活污水處理設(shè)施比較落后,絕大部分地區(qū)缺乏排水渠道和生活污水處理設(shè)施,農(nóng)村生活污水不加處理隨意對外排放比較典型多見。需要增大財政投入治污支出水平,提升城鎮(zhèn)污水處理能力,健全完善城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施,加大污水配套處理管網(wǎng)的改造和建設(shè)力度。充分考慮不同區(qū)域的管網(wǎng)建設(shè)狀況,制定適宜的污水管網(wǎng)建設(shè)和污水管網(wǎng)改造提升計劃,充分考慮城中村、城鄉(xiāng)結(jié)合部和老舊城區(qū)污水管網(wǎng)建設(shè)滯后的現(xiàn)狀,實施可行的污水收集和污水截流設(shè)施,加快推進雨水、污水分流的排水系統(tǒng)升級改造進程。

2.1.5加強農(nóng)村生產(chǎn)生活污水整治與控制

強化畜禽養(yǎng)殖污染排放控制和處理水平,防止新增畜禽養(yǎng)殖污染,在河湖分布及所處區(qū)段劃分禁養(yǎng)、限養(yǎng)和適度養(yǎng)殖區(qū)域；有序發(fā)展?jié)O業(yè)養(yǎng)殖,防止?jié)O業(yè)養(yǎng)殖新增污染,大面積推廣漁業(yè)生態(tài)養(yǎng)殖模式,探索建立魚塘濕地共生模式；采取可行措施有序控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的面源污染,禁止使用長效高毒農(nóng)藥,鼓勵、推廣農(nóng)戶使用毒性低、殘留低的農(nóng)藥,全面推廣測土配方施肥,避免農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中過度使用化肥,增加復合肥使用量,降低單一元素化肥消耗量,推進種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,優(yōu)先發(fā)展化肥使用量低、農(nóng)藥需求不多的農(nóng)作物,切實減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的面源污染；有序推進農(nóng)村人居環(huán)境的綜合整治工作,在農(nóng)村統(tǒng)一進行生活垃圾收集、轉(zhuǎn)運、處理,完善環(huán)境保護的基礎(chǔ)設(shè)施,確保農(nóng)村生活污水、垃圾不再直接對外排放。

2.2 重建生態(tài)地質(zhì)地貌

2.2.1重塑生態(tài)地貌

考慮到洞庭湖區(qū)有色金屬開采破壞了自然形成的地形地貌,地貌重塑時,需要結(jié)合有色金屬開采強度、礦區(qū)設(shè)計、開采技術(shù)與方法和對土地產(chǎn)生損毀的類型,采取適宜的措施進行地表整形。盡量減緩水體流失的速度、減少地質(zhì)災害,有效緩解和消除影響恢復植被和提升土地生產(chǎn)能力的威脅性影響因素,顯著提升土地利用效率。重塑生態(tài)地貌是洞庭湖區(qū)恢復生態(tài)系統(tǒng)的前提和基礎(chǔ),針對研究區(qū)內(nèi)有色金屬開采形成的露天采礦場、采礦塌陷區(qū)、采空區(qū)和廢棄礦坑礦井等各種不同類別的地質(zhì)區(qū)域采取不同類別的差異治理辦法。對于露天采礦場而言,由于覆蓋土地被外力破壞、植被資源不復存在,由此產(chǎn)生裸露的邊坡、巖石及荒蕪地,需要對此采取消減坡度、運用錨固技術(shù)、實施危巖爆破等綜合治理方式,采取人工干預覆土的方式栽樹種草。對于有色金屬開采形成的塌陷區(qū),需要在平原和丘陵地區(qū)采取治理方法有別的處理措施。平原地區(qū)的塌陷地,可以按照塌陷形成的地表形態(tài)運用填充式或非填充式復墾模式。前者主要采用合適的填充材料以便使塌陷區(qū)地表恢復到原有地表的正常高度和形態(tài),后者主要是根據(jù)不同塌陷區(qū)域情況采取土地平整、削高填洼、排水挖溝等措施,因地制宜,發(fā)展糧食種植、林木產(chǎn)業(yè)或形成山塘蓄水養(yǎng)魚等等治理效果。丘陵地區(qū)的塌陷地的地表形態(tài)不會發(fā)生明顯變化,積水不嚴重或不明顯,局地形成裂縫和地坑會導致道路、水利設(shè)施、耕地遭受損失。復墾采取的可行措施主要是封堵裂縫、填平地坑進行土地整治,有勞動能力的可以修建水平梯田,更多的可以考慮采取退耕還林方式,修建水平溝、魚鱗坑等整治工程,提升攔截地表徑流水平和能力。對于有色金屬采空區(qū)主要考慮運用充填法、封堵隔離等技術(shù)措施保證這類區(qū)域的穩(wěn)定與安全。

2.2.2重建生態(tài)地質(zhì)

慮及到有色金屬開采區(qū)被破壞的植被天然恢復進展比較緩慢,采取科學的方法采取人工方式恢復植被可以加速恢復的進程,為洞庭湖區(qū)生態(tài)恢復創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟效益和生態(tài)等社會效益。在重塑生態(tài)地貌的基礎(chǔ)上,綜合考慮不同類型土地及毀損程度,根據(jù)地勢地形、氣候、土壤環(huán)境、生物種群分布等影響因素,實行不同毀損土地栽種物種的甄選、栽種、養(yǎng)護及配置,保持重建植物種群的生態(tài)平衡和生態(tài)穩(wěn)定。重建被有色金屬破壞的植被是恢復洞庭湖區(qū)生態(tài)的基本保障。按照坡度差異采取不同類型還綠手段,通?？梢圆扇∵吰裸@孔綠化、客土栽種等辦法。因地制宜選擇樹種品類和綠植類型,選擇易存活、經(jīng)濟性高的樹種,選擇的植物類型應該滿足保持水土能力強、發(fā)育好、生長速度快,兼具健康衛(wèi)生與經(jīng)濟性等特征。不同品種樹木、植物要進行科學搭配、避免單一性。人工栽種植物逐年增多,在林木分布中所占比重逐年提高,植被結(jié)構(gòu)單一、分布不合理、不科學問題需要引起高度關(guān)注。人工栽種植物單一性問題存在諸多弊端,典型體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)單一、林木密度大,生態(tài)循環(huán)過程中森林生態(tài)系統(tǒng)的地位和主導能力降低、水土保持能力減弱、防治森林病蟲害的天然防護能力降低等等。因此,在恢復有色金屬開采區(qū)植被的過程中也要采取可行措施調(diào)整樹種分布,根據(jù)所處區(qū)域天然林的樹種構(gòu)成,科學配置人工植樹造林樹種,合理確定樹林密度,盡可能降低對原來植被影響,盡量避免大范圍或全面整地,確保在保留原有植被和生物種群不變的前提下,根據(jù)地形地貌,選擇適宜栽種樹種,按照帶狀、團狀采取混種方式,營造適宜生物多樣性的森林類型,有序形成多樹種、多綠植、多層次的植被景觀。

2.3 重現(xiàn)生態(tài)景觀

生態(tài)景觀重現(xiàn)是在水體恢復與地質(zhì)地貌恢復的基礎(chǔ)上,按照“山水林田湖草”生命共同體的基本理念和要求,全面、系統(tǒng)考慮生態(tài)景觀破碎與生態(tài)景觀重構(gòu)過程中水資源、土地資源和生物資源及“三生”生態(tài)化解的合理優(yōu)化,確保重構(gòu)的生態(tài)系統(tǒng)能夠與周邊生態(tài)景觀協(xié)調(diào)融洽。重現(xiàn)生態(tài)景觀可以加快洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復速度,優(yōu)化生態(tài)功能結(jié)構(gòu),提升和鞏固洞庭湖區(qū)的生態(tài)功能。洞庭湖區(qū)的生態(tài)景觀重現(xiàn)可以從如下幾方面著力：

2.3.1重現(xiàn)濕地生態(tài)景觀

采取可行措施推進不合理占用及過渡利用退化的濕地生態(tài)恢復,在洞庭湖、湘、資、沅、澧等一湖四水及其支流因地制宜采取措施,恢復圍湖造田、圍湖養(yǎng)魚破壞的濕地,推進退魚還湖、退耕還濕,推進河道、湖泊疏浚整治,加強生態(tài)河湖建設(shè)力度,提升河湖的自我凈化能力,有序擴大、恢復洞庭湖區(qū)的濕地面積,積極恢復洞庭湖的生態(tài),盡可能恢復洞庭湖流域的原有自然樣貌。在條件許可的區(qū)域建設(shè)人工濕地,推進水質(zhì)凈化提升工程建設(shè),通過制訂切實可行的制度規(guī)范人工濕地建設(shè)和人工濕地運營。在河湖入口、支流匯集入干流處及其他滿足人工濕地建設(shè)的合適地點推動人工濕地建設(shè)。通過人工濕地的水質(zhì)凈化工程建設(shè),著力提升河湖水環(huán)境的生態(tài)承載能力。需要在城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施、集中居住社區(qū)排污地點、大型企事業(yè)單位排污地點,開展融合城市景觀的人工濕地建設(shè)工程,提升凈化水質(zhì)的能力和水平。在廣大農(nóng)村地區(qū),以建設(shè)中小型人工濕地群或小微型氧化塘為著力點,大力推進農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污水和農(nóng)民生活污水的處理能力。積極推動水資源生態(tài)環(huán)境調(diào)查與生態(tài)環(huán)境評估工作,設(shè)置禁捕區(qū)域,劃定禁捕保護區(qū)和休漁期,有序規(guī)范河湖挖沙行為,因地制宜加大水生、野生動植物資源和水產(chǎn)種植資源保護區(qū)的保護力度和水平,逐步恢復水生生物品種的多樣性,有序恢復生態(tài)種群。

2.3.2重現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)景觀

通過農(nóng)村土地整治,有序推動農(nóng)田環(huán)境生態(tài)整治工作,將退耕還林與提升耕地質(zhì)量工程有機結(jié)合,形成科學合理、集約高效和生態(tài)有序的土地利用格局。妥善處理人口、資源與環(huán)境的關(guān)系,處理好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活與生態(tài)之間的關(guān)系,科學實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)景觀的創(chuàng)新,達成合理利用資源的目標,實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。在區(qū)位條件優(yōu)越、生態(tài)條件較好地區(qū)建設(shè)有機農(nóng)作物種植區(qū)、畜禽生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)、綠色農(nóng)產(chǎn)品加工區(qū),建設(shè)農(nóng)耕文化觀光、休閑、康養(yǎng)體驗區(qū),建設(shè)農(nóng)業(yè)新型田園綜合體,發(fā)展鄉(xiāng)村旅游,實現(xiàn)第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)的有機融合,增加農(nóng)民收入,充分利用大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建從田園到餐桌的信息技術(shù)應用,實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工可溯源的農(nóng)業(yè)有機食品產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈。鼓勵開展生態(tài)養(yǎng)殖與種植的有機結(jié)合、生態(tài)農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村旅游的有機結(jié)合,實現(xiàn)生態(tài)的良性有序循環(huán)。

3 洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復的評測

3.1 洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復的測度指標體系構(gòu)建

究竟生態(tài)恢復到何種程度、水平算達成生態(tài)恢復的目標,采取什么評價標準進行生態(tài)恢復評價。確定生態(tài)系統(tǒng)恢復的測度標準由此成為學術(shù)界、政府部門關(guān)注的焦點,但是,生態(tài)系統(tǒng)是一個動態(tài)的系統(tǒng),常常處于不斷變化過程中,各個子系統(tǒng)之間相互影響,不同學者從不同視角提出自己的觀點,生態(tài)系統(tǒng)評價尚未達成一致的意見。大家比較能夠接受的是,考慮到生態(tài)系統(tǒng)恢復會發(fā)生系統(tǒng)變化,評價生態(tài)系統(tǒng)恢復標準可以比較之前未被破壞的生態(tài)系統(tǒng)和進行生態(tài)恢復的生態(tài)系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上確定生態(tài)系統(tǒng)恢復的評價指標和確定指標的標準。Allen認為生態(tài)恢復需要在生物種類損失較少的基礎(chǔ)上進行,恢復的評價標準至少要能為社會公眾感知,恢復到生態(tài)破壞前的生態(tài)結(jié)構(gòu)和水平[27]。生態(tài)恢復應包括生境恢復[28]、種群恢復[29]、群落恢復[30],SER提出生態(tài)系統(tǒng)恢復必須具備功能、結(jié)構(gòu)和動態(tài)層面的九大特征,其中最關(guān)鍵的是實現(xiàn)生態(tài)功能的恢復[31]。也有學者從系統(tǒng)層面和個體層面提出構(gòu)建健康生態(tài)系統(tǒng)的評價指標,系統(tǒng)層面包括分解、生產(chǎn)、恢復能力等十大關(guān)鍵特征[32]?？傮w而言,多數(shù)研究評價生態(tài)恢復的學者主要關(guān)注系統(tǒng)恢復過程中群落構(gòu)成、生態(tài)功能及生物多樣性及因此具備的生態(tài)服務(wù)功能和作用。主要的評價指標包括生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)能力、生產(chǎn)能力、營養(yǎng)保持能力、動植物與微生物間的生物相互作用力及難以入侵性特征。當前我國研究生態(tài)恢復評價主要關(guān)注水土保持能力、景觀評價、氣候評價、生態(tài)價值評價、生物群落評價和土壤理化性質(zhì)分析等等。

考慮洞庭湖區(qū)生態(tài)退化現(xiàn)狀和恢復生態(tài)的基本目標,借鑒學術(shù)界已有研究成果,構(gòu)建評價洞庭湖區(qū)生態(tài)恢復效果的評價指標體系,如表1所示。評測洞庭湖區(qū)生態(tài)恢復工程對環(huán)境的影響程度及生態(tài)恢復效果。評價指標構(gòu)建要體現(xiàn)洞庭湖區(qū)的生態(tài)基本狀況、生態(tài)恢復水平及面臨的生態(tài)風險等內(nèi)容。

3.2 洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復的監(jiān)測與管控

洞庭湖區(qū)實施生態(tài)恢復措施并不意味著完成了所有的生態(tài)修復工作,其中,生態(tài)系統(tǒng)恢復的監(jiān)測是生態(tài)恢復工作的一個重要組成部分。為了全面、系統(tǒng)提升洞庭湖區(qū)的生態(tài)環(huán)境恢復的監(jiān)測水平,需要健全完善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集與整理,建立洞庭湖區(qū)生態(tài)恢復的統(tǒng)一監(jiān)督管理平臺,健全完善洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)全方位、全要素、全過程的生態(tài)恢復監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),尤其加強對人為活動的監(jiān)控,及時、有效對可能發(fā)生的生態(tài)風險進行風險警示。可以參照安全、穩(wěn)定、可持續(xù)及零污染的生態(tài)目標監(jiān)督管理經(jīng)驗,從生態(tài)系統(tǒng)的全面性、整體性、承載能力、脆弱性等多視角、多方面發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)恢復安全問題。綜合運用情景模擬分析法、系統(tǒng)分析法、綜合類比分析法、生態(tài)制圖推導分析法等進行生態(tài)系統(tǒng)恢復的生態(tài)結(jié)構(gòu)和生態(tài)工程進行評價與監(jiān)測。綜合運用生態(tài)服務(wù)價值評估方法、模糊評價方法、灰色系統(tǒng)理論分析方法、社會、經(jīng)濟與生態(tài)效益等綜合效益評價方法等科學合理、客觀真實地評價生態(tài)系統(tǒng)恢復項目的經(jīng)濟效益、社會效益與生態(tài)效益,并對產(chǎn)生的各種類型效益同預期計劃目標展開對比,分析生態(tài)恢復工程推行的生態(tài)恢復措施是否可行、采取技術(shù)手段是否有效、生態(tài)修復與保護措施是否如期按技術(shù)得到切實履行,以便為正在推進的生態(tài)恢復項目提供實施建議或采取相應補救措施,為我國其他類似地區(qū)進行生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)修復與保護項目的實施、控制和整治提供有益的參考借鑒。

表1 洞庭湖區(qū)生態(tài)恢復成效測度指標體系

4 結(jié)論與建議

本文以恢復生態(tài)學為理論指導,以洞庭湖區(qū)為研究對象,分析洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)退化過程和生態(tài)退化機制,探求生態(tài)系統(tǒng)退化的生態(tài)恢復和生態(tài)重建思路。采用物能循環(huán)和物能轉(zhuǎn)化的生態(tài)學分析原則分析洞庭湖區(qū)存在的生態(tài)問題及亟待解決的關(guān)鍵問題,剖析洞庭湖區(qū)生態(tài)退化問題的形成機理與原因。提出重構(gòu)生態(tài)水體、重建生態(tài)地質(zhì)地貌和重現(xiàn)生態(tài)景觀的生態(tài)恢復策略,妥善解決和處理洞庭湖區(qū)的生態(tài)恢復及亟需進行環(huán)境整治問題,推動洞庭湖區(qū)自然生態(tài)重新步入正軌,實現(xiàn)正向生態(tài)循環(huán),實現(xiàn)自然景觀的恢復重構(gòu)。嘗試從生態(tài)基本狀況、生態(tài)恢復水平及面臨的生態(tài)風險等維度構(gòu)建洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復的測度指標體系,以評估洞庭湖區(qū)生態(tài)恢復的效果。

恢復生態(tài)學注重從生態(tài)系統(tǒng)的本質(zhì)特征和恢復基本機理展開外部干預式的生態(tài)修復,“山水林田湖草”生命共同體價值理念追求生態(tài)系統(tǒng)與自然景觀的全面性與系統(tǒng)性。二者的有機結(jié)合有助于探尋生命共同體各要素及因此形成的子系統(tǒng)之家相關(guān)聯(lián)系和相互影響,從而實現(xiàn)從整體、全面考慮把各類生態(tài)資源要素的保護、修復納入統(tǒng)一的修復框架中,實現(xiàn)“山水林田湖草”生命共同體的生態(tài)修復和全面整治。在生態(tài)恢復過程中要強化恢復與重構(gòu)的機理探索,遵循系統(tǒng)優(yōu)化、和諧共生的生態(tài)學基本原理,科學處理好全體與部分、人與自然、生態(tài)保護與和諧發(fā)展的關(guān)系,從當?shù)貙嶋H出發(fā),因地制宜地開展生態(tài)恢復與生態(tài)保護項目,并加強生態(tài)系統(tǒng)恢復的監(jiān)測與管控,構(gòu)建科學完備的生態(tài)系統(tǒng)恢復的效果評測與反饋機制。