王芳 汪耀龍 謝祥財(cái)

摘要：城市河流綠道作為河流廊道在城市生態(tài)保護(hù)方面發(fā)揮重要作用，而設(shè)置合理的綠道寬度能使河流綠道的生態(tài)價(jià)值更加凸顯，是城市河流生態(tài)建設(shè)中的重要一環(huán)。文章從保土控污、生物保護(hù)和改善微氣候3方面就綠道寬度對(duì)河流生態(tài)功能的影響進(jìn)行綜述，總結(jié)當(dāng)前研究中存在的問題并提出建議，以期為城市河流綠道在城市生態(tài)環(huán)境層面的規(guī)劃提供參考。

關(guān)鍵詞：城市河流綠道，寬度，生態(tài)，環(huán)境

DOI： 10.3969/j.issn.1672-4925.2019.01.005

在景觀生態(tài)學(xué)上，河流綠道是指河流本身和沿河分布且不同于周圍基質(zhì)的植被帶，包括河道、河漫灘、河岸植被、堤壩和部分高地等具有不同價(jià)值的沿河土地[1-6]。城市河流綠道是城市基質(zhì)下的河流綠道，包括河道、河漫灘、河岸植被緩沖帶等，具有生態(tài)保護(hù)和休閑等功能的綠色通道空間[7]，城市河流綠道寬度為其上述組成部分的寬度的總和。

城市河流綠道實(shí)質(zhì)上是一種生態(tài)廊道。從景觀生態(tài)學(xué)的廊道理論看，城市河流綠道可作為生物廊道，其通過構(gòu)建生物棲息地、生物遷移通道促進(jìn)生物擴(kuò)散遷徙、提高生物多樣性、防風(fēng)固沙、隔離（如控制城市綠帶擴(kuò)張）等，并在城市內(nèi)部形成獨(dú)立生境，為城市不同綠地之間生物提供交換能量流和物質(zhì)流的通道，對(duì)破碎的城市景觀和生境起到補(bǔ)償作用。城市河流綠道還可作為河流廊道，通過構(gòu)建河流植被緩沖帶起到調(diào)節(jié)城市微氣候、保持水土和凈化水體的作用。在急需城市河流綠道發(fā)揮生態(tài)作用的今天，城市河流綠道寬度作為影響其生態(tài)價(jià)值的重要因素逐漸受到關(guān)注。目前，對(duì)城市河流綠道寬度的研究主要集中在保土控污，生物保護(hù)，改善微氣候3方面。

1保土控污

1.1水土保持

目前城市水土流失已成為一種典型的城市化效應(yīng)[8].因此，水土保持功能對(duì)基于生態(tài)建設(shè)下城市河流綠道寬度的確定至關(guān)重要，國(guó)外對(duì)此的研究也較為完善。Gilliam等[9-10]提出當(dāng)河岸植被寬度大于18 m時(shí)，能截獲超過80010從農(nóng)田流失的土壤：當(dāng)河岸帶寬度達(dá)到23 m時(shí)，可以控制河岸底部的沉積物，當(dāng)河岸帶寬度達(dá)到30 m時(shí)能夠控制養(yǎng)分和水土流失。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)河岸緩沖帶的研究還主要停留在對(duì)其概念、寬度、功能和管理等定性和綜述方面[10-14]，其寬度的確定多依靠經(jīng)驗(yàn)值[15]。例如，《城市水系規(guī)劃規(guī)范（GB50513-2009）》除明確要求飲用水水源地、水生態(tài)保護(hù)區(qū)及溝渠濱水綠化的退讓距離外，其余都以“因地制宜”“充足空間”等詞語(yǔ)進(jìn)行模糊規(guī)定，從而導(dǎo)致規(guī)劃缺乏參照標(biāo)準(zhǔn)。又如佛山市[16]、清遠(yuǎn)市[17]這兩個(gè)相鄰城市的濱水綠線規(guī)范，即使是同一條河的綠線退讓標(biāo)準(zhǔn)也存在較大差異，這間接說明了當(dāng)前很多城市河流綠道寬度劃定缺乏科學(xué)論證，系統(tǒng)性的定量研究甚少，僅有羅坤[18]對(duì)崇明島河岸植被緩沖帶的寬度進(jìn)行分析，利用Phillips水文模型和時(shí)間模型計(jì)算河岸植被緩沖帶所需的最小寬度，有學(xué)者指出在河岸植被緩沖帶寬度設(shè)置時(shí)，可結(jié)合河岸帶的實(shí)際坡度和侵蝕情況參照Nieswand模型、SWAT模型中的回歸方程、澳大利亞控制河岸侵蝕等方法[19]。

1.2污染控制

河流廊道的寬度是河流廊道的重要指標(biāo)，與河流廊道除污關(guān)系密切[20]。在控制河流水體污染物方面，黃沈發(fā)等[21]認(rèn)為徑流污染物去除率達(dá)80010時(shí)的寬度定為植被緩沖帶的最佳寬度。Peter等人的研究表明10 m的草地緩沖帶可以減少95 010的磷元素，河岸緩沖帶可移除約90%的氮含量，并在緩沖帶18.6 m處截留的氮量最多[22]。王強(qiáng)等[23]提出，當(dāng)綠色河流廊道寬度>30 m時(shí)，能有效去除污染物。在控制微生物方面，有學(xué)者提出水體中的細(xì)菌數(shù)量經(jīng)過30～40 m的林帶后減少1/2以上[24]。

2生物保護(hù)

河流綠道作為河流廊道，能將破碎的生境斑塊連接起來(lái)。在城市層級(jí)下，城市河流廊道分為城市級(jí)河流廊道和城市分區(qū)級(jí)河流廊道，其寬度范圍分別為60～200 m和30～ 60 m.其目標(biāo)物種也有所不同[25]。適宜的河流綠道寬度不僅能保護(hù)動(dòng)物遷徙，促進(jìn)斑塊之間物種的擴(kuò)散，還能增加生物多樣性。目前在生態(tài)保護(hù)層面對(duì)綠道寬度的研究較為完善，但是缺乏對(duì)城市河流綠道寬度的針對(duì)性研究

2.1促進(jìn)動(dòng)物遷徙活動(dòng)

許多專家已經(jīng)證實(shí)綠道可以作為物種遷徙的臨時(shí)棲息地[26].而城市河流綠道寬度是影響動(dòng)物遷徙的重要因子。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行大量研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)廊道的寬度小于30 m時(shí)，能夠降低無(wú)脊椎動(dòng)物的捕食幾率，從而起到保護(hù)遷徙的作用，兩柄類和爬行類動(dòng)物的遷徙通道的適宜寬度為15～ 60 m.30～ 400 m的廊道可以明顯增加鳥類豐富度，小型哺乳動(dòng)物的遷徙通道適宜寬度為12～200 m[26-30]。目前能否有效促進(jìn)動(dòng)物遷徙活動(dòng)已經(jīng)成為判斷城市河流綠道寬度是否合理的重要指標(biāo)[31]。

2.2促進(jìn)植物擴(kuò)散活動(dòng)

綠道對(duì)于促進(jìn)草本植物擴(kuò)散具有重要作用[32].但不同寬度的廊道擴(kuò)散植物的目標(biāo)種存在差異性。當(dāng)河流綠道寬度為12～ 60 m時(shí)，能夠滿足草本植物的擴(kuò)散，當(dāng)寬度為30～ 200 m時(shí)，能夠滿足喬木種子的擴(kuò)散傳播[33]。目前國(guó)內(nèi)外多為帶狀綠地加速入侵物種繁殖速度的研究，鮮有帶狀綠地對(duì)植物擴(kuò)散積極效應(yīng)的研究[34]。

2.3提高生物多樣性

城市河流綠道的寬度對(duì)廊道的物種多樣性有重要的制約作用。在寬度不足100 m的綠道中，最常見城市鳥類和邊緣鳥類，而在小于50 m的綠道中，森林內(nèi)部鳥類也不會(huì)出現(xiàn)[31]。Budd[35]的研究表明，河岸植被的寬度為27.4 m時(shí)才能滿足野生動(dòng)物對(duì)生境的需求。Juan等[36]分析樹籬廊道與物種多樣性之間的關(guān)系得出，當(dāng)寬度大于12 m時(shí)，植物多樣性平均為狹窄樹籬的兩倍以上。另有學(xué)者也認(rèn)為，一般能夠保護(hù)草本植物和鳥類柄息綠地的最小寬度為12 m;在寬度12～ 30. 15 m的綠道內(nèi)部，其生物多樣性仍然較低;當(dāng)寬度達(dá)到61～91. 15 m時(shí)，綠道的生物多樣性較高且具有較多內(nèi)部物種[37]。

3改善微氣候

國(guó)內(nèi)外大量實(shí)驗(yàn)表明，綠道內(nèi)植物群體對(duì)改善城市空氣質(zhì)量和氣象條件具有明顯作用[7]，目前國(guó)內(nèi)外主要對(duì)河流綠道的降溫增濕、雨洪控制、凈氣防塵等效應(yīng)進(jìn)行分析。

3.1溫濕效應(yīng)

高玉福等[38]人通過對(duì)城市河流綠道和道路綠道對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，城市河流綠道的溫濕效應(yīng)明顯較好，其外部環(huán)境的舒適度較高。朱春陽(yáng)[39]認(rèn)為城市帶狀綠地發(fā)揮溫濕效應(yīng)的關(guān)鍵寬度為34 m左右。紀(jì)鵬[40]針對(duì)城市河流綠道的溫濕效益研究得出，當(dāng)城市河流綠道寬度小于15 m時(shí)具有一定降溫增濕效果：當(dāng)寬度為15～ 30 m時(shí)，效果較明顯;當(dāng)寬度大于45 m時(shí)，效果明顯且趨于穩(wěn)定。目前考慮到不同的氣候條件對(duì)河流綠道溫濕效應(yīng)影響的研究還較少，僅有閆淑君等[41]針對(duì)亞熱帶城市河流綠道的研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)河岸綠帶達(dá)30 m左右，降溫增濕效應(yīng)顯著;河岸綠帶寬度60 m以上，降溫增濕效應(yīng)達(dá)到極顯著水平。

3.2雨洪控制

城市綠道具有改善城市水循環(huán)系統(tǒng)的作用，緩解了城市內(nèi)澇、地下水位下降、徑流污染等多種問題。王思思等[42]研究得出城市綠道可以起到雨洪管理和水系保護(hù)的雙重效果。黃昌[43]提出利用觀測(cè)流量數(shù)據(jù)、Landsat影像以及數(shù)字高程模型（ Digital Elevation Model，DEM）數(shù)據(jù)的洪水淹沒連通性及水深分析與建模方法解決河流區(qū)段尺度的問題。當(dāng)前研究多集中在大尺度河流規(guī)劃模型的建立，缺乏從河流綠道寬度詳細(xì)規(guī)劃層面的研究。

3.3凈氣防塵

3.3.1凈化空氣

綠化植被會(huì)向大氣中釋放非甲烷碳?xì)浠衔铮?NMHCs），可起到凈化空氣的作用[44]。有研究表明，綠道內(nèi)部的植物殺菌素和負(fù)離子濃度顯著高于路邊對(duì)照組，可見綠道具有明顯的凈化空氣作用。當(dāng)綠道寬度為6～27 m時(shí)，綠地內(nèi)部的負(fù)離子濃度效應(yīng)和抑菌作用均不明顯：綠道寬度大于34 m時(shí)，綠地內(nèi)部的負(fù)離子濃度效應(yīng)明顯，其抑菌作用明顯且趨于恒定：綠道寬度為80 m時(shí)，綠地內(nèi)部的負(fù)離子濃度效應(yīng)顯著[45].而此實(shí)驗(yàn)結(jié)論是測(cè)定北京某帶狀綠地得出的，我國(guó)氣候類型、生態(tài)環(huán)境多樣，該實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否具有廣泛代表性，有待進(jìn)一步研究。

3.3.2防沙治塵

陳上杰[46]等發(fā)現(xiàn)綠化帶寬度對(duì)PM2.5的阻滯作用是復(fù)雜的，當(dāng)綠化帶寬度在0～20 m時(shí)，PM2.5呈上升趨勢(shì);當(dāng)綠化帶寬度在20～ 50 m時(shí)，PM2.5呈下降趨勢(shì);50 m以外趨于穩(wěn)定。綠化帶作為綠道組成的一部分其寬度影響著綠道的整體寬度。一些城市也因地制宜地制定出符合防塵功能的綠道寬度，如北京市城市規(guī)劃研究院總結(jié)出能有效降低PM2.5含量的綠帶寬度應(yīng)≥30 m，郁閉度≥0.7[47]。目前國(guó)內(nèi)沒有對(duì)綠道的防塵作用進(jìn)行的定量研究，但已有郝麗君[48]等專家提出社區(qū)綠道防塵規(guī)劃的策略方法，相關(guān)研究后續(xù)仍需進(jìn)一步完善。

4問題與展望

4.1存在的問題

整合從生態(tài)價(jià)值角度對(duì)城市河流綠道寬度在保土控污、生物保護(hù)及改善微氣候方面的研究發(fā)現(xiàn)，國(guó)外對(duì)于綠道寬度的研究開展較早且較完善。20世紀(jì)70年代已經(jīng)對(duì)生物保護(hù)廊道的適宜寬度值進(jìn)行研究，目前規(guī)劃尺度已涉及地方、區(qū)域到國(guó)家，甚至洲際尺度，景觀空間格局完整。國(guó)內(nèi)在20世紀(jì)90年代末，俞孔堅(jiān)等學(xué)者將河流綠色廊道體系構(gòu)建于中山市城市景觀水系規(guī)劃之中。此后，與之相關(guān)的研究開始大量出現(xiàn)，具體涉及到生態(tài)堤岸、河流廊道的研究尺度以及河流綠道的寬度等。總體來(lái)說，當(dāng)前從生態(tài)學(xué)價(jià)值視角下對(duì)于城市河流綠道的理論發(fā)展和規(guī)劃建設(shè)研究逐漸趨于成熟，但仍存在一些問題。

1）缺乏多學(xué)科之間的協(xié)同研究。綜合之前的研究成果來(lái)看，絕大多數(shù)研究都是從某一具體方面對(duì)河流綠道寬度的適宜性范圍進(jìn)行探討，缺乏多學(xué)科的綜合研究和實(shí)踐層面的應(yīng)用整合，這是之后需要進(jìn)一步加強(qiáng)的。

2）缺少統(tǒng)一的寬度制定體系與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。由于河流綠道適宜寬度研究的綜合性與復(fù)雜性，不同學(xué)科方向、不同地理和生態(tài)環(huán)境所適用的標(biāo)準(zhǔn)有所不同，所以制定統(tǒng)一的體系是有待解決的問題。例如，在改善微氣候上，大部分對(duì)于河流寬度溫濕效益的影響較少考慮到不同區(qū)域氣候的差異，故多數(shù)研究中確定的河流綠道適宜寬度范圍并不具有普遍適用性;在生物保護(hù)上，研究開始較早且較為完善，但不同種類動(dòng)植物和不同自然生態(tài)環(huán)境條件下的綠道適宜寬度多不相同，當(dāng)前的大多數(shù)研究在確定其適宜寬度時(shí)沒有考慮到各個(gè)差異因素的影響，因此無(wú)法形成科學(xué)統(tǒng)一的寬度制定體系。

3）研究方法相對(duì)單一，有待新的研究方法與技術(shù)思路的引入?？傮w來(lái)說，當(dāng)前在生態(tài)層面對(duì)河流綠道寬度的研究較多，但研究方法較為單一，創(chuàng)新性和針對(duì)性相對(duì)較差。例如，在研究國(guó)內(nèi)外城市河流綠道保土控污功能上，已經(jīng)有許多關(guān)于河岸植被緩沖帶模擬的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)學(xué)模型，但仍很難確定其最佳設(shè)計(jì)寬度。因此需要不斷開發(fā)符合我國(guó)地區(qū)特點(diǎn)的模型，并對(duì)植被緩沖帶的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行深入研究，探討各個(gè)因子間的作用機(jī)制，從而為植被緩沖帶的設(shè)計(jì)和管理提供科學(xué)的依據(jù)：在雨洪控制的問題上主要是宏觀規(guī)劃尺度的調(diào)控，對(duì)河流綠道具體寬度的研究和模型的建立相對(duì)缺乏。

4.2展望

在城市綠道的規(guī)劃與建設(shè)思潮影響下，我國(guó)城市河流綠道的理論發(fā)展和規(guī)劃建設(shè)不斷趨于成熟，但在其基礎(chǔ)理論、規(guī)劃與實(shí)施在未來(lái)的建設(shè)中仍應(yīng)重視以下3個(gè)方面的發(fā)展。

1）采用多學(xué)科交叉的研究方法。在生態(tài)環(huán)境價(jià)值下對(duì)河流綠道寬度進(jìn)行研究時(shí)應(yīng)采用多學(xué)科交叉的方法，充分考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素研究河岸帶的規(guī)劃尺度問題和河岸帶生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與生態(tài)、景觀功能;結(jié)合河岸帶生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各要素之間相互作用機(jī)制研究，定量分析，模擬自然因素和人為干擾對(duì)河岸帶的影響進(jìn)而對(duì)河流綠道寬度進(jìn)行全面的研究。

2）因地制宜規(guī)劃河流寬度。由于不同區(qū)域城市河流綠道所處的生態(tài)環(huán)境不同，應(yīng)加強(qiáng)不同地理區(qū)域下河岸帶植被結(jié)構(gòu)與格局動(dòng)態(tài)及演替規(guī)律、機(jī)理以及河流水文格局、土壤生態(tài)過程等與生物多樣性、生態(tài)穩(wěn)定性之間的關(guān)系和影響機(jī)制的研究，因地制宜地規(guī)劃合理的城市河流寬度。

3）探索新規(guī)劃模型和新方法。近年來(lái)，除了3S技術(shù)在規(guī)劃領(lǐng)域逐漸被應(yīng)用，一些新出現(xiàn)的模型方法也為傳統(tǒng)綠道規(guī)劃方法改進(jìn)提供了重要參考，其中有景觀遺傳理論[49]、源匯模型[50]、最小費(fèi)用距離模型[51]等。我們應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)對(duì)新規(guī)劃模型和新方法的探索，構(gòu)成一個(gè)成熟且穩(wěn)定的系統(tǒng)作為后續(xù)建設(shè)的基礎(chǔ)。

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收稿日期：2018 - 07- 26

第一作者：王芳（1993 -），女，碩士研究生，研究方向?yàn)楹恿魃鷳B(tài)修復(fù)及景觀設(shè)計(jì)。E-mail： 547126278@ qq.com

通信作者：謝祥財(cái)（1974-），男，博士，副教授，研究方向?yàn)樗h(huán)境、水生態(tài)研究及景觀設(shè)計(jì)。E-mail： 249095838@qq. com