生态修复技术在水土保持中的应用综述Word文件下载.docx
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但是，必须清醒地看到，我国生态与环境面临的形势依然十分严峻，“局部好转、总体恶化”，“一边治理、一边破坏”的局面尚未根本扭转。
这主要表现在：
淡水资源严重短缺；
林草植被破坏严重；
水土流失还在加剧；
等等。
生态与环境的恶化，既制约经济社会可持续发展，威胁国土资源安全和社会稳定，又影响、危及当代居民的生活质量和子孙后代的生存与发展。
值得注意的是，在温饱问题解决之后，生态与环境已上升为人们生活质量和生命质量的第一要素。
“吸新鲜空气，喝清洁的水，吃无害的食品，观赏优美的自然风光，建设绿色家园”，已成为广大人民群众，尤其是一些生活在生态与环境严重恶化地区群众的强烈愿望和要求。
事实证明，没有良好的生态与环境，就不会有经济社会的可持续发展，不会有全民高质量的生活和健康的身体，也就不会有真正的社会主义物质文明、政治文明和精神文明。
我们应当从这样的意义上看待生态与环境问题，从而增强使命感、危机感和责任感，下定决心，集中力量，尽一切可能，加快生态与环境的建设步伐。
关键词：
生态学；
水土保持；
生态修复；
生态恢复；
退化生态系统；
技术方法；
概念；
生态建设
1.总则
1.1生态学
生态学是研究生物和环境之间相互关系的科学。
由于生物和环境之间的相互作用，客观上是以生态系统的形式存在的，所以也可以认为生态学是研究生态系统的结构和功能的科学。
人类作为生命有机体，也仅仅为生物共同体中的一员。
随着人类经济建设活动的不断扩张，人在整个生态系统中的核心作用日益突出，生态学由单纯研究自然生态问题不断向研究人类与自然直辖市共处的综合科学的方向发展。
因此，早期生态学着重研究自然界生物与环境的关系，更多显示了生态学的自然属性；
而现代生态学则侧重研究人类活动对自然的影响，更加强烈显示了生态学的社会属性。
这也使生态学原理与人类生产活动相结合形成的应用生态学，如农业生态学、资源生态学、城市生态学、渔业生态学、环境生态学、景观生态学和生态工程学等得到了迅速的发展。
生态学的发展历史是人类改造自然并以生态学原理指导人类活动的历史。
随着人口急剧膨胀、资源过度利用和环境严重污染，生态系统平衡严重失调，造成了水土流失加剧、生物多样性减少、土地荒漠化扩展、自然灾害频繁发生等各种生态灾难。
大范围的生态系统结构破坏、功能退化，生态环境急剧恶化，由此已威胁到人类的生存和经济社会的可持续发展。
因此，协调人口增长、资源利用、环境保护和经济发展之间的关系，应遵循生态系统平衡的基本原理，将人类“藐视自然、征服自然、改造自然”的传统生态观转变为“尊重自然、保护自然、人与自然和谐共处”的现代生态观。
用生态学的观点指导人类活动，积极推进生态保护和生态建设技术，促进受损生态系统的修复和重建，是实现可持续发展的重要内容之一。
1.2水土保持
水土保持是防治水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，维护和提高土地的生产力，以利于充分发挥水土资源的经济效益和社会效益，建立良好生态环境的事业。
水土保持的对象不只是土地资源，还包括水资源。
保持的内涵不只是保护，而且包括改良与合理利用。
1.3生态修复技术
2.我国水土保持现状
我国的国土面积为960万km2，地势西高东低，山地、丘陵和高原面积约占全国总土地面积的2/3。
在总土地面积中，耕地占14.0%，林地占16.5%，天然草地占29.0%，难以被农业利用的沙漠、戈壁、冰川、石山和高寒荒漠等占35.0%。
由于特殊的自然地理和社会经济条件，使我国成为世界上水土流失最为严重的国家之一。
据2000年遥感普查结果，全国土壤侵蚀面积达365万km2，占国土面积的37%，其中水力侵蚀面积165万km2，风力侵蚀面积191km2，水蚀风蚀交错区面积占26万km2。
每年土壤侵蚀总量50亿t。
全国所有的省（市、自治区）都不同程度地发生着水土流失，尤以长江上游和黄河中游最为严重。
水土流失不仅存在于山区、丘陵区和风沙区，而且随着经济社会的不断发展、基础设施建设的增多和城镇化建设规模的不断扩大，城市和平原区的水土流失也日趋扩大。
另外，我国水土流失形式多样，类型复杂。
水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀和滑坡、泥石流等重力侵蚀特点各异，相互交错，成因复杂。
严重的水土流失给我国经济社会的发展和人民群众的生产生活带来了多方面的危害。
2.1破坏土地，吞食农田，威胁人类生存
水土资源是人类赖以生存的物质基础，是生态环境与农业生产的基本资源。
年复一年的水土流失，使有限的水土资源遭到严重的破坏。
土层变薄，土地沙化、石化和退化的速度加快，地形被切割得支离破碎，大面积的良田被吞食。
据估计，由于水土流失，我国每年损失耕地6.7万hm2，每年造成的经济损失达100亿元左右，其中西北黄土高原地区、东北黑土区和南方花岗岩“崩岩”地区土壤侵蚀最为严重。
黄土高原的土壤侵蚀使得沟头平均每年前进1~3m。
黑龙江省的黑土区有大型冲沟约14万条，已吞食耕地9.33万hm2。
长江中上游许多地方由于土壤侵蚀导致的石化面积急剧增加，如重庆市的万县每年增加石化面积2500hm2，陕西省安康市平均每年增加近700hm2石化面积。
更严重的是，水土流失造成的土地损失，直接威胁到群众的生存，其价值是难以用货币估算的。
2.2降低土壤肥力，加剧干旱发展
坡耕地水、土、肥的流失，致使土地日益瘠薄，田间持水能力降低，土壤理化性质恶化，土壤透水性、持水性下降，加剧了干旱的发展，使农业产量低而不稳。
据观测，黄土高原平均每年流失的16亿t泥沙中含氮、磷、钾总量约4000万t。
据统计，全国多年平均受旱面积约2000万hm2，成灾面积约700万hm2，成灾率达35%，而且大部分在水土流失严重的区域。
2.3泥沙淤积河床，加剧洪涝灾害
土壤侵蚀造成大量的坡面泥沙被冲蚀下泄，搬运的后沉积在下游河道，削弱了河床泄洪能力，加剧了洪水危害。
新中国成立以来，黄河下游河床平均每年淤高8~10cm，目前很多地段已高出两岸地面4~10cm，成为“地上悬河”，严重威胁着下游人民生命财产的安全，也成为国家的“心腹大患”。
近几十年来，全国各地都有类似黄河的情况，随着土壤侵蚀的日益加剧，各地大、中、小河流的河床淤高和洪涝灾害也日趋严重。
1998年长江流域、松花江流域发生的特大洪涝灾害，在很大程度上说明了其中上游地区的土壤侵蚀造成的危害在不断增大的问题，已给国家和人们生命财产造成了巨大的损失。
2.4泥沙淤塞水库、湖泊，降低其综合利用功能
水土流失不仅使洪涝灾害频发，而且产生的泥沙和流失的氮、磷及化学农业药等有机污染物，引起水库、湖泊等水体的富营养化，污染环境和水源，也严重威胁水利设施及其效益的发挥。
山西省自新中国成立以来，修建大、中、小型水库共有40多亿m3的库容，由于土壤侵蚀平均每年损失库容为1亿m3，其中汾河水库库容7.26亿m3，已淤积了3.2亿m3，严重影响到了太原市的供水和15万hm2，农田的灌溉。
由于蓄水量减少，造成了灌溉面积和发量量的减少及库周生态环境的恶化。
2.5影响航运，破坏交通安全
由于水土流失造成河道、港口的淤积，致使航运里程急剧降低。
而且每年汛期由于水土流失形成的山体塌方、泥石流等造成的交通中断，在全国各地时有发生。
据统计，1949年全国内河航里程为15.77万km，到1985年减少为10.93万km，1990年又减少为7万多km，水土流失已严重影响到内河航运事业的发展。
2.6水土流失使生态环境严重恶化
水土流失主要是由于陡坡开荒、破坏植被和人为开发建设活动扰动地面形成大量的松散固体物质造成的。
植被的破坏，造成涵养水源能力的降低，加之松散固体物的增加，导致了洪涝与干旱灾害的频繁交替出现，土地大面积的石化、沙化、退化以及沙尘暴等自然灾害不断加剧，使得生态环境进一步恶化。
严重影响了人居安全和当地经济的发展，我国90%以上的贫困人口生活在水土流失严重的地区。
3.水土保持的重要意义
《中华人民共和国水土保持条例》总则的第一条指出：
“防治水土流失，保护和合理利用水土资源，是改变山区、丘陵区、风沙区面貌、治理江河、减少水、旱、风沙等灾害，建立良好生态环境，发展农业生产的一项根本措施，是国土整治的一项重要内容。
”水土保持的重要意义，具体表现如下：
3.1充分利用、保护好我国有限的水土资源
水土资源是重要的自然资源，是发展国民经济的基础。
我国国土总面积居世界第三位，耕地面积占世界第四位，但按人均耕地仅及世界平均水平的27%；
林地只及世界平均数的12%；
草地不及世界平均数的一半。
我国人均水资源量不及世界平均水平的1/4，而且水资源的年际和季节间的变幅很大，地区分布很不平衡。
今后随着人口的继续增长和工农业的发展，水、土资源不足，人多地少的矛盾将日益尖锐。
水土流失是破坏土地资源的一个重要方面，也是社会生产力低的表现，水土流失严重地区一般情况下经济发展都较为落后，仅能维持简单的再生产。
水土流失导致的土壤肥力下降、土层变薄，将会完全丧失生产条件，不仅影响到我们当代人的生产生活，还将影响到子孙后代和民族的生存。
3.2促进生态系统的良性循环
水土保持可以促进生态系统向良性循环转化，减少或消灭自然灾害的频发，有力改善生态环境，促进良性循环。
例如：
日本的国土中，山地丘陵占81%，中央山脉纵贯南北，山高坡陡，河川短急，火山、地震、台风和暴雨频繁，重力侵蚀严重，针对上述问题，日本吸取历史教训，大力进行国土保育，控制并减轻了自然灾害的发生，为日本经济发展起到了重要作用。
我国朱显谟院士根据全国水土流失调查，提出在黄土高原实行“全部降雨就地拦蓄入渗”、长江流域实行“排水保土”的分区治理措施，形成了目前我国黄土高原淤地坝系建设和长江流域兴修梯田并辅以坡面水系工程的水土保持综合治理的良好局面。
黄土高原地区几十年的淤地坝建设实践充分证明，坝系建设具有显著的生态效益、社会效益和经济效益，在治理水土流失、减少入河泥沙、发展区域经济、提高群众生活水平和改善生态环境等方面具有不可替代的作用。
据统计，经过50多年建设与发展，黄土高原地现有淤地坝11万余座，主要分布在陕西、山西、甘肃、内蒙古、宁夏、青海和河南等7省（自治区），拦沙210亿m3，淤成坝地31.3万hm3，保护川治地1.87万hm2，初步治理面积13.37万km2，减沙效益显著。
3.3促进水利、航运、水产、旅游等国民经济的发展
水土流失不仅危害江河、湖泊、水库、渠道等水利设施，而且阻塞航运、污染环境、影响到水能开发和水产、旅游事业的发展。
新中国成立以来，由于水土流失，造成水库淤积，经济损失巨大。
据估算，黄河中游的大型水库，每年损失库容近1亿m3；
湖南的八百里洞庭湖，由于淤积，大大降低了调蓄长江洪水能力，威胁到湖南、湖北长江两岸人民生命财产的安全。
水土流失造成的河道阻塞、河床抬高，影响到交通航运，造成洪水泛滥。
水土流失造成的河流含沙量增高、环境恶化和污染，还将影响到水能利用、水产和旅游事业的开发与发展。
4.水土保持生态修复
4.1广义水土保持生态修复类型
依据生态修复对象的不同，广义水土保持生态修复可划分为如下类型：
4.1.1退化坡面生态系统生态修复
指对退化耕地、林地、草地、荒地等生态系统修复，这是水土保持生态修复的重点。
4.1.2退化河流生态系统生态修复
指对主要因人为驱动力所导致的退化河流生态系统的生态修复。
2003年以前，水土保持主要是以小流域为单元进行综合治理的，因小流域的面积均较小，其汇水的部位基本上都是季节性河道，或发生暴雨时才有径流流过，这样的河流或沟道并不构成水生态系统，无需进行行生态修复；
2003年以后，水土保持综合治理大示范区建凤在全国广泛开展起来，大示范区的面积可逾1000km2，位于大示范区的河流有些是常年性河流，尤其是在湿润地区均是常年性河流。
这些常年性河流的水生态系统常因各种人力为驱动力的作用而退化，对这样的河流生态系统进行生态修复也是水土保持生态修复的范畴。
4.1.3内陆河流域退化绿洲生态系统修复
内陆河流域从上至下，可分为山区生态系统和平原区生态系统。
以河流为中心，从内往外，平原区生态系统又可分为绿洲生态系统和荒漠生态系统，而绿洲生态系统由内往外又可再分为人工绿洲生态系统和天然绿洲生态系统。
内陆河流域退化绿洲生态系统的生态修复主要是指对退化天然绿洲生态系统的生态修复。
4.1.4退化水库生态系统生态修复
对位于大示范区内的退化水库生态系统进行生态修复也属于水土保持生态修复的范畴。
4.1.5退化矿区生态系统生态修复
是指对废弃矿地生态系统进行生态修复。
4.2狭义水土保持生态修复类型
依据生态修复所依靠的作用力不同，狭义水土保持生态修复可分为：
4.2.1生态自然修复
即完全依靠生态系统本身的自组织和自调控能力进行生态修复。
4.2.2自然和人工共同修复生态
即以依靠生态系统本身的自组织和自调控能力为主，以人工调控能力为辅进行生态修复。
5.水土保持生态修复的技术方法
5.1广义水土保持生态修复的技术方法
5.1.1退化坡面生态系统生态修复
（1）退化耕地生态系统的生态修复。
少施化肥，增施农家肥料；
种植绿肥植物，增加固氮作用品种；
轮作、套作、间种、混种；
减少化学防治，增加生物防治；
植等高植行篱等。
（2）退化林地、草地、荒地生态系统的生态修复。
在封禁的基础上，补种乡土树种、草种。
封禁在我国早就得到广泛的应用，这里需要强调的是封禁只是解除了导致坡面生态系统退化的不合理放牧、刈割、开垦、樵采、挖药材等人为压力（或称人为驱动力），还需预防、解除导致坡面生态系统退化的自然驱动力，如火灾、鼠害等。
一般来说，自然驱动力并不是导致坡面生态系统退化的主要驱动力，但也不容忽视。
封禁时间的长短因生态系统类型、受损程度、气候等因素的不同而不同。
一般来说，乔木林、灌木林、草地生态系统可分别为8年以上、5~8年，3~5年。
5.1.2退化河流生态系统生态修复
在土壤侵蚀地区，导致河流退化的驱动力主要有修路、开矿、樵采、河岸放牧、化肥与农药的面源污染、工业废水与生活污水的点源污染、过度捕鱼等。
对由于这些驱动力所导致的退化河流生态系统进行生态修复，最重要的是要减轻或解除导致河流生态系统退化的驱动力，让河流休养生息。
此外，还可采取如下两种方法：
一是减少河流人工直线化的程度，增加河流弯曲度，以增加河流生境的多样性，进而增加水生生物多样性；
二是在河流两岸种植生物隔离带（种类和宽度应因地制宜），一方面防治面源污染，另一方面为河流水生生物增加营养源。
5.1.3内陆河流域退化绿洲生态系统生态修复
一是合理开发利用水资源，实施生态应急补水工程，至少要满足天然绿洲生态系统最小生态需水量；
二是合理调整土地利用结构，适当减少人工绿洲面积，使人工绿洲和天然绿洲面积比例调整到1：
1左右。
5.1.4退化水库生态系统生态修复
对退化水库生态系统的生态修复可采取退与化河流生态系统相同的方法。
5.1.5退化矿山生态系统生态修复
该生态系统的土壤、植物等组分完全受损，缺乏植物生长所需要的营养元素，对这种严重退化的生态进行生态修复，可采取的方法有：
覆盖土壤，对土壤进行物理处理，添加营养物质，去除有害物质，种植适应性强的先锋树种或草种，间种乡土树种或草种。
5.2狭义水土保持生态修复的技术方法
（1）生态自然修复的基本技术方法是封禁法。
该方法适用于受损程度较轻的生态系统。
（2）自然和人工共同修复生态的基本技术方法是“封禁+补种”法。
该方法适用于受损程度较重的生态系统。
6.霍山县茶园型治理开发
霍山县位于安徽省西部，大别山腹地。
全县24个乡镇，283个行政村，36.7万人，总面积2043km2，大部属淮河流域。
地势自西南向东北倾斜，落差高达1700多m，形成西南中山峡谷、中部低山盆地、北部丘陵盆地三大地貌类型区，是个“七山一水一分田，一分道路和庄园”的山区县。
霍山县的水土流失较为严重。
据1991年普查统计，全县水土流失面积1592km2，占总面积的78%，每年流失土壤600多万t。
水土流失使土壤沙化石化，塘库淤积，河床抬高，水旱灾害加剧，生态环境失调，严重制约了霍山经济的发展。
1990年，全县工农业总产值4.14亿元，人均纯收入318元，人均生产粮食244kg，是国家级贫困县。
1992年，霍山县被列为淮河流域水土保持综合治理开发重点县。
在多年的实践工作中，总结出了“适改排灌优”茶园型治理开发模式，取得了良好的生态和经济效益。
6.1适
即根据茶叶生物学特性，选择年均气温20~30、相对湿度80%以上、年降水量1000mm以上、山高雾大、昼夜温差大、土质疏松、土层较厚、呈酸性发育的地区发展茶叶生产。
6.2改
对水土流失严重的坡耕地、荒山荒坡和稀疏茶园进行改造。
一是在5~25土层深厚的坡耕地、荒山荒坡修建高标准梯田，建设梯式茶园。
田块沿山等高水平布设，宽度一般3~15m，坎高不低于1.0m；
二是对密度低于40%的坡地稀疏茶园实施保茶改梯，补植茶苗；
三是对密度大于40%的坡地茶园实施等高密植，既不损害群众的既得利益，又能大幅度提高茶园的郁团度和茶叶产量。
6.3排、灌
即是在茶园建设排水灌溉设施。
在梯坎内侧开挖排水沟，与地头处沿生产道路边缘建设的主排水沟、沉沙凼等相连接，建立完善的排水系统；
在干支沟建设以小型塘坝为主的蓄水设施和高标准防渗渠为主的灌溉系统，做到高水高用，低水低用，形成良好的灌溉系统。
两个系统确保茶园涝能排、旱能灌。
6.4优
即选择优良的茶叶品种。
根据无性茶苗具有提早采摘、容易制作、不退化、生长快、产量高、效益好等特点，在实施中予以推广种植。
并选择乌牛早、舒茶早、白毫早等适合霍山县高海拔山区栽植的抗旱早芽品种，逐步替代老品种，优化茶树品种结构，大力发展有机茶叶。
霍山县在水土保持实践中探索出的“适改排灌优”茶园型治理开发模式，对指导全县水土流失的治理、发展地方经济，发挥出了巨大的生态、经济和社会效益。
6.5生态效益
茶树具有生长快、郁闭早的特点，是水保性能极佳的一种高效经济树种。
密植茶园一般3年郁闭度就可达到0.4，5年达到0.65，8年后即可覆盖整个梯（坡）面。
由于茶树属四季长青型的较低矮的多年生密植树种，因此可有效阻止雨滴对地面的直接侵蚀。
据霍山县水土保持试验站测试，高产密植茶园的土壤侵蚀模数在400t/（km2·
a）以上，蓄水效益达70%，减沙效益达91%以上。
全县7667hm2茶园，每年可拦蓄径流5903万m3，减少土壤流失31.4万t。
6.6经济效益
霍山县现有茶园，采摘面积6330hm2，2001年茶叶总产量3100t，产值6326万元，其中名优茶500t，产值4690万元。
全县茶农4万户，从事茶叶生产、加工、经营的人员超过10万人，人均茶叶收入150元。
与种植玉米、山芋、小麦等传统农作物相比，产值增加3倍。
随着茶叶基地规模的不断扩大，以霍山黄芽为代表的传统名优产品迅速崛起，以其“绿色”饮品的天然性和黄绿鲜润的外形品质，清雅脱俗的文化品位，受到各界人士的推崇。
目前，茶叶已成为县乡财政和农民收入的主要来源，成为山区群众脱贫致富的支柱产业。
6.7社会效益
坡地改梯发展茶叶生产，首先是有效的防治了水土流失，减轻了河道、塘库泥沙淤积，延长了水利工程使用寿命；
其次是调整了种植结构，提高了土地的利用率和生产率，为贫困山区群众脱贫致富奔小康开拓了一条成功之路，为大批农村剩余劳动力就地参与茶产业创造了条件，减轻了社会就业压力；
三是促进了茶叶产业链的形成，通过市场牵“龙头”，“龙头”带基地，基础连农户，实现专业化生产、系列化加工、企业化管理、多元化经营、社会化服务，逐渐形成了产加销、贸工农一体化产业格局；
四是美化了生活环境，如今这里“年看层层梯茶，远看风景如画”。
6.结语
水土保持是土壤侵蚀地区经济社会可持续发展的生命线，是生态环境建设的主体。
水土保持生态修复的提出与实施是水土保持工作理论的重大创新，但水土保持生态修复不应局限于当前的狭义水土保持生态修复，应从狭义水土保持生态修复向广义水土保持生态修复转变。
即使实现了这样的转变，水土保持生态修复也只是水土保持流域综合治理的一个重要方面。
它不能完全替代人工造林种草等水土保持生物措施，更不能替代坡改梯、淤地坝、谷坊、小型水库、蓄水池等水土保持工程措施。
[参考文献]
[1]Diamond.J.Reflectionsongoalsandontherelationshipbetweentheoryandpractice[A].W.R.III.Jordon.N.Cilpin,J.Aber.RestorationEcology:
ASymbeticApproachtoEcologicalReserch[C].Cambridge:
CambrigeUniversityPress.1987.329~336.
[2]Harper.J.L.Self-dffacingArt:
RestorationasImitationofNatureRestorationEcology[A].W.R.III.Jordon.N.Cilpin.J.Aber.RestorationEcology:
ASymbeticApproachtoEcologicalResearch[C].Cambridge:
CambridgeUniversityPress,1987.35~45
[3]Jackson.L.L.,D.Lopoukine,D.Hillyard.Eclglgicalrestoration:
adefi-
nitionandcomments[J].RestorationEcology,1995.3
（2）:
71~75.
[4]Cairns,J,Jr.EncyclopediaofEnviromentalBiology[J].Restorationecology,1995.3（3）223~235.
[5]何海，彭少麟.恢复生态学导论[M].北京：
科学出版社，2002.
[6]焦居仁.生态修复的要点与思考[J].中国水土保持,2003
（2）：
1~2.
[7]王治国.关于生态修复若干概念与问题的讨论[J].中国水土保持.2003（10）；
4~5.
[8]范英宏，陆兆华，程建龙等.中国煤矿区主要生态环境问题及生态重建技术[J].生态学报，2003，23（10）；
2144~2152.
[9]《中国水土保持生态建设模式》
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