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环境生态的另一个武林盟主级杀手地震 [复制链接]

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地震灾害会影响到我们的环境和生态吗?

能,而且可能很严重。

在不合适的时间、不合适的地点、不合适的暴露条件下,地震及其链生灾害除造成人员伤亡和经济损失等直接影响外,还可造成水污染、土壤污染、大气污染、固体废弃物污染等环境问题,也可造成土壤侵蚀、耕地退化、动物栖息地丧失、生物多样性退化等各级生态灾难。

这篇小文总结了近年来造成环境生态影响的部分地震案例,介绍了前人对相应的影响机制和机理研究的进展,面临的问题与减少影响的可能措施。供您一阅、思考。

地震灾害造成严重环境污染的案例

在造成固体废弃物污染上,年东日本9.0级大地震及其激发的海啸,造成18.7万多所房屋被严重损坏或摧毁,这些房屋和工厂残骸、废弃汽车、破碎的集装箱和油罐等形成约万吨的固体废弃物和超过万立方米的海啸沉积物,这些巨量的固体废弃物的清理需要数年以上时间(Inuietal.,)。实际上在不同类型的自然灾害和极端事件中,固体废弃物污染造成的环境灾难比比皆是,例如年卡特里娜飓风和丽塔飓风、年9月11日美国世贸中心遇袭等等(CruzandKrausmann,)。固体废弃物的处理极大地受到环境负载能力的限制(Tabataetal.,),对于环境技术欠发达的发展中国家,类似规模的固体废弃物的处理消化极为困难、或者将延续性的环境危害传递给几代人。

年东日本9.0级大地震和海啸在岩手县造成的堆积如山的固体废弃物

在造成土壤污染上,在年东日本9.0级大地震海啸中摧毁的福岛第一核电站事故,造成地表土壤Sr-90和Cs-等放射性污染(Sahooetal.,),以及大量的化工厂附近有*化学品的局部泄漏污染,核电站周边的放射性水平达到mSv/h(Irisawa,),人们开始质疑在地震潜在危险区建立核电站的安全性,并导致了日本54个核电站中的42个处于关闭或者暂时下线的状态(Kingston,)。灾难后的几周内,日本*性物质观测网络(ToxicWatchNetwork)确定了灾区附近个左右的潜在工业污染单元,如岩手县海岸有许多渔业社区、水泥和胶合板制造商,宫城县海岸线上估计有家工厂,其中包括仙台一座日产量14.5万桶的炼油厂。炼油厂火灾形成的空气污染,下水道和煤气管道爆裂,含有多氯联苯的旧电器设备被冲走。

年东日本9.0级大地震引发千叶炼油厂液化石油气罐火灾和爆炸,造成进一步的周边水污染和土壤污染

在造成水污染上,还是年东日本9.0级大地震和海啸,泄露的石油、城市下水道污水等形成的液体垃圾随海水/雨水流动造成污染的进一步扩散(BirdandGrossman,;KrausmannandCruz,)。福岛第一核电站的核灾难被定为国际核事故级别中最高级别的第7级,自灾难发生以来,福岛第一核电站每天用以冷却熔化的反应堆和燃料池而产生的核污水达吨,年4月经日本*府批准,东京电力公司向太平洋倾倒了1.1万吨低放射性水。就在本文完稿前几天,东京电力公司表示,福岛核事故中用于存储放射性污水的空间将在年耗尽,因此日本*府正在考虑再次向太平洋中排放污水。专家预计,清除核电站熔化的核废料并清理受辐射污染的大片区域可能需要40年以上,并可能耗资亿美元(ChernovandSornette,)。

地震灾害造成严重的生态影响的案例

在综合的生态破坏上,年汶川8.0级地震对生态环境造成了严重的影响,使得灾区林、草地受损,农田毁坏、野生动物生存环境受到破坏,生物多样性和生态服务功能失稳(欧阳志云等,;徐新良,)。汶川地震诱发的崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等次生灾害在四川、山西、甘肃等境内造成至少km2的生态改变,导致岩土裸露、河流断塞、地貌改观,严重影响了灾区的水源涵养功能、土壤保持功能、生物多样性维持功能(如导致大熊猫栖息地丧失km2,比例高达约6%)等,并形成了汶川、彭州、绵竹等10余县市的生态破坏重灾区(欧阳志云等,)。

在对植被的破坏上,汶川8.0级地震震中所在的岷山和邛崃山系,具有丰富的生物资源(包维楷和庞学勇,)。在森林植被生态方面,此次地震在四川省就造成林地损失约万亩、草地约万亩,全省森林覆盖率因此下降0.5个百分点,其中45个林业重灾县市的森林覆盖率更是由震前的44.51%降为42.64%。由此测算的森林蓄水能力损失约22亿立方米。森林绿地覆盖率的减少使得地质环境失去浅表层植被的保护,由此导致的地质环境失稳形成了约5万个崩塌、滑坡,形成数十亿立方米的松散岩石碎屑物。

在对动物栖息地的破坏上,汶川8.0级震区附近有大熊猫、金丝猴等多种国家重点保护的野生动物主要栖息地。据估计,汶川灾区的生态系统需要十年左右才能恢复到震前水平。类似的生态破坏也发生在年12月26日的苏门答腊9.0级大地震之后,在安达曼群岛北部和中部沿海湿地出现了数平方公里的红树林的死亡,这是由于此次地震在该地区造成数十厘米的静态地面隆升,进而潮汐水流入湿地的通道、造成湿地干燥和土壤盐度变化所导致(RayandAcharyya,)。

年印度洋地震造成安达曼群岛沿海地表隆升,隔断部分潮汐间湿地的供水通道、造成大面积的红树林死亡

震后的生态恢复面临的问题上,李璞等()对年汶川8.0级地震的研究表明,震后灾区的人均生态水平总体上呈下降趋势,在灾害衍生效应的作用下恢复程度缓慢,而恢复和重建过程中消耗了大量资源的基础设施建设,也造成一定程度的生态演变和强势干预下生态进化问题。高海拔的生态脆弱地区,地震灾害后的恢复重建往往受到可规划利用土地规模的局限(Yuetal.,),例如年九寨沟7.0级地震后的恢复重建,对大体量、高水平的重建带来较大困难,如缺乏对生态系统保护和环保型重建缺乏考虑,将对区域生态环境造成重大影响。年智利9.5级特大地震产生了最高达25米高的海啸,袭击了整个太平洋沿岸(TalleyandCloud,),海啸剥蚀土地,并将沉积大量的沙子、岩块以及珊瑚碎片堆积到太平洋沿岸诸多地区,造成大量可种植土地的沙化(Bourgeois,)。

地震灾害影响环境生态的机制机理

地震灾害链生机制是关键。在高海拔和高坡度地区的地震灾害,可能会显著改变滑坡、泥石流、岩崩等灾害链,造成区域内灾害环境变化和危险因素的增加(Hanetal.,)。地震产生的大量的地表松散物极易引起泥石流,也可造成堰塞湖和洪水等灾害链。年汶川8.0级地震直接或间接造成了大约10次滑坡、岩石崩塌和泥石流等地质灾害,由于滑坡及泥石流对河道的堵塞,导致了滑坡坝的形成(landslidedam),阻碍河水流通、对下游的低海拔区域构成直接威胁(Yingetal.,)。地震引起的地质灾害往往具有长期效应,在汶川地震发生5年后的年7月10日,都江堰地区发生灾难性滑坡泥石流,造成人死亡、4个城镇共10余人受到影响(Huetal.,;Gaoetal.,)。

地震灾害链生机理的复杂性给影响环境生态的机制机理研究带来难度。从直接灾害、次生灾害和衍生灾害角度,给出了地震灾害及其灾害链影响环境与生态的示意图。由于链生机理和灾害作用形式的高度复杂性,一些研究甚至采用了复杂的网络模型进行描述(Zhengetal.,)。厘清带有区域特征性或者特定情境模式下的灾害网络/灾害链,可能对解决地震灾害和次生灾害对环境与生态的影响的科学分析可能是重要的分析途径。

对环境与生态的影响受到多种因素的制约。地震作为自然干扰过程的原生灾害是生态环境改变的重要驱动力,而震区的地质地貌条件、气候特点和工业发展水平等是这种改变的重要条件。这类生态和环境的改变过程受原生灾害及次生灾害(如滑坡、泥石流、堰塞湖等地质灾害和污染源、放射源外泄等技术事故)发生强度、频率、持续时间等因素影响(包维楷和庞学勇,)。目前一些学者将生态和环境的这种改变视为一种间歇性突变(包维楷和庞学勇,),认为这种突变过程是诸多地震地质灾害突变过程在某一具体区域的叠加整合,表现出强度不同、区域差异的特点。正因如此,对地震及其链生灾害影响环境与生态的因素分析上,往往需要考虑不同的地域特点和不同的经济社会发展阶段,对区域性和时变性的影响因素研究正在成为相关课题研究的热点。

地震灾害对环境与生态影响的灾害链

遏制地震灾害对环境与生态影响的解决方案与措施

需要开展科学的城市和土地规划、充足的灾害风险准备,将针对性的风险防治措施做在灾前。包括减少地震灾害对生态和环境的影响,避免化学品、放射源、城市污水等泄漏造成的技术事故导致的衍生灾害,需要有完整充分的风险准备、评估及应对策略。包括对即将规划为新工业基地对土地进行生态风险分析,对已经存在的工业基地进行改造以确保相应的防范措施足以应对潜在的工业风险,制定完善相应的风险应对应急计划等(KrausmannandCruz,)。然而受到一定局限性的是,由于自然灾害的偶发性,对高危化学品生产存储、核电站等重点设施的规划和灾害风险准备,往往面临着可用于危险事故和关键设备损坏模式分析的数据稀缺。在解决此类限制性数据缺失问题上目前已逐渐探索出不同的技术途径,例如,Renni等()通过制定评估此类风险的一般框架、收集过去事故和设备预期损坏数据,并确定由地震等自然灾害引起的设备失效模式和损坏状态,获得预期的遏制损失强度值(LOC)的方式开展此类研究。

在震后恢复重建过程中需要科学规划和动态监控评价。一是需要做好恢复重建中的环境与生态规划,二是做好对环境与生态风险的动态监控和评价。包括在震后恢复重建的规划上,需要科学有效的规划和分析技术支持。例如,可进行地震灾害的社会脆弱性分析,尤其是考虑灾害的进程突变和空间区域差异等分析(Zhangetal.,)。可采用类似于以地震烈度衡量某一地区受灾害影响的程度大小,建立地震灾害对环境影响程度的评价方法,例如基于环境的地震烈度表(EnvironmentalSeismicIntensityscale,ESI)。此外,生态系统的的生态足迹(ecologicalfootprint,简称EF)和生态承载力(ecologicalcarryingcapacity,简称ECC)也可为震后区域的可持续发展、灾后恢复程度和未来发展水平提供评估依据。在震后清理及恢复重建过程中,对垃圾特别是潜在污染源的处理需要应对部门给予足够

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