張晶晶，劉純翰

（1.蘭州交通大學(xué) 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.中國(guó)市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司 風(fēng)景園林所，甘肅 蘭州 730000）

濕地作為自然界最富生物多樣性的生態(tài)景觀和人類(lèi)最重要的生存環(huán)境之一，在維持生態(tài)平衡、保持生物多樣性、涵養(yǎng)水源、蓄洪防旱、降解污染、調(diào)節(jié)氣候、補(bǔ)充地下水和控制土壤侵蝕等方面具有重要作用［1，2］。隨著城市化進(jìn)程的加快，城市濕地已成為不可多得的稀缺自然資源，是城市景觀單元中最重要的近自然空間，在城市濕地景觀建設(shè)中協(xié)調(diào)濕地的自然生態(tài)功能與經(jīng)濟(jì)、文化功能之間關(guān)系，成為城市景觀生態(tài)建設(shè)的重要內(nèi)容，也是促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要因素［3］。蘆葦（Phragmites australis）是常見(jiàn)的濕地挺水植物，在北方天然濕地中蘆葦因其生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)占據(jù)著其他植物不易生長(zhǎng)的地段，成為干旱區(qū)濕地的標(biāo)志性物種，構(gòu)成了具有特殊功能的蘆葦濕地）［2，4，5］。近年來(lái)，蘆葦濕地污水處理作為一種較為廉價(jià)的綠色治理技術(shù)及高效生物修復(fù)途徑越來(lái)越多受到人們的重視［6－9］。對(duì)于城市人工濕地設(shè)計(jì)及去污效果方面的研究較多［2，10］，而對(duì)城市天然蘆葦濕地的景觀改造與去污效果方面的研究較少。張掖市城東蘆葦濕地是一片與城區(qū)東環(huán)路緊緊相連的原始天然濕地，也是重要的景觀節(jié)點(diǎn)［11］。甘肅省張掖市結(jié)合城市改造對(duì)東環(huán)路南段蘆葦濕地進(jìn)行了改造和建設(shè)，成為城市污水處理及人們觀光、休憩、健身、垂釣等活動(dòng)的重要場(chǎng)所。筆者就張掖市東環(huán)路蘆葦濕地棧道景觀設(shè)計(jì)理念、建設(shè)現(xiàn)狀及生態(tài)效果進(jìn)行介紹，為荒漠綠洲城市天然濕地利用與生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)相結(jié)合的景觀設(shè)計(jì)提供參考。

1 研究區(qū)概況和方法

1.1 研究區(qū)概況

張掖市位于甘肅省河西走廊中部，屬溫帶大陸性氣候，為典型的荒漠綠洲。全區(qū)年平均降水量129 mm，多集中在6～9月，約占全年總降水量的71.9%，年均蒸發(fā)量2 047mm，太陽(yáng)年輻射總量為147.99 kcal/m2，年日照時(shí)數(shù)3 085h，年均氣溫6℃，無(wú)霜期153d，1月最冷，7月最熱，歷年最高氣溫37.4℃，最低氣溫－28℃，盛行西北風(fēng)，年均風(fēng)速2m/s，最大風(fēng)速36m/s。張掖市所轄的甘州區(qū)曾有“半城蘆葦半城塔，三面楊柳一面湖”的勝景，現(xiàn)有天然濕地3 000 km2，植被以濕生和沼生植物為主，以蘆葦＋草本群落為代表，屬典型的蘆葦濕地，群落蓋度達(dá)85%。張掖市東環(huán)路蘆葦濕地是楔入城區(qū)的一塊寶貴濕地資源，也是進(jìn)入黑河濕地的起點(diǎn)，對(duì)調(diào)節(jié)市區(qū)小氣候、美化市區(qū)環(huán)境具有無(wú)可替代的作用［10，12］。地理位置位于E 38°56′13.11″、N 100°28′03.16″，為淺埋地下水滲出形成的地表流，水源補(bǔ)充主要來(lái)自飲馬河；地標(biāo)位置南起東環(huán)路加油站，北至與312國(guó)道北環(huán)路銜接的王母宮，全長(zhǎng)1 841.11m，東西寬20～120m，標(biāo)高從1 475.1m降至1 470.8m，高差為4.3m?？偯娣e約8.5hm2（圖1），其中水面面積1.99hm2，蘆葦面積2.46hm2，陸地面積4.05hm2。從加油站至馬踏飛燕城雕處，有5座橋體將蘆葦濕地兩側(cè)人行道和公路連通，周邊重點(diǎn)建筑物有東環(huán)路加油站，金安苑住宅小區(qū)，張掖市汽車(chē)東站，甘州區(qū)工商局、市中醫(yī)院、蘭州軍區(qū)房管局辦事處、河西賓館、華辰國(guó)際大酒店等。

東環(huán)路蘆葦池一直承載著城市地下水和污水的排泄，在20世紀(jì)70年代由于城市建設(shè)規(guī)模較小，排污量較小，近10年來(lái)隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市面積不斷擴(kuò)大，城市居民數(shù)量急劇增加，城市排污量日益增加，排入東環(huán)路蘆葦濕地的污水量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其自身凈化能力，加之市民隨意傾倒生活垃圾，致使水質(zhì)惡化，造成周邊臭氣熏天，給過(guò)往旅游觀光、合作投資留下了不良的影響。此外，因歷史的原因東環(huán)路及蘆葦濕地缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃，且由于建設(shè)、改造的年代不同，與城市建筑形象差異較大，缺乏必要的對(duì)話和銜接，并缺少必要的城市家具，更與周邊環(huán)境缺乏統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。為此，受張掖市建設(shè)局委托，2008年12月進(jìn)行了規(guī)劃設(shè)計(jì)。項(xiàng)目分兩期工程進(jìn)行建設(shè)，一期工程為東環(huán)路加油站至東關(guān)盤(pán)旋路的南段蘆葦濕地景觀區(qū)，于2009年7月建成，經(jīng)歷恢復(fù)性運(yùn)行，系統(tǒng)基本穩(wěn)定；二期工程從東關(guān)盤(pán)旋路至北環(huán)路王母宮，于2010年7月建成，現(xiàn)處于恢復(fù)性階段。

1.2 采樣和分析方法

研究于2011年進(jìn)行，主要對(duì)建成并運(yùn)行的一期工程區(qū)測(cè)定4～10月蘆葦生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)和水質(zhì)。在每月中旬（15日前后）隨機(jī)取5個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)1m2取樣方中蘆葦株高和株數(shù)，然后刈割地上器官，裝入薄膜塑料袋內(nèi)，立即稱(chēng)重（鮮重）后將樣品裝入信封或紙袋，在105℃烘2h，再在85 ℃烘至恒重［8，13，14］。水質(zhì)測(cè)定全年進(jìn)行，于每月中旬在第一跌水區(qū)進(jìn)水區(qū)生活污水主要排入?yún)^(qū)，后稱(chēng)“進(jìn)水區(qū)”）和第三段跌水區(qū)出水處（后稱(chēng)“出水區(qū)”）各采集水樣5份，用于水質(zhì)測(cè)定。水質(zhì)測(cè)定指標(biāo)包括 COD、全氮（TN）、氨氮（NH4＋－N）和全磷（TP），COD測(cè)定采用重鉻酸鉀氧化法，TN測(cè)定采用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法，NH4＋－N采用納氏試劑比色法，TP測(cè)定采用鉬銻抗分光光度法［15］。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘆葦濕地景觀效果

蘆葦濕地景觀帶“點(diǎn)”包括了東環(huán)路加油站前綠化景觀、休閑健身廣場(chǎng)、3處木質(zhì)觀景平臺(tái)和馬踏飛燕城雕觀瞻區(qū)。東環(huán)路加油站前綠化景觀設(shè)計(jì)采用下沉式微地形景觀空間，通過(guò)綠籬、季花及喬木的相互搭配，為下沉空間提供界面并增加層次色彩和光影變化，用栽植和微地形體現(xiàn)出了特有的環(huán)境景觀空間。休閑健身廣場(chǎng)利用原有的簡(jiǎn)易門(mén)球場(chǎng)地、樹(shù)陣空間和原有入口坡道，在保留門(mén)球場(chǎng)的同時(shí)，結(jié)合綠化對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行規(guī)整梳理，并豐富其健身功能和增加休憩設(shè)施，場(chǎng)地硬質(zhì)鋪裝以卵石鋪砌為主，作為健身步道之用，中間以帶有木質(zhì)座椅的樹(shù)陣營(yíng)造了供游人林蔭休憩和交流的空間，在兩側(cè)錯(cuò)落有致的花池和綠籬形成的半圍合空間布置了一些健身器械和休憩座椅，營(yíng)造出了休閑與健身為一體的圍合林蔭小廣場(chǎng)，進(jìn)一步豐富了空間的功能和景觀層次。木質(zhì)平臺(tái)的設(shè)計(jì)根據(jù)人們的游覽心理和生理需求及整體環(huán)境景觀要求，設(shè)計(jì)了3組不同形式的木質(zhì)平臺(tái)伸入蘆葦叢中，形成游人的駐足與觀賞空間，增強(qiáng)了人與環(huán)境景觀的對(duì)話和互動(dòng)，使環(huán)境景觀設(shè)計(jì)更為人性化。在東環(huán)路與312國(guó)道交匯處的馬踏飛燕城雕觀瞻區(qū)的設(shè)計(jì)以城雕作為主要景觀節(jié)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)場(chǎng)地歸整、梳理和硬化，結(jié)合綠化措施，擴(kuò)大了城雕觀瞻空間和休閑娛樂(lè)活動(dòng)場(chǎng)地。

蘆葦濕地景觀帶“線”通過(guò)整條景觀帶溪流梳理和人行道改造得以體現(xiàn)。設(shè)計(jì)以自然溪流形態(tài)為設(shè)計(jì)元素，將原有濕地中的污水進(jìn)行截流引排，減少了污水的排入。根據(jù)在原有蘆葦濕地面積上，合理控制溪流的寬度及水深，從南向北逐次加寬，寬度由3～12m不等，蜿蜒變化。以0.6m的水深為安全水位標(biāo)準(zhǔn)，利用地形高差設(shè)計(jì)了3道東西向橫穿蘆葦濕地的堵水墻，不但形成3個(gè)局部自然跌水景觀，而且抬高了各區(qū)域的水位，有利于蘆葦生長(zhǎng)和去除水體污物。水景基層采用透水性做法，面層干砌當(dāng)?shù)芈咽?，保證了水系與蘆葦叢之間的水分滲透。人行道的設(shè)計(jì)方便市民和游人在蘆葦濕地的觀賞及娛樂(lè)，將人行道加寬到1.8m，鋪裝基層采用透水性做法，面層選用貼近于暖色系透水磚，人行道防護(hù)欄桿采用復(fù)合木材料，以體現(xiàn)其生態(tài)性和整體性的原則。對(duì)人行道綠化帶改造在保留現(xiàn)有行道樹(shù)的前提下，對(duì)原有種植地進(jìn)行重新劃分，在喬木之間增植了一些諸如連翹、紫丁香、榆葉梅等花灌木，在豐富道路景觀效果的同時(shí)，起到了適當(dāng)屏蔽車(chē)水馬龍嘈雜聲和減少車(chē)輛尾氣污染的效果。

從整體設(shè)計(jì)和建成效果分析通過(guò)“點(diǎn)”和“線”的有機(jī)結(jié)合，使貫穿于蘆葦叢的水系迂回于蘆葦之間，與茂盛的蘆葦叢交相呼應(yīng)，使蘆葦叢與溪流相映成趣，形成一片悠然恬靜的自然美景，充分體現(xiàn)了“葦影淺溪”的主題和生機(jī)勃勃的蘆葦叢景觀主體“觀瞻面”。

2.2 棧道景觀區(qū)蘆葦生長(zhǎng)狀況和去污效果

2.2.1 蘆葦生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)變化 對(duì)蘆葦生長(zhǎng)測(cè)定結(jié)果（圖1）表明，改造后的蘆葦種群密度隨季節(jié)變化先上升后下降，其中，6月中旬密度最高，達(dá)251.21±18.75莖/m2，此后呈下降趨勢(shì)，至10月中旬降至207.16±8.52莖/m2，這一現(xiàn)象是由蘆葦不同生長(zhǎng)階段生長(zhǎng)中心的轉(zhuǎn)移引起。在西北荒漠綠洲蘆葦濕地中，從7月開(kāi)始蘆葦由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)向生殖生長(zhǎng)，導(dǎo)致蘆葦種群內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)加劇，造成種群內(nèi)出現(xiàn)自疏現(xiàn)象，從而使種群密度發(fā)生變化，導(dǎo)致蘆葦密度達(dá)到一定峰值后開(kāi)始逐步下降。到8月中旬蘆葦種群密度略微上升，是為重新分蘗所造成。與改造前的2008年相比，濕地中蘆葦最高密度增加了23.78%，平均密度增加了31.29%，其原因是在景觀帶中增設(shè)了堵水墻，提高了蘆葦淹水深度，有利于蘆葦?shù)纳L(zhǎng)和安全越冬，提高了密度。

圖1 景觀帶蘆葦生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)Fig.1 The dynamics of reed growth

蘆葦植株高度和地上生物量隨季節(jié)更替、氣溫升高而增加，但存在時(shí)間上的錯(cuò)位。5～7月蘆葦種群的植株高度增加速度最快，此階段正值蘆葦拔節(jié)伸長(zhǎng)期；在8月末至9月初，蘆葦開(kāi)始抽穗，種群高度又出現(xiàn)較快的增長(zhǎng)，平均株高達(dá)到248.48m。與蘆葦株高的增長(zhǎng)相比，蘆葦?shù)厣喜可锪康脑黾訙笥谥旮咴鲩L(zhǎng)，4月蘆葦才剛剛萌發(fā)，地上部生物量最低，只有204.76g/m2；隨著時(shí)間的推移，蘆葦?shù)厣喜可锪坎粩嘣鲩L(zhǎng)，7～8月蘆葦?shù)厣喜糠稚锪糠e累最快，在9月初達(dá)到峰值2 665.14g/m2，而后又有所下降，直至生長(zhǎng)末期全部枯萎。與景觀帶建設(shè)前的2008年相比，蘆葦平均株高增加16.27%，地上部生物量增加21.83%。

2.2.2 蘆葦濕地去污效果 蘆葦濕地水體中污染物水平表現(xiàn)出季節(jié)的差異，這與當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)和生活習(xí)慣有關(guān)。由于冬春季節(jié)氣溫和濕度較低，人們洗澡頻率較低，生活用水相對(duì)較少；在4～9月，隨著氣溫升高，城市居民生活用水量增加，排放到蘆葦濕地的污染物也較多。蘆葦濕地對(duì)水體中不同污染物去除存在一定的差異（圖2），其中，對(duì)COD的去除率在25.44%～81.71%，TN 的去除率40.94%～89.29%，NH4＋－N的去除率在40.50%～81.23%，TP的去除率在30.30%～78.95%。季節(jié)變化對(duì)蘆葦濕地去除水體污染物影響較大，對(duì)各類(lèi)污染物去除效果表現(xiàn)出夏季＞秋季＞春季＞冬季的規(guī)律。在夏季氣溫較高，蘆葦生長(zhǎng)旺盛，對(duì)污染物去除效率也較高，如6～8月，平均氣溫19.4～20.5℃，對(duì)COD、TN、NH4＋－N和 TP的去除率平均在74.25%、85.80%、75.95%和77.04%；而在冬春季節(jié)氣溫較低，蘆葦處在休眠狀態(tài)或生長(zhǎng)緩慢，對(duì)水體污染物的去除基本上仰仗于蘆葦床的吸附和滲漏作用，整體上去污能力較弱，對(duì)COD、TN、NH4＋－N和TP的平均去除率分別30.44%、53.27%、44.68%和38.42%。在蘆葦生長(zhǎng)季節(jié)（4月～10月），對(duì)COD、TN、NH4＋－N和TP的平均去除率分別為67.70%、80.96%、68.38%和66.25%。

3 討論

圖2 景觀帶水體污染物濃度及去除率月變化Fig.2 Monthly variation of water pollutant concentration and removal rate in reed wetlands

城市濕地的生態(tài)服務(wù)功能與鄉(xiāng)野濕地不同，受人為活動(dòng)干擾，中國(guó)城市濕地存在面積縮小、功能退化、污染嚴(yán)重，特別是富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象突出。因此，在城市濕地景觀建設(shè)中如何協(xié)調(diào)濕地的自然生態(tài)功能與經(jīng)濟(jì)、文化功能之間關(guān)系，是城市景觀生態(tài)建設(shè)的重要內(nèi)容，也是促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要因素［16］。王曉文等［3］和蔣倩［17］在分析城市濕地生態(tài)功能的基礎(chǔ)上，對(duì)比國(guó)內(nèi)外城市濕地景觀建設(shè)實(shí)踐上的差異，運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)原理，提出城市濕地景觀建設(shè)應(yīng)該遵循生態(tài)性、連續(xù)性和整體性、鄉(xiāng)土性和美學(xué)的原則。歷史上，張掖市就是古絲綢之路上的歷史文化名城，古人將張掖眾多美景總結(jié)為“一湖山光半城塔影，葦溪連片古剎遍地”。因此，對(duì)東環(huán)路蘆葦濕地景觀設(shè)計(jì)立足于西北地域特色、生態(tài)優(yōu)先和做到與周?chē)h(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，以“葦影淺溪”為主題，通過(guò)濕地景觀與居住環(huán)境的滲透，按照“簡(jiǎn)單梳理、恢復(fù)自然”的要求，對(duì)現(xiàn)有蘆葦池進(jìn)行了改造。在設(shè)計(jì)構(gòu)思與手法上以自然形態(tài)溪流為設(shè)計(jì)元素，順坡就勢(shì)合理控制溪流的寬度及水深，從南向北逐次加寬，蜿蜒變化，通過(guò)跌水墻的設(shè)計(jì)是濕地局部形成跌水景觀，使貫穿于蘆葦叢的水線迂回于蘆葦之間，相映成趣，形成悠然恬靜的自然美景。對(duì)蘆葦池西邊東環(huán)路人行道改造采取加寬人行道、新建伸入蘆葦池的懸挑結(jié)構(gòu)木質(zhì)平臺(tái)和木棧道，為游人提供駐足觀賞的空間。通過(guò)改造使整個(gè)蘆葦濕地棧道景觀與周?chē)ㄖ锶跒橐惑w，形成綠地的核心地位；通過(guò)木棧道深入蘆葦深處，使得游人與蘆葦能夠更好的接觸和對(duì)話，在為人們提供游憩空間的同時(shí)，提高了景觀帶的整體性。

已有的研究報(bào)道，濕地植物生物總量與去污能力呈正相關(guān)關(guān)系［2，6－8］。在張掖市東環(huán)路蘆葦濕地表現(xiàn)出蘆葦生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)與水體污染物去除能力有相同的趨勢(shì)，在4～10月蘆葦生長(zhǎng)期間，水體中的COD、TN、NH4＋－N和TP去除率明顯高于其他月。去除率變化除取決于濕地本身的去除能力外，還明顯受到進(jìn)水濃度波動(dòng)的影響。在西北夏秋季居民生活用水高于冬春季，盡管夏秋季進(jìn)水區(qū)污染物較高，但由于蘆葦生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)與此相吻合，起到了有效的去污效果。此外，蘆葦濕地對(duì)N、P的去除效果方面也存在差異，表現(xiàn)出對(duì)N素的去除率高于P素，而且氮的去除率與蘆葦生物量表現(xiàn)出較高的相關(guān)性，這主要是植物的良好生長(zhǎng)改善了根區(qū)微環(huán)境，強(qiáng)化了蘆葦濕地的生物脫氮作用。在西北干旱區(qū)，大氣濕度較低，蒸發(fā)十分強(qiáng)烈，適當(dāng)提高淹水層的深度，有利于蘆葦生長(zhǎng)。為此根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，蘆葦濕地3段跌水區(qū)堵水墻選擇了不同的高度。進(jìn)水區(qū)堵水墻設(shè)計(jì)為40cm，淹水深度在10～50cm；中段淺水區(qū)堵水墻設(shè)計(jì)為50cm，淹水深度在30～60 cm；在最后一段跌水區(qū)，堵水墻設(shè)計(jì)為60cm，淹水深度在50～70cm。由于分段采用了不同的淹水深度，在淺水區(qū)有利于硝化作用的進(jìn)行，而在深水區(qū)有利于氨化作用進(jìn)行，同時(shí)表層土中含有一定的Ca2＋，它與污水中的PO43－反應(yīng)生成沉淀而脫除水體中的磷，這樣就使得蘆葦濕地系統(tǒng)中硝化、反硝化和P素沉淀作用可以同時(shí)進(jìn)行，有效地提高了污水凈化效果。由此說(shuō)明，東環(huán)路蘆葦濕地景觀設(shè)計(jì)彰顯了西北荒漠綠洲城市特有的“葦影淺溪”景觀特色，已成為自然、城市與人融為一體，濕地與城市互惠共生、生態(tài)良性循環(huán)的新時(shí)期城市發(fā)展模式的示范性工程，受到當(dāng)?shù)鼐用窈瓦^(guò)往游客的普遍贊賞。

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