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爱尔斯微课堂|典型河道生态修复工程探析(二)
紧接上篇,从后期运行维护的需求这方面对河道生态修复工程的成效进行评价,评价对象为上海市中心城区典型河道。
运营维护需求
除了河道日常维护外,针对河道生态修复工程,还进行了对应的工程运营维护工作。河道生态修复工程实施完成后,河道水生态系统一度呈现出积极的发展趋势,但随后还是出现了一些具有挑战性的问题。2018—2019年底的工程建设期间,河道福寿螺、非洲大蜗牛、水花生等恶性外来入侵物种罕见,至2020年上半年,福寿螺、水花生、非洲大蜗牛大量出现,并导致河道内浮床植物难以生长成活。为保持河道内浮床景观效果,狐尾藻等浮床植物基本全部更换为水葫芦。在国内外的生态修复实践中,外来物种入侵一直是工程维护和管理面临的重要挑战。例如,日本梅小路公园生态修复过程中就发生了因牛蛙的出现导致蜻蜓种群数量大大减少,因小龙虾出现而使水生植物灭绝的情况。该河道在生态修复工程实施前,大型动植物几乎绝迹,河道水体生态系统退化为外来物种入侵提供了有利条件。在生态修复的过程中,外来生物材料的引入进一步协助了入侵物种的扩散。与2013年该河道的调查结果相比,水花生、福寿螺、非洲大蜗牛均为近期出现的物种。入侵物种的出现不仅对区域生态环境产生了极大的不利影响,对生态修复工程中收获植株的后继安全处理处置提出了更高的要求,势必将增加处置成本。
日本梅小路公园曾发生外来物种入侵事件
生态系统的修复是个极其复杂的过程,参照稳定的生态系统,在河道中重新引入原生物种,即便设计得当,仍不足以恢复自然生态,还需要通过人工强化的长效管理措施协助原生物种适应各种干扰,实现生境的可持续性。越来越多的证据表明,很多生态修复工程最初是乐观的,而随着时间的增加,结果往往低于预期。该河道生态修复工程是人为设计和主导的生态修复行为,在日常的运行维护中,重点关注其水质改善和景观提升效果,而缺乏生态结构与功能的评价指标,导致无法及时识别限制生态修复进程的各类因子,不能有效地调整维护,只能靠高强度的后期维护支撑工程的景观效果,却最终无法避免偏离受控生态系统的演替轨迹。
思考与建议
明确技术措施的安全性要求
目前,河道综合整治策略从“消除黑臭、改善水质”转向以“稳定水质、修复生态”为主。大量的资金用于河道生态修复,广阔的市场需求催生一大批环境治理工程技术与材料的应用。以上海市而言,《上海市河道生态整治导则》《上海市河道绿化建设导则》《上海市河道生态治理技术指南》等指导文件已无法满足河道生态修复产业化的需求。
城市河道生态修复的实践表明,生态修复工程的建设是其中的一个环节,在生态系统组成、结构和功能过程充分理解基础上的长效管理才是扭转生态环境恶化的趋势、保障生态修复成功的有效手段。本研究河道生态修复工程达到了预定的水质目标和景观目标,对措施的安全性考虑不足。首先,用于河道污染治理的材料对环境必须是安全的。在河道治理工程中,纳米材料、生物蜡、专利物/菌种等出现频率极高,对这些材料在环境中的迁移转化还不清楚,有些材料有相关的安全性评估资料,而大部分为“三无”产品,大规模应用在生态修复工程中存在安全隐患,有必要开展生态修复材料的专项检查评估,建立生态修复材料的诚信档案,强化应用在水环境中新材料的风险监管。其次,需要明确技术措施是否存在二次污染的风险及相应的对策措施。使用生物膜技术时,不能只关注技术措施的预期效果,忽略了对生物膜的回收标准及安全处置要求。在曝气增氧技术中,关注水体溶解氧含量和污染物的降解,不能忽略了其对滨岸大气中病原微生物扩散的影响。在工程中使用大型植物等生物材料有良好的水质改善和景观提升效果,但也存在协助入侵物种扩散的风险。最后,建议在生态修复工程化过程中,不仅要充分考虑措施的效果,更要遵循健康和安全原则,以环境安全和人体健康为中心,明确生态修复技术措施的安全性要求,开展安全性风险识别和风险评估,降低产生二次污染的风险,将补救应急式的管理转换为预防综合式的管护。
开展河道生态的适应性管理
实施河道生态修复工程的核心是实现河流自身健康,并以此满足人们对河流生态环境的需求,达到人和自然和谐发展的目标。河道生态修复是一个系统工程,生态修复目标往往无法一步到位,生态系统管理过程中存在诸多不确定性,需要建立负反馈机制,不断完善、改进修复措施和管理方式,确保河流生态修复工程长期目标的实现。在该河道生态修复工程实践中,按照目标导向,河道“一河一策”注意力集中在氨氮、溶解氧等水质指标和“水清、岸绿、河畅、景美”景观指标上,这也使得项目实施单位在施工过程中忽视了生态修复工程可能带来的潜在健康风险,进而在生态修复工程交付运维单位后,由于对安全性风险预估不足,出现入侵物种泛滥,后期安全处置成本增加等状况。
目前,由于水体生态修复工程的关注点停留在水质和景观层面,而对生态系统发展演化过程关注不足,生态监测指标匮乏,对生态修复工程运营维护质量主要取决于维护人员的个人素养。以本研究河道的浮床植物为例,一段时间内浮床内的2种植物长势良好,起到了良好的景观效果,受到水质及外来物种等因素冲击时,2种植物均处于难以存活和生长状况不佳的状态。如果在工程实施的过程中,有物种结构评价的指标来提供中途纠正恢复偏差的机会,及时增加物种多样性,就有可能提高目标植物的生存量,使生态系统沿着预知的演替轨迹发展。
城市河流生态系统是一定空间内生物与环境构成的统一整体,随着城市的发展,区域对河流生态系统的支撑和胁迫因子处于不断的变化之中,开展河道生态的适应性管理,适时开展生态修复措施后的评估,及时总结经验教训,识别制约生态修复的关键因子,从被动管理转为主动管理,为后继工程措施和管理措施的实施提供有效反馈,有助于调控受控生态系统演替轨迹,提高和强化河道生态修复工程的综合效益。
来源:环境生态学 期刊
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