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水利工程论文-荷兰围垦区生态重建的启示.doc

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水利工程论文-荷兰围垦区生态重建的启示.doc

水利工程论文荷兰围垦区生态重建的启示摘要围垦区完全依靠生态系统自然演替规律,采取少量的人工措施或完全没有人为干预,使曾经荒芜的围垦土地出现了面积达数万公顷的自然保护区,在那里植物茂密、珍禽鸟类品种繁多,形成了健康的生态系统......关键词荷兰围垦区生态重建启示荷兰的围海造田工程举世闻名。这项工程对荷兰的农业发展、市镇建设和自然保护起了巨大的促进作用,对于周围的地貌及环境也产生了重大的影响。近20年来,围垦区完全依靠生态系统自然演替规律,采取少量的人工措施或完全没有人为干预,使曾经荒芜的围垦土地出现了面积达数万公顷的自然保护区,在那里植物茂密、珍禽鸟类品种繁多,形成了健康的生态系统。这一现象引起了国际生态学界的高度关注,经常被引用为生态重建的成功案例。一、荷兰围垦区生态工程概况围海造田工程以须德海Zuiderzee工程为标志。工程内容是建造30km的堤坝将须德海脖颈合龙,形成内海,再从艾塞尔河Ijssel向内海引入淡水,使其淡水化。随后形成了5片总计20.6万hm2的圩地用于农业,其余部分为湖泊、河流水面。这项计划始于1918年,1932年堤坝工程实现合龙。其后开展了大规模的堤防和排水系统的建设。按照规划,5片垦区的规模从2.4万到4万hm2不等。经过肋多年的不懈努力,围海造田工程取得了很大的成功。垦区的建设是陆续展开的,从20世纪30年代开始,大约每10年启动一个新垦区建设,每一个垦区的完成大体需要20年。到1996年陆续完成了4个垦区主体及各项配套设施的建设,土地总面积达16.5万hm2。始于20世纪30年代开发的威尔英梅尔垦区Wieringermeer和东北圩地是农业垦区,垦区发展目标是增加粮食生产和提供就业机会,主要内容是堤防工程和排水工程建设。沿海岸线不适于耕作的土地,则发展为果园、花卉园和混合农场。到了20世纪50年代开发的东芙莱沃兰德垦区Eastemflevoland以发展城镇为主。同时,由于社会环保意识的提高,开始注重自然环境建设,创建了自然保护区。而1968~1996年开发的南芙莱沃兰德垦区,则已经把生态建设摆在了重要位置上。从土地规划方面看,1/2土地用于农业,1/4用于城镇开发,余下的1/4是自然区域,包括森林和河湖水面。规划中为自然生态的成长留下足够的空间,其面积达1万多hm2。为有利于生态重建,政府采取了一系列富有远见的措施,执行与环境友好的农业开发计划。早在1972年,政府就发布法令,在南芙莱沃兰德垦区,新围垦的处女地和一部分熟地都不得使用除草剂和农药,农田的杂草用机械或者手工方式去除。其目的是为了提高农作物对于病虫害的抵抗力,也防止这些化学药品对生态系统的干扰。私人部门对于这项开发计划表现了极大的兴趣。政府相应采取措施,鼓励私营小型生态农业公司经营垦区土地,发展以生态重建为基础的新型农业。在当地共建立了68个小型生态农业公司,占用土地363lhm2。东芙莱沃兰德和南芙莱沃兰德垦区,专门进行了生态系统设计。所谓生态系统设计是依据生态系统自身的自然演替规律,建立自然保护区,运用技术手段创造一种环境,使各类特定的动植物能够在一起生长,从而组成特定的生物群落,以培育特定的湿地生态系统。主要是为珍禽鸟类和其他动物提供栖息地、避难所和繁殖产卵条件。自然保护区建设的重点是海拔低的地区,这里主要是开垦后遗留的湖泊和沼泽,水面面积达5600hm2。地形包括湖泊、沼泽、芦苇荡和柳树群。这些沼泽为动物提供丰富的食品,很快这里就成了留鸟及候鸟的栖息地。特别是豪思特沃尔德Horsterwold自然保护区,其开发计划就是完全排除人为干扰,不采取人工种植方式,完全靠生态系统自然演替,在该区的核心地带形成一片野生区,面积为4000hm2,成为荷兰最大的阔叶森林。最令国际生态学界关注的是玛克旺德Markerwaard垦区。早在1975年,这个垦区的堤防工程就已完成,排水系统建立起来而且持续不断地抽水,新土地已经显现20多年。虽然由于荷兰政府资金筹措等方面的原因,垦区的开发工作迟迟没有开展起来,可是,经过20多年的生态系统自然演替,这一片曾是荒芜的土地,已经成为植物繁茂、动物门类众多的自然野生区,面积达4.1万hm2。笔者在这里考察时,看到的是各类乔木发育、灌木丛生高可没人,时有鹭鸶在沼泽中起落捕鱼,成群的鸟类盘旋飞翔。荷兰政府准备把这片垦区作为国家自然保护区,不再用于农业开发。综上所述,荷兰围垦区的生态建设经历了几个阶段,反映了荷兰人对于生态建设规律认识的深化。第一阶段是50年代开发的围垦区,已经考虑到居民休闲的多种需要,进行了景观设计。到第二阶段60年代以后开发的围垦区,专门进行了生态设计,任务是为特定的生物群落形成创造条件,主要是人工种植树木和其他植物,为珍禽鸟类栖息创造条件。其目标是提高生物群落多样性,形成健康的湿地生态系统。第三阶段则已经认识到,依靠生态系统自然演替规律,靠生态系统自身的发育,不需要种植植物,经过若干年时间,同样可以建设一个健康的湿地生态系统。二、生态系统的自我设计和自然演替规律荷兰围垦区的生态系统类型属于湿地生态系统。湿地生态工程分为两类一类是湿地恢复生态工程,目标是恢复原有的湿地另一类是湿地重建生态工程,是建设一个新的湿地系统。荷兰围垦区的生态工程是在新形成的土地上湿地生态系统的重建,具有十分典型的意义。所谓生态系统演替是指在相对短的时间尺度内,靠生态系统本身的功能,使得生物群落多样性增加,物种均匀性增加,没有某一物种占优势的情况出现,生态系统的功能不断完善。这反映在湿地生态系统的结构上就是,食物链从二维结构发展为三维的网状结构,各类生物互为依存,互为制衡。这种网状结构对于外界的干扰具有较强的抵抗力,使湿地生态系统逐步完善、健康起来。所谓生态系统自我设计理论,是指湿地可以根据环境条件合理地组织自己,随着时间的推移,湿地生态系统会最终趋于完善。德国学者密茨Mitsch认为,在一块重建的湿地上是否种植植物无关紧要,最终环境将决定植物的存活和分布。他比较了外界环境基本相同的两块湿地,一块人工种植植物,一块没有种植植物,用对比的方法来观察两块湿地的重建过程。在开始几年这两块湿地差别不大,随后出现差异,但是最终两块湿地发育得几乎一样。这说明湿地具有自我设计功能和自我恢复功能,至于是否种植植物仅仅在发育过程中产生影响,但是对于最终结果不起主要作用。需要指出的是,湿地的重建或修复,大约要15~20年的时间。另外一种湿地生态系统恢复理论称为相对设计理论。这种理论认为,通过适当的工程措施和植物重建,可以加快湿地的恢复或重建过程。这种理论认为植物的生活史(种子的传播、生长、定居过程)是重要因子。通过强化物种的生活史来加快湿地的恢复。强化的措施主要指采用人工播种、种植幼苗、种植成树等。笔者认为,湿地是水域与陆地间过渡带,正处于两者边缘区,生境异质性强,适于多种生物生长,优于陆地或水域。在生物地球化学循环过程中,扮演生物源、生物库和运转者三重角色,所以生物生产力高。自我设计理论较为合理地概括了湿地生态系统的这种功能,荷兰围垦区的湿地生态系统重建也证实了这个规律。当然,对于其他类型的湿地系统应具体分析,有些类型的生态系统在利用自我恢复功能的基础上,辅之以人工措施也是需要的。

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