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澳门体育APP|:俞孔坚:构建和修复一个健康的水生态系统丨主

来源:未知 发布日期:2021-11-22 18:45 浏览:

  左图拍摄于江西省上饶市婺源县大鄣山山脚,山间小溪被水泥堤坝所困,两岸湿地消失殆尽,水面上漂浮着各种除草剂和化肥的塑料包装。此时,雨季刚刚过去,来自山林的溪水仅在穿越了不足两千亩的农田后,就遭受到农药和化肥的严重污染,大量水生生物也已绝迹。最终,这条溪水将汇入长江。右图拍摄于渤海湾的海滨沙滩,这里承载着来自陆地的面源污染,导致水体严重富营养化。这片曾经丰饶的海湾,而今已被判定为生态学意义上的“死海”。我们的水生态系统早已病入膏肓!

  刚刚过去的7月,除了持续变异升级的新冠肺炎(COVID-19)疫情威胁着世界各地的人民以外,洪涝肆虐的报道亦成为各国媒体的头版头条。从7月12日到7月底,在德国、比利时、荷兰等欧洲最富裕的地区发生的发洪涝灾害已吞噬228条生命,其中有184人丧生于素有“工程师故乡”之誉的德国,而这也是德国自1962年北海洪水以来最惨烈的一次自然灾害 [1] ;7月20日,中国郑州的特大暴雨事件中,截至8月2日12时已致292人遇难 [2] 。这些洪涝灾害几乎都发生在经济发达的国家和地区—这或许就是我们常常将自然灾害与人类文明相提并论的原因。在遭受灾害的城市中,包括地铁、公交在内的交通系统,手机、宽带等通讯系统,以及水电系统等人类文明的象征一度瘫痪,城市脆弱性暴露无遗。此外,在许多城市公园完好无损、许多内部河道也并未出现过大洪水的同时,一些与人民生命安全密切相关的服务设施却面临着巨大风险,如郑州阜外医院恰恰处在城区最低洼地带 [3] 。

  反思之声在业界和外界哄然而起。笔者以为最应反思的是现代城市缺乏应对不确定的自然“灾害”的韧性,这反映了整体水生态系统的病态。对于韧性较高的城市而言,这些“事件”并不足以构成洪涝灾害。殊不知,正是人类引以为豪的钢筋水泥所构筑的、坚不可摧的灰色基础设施(如堤坝和大型水库等复杂的工程设施),将自然过程转变为了“灾害”。其实,与水相关的灾害何止洪涝,工业化、城镇化,以及全球气候变化正使世界范围内(尤其是在中国)的人水关系矛盾日益尖锐,水和以水为主导因子的生态系统的安全和健康问题已经威胁到人类及我们赖以生存的环境的可持续性!

  地球上的任何生态系统都离不开水,因此,我们很难脱离地球科学和地理学来探讨水的健康。但水又不得不受到特别关注,人们一开始就试图探讨水的分布、运动和管理,从而发展出了水文学;后来,人们发现水与生物具有密切关系,并构成了相互作用的系统,即水生态系统,因而发展出了生态水文学;接着,发现水和人类也是相互作用的系统,于是又发展出了社会水文学;再后来,干脆将研究与水相关的科学全部统一称为水科学。然而,上述这些关于水的学科似乎仍无法涵盖笔者关心的问题,即探讨系统性的水/完全的水 [4] ;既是地理学和水文学意义上的水,也是孕育生命的水。她是多尺度的空间存在,从生境和场地,到城市和区域,再到国土和全球;同时,水与大地、城市、乡村、动植物和人类及其活动相互作用,构成了水生态系统。她既表现为水与其他景观元素或水生态系统与其他生态系统之间的空间格局与过程的关系,也表现为水生态系统的内部结构和功能的关系,其中包括物质流、物种流、能流和信息流。在任何尺度上,人的因素都是不可或缺的,甚至是占主导地位的。

  因此,我们需要从生态系统服务的视角来理解、保护和修复水生态系统/水系统,并评价其健康状态,具体包括:支持服务,即提供栖息地,支持生物传播、繁衍和迁徙等生命承载能力;供给服务,即提供水及水产;调节服务,即应对洪涝和干旱等环境变化的生态韧性;以及文化服务,即提供审美启智、文化认同、归属感和休憩等服务。一个病态的水生态系统,不但不能给予人类良好的生态系统服务,反而会危害人类的健康甚或生存。

  而要维护健康的水生态系统,最根本的措施是给水以自由。只要考察一下历史上最严重的洪水灾害,就会发现最威胁生命财产安全的往往都是决堤。典型例子包括:1962年德国的北海洪水事件即是洪水冲垮堤坝所致;1975年8月8日的河南驻马店特大暴雨,堪称世界最惨洪灾,死亡人数以万计,也是由板桥水库、石漫滩水库等一系列水库连环决堤造成的 [5] ;中国历史上有记载的、造成巨大生命财产损失的黄河洪灾,也都是决堤带来的;即使是1960年建成的意大利的瓦依昂大坝,算得上是当时世界上最坚固、最高的大坝,也在1963年10月9日的深夜,遭遇了严重的岸坡下滑,几乎掀翻了整个水库,近两千人在睡梦中丧命。所谓的“压迫越深重,反抗也将越猛烈”,不仅适用于人类社会的关系,也适用于人与水的关系。要与水谋安全、谋和谐,首要之策便是适应和规避水的不可抗力—道理很简单,水需要足够的空间。虽然人类文明在一定程度上意味着从必然王国走向自由王国,即人类通过对自然的控制而获得自身的自由;相反,若人类剥夺了自然的自由,也必将遭受自然的反抗。这并非在否定人类文明的成果,而是强调在应对不确定的自然过程时,任何对抗自然力的灰色人工技术和设施,无论它们多么坚固和复杂,最终都会因其韧性的局限而加剧自然的破坏性。

  那么,水到底需要多大的自由空间?以中国为例,在宏观的国土尺度上,早在2006年,北京大学研究团队便探讨了国土尺度水源涵养安全格局,并发现只要保护和恢复占国土面积43.6%的山脉体系,国土尺度上的水源涵养便会达到良好状态,对于一个山地和丘陵占了近70%的国家来说,这似乎是可以实现的。而通过洪水调蓄安全格局的分析发现,在季风气候的条件下,每年的洪水淹没区域大约在国土面积的0.8%~2.2%之间。 [6] 因此,一个听起来浪漫的假设是:将这些洪涝频发的土地归还于水,困扰中国几千年的人水矛盾便会得到彻底解决。

  然而,这些适合作为生态蓄洪区的国土,也正是河漫滩上最为肥沃的土地,它们占全国耕地面积的6%~15%左右 [7] 。归还河漫滩在几十年前都是不可接受的,因为在当时,保护一亩三分地,就是保护一家人的生存机会。但在今天,这不再是个奢侈的假设。仅从经济角度来讲,如今的中国,农业产值仅占全国GDP的8%,事实上,大量土地撂荒已成为广大农村的普遍现象。间隙性淹没可以滋润河漫滩与洪泛区因被用作农田而日渐贫瘠的土地,并修复其所在的水生态系统。与动辄以亿元计的灰色防洪工程投资相比,哪一个更具经济性已不辩自明。更重要的是,通过释放水域空间,数千年来被破坏的国土水生态系统将会逐渐修复。有人会问:淹没区的数千万人口如何安置?宏观层面的城镇化发展机遇、中观层面的生态优先的新城镇选址和规划、微观层面的高台避洪策略,以及与水共生的生态智慧和健全的洪涝灾害防控体系的建立,都将为此战略的可行性做出贡献。然而,当前泛滥全球的、粗暴的大型水工设施,包括拦河大坝、防洪高堤、大型水库、长距离跨流域调水、侵占水域,以及低洼地的造城行为等,正在为保障国土和区域的水生态系统健康带来巨大压力。

  在中观的城镇和乡村尺度上,一个健康的水生态系统体现在如何使水在建成区内拥有足够的自由空间,以及如何寻找合适的地方就地滞蓄,自然积存、自然净化、自然渗透并补充地下水,以保持地下水平衡,并保证湿地与溪流拥有足够的水来滋养与其共生的生物群落。鉴于缺水乃是中国、也是世界范围的人水矛盾的关键,建设并维护像海绵一样具备韧性、能适应极端暴雨事件的水生态基础设施,是人工干预下的城乡水生态系统达到健康状态的标志—而这也正是海绵城市的出发点。关于这方面的智慧,世界上的许多古老文明都为我们留下了丰厚的遗产,包括在高山上建造梯田以涵养水源,在平原上挖掘坑塘以调节旱涝,在河漫滩和三角洲营造桑基鱼塘以利栖居和生产,在沼泽水域上堆土成垛、营建水上田园,在城市和乡村聚落中修建水塘沟渎,以适旱涝之变。从黄泛平原两千多年的水城关系来看,城市中足够的“海绵体”(如水塘湿地)是保障城市韧性的水生态基础设施 [8][9] 。当前,为了治理城市洪涝灾害而利用灰色管道构建的集中式排水系统和钢筋水泥式的深隧工程等设施会导致城市水生态系统问题的进一步恶化—这些都将在未来被证明是无效的,甚至是饮鸩止渴的。对这样的灰色基础设施的过度依赖,无疑会导致人民的生命财产安全随全球气候的变化和不确定性的增加而面临巨大风险。

  在微观的水体、湿地等水生生境尺度上,一个健康的水生态系统体现在生物与水之间的良好生态关系上。生物离不开水,同样没有生物的水也是死水!植物的吸收和蒸腾作用让水分得到循环;植物的生长和死亡能净化和丰富水体中的养分;以水为媒,物种得以繁衍和迁徙扩散。湿地之群落、水岸之形态,溪流之水堨、深潭浅滩之变化等,都是一个健康的水生态系统中举足轻重的元素。

  基于上述认识,维护安全与健康的自然和人类水生态系统,离不开三大关键策略:1)保障水源涵养和洪水调蓄安全格局,给水自由的空间,通过水安全格局的规划,划定人-水交集边界,奠定人水和谐共生的空间格局;2)提高水生态系统韧性,即构建海绵国土—包括海绵城市、海绵田园等—来实现城水相融,而核心就是源头就地滞蓄、过程减速消能、末端弹性适应;3)修复水生环境与生境,去工业化、变灰为绿、削减人工合成化学物质的危害;重建水与田园、人与其他生物的和谐共生关系,使水生态系统蓝绿交织、清新明亮。

  这三大策略都是基于自然的途径,但这并不是提倡回到传统农业时代或渔猎时代,而是希望在批判吸收以往文明成果的基础上,创造新的、生态的文明,唯有如此,水生态系统与国土生态系统才能健康、美丽,从而滋养出一个健康、繁荣的社会,即所谓“生态兴,则文明兴”。


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