关键词:水土保持;生态修复;特点;原则
中图分类号:S157文献标识码:A文章编号:
引言
生态环境的日益退化已成为当前我国所面临的重要问题之一,其中生态环境的退化所导致的一个特征就是引起水土流失。因此,实施水土保持生态修复是当前我国生态建设工作的重点。
1、实施生态修复的合理性
从某种意义上来说生态修复是一个相对宏观的概念,它是在以人工措施辅助的条件下应用生态系统自我组织和自我调节能力来对被破坏的生态系统进行修复或者加速已被破坏生态系统的恢复的一种理念,辅以人工是为了加快生态系统恢复的步伐。科学研究表明,自然植被有着自身演替规律可以自己完成自身的更新并具有强烈再生能力,可以自己恢复。这就要求我们实施生态修复遵循自然生态本身所具备的自然规律,靠其循环再生能力恢复植被,从而来治理水土流失,使其朝着人与自然和谐相处的方向发展。
我国幅员辽阔,水土流失面积巨大,情况复杂,在当前社会经济状态下,水土流失问题已刻不容缓。研究表明完全依靠传统的水土保持措施很难有效控制水土流失,而且传统的水土保持措施存在很多弊端,已不能适应新时期生态环境建设的要求。近年来我国各地实行的封山育林、建立自然保护区、水土保持示范区等措施,已经验证了生态修复在增加地表覆盖、控制水土流失方面起到了的良好效果。有专家研究表明生态修复能够提高土壤肥力和水保工程效益,如通过自我修复形成的林分单位面积活立木蓄积量比同龄人工林林分平均增加5立方米,质量也远远胜于人工林,而且森林土壤肥力及土壤涵养水分养分的能力会大大提高。因此在水土保持措施采取生态修复,可用较少的投入得到较大的成绩,在较短的时间内恢复植被,较好的减少或控制水土流失。
2、水土保持生态修复的特点
2.1水土保持生态修复的主要手段需重视封育保护
水土保持生态修复是通过降低乃至解除生态系统超负荷的压力,从而依靠自然的再生以及调控能力促进植被的恢复以及水土流失的治理。因此,在水土保持生态修复中,采取封山禁牧,停止人为干扰是其主要的手段之一,而封禁是其核心。在大量的实践证明中可以看出,采取封禁治理,能够在很大程度上提高林草的覆盖率,土壤侵蚀模数明显降低,从而使水土流失问题得到有效的治理,很好的改善了当地的生态环境。
2.2水土保持生态修复适宜程度和难度将有很大的差别
水土保持生态修复适宜地区的选择是有条件的,不同地区的适宜程度和生态修复的难度差异很大。其主要表现在以下几点:(1)对于人口密度以及土地承载力小的地方越适宜生态修复的开展;(2)地区的降水量需保持最少在300mm以上;(3)为了能够更好地保障耐旱、耐贫瘠草、灌的生长,区域内的土层厚度应超过10cm;(4)即使区域水土流失严重,但并非是寸草不生;(5)区域内的林草覆盖率需大于10%;(6)人均基本农田需大于0.03hm²;(7)区域内无严重的地质灾害,如泥石流、滑坡等等。理论上讲,水土保持生态修复只要是对土地没有高效高产要求以及不是寸草不生的情况下都可以实施,但是其修复的适宜程度和难度将有很大的差别。
2.3水土保持生态修复离不开人工及政策措施的辅助
依靠封禁并非是水土保持生态修复的唯一途径,其生态修复离不开人工以及政策措施的辅助。其一,可采取人工育林育草的措施加快封的生物量生长,例如:因地制宜地补植补种、防治病虫害等。同时,保证生态用水等措施也是非常重要的。其二,有必要采取相应的管理措施,只有将封的管理工作做好,才能够更好地保障居民的生产生活,同时也能够更好地促进封水土保持生态修复取得一定的成效。
2.4水土保持生态修复周期比较长
由于植被的生长需要一定的时间,相比较于工程措施而言,生态修复的周期较长,其效益往往需要3-5年之后才将慢慢体现。例如:经果林在3-5年就能够大见成效;坡改梯及小型水保工程当年就能见到成效。同时,植被恢复的速度与当地的自然条件有着紧密的联系,自然条件差的条件下,植被恢复的速度自然变慢。由此可见,水土保持生态修复的成效相对来说较为缓慢,其功能的完善与发挥所花费的时间要更长。
3、水土保持生态修复的原则
3.1生态学为主导的原则
水土保持生态修复的基础依据是生态学的理论及原理,进行水土保持生态修复时,需要坚持生态学为主导,遵循生态学的规律以及原则。只有在充分理解和掌握了生态学的理论和原则的基础上,才能更好地处理生物与生态因子间的相互关系,了解生态系统的组成以及结构,掌握生态系统的演替规律,理解物种的共生、互惠、竞争、对抗关系等,从而更好地依靠自然之力来恢复自然。
3.2流域整体修复的原则
因为水土保持生态修复属于小流域综合治理中对生态修复理论以及技术的应用,以提升生态系统自我修复能力来加快水土流失的治理步伐。因此,对小流域治理中的生态修复,需要以流域为单位,从整体设计上保持生态修复的布局。与此同时,由于流域与上游以及下游之间有着紧密的联系,为了使生态修复效果更佳,将流域作为一个单元进行规划设计是一个必要的措施。
3.3因地制宜原则
我国是一个领土面积广阔的国家,不同的地区自然条件差别较大,在降水量、水土流失强度、林草覆盖率、人口以及社会经济条件等都有着很大的差别。因此,生态修复的措施上也有着一定的区别。由此可见,在一个地区的成功实例,并非完全适宜另一个地区,机械、教条的应用甚至无法达到治理的效果。在进行水土保持生态修复工作中,需要根据当地的实际情况,通过认真分析研究植被恢复的特点,从而选择出适宜的生态修复技术及方法,促进生态修复工作的顺利开展。
3.4生态修复措施和工程措施相结合的原则
水土保持生态修复措施并不能够将传统的以及成功的水土保持措施完全替代,一些比较成功的水土保持工程措施在治理水土流失方面发挥着极其重要的作用,例如:坡面水系工程、经果林建设工程。水土保持生态修复作为治理水土流失的新技术以及新手段,是传统水土流失质量的进一步完善,在生态修复规划以及设计中,需要将生态修复措施和工程措施相结合,从而使水土保持工作得到最佳的发挥。
3.5生态修复措施和非工程措施相结合的原则
政策保障以及公众支持是水土保持生态修复工作顺利开展的必要前提。有效的开展封禁措施、退耕还林、生态移民以及产业结构调整工作,就需要政策保障以及公众支持。着重从两个方面出发:其一,加强对公众的宣传和教育,使之得到当地公众的支持以及参与,从而更好地落实修复措施;其二,这些措施的采取需要一系列的政策和机制来保证,例如:封居民的生活保证、产业结构调整的进行、生态移民权益的保障以及退耕还林后农民土地的补偿等等,这些都需要有相应的非工程措施与之配合,而这些措施是生态修复工作的重要组成。
3.6经济可行性原则
虽然水土保持生态修复具有省钱且效果显著的优点,但是这并不意味着在进行水土保持生态修复规划设计中不考虑经济可行性的原则。所谓的经济可行性原则,是在水土保持生态修复工作中的投入既要符合当前经济发展水平,使资金的投入有可靠的保证,又要分析封禁、退耕还林等水土保持生态修复手段对当地经济发展的影响,对于一些条件允许的地区可以实行严格的封禁,若条件不允许则应该从经济可行性原则出发,将采用与利用相结合,从而保证既能够做到经济的发展,又能够很好的保护对生态环境。
结束语
总之,水土保持生态修复作为生态修复工作中的一个重要组成部分,是当前生态修复工作的重点。通过依靠生态系统本身的组织和调控或与人工调控能力的复合作用,使部分或完全受损的生态系统恢复到相对健康的状态。以促进植被恢复,保持水土,改善生态环境,实现自然生态系统的良性循环。
参考文献
【关键词】低平牙槽嵴;全口义齿修复
近年来,行全口义齿修复的低平牙槽嵴患者越来越多,牙槽嵴低平的无牙颌患者实施全口义齿修复的自身条件较差[1],所有会增加修复的难度,现全程报道依据。
1资料与方法
1.1一般资料选取2012年6月~2013年6月期间本院收治的39例低平牙槽嵴患者,其中男21例,女18例,年龄65~79岁,平均年龄(73.2±3.4)岁;其中30例患者有义齿戴用史,由于咀嚼能力下降需要重新予以修复。上下牙槽嵴均低平患者18例,仅下颌牙槽嵴低平患者21例。
1.2方法
1.2.1印模制取选择合适的成品无牙颌托盘,获取形态完整的初印模,灌制模型后,使用自凝树脂制成个别托盘,使印模膏边缘部分伸展到位,在已经完成的个别托盘上加用印模材料,在修整后用硅橡胶制取最终印模,检查印模边缘的伸展和封闭状况,应用超硬石膏灌制模型。
1.2.2颌位记录在模型上制成完整的上下颌蜡基托,仔细检查基托在口腔内的稳定状况。首先,确认上颌平面,再进行张闭口运动,确立上下颌的颌位关系,观察面部形态是否对称、协调,患者有无不适感,矫正上下颌的垂直距离,对此,要求咬合时下唇能够自然紧闭,鼻唇沟深浅度合适,双侧咬肌有明显收缩感,慢慢调整咬合上下颌的距离直至完全合适。对于下颌牙槽嵴条件较差的患者,应当将颌平面下降1~2cm以增强咬合。
1.2.3排牙选取形态大小协调合适的人工牙,依照牙槽嵴吸收的程度大小和周边的生物解剖关系变化进行排牙,以确保人工牙能够与牙槽嵴能够互相吻合,并且要将人工牙和舌肌的相互力度作用考虑在内,调整好人工牙的大小、作用支点,固定好人工牙,降低压痛感。此外,对于后牙,应当选择低尖牙,适量减少颌曲线;针对前牙,则要排列成浅覆盖形态以便于平衡颌的形成,提高义齿的固定度;另外,要尽可能将排牙的整齐和美观考虑在内。
1.3效果评定在患者戴用义齿半年后随访,评定义齿是否稳固、咀嚼情况、患者的舒适度和满意度。效果良好:在经过调整后,两周内能够适应,能够正常咀嚼,无疼痛感,很满意;效果一般:经过三次以下的调整,在随访一个月内能够适应,咀嚼功能较好,无明显不适感,较为满意;效果不佳:经过三次以上的调整,随访一个月后仍旧不能适应,不满意修复效果。
2结果
本组39例患者中,修复效果良好的有26例,占据66.7%;修复效果一般的有9例,占据23.1%;修复效果不佳的有2例,占据5.1%,修复总有效率为94.9%。
3讨论
随着社会的进步和发展,人口老龄化问题日益凸显,由于老年人的身体机能均处于衰退状态,牙齿的功能也受到损伤,牙晃动或脱落的老年人不在少数,降低了老年人的生活质量[2,3],而通过患者口腔内牙槽嵴的基本条件来制作全口义齿,是目前牙科口腔修复的主要手段之一[4]。义齿的固定位置和稳固与否是修复能够取得成功的关键所在,制作义齿的过程为印模、固定模型、确定上下颌位和排牙,每一个流程都不容忽视,需要进行反复调整,通过观察患者的面部形态和自诉来保证义齿固位合适、咬合正常、排牙整齐美观。此次研究中,39例牙槽嵴低平患者中,修复效果较好的共有37例,占据94.9%,可见规范细致的修复过程能够大大提高修复成功率。
综上所述,医生要充分了解牙槽嵴低平患者的口腔状况,认真细致地完成修复的每个环节,通过精心地制取、耐心地调整来提高患者的舒适度和满意度。
参考文献
[1]徐桂,李玉华.无牙颌低平牙槽嵴全口义齿修复体会.中外医疗,2011,2(03):51-52.
[2]包雪梅.低平牙槽嵴全口义齿修复60例临床体会.疾病监测与控制杂志,2012,6(05):304-305.
从各地的实践来看,生态修复在局部地区初见成效,其做法和经验是宝贵的,带给我们的启示也是深刻的。
1几点启示
1.1要以“三个代表”重要思想为指导,解放思想,与时俱进,不断探索水土保持生态建设的新路子
党的十六大明确提出,我国将全面建设小康社会,加快推进社会主义的现代化。新时期对水保生态建设提出了新要求,也带来了新挑战,水保工作者必须进一步解放思想,跳出原有的旧框框,提出新思路,寻找新对策。生态修复的提出是从实际出发、大胆探索的成果,但这仅仅是个开始,试点面积还比较小,需要热量计研究的问题还很多。水土保持生态建设具有长期性、复杂性和艰巨性,我们必须以“三个代表”重要思想为指导,与时俱进,开拓创新,把生态修复引向深入。
1.2坚持人与自然和谐共处的理念,充分发挥生态自我修复能力,加快植被恢复,加强植被保护
开展生态修复大大加快了植被恢复的速度,加快了水土流失治理步伐,丰富了水土保持综合治理的内涵,是水土保持生态建设不断发展的必须结果,体现了人与自然和谐共处的理念,坚持预防为主的水土保持工作方针。实践证明实施生态修复不仅在南方,而且在黄土高原和风沙区也都是可行的,得到了广大干部群众的支持和拥护。因此,进一步开展生态修复势在必行。
1.3突出水土保持的综合性
搞好生态修复,必须注重水土保持的综合性。水土保持生态建设是一项系统工程,涉及方方面面,必须集中各方面的力量,形成合力,方能取得好的成效。一是在管理上要突出综合,在政府统一领导下,搭建水保生态建设平台,调动各方积极性,管好用好资金,发挥资金效益,提高工程质量。二是在治理措施上要突出综合,山水田林路全面规划,工程措施、生物措施和农耕措施因地制宜、科学配置。三是在效益上要突出综合,生态效益、经济效益和社会效益统筹兼顾,相得益彰。四是山川秀美的目标要突出综合,不仅要山川秀美,生态系统步入良性循环,而且还要社会安定,人民生活富裕,社会经济协调发展。
2几点建议
2.1充分重视水在水土保持生态建设中的作用
水是水土保持生态建设的首要制约因素,特别是在我国西北地区,有水一片绿,无水一片荒。当前的退耕还林在8年后没有补助了怎么办?天旱了又怎么办?生态修复怎样才能持久进行?经济社会如何持续发展?西部大开发依靠什么?所有这些问题的解决根本在于搞好水利水保等基础设施建设。要吸取宁夏西吉县在20世纪80年代开展退耕还林工作中的沉痛教训,重视水利水保基础设施建设,优化配置、合理开发、有效利用水资源,协调好生产、生活和生态用水。搞好水资源的利用是实施生态修复的关键和保证,立足当前,着眼长远,把生态修复这一新思路、新举措落到实处。2.2进一步加大水土保持生态建设的力度
水土保持生态建设是流域综合治理的重要内容,江河洪涝灾害和面源污染等殃及的是中下游,而其祸根在上游,因此要标本兼治。大江大河治理要实现堤防不决口、水质不超标、河道不断流和河床不抬高的四大目标,水土保持是至关重要的,所以要进一步加大水土保持生态建设的力度。要贯彻落实新的治水思路,实施生态修复工程,加快水土流失治理。建议在试点的基础上,进一步总结生态修复经验,扩大范围,大力推广。
2.3基于创新的生态修复要进一步创新
一要创新体制,发挥行业管理职能,构筑水保生态建设平台。近年来,多部门都在利用多种渠道的资金参与水保生态建设,如何管好用好资金,充分发挥资金的效益,提高工程质量,是各级领导和广大群众共同关心的问题。水保生态建设是一项跨部门、多学科的工作,涉及面比较广,需要一个职能部门来协调、管理。陕西省延安市实行政府统一领导,专门成立了山川秀美领导小组,设立了办公室,与水保世行贷款项目办公室一套人马、两块牌子;由水保部门协调水保生态建设,负责统一规划、统一技术标准、规程和规范的制定、质量监督、检查验收等工作;有关部门各投其资、各负其责、各记其功,保证资金用途不变、渠道不乱,共同搞好生态建设。贵州省毕节地区以"捆绑式火箭"的方式,按照水保统一规划,开展生态建设。湖北省梯归县在移民安置上,要求县水保局按照统一规划进行审批、把关。这些经验受到北京市、江西省等领导同志的高度重视。北京市市长刘澳同志批示:"只有制度创新,才可加快我市山区县的生态建设步伐。以生态来统一造林、治水、治沙、舍饲、脱贫等工作。"北京市在机构改革时,就赋予市水利局有主管生态的职责。理顺体制,明确水保主管部门在生态建设中的协调、管理地位和作用,搭建水保生态建设平台,依法行政,强化职能,加强综合协调、技术指导和归口管理,有利于更快、更好地开展水保生态建设。
二要深化改革,创新机制,调动各方积极性。水土保持生态建设是一项伟大事业,需要广大人民群众的参与,而深化改革,创新机制,调动社会各界参与水土保持生态建设的积极性,就显得非常重要。当前要抓住西部大开发的机遇,进一步加大承包、租赁、股份合作、拍卖"四荒"使用权的工作力度,总结推广陕北淤地坝产权制度改革经验,明晰所有权,拍卖使用权,搞活经营权,放开建设权。适应新形势,对实施生态修复中出现的新问题进行积极探索,及时提出对策和建议。进一步总结推广山西省黄土高原世行贷款项目实施报账制和专业队治理管护的经验,提高资金使用效益,加快治理进程。
三要科技创新,提高生态修复科技含量。开展生态修复专题研究,重视科技特别是高新技术在水保生态建设中的作用。水是生态建设的首要制约因素,因此在开展生态修复专题研究中,首先要研究水的利用。重视"3S"技术在生态修复中的应用。
论文摘要:阐述水利工程与水域生态的关系,介绍了生态水利规划的基本原则:工程安全性与经济性原则;提高河流形态的空间异质性原则;生态系统自设计与自我恢复原则;景观尺度与整体修复原则;反馈和调整设计原则。
1水利工程对河流生态系统的影响
在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用,同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性,使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面,似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统的健康和可持续性。
2生态水利工程
从学科发展角度看,现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学,水利工程规划设计主要对象是水文系统,往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法,促进水利工程学与生态学的交叉融合,用以改进和完善水利工程的规划及设计理论,形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如治河、防洪工程),兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产(生态产业)及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段之一。
3生态水利工程的规划设计原则
3.1工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一项综合性工程,在河流综合治理中既要满足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求,也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内,能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时,必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征,动态地研究河势变化规律,保证河流修复工程的耐久性。
对于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握,生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选,更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外,充分利用河流生态系统自我恢复规律,是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。
3.2提高河流形态的空间异质性原则
一个地区的生境空间异质性越高,就意味着创造了多样的小生境,能够允许更多的物种共存。反之,如果非生物环境变得单调,生物群落多样性必然会下降,生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化,造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动,特别是大规模治河工程的建设,造成自然河流的渠道化及河流非连续化,使河流生境在不同程度上单一化,引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性,但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种,生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性,使其符合自然河流的地貌学原理,为生物群落多样性的恢复创造条件。
在确定河流生态修复目标以后,就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估,建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统(gis)是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上,确定环境因子与生物因子的相关关系,必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括:调查单个生物因子的基本需求,评估各种生物因子的相互关系和制约条件,对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中,识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子,在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。
3.3生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择,也就是说某些与生态系统友好的物种,能够经受自然选择的考验,寻找到相应的能源和合适的环境条件。
将自组织原理应用于生态水利工程时,生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计,建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中,建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同,生态工程设计是一种“指导性”的设计,或者说是辅助性设计。依靠生态系统自设计、自组织功能,可以由自然界选择合适的物种,形成合理的结构,从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明,人工与自然力的贡献各占一半。
传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时,要求工程师必须放弃控制自然界的动机,树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富,实现人与自然的和谐。需要强调的是,地球上没有两条相同的河流,每一条河流的特点都是各不相同的。因此,每一项生态水利工程必须因地制宜,充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值,寻求最佳的生态工程方案。
自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子,也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时,需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度,防止生物入侵。
3.4景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行,而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低,而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。
景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划?首先,水域生态系统是一个大系统,其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起,形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分,形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时,需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次,必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点,这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者,河流生态系统是一个开放的系统,与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环,一条河流的生态修复活动不可能是孤立的,还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后,河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出,湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备,同时进行长期的监测和管理。
3.5反馈调整式设计原则
生态系统的成长是一个过程,河流修复工程需要时间。从长时间尺度看,自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高,同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看,生态系统的演替,即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间,期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。
生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构,力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后,就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展,可能出现多种可能性。
意识到生态系统和社会系统都不是静止的,在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外,人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法,而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行(包括管理)—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中,监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法,一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较,一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。
在反馈调整式设计过程中,提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与,通过对话、协商,以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合,提高设计的科学性。
参考文献:
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关键词:水土流失;水土保持;措施
中图分类号:X43
文献标识码:A文章编号:1005-569X(2009)04-0049-02
1水土流失问题现状
我国是世界上水土流失最严重的国家之一。全国几乎每个省都有不同程度的水土流失,其分布之广,强度之大,危害之重,在全球屈指可数。根据全国第二次水土流失遥感调查,20世纪90年代末,我国水土流失面积356万km2,其中:水蚀面积165万km2,风蚀面积191万km2,在水蚀、风蚀面积中,水蚀风蚀交错区水土流失面积26万km2。在165万km2的水蚀面积中,轻度83万km2,中度55万km2,强18万km2,极强6万km2,剧烈3万km2。在191万km2风蚀面积中,轻度79万km2,中度25万km2,强度25万km2,极强27万km2,剧烈35万km2。冻融侵蚀面积125万km2。调查表明,全国水土流失面广量大,不论山区、丘陵区、风沙区还是农村、城市、沿海地区,都存在不同程度的水土流失问题。
由于特殊的自然地理条件,加之长期以来对水土资源的过度利用,我国防治水土流失的任务艰巨。同时,目前我国正处在城市化、工业化、现代化进程中,人口、资源、环境矛盾突出,新的水土流失不断产生,这给水土保持工作提出了严峻挑战。
黄土高原地区西起乌鞘岭,东至太行山,南靠秦岭,北抵长城,涉及青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南等7省(区)的50个地(盟、州、市)、317个县(旗、市、区),总面积64万km2,是我国水土流失最严重、生态环境最恶劣、经济发展滞后的地区。严重的水土流失,不仅制约了当地经济社会的可持续发展,而且极大地威胁着黄河下游的安全,成为困扰中华民族几千年的心头之患。
在黄土高原64万km2中,集中连片的水土流失面积有43万km2,其中丘陵沟壑区面积占该区总面积约40%,水蚀、风蚀、重力侵蚀都很严重,每年从黄土高原输入黄河的泥沙达16亿吨,实际产生侵蚀的土壤达20亿吨。
在长期流水侵蚀下地面被分割得非常破碎,形成沟壑交错其间的塬、梁、峁。丘陵沟壑区沟谷密度2.5~7.5km/km2,地面分割度为25%~45%,地势起伏很大,从分水岭顶部到沟谷底部的最大落差有200~300m。地面坡度可达35~55°,多出现直立的陡崖,易出现滑坡、泥石流、地震等。平坦耕地一般不到1/10,绝大部分耕地分布在10~35°的斜坡上。地块狭小分散,不利于水利化和机械化,水土流失严重。
2防止水土流失的水保对策
2.1发挥生态自我修复能力
发挥生态的自我修复能力是水土保持生态建设的重大举措,通过生态的自我修复,可以促进植被恢复,改善生态环境,加快水土流失防治步伐。①是制定水土保持生态修复规划,明确生态修复的分区、目标、任务与措施,大力推进水土保持生态修复工作。通过人工造林、飞播造林、种植经济林果等措施,提高地表覆盖度,减少水土流失。②是抓好试点,总结不同水土流失类型区实施生态修复的主要措施和效果,探索生态修复的有效途径,为大范围开展水土保持生态修复积累经验。③是搞好效益监测与评价,建立能科学反映生态修复效益的指标体系,为生态修复工作提供科学依据。④是加强宣传,提高认识,引导和教育广大干部群众转变观念,走可持续发展的路子。⑤是制定配套法规,出台相关政策,调动广大群众投入生态修复的积极性,为实现生态修复创造良好条件。
2.2实施人工土石方工程
工程措施也就是通过人工实施土石方工程,对水土流失严重或预计因水力、重力侵蚀容易造成崩塌和泥石流的区域,用砌护坡、挡墙、钉木桩等方法进行加固。其特点是:见效快、效果明显,但投资、投劳大,一般工程措施均配以植物措施进行绿化。
2.3加强水土保持政策法规建设
各级水利水保主管部门要加强政策研究,推进水土保持政策法规建设。当前,要重点抓好《水土保持法》的修订调研工作,通过水土保持法》的修订进一步理顺管理体制,强化行政监管职能。要围绕今后一个时期的重点工作,尽快制定和完善有关政策法规,以推动水土保持工作的深入开展。
3处理好四方面关系、推进水土保持生态建设
3.1处理好生态效益与经济效益的关系
生态和经济是一个矛盾的统一体。没有良好的生态环境,不可能有经济的可持续发展;没有经济社会的可持续发展,生态环境建设也得不到有效的保障。水土保持工作必须妥善处理两者的关系,寻求生态效益和经济效益的有机结合点。在战略布局上,既要突出生态效益,使水土保持服务于国家生态建设的大局,又要注重经济效益,以水土资源的合理配置和高效利用所产生的经济效益,激发和调动广大农民群众治理水土流失的热情,为水土保持生态建设创造良好的物质条件。
3.2处理好人工治理与生态修复的关系
在坚持以小流域为单元进行人工治理的同时,必须把生态修复放在更加突出的位置。在水土流失严重、人口资源环境矛盾十分突出的地区,要以人工治理为主,提高该地区的人口环境容量,促进生态环境逐步恢复和改善。在水土流失程度较轻、降雨条件适宜、人口密度小的地区,要把生态修复作为改善生态环境的主要手段,通过封育保护、轮牧禁牧、舍饲圈养等措施,依靠大自然的力量恢复生态。要把人工治理与生态修复有机结合起来,在点上开展重点治理的同时,在面上更多地依靠大自然的力量恢复生态,双管齐下,加快水土流失防治进程。3.3处理好预防保护与治理开发的关系
必须把预防保护放在突出位置,以预防保护保治理开发,以治理开发促预防保护,综合运用行政、法律、科技和经济的手段,加强对现有植被和治理成果的保护,特别是加大对生态脆弱地区的生态保护,抓好开发建设项目水土保持“三同时”制度的落实,避免在开发建设过程中造成新的水土流失。3.4处理好当前任务与长远目标的关系
水土保持生态建设任务繁重,必须全面规划,从长计议,处理好当前任务与长远目标的关系,突出重点,逐步推进。当前要优先选择水土流失特别严重、对群众生产生活和经济社会发展影响较大的区域进行治理。在建设内容上,重点放在改善农业生产条件和生态环境、蓄水保土、拦沙淤地的关键环节,如小型水利水保工程、淤地坝、坡面水系等工程。
参考文献:
[1]田卫堂,胡维银,李军,等.我国水土流失现状和防治对策分析[J].水土保持研究,2008(4).
【关键词】烤瓷修复美学;相关因素;密切相关
【中图分类号】R783.6【文献标识码】C【文章编号】1008-6455(2010)08-0066-01
Toanalysistheaestheticfactorsrelatedtoporcelain-fusedto-metal(PFM)crownofanteriorteeth
PuYan
【Abstract】Objective:Toanalysistheaestheticfactorsrelatedtoporcelain-fusedto-metal(PFM)crownofanteriorteeth.Methods:Prepareanteriorteethinregularmethod,collectclinicalmaterial.Results:RealitydegreeofPFMisrelatedtotoothpreparation、colorselection,shapeandarrangedformatofprostheses、gingivaesthetics、processingtechniqueandsoon.Conclusions:Effectofcosmeticrestorationofanteriortoothisstronglylinkedtoprosthesesdesign、making-technology、materialpropertyandquality、accuracyofShadeMatching.
【Keywords】aestheticsofPFM;relatedfactors;stronglylinked
前牙烤瓷修复具有色泽美观、逼真、耐磨耗性能稳定等特点,被广泛应用于临床。随着人们对美的要求越来越高,给口腔医师提出了更高要求,如何使修复体达到个性化美、仿生和逼真的效果,充分体现功能和形式美的协调统一。本文就相关因素进行分析和探讨。
1材料与方法
1.1一般资料:随机选取年龄为20-63岁前牙美容修复患者93人,其中男41人,女52人,均为金属烤瓷冠,选择贵金属76人,非贵金属17人,记录修复体操作全过程,并进行0.5-3年的追踪观察、随访。
1.2方法
1.2.1牙体预备:①前牙切缘至少磨出1.5mm的间隙,以保证在咬合时有足够的间隙来满足金属与瓷的厚度。并防止切端透出金属颜色或者遮色层外露,影响美观,在覆合正常的前提下,上颌牙切缘与舌侧呈45°,下颌牙切缘与唇面呈45°。②近中邻面尽量形成2°-5°的斜面,以便于就位和固位,邻面从唇面向舌侧面移行,呈翼状外形;前牙舌面与对颌牙磨出08mm空隙。③牙颈部制备成135°的凹面型肩台,此类肩台既保证烤瓷冠颈部有一定的厚度,又解决金属内冠收缩导致颈部不密和的问题[1]。
1.2.2前牙烤瓷的比色、色彩选择:比色是重现天然牙色彩特征的首要环节。牙冠色彩学的美学设计中明亮度、色相和彩度是颜色的3种特性,能够对颜色进行全面的描述。由于表面牙釉质与深层牙本质在颜色及厚薄上各不一致,因此同一牙冠各部位颜色亦不相同,牙体中部明亮度最大;牙体切端和中部色相偏黄,颈部因受牙龈影响偏红黄色;而彩度值以颈部最大、切端最小。同颌牙中不同牙齿的颜色亦有所差异,中切牙、侧切牙、尖牙的明亮度依次降低,彩度值逐渐增加。上下颌同名牙亦存在差异,上颌牙的明亮度偏高,彩度值偏低,而左右同名牙的色度值无明显差异。采用维他(VITA)比色板,比色前将比色板按顺序排好,比色时在自然光线下进行,口腔保持正常状态,比色板放入口内,视线与修复牙平行,每次比色的时间不宜过久,以防出现视觉疲劳而影响比色效果。
1.2.3前牙烤瓷修复的形态学:以天然牙的解剖形态为依据,结合年龄、性别等个体差异,同时与牙型和面型相匹配,与邻牙的比例相适宜,必要时可应用色彩视错觉原理改变牙体的形态[2],恢复牙体的生理功能和解剖形态,正确再现天然牙的正常形态和比例,以达到功能与形态美的和谐统一。
1.2.4前牙排列的形式美学:前牙排列运用对比协调、对称均衡的原理。在排列时,参考对侧同名牙的大小、形态、色泽及近远中向、唇舌向、对称排列,使修复体代替天然牙维持牙列完整的同时,又达到牙列自然协调和对称均衡[3]。
1.2.5前牙烤瓷修复的个性美:修复前与患者进行交流,根据患者的心理状态和自身条件,尽量满足患者不同审美观的心理需要。同时,由于人类的面型、牙弓型存在着个体差异,性别、年龄各不相同,在修复时要综合考虑,结合患者口内实际情况,把美学原理应用于个性美学中,以达到自然、逼真、和谐的美学效果。
1.3临床检查标准:修复完成后0.5-3年内复查。满意:覆合覆盖关系正常,修复体的形态及色泽、透明度、明暗度与邻牙或对侧同名牙一致。修复体边缘与牙体组织移形无肩台,且密合无间隙;牙龈色泽美观,无牙龈肿胀出血。不满意:未能恢复正常的覆合覆盖关系;修复体的形态、色泽、透明度、明暗度与邻牙或对侧同名牙有较大差异。龈缘不密合,牙龈有炎症,崩瓷或瓷裂[4]。
2结果
修复体的边缘与牙龈缘的位置决定了修复体龈缘的形态。接诊的93例前牙美容烤瓷修复,66例位于龈沟内,24例和龈缘平齐,3例与牙龈分离(为55岁以上患者)选择贵金属烤瓷修复76人,修复体冠边缘及龈缘无变色,牙周无炎症。而选择非贵金属17人,6人龈无变色、红肿,边缘密合度好(6.5%);8人龈缘变浅灰色(8.5%),其中1人同侧面部搔痒感,去除修复体后症状消失,后选择贵金属修复,无不适;不密合4人(4.3%患者年龄为60岁以上)。贵金属烤瓷冠在龈染色,边缘密合度和牙龈出血指数方面均优于非贵金属烤瓷冠[5]。
修复体颜色的选择,直接关系到美学修复体仿生和逼真的效果。对93例前牙美容修复后随访,在颜色、形态及排列的形式等美学方面,满意88例(94.6%),不满意5例(5.4%)。
3讨论
3.1前牙美容修复包括颜色的协调、排列的对称均衡、形态的比例和谐。因此,修复应达到牙齿、牙龈及口腔周围软硬组织与面型的完美协调。影响美容修复效果的因素较多,牙的颜色、形态比例、大小位置与牙龈的关系、牙弓的对称性、牙龈的色彩等都是前牙美容修复中的关键因素。为了达到前牙修复的美观效果,烤瓷冠的唇侧边缘一般在龈下或与龈缘平齐。备牙时,既要考虑烤瓷冠的美观,又要注意基牙受力时的抗力。
3.2烤瓷修复体的颜色主要取决于口内邻牙、对颌牙牙冠颜色,应注意真牙颈部的颜色,此处的彩度高,如尖牙存在,可以根据它来确定色调,因为它是牙列度最高的,彩度较低时,不易分辨出色调的区别。选好色调再来选择彩度,切端半透明区是真牙重要的美学特征,个体之间牙的颜色也各不相同,每个牙都在一定的范围内具有自己的形态和颜色特征,并且随着年龄的变化,颜色也随之改变,最明显的是牙的颈部、中部和切端的颜色有明显的差异。
3.3非贵金属烤瓷冠修复后常出现游离龈变灰等现象,影响美观。其原因主要为:①物理因素:牙髓坏死后牙变色,牙龈映射出牙根的阴影而呈现出青暗的色泽,同时,金属基底冠的存在对经牙釉质进入牙根的光线产生了阻挡作用,烤瓷冠颈部瓷层厚度不足,导致内冠的金属颜色暴露。②化学因素:由于非贵金属在口腔内因氧化和唾液中酶的作用等原因导致龈缘出现黑线[1]。在本资料中龈缘变灰的发生率为8.5%,均为非贵金属烤瓷熔附金属全冠。在现在的修复技术中,全瓷边缘的烤瓷熔附金属全冠、贵金属烤瓷冠和全瓷冠具有良好的美学形态和生物相容性,能够解决烤瓷冠颈部和牙龈变灰色问题,不失为较好的方法。
参考文献
[1]邓久鹏,李金源.烤瓷熔附金属全冠对牙龈组织的影响因素及处理[J].中国煤炭工业医学杂志,2007,10(6):685
[2]孙少宣.口腔医学美学[M].合肥:安徽科学技术出版社,1993.125-131
[3]宋应亮,郭天文,赵铱民,等.形式美学法则在可摘局部义齿修复中的应用发展[J].中华医学美容杂志,2000,6:204~205
①生态系统脆弱,生态功能低下,人类活动干扰和影响加剧。山西全省森林覆盖率在解放初期仅为2.4%,通过数十年植树造林和水土保持,植被覆盖整体呈现上升趋势,据2010年全国第八次森林资源连续清查,全省森林面积282.4万hm2,森林覆盖率为18.03%,但依然处于较低水平(比全国平均水平低2.33个百分点,也低于周边省份)。山西省植被覆盖度受降水影响显著,1988—1992年植被覆盖率随着降水量减少而下降。1992年上半年山西出现重大旱情,植被覆盖度较1988年下降了近50%;1992—1995年,随着降水量增加,植被覆盖度开始有所好转。可见,山西省植被生长对降雨条件的依存度较高。近年,随着人类对生态环境影响的不断增强,人类活动已成为继降雨年际变化影响后又一个对植被变化影响的主要因素。
②地表径流衰减,大河断流,小河干枯。自20世纪80年代以来,由于降水减少以及地表条件变化,造成河川径流普遍偏枯;另一方面随着能源基地建设和城镇化发展,人口急剧增加,用水量相应快速增长,河道水量大部分被引用消耗,径流量迅速减小,小泉小水干枯,部分大河断流。1980—2000年系列河川年径流量较1956—1979年系列出现了较大衰减,减幅达到36.35%。进入21世纪更是进入连续干旱,2001—2011年全省河川径流为55.2亿m3,较1980—2000年系列减少24%。特别是山西的最大河流汾河,1980—2000年平均地表水利用消耗率为64.8%,同期平均年汇入黄河水量为5.85亿m3。2001—2006年期间,汾河每年出境汇入黄河水量3亿m3,径流衰减近半,部分河段断流时间逐步加长,从兰村水文站到义棠水文站160km河道在非灌溉引水期基本处于断流状态,河道内往往只有少量污水,兰村水文站断流天数一直在250天以上,最多断流达278天。自2008年实施清水复流和生态补水后,千里汾河才不再断流。
③采煤对水资源破坏严重。山西多年大规模煤炭开采为全国经济社会发展作出了巨大贡献,同时也留下了水资源破坏、环境污染和生态退化的累累伤痕,土地塌陷采空区占到全省土地面积的1/8以上。平均每开采1t煤破坏水资源2.48m3,煤炭开采每年破坏水资源15亿m3左右。由于采煤对含水系统的严重破坏,采煤漏水直接导致煤矿周边地面塌陷、水位下降、水井报废、泉水断流,水质污染加剧。
④水资源供需矛盾日渐突出,生态用水难以保障。随着近年经济社会快速发展,工农业生产、城乡生活和生态环境等需水量不断增加,供需矛盾日益突出。现状全省人均供水量174m3,为全国平均值的40%;城镇生活人均日用水量99L,为全国平均值的46%。汾河、桑干河等部分河流水系水资源开发利用量已超过当地水资源承载能力,使得水资源配置不得不遵循限农、压工、保生活”的原则,生态用水难以保障,形成缺水—污染—更缺水”的恶性循环局面,导致山西水生态系统逐步退化。
⑤地下水严重超采,水生态系统受到破坏。自20世纪70年代以来,由于地表水控制工程不足,地下水开采量逐年增加,导致供水水源组成发生了不合理变化,地表供水量由年均35亿m3下降至20亿m3,相应的地下水开采量从1971年的11亿m3增加到2008年的40亿m3。地下水集中开采,造成区域地下水水位急剧下降,超采范围不断扩大,漏斗不断增加。20世纪70年代初,全省地下水降落漏斗仅有3处,仅出现在太原市、运城涑水盆地及介休城区。目前全省共有地下水降落漏斗22处,超采区面积10632km2,地下水年超采量为6亿m3。其中,汾河流域地下水超采最为严重,年超采量为2.1亿m3,占全省超采量的37.5%。地下水超采导致区域地下水水位持续下降、泉水断流,湿地面积萎缩。
⑥岩溶泉破坏严重,泉水流量衰减甚至干枯。山西岩溶分布广泛,形成了众多的岩溶泉水及相应泉域。岩溶大泉泉域汇水面积广,具有独立的补、径、蓄、排过程,地下调节库容巨大,排泄集中。岩溶水不仅是山西省众多大中城市和工农业生产的主要供水水源,不少岩溶大泉还是著名的旅游风景点,赋含特殊的历史和文化内涵,是汾河、桑干河、滹沱河等主要河流的生态基流。天然降水是岩溶泉水的主要补给源,由于持续干旱少雨,补给减少,同时岩溶水无序过度开采以及煤炭开采的严重破坏,造成岩溶泉区域岩溶地下水水位下降,泉水流量持续衰减。到2003年,主要大泉平均流量较1956—1979年系列减少52.13%,晋祠泉、兰村泉、古堆泉等完全断流,郭庄、洪山泉接近断流,娘子关、神头、辛安、柳林、水神堂等岩溶泉水较早期平均流量减少40%以上,马圈、城头会、天桥等泉水流量减少30%。
⑦水污染问题依然突出,河流水功能难以维持。近年随着对环境保护工作的重视以及一系列水污染防治和水生态系统保护修复措施的实施,水质恶化和水生态退化趋势得到一定遏制,水生态环境得到一定改善。但总体来看,山西省河流水污染形势依然严峻。据统计,现状全省年废污水入河量8亿t左右,COD入河总量17.09万t/a,氨氮2.44万t/a。根据《山西省环境质量状况公报》,2011年全省监测的海河、黄河两大水系的47条河流共97个断面中,符合《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)水质优良(Ⅰ~Ⅲ类)的断面为44个,占监测断面总数的45.4%;轻度污染(Ⅳ类)的断面为12个,占12.4%;中度污染(Ⅴ类)的断面为14个,占14.4%;重度污染(劣Ⅴ类)的断面为27个,占27.8%。根据2012年全省184个水功能区、6666km河长的监测评价结果,全年全指标评价个数达标率为43.1%;河长达标率为49%。地下水水质也逐渐受到一定程度的污染。
⑧水土流失严重,直接影响山西供水和水生态安全。山西是全国水土流失最严重的省份之一,水土流失和生态恶化趋势尚未得到有效遏制。全省水土流失面积10.87万km2,占全省土地面积的69%,全省多年平均输沙量4.56亿t,合3000t/km2,最严重地区高达2万t/km2。主要分布于山西晋西黄土高原区,地形起伏大,河流水系发育,河道比降大,降水集中,多暴雨洪水,森林面积少,植被条件差。由于这些因素的综合影响,地表侵蚀比较严重。特别是吕梁山以西黄土堆积侵蚀地貌区表现尤为突出,侵蚀模数高达20000t/(km2•a),悬移质年输沙量2.86亿t,占山西省全年输沙量的2/3,成为省内水土流失最严重的地区。山西多沙河流给水利工程特别是蓄水工程带来极大危害。泥沙淤积造成全省各类水库损失1/3库容,威胁供水和水生态安全。人为水土流失加剧的趋势尚未得到有效遏制,严重的水土流失导致土地贫瘠、生态恶化、河湖淤积、供水能力降低,加剧了下游地区的洪涝灾害,防洪、供水等能力下降,不但造成粮食减产,还给部分山区农村饮水带来极大困难。
二、水生态文明建设是促进转型跨越发展、解决山西生态问题的必然途径
改善和扭转山西水环境恶化和水生态退化趋势,建设水生态文明是解决山西生态问题的必然途径,也是山西生态文明必然载体。
1.两大战略目标
山西水生态文明建设的内涵和主要内容包括两方面:一是保持河流水系水量平衡、水沙平衡、水土平衡,水生态系统健康和谐;二是实行最严格水资源管理制度,建设节水型社会,保障生态系统用水,实现人、水、生态和谐。
2.两大战略举措
一是以推进山西大水网工程建设为载体,保障供水安全和生态用水,体现民生为本。山西省正大力建设两纵十横、六河连通、纵贯南北、横跨东西、多源互补、保障供应、丰枯调剂、结构合理、稳定可靠、配置高效”的山西大水网,着力构建全面节水、兼具供水和水生态修复功能的现代山西供水网络,形成覆盖全省六大盆地、连通六大河流的十大骨干供水体系,提高全省城乡供水保证程度,为河流水系保障提供生态水量,恢复河流水生态功能,改善水生态环境。二是以实施水生态系统保护和修复试点为契机,实现清水长流,推动山西水生态文明建设。2011年水利部批复了《山西省水生态系统保护与修复试点方案》,批准山西省为全国水生态保护与修复试点省份。核心内容是实施三水”保护与修复行动,三水”即:汾河、沁河、桑干河、滹沱河、漳河五大河流的地表水,太原、临汾、运城、大同、忻定、长治六大盆地的地下水,娘子关、神头、晋祠、兰村、古堆、洪山、雷鸣寺等19个岩溶大泉的岩溶水。以上三水”保护与修复重点区域,基本覆盖了山西省主要城镇、人口密集区、工矿集中区、经济发达区,实施水生态系统保护与修复工程对促进全省和谐发展、转型跨越发展、可持续发展具有非常重要的作用。
3.六项手段
①实施汾河清水复流”综合治理工程,实现千里汾河不断流。山西省自2008年开始实施汾河流域生态环境治理修复与保护工程。主要包括:一是河源区的水源涵养与生态修复,这是维系汾河生态水量的重要内容,主要采取措施为划定河源保护区,取缔河源区小煤矿和个人采石场,通过建设生态林、经济林和小型淤地坝对水土流失进行治理;二是实施河道疏浚与岸坡整治,主要包括汾河中下游干流河道整治疏浚工程、中游干流调蓄工程清淤改造、下游入黄口堤防下延工程、中游兰村至柴村桥段综合整治、支流河道与河口整治工程以及太原城市水系整治;三是实施汾河滨河湿地修复和绿化美化,以汾河中下游为重点,开展滨河湿地修复工程建设,主要集中在汾河干流的太原、临汾和运城段,旨在营造风景秀美的汾河两岸湿地景观;四是实施流域多水源的优化配置与调度,对汾河流域实施地表水、地下水、再生水和矿坑水以及外来调水等资源优化配置与调度,确保国民经济用水以及河流基本生态流量,维系生态系统的健康,提高水资源利用的效率和效益。
②全面实施主要河流生态综合治理与水量调控工程,改善水生态环境,实现堤固、岸绿、河畅、水清、长流”。一个重点是对桑干河、沁河、漳河、滹沱河等主要河流,实施全面的生态综合治理措施。另一个重点是实施水污染防治工程,改善水环境,包括:一是加强污染负荷的源头减排、污水收集管网与处理、面源污染的治理与修复;二是建立城镇生产生活污水收集,切实提高污水处理能力和实际处理率,控制入河污染物排放,实现水功能区达标;三是实施河道生态综合治理工程,改善水生态;四是实施河道清淤疏浚、岸坡整治加固、河流湿地修复、泉域湿地修复、美化工程,改善沿河生态环境;五是实施河流上游生态治理工程,涵养水源,主要包括营造水源涵养林、水土保持林、防风固沙林、护岸林,实施林业生态与植被建设等工程,涵养水源;六是实施水量优化配置和调控工程,维持生态用水。通过山西大水网工程,实施流域内外各类水资源的优化配置和调度,实施河道生态补水,维持生态基流。
③以盆地地下水超采区治理为重点,实施地下水关井压采治理,实现地下水止降返升。山西省投入巨资致力于引黄入晋工程建设,2003年10月实现引黄南干线向太原市供水,2011年实现引黄北干线向大同市、朔州市供水。太原市从2003年开始实施了关井压采工程,截至目前全市三次关井压采工程累计关闭自备水源井396眼,实现压缩地下水开采量35.3万m3。太原市地下水水位连续上升,太原北部西张地区2004—2009年地下水水位累计上升了35.4m。2010年全市66个监测点地下水位平均上升了1.73m,特别是2011年断流近10年的清徐县平泉村不老泉开始复流,晋源区天龙山瀑布景观又重现,标志着太原市水生态环境进一步改善。2004年以来太原市胜利街以北区域地面已基本停止沉降,北固碾沉降中心等区域逐步修复。全省地下水超采区治理工作以节水为先、关井为主、替代水源为保障”的思路稳步推进。首先是开展节水型社会示范建设,采用价格杠杆促进节约用水,加强地下水开采利用的计量与监控,控制工业、生活及农业灌溉用水,减少地下水的开采。其次是依托山西大水网供水系统建设,实施水源置换和关井压采,压缩地下水开采量,实现区域地下水采补平衡,促进地下水水位的止降回升。地下水水位升降已纳入政府年度责任目标考核,实行行政首长负责制。
④以娘子关综合治理为示范,全面实施全省岩溶泉域水生态修复与保护工程,实现泉水复涌量稳。为彻底改善娘子关水生态环境状况,保障用水安全,营造水清、岸绿、流水、人家、乡村”的优美景观和舒适环境,传承历史文化,阳泉市自2008年开始实施娘子关泉综合治理和保护工程,主要采取了泉源区农村旱厕改造、农村垃圾处理、工业污染源控制、农业污染源控制、泉口景区建设与拆迁、泉源区水土保持与绿化等治理措施,已经呈现良好的水生态效果。
⑤实施采煤区生态修复工程,保护矿山水资源。加快推进矿山生态环境治理与修复。做好矿井水利用和煤矸石生态治理。对于矿坑水根据水质特点采取清浊分流、自然沉降、混凝沉淀、过滤、消毒等不同的处理方式,回用于生活、工业、农业灌溉和生态用水。做好矸石山生态治理,大力推动煤矸石综合利用,提高利用率。⑥实施晋西黄土高原水土保持工程,推进城乡生态化,改善生态系统功能,力争到2022年全省森林覆盖率超过26%,实现绿化山西”建设目标。以晋西黄土高原区为重点,克服立地条件差、水土保持难度大的困难,开展水土保持植被建设,提高黄土覆盖地区生态系统的服务功能和水源涵养能力,有效减少入河泥沙量。晋西黄土高原区大于等于25°的坡耕地全部退耕为林地或草地,使退耕还林还草真正做到生态优先,最终达到改善生态和可持续发展的目的。
4.实施最严格水资源管理制度,推动节水型社会建设
2011年,山西省委、省政府以《中共山西省委山西省人民政府关于加快水利改革发展的实施意见》明确要求山西省全面实行最严格水资源管理三条红线”制度,明确提出了实行最严格水资源管理的水资源开发利用控制、用水效率控制、水功能区限制纳污的三条红线”和用水总量控制、用水效率控制、水功能区限制纳污及水资源管理责任和考核的四项制度”。以蓄水保水、节约用水、用好黄河水、涵养地下水为基本方略,以保障供水安全为主攻方向,以大水网建设为龙头,依法加强水资源管理保护,实现水资源开发利用由水瓶颈”向水支撑”转变。2013年1月,水利部和山西省人民政府联合批复的《山西省加快实施最严格水资源管理制度试点方案》中明确要求,立足山西省情水情,紧紧围绕山西转型跨越发展和建设小康社会大局以及十二五”期间经济社会发展的主要任务,以国家资源型经济转型综合配套改革试验区建设为动力和契机,以水生态系统保护与修复试点为先行,以水资源配置、节约和保护为主线,以促进水资源可持续利用和经济发展方式转变为目标,以建立和实施用水总量、用水效率、水功能区限制纳污三条红线”控制指标体系为核心,以制度建设为抓手,以建立和完善水资源管理责任考核制度为保障,推进体制机制创新,提升水资源管理能力,优化水资源配置,保障经济社会发展与水资源承载力相协调和合理用水要求,以水资源的可持续利用支撑山西经济转型跨越发展和全面建成小康社会,全面改善水生态环境,建设水生态文明。
关键词:常德市武陵区;农业生态;修复原理;建设
在人类社会发展进程中,无论是发达国家还是发展中国家,往往都经历了这样的历程。既先以破坏生态环境为代价来发展经济,然后又在受环境破坏的惩罚后逐渐认识和重视生态环境保护的历程。农业生态领域也不例外,土地长期耕作造成了比较严重的农业生态问题,工业“三废”排放量不断增加,化肥、农药、农膜的大量使用,导致农业生态环境恶化,搞好农业生态环境建设是我们面临的重要课题。
一、农业生态环境存在的主要问题与危害
常德市武陵区农业生态环境的现状,其中包括水资源、森林草地,耕地水土资源,农用塑料薄膜、化肥、农药、农业废弃物等方面的污染。综合而言,武陵区当前主要的生态环境问题表现在:
(一)水土大量流失。由于毁林、毁草、开荒、滥伐等原因,造成水土大量流失。全区耕地水土流失面积约9.64平方公里,占耕地总面积的34.4%。水土流失破坏了全区的农业生态系统,导致土壤中氮、磷、钾等养分大量损失,严重影响了本区的农业生产,同时,水土流失使沅江河床抬高,导致水患频繁。
(二)农村淡水生态问题突出。全区农村淡水生态问题突出,呈迅速恶化趋势。例如:地表水体富营养化,地下水质逐渐恶化等。据统计,全区有70%的河流受到不同程度的污染,我国农村50%的饮用水受到有机污染,而且由于农药等化学物质的广泛使用,致使许多地方的地下水不适于饮用,严重影响了人民群众的身心健康和农村经济的健康发展。
(三)农田土壤重金属污染加速。改革开放以来,常德市农村中小企业的发展在很大程度上是以耗能高、污染重的行业或企业有城市向农村转移,未经处理的工业与生活用水经污灌或任意排放进入土壤后,大量的重金属元素可在土壤中富集,从而进入食物链,直接影响农作物的品质和产量,对人体健康造成影响。
二、生态修复及理论基础
(一)生态修复的涵义
生态修复是一个宏观的概念,它是应用生态系统自组织和自调节能力对生态本身进行修复。为了加速已被破坏生态系统的恢复,还可以辅以人工措施以加快生态系统恢复的步伐。生态修复是按照可持续发展的战略思想,切实遵循自然生态经济规律,充分利用当地的水、土、光、热、生物等自然资源,依靠大自然的循环再生能力和人为干涉快速恢复植被,控制水土流失,实现人与自然和谐相处。
(二)农业生态环境演变的规律是生态修复必须遵循的自然规律
生态修复的理论基础是农业生态环境发展的自然规律。自然生态环境是包括生物体与环境(气候,水,土等)自然因素组成的一个互相依存与制约、相对稳定的有自组织功能的大系统,该系统具有恢复到接近于原自然生态状况的自我修复功能。建设性的农业生态环境,应根据当地的自然条件,否则,往往事与愿违,不仅达不到目的,反而会带来新的问题。由于人们对自然规律认识的局限性与偏差,在我国农业生态建设中,就有很多这样的教训。
(三)人与自然和谐共处的理念是搞好农业生态修复的保障
人与自然和谐相处,是人类面对自然灾害深刻反思后产生的新认识。人是自然生态系统的组成部分。违背生态规律的自然改造,不仅损害了自然生态系统还会造成自然灾害。因此,任何形式的自然改造都必须建立在人与自然和谐共处的基础上。要从人口、资源、资源协调发展,人与自然和谐共处的观点出发,开展生态修复,加快水土流失综合治理的步伐,建立良好的水土保持生态系统。要在实践中不断拓展水土保持综合治理的内涵,保持社会经济可持续发展,丰富水土保持生态建设的理论。
(四)农业生态修复的实践方法
农业生态修复是依靠大自然的力量,充分发挥生态系统的自我修复能力,实现水土保持目的的措施。其技术方法概括起来主要是有“封”、“退”、“造”、“建”,“综合治理”、“结构调整、生态移民”、“突出小流域治理,以小促大”等。
“封”既是“封山禁牧,舍饲养蓄”。要真正做到“封得住、有效果、不反复”,还需要因地制宜、因时施策。“退”即是“退耕还林还草、以粮代赈”。大量事实表明,坡耕地是水土流失的主要产沙区,坡度在!)*以上的坡地必须退耕。如果措施得当,退耕后农民还可增加经济收入。“造”即是“造林”。坡度大于+)*的荒山荒坡、退耕地,以营造水土保持林、薪碳林和用材林为主,强加管护抚育,形成乔、灌、草多层次防护体系,有选择的发展经果林。通过推广节柴灶,沼气池等措施,彻底解决群众的燃料问题,可有效的保护植被。“建”即是“建设一亩高标准农田”。农民在退耕二亩坡地后,在山坡下或沟谷地建设一亩高标准基本农田。
搞好农业生态修复,必须注重水土保持的综合性。水土保持综合治理是生态修复的根本措施,是改善农业生产条件和生态系统的基础。调整结构、生态移民是生态修复的保障措施。农业和农村产业结构调整是我国农业发展过程中的一次深刻变革。要想使生态修复持续发展,就必须将生态修复与调整产业结构、调整能源结构和生态移民相结合,这样才能使广大农牧民增产增收,植被得到恢复和保护,地区经济得到发展30%。生态修复作为一项水土保持新举措,需在实践中不断摸索、不断创新,总结新经验、新方法,丰富和发展其理论与实践。
三、农业生态环境的保护对策
(一)增加农民的生态意识,提高人们对生态修复的认识水平。各地在水土保持生态修复上不断提高认识,积极探索生态修复的技术与方法。在政府的大力宣传和积极引导下,大多数农牧民逐渐接受了这一新的理念,认为生态自我修复是一项让土地休养生息的好办法,是人类实现持续发展的正确选择。大量生产生态绿色环保产品,做好“环保”品牌,让农民从保护生态环境中获得实惠,使他们主动参与到保护农村生态环境的行动中来.
(二)加强立法,建立和完善农村生态保护、污染治理的筹资机制。把农村生态环境保护和建设纳入国家法制化管理体系中,加大财政资金的专项转移支付力度,明确保护农村生态、治理农村环境污染的财政资金的转移支付方式,确保专款专用。
(三)加强农药、化肥和农用地膜控制和替代,不断改善和提高农药使用技术,合理用药,安全用药,确保农产品质量,确保施药人员安全,减轻环境的农药污染。
关键词:根瘤菌豆科植物;共生体系;重金属污染;修复方式
中图分类号:X53文献标识码:A文章编号:16749944(2016)02007603
1引言
随着重金属污染问题对全球环境及人类健康造成的危害日益扩大,重金属污染的修复问题越来越为世界各国所关注。我国大部分废弃地或矿区均存在残留重金属浓度高、氮素、磷素等营养元素缺乏及土壤偏酸性等问题,微生物对土壤氮循环中起着关键的作用,而根瘤菌豆科植物共生体系在修复重金属污染中具有划时代的意义。豆科植物具有重金属耐性,其可以与根瘤菌共生,起到固氮的作用,可有效解决上述存在的问题[1]。本文主要论述修复土壤重金属污染的方法,简要分析微生物抗重金属的相关原理,同时讲述根瘤菌豆科植物共生体系在重金属污染环境修复中的应用,希望能为科研学者们提供参考。
2修复土壤重金属污染的重要意义
土壤是人类获取食物和其他资料的基础保障,同时土壤也是各种物质循环的基础存储库,其对环境的各类变化具有很高的敏感度。土壤中重金属的残留时间越久不仅使土壤的肥力退化,而且会通过食物链使人类间接的吸收重金属,危害到人类的健康。有权威资料显示,土壤、大气和水体三者之间的相关性和耦合性使得人类对修复大气和水体的重金属污染的关注度大于对修复土壤的重金属污染的关注度,但无论怎样,若是土壤的重金属污染环境得不到修复,则大气和水体的污染环境也无从解决。因此修复土壤的重金属污染环境可从根本上维持生态的可持续和稳定发展。
3修复土壤重金属污染的方法
当前很多领域对土壤的重金属污染修复技术都做了很多研究,笔者经过查阅资料后总结出修复土壤重金属污染的两大有效途径就是运用固化作用和活化提取去除。通过固化作用可降低各生物之间的循环利用性,同时降低重金属的迁移性和毒性。详细的方法有自然、物理、化学及生物等修复方式[2]。从综合的角度分析,自然修复主要与土壤自身的理化性质有很大关系;物理修复和化学修复在整体的修复效果来说非常好,所花费的时间较少,但修复成本较高,会造成土壤物理性质的变化,有可能会引发二次感染,无法解决实际问题;生物修复包含微生物修复、植物修复及微生物植物共同修复这3种形式,是一种新兴的修复技术,其以操作简便、成本低廉、安全性高及对环境影响少等优点而被当作修复重金属污染环境的有效途径。微生物修复虽然可通过积累重金属或是改变重金属的化合状态来达到降低土壤中重金属毒性的作用,但纯粹的微生物修复在实际应用中并没有将Cu、Pb等重金属离子从土壤中移除,待微生物细菌死亡后这些金属又会自然的回到土壤中产生循环污染,因此采用微生物修复方式没有明显作用。而微生物植物共同修复方式则是结合微生物与植物共生的关系,充分发挥各自的修复作用,并弥补对方的不足,从根本上提升了土壤重金属污染的修复效率,具有很高的应用价值。
4微生物-植物共同修复方式的具体阐述
4.1微生物的抗重金属性及解毒机制
若土壤中的重金属浓度过高,则会影响到微生物的代谢功能,最终改变微生物物种的分布和数量。因此为了适应这样的污染环境,微生物会形成对应的抗重金属性和解毒机制[3]。而微生物对重金属的解毒机制在理论上非常复杂,且不同种类的微生物其抗性及解毒机制也不太相同,所运用的解毒原理通常都包括沉淀、整合、外排、富集和隔离等。例如微生物对铜的抗性最显著的就是大肠杆菌,其主要是负责将过量的Cu2+移出细胞质,并通过其他组分将细胞周围的Cu2+浓度进行控制,保证植物在一定Cu2+浓度下存活;而微生物对对锌的抗性则表现为当细胞内的Zn2+浓度达到一定值时,微生物会通过自身对Zn2+的吸收性,启动外排系统将细胞内定量的Zn2+排出细胞外,从而达到降细胞内Zn2+浓度的效果。利用这样的抗性机制,微生物可以同时转化和改变土壤中重金属的离子形态,这本身就是一种解毒效果,对土壤的整体环境而言就是一种良好的修复效果(图1)。
4.2微生物-植物共同修复技术的作用
该项技术一方面主要是运用PGPR细菌(促植物生长根际细菌)能分泌的酶、有机酸和表面活性剂等物质,进而提高土壤中重金属的生物有效性,从而提升植物对重金属元素的可吸收性、累积和固化等效率;另一方面主要是依靠ACC脱氨酶等各类分泌特异性酶、维生素、各类植物激素以及具有氮固定作用的根瘤菌来促进植物的生长,从而提升植物的总量,进而增加重金属的总积累量。同时植物在整个过程中不断的分泌类似糖、氨基酸和有机酸等物质,在一定程度上为微生物提供了能源,保证了微生物的作用持续,同时还改善了土壤的理化性质,也间接促进了微生物的繁殖和生长[4]。由此可见,微生物-植物共同修复技术弥补了微生物及植物各自在修复过程中存在的不足,提高了整体的修复效率。由上文的分析中可知,氮素等营养成分不足是限制重金属污染地植被恢复的关键因子,因此氮素含量水平成为了判断重金属污染地生态修复效果的指标。根瘤菌豆科植物共生体系是目前固氮能力及抗逆能力最强的体系,两者之间存在一种紧密互利关系,既可以提升土壤的肥力,同时还能够固定或移除土壤中的重金属
4.3根瘤菌豆科植物共生体系修复重金属污染的效果
4.3.1根瘤菌的选择和促植物生长的相关特性
具有重金属抗性的根瘤菌在重金属长期污染环境下,可有效的与宿主(豆科植物)进行结瘤和固氮。与众多的微生物相同,根瘤菌也可以通过某一种重金属抗性系统维持某一种金属离子的稳定状态,其作用机制与上文提到的相同。因此,国内外很多学者对豆科植物和根瘤菌的共生体系做了很多研究,并提出了根瘤菌的选择的重要性。有学者从受Ni污染的土壤中分离出40余种微生物后进行分类,对其中的9种重金属做耐性评定之后发现某一株菌对Zn2+具有很好的耐性;也有学者在某一矿区中筛选出某一种株菌并对其进行液体培养基时发现存在具有很好耐受性的Zn和Cd离子。由此可见根瘤菌作为一种内生菌,其通过长期的进化后能与植物形成一种稳定的互惠互利关系,其能够为植物提供营养,发挥促进植物生长的作用;同时其位于植物的内部,植物本身也对其具有保护和提供能源的作用,从而发挥稳定的促生作用。当然,根瘤菌也与其他促生菌相同,除了促进植物生长,同时还有重金属累积作用,在重金属污染地的修复中发挥着强大的作用。
4.3.2根瘤菌的抗重金属性及解毒机制
根瘤菌通过长期的进化后能有效适应环境的改变和有害物质的存在,这就表现出了根瘤菌的抗重金属性。有学者对某一株菌对Cd的抗性书评进行研究,经镉处理前后观察GSH变化后发现,Cd抗性对根瘤菌处理前后其GSH变化明显,且GSH对Cd有一定的解毒效果。现阶段关于根瘤菌的抗重金属性及解毒机制的研究成果还比较少,需要更进一步研究。
4.3.3根瘤菌豆科植物共生体系生态修复效果
通常根瘤菌在土壤中生长速度较慢,但如果侵染豆科植物后其生长速度明显加快。侵染后其能在豆科植物的根部形成根瘤,随后持续繁殖,此时它可为植物提供氮素,同时还能通过自身的分泌物促进植物的生长和累积重金属[5]。有学者对两者共生体系的特性进行研究时候发现,没有经过接种的某一株菌其生物量非常小,并表现出营养不足的症状,但经过抗金属性接种后其生长速度明显加快;也有研究学者研究As对根瘤菌大豆共生体系所产生的影响后发现As营养液中生长的某一株菌其茎和根的重量虽没有上升,但相对于没有接种的植物来说,其重量上升了40%左右,而植物本身的氮素含量却没有升高,由此可以得出这一株菌能分泌
植物激素,有促生作用。以上学者的研究结果表示可通过根瘤菌豆科植物共生体系之间的相互作用,以固氮作用加快重金属污染地中氮元素的累积,促进土壤中的氮素循环和其他营养成分的累积,同时还可富集众多的重金属元素,保护生态环境。
5结语
近年来,我国各大矿区和废弃地接连发生土壤贫瘠、氮素等营养元素不足及重金属污染的不可降解性等问题,而这些均是限制重金属污染土壤生态修复的主要因素。根瘤菌作为一种重要的农业资源,其在环境修复过程中起着关键的作用。能在重金属环境中存活的豆科植物,主要是依靠根瘤菌侵染自身后与之进行共生和固氮,将两者的共生体系应用在重金属污染土壤的修复中,对土壤的氮素循环和积累营养元素有了显著的促进作用。文中,笔者介绍了目前全球最先进的土壤重金属污染修复技术,指出了根瘤菌豆科植物共生体系共同修复能够维持污染环境的氮素平衡,实现了人类与环境的和谐共生。
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论文摘要:阐述水利工程与水域生态的关系,介绍了生态水利规划的基本原则:工程安全性与经济性原则;提高河流形态的空间异质性原则;生态系统自设计与自我恢复原则;景观尺度与整体修复原则;反馈和调整设计原则。
1水利工程对河流生态系统的影响
在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用,同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性,使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面,似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统的健康和可持续性。
2生态水利工程
从学科发展角度看,现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学,水利工程规划设计主要对象是水文系统,往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法,促进水利工程学与生态学的交叉融合,用以改进和完善水利工程的规划及设计理论,形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如治河、防洪工程),兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产(生态产业)及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段之一。
3生态水利工程的规划设计原则
3.1工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一项综合性工程,在河流综合治理中既要满足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求,也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内,能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时,必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征,动态地研究河势变化规律,保证河流修复工程的耐久性。
对于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握,生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选,更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外,充分利用河流生态系统自我恢复规律,是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。
3.2提高河流形态的空间异质性原则
一个地区的生境空间异质性越高,就意味着创造了多样的小生境,能够允许更多的物种共存。反之,如果非生物环境变得单调,生物群落多样性必然会下降,生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化,造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动,特别是大规模治河工程的建设,造成自然河流的渠道化及河流非连续化,使河流生境在不同程度上单一化,引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性,但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种,生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性,使其符合自然河流的地貌学原理,为生物群落多样性的恢复创造条件。
在确定河流生态修复目标以后,就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估,建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统(GIS)是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上,确定环境因子与生物因子的相关关系,必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括:调查单个生物因子的基本需求,评估各种生物因子的相互关系和制约条件,对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中,识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子,在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。
3.3生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择,也就是说某些与生态系统友好的物种,能够经受自然选择的考验,寻找到相应的能源和合适的环境条件。
将自组织原理应用于生态水利工程时,生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计,建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中,建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同,生态工程设计是一种“指导性”的设计,或者说是辅助性设计。依靠生态系统自设计、自组织功能,可以由自然界选择合适的物种,形成合理的结构,从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明,人工与自然力的贡献各占一半。
传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时,要求工程师必须放弃控制自然界的动机,树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富,实现人与自然的和谐。需要强调的是,地球上没有两条相同的河流,每一条河流的特点都是各不相同的。因此,每一项生态水利工程必须因地制宜,充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值,寻求最佳的生态工程方案。
自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子,也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时,需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度,防止生物入侵。
3.4景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行,而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低,而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。
景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划?首先,水域生态系统是一个大系统,其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起,形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分,形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时,需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次,必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点,这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者,河流生态系统是一个开放的系统,与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环,一条河流的生态修复活动不可能是孤立的,还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后,河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出,湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备,同时进行长期的监测和管理。
3.5反馈调整式设计原则
生态系统的成长是一个过程,河流修复工程需要时间。从长时间尺度看,自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高,同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看,生态系统的演替,即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间,期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。
生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构,力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后,就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展,可能出现多种可能性。
意识到生态系统和社会系统都不是静止的,在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外,人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法,而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行(包括管理)—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中,监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法,一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较,一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。
在反馈调整式设计过程中,提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与,通过对话、协商,以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合,提高设计的科学性。
参考文献
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【关键词】:生态修复;河流景观构建
1、生态修复的概述
生态修复是指利用大自然的自我修复能力,在适当的人工措施辅助下,恢复生态系统原有的保持水土、调节小气候、维护生物多样性的生态功能和开发利用等经济功能。
河流环境污染的日益复杂化,使复合污染成为其最主要的和最普遍的河流环境污染形式。因此,对生态修复的理论和技术的需要变得极为迫切,对当前复杂的复合污染的修复和治理变得尤为重要。河流生态修复与传统的河流治理工程不同,是将生态学原理应用到河流治理工程中,在满足防洪安全的前提下,运用近于自然的设计理念,增加河流的生态功能、景观功能。
2、河流生态修复的意义
从生态角度,人类对天然河道形态进行的裁弯取直改变了水体流动的多样性,河岸带生态功能退化,许多水生生物种群的生存环境遭到破坏。在全球环保意识普遍提升的今天,在河流治理中重视人与自然的和谐相处,提倡河流的生态修复具有重大的现实意义。
从防洪角度,某些笔直渠化的人工河道虽然满足了现代航运的需求,却为城市防洪带来了隐患。洪水来临时,自然河岸可通过水体渗透和两岸河畔林的储水起到调蓄洪水的辅助作用,而被水泥和钢筋混凝土加固了的河岸阻止了水体的自然交换,导致洪灾总体风险不断增加。
从防治污染角度,人们在治理城市河流污染问题时往往忽视了河流自身所起的积极作用。天然河道是有自净能力的,水土植物生物之间形成的物质和能量循环系统被破坏,加剧了水污染的程度。因此,改造硬化河床,建设生态河堤,恢复利用河流的自净能力是城市河流治污的重要环节。
从城市景观角度,现代景观生态学将城市河流看作廊道及生态边缘区,强调河道的自然化及两岸的亲水性。在满足防洪要求的基础上,尽可能保持城市河流的自然状态,营造优美的水边环境,提供丰富自然的亲水空间已被纳入现代城市景观的规划范围。
从可持续发展角度,对河流的开发治理,必须考虑河道生态系统的可持续性,协调人与河流之间的关系,适度发展,维护流域生态的可持续性和流域经济的可持续发展。
综上所述,河流的生态修复不仅是对人类前期不合理开发河流的补救措施,也是今后继续利用河流资源的有力保障和借鉴模式。
3、现存问题
河流的整治开发给经济带来了繁荣,但也存在负面影响:
a.生物多样性严重受损。河道整治项目引起流量及流量过程的变化和输送泥沙质及量的变化,许多生物生息地环境改变甚至消失;
b.城市洪涝灾害的发生频率和强度明显增加。河流被裁弯取直,河道束窄加深,硬化覆盖使河床不透水面积增加,导致河流泄洪功能减弱;
c.河床硬化覆盖阻断了城市地下水补给;
d.沿岸美丽自然景色消失。此外,尚存在因流域水资源利用导致的河流生态受损,如用水加剧引发的河流断流、河道萎缩、洪水风险增加等问题。
4、河流生态修复景观构建方法
目前,河流的生态修复方法主要用于对河流地貌和水质的修复,常用的修复方法有:
a.水利工程设施的适当拆除。由于水利工程会对河流生态系统构成胁迫,人们在进行河流的生态修复时会通过拆坝、拆除混凝土河道等措施降低水利工程对河流生态系统的负面影响。
b.河岸带的修复。河岸带位于水陆交错地带,是河流水生生态系统和陆地生态系统之间能量、物质和信息交换的重要过渡带。因此,河岸带的修复对河流生态系统的修复具有重要的意义。常采用后撤堤防、建造生态护坡以及修复或建造河岸湿地等方法进行河岸带的修复,可有效提高生物多样性和防治水土流失。上海浦东机场镇河岸带中采用沉水植物、挺水植物、湿生植物进行修复,10个月后发现土壤剪切力和生物多样性都得到了明显改善。
c.河道的修复。对河道的修复主要是在纵向上修复河道自然蜿蜒的形态,赵进勇等总结了修复蜿蜒形态的四种方法:复制干扰前的蜿蜒模式法、参考附近未受干扰河段模式法、自然恢复法和通过对受干扰河流进行系统评价和分析的系统分析法。但由于河流都具有独特性,因而复制法和参考法都具有特殊性,不适合所有河道;自然恢复法的历史较长;系统分析法能够综合多方因素模拟河流的蜿蜒形态,较为适用。河道修复在横向上是修复河道断面的多样性,同时注意深潭―浅滩的创建。另外还可以通过建造橡胶坝、小型水堰等方法来改善河道内的局部地貌形态。美国从1990年开始的基西米河生态修复工程,通过改变上游水库的运行方式、修建拦河坝抬高水位以恢复两岸湿地和回填渠化河道、恢复其自然蜿蜒状态等方式,达到河流生态修复的目的。
d.控制入河污染物。水质是河流生态系统的重要影响因素和生境要素,对河流生态系统的健康有着至关重要的影响。在结合河岸湿地、生态河道的生态治污等防治污水方式的同时,还应加强对各类入河污染物排放的控制,以减少水污染,修复河流水质。
结语
由于人为或自然原因,我国大部分河流生态系统遭受到了不同程度的破坏。因此,加强对未受干扰河流的保护和对已受破坏河流进行生态修复已刻不容缓。纵观国内外的相关研究成果,国外研究相对深入,理论、技术、方法的研究比较多,且在实践中应用较广,经验积累比较丰富。目前,我国很多城市都相继开展了城市河流修复工作,但大多停留在模仿国内外已有案例的初步尝试和探索阶段,较少从城市河流所处地区特点出发,深入研究城市河流的生态系统问题,河流的生态数据尚缺乏,生态因子和水动力因子之间的联系尚需进一步掌握,并需要开发适合我国河流的评价指标和生态修复方法等。
【参考文献】:
[1]徐化成.景观生态学[M].北京:中国林业出版社,1996.
[2]杨海军,李永祥.河流生态修复的理论与技术[M].长春:吉林科学技术出版社,2005.
【关键词】全瓷冠;前牙
【中图分类号】R783【文献标识码】A【文章编号】1008-6455(2010)08-0062-01
【Abstract】Objective:Toevaluatetheclinicaleffectandpatients’satisfactionofall-ceramicrestoration.Methods:Aquestionnaireonthesatisfactionwasusedinthestudyinordertoanalyzethevalidityandreliabilityoftheall-ceramiccrown.Themarginalfit,gingivalindexandporcelaindefeatwereexamined.Results:Thepatientsweremoresatisfiedwiththeformandeornfortthanwiththecoloremarginalfitandthegingivalconditionweregood.Conclusion:eaUce.raccrovcnisthebetterchoicefortheclinicalrestorationofanteriorteeth.
【Keywords】Entireporcelaincrown;Firsttooth
全瓷冠具有良好的生物相容性、化学稳定性、硬度高、耐磨损、配色好等特点,是一种理想的前牙美容修复体。从临床修复远期效果看,令人满意。
1材料和方法
1.1临床资料:门诊患者80人,其中男20人,女60人,年龄18~40岁,平均年龄25.6岁,修复体均为前牙,其中上前牙280颗,下前牙70颗,共计350颗。修复原因:四环素牙、氟斑牙、釉质钙化不良、牙体缺损、牙间间隙过宽等。8人共46颗牙曾做过金属烤瓷冠修复因牙龈常有红肿、出血、牙龈黑线要求重新制作。
1.2方法
(1)牙体预备:舌面预备出1.2~1.5mm的间隙,去除舌隆突至龈缘的倒凹,唇面预备出1.2~1.5mm的间隙,邻面消除倒凹,预备出1.5~20mm的间隙,切端在前伸合时保持有1.2~1.5mm的间隙,颈部作135度或90度肩台,宽1.0mm,患牙各预备面应高度圆钝、光滑。
(2)印模、模型:印模前用缩龈线压入预备体龈沟内,暴露出清晰的龈缘后取模,灌制硬石膏模型。比色,送加工厂制作。
(3)临时冠的使用:制作临时冠于预备体上,保护牙体和牙髓。
(4)粘固:使用登士柏全瓷粘结剂,
1.3临床检查指标和检查方法:采用加州牙科协会关于全瓷修复临床评价准。
(1)修复体满意度问卷包括牙体形态、颈缘形态、舒适性、色泽等4项内容,分别于修复体粘固完成时、使用3个月和6个月后,了解患者对义齿各项观察指标的评价,评定标准分5个等级:①满意,记分5分;②较满意记分4分;③一般,记分3分;④较不满意,记分2分;⑤不满意,记分1分。
(2)颈缘适合性修复体使用3、6个月后,用新的5号探针探查修复体颈缘与牙面连接情况,检查有无继发龋。评定标准分三级:①优良为修复体颈缘与牙面连接光滑,未探及交界,无继发龋,记分3分;②一般为修复体颈缘与牙面连接处可探及交界,无继发龋,记分2分;③差为修复体颈缘有悬突或颈缘较短,有继发龋,记分1分。
2结果
患者戴入修复体时的满意度(S1),80人完成复查,S1各项指标结果为:牙体形态、颈缘形态和舒适性满意率较高(93,7%~97.5%),而色泽满意率较低(85%,P
用全瓷冠作前牙美容修复,因修复体表面光滑,色泽稳定逼真,且颈缘瓷与肩台形成对接,有足够的厚度,既保证了瓷的强度,又不会产生牙龈黑线,保证了颈缘美观,深受欢迎。临床比色是根据患者的年龄、性别、肤色,以及邻牙和对合牙的情况,在自然光下进行。牙冠分颈部、中部、切端三部份分别配色。比色板自身具有一些缺点。商业性比色板作为牙齿颜色的匹配标准己被广泛应用于口腔临床,然而很多学者的研究工作都表明,尽管比色板具有快速、简便、无创伤的特点,但结果往往不够理想,其中主要是比色板的颜色有限,分布区域远比天然牙颜色范围小,不能对牙齿的颜色进行完整的表达。其次,比色板的排列缺乏逻辑性和系统性,影响比色的准确性,并且不能完全表达生长线、发育沟的形态色泽,特别是进口的比色系列有一部分不适合中国人牙色的特点。颜色的恢复比形态的恢复更困难,更精细,也更复杂。患者对修复体颜色比对形态更为敏感,牙体形态和排列的轻度不整,会给人一种自然、和谐的感觉,大多数人都可以接受。然而,如果一个牙齿颜色的轻微异常,会给人一种极不谐调的感觉。因此,建议在比色时应综合各种情况尽量兼顾,对重度四环素牙等颜色较深的基牙,牙体磨除量尽可能多一些,必要时可让技师协助完成配色,这样可提高患者对色泽满意率。
患者对形态的要求,几个前牙同时修复,主要是根据牙弓的形态、患者的面形、体形适当设计牙体形态。牙体形态应将牙齿的解剖形态、功能形态和个体形态三者结合起来。目前,大多数制作技师只注意恢复义齿的解剖形态,而忽视了个体形态。有经验的技师应根据患者的面形、牙弓形态和牙齿形态,对标准的牙作适当的调整,进行个体牙齿形态的仿真制作,以达到满意的修复效果。本文350颗患牙修复后,牙龈均无红肿,颈缘适合性好,修复体边缘对牙周组织无不良刺激。
全瓷修复体具有强度高,表面光滑,色泽美观逼真,颜色稳定不易变色,耐用不易磨损等优点,是一种较好的前牙美容修复体。
参考文献
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