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蔬菜是人民生活中不可缺少的重要食品。随着社会发展和人民生活水平的提高,人民的消费观念发生了根本性的改变,由最初简单的数量满足,发展到现在对蔬菜的营养、风味、外观以及食用的安全卫生状况的追求。近年来,由于蔬菜品种与栽培技术的改变,病虫的抗药性普遍提高,农药的用量与施药的次数不断增加,导致不少蔬菜中农药的残留量严重超标[1~2],残留在蔬菜中的农药通过食物链进入人体,严重影响着人们的身体健康。因此,蔬菜农药残留的问题越来越受到人们的关注。从蔬菜中农药的来源、为害等方面论述了我国蔬菜生产中农药残留的研究现状,并提出相应的解决方法,以期为蔬菜的无公害生产提供参考。
1 蔬菜农药残留的概念及原因
1.1 蔬菜农药残留的概念
蔬菜残留农药,是指在喷施农药后残留在蔬菜表面的农药及有毒代谢物、降解转化产物和反应杂质的总称[3]。常见的残留农药主要是有机磷农药和氨基甲酸酯农药,如氧化乐果、乐果、马拉硫磷、甲胺磷、久效磷、倍硫磷、百克威、抗蚜威和西维因等。根据国家有关部门统计,近年来在食物中毒中,由农药残留引起的比例越来越高[4],目前我国农药年用量为80万~100万t,居世界首位,其中剧毒的有机磷类农药年使用量约占70%。蔬菜中农药残留超标,食用后会引起人体的急性中毒和慢性中毒(致畸、致癌、致突变),严重影响着广大人民群众身体健康和蔬菜产业的发展,我国每年都会发生因误食高毒农药污染的蔬菜而引起的人畜中毒事件,甚至还曾发生因农药残留超标而使蔬菜出口受阻。所以,蔬菜食品安全不仅关系到人民身心健康和生命安全,而且会影响到我国对外农业贸易的发展[5],有关部门必须高度重视,采取有效措施,切实解决农药残留超标问题。
1.2 蔬菜农药残留的原因
土壤农药残留及禁用农药仍然使用是造成蔬菜高毒农药残留超标的主要原因[6]。结合近期的研究结果,主要体现在以下几个方面:①农药品种使用不当。一些农民仍在使用国家禁用的剧毒、高毒或低毒但残留时间较长的农药。②农药稀释浓度不当。一些农民将农药原液或高浓度的农药直接喷洒在蔬菜上。③喷药器械选用不当。农药跑漏滴现象严重。④采摘时间不当。有些蔬菜喷洒农药后没有达到安全间隔期就采摘上市。⑤防治时期不当。使用次数太多,即滥施、多施现象严重[7]。
2 蔬菜农药残留的为害
2.1 对土壤的为害
残留于土壤中的农药,改变土壤中生物的活动,进而影响土壤原本存在的平衡。农药使用后80%~90%残留于土壤中,残留于土壤中的农药,虽然有部分会进入大气或者在表面受光解作用而分解,但大部分迅速被土壤离子所吸附[8]。土壤微生物是维持土壤质量的重要组成部分,对土壤中的动植物残体和土壤有机质及其有害物质的分解、生物化学循环和土壤结构的形成过程起着重要的调节作用。土壤微生物的数量分布,不仅可以敏感地反映土壤环境的变化,而且是土壤中生物活性的具体体现[9~10]。石兆勇等[11]指出农田残留的化学农药影响土壤中微生物群落和丰富度,导致土壤微生物群落功能多样性下降,减少了能利用有关碳底物的微生物数量,降低微生物对单一碳底物的利用能力。土壤酶是土壤重要组成部分,其活性是土壤肥力评价和土壤自净能力评价的一个重要指标。土壤酶的活性受到环境组成物质的剧烈影响,残留于土壤中的农药,会对土壤酶活性产生较大影响[12~15]。
2.2 对蔬菜的为害
蔬菜大多数生长期短,病虫害比较严重,种植过程中需多次用药,加上施药后采摘间隔期短,造成蔬菜残留农药过量不可避免。农药残留影响蔬菜农业生产,由于不合理使用农药,特别是除草剂,导致药害事故频发,常引起大面积减产甚至绝产,严重影响了蔬菜生产。农药残留通过对土壤造成污染而影响蔬菜的品质。土壤污染由于有隐蔽性、潜伏性、长期性和后果严重性等特点,不容易为人们所察觉,需要通过食物链为害动物和人的健康才显现出来,这也是人们忽略了这一重要的环境污染因素的原因。土壤污染除造成作物减产、直接造成经济损失减少外,还会导致蔬菜作物品质退化。有些地区污灌已经使得蔬菜的味道变差、易烂,甚至出现难闻的异味,蔬菜作物的储藏品质也不能满足深加工的要求[16]。
2.3 对人体的为害
农药进入血液后,直接损害神经元,造成中枢神经坏死,导致身体各器官免疫力下降,如经常性的感冒、头晕、心悸、盗汗、失眠、健忘等。蔬菜中有机磷农药残留过高会引起人体的神经麻痹以及呼吸系统损伤[17],且蔬菜农药残留中的甲拌磷、甲胺磷、对硫磷、氯化苯等,可促使全身各组织内细胞发生癌变。农药还能诱发肝脏酶的改变,从而改变了体内的生化过程,使肝脏肿大以至坏死。此外,残留农药具有诱变物质,即其有遗传病毒,会导致畸胎,影响后代健康,缩短寿命[18]。有关流行病学调查显示,恶性肿瘤的发病率逐年上升,与蔬菜中的农药残留不无关系[19]。目前有研究证明,约有70%的恶性癌症与食用农药残留蔬菜有关。农药残留不但对人体健康造成极大的损害,同时也加重污染人类的生存环境。20世纪50~60年代,由于包括如六六六和DDT在内的有机氯农药的大量使用,导致土壤、河流污染,并在环境中不断积累,造成动植物中毒,破坏生态平衡。
3 农药残留的检测方法进展
3.1 气相色谱技术
①气相色谱法(gas chromatography,GC) GC是一种经典分析方法,其分析对象为气体和可挥发物质,具有操作简单、分析速度快、分离效果高、灵敏度高、应用范围广等特点,能进行多残留分析。气相色谱-微波诱导等离子体-原子发射检测(GC/MIP/AED)方法用于水果、蔬菜中有机磷农药残留分析,已在HP5921A系统上实现[20]。
②气象色谱-质谱联用法(gas chromatographymass spectrometry,GC-MS) 气质联用技术日臻成熟,现已广泛用于果蔬样品分析。刘永波等[21]采用 SIM/GC/MS对果蔬中48种农药进行多残留分析,实现了同时定性和定量。目前此方法已经被纳入国家标准。
3.2 液相色谱技术
①高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC) HPLC也是一种传统检测方法,对于高沸点、热稳定性差、相对分子质量大的农药原则上都可采用该方法。近10 a来,采用此方法进行残留农药分析十分普遍,但进行复杂样品多残留分析时,HPLC有一定限制[22]。
②液相色谱-质谱联用法(1iquid chromatography mass spectrometry,LC-MS) 液相色谱-质谱联用为农药残留检测提供了强有力的分析手段,可以对极性农药进行有效分离、定性和定量分析,无需衍生化,因此是农药分析中非常有吸引力的分析手段。庞国芳等[22]建立的多残留方法采用 LC/MS/MS技术,可同时分析测定多达数十种不适于GC分析的农药。
3.3 超临界流体色谱(supercritical fluid chromatography,SFC)
SFC以超临界流体(通常是CO2)为流动相;对操作人员和环境无害,保留时间较短,工作温度较低;适于分析中等极性、热不稳定性化合物;能与大多数液相色谱仪和气相色谱仪联用。
3.4 生物检测技术
①免疫分析(immunoassay,IA) 免疫分析技术是基于将目标待测物或其衍生物与抗体结合的一种检测技术,具有灵敏度高、成本低、操作简单等特点,是传统方法的重要补充。在农药残留分析中,使用最多的是酶联免疫吸附法(ELISA)[22]。
②生物传感器(biosensor,BS) 生物传感器的基本原理是将生物敏感元件发生的特异性反应及信号经由物理元件转变为光、电、声等易检测信号,从而间接获知待测物的有关信息。近年来,检测农药残留的生物传感器研究取得长足进步,测定方法多样化,灵敏度和仪器自动化程度不断提高,响应时间缩短,适应现场检测能力越来越强。
②活体检测(bio-assay) 活体检测法是使用活的生物直接测定,如农药与细菌作用后可影响细菌的发光程度,通过细菌发光情况,可测出农药残留量。该法过程简单、无需复杂仪器,农户便可自行检测,但只对少数药剂有反应,无法辨别残留农药的种类,准确性较低,检测时间较长,仅适用于田间未采收的水果和蔬菜[23]。
4 应对措施
4.1 加强农药使用指导和管理
科学合理地使用农药,严格控制农药种类,尤其是高毒、高残留农药在蔬菜上的使用。其次要在适当的时候防治,对症下药,准确选择施药时间
和施药方式[24]。合理轮换混配用药是有效的延缓病虫产生抗性的途径[25]。加大农药使用环节的监督力度,完善用药记录制度;加大对农药市场管理力度,从源头上控制高毒、高残留农药流入市场。
4.2 合理使用农药和农业技术措施
无论哪一种农药,随着使用时间的增加,害虫的抗药性也随之增高,在同一菜田中最好轮换使用不同的农药。在使用时,要尽量选用残留期较短的农药,控制用药的方法、剂量、剂型、次数以及安全间隔期等。另外,要加强综合农业技术措施的运用,积极引进、培育和推广蔬菜优良品种,根据病虫害的生物学特性选用抗病品种;科学合理地确定或调节播种期,避开病虫害的高峰期;培育壮苗,实行轮间套作;采用蔬菜栽培生产新技术,大力推广防虫网栽培等[26]。
4.3 生物防治及物理防治
针对目前有机磷农药的大规模使用,应开发一批高效、无毒的生物农药,研究推广以生物防治为重点的蔬菜病虫害综合防治技术。生物防治是通过利用生物或其代谢产物来控制有害动植物种群或减轻病害的方法,如利用天敌昆虫、昆虫致病菌、农用抗生素、外源激素来控制蔬菜病虫害。目前我国先后研制出了Bt乳剂7216、棉铃虫病毒NPV、Bt病毒复合剂等生物杀虫剂与生物拒避剂[27]。科学的进行物理防治也是一个很有效的办法,目前常用的物理防治方法:①采用温汤浸种和变温处理蔬菜种子,可以杀灭或减少种传病害。②利用害虫的趋性,用黑光灯、频振式杀虫灯、高压电场杀虫[28]、高压汞灯等诱杀害虫成虫。③利用防虫网阻隔防虫。
4.4 抓好基地管理和上市产品的检测
要逐步建立具备一定规模的蔬菜生产基地,并逐渐提高其组织化、集约化、专业化的生产能力。在基地建立符合市场经济要求的农药配售中心,引导农户正确购药,让高效、低毒、低残留农药,尤其是生物农药逐步成为农民的自觉选择。在生产基地开展农药残留全程监控,对上市产品采取基地自检和相关部门抽检2种形式,加强检测,保证上市蔬菜的质量安全。主要有2种方法:①建设高标准的无公害蔬菜生产基地,培植和扶持无公害蔬菜生产龙头企业和种植大户;②建立和完善无公害蔬菜生产的技术推广网络[24]。
4.5 加强市场管理
建立市场淘汰机制和处罚法规,促进无公害蔬菜生产。一方面,积极鼓励创建无公害蔬菜生产示范基地,推广无公害蔬菜生产技术,提高蔬菜卫生质量。大力宣传,使消费者接受无公害蔬菜,并拒绝不规范生产的蔬菜,使受农药污染的蔬菜失去市场。另一方面,以蔬菜产地、农贸批发市场农药残留监测为重点,积极开展蔬菜市场农药残留量检测工作。在农贸市场设卡设点,由农业环保部门派专人采用蔬菜农药残留速测卡,对上市蔬菜进行检测,杜绝农药残留超标的蔬菜上市。此外,要加快立法进度,尽快出台相关法律法规,加大对农药超标蔬菜产品的处罚力度,通过罚款、封存、没收、禁止收获、销毁产品等方式,对生产销售蔬菜农药超标的农户进行处罚,对触犯法律的移交司法机关处理,用经济和法律手段督促菜农自觉遵守法律法规[28~29]。
对于进入本地区销售的外地蔬菜,严格实行市场准入制度。外地蔬菜产品应当加强检测,不合格的产品绝不允许进入本地市场。应当采取以下措施:①加大检查力度;②加强与各地蔬菜质量管理部门的协作;③对外省先进的蔬菜生产基地给予积极的支持和政策倾斜[30]。
4.6 建立上市蔬菜质量追溯制度
通过建立蔬菜产销衔接机制,推行农产品标识管理,建立安全蔬菜专销区,实行联销配送等多种形式,逐步建立起蔬菜质量安全全程追溯制度。此制度一旦建立的话,如发现问题,就可以追根溯源,寻找责任人及农药残留的源头。目前在我国江苏、北京等地在开展市场准入工作中已取得了显著成效,通过产地编码和产品标签追溯产品、产地和生产的相关信息,对出现质量安全问题的产品进行追踪,追查其生产者和经营者的责任[26]。
5 小结
我国关于蔬菜农药残留的研究起步较晚,欧盟、日本等发达国家和地区对进口农产品农药残留检测指标不断增多,这将严重制约和限制着我国蔬菜的出口。因此相关部门应该加强对蔬菜中农药残留量的监督查处力度,对蔬菜的产前、产中、产后等各个环节都要加强监督管理,以确保蔬菜产品的无公害,这样一方面可以让人民群众吃上“放心菜”,同时也可以提升我国出口蔬菜的竞争力,提高菜农收入。
此外,我国与发达国家及国际组织的蔬菜农药残留标准有相当差距,我国蔬菜农药残留标准在数量、限量水平、标准分类上都需要进一步完善。
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Progress of Pesticides Residues in Vegetable
SHI Zheng, HUANG Kaifeng
中图分类号:TU986文献标识码: A
引言.
随着时代的进步和社会经济的发展,我国城市化进程在逐步的加快,工业化程度的提高,促使人们在紧张的工作和生活中越来越渴求绿色,就出现了越来越多的园林绿化工程。其中,园林绿化工程的施工和养护需要较强的实践性和专业性,如果没有较好的施工或者管理,就会影响到园林绿化工程的质量,需要引起人们的重视。
一、园林绿化工程的概念及特点
1、园林绿化工程的概念
每天生活在钢筋混凝土结构里的人们,在生活节奏不断加快的情况下,每天面对着较大的压力,所以对大自然具有强烈的渴望,而园林绿化工程在当前喧嚣的城市中,不仅给人们提供一个休闲娱乐的场所,同时也使人们可以更直接的与大自然亲近,满足人们回归自然的渴望。同时对于城市气候环境的改善也起到了积极的作用。园林绿化工程不仅包括园林城市绿地,同时还包括一些环境建设工程,并在工程技术的基础上,实现园林艺术与周边的工程构筑物、景观融为一体,达到和谐、统一的效果。
2、园林绿化工程的特点
园林工程在整体工程完成后,并不代表工程已全部完成,后期的养护管理也是园林绿化工程的一部分,所以对于园林绿化工程施工项目来讲,其不仅具有多样性的特点,同时其技术性也较强,而且施工地点都较为固定,工程体积庞大,需要较长的施工周期才能养护,而且养护的时间也是一项长期性的工作。
二、园林绿化工程管理中存在的问题
1、园林绿化的养护管理意识浮浅
现代园林绿化,作为一种社会公益性的生态建设工程,需要投入很多的人力物力,同时园林绿化的养护与管理本身不能直接创造经济效益,造成很多园林管理单位人员思想意识浮浅,对园林绿化的重要性未能充分明确,工作缺乏主动性。
2、缺乏合理规划
由于园林绿化工程建设投资主体多元化,建设主管部门难以掌握,导致很多绿化工程缺乏合理的规划,如工厂厂区内的绿化,工厂一方面为了达到规划行政审批部门的绿地率的要求,另一方面又为了迎合职工休息时间的休闲要求,提高其工厂的整体环境,就必须要进行园林绿化,同时为了节约资金,降低成本,就随便种上几株树,大面积铺设草坪。整个园林工程未经正规设计单位规划,景观效果差。
3、施工队伍素质不高
近些年来由于我国各地大力兴建园林绿化工程,这就有效的推动了园林绿化市场的蓬勃发展,园林绿化施工队伍也急剧的增加,就样就导致施工人员的技术水平存在着较大的差异。存在着大量无施工资质的人员及企业在施工队伍结构当中。园林工程中不仅仅是工程建设,而是需要具有美学和艺术的功底,这样才能保证园林工程施工中各项资源得到合理的配置,如果没有相关的专业基础知识,则会导致施工过程中,施工人员无法充分的领会图纸的意图,不懂得施工现场植物、山、水、绿地的搭配,从而导致施工工序混乱,不仅质量无法控制,而且管理效率也较为低下。
三、提高园林绿化工程的施工管理水平的措施
在园林绿化工程的施工过程中,质量是非常关键的一个方面,只要保证了园林绿化工程的质量,才可以实现项目经济效益和社会效益提高的目的。具体来讲,需要从这些方面来努力:
1、对绿化材料的质量进行严格控制
园林绿化工程质量会在很大程度上受到工程材料的影响,并且如果工程材料出现了问题,园林工程出现的都是难以弥补恢复的质量事故。因此,为了避免出现这些事情,就需要严格控制绿化材料的质量。在监控材料质量的过程中,需要对原先确立的质量保证体系进行健全和完善,对施工企业的管理进行强化,不能够放过任何一个环节,比如,人员配备、组织管理以及监测程序等。要将对材料的质量要求明确加入到施工承包合同以及监理合同中,对监理方的责任和权限进行明确。
2、做好园林绿化施工的细节
(1)尽量保存原有表土
在进行绿化工程施工中,要对表层土壤做到尽量的保留工作。因为表层土壤经过多年的耕种后,其养分及腐殖质含量都较多,这些大量的养料有利于植物的生长需要。但在当前很多工程施工过程中,都是从上往下进行挖掘和运输,使表土被扔弃或是被破坏掉,而地形改造后的土壤并不利于植物的生长。因此在施工时最好的办法是将表层土进行集中保存起来,可以在施工中利用倒退铲车来对表土进行掘取,并将之放置于固定的场地,做好遮盖措施,在地形改造完成后利用适宜的天气再对表土进行平铺作业,平铺时注意土壤团粒结构的完整性。
(2)在栽植苗木的时候,不能够违背植物的生长规律
通常情况下,往往会在树木的休眠期来栽植树木,但是在实际的工程施工中,因为种种因素的限制作用,往往树木栽植活动需要在非栽植季节来进行,这样就需要采取一系列的措施来保证栽植的苗木可以成活。比如,将抑制剂喷洒于苗木上,适当提高苗木土球的标准以及修剪枝叶等。通过这些措施,苗木的水分蒸发就可以得到有效地减少。对于已经生长过很长时间的老树来讲,需要进行必要的断根处理,这种方法也可以应用到那些比较贵重的大树身上或者生长态势不好的树木身上。同时,还可以对这些树木的枝叶数量进行减少,这样树木的成活率才可以得到提高。在对苗木进行移植的时候,为了保证成活率,禁止在那些太阳高照的天气下进行,尽量选择阴天。
(3)保护原有树木,选择乡土树种,减少运距
由于在土建工程施工时其石灰和水泥会对土壤造成影响,所以需要在施工前将原有的树木采取必要的保护措施,将树穴用土护起来,同时还要做好围护措施,以防止石灰及石灰水、水泥水的侵入影响树木的正常生长。另外在对绿化工程中所需要的树种进行选择时,尽量选择乡土树种,因为这类树种在长期的生长过程中已适应当地的环境和气候变化,而且在移植过程中由于时间较短,所以对植物自身的损耗较少,不仅有效的保证了树木的成活率,同时也使其养护及工程成本得以降低。
3、病虫害的防治
在植物的生长过程中,病虫害也具有很严重的危害,如果这些病虫害得不到合理治理,就会对植物的生长产生严重影响。要想防治病虫害,首先需要对植物产生病虫害的根源进行明确,结合具体情况,对治理方法进行合理确定,同时,辅助以保护措施和杀虫措施,除了药物防治方法之外,还可以采用生物防治方法,结合具体情况来进行合理选择。
结束语
在目前城市生态环境建设过程中,园林绿化工程作为其中十分重要的一部分,保证其施工质量,这不仅有益于城市生态环境的建设,同时也能实现良好的社会美仑美奂,因此园林绿化施工企业在施工过程中,需要不断健全和完善管理机构,控制好施工的质量,抓好施工企业队伍的建设工作,从而提高工程质量管理的水平,使工程的经济效益和社会效益得以实现。
参考文献
水是万物之源,它不仅是自然生态系统发展不可取代的资源,也是人类社会可持续发展的基本物质基础。一切生命都离开水,一旦水资源枯竭,那么生命也就将面临灭绝。土是万物之本,是自然和人类一切发展的基本载体,是生命的基本生存条件。不仅自然环境进化离不开水土资源,人类社会发展也需要水土作为基本条件。然而,随着人类社会对自然资源的过渡开发和利用,致使水土流失严重,现代生态环境日益恶化。因此,要建设现代生态环境,重中之重就是要做好水土保持,保持水土,改善现代生态环境,已经是人类急需解决的重要问题之一。
1 水土保持与现代生态环境的内涵及延伸
1.1水土保持的内涵及延伸
我们要理解水土保持的内涵,首先要弄清楚水土流失的概念,在国际学术上水土流失是指:土壤侵蚀(包括水、风、重力、人为活动等营力)造成陆地表面水土资源和土地生产力的破坏和损失。而水土保持(Soil and Water Conservation)基本内涵是:防止水土流失,保护、改良与合理利用山区、丘陵区和风沙区水土资源,维护和提高土地生产力,以利于充分发挥水土资源的经济效益和社会效益,建立良好现代生态环境的综合性科学技术。总的来说,水土保持就是指对自然因素和人为活动造成的水土流失问题所采取的预防和治理措施。水土保持是由我国率先提出,它取代了之前的土壤保持概念,并被国际社会广为接受和通用。
当今,随着人们对水土保持这一概念认识的不断加深,其内涵也逐步被深入和拓展。对水土保持的概念不仅仅停留在水土保持层面,已经认识到水土保持和全球现代生态环境的紧密关联,与全球气候变化密切联系上来。因此,水土保持也不再仅仅是对水土资源的保护,还拥有了利用好水土资源,建设现代生态环境等新内容。
1.2现代生态环境的内涵及延伸
现代生态环境(ecological environment)是“由生态关系组成的环境”的简称,是指影响着人类生存与发展的水资源、土地资源、生物资源以及气候资源数量与质量的总称,是关系到社会和经济持续发展的复合生态系统。而现代生态环境问题是指人类在利用和改造自然的过程中,自然环境遭到破坏和污染而产生的危害自然进化和人类生存的各种负面反馈效应的总和。
弄清楚了现代生态环境的内涵,现代生态环境建设的定义就不难理解了。现代生态环境建设是旨在保护和建设好现代生态环境,实现可持续发展的一个战略决策。在我国,现代生态环境建设的方式主要有退耕还林,植树种草,防治水土流失,建设生态农业等方式等。
2 水土保持与现代生态环境建设的不同点
2.1概念及内涵的不同
“水土保持”和“现代生态环境建设”两个概念是随着环境问题日益严重并对人类社会生存发展造成危害的背景下诞生的。在我国,根据《中华人民共和国水土保持法》的规定,水土保持的概念是指对自然因素和人为活动造成水土流失现象而采取的预防和治理措施。其预防和治理措施有三个方面,即预防保护、治理实施与成果管护。预防保护就是对尚未或者轻度水土流失地区通过采取植物措施及管理措施来防止水土流失;治理实施是指对已经造成水土流失的区域科学的采用一系列有效的措施来治理水土流失,恢复现代生态环境;成果管护则是对已经修复的生态进行保护,防止再次破坏再造成水土流失现象。
现代生态环境问题是指人类在利用和改造自然的过程中,自然环境遭到破坏和污染而产生的危害的总和。现代生态环境建设是指通过人为的措施来对已经遭到破坏或正在遭受破坏的环境进行生态恢复、生态修复和生态重建,从而控制现代生态环境继续恶化。在我国,现代生态环境建设的方式主要有退耕还林,植树种草,防治水土流失,建设生态农业等方式。
2.2内涵涉及范围大小不同
现代生态环境建设的内涵设计包括了自然中所有的生态系统,是以保护整个自然资源为保护对象,其内涵涉及范围极为广泛。而水土流失是以保护水资源和土壤资源为对象的,其范围涉及面较小,保护的是具体的对象,实施较明确。
2.3所实施的治理方式和措施不同
水土保持措施主要有工程措施和植物措施两种,措施内容主要通过拦砂坝、挡土墙、截排水沟、封山育林、植树造林、退耕还林等等方式来实现的。现代生态环境建设除了应用水土保持的治理方式措施之外,还有更多治理和保护措施,如生物防治措施,生态移民措施及设立自然保护区等。
2.4治理实施的主管部门不同
水土保持工作主要是水土保持部门来进行计划管理实施,而现代生态环境建设由于是一个生态建设的综合系统,其涉及面广,涉及范围大,因此实施管理的工作部门较多,主要有水利部门、水土保持部门、林业部门、环境保护部门、农业部门、旅游部门和国土资源部门。这些部门各司其职,各有侧重,通力合作,共同来实施现代生态环境的建设和管理。
3 水土流失和现代生态环境的之间的关联
3.1水土流失是现代生态环境恶化最直接的原因之一
生态系统最基本的组成因素和最重要的组成因素是水和土,水和土同时也是相对独立的系统,他们的相对独立和稳定构成了自然整体的稳定性。但是,随着水和土二则基本因素遭到破坏,整个生态系统就必然被影响,协调稳定的关系也会被动摇,生态系统就会失衡甚至恶化,从而导致河流污染、水土资源被破坏以及生态系统的失衡。所以,水土流失是现代生态环境恶化最直接的原因之一。反而言之,如果对水土流失区域采取有效的水土保护和防止措施,调整水土资源来恢复水土的正常循环,那么整个生态系统就会逐渐恢复平衡并趋向良性循环。
3.2现代生态环境建设的重要内容是水土保持
我国是一个地形多样化、山川多变化、地势地形复杂的国家,由于地域广阔,境内现代生态环境也存在多样性特点。在全国土地面积中有三分之二是高山丘陵地貌,而森林的覆盖率较低,仅占总面积的16.55%,而且存在着分布不均匀,蓄水能力不强等特点,由于自然因素而导致水土流失逐年上升,且程度也较为严重,自然灾害频发。因此,要建立现代生态环境,首要工作就是防止水土流失,保护好水资源和土地资源,做好水土保持工作。
现代生态环境建设的主要内容就是搞好水土保持和环境保护,而水土保持又是环境保护极其重要的部分和前提,一旦水土资源得到较好的保护,生态系统就会逐渐改良,那么自然生态环境的自我恢复能力就能得到进一步加强,现代生态环境建设就事半功倍。因此,对于水土流失较为严重的地区,在建设现代生态环境的过程中,必须更加重视水土保持工作。
3.3现代生态环境建设的基础是水土保持
最基本的自然资源是土地,土地不仅是农业的根本,同时是矿物质资源的储蓄场所,是动植物及人类活动的场所和栖息地,是地球陆地上的一切资源赖以生存和繁衍的家园。土地是地质地貌、气候条件、植被森林、土壤水文和人类动物活动等各种因素共同作用下的综合生态系统,土地资源的保护和利用是各种资源保护利用的中心环节。水是滋润万物的的资源,是生命最基本和最重要的组成部份,没有水就不会有自然生态的存在,更不会有人类社会的存在,水作为一切生命的根源,对水的保护毋庸置疑也是建设现代生态环境最基本最重要的工作。
在现代生态环境系统中,各种资源各种因素都有其自身不可替代的重要作用,但是只有各种资源都合理的综合利用,现代生态环境才能持续健康。水土作为现代生态环境系统中的基础资源,只有保护好了水土资源,现代生态环境才能呈现良性循环,整个自然生态系统才能协调稳定持续发展。
3.4水土保持和现代生态环境建设都以自然环境为对象
水土保持和现代生态环境建设的对象和主体都是自然环境,水土保持和现代生态环境建设的目的是控制现代生态环境的恶化,保护自然环境和自然资源,促使人与自然的和谐相处,使自然环境在良性健康的循环中提供更好的服务与人类的长远发展。
总而言之,水土保持和现代生态环境建设都是对自然保护的重要手段,其二者是相辅相成,互相促进的。就范围而言,水土保持要比现代生态环境建设较小,但水土保护同时又是现代生态环境建设最重要的组成因素,能够对现代生态环境建设起到有力的补充和支持作用,是现代生态环境建设的具体内容和首要前提。随着环境问题的日益严重和人们对环境保护工作的日益重视,水土保持和现代生态环境建设将呈现出配合更为紧密、共同促进和发展的趋势。水土保持和现代生态环境建设是人类保护赖以生存的自然环境的重要途径和手段,必将成为人类与自然和谐共处的前提和基础。
二、城市化对湿地生境的影响
20世纪初至今,城市人口增长了近10倍,城市人口比例从14%增到50%。快速城市化不仅使湿地面积减少,生境破碎化情况加剧,也导致了城市湿地生境的丧失[1~2]。如,北京从20世纪60年代—70年代中期,有8个湖泊共33.4hm2:湿地面积被填。具有500年历史的护城河也遭同样厄运,1953年护城河面积为41.19km,现在剩下的总长度不到原来的一牛[3]。美国农业部门的研究表明,城市化进程都涉及侵占湿地问题,美国已丧失了58%的湿地[4]。另一方面由于城市化过程中的不合理规划,湿地受污染情况愈来愈严重,并对其周围环境也造成污染,降低了湿地的生态及社会服务功能[5]。另外,因湿地生境条件的改变以及湿地规划中盲目引进一些异地物种,引起外来物种对湿地生境的入侵,降低了本地物种的存活机率,增加了城市湿地保护和恢复的难度[4]。
三、城市湿地保护相关措施
一个未受异常自然和人类扰动的湿地,因其物种的多样、结构的复杂性、功能的综合性和抵抗外力的稳定性,而处于健康状态。当外力扰动超过湿地的自我修复能力时,湿地生境恶化,功能退化,进而影响区域环境[6]。城市湿地的保护及恢复,需要相关部门采取前瞻性的规划理念及科学的规划措施。
3.1进行合理的城市土地利用规划
高速公路、城市建筑等基础设施的扩建,改变了城市的土地利用类型,对城市湿地水文和生物学特征也产生了很大的影响。湿地物种多样性与流域不可渗透地面面积、湿地水面波动情况密切相关。
在湿地流域不可渗透地面的面积小于4%和大于12%的区域中,具有明显的湿地水面波动[7]。当研究区域不可渗透地面面积高于10%时,湿地生境功能逐渐下降。虽然不可渗透地面面积阈值因流域特征不同而发生变化,但最佳阈值应保持在8%—10%,同时应保持50%的森林植被,用于改善湿地生境状况。
综合国外的一些研究经验后认为,在进行城市湿地物种保护时,对湿地水文特性要求应遵循几条原则:①年平均水面波动高度不能超过20cm;②一年的全部干旱期不能超过2周;③避免因流域发展过程中永久湿地转变为暂时湿地;④一年中大于15cm水面波动的频率不能多于6次;⑤一年中每一次大于15cm水面波动的持续时间不能超过72小时[7]。
这些相关湿地保护措施理应以合理的城市土地利用规划来完成,从而达到维持城市湿地的生态服务功能。
3.2进行科学的湿地景观设计,维护湿地生态安全和公众安全
维护湿地生境的生态安全,是城市湿地治理的重要措施。作为市民重要的娱乐休闲场所,在恢复及重建湿地生境时,应通过科学的设计,提高湿地环境的安全性,保证公众安全。
(1)维护湿地生态安全是城市湿地资源可持续利用的基础。人类、自然灾害(洪水、干旱等)引起的干扰,都影响着城市湿地生态系统的生态安全。可利用地理信息系统、遥感技术和生态安全格局理论,分析干扰类型、作用机制和扩张路线,并通过科学的景观规划和设计,控制干扰的发生及扩散,达到保护城市湿地的目的[8~10]。
(2)合理设计湿地坡面。湿地坡面是市民接触湿地的界面,不合理的湿地坡面设计,会增加湿地的危险系数,降低其休闲、娱乐等功能。通过结合区域土壤、植被等自然特征和城市文化特点,设计出安全系数较高的湿地坡面。在建立湿地坡面台阶时,权威人士认为,台阶的垂直高度和平面宽度间比值小于1/8时效果最佳[11]。
(3)控制湿地生境传染病源害虫。通常,大多数湿地可为蚊子等害虫提供定居、繁殖的生境条件,所以控制害虫的定居及扩散也是保护公众安全的重要组成部分。应在充分认识不同蚊子的生活特性及传播病菌能力的基础上,进行合理的湿地治理[12]。
在湿地系统中控制蚊子种群时可考虑以下几方面[11]。
①湿地斑块特征。斑块形状特征较简单、面积与边缘周长比值较低的水池可抑制蚊子种群的定居及繁殖,而面积较小的水池(<0.2hm2)则可为蚊子提供适宜的栖息地生境。因此在城市废弃水池中建立人工湿地时应通过合理设计,控制蚊子种群的繁殖生长。其具体措施包括设计湿地陡峭的边缘(>30度)和较深的底部(>1.3m)。
②湿地水文。水面开阔、波动较大的湿地可限制蚊子种群的定居和繁殖。因为水面波动可以破坏蚊子的呼吸作用,并且抑制藻类和水生植物的生长,减少蚊子的生存栖息地。
③水质。湿地水质是控制蚊子种群的重要决定因素,营养物质含量高的水体有利于蚊子生存及繁殖。所以,在湿地规划和设计中,应控制湿地污染源,同时通过相应的措施,维持湿地水面流动,增加水体含氧量,以减少蚊子种群。
④植被。湿地植被是蚊子种群的食物源,也为蚊子子孓种群提供了理想的避难所。如果定期收割密集的自然植物群落,改善捕食者的生境条件,将会减少蚊子种群。
⑤化学和生物学祛除措施。在蚊子的繁殖区域中将主要使用适宜的杀虫剂及引入其捕食者来控制蚊子种群。但如果长期使用化学药品不仅使蚊子产生免疫功能,降低灭蚊效率,同时会造成环境污染。生物防治方法主要是以天敌来控制蚊子种群。湿地的无脊椎捕食者能降低蚊子幼体种群,但问题是难以调控无脊椎捕食者种群动态。可利用蝙蝠和鸟类捕食成年蚊子的生活习性,建立鸟类人工栖息地,控制蚊子种群。同时引进以害虫为食的鱼类,不仅抑制蚊子种群的增长,也可获取一定的商业利益,是一种实用性很强的湿地蚊子治理措施。
⑥建立相应的基础设施。建立相应的通风和洒水等基础设施,增加水面干扰,抑制蚊子的产卵及繁殖,降低蚊子种群的生长。
在城市湿地治理中,要利用景观生态学、保护生物学、景观规划学、生态安全格局等相关原理,以专业研究人员为主,进行科学、合理的规划和设计,提高湿地安全(包括公众安全和湿地生态安全),达到湿地可持续利用目标。
3.3建立及恢复城市湿地时应以本地乡土物种为主
乡土物种是通过多年的物种选择证明适宜生长于本地生境的物种。在恢复及建立湿地植被时,利用本地物种不仅加大了实际工作的可行性,也可节约自然资源及社会资源。而盲目引进外来物种(包括非正常因素的人为引入),则易给当地湿地原有生物带来不利影响[12]。生物入侵的生态代价是造成本地物种多样性不可弥补的消失以及物种的绝灭,经济代价是农林渔牧业产量、质量的惨重损失与高额防治费用的耗费[13]。
因此,为了保护本地生物多样性,建立及,恢复湿地系统,在物种引进中应首先考虑乡土本地种,若确需引入外来物种时,须分析物种之间的相互作用,进行引进种的利益与风险评估,建立严格的科学监管体制及全面的检疫体系。
3.4建立持续的城市湿地监控机制
在湿地生境退化和丧失较为严重的区域,可通过恢复和重建湿地生境来维持其特有功能。要完全恢复功能健全的湿地一般需要经过10年—15年,而且湿地系统各项功能的发育速度有所不同。如在湿地重建过程中,水文功能恢复得比较快,营养物质也可经过一段时间积累而成,但要发育成支持多种野生动物的湿地生境则需要多年的时间[14]。大多数城市湿地恢复项目,当其湿地群落结构有比较合理的比例时,可认为湿地恢复得比较成功。
在对湿地功能和结构的要求上,城市湿地与“自然湿地”有所不同。例如,一些工业区中的湿地具有控制污染的作用,一些城市公共绿地中的湿地可为鸟类提供栖息地和避难所,可成为市民娱乐、休闲的场所。因此对于这些城市湿地来说,它们的环境功能和社会功能是最重要的。这些湿地虽然具有与自然湿地不同的群落结构,但是它们可以提供特有的服务功能。在恢复此类湿地生态系统时应选择容易栽培的本地区物种,
另外,城市湿地的保护和恢复还必须建立相应的监控机制和功能评价体系,以对城市湿地进行持续的测定和调控。在城市湿地治理过程中,湿地监控时间的长短是重要的决定因子[14]。
3.5合理解决人类干扰问题
城市湿地经常受到人类干扰,例如修建城市基础设施而引起的湿地内部生境破碎化、城市三废处理造成的湿地污染等。所以,在城市湿地治理时必须考虑这些干扰因子。城市人类干扰可分为持续的胁迫式干扰和短暂的脉;中式干扰,因此而产生的生态反应也可分为胁迫式和脉冲式反应[15]。胁迫式干扰是长时间的,例如城市扩张过程中高速公路的修建等,脉冲式干扰持续时间较短,例如河道污染等。不同干扰类型对湿地群落结构产生不同影响:
(1)湿地植被对于胁迫式干扰可产生胁迫式和脉冲式反应,随着干扰时间的持续,原有个体持续死亡,引起外来物种的入侵,抑制原有种群的恢复,从而使得群落结构发生根本性变化(胁迫式反应)。而在干扰强度较小的情况下,生物个体可以适应新的生境条件,群落结构变化小(脉冲式反应)。
(2)湿地植物群落对脉冲式干扰产生脉冲式生态反应,如湖泊受到污染物短时间泄漏的影响时造成一些生物个体的死亡,但是只要停止排放这些污染物即可很快恢复原有的种群。
对植物群落进行轻度人为干扰,可保持较高的生物多样性。因此,合理利用人为干扰,维护湿地群落物种多样性及生态功能是湿地治理的关键。应在城市建设中就人类干扰类型及生态反应的不同情况,建立合理的城市基础设施建设方案,维护城市湿地的群落结构及生态服务功能,这对城市湿地保护和城市可持续发展具有重要意义。
3.6建立相应的政策指导,保护城市湿地
国家湿地保护政策对城市湿地治理起着重要作用。前瞻性的、科学的城市生态基础设施建设指导方针,不仅可以提高城市环境质量、改善城市居住环境,而且对城市的可持续发展起到重要作用[8]。佛罗里达州关于水系和湿地管理方面的历史政策不仅造成湿地丧失,而且对整体景观构成威胁。而现在联邦和州政府的一些政策中,几乎所有类型的湿地受到了保护,并为湿地保护及恢复提供了专项基金[16]。城市湿地生态系统是城市重要的生态基础设施,具有多种生态服务功能和社会历史文化价值。滞后的湿地恢复计划难以弥补由于自然湿地丧失所损失的湿地功能。所以,国家政府决策部门应加大湿地研究的力度,建立系统的湿地研究信息库,依据不同的城市湿地功能特征,确定不同的治理目标和措施,建立健全的城市湿地保护法律体系,从而达到保护城市湿地的目的。
3.7提高全民素质,公众参与保护湿地
休闲和娱乐是城市湿地主要的功能之一[8],城市居民对湿地的任意践踏,垃圾处理方式不当等,都会对湿地生态环境产生不良影响。保护城市湿地生境,提高城市环境是市民共同的事业,维护城市湿地健康的生态环境必须靠市民的共同努力。所以加大宣传力度,普及环保教育,提高市民素质,不仅是城市湿地保护的必要条件,也是城市可持续发展的重要组成部分。
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