彭 濤 吳建寨 姜廣輝

(1.中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)發(fā)展研究中心,北京100045;2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所,北京100081;3.北京師范大學(xué)資源學(xué)院,北京100875)

永定河河道修復(fù)生態(tài)功能區(qū)劃研究3

彭 濤1吳建寨2姜廣輝3

(1.中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)發(fā)展研究中心,北京100045;2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所,北京100081;3.北京師范大學(xué)資源學(xué)院,北京100875)

河道生態(tài)功能區(qū)劃是依據(jù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀、生態(tài)環(huán)境敏感性、生態(tài)服務(wù)功能重要性等特征的空間分異性而進(jìn)行的空間分區(qū),是進(jìn)行河流生態(tài)修復(fù)的科學(xué)依據(jù)。本文利用GIS和RS技術(shù),在區(qū)域生態(tài)環(huán)境調(diào)查的基礎(chǔ)上,分析了永定河北京段生態(tài)問(wèn)題、生態(tài)功能重要性等,揭示了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的分異規(guī)律。綜合自然因素與人類活動(dòng)對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)疊加影響,最終形成了永定河北京段生態(tài)功能區(qū)劃方案,劃分為自然段、近自然段、城市景觀段、人工綠化段、自然綠化段等5個(gè)區(qū)域,并結(jié)合永定河多元化用途、相關(guān)發(fā)展規(guī)劃和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等因素,提出各區(qū)域的生態(tài)修復(fù)調(diào)控指標(biāo),為永定河北京段生態(tài)修復(fù)提供了科學(xué)指導(dǎo)。

生態(tài)功能;區(qū)劃;永定河

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)過(guò)程所形成的及所維持的人類賴以生存和發(fā)展的生態(tài)環(huán)境條件與效用[1]。生態(tài)修復(fù)強(qiáng)調(diào)生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中人類的主動(dòng)性,一般是對(duì)原有的受損生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和修補(bǔ),以提高和恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)與功能,其關(guān)鍵是恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的功能,并使系統(tǒng)能夠自我維持[2,3]。生態(tài)功能區(qū)劃是依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)特征、受脅迫過(guò)程與效應(yīng)、生態(tài)服務(wù)功能重要性及生態(tài)環(huán)境敏感性等分異規(guī)律而進(jìn)行的地理空間分區(qū)[4]。生態(tài)功能區(qū)劃能夠?yàn)榫S護(hù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,進(jìn)行區(qū)域生態(tài)修復(fù)與環(huán)境管理提供地理空間上的框架[5],目前已成為領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)。我國(guó)于2002年發(fā)布了《生態(tài)功能區(qū)劃暫行規(guī)程》[6],為相關(guān)工作提供了原則上的技術(shù)指導(dǎo),在學(xué)術(shù)界,亦有諸多學(xué)者開展了相關(guān)研究。大部分是以行政區(qū)劃地域?yàn)檠芯繉?duì)象,主要包括省域生態(tài)功能區(qū)劃[4]、城市生態(tài)功能區(qū)劃[8-9]、縣域生態(tài)功能區(qū)劃[9],還有部分學(xué)者對(duì)地域內(nèi)具體自然要素生態(tài)功能分區(qū)進(jìn)行了探索,如湖泊生態(tài)功能區(qū)劃[10]、生態(tài)河岸帶功能分區(qū)[11]、水生態(tài)功能分區(qū)[12]等。20世紀(jì)80年代以來(lái),永定河由于水資源緊缺,生態(tài)系統(tǒng)退化嚴(yán)重,生態(tài)服務(wù)功能急劇衰退。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,首都北京對(duì)永定河生態(tài)服務(wù)功能提出了新的需求,永定河生態(tài)修復(fù)已經(jīng)提上了議事日程。河流生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)功在當(dāng)代,利在千秋的事業(yè),即將大規(guī)模展開的永定河生態(tài)修復(fù)將成為我國(guó)生態(tài)修復(fù)建設(shè)的標(biāo)桿性工程。本研究根據(jù)生態(tài)功能區(qū)劃的原理,結(jié)合永定河的自然環(huán)境特征,利用GIS和RS技術(shù)進(jìn)行永定河生態(tài)問(wèn)題和生態(tài)服務(wù)功能重要性分析,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行以調(diào)控河道生態(tài)修復(fù)為目標(biāo)的生態(tài)功能區(qū)劃,以期為永定河生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù),亦對(duì)生態(tài)功能區(qū)劃技術(shù)與方法的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行探索。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

永定河北京段(幽州—梁各莊)位于北京西部,流經(jīng)門頭溝、石景山、豐臺(tái)、大興和房山五個(gè)區(qū),主河道長(zhǎng)約170 km,流域面積為3 168 km2。2007年永定河北京段流域常住人口440萬(wàn)人,G DP為1 150億元,地方財(cái)政收入103億元,占全市的5%。本文生態(tài)區(qū)劃范圍為永定河北京段河道兩邊500 m區(qū)域,但考慮到河道功能分區(qū)不能脫離河道對(duì)應(yīng)流域范圍生態(tài)現(xiàn)狀、生態(tài)功能特征及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃,因此本文分析相關(guān)內(nèi)容多以流域?yàn)閷?duì)象。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究使用的數(shù)據(jù)主要包括土地利用/覆被變化數(shù)據(jù)、自然資源數(shù)據(jù)、環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)等。土地利用/覆被數(shù)據(jù)以2009年SPOT數(shù)字遙感影像作為數(shù)據(jù)源,解譯生成coverage類型數(shù)據(jù),第一大類分為6種類型,其下又分為25個(gè)二級(jí)類。自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要來(lái)自研究區(qū)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)年鑒、水資源公報(bào)、環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書等。

2 生態(tài)區(qū)劃目標(biāo)、方法與原則

2.1 區(qū)劃目標(biāo)

永定河河道修復(fù)生態(tài)功能區(qū)劃是以指導(dǎo)河流生態(tài)修復(fù)為總體目標(biāo),具體的目標(biāo)包括:明確流域生態(tài)系統(tǒng)類型的結(jié)構(gòu)以及空間分布;明確河段主要生態(tài)環(huán)境問(wèn)題及空間分異;確定生態(tài)環(huán)境敏感性與生態(tài)功能重要性分布;提供河道生態(tài)功能區(qū)劃,明確各河段生態(tài)修復(fù)的方向與調(diào)控指標(biāo)。

2.2 區(qū)劃原則

在生態(tài)功能區(qū)劃中,將遵循以下原則:全面規(guī)劃、統(tǒng)籌兼顧原則;突出生態(tài)功能體系的整體協(xié)調(diào)原則;區(qū)域共扼性原則;防洪與生態(tài)景觀優(yōu)美、農(nóng)作物經(jīng)濟(jì)利益的協(xié)調(diào)原則;可持續(xù)發(fā)展與前瞻性原則。

2.3 區(qū)劃方法與技術(shù)路線

研究方法主要是在區(qū)域生態(tài)環(huán)境調(diào)查與搜集流域相關(guān)資料的基礎(chǔ)上,利用RS與GIS技術(shù),首先進(jìn)行生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià),明確區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的空間分布;其次進(jìn)行生態(tài)問(wèn)題分析與生態(tài)功能重要性評(píng)價(jià),分析主要生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的現(xiàn)狀和趨勢(shì),確定生態(tài)敏感區(qū)域及生態(tài)功能重要性的空間差異;最后根據(jù)生態(tài)環(huán)境特征的相似性與差異性及相關(guān)發(fā)展規(guī)劃對(duì)河道進(jìn)行分區(qū),提出不同河段生態(tài)修復(fù)調(diào)控指標(biāo)。具體技術(shù)路線見圖1。

圖1 河道生態(tài)功能區(qū)劃技術(shù)路線圖Fig.1 Technical route for river ecological function regionalization

3 永定河河道生態(tài)功能區(qū)劃

3.1 自然資源特征分析

3.1.1 地形地貌

永定河北京段地勢(shì)北高南低,最高海拔約2 263 m,最低為17 m,總體縱坡為1.64‰。三家店以上段干流稱山峽段(上游),河道長(zhǎng)92 km,河道平均縱坡3.1‰,地貌類型多為山地侵蝕構(gòu)造地貌,以中山、低山丘陵和河谷臺(tái)地為主。三家店至盧溝橋稱盧三段(中游),河道長(zhǎng)約17 km,此段河道已脫離山區(qū)而進(jìn)入低山區(qū)及平原,河床淤高,河道縱坡為2.65‰,形成具有河床、灘地、階地等。盧溝橋至市界梁各莊段稱盧梁段(下游),河道長(zhǎng)度為61 km,河道逐漸變寬,河道縱坡為1‰-0.38‰,為河流沖積扇,沙荒河漫灘地與風(fēng)蝕沙地較多。

3.1.2 土壤

永定河北京段上游海拔1 000 m以上中山地帶,土壤為山地棕壤,海拔1 000 m以下的低山地帶,土壤為地帶性土類褐色土;其中,在中山陽(yáng)坡發(fā)育著粗骨性棕壤,低山陽(yáng)坡發(fā)育著粗骨性褐土,而陰坡發(fā)育著典型棕壤與淋溶褐土;中游流經(jīng)城區(qū),多為火山巖及碳酸巖的褐黃色的亞粘土;下游主要成土母質(zhì)有沖積洪積物、沖積物和沖積風(fēng)積物,以潮土為主。

3.1.3 水資源

永定河近十年來(lái)年平均入京水量約為4.07億m3,而可供水資源量?jī)H僅只有0.53億m3/年。上游河道水量與降雨緊密相連,一般年份含砂量都在4%左右,流量為3-5 m3/s。中下游常年斷流,區(qū)域地下水類型主要為孔隙潛水,補(bǔ)給來(lái)源主要是地下徑流及大氣降水。每年仍有污水入河,包括工業(yè)污水和生活污水,地表水體基本達(dá)到了富營(yíng)養(yǎng)化水平,有水河段總體處于地表水二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),為輕度污染。

3.1.4 氣候

研究區(qū)位于歐亞大陸東部中緯度地帶,處在東部濕潤(rùn)區(qū)和西部干旱區(qū)之間,大陸性氣候明顯。整個(gè)流域平均年降雨量約為556-560 mm,年際變化大,少雨年僅200-300 mm,而豐雨年則達(dá)1 300多mm,區(qū)域降雨多集中在6-9月。流域全年平均日照2 470小時(shí),年平均無(wú)霜期200天左右。氣溫日變化及年內(nèi)變化都很大,上游門頭溝多年平均氣溫為11.7℃,1月份為零下4.3℃,七月份達(dá)到25.8℃。多年平均相對(duì)濕度57%,官?gòu)d山峽區(qū)間年蒸發(fā)量在1 800 mm左右,門頭溝站為1 890 mm。

3.1.5 生物多樣性

上游山區(qū)植被以森林及其次生灌叢群落為主,低山地帶氣候溫和,由于森林遭破壞,植被以落葉灌叢為主。下游幾乎已經(jīng)干涸多年無(wú)水,河道幾乎是雜草叢生的荒地和幾乎寸草不生的荒石灘。河川谷地以農(nóng)作物和蔬菜等作物為主。流域水生植被主要為沉水植物、浮水植物、挺水植物、濕生草本植物等。流域內(nèi)野生動(dòng)物有獾、野兔、布谷鳥等幾十種。相關(guān)保護(hù)區(qū)共有國(guó)家保護(hù)野生動(dòng)物5目8科11種。

3.2 生態(tài)問(wèn)題分析

3.2.1 山峽段水源涵養(yǎng)能力下降,水土流失敏感性較高

三家店以上流域面積1 291 km2,多為石質(zhì)山區(qū),地形破碎,陡、急、險(xiǎn)坡面積比例高,是山洪易發(fā)區(qū),以暴雨徑流造成的水力侵蝕的水土流失類型為主。中游在清水河流域和下馬嶺溝流域存在水土流失區(qū)。根據(jù)2000年全國(guó)第二次土壤侵蝕遙感調(diào)查結(jié)果為759.03 km2,其中,輕度土壤侵蝕610.16 km2,中度土壤侵蝕148.87 km2,土壤侵蝕模數(shù)2 000 t/km2·a,年平均侵蝕量291萬(wàn)t。近年來(lái),山地綠化工程、人工河道綠化工程的逐步實(shí)施,使得區(qū)域的林地、草地覆蓋率增加,大大降低了水土流失程度,但從地勢(shì)、地貌、土壤等自然條件本底看,區(qū)域水土流失敏感性較高。

3.2.2 可供水量下降,水質(zhì)污染

永定河近年來(lái)入京水量不斷減少,且水質(zhì)污染仍在繼續(xù)。上游工業(yè)污染源占主要比例,生活污染源所占比例相對(duì)較低。據(jù)2008年北京市水資源公報(bào),永定河三家店以上干流河道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為Ⅱ類,污染屬有機(jī)污染型,污染最重的項(xiàng)目有COD、BOD和總氮。上中游沿河地區(qū)及企業(yè)缺少市政排水及污水處理設(shè)施,絕大部分工業(yè)廢水及生活污水通過(guò)地表直接排入永定河中,每年向永定河排放污水量約為1 500萬(wàn)t。三家店以下河段已多年斷水,沿岸首鋼、京能電廠、高井電廠等企業(yè)大量開采地下水,導(dǎo)致河道及沿岸地區(qū)地下水位下降,嚴(yán)重缺水。

3.2.3 下游河道環(huán)境差,風(fēng)沙嚴(yán)重

永定河三家店以下常年斷流,使得下游河道干涸,砂石盜采使植被受到破壞,河床裸露,大面積河灘地已嚴(yán)重沙化,成為北京沙塵源地。未被綠化的空白地段,生物多樣性較差,每遇大風(fēng)便塵土飛揚(yáng),直接殃及沿岸、城區(qū)及下風(fēng)向更遠(yuǎn)的地區(qū)生態(tài)環(huán)境。

3.2.4 防洪標(biāo)準(zhǔn)未達(dá)標(biāo)準(zhǔn),危及防洪安全

歷經(jīng)多年整治,永定河流域已初步形成防洪體系,但仍存在堤防防灌標(biāo)準(zhǔn)不足且有缺口、建筑物壅水、阻水等影響行洪安全的因素。目前,除盧三段左堤外,永定河現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)只接近100年一遇,未達(dá)到《北京城市總體規(guī)劃》(2004-2020年)提出的北京“中心城按不低于200年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防”。上游山峽區(qū)間沒(méi)有控制性工程。盧三段石電灰管橋處行洪斷面狹窄,形成卡口;廣寧路漫水橋、京原路漫水橋行洪標(biāo)準(zhǔn)不足10年一遇。下游地區(qū)河道內(nèi)種植農(nóng)作物現(xiàn)象普遍,阻礙行洪。

3.2.5 植被結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,生物多樣性下降

永定河水質(zhì)污染導(dǎo)致上中游濕地富營(yíng)養(yǎng)化顯著,水生生物大量死亡,使得對(duì)生存環(huán)境敏感的生物群落或物種遷出濕地。永定河三家店攔河閘以下斷流,農(nóng)作物種植業(yè)的發(fā)展迅速,河道景觀不斷變化,生態(tài)格局極不穩(wěn)定,影響生物棲息。過(guò)度的資源利用和環(huán)境開發(fā)建設(shè)造成生態(tài)與環(huán)境質(zhì)量下降,物種多樣性降低,并影響了該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)和恢復(fù)能力,致使流域內(nèi)水、陸生的魚、鳥等野生動(dòng)物變得稀少,生物多樣性下降嚴(yán)重。

3.3 生態(tài)功能重要性評(píng)價(jià)

生態(tài)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)是針對(duì)典型生態(tài)系統(tǒng),評(píng)價(jià)生態(tài)服務(wù)功能的綜合特征。根據(jù)永定河實(shí)際情況,本研究主要針對(duì)生物多樣性保護(hù)、水源涵養(yǎng)、土壤保持、凈化環(huán)境、娛樂(lè)休閑等5方面生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行重要性評(píng)價(jià)。首先,根據(jù)生態(tài)功能價(jià)值評(píng)估相關(guān)的研究成果[13-14],評(píng)估永定河當(dāng)前生態(tài)現(xiàn)狀下的生態(tài)功能及分項(xiàng)功能的空間差異;在此基礎(chǔ)上,結(jié)合《北京市永定河綜合規(guī)劃報(bào)告》、《北京市永定河生態(tài)環(huán)境建設(shè)規(guī)劃報(bào)告》及相關(guān)區(qū)縣對(duì)永定河相應(yīng)區(qū)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃,綜合確定永定河流域不同河段對(duì)應(yīng)區(qū)域的生態(tài)功能重要性差異與河段對(duì)應(yīng)的生態(tài)功能定位。

3.3.1 水源涵養(yǎng)

生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)服務(wù)功能重要性在于整個(gè)區(qū)域?qū)υu(píng)價(jià)地區(qū)水資源的依賴程度以及洪水調(diào)蓄作用大小。生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)與水文調(diào)蓄能力主要受植被類型及其結(jié)構(gòu)、地表層覆蓋狀況以及土壤理化性質(zhì)等因素的影響。森林生態(tài)系統(tǒng)具有巨大的涵養(yǎng)水源和調(diào)節(jié)徑流的功能,具體包括蓄水作用、調(diào)節(jié)徑流、減緩洪水、影響徑流泥沙等。在國(guó)家林業(yè)局和財(cái)政部聯(lián)合下發(fā)的《國(guó)家級(jí)公益林區(qū)劃界定辦法》(2009)中對(duì)永定河的源頭和江河兩岸的森林被劃分為國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)公益林。永定河北京段水源涵養(yǎng)最重要地區(qū)主要分布在三家店以上的區(qū)域,區(qū)內(nèi)森林覆蓋率較高,生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)較好,對(duì)于調(diào)控永定河水量、延緩洪峰具有極其重要作用;另外,永定河門頭溝段濕地自然保護(hù)區(qū)的濕地資源十分豐富,對(duì)調(diào)節(jié)徑流、涵養(yǎng)水源具有重要作用。

3.3.2 土壤保持

土壤形成與保護(hù)功能是在分析現(xiàn)有土地利用/覆被水土保持功能現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,考慮對(duì)于北京市風(fēng)沙防治的作用,確定不同區(qū)域的功能差異。研究區(qū)土壤保持功能最為重要區(qū)域?yàn)槿业暌陨蠉{谷區(qū)河段,上游峽谷區(qū)坡度較高,降雨極易引起山體滑坡與表層土壤的流失。近期通過(guò)河段周圍的大面積綠化工程的實(shí)施,有效防止了水土流失,使永定河水含沙量大為降低。土壤保持功能另一重要區(qū)域是下游南五環(huán)以外河段,此段常年斷流,已經(jīng)成為影響北京市內(nèi)風(fēng)沙的重要源頭。當(dāng)前農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)以及部分規(guī)劃的人工綠地工程,將對(duì)于防風(fēng)固沙起到重要作用,從而促進(jìn)該河段的土壤形成與保護(hù)。

3.3.3 凈化環(huán)境

生態(tài)系統(tǒng)的凈化環(huán)境功能主要是指生態(tài)系統(tǒng)的固碳釋氧、吸收有害氣體的功能。森林、草地、農(nóng)田等生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)綠色植物的光合作用,能夠固碳釋氧,中國(guó)北方森林的CO2吸收率為13.6 t/hm2[15],吸收有害氣體主要包括吸收SO2、氟化物、氮氧化物。區(qū)域凈化環(huán)境功能第一關(guān)鍵區(qū)域是上游峽谷區(qū),這一區(qū)域存在大面積林地,其固碳釋氧、吸收有害氣體能力極強(qiáng);第二關(guān)鍵區(qū)域是中游城市景觀段,包括河道兩側(cè)的防護(hù)林區(qū)域及規(guī)劃城市景觀濕地,其對(duì)于吸收SO2等有害氣體,減噪作用巨大;另外,下游部分地區(qū)的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)對(duì)北京市的具有生態(tài)屏障作用,農(nóng)田作物具有很強(qiáng)的光合作用,固碳釋氧能力較強(qiáng)。

3.3.4 生物多樣性

生物多樣性重要性評(píng)價(jià)主要是評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)各地區(qū)對(duì)生物多樣性保護(hù)的重要性。本研究遵循優(yōu)先保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)及野生動(dòng)物物種分布與生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)性原則,對(duì)該區(qū)生物多樣性保護(hù)重要性進(jìn)行定性評(píng)價(jià)。永定河北京段的生物多樣性十分豐富而且獨(dú)特,考慮到不同區(qū)域內(nèi)動(dòng)植物,特別是珍稀瀕危動(dòng)植物種的分布、保護(hù)級(jí)別、特有性、干擾程度不同,以及人力物力有限,區(qū)域社會(huì)發(fā)展需求等,劃分出優(yōu)先保護(hù)地區(qū)。根據(jù)《永定河綠色生態(tài)走廊建設(shè)規(guī)劃》,從2009年起,北京段上游的山峽段,將建設(shè)景觀面積為180 hm2的6處濕地;城市段,將形成由溪流連通的湖泊和濕地,6處湖泊面積達(dá)到680 hm2濕地。區(qū)域生物多樣性保護(hù)最為重要的區(qū)域是上游峽谷區(qū),主要包括目前已經(jīng)存在的森林生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)以及規(guī)劃中的濕地生態(tài)系統(tǒng)。

3.3.5 娛樂(lè)休閑

生態(tài)系統(tǒng)為水生生物和陸地生物提供了不同的生境,同時(shí)也為人類提供了重要的休閑娛樂(lè)服務(wù)和美學(xué)文化功能。根據(jù)實(shí)地調(diào)查與相關(guān)景觀規(guī)劃,永定河北京段休閑娛樂(lè)功能最重要區(qū)域?yàn)樯嫌螎{谷區(qū)、其次是中游河道兩岸與下游個(gè)別點(diǎn)狀分布的景點(diǎn)、娛樂(lè)區(qū)域。三家店以上基本常年有水,使得該區(qū)域的休閑娛樂(lè)功能最為突出,如珍珠湖旅游風(fēng)景區(qū)、妙峰山以及落坡嶺河道兩岸等地區(qū);中游城市段規(guī)劃的人工景觀公園是周邊市民工作之余娛樂(lè)、散步的第一選擇,娛樂(lè)休閑功能突出;下游大興段個(gè)別景觀區(qū),是人們休閑娛樂(lè)常去之處,如黃村公園、半壁店森林公園等。另外,各縣區(qū)規(guī)劃發(fā)展的多個(gè)景點(diǎn)區(qū),也可以提供休閑娛樂(lè)的重要功能,如首鋼濱水公園、宛平湖、曉月湖等。

4 永定河河道修復(fù)生態(tài)功能區(qū)劃

在充分認(rèn)識(shí)永定河流域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及其形成演變規(guī)律的基礎(chǔ)上,以可持續(xù)發(fā)展理念與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能理論為指導(dǎo),以實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)修復(fù)分區(qū)控制為目標(biāo),通過(guò)對(duì)流域區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行綜合調(diào)研分析,結(jié)合永定河防洪功能的基本定位,考慮永定河(北京段)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r及其發(fā)展規(guī)劃,確定河流修復(fù)生態(tài)功能分區(qū),共5段,并提出修復(fù)方向與調(diào)控指標(biāo)。

4.1 官?gòu)d山峽-自然段(幽州-落坡嶺)

官?gòu)d山峽-自然段(幽州-落坡嶺),主河道長(zhǎng)約65 km。山峽-自然段為天然河道,對(duì)應(yīng)流域范圍內(nèi)土地覆被以林地為主,夾有零星未利用地,在整個(gè)永定河生態(tài)系統(tǒng)中具有最為重要的水源涵養(yǎng)、生物多樣性保護(hù)功能;官?gòu)d水庫(kù)是北京市水源地之一,擔(dān)負(fù)著向北京供水的重任,河道承擔(dān)保護(hù)引水水質(zhì)的任務(wù)。

根據(jù)最新《北京城市總體規(guī)劃(2004年-2020年)》,在功能分區(qū)中,本河段主導(dǎo)功能為“生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)”,需要進(jìn)行重點(diǎn)治理、恢復(fù)和保護(hù),開展山區(qū)水土保持、改善河道水質(zhì)、綠化及配水工程等,通過(guò)草、灌木、樹木合理搭配種植與修剪,減緩?fù)寥狼治g,減少含氮磷等污染物的暴雨徑流入庫(kù)區(qū),控制面源污染,起到穩(wěn)定水體生態(tài)系統(tǒng),緩沖陸地污染物對(duì)水體的沖擊作用。

在充分保護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)的同時(shí)重點(diǎn)發(fā)展旅游、探險(xiǎn)、度假、休閑、會(huì)議、運(yùn)動(dòng)為主的產(chǎn)業(yè),推動(dòng)原生態(tài)景觀的保護(hù)與旅游業(yè)的生態(tài)化改造,可適度開發(fā)珍珠湖、落坡嶺等旅游風(fēng)景區(qū)。修復(fù)工程可進(jìn)一步劃定河岸水土保持緩沖區(qū)、中上游生態(tài)治理功能區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、生態(tài)旅游區(qū)、水生植物觀賞區(qū)等。

總之,此段河道周邊自然生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)較為完整,在未來(lái)應(yīng)以限制開發(fā)、充分保護(hù)為主,努力維護(hù)和增強(qiáng)其水源涵養(yǎng)、風(fēng)沙防護(hù)、水土保持等方面的生態(tài)功能。河道生態(tài)修復(fù)指標(biāo)應(yīng)以水量、水質(zhì)、生物多樣性、濕地面積等指標(biāo)為主。

4.2 官?gòu)d山峽-近自然段(落坡嶺-三家店)

官?gòu)d山峽-近自然段(落坡嶺-三家店),主河道長(zhǎng)約27 km。此段屬官?gòu)d山峽的延伸部分,地勢(shì)較第一段稍低。對(duì)應(yīng)流域范圍內(nèi)土地覆被中林地比例降低,有較大面積的未利用土地及一定比例的建設(shè)用地。未來(lái)對(duì)該流域的發(fā)展主要應(yīng)加強(qiáng)綠化建設(shè)和生態(tài)恢復(fù),以生態(tài)維護(hù)、水源保護(hù)、適度旅游和生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)為主。嚴(yán)格控制乃至關(guān)停破壞生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)業(yè),綜合采取流域生態(tài)環(huán)境建設(shè)、河道防滲與滲濾系統(tǒng)等多種措施,展開水體修復(fù)工程建設(shè)。尤其是周邊濕地的保護(hù),包括三家店核心區(qū)濕地、落坡嶺核心區(qū)濕地等,亦要加強(qiáng)防洪設(shè)施建設(shè),提高地區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

從歷史變化來(lái)看,人類活動(dòng)進(jìn)入該區(qū)域的程度正逐步加大,此段為自然保護(hù)與人類活動(dòng)的過(guò)度區(qū),對(duì)應(yīng)區(qū)域生態(tài)服務(wù)功能以水土保持為主,在未來(lái)應(yīng)以控制開發(fā)、合理保護(hù)為主。生態(tài)修復(fù)指標(biāo)以水土保持、水質(zhì)類指標(biāo)、濕地面積為宜。

4.3 城市景觀段(三家店-盧溝橋)

城市景觀段(三家店至盧溝橋),主河道長(zhǎng)約17.4 km。此段河道毗鄰市區(qū),對(duì)應(yīng)流域范圍內(nèi)以建設(shè)用地為主,受人類活動(dòng)影響顯著。由于此段開始,永定河開始常年斷流,幾乎沒(méi)有水生生態(tài)系統(tǒng)存在,生態(tài)系統(tǒng)以陸地生態(tài)系統(tǒng)為主。植被系統(tǒng)受到嚴(yán)重破壞,覆蓋率不高。

河道上半段位于城區(qū)中心,防洪設(shè)施水平直接影響著兩岸安危,目前河道為高出地面的地上懸河,兩側(cè)為高筑的水泥大壩,將來(lái)在永定河生態(tài)修復(fù)工程中,此處要重視生態(tài)工程建設(shè)和非工程體系建設(shè),切實(shí)注意防洪建設(shè);同時(shí),要防止污水排泄,以免污染地下水質(zhì)。

河道下半段已出城區(qū)中心,河道下降,兩岸或河道內(nèi)出現(xiàn)綠化帶以及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)作物的種植。在未來(lái),此段應(yīng)主抓一些重點(diǎn)河道綜合整治工程,要注意疏挖石電灰管橋卡口段,改造京原路漫水橋和廣寧路漫水橋等阻水建筑物,平整、疏挖京原公路橋以上及黃良鐵路橋以下河道。

另外,此河段周圍,歷史遺跡和文化遺留非常多,如乾隆帝親筆提寫的“盧溝曉月”碑刻等,應(yīng)加強(qiáng)恢復(fù)與治理,發(fā)展旅游休閑產(chǎn)業(yè),亦可適度發(fā)展沿岸種植經(jīng)濟(jì)帶。

在未來(lái)在控制水質(zhì)的同時(shí),生態(tài)建設(shè)要結(jié)合景觀設(shè)計(jì),在保證防洪要求的前提下,積極營(yíng)造城市景觀河道,既改善周邊的生態(tài)環(huán)境,又為市民提供休閑娛樂(lè)場(chǎng)所,開發(fā)此河道沿岸的歷史文化資源。生態(tài)修復(fù)指標(biāo)以生態(tài)用水量、地下水位、人工濕地、綠化面積、人文景觀、水質(zhì)、防洪類指標(biāo)為主。

4.4 郊野-人工綠化段(盧溝橋-黃良路)

郊野-人工綠化段(盧溝橋至京良路南約20 km),此段河道長(zhǎng)約39.8 km。此段開始常年無(wú)水,河道干枯,河床裸露,每遇大風(fēng)便塵土飛揚(yáng),成為北京沙塵源之一。對(duì)應(yīng)流域范圍內(nèi)以耕地為主,并有建設(shè)用地分散分布,目前人工林地、草地逐漸增多。此段河道較為開闊,有大面積的灘地,河道內(nèi)種植大量莊稼,生態(tài)服務(wù)功能以農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出為主。未來(lái)在保障行洪安全的前提下,應(yīng)綜合利用、開發(fā)荒灘地,增加人工綠地面積,增強(qiáng)其休憩功能,使其成為北京郊野公園。受水資源的制約,河道生態(tài)建設(shè)以綠化及配水工程為主。修復(fù)指標(biāo)應(yīng)以人工綠地、防風(fēng)固沙、植被保護(hù)、生態(tài)用水、人文景觀、防洪類指標(biāo)為主。

4.5 郊野-自然綠化段(黃良路-梁各莊)

郊野-自然綠化段(京良路南約20 km-梁各莊),此段河道長(zhǎng)約21 km。此段為永定河出京的最后一段,常年無(wú)水,河床裸露,遇風(fēng)沙塵多。河道善沖善淤,堤防寬窄變化很大,行洪河道與灘地之間沒(méi)有明確的固定界限,河床較高。對(duì)應(yīng)流域范圍內(nèi)土地利用覆被主要為耕地和建設(shè)用地。河道內(nèi)或周圍建立高爾夫球場(chǎng)或種植莊稼,一方面能起到防風(fēng)固沙、凈化空氣作用,并在一定程度上改善河床生態(tài)環(huán)境;但是另一方面,河道內(nèi)種植大量莊稼,會(huì)延緩水流速度,降低排洪能力。生態(tài)服務(wù)功能以農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出、防風(fēng)固沙為主。未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)其土地利用方向的控制,引導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民合理利用土地,不可忽視對(duì)排洪能力的維護(hù)。目前大部分河道已經(jīng)被當(dāng)?shù)剞r(nóng)民種植農(nóng)作物,因此可在保障泄洪順暢的同時(shí),進(jìn)行適度開發(fā)。該段河道河堤內(nèi)淤有細(xì)土灘地,灘地多有沖淤,彎折較多,主流左右迂回,水流很淺。將重點(diǎn)通過(guò)植物配置創(chuàng)造植物景觀。修復(fù)指標(biāo)應(yīng)以防風(fēng)固沙、防洪、人工景觀、人工綠地、人文景觀類指標(biāo)為主。

5 結(jié) 論

本文探討了以河流修復(fù)為目標(biāo)的河道生態(tài)功能分區(qū)方法與步驟,重點(diǎn)考慮河段生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能,充分利用GIS技術(shù),把永定河主河道分為5個(gè)區(qū)段,并結(jié)合當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和相關(guān)規(guī)劃等因素,提出了各生態(tài)系統(tǒng)分區(qū)修復(fù)指標(biāo),為順利開展河流生態(tài)修復(fù)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);同時(shí),本研究亦是對(duì)生態(tài)功能分區(qū)理論與成果應(yīng)用的積極嘗試。由于數(shù)據(jù)等原因,使得本研究在單元精度、定量化分析方面還稍顯不足,今后在研究過(guò)程,將進(jìn)一步加強(qiáng)與改進(jìn)。

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Study on River Ecological Function Regionalization of Yongding River in Beijing

PENG Tao1WU Jian2zhai2JIANG Guang2hui3
(1.Development Research Center of China Association for Science and Technology,Beijing 100045,China;2.Agriculture Information Institute,Chinese Academy of Agriculture Sciences,Beijing 100081,China;3.College of Resource Science and Technology,Beijing Normal University,Beijing 100875,China)

River ecological function regionalization is a kindof spatial division basedon the distributionof ecosystem,ecological sensitivity and ecological service importance,which is the scientific basis for river ecological restoration.According to the investigation on ecological environment of Y ongding river in Beijing,the ecological problems and ecological service importance were characterized and the ecosystem special changes were revealed based on the GIS and RS.Considering the influence of nature factors and human activity,ecological function regionalizationof Y ongding river in Beijing was worked out,which including natural reach,near2natural reach,urban landscape reach,artificial2greening reach,natural2greening.Combining with several influence factors composed of diversified purpose of Y ongding river,development planning,social and economy development condition,etc,the regulation index for ecological restoration of each reach was also proposed,which focus on ecological restoration of Y ongding river in Beijing.

ecological function,regionalization,Y ongding river

X171

A

1002-2104(2010)09-0134-06

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.09.023

2010-07-18

彭濤,博士,助理研究員,主要研究方向?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境政策。

3北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)“永定河生態(tài)服務(wù)價(jià)值與目標(biāo)體系研究”(No.D090409004009003);山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.2R2009DL011)資助。

(編輯:溫武軍)