浅谈城市水土流失及其防治对策_生态系统论文

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[中图分类号]F062.2 F290[文献标识码]A [文章编号]1004—0633(2000)02—0003—06

近年来,世界各国的城市化以惊人的速度发展。我国自改革开放以来,随着经济的高速发展,城市化的发展也势头迅猛,大都市急剧膨胀,小城镇日益扩大。城市化进程是形势所趋,是经济发展的必然结果。但是在这个进程中,一系列的环境问题也逐渐显现出来,给人类的生活带来了一系列的影响。城市化水土流失便是其中一种,它的影响已不容忽视。

一、城市水土流失的形成

城市水土流失的形成不是陆地表面土壤受到侵蚀,而是由于建筑、修路弃土、工矿企业的弃碴、固体废物以及生活垃圾等,在外营力的作用下发生搬运、传输。它产生的主要原因是人类的活动。

城市的发展形成了一种人工生态系统——城市生态系统。我们可以对城市生态系统作这样的概括:凡拥有10万以上的人口,住房、工商业、行政文化娱乐等建筑物占50%以上的面积,具有发达的交通线网和车辆来往频繁的人类集居的区域,就是城市生态系统。

在自然生态系统中,生产者、消费者和分解者之间,在种类、数量及生物特性上总是存在一种适宜的比例,系统内部的能量流动和物质循环相对稳定,各生物群落相互依存、相互制约,即使因某种因素打破平衡,生态系统也能自动调节,从而达到一种新的平衡。这种自动调节功能,使生物群落能够抵御一般自然因素的变化,在较长时段相对稳定地存在。而且物种种类越丰富,自我调节功能越强。各物种之间及生物与环境之间协调发展,生生不息。

但是,由人类组建的城市系统则失去了自然生态系统的自我平衡、修正功能,具有特殊的结构(如图所示):在城市生态系统中,主要的物种是人。人类作为消费者(人类的工业生产等也被认为是对自然资源的一种消费)存在。而作为消费者的人类,不仅需要提供食物的生产者,亦需要满足其生产生活需求的各种消费物资。然而在城市里,由于地面几乎全被道路和房屋所覆盖,留作绿地的植物远不能满足本系统的消费者的需要,必然从外部输入。各种消费物资更是需要大量的外部输入。在城市生态系统中,自然分解者已几乎不存在(即使存在也无法及时分解人类的各种废弃物)。为了能够维持系统的持续运作,一部分人扮演了分解者的角色。城市人为水土流失便由于这种勉强“有所为”而产生。

自然系统与城市生态系统的关系

城市人口众多,又比较集中,消费范围十分广泛,包括衣食住行,精神需求、安全需求等。由此刺激的建筑业、工业生产等等产生了大量的弃土弃碴和工业废料。这些废弃物同粪便、生活垃圾一起形成了巨大的侵蚀源。而扮演分解者的一部分城市清洁者们,由于技术和经济等方面的原因,不可能很有效地清除所有这些废弃物,于是这些废弃物在外营力,如水、风等的作用下,形成了城市人为水土流失。

二、城市水土流失的一般特点

1、人为性:城市水土流失的产生完全是人为活动引起的。 在地球上,陆地表面的侵蚀是从来就有的。在地貌演化过程中,内营力(源于固体地球内部)的作用使地表抬升,形成各种构适,外营力(源于大气圈和水圈)如风、水和冰雪等则对这些结构进行破坏。这是自然侵蚀过程。

自从人类出现后,为了生存和追求经济的发展,人们开始不断地开发利用生物圈的自然资源。人类几乎有着无限的建设能力和创造能力,同时又有着同样的破坏力和毁灭力。以水土流失为例,在人类社会发展的不同阶段都发生过因无知、贪婪对大自然过分攫取而使环境遭到严重破坏,造成水土流失。这里所说的水土流失是有别于自然界存在的地质过程中的自然流失的。自然流失其实可以看作是地球的一种自然平衡过程。自然流失过程是十分缓慢,有一定的规律的。当人类活动介入后,自然过程被干预,水土流失被加剧,发生规律紊乱无序,从而对人类的生存造成严重的灾难和产生重大的潜在威胁。

城市是人群密集的区域,人类活动强度大、形式多。在城市水土流失过程中,人类起着绝对的主导作用。城市建设、工业生产、居民生活等造成大量的工业废弃物和生活垃圾形成了城市人为水土流失的主要流失源。这些松散的堆积物在水、风等外营力的搬运作用下发生流失。另外,在一些特定场合,人类的一些不合理活动也形成了一种特殊的外营力,例如工业废碴的无计划搬运与倾倒、生活垃圾的不规范处理、各种交通运输工具的粘带搬运等,使水土流失过程的人为特点更加显著。

2、非阻抗性:城市水土流失过程中的阻抗因素大为减弱。 在城市,自然地貌面目全非,在自然界中存在的对水土流失的阻抗因素被强烈削弱,植被的清除,使流失物更加无所阻碍,同时,植被的固结土体作用和截留降水功能不复存在。城市地面的混凝土化使降水无法入渗,且汇流速度快,形成经流后,流速快,冲刷力大。最直观的反映是,一场大雨之后街道上的固体废弃物质荡然无存。同时,城市地面平坦,自然地形中的坑洼截留作用在城市也是不存在的。

3、多样性:城市水土流失的流失源种类多、危害大。 正如前文所述,城市水土流失的流失主要由(1)城市建设如土地开发、 采石取土、兴修公路等市政建设所产生的大量弃土弃石;(2 )工业生产所形成的工业废弃物;(3)城市居民的生活垃圾三方面构成。 这些流失源成分复杂,很多物质自然分解难度大。如生活垃圾、有些工业废料等具有大量有毒有害物质。因此,城市水土流失较一般情况下的水土流失而言,情况更复杂,危害更大。

4、不间断性:城市水土流失是不间断的。在自然环境下, 水土流失的发生是在外营力作用下搬运移动地表物质。只是在外营力达到一定程度时,水土流失才表现出危害,在一般情况下并不十分明显,而且自然状态下的植被生长周期性使水土流失的发生具有时段性。例如黄土高原上的水土流失,一些地区一年的流失量90%以上是集中在雨季发生,有时甚至就是由一场暴雨所造成。但在城市,由于城市建设、工业生产、市民生活的不间断性,流失源是持续形成的,再加上城市水土流失过程中,人类直接参予进来。人们通过使用各种工具对流失源转移搬运,从表现上看,已经扮演了水土流失过程中外营力的角色。而且这种转移搬运既有有意识的,如工业废料、生活垃圾的堆放,也有无意识的,如交通工具形成的扬尘,被随意弃置的垃圾、废料等。上述这些原因使城市水土流失表现为一种不间断行为。

三、城市水土流失的防治对策

1、城市水土流失的危害。所谓危害一般是以人类为中心而言的。城市人口密集,经济发达,因此城市水土流失危害的影响就更显得严重。城市水土流失的危害除了直接危及城市居民生活和生产建设外,还涉及到城市以外的区域。

城市水土流失首先是加重了环境污染。固体废弃物、生活垃圾等,由于外营力的搬运分布于大气、地表及排水设施之中,使环境遭到污染且影响市容。细小粉尘的飞扬使大气受到污染,地面废弃物在水流及人为作用下狼藉一片,市民日常生活和工业生产受到严重影响。在街巷、河渠两旁弃土弃碴堆放点及开矿、建筑等对地貌破坏严重地区,往往容易诱发灾难性的重力侵蚀,给周围的居民带来突发性的生命和财产损失,使周边的或相关的企业蒙受巨大经济损失。其次,城市水土流失容易诱发水灾。当各种废弃物进入下水道、排水沟和河床后,引起淤塞,影响行洪,一旦洪水渲泄不及便容易引起水患。1998年武汉市梅苑小区、万松园小区、小东门等数十个小区受淹便是典型例证。第三,城市水土流失过程中,大量有毒有害物质四处散布,极易诱发食物、水源污染,并导致害虫滋生,危害人民身体健康。

城市水土流失的危害不仅局限于城市市区。一方面,城市过程中,大量的有毒物质经水、风及人力的搬运转移出域外,占用大量土地,引起周边地区的污染,直接影响周边区域的农业生产,而且有害物质在粮食、蔬菜、牲畜及鱼类等体内的残留,极大地威胁着人们的健康。另一方面,由城市排出的大量固体废弃物在河道中的沉积往往导致河道淤堵,水利设施破坏,从而使水土流失危害的涉及范围延伸到更广阔区域。

2.城市水土流失的防治对策。城市的工业生产和市政建设,市民的日常生活,是不可能停顿的,大量废弃物的产生是无法避免的。因此,城市水土流失防治的关键在于:合理处置城市废弃物。

首先,是在生产建设及市民生活过程中力图减少废弃物的排放量。在生产、建设时的合理规划,对市民进行环保宣传等可以使固体废物、垃圾的排放量减少。

其次,是重视对废弃物的转化。在技术和经济允许的情况下对废弃物进行加工、转化,变废为宝。这项工作不一定要将经济效益看得过重,要衡量社会、环境、经济等各方面的综合效益。

第三,将城市废弃物的处理与近郊水土保持工作结合起来。城市人口密集,可以用于堆放废弃物的场地很少,若能利用近郊地形地貌中的适宜位置,往往能一举两得。例如在近郊选择适宜的洼地和沟道,在经过处理后填充废弃物。既妥善处理了废弃物的堆放问题,又解决了破碎地表易受侵蚀的问题。(当然,对于复杂的有毒有害物质应进行安全处理)例如太原市古交矿区沿屯兰川流域主河道修筑了一些拦渣堤坝,堆渣造地既消化了生产生活中的废渣弃矸,同时覆土改造后的土地还开发成了优质菜田和农用。在对废弃物的处理中,一些工艺较简单而又具有一定经济效益的项目,可以考虑移交近郊乡镇企业承担。

第四,加强教育和监督工作。一般而言,城市居民的文化素质较高,环保意识也较强,对他们进行必要的环保知识普及,可以取得较好的效果。例如垃圾分装,分装后的垃圾便于重复利用,会减少废弃物的数量,降低城市水土流失危害。对于工厂和建筑施工单位,除教育外,必要的监督管理措施很重要。由于城市企业众多,信息发达,一旦发生水土流失危害很容易找到责任单位,实施监督时只要能严格管理、公正执法,一般能收到好的效益。

最后,相关部门的自身建设。水利、环卫、土地、宣传等各部门应加强合作,广泛开展法律、行政、内部、群众、舆论等多种监督形式,以预防监督为主,积极开展防治工作,定期对水土流失进行调查研究,制定合理的方案,从而最大限度地降低城市水土流失的危害。

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