蘇光瑞,陳芳孝,包美春,趙方瑩
(1.北京圣海林生態(tài)環(huán)境科技股份有限公司,北京 100083; 2.北京市水土保持工作總站,北京 100036)
河道是城市建設(shè)過程中不可或缺的要素之一,城市河道生態(tài)建設(shè)已成為生態(tài)城市建設(shè)與城市生態(tài)恢復(fù)的一個(gè)重要組成部分[1]。北京市在經(jīng)歷了充分考慮河道防洪功能,大面積采取鋼筋混凝土直立護(hù)岸、混凝土塊護(hù)坡等措施的治河階段后,河渠整治開始重視生態(tài)建設(shè)、水土流失防治、人水和諧與岸線景觀等因素。從2002年開始實(shí)施的生態(tài)治河工程,借鑒了國(guó)內(nèi)外生態(tài)治河的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究成果,綜合應(yīng)用木材、砌塊、植物等多種柔性或透水性材料,對(duì)北京市的水系進(jìn)行了系統(tǒng)的整治,先后完成了轉(zhuǎn)河、北護(hù)城河、亮馬河、清洋河、涼水河、清河等北京城區(qū)重點(diǎn)河湖水系的生態(tài)建設(shè)[2],不僅保證了河道的行洪、排澇、供水等基本功能,還在河道的景觀綠化、生態(tài)建設(shè)、治污截污、水土保持等多方面取得了成功的經(jīng)驗(yàn),達(dá)到了預(yù)期成效,其中植物在這一過程中發(fā)揮了重要的作用。因此,調(diào)查分析北京市已完成河道生態(tài)建設(shè)中的植物對(duì)位配置現(xiàn)狀,對(duì)于今后北京市或其他城市河道的生態(tài)建設(shè)、濱水景觀建設(shè)、岸坡水土流失防治等具有重要的指導(dǎo)意義。
課題組對(duì)北京市“五大水系”中的多條已完成生態(tài)建設(shè)的河道上、中、下游段堤頂和常水位以上坡面、坡腳、河床等區(qū)域的植物對(duì)位配置現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查分析,具體調(diào)查河道見表1。
在河道生態(tài)建設(shè)中,植物能夠以其葉、花、果、樹姿等在不同季節(jié)的色彩搭配、千姿百態(tài),在河道兩岸形成優(yōu)美的生態(tài)景觀廊道,為居民提供眾多休閑休憩場(chǎng)所,滿足人們親近自然、水系的美好愿望。
表1 調(diào)查研究的河道
近地表層植物能夠攔截地表徑流中的泥沙,減少泥沙進(jìn)入河道,凈化水質(zhì)。水中的水生植物能夠吸收水中過量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),降解轉(zhuǎn)化有毒有害物質(zhì),消除污染,改善水質(zhì),促進(jìn)水體凈化[3]。
喬、灌木林冠層可以對(duì)降水進(jìn)行截留,削弱雨水對(duì)地面的沖擊力[4];貼地面覆蓋的草本植物及地下的植物根系能夠穩(wěn)固土壤,減輕沖蝕,減少岸坡水土流失;水生植物能夠減緩水流流速,降低水流沖蝕能力,保護(hù)岸坡[5]。
生態(tài)建設(shè)不僅提供了豐富的植物資源,而且在重新構(gòu)建河岸帶植物群落的過程中帶來了豐富的動(dòng)物資源,并將水生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)連接了起來,為水陸生物交流提供媒介,為各種河岸帶生物的生存提供棲息場(chǎng)所,促進(jìn)了河岸帶生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。
河道因其特殊的立地環(huán)境特征,對(duì)所選用的綠化植物的要求通常不同于道路和庭院的綠化。北京市河道生態(tài)建設(shè)植物對(duì)位配置品種選擇標(biāo)準(zhǔn)及常用植物如下:
堤頂綠化常沿河岸線栽植毛白楊(Populustomentosa)、垂柳(Salixbabylonica)等,形成行道樹景觀。
常水位以上坡面植物包括喬木、灌木、草本、藤本,同時(shí)為強(qiáng)調(diào)季節(jié)性景觀,綠化中常在坡面栽植色彩艷麗的應(yīng)季一、二年生花卉和宿根花卉。植物品種選擇方面,一是多選擇根系發(fā)達(dá)、固土能力強(qiáng)的種類,以穩(wěn)固岸坡土壤,如白蠟樹(Fraxinuschinensis)、毛白楊等;二是多選擇生長(zhǎng)快速、分蘗能力強(qiáng)、地表覆蓋度高的種類,以便在短時(shí)間內(nèi)起到綠化和穩(wěn)固岸坡的作用,如五葉地錦(Parthenocissusquinquefolia)、爬山虎(Parthenocissustricuspidata)、平枝荀子(Cotoneasterhorizontalis)等;三是多選擇耐寒、耐旱、耐貧瘠、適應(yīng)性強(qiáng)、病蟲害少、耐粗放管理的植物,以降低養(yǎng)護(hù)難度,減少養(yǎng)護(hù)成本,如沙地柏(Sabinavulgaris)、黃刺玫(Rosaxanthina)等;四是在同樣的條件下,盡可能地多選擇餌食和蜜源植物,以吸引小動(dòng)物,盡快恢復(fù)河流生態(tài)環(huán)境,如珍珠梅(Sorbariasorbifolia)、紫丁香(Syringaoblata)等。
常水位以下坡腳植物多選擇水蔥(Scirpustabernaemontani)、旱傘草(Cyperusalternifolius)、垂柳等耐水浸泡、抗污染、過濾能力強(qiáng)、凈化水質(zhì)效果好的水生植物和耐濕樹種,以便在防護(hù)岸坡的同時(shí)達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。
無通航要求的河道、公園水系,河床內(nèi)常栽植荷花(Nelumbonucifera)、睡蓮(Nymphaeatetragona)、蘆葦(Phragmitesaustralis)等水生植物。
硬質(zhì)的直立式護(hù)岸和水邊的亭、廊、花架等的綠化,多選用五葉地錦、爬山虎、凌霄(Campsisgrandiflora)等藤蔓植物,減輕硬質(zhì)護(hù)岸的生硬感,綠化美化河岸景觀。
堤頂是人活動(dòng)的主要場(chǎng)所,也是車流比較集中的區(qū)域,受周邊土地利用情況、建筑物等的影響,河道生態(tài)建設(shè)中原先修建的直立擋土墻護(hù)岸難以拆除,只能對(duì)其進(jìn)行適度改造。在改造過程中,巡河路沿線原先栽植的垂柳、毛白楊等一般會(huì)保留;堤頂區(qū)域較小時(shí),多利用五葉地錦、爬山虎等藤本植物進(jìn)行垂直綠化,以減少硬質(zhì)護(hù)岸的生硬感,如轉(zhuǎn)河充分利用直立擋墻頂部的小空間栽植了五葉地錦,使原先光禿的硬性擋墻變?yōu)橐坏馈熬G墻”,美化了沿岸景觀;堤頂較寬闊時(shí),多利用喬、灌、草、花等進(jìn)行生態(tài)園林式布置,形成濱河公園綠地,為周邊居民休閑、娛樂提供空間,如北土城溝利用直立擋墻頂部寬闊的區(qū)域栽植垂柳、西府海棠(Malus×micromalus)、丁香、連翹(Forsythiasuspensa)、平枝荀子等喬灌木和草本花草等建設(shè)了濱河公園。
常水位以上坡面雖不常受水流的直接沖刷,但受人為活動(dòng)、降水、地表徑流的影響較大,因此植物選擇上以保持水土、美化景觀為主。主要植物包括喬、灌、草及應(yīng)季一、二年生花卉和宿根花卉等。對(duì)于坡度陡于1∶1.5的土質(zhì)、土石坡面,多選用根系發(fā)達(dá)、耐旱、耐貧瘠的喬、灌、草植物結(jié)合三維植被網(wǎng)、生態(tài)植被毯、各類砌塊等共同美化邊坡環(huán)境,固土護(hù)坡,如小月河、涼水河;對(duì)于坡度緩于1∶1.5的土質(zhì)、土石坡面,多直接應(yīng)用根系發(fā)達(dá)、萌芽能力強(qiáng)、郁閉性好的小喬木、各類花灌木和地被植物合理搭配,保持水土,綠化美化岸坡。
河道坡腳是水域向陸域的自然過渡帶[6],是受水流直接沖刷的區(qū)域,該區(qū)域植物的配置要求既能保護(hù)坡腳不受水流侵蝕,又能美化環(huán)境,還要保證植物能耐受水流沖刷和浸泡。該區(qū)域主要選用水生植物和耐淹植物品種,通常是植物和工程材料結(jié)合使用,利用工程材料的強(qiáng)度護(hù)岸,利用植物的柔性減輕工程護(hù)岸的生硬感,美化景觀,保持水土,保護(hù)岸坡。對(duì)于水較淺、水流較平緩、沖刷較輕、坡度較緩的河道或景觀水系,常單獨(dú)使用水生植物,如水蔥、千屈菜(Lythrumsalicaria)、旱傘草、蘆葦、菖蒲(Acoruscalamus)、紅蓼(Polygonumorientale)等;對(duì)水較深、水流速度較快、沖刷稍大、坡度較陡的河道,常見形式是將水生植物或耐淹植物品種與鉛絲石籠、多孔砌塊、仿木樁、木樁、自然石、景石等結(jié)合,共同構(gòu)建景觀優(yōu)美的護(hù)坡,在保持水土的同時(shí),為水生生物、兩棲動(dòng)物繁衍和棲息提供場(chǎng)所,構(gòu)建完善的河道生態(tài)系統(tǒng),如轉(zhuǎn)河、媯水河。
河床是水流的通道,一般城區(qū)河道很少在該區(qū)域配置植物。在該區(qū)域配置植物的河道通常是城郊無通航要求的公園水系、風(fēng)景觀賞河道,一般栽植蘆葦、荷花、睡蓮、莕菜(Nymphoidespeltatum)、香蒲(Typhaangustifolia)等挺水、浮水水生植物,以吸附水中的有害物質(zhì)、凈化水體、阻逆漂浮物等,如刺猬河房山區(qū)良鄉(xiāng)西路段;或直接利用河心洲及河道清理中堆積的泥沙、礫石等構(gòu)筑淺水灣、河心島,在其上栽植植物,周邊用石籠、仿木樁等進(jìn)行防護(hù),營(yíng)造河心洲景觀,如永定河門頭溝太子墓段;或利用人工載體輔以植物材料建設(shè)人工浮島,栽植水生植物凈化水體,美化環(huán)境,營(yíng)造景觀。
據(jù)對(duì)北京市多條已完成生態(tài)建設(shè)河道的植物對(duì)位配置現(xiàn)狀的調(diào)查分析,其選用的植物品種、采取的植物配置形式等既能有效防治河道岸坡水土流失,又具有良好的生態(tài)性和景觀性,基本達(dá)到了預(yù)期效果,但也存在一些不足之處,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
北京市河道的生態(tài)建設(shè)多依據(jù)北京市2001年制定的《北京市河流水系治理規(guī)劃》[7]和相關(guān)的堤防、護(hù)岸設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),植被配置多依據(jù)城市園林綠化標(biāo)準(zhǔn),沒有專門針對(duì)河道各部位植物配置的導(dǎo)則、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等,缺少有效的指導(dǎo),效果不盡理想,護(hù)岸效益未能充分合理體現(xiàn)。
對(duì)植物的習(xí)性、水流特性及植物與非植物材料之間的相互關(guān)系研究得還不夠透徹,造成選用的植物品種、配置密度、配置形式等一定程度上不適合河道立地條件,不僅造價(jià)高、養(yǎng)護(hù)成本高,而且難以固土護(hù)岸、承受水流沖刷。例如:垂柳常被用于河道沿岸以營(yíng)造景觀,但其為淺根性樹種,適宜栽植于堤頂,而不是坡度較陡的邊坡上,確需栽植在邊坡上時(shí)應(yīng)加支撐,不然會(huì)在大風(fēng)或雨后傾倒;荷花雖是水生植物,可配置于河床內(nèi),但其性喜相對(duì)穩(wěn)定的平靜淺水,并不適宜配置在水深且流速大的河道內(nèi);丁香雖抗性較強(qiáng),根系發(fā)達(dá),適合坡面綠化,但喜陽,栽植在陰坡常生長(zhǎng)不良或開花不良。
部分岸坡植物以草本為主或以喬木+草本為主,并且選擇的草本品種單一,在養(yǎng)分、水分供應(yīng)不足的情況下,極易退化,一定程度上影響了岸坡綠化的效果和水土流失防治效果;部分岸坡喬木栽植密度過大,影響了下層植被的生長(zhǎng)。
常綠植物配置較少,河岸沿線配置的植物雖然在春、夏、秋三季可以起到美化河道環(huán)境、保持水土的重要作用,但到了冬季,落葉植物枯萎死亡后,岸坡沿線景觀基本消失,影響河道景觀。此外,彩葉植物、變色葉植物和地被花卉、花灌木等應(yīng)用較少,色彩較單一。
在河道生態(tài)建設(shè)中,對(duì)于原先修筑了混凝土直立擋土墻護(hù)岸的矩形斷面河道,當(dāng)?shù)添攨^(qū)域較窄時(shí),推薦選用藤本植物進(jìn)行垂直綠化,減輕硬質(zhì)護(hù)岸的生硬感,美化河岸景觀;當(dāng)?shù)添攨^(qū)域較寬闊時(shí),推薦選用喬、灌、草、花進(jìn)行生態(tài)園林式布置,打造濱河公園綠地。具體配置模式見圖1。
圖1 堤頂植物配置模式示意
(1)對(duì)于梯形斷面河道常水位以上坡面,推薦使用灌、草、花結(jié)合鋪六棱花飾磚、坡改平生態(tài)磚、生態(tài)植被毯等工程措施或土工合成材料綠化美化岸坡,防治水土流失。具體配置模式見圖2。
圖2 常水位以上坡面植物配置模式(一)示意
(2)對(duì)于流速較小、水較淺、坡面較平緩的梯形斷面城市河道、公園水系,推薦直接栽植根系發(fā)達(dá)的喬、灌、草綠化美化岸坡,或在坡面綠化植物間散置景石或大卵石以增加景觀性。具體配置模式見圖3。
圖3 常水位以上坡面植物配置模式(二)示意
(3)對(duì)于用地緊張的復(fù)式斷面二級(jí)護(hù)岸,因用地受限、坡度較陡,推薦利用卵石、片石、多孔砌塊等砌筑、疊放形成錯(cuò)落有致的臺(tái)階式種植槽,種植槽內(nèi)栽植灌、草、花等,并結(jié)合植物修剪造型,綠化美化河道岸坡,防治水土流失。具體配置模式見圖4。
坡腳由于常受水流沖刷,僅靠植物難以有效防治水土流失,且大部分的水生植物并不耐受高流速的水流沖刷,因此推薦在坡腳應(yīng)用鉛絲石籠、生態(tài)磚、魚巢磚、仿木樁、天然石材等結(jié)合水生植物綜合配置。這樣
圖4 常水位以上坡面植物配置模式(三)示意
既可利用非生物材料減緩流速,為植物生長(zhǎng)提供條件,又可利用植物材料凈化水質(zhì)、美化環(huán)境,還可利用綜合配置為水生生物、兩棲動(dòng)物提供繁衍和棲息場(chǎng)所,較快恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)。具體配置模式見圖5。
圖5 坡腳植物配置模式示意
河床是行洪通道,過大、過密的植物會(huì)影響行洪,因此不推薦在行洪河道河床內(nèi)栽植水生植物。在某些景觀河道、水系的灘地、河床上,可栽植蘆葦、荷花、睡蓮、莕菜等以吸附水中有害物質(zhì)、凈化水體、阻逆漂浮物,但要注意栽植密度;在不影響行洪的前提下,某些行洪河道的河心堆積層上可栽植植物,周邊用石籠、仿木樁等防護(hù),以美化河道,營(yíng)造河心洲景觀。具體配置模式見圖6。
圖6 河床植物配置模式示意
北京市河道生態(tài)建設(shè)中各類植物、工程材料、土工合成材料等在岸坡防護(hù)和生態(tài)景觀上的綜合應(yīng)用,既實(shí)現(xiàn)了河道的功能多樣性、生物多樣性,又在滿足河道防洪、排澇功能的同時(shí),為市民提供了眾多休閑、娛樂場(chǎng)地,充分展示了北京市“世界城市”的濱水特色,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),值得在其他類似城市的河道生態(tài)建設(shè)中推廣應(yīng)用。因此,應(yīng)進(jìn)一步完善相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,總結(jié)河道生態(tài)建設(shè)植物配置方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),結(jié)合北京市的河道現(xiàn)狀和地質(zhì)、土壤、氣候、植物種類狀況等,因地制宜地提出切實(shí)可行的植物對(duì)位配置模式,建設(shè)濱水綠地、生態(tài)綠廊,為構(gòu)建“人水和諧”的“宜居城市”提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。