張春英， 蘭思仁， 董建文， 張育茂， 李新燕， 郭藝輝

(1.福建農林大學園林學院， 福建 福州 350002； 2.福建工程學院， 建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學院， 福建 福州 350118)

如何在規(guī)劃設計中有效地保護生物多樣性歷來為學者們所重視。景觀中的生物不僅是構成景觀的重要元素之一，而且對景觀中斑塊，基質，廊道和景觀結構的性質和動態(tài)變化具有重要影響。景觀中的植物與其內部生活的動物、微生物間時刻發(fā)生各種生態(tài)過程。在特定的景觀中，各種生態(tài)過程和信息流在宏觀和微觀的各種尺度上對景觀發(fā)生著作用，許多生態(tài)過程不斷地改變著整體景觀。優(yōu)良的生物棲息環(huán)境不僅對于生態(tài)系統(tǒng)本身非常重要，也是一種良性景觀結構的體現(xiàn)，對景觀服務功能的發(fā)揮有著重要的促進作用。近年來，生物保護規(guī)劃是目前景觀規(guī)劃設計中的重要研究方向,很多學者從不同角度研究生物保護與景觀規(guī)劃之間的關系[1-7]。其中，RIBEIROetal[1]研究預測滅絕風險綜合性狀的框架，并以此為依據指導生物多樣性熱點區(qū)域的保護規(guī)劃；ZHANGetal[2]認為適當的設置保護區(qū)對生物多樣性保護非常關鍵，并通過定量的評估框架指導保護區(qū)網絡擴展；YANGetal[3]指出甘草的群體遺傳結構是由棲息地碎片、水資源和生物學特性影響形成的；PELTOLAetal[4]研究如何邀請專業(yè)林務員來保護芬蘭森林生態(tài)系統(tǒng)的異質性，并努力使棲息地均勻化以提高生產力；CHAUVENETetal[5]建立了保護規(guī)劃質量的評估模型；PIRMATetal[6]指出連接度在優(yōu)化景觀和城市規(guī)劃中起到了重要作用。BARRetal[7]綜述了如何提高澳大利亞物種和棲息地保護效果。

濕地景觀兼具陸地和水域雙重的生態(tài)價值，具有優(yōu)質的生態(tài)服務功能[8]。大學校園中的濕地景觀對校園的生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義和價值，良性的濕地景觀結構不只為良好的校園生態(tài)環(huán)境提供保障，并且對于改善區(qū)域性小氣候具有重要作用。鷺鳥是生態(tài)環(huán)境的指示性生物，對其棲息環(huán)境進行保護規(guī)劃具有重要的科學意義。近年來，國內外學者對鷺鳥許多方面進行了研究，有些學者關注弗羅里達州的紅白鷺(Egrettarufescens)的繁殖和生存狀況[9-11]；吳未等[11-13]學者對白鷺棲息地的景觀生境網絡、生境連接度和土地格局進行了研究?；诖?，本研究在修復場地濕地景觀良性結構的基礎上，通過為鷺鳥提供最適合的棲息環(huán)境，從而改善鷺鳥生存環(huán)境，從而增加鷺鳥的數量，創(chuàng)造更優(yōu)美的校園環(huán)境。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

福建省福州市位于歐亞大陸東南邊緣(北緯25°15′～26°39′， 東經118°08′～120°31′)[14]，東臨太平洋，市區(qū)年平均氣溫為20～25 ℃，屬溫暖濕潤的亞熱帶季風氣候。溪源江素來被稱譽為上街鎮(zhèn)的母親河，河流北起建平村，中段流經旗山(全閩二絕之一)腳下的福建工程學院旗山校區(qū)內，貫穿上街鎮(zhèn)至南端江林村，最后流入烏龍江(閩江)。研究區(qū)域為溪源江的福建工程學院段，總占地面積約為35 hm2，距離福州市中心城區(qū)10 km。

福州閩侯溪源江(福建工程學院段)場地現(xiàn)狀主要問題定性如下：(1) 濕地景觀結構破壞嚴重，駁岸均為固化。水質惡化，水體自凈能力較差。原有蔗州村的農田肌理受到破壞，原有鄉(xiāng)村文化缺失。(2) 生物多樣性較低，生態(tài)系統(tǒng)不健康。動植物棲息地遭受破壞，場地僅見幾只鷺鳥活動。場地上分布著少量植物，有荔枝(LitchichinensisSonn)、龍眼(DimocarpuslonganLour)、香蕉(MusananaColla)以及毛竹[Phyllostachysedulis(Carrière) J. Houz.]等。 (3) 溪源江岸邊校園幾乎沒有公共設施，缺少校園濱江綠帶活動空間。

1.2 研究方法

1.2.1 場地主要環(huán)境因子定量分析 以往場地現(xiàn)狀多為定性分析，缺乏科學數據的指導，導致規(guī)劃和建設成不健康的景觀結構。場地的環(huán)境因子定量分析是進行科學規(guī)劃設計重要依據。本研究綜合分析各種數據和資料，對場地進行了高程梯度、坡度梯度、生態(tài)敏感性梯度、土壤健康評價梯度、水禽棲息地價值梯度、植物再利用價值梯度、人為干擾影響梯度等定量分析評價。

制定科學系統(tǒng)的場地因子調研計劃，并且進行多次場地踏查，獲取第一手的場地現(xiàn)狀因子數據。全面收集場地文獻公開發(fā)表的數據資料，結合現(xiàn)場踏實的數據資料，綜合分析制定出了高程梯度、坡度梯度、生態(tài)敏感性、土壤健康、水禽棲息地價值、植物再利用價值、人為干擾等定量數據值和屬性表。進一步對每個因子的屬性值進行分級，并設置不同色彩，生成每個因子的梯度圖，并導出每個梯度圖，有時需要在PS軟件中調整一下色彩等(如圖1、 圖2所示)。

1.2.2 鷺鳥的生活習性數據收集 搜索關于鷺鳥研究的各種科學文獻，綜合分析和篩選各種文獻和數據，將鷺鳥的生活習性的各種數據和資料整理出來。作為規(guī)劃設計的依據，文獻中有詳細分析鷺鳥的營巢、求偶、交配、繁殖、孵化、幼鳥習性、成鳥習性等鷺鳥生活和繁殖習性研究?；诖?，本方案依據鷺鳥繁殖、幼鳥和成鳥的不同生長時期和生活習性需求來規(guī)劃濕地景觀功能區(qū)。鷺鳥中大多數為白鷺(Egrettagarzetta)、灰鷺(Ardeacinerea)和黑臉鷺(Plataleaminor)等數量較少，并且這幾種鷺鳥的生存環(huán)境比較相似，所以很多數據以白鷺習性為例。

圖 1 高程梯度分析圖Figure 1 High-level gradient analysis

2 結果與分析

2.1 場地關鍵性問題解決方案

圖 2 人為干擾等級分析圖Figure 2 Human disturbance intensity

2.1.1 濕地結構優(yōu)化 健康的景觀結構才有健康的景觀服務功能?；诟叱烫荻取⑵露忍荻?、生態(tài)敏感性、土壤健康水平、水禽棲息地價值、植物再利用價值和人為干擾影響等梯度分析結果在適合濱水區(qū)域引入大小不等的水系景觀，在適合的駁岸地帶恢復生態(tài)自然岸線，并利用各種置石形成各種曲折的駁岸帶,疏導溪流的流向更為自然、蜿蜒。此種岸線改善方式，不僅恢復水系景觀良性的結構，而且有助于水質凈化。

在恢復濕地景觀結構和功能的前提下，采用多種凈化技術結合的方式，突出水生植物和土壤對水質凈化作用。在污染處理方面，提前作好污水截流規(guī)劃，污水經統(tǒng)一處理后再排入河道。生態(tài)凈化系統(tǒng)，整體濕地生態(tài)系統(tǒng)的完善，突出水生植物對水質凈化作用，提高河流自凈能力。駁岸處理方面，選用具有滲透性的材料，形成一種可滲透的界面，這樣的生態(tài)駁岸具有緩解內澇、補枯、調節(jié)水位的作用。創(chuàng)造多樣化的水岸空間和水中生物廊道，給魚蝦等水生動物提供駐停、覓食、繁殖的生存空間。生態(tài)駁岸與動植物的結合，利于水體的氧氮平衡，這些方面對水質的自凈有一定的效果。在保證生態(tài)系統(tǒng)健康的前提下，系統(tǒng)分析總結鷺鳥不同生長時期所需要的棲息環(huán)境，并利用植物、石頭、立柱等材料營造鷺鳥適宜的生存環(huán)境。場地上原有荔枝、龍眼等大樹長勢良好，可以適當保留并加以利用。場地周邊還覆蓋大量的油菜花地，這種農田景觀體現(xiàn)當地鄉(xiāng)土農耕文化，亦是一種美好的大地景觀。水生植物較多的地方比較適合水禽棲息，適合的水生植物可以保留再利用。

生態(tài)規(guī)律表明營養(yǎng)結構越復雜，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定。營建一個健康的生態(tài)系統(tǒng)關鍵是保持物種的多樣性，形成多重的營養(yǎng)結構和復雜的食物鏈。協(xié)調水生植物、陸生植物、動物及相互關系，營建一個具有物種豐富度較高的健康、穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。配置科學合理植物景觀是改善景觀系統(tǒng)的重要方式之一。為防止生物入侵現(xiàn)象，主要選擇鄉(xiāng)土植物，配置鷺鳥喜歡棲息的植物群落來提高生物多樣性,并在適當的地區(qū)配置挺水、浮葉和濕生植物群落等，以此豐富濱水濕地生態(tài)系統(tǒng)和景觀多樣性。

2.1.2 水質凈化 縱覽國內外經典的水質凈化研究，因地制宜，選擇漂浮生物島、生態(tài)駁岸、植被淺溝、生物滯留系統(tǒng)、雨水濕地技術和增加水系流程技術方式。為了防止校園人群活動和道路的噪音干擾鷺鳥的生存，采取生態(tài)堆坡和降噪型植物群落配置來降低噪音。為了保持濕地景觀系統(tǒng)良性循環(huán)和鷺鳥生境的連通性，依據生物廊道原理，設計了幾座橋梁生物廊道。

(1)生態(tài)駁岸 現(xiàn)狀均為硬質、固化的駁岸，雖具有重要的安全防護功能，但造成了生態(tài)環(huán)境的污染。對于坡度緩或腹地大的沿河地段，配合植物種植，達到穩(wěn)定河岸的目的，形成自然原型駁岸。對于比較陡的坡岸或沖刷侵蝕比較嚴重的地段，不僅進行植被修復，還采用天然石料、木材護底、增強堤岸的抗洪能力。

(2)生態(tài)浮島 針對水質污染和濱水生物多樣性低的現(xiàn)狀，采用生態(tài)浮島技術。生態(tài)浮島是個漂浮的棲息地，它通過組合多種專門的大面積植物培養(yǎng)基，以供專門的微生物和通風系統(tǒng)來有效地維護水道健康[15]。生態(tài)浮島也可用于富營養(yǎng)化水體、河流溪流或者廢水，以消除過剩的有害物質。為不同數量的鳥類、青蛙物種提供了筑巢產卵、覓食和休息地方。大面積植物根系吸附水中懸浮物，植物表面形成生物膜吞噬水中污染物。遮擋陽光抑制藻類光合作用，減少浮游植物生長量，沉降污染物。浮島通過遮擋陽光來抑制藻類光合作用，減少浮游植物生長量，并通過接觸沉淀作用促使其沉降，提高水體透明度。

(3)植被淺溝 為了有效除去場地的各類污染，引入植被淺溝技術。植被淺溝可以有效地減少懸浮固體顆粒和有機污染物。淺溝可以去除80%以上的懸浮固體[16]，同時對Pb、Zn、Cu、Al等部分金屬離子和油類物質也具有相應的去除能力。植被淺溝能減小雨水流速，可以緩解土壤被大暴雨的沖刷，減少水土流失。植被淺溝也具有自然美觀和建設成本低的優(yōu)點。

(4)生物滯留系統(tǒng) 引入生物滯留技術，此技術通過植物截流和土壤過濾處理徑流雨水，有效去除雨水中的小顆粒固體懸浮物、微量的金屬離子、營養(yǎng)物質、細菌及有機物?？刂茝搅髁?，保護下游管道及各構筑物。合理的設計加上妥善的維護，能夠改善環(huán)境，達到良好的景觀效果。生物滯留系統(tǒng)對于總氮、凱氏氮、總磷、Cu和Zn的去除率分別為49%、52%～67%、65%～87%、43%～97%和64%～95%[16]。

(5)雨水濕地技術 引入雨水濕地技術，此技術首先進入的是地上水面的“凈化生境”，由種植成籬笆一樣的蘆葦等水生植物和培養(yǎng)在上面的凈化微生物構成[15]，再利用專門器材進行二次過濾。

(6)增加水系流程 為了模擬自然界水質凈化過程，優(yōu)化水陸交織良性的濕地景觀結構，增加了水系的流程，使水質自然徑流中得到了凈化。水系駁岸結合大小各種置石，使水系岸線更為曲折，凈化水質更為有效。例如法國的國際著名設計“Lagunage De Harnes”，利用自然水體凈化的原理，通過增加水體流程(繞城市幾周)以取得水質凈化的設計，啟迪人們如何有效發(fā)揮景觀規(guī)劃的綜合功能。

2.1.3 隔音降噪 為有效保證鷺鳥生存不受到噪聲干擾，利用生態(tài)堆坡和科學配植來隔音降噪。生態(tài)堆破設計具有很好的降低噪音的作用，聲音經過草坪和微地形地面時會減弱，聲音經過植物葉片時，會自動減弱，聲波經過植物葉片時會有一部分變?yōu)槿~面固有的頻率，另一部分則被樹葉所吸收。遵照植物配置的空間營造、對比與協(xié)調、相生相克等多種原則，選用降低噪音效果較好的植物種類來設計。提倡提高植物豐富度，種植鷺鳥比較喜愛營巢的杉木[Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook.]、南洋楹[Albiziafalcataria(Linn.) Fosberg]和水杉(MetasequoiaglyptostroboidesHu et Cheng)等樹種。

2.1.4 橋梁生物廊道 小動物經常為了覓食、尋偶等活動而被迫穿越城鄉(xiāng)各級道路，有時會被車輛無意中傷害。為避免小動物們受到傷亡，引入生物廊道理念，結合現(xiàn)有的橋梁，設計了幾個橋梁生物廊道。魏國安等[17]從生物保護的角度，將生物廊道定義為“供野生動物使用的狹帶狀植被，通常能促進兩地間生物因素的運動”。生物廊道具有保護生物多樣性、過濾污染物、防止水土流失、防風固沙、調控洪水等多種功能。生物廊道主要由植被、水體等生態(tài)性結構要素構成，目的是更好地保護生物多樣性。生物廊道具有高效的生態(tài)功能，城市生物廊道使動物生境的破碎化得到改善。

2.2 基于鷺鳥不同生長時期生活習性的生物保護規(guī)劃

鷺鳥在不同的生命時期有不同的環(huán)境資源需求，從出生到成長，鷺鳥主要生活在河岸、河口及其沿河附近的湖泊、溪水、水塘、水稻田和沼澤地帶。且對水質有一定要求，主要要求水體偏中性(pH值約在6.883～6.714為最佳)，溶氧量在8.023～6.018之間，背景噪聲不宜過高，能接受20～200 Hz的低頻噪音。鷺鳥主要活動在以桃樹(AmygdaluspersicaL.)、柑橘(CitrusreticulataBanco)、香樟[Cinnamomumcamphora(L.) Presl]、栓皮櫟(QuercusvariabilisBl.)、泡桐(Paulowniafortunei)、側柏[Platycladusorientalis(L.) Franco]、水杉(MetasequoiaglyptostroboidesHu et Cheng)、紅樹(RhizophoraapiculataBl.)、相思樹(CeltistimorensisMerr)、馬尾松(PinusmassonianaLamb)、木麻黃(CasuarinaequisetifoliaForst.)等組成的純林和混交林，對生境質量變化較為敏感，要求穩(wěn)定的棲息地生態(tài)系統(tǒng)，且沒有生物入侵現(xiàn)象[17-19]。

根據鷺鳥的不同生長時期的生長過程將場地劃分為四個功能區(qū)：生命之源、成長之跡、活動之域和知識之所(圖3)。在每個功能區(qū)中根據鷺鳥生活習性需求來設計每個功能的景觀。同時實現(xiàn)濕地結構的改善、水質凈化、生物廊道的建立、生物多樣性的提高、隔音降噪和人群休閑活動等多種功能。

(1) “生命之源”功能區(qū)作為鷺鳥完成生命繁衍哺育的區(qū)域(圖3)。這個區(qū)域主要根據鷺鳥求偶、交配和繁殖的生活習性需求進行設計。鷺鳥具有良好的營巢習性，每個巢穴用120～180條樹枝[18]。鷺鳥傾向選擇喬木冠層水平方向的中部及豎直方向的上部距離地面10～13 m枝丫構筑淺盤狀巢穴。對喬木數量、灌木數量和蓋度、坡向和坡度等因子沒有明顯的選擇性[18]。由于鷺鳥交配、繁殖、孵化過程均不喜歡受干擾，本區(qū)域設計以靜為主，路網比較簡單，限制人群進入。該區(qū)主要考慮噪音、水源、自然條件等對鷺鳥生活繁衍的影響，鳴聲是鳥類生殖繁衍的最初交流條件。

圖 3 總平面圖Figure 3 General plan drawing

(2)“成長之跡”功能區(qū)作為鷺鳥生命中重要的成長時期，該區(qū)主要考慮到破殼而出的幼鳥的成長過程，處于過渡階段(圖3)。親鳥用泥鰍(Misgurnusanguillicaudatus)、黃鱔(Monopterusalbus)、蚯蚓(Pheretima)和昆蟲來養(yǎng)育幼鳥[20]。大約2個月月齡時，幼鳥短距離地進行覓食、嬉戲等活動[21]。在該區(qū)對岸設置眺望臺與休閑區(qū)，提供觀賞鷺鳥的活動空間，在滿足鷺鳥生存需求環(huán)境的同時，也滿足游賞人群需求。

(3)“活動之域”功能區(qū)是成鳥生長活動的地方。鷺鳥對水質要求不高，棲息地環(huán)境從優(yōu)到劣順序為：山泉>水田>小米灘河>小池塘[17]。鷺鳥的取食方位很自由，東南西北均有。多數在距離棲息地7～15 km范圍內取食 , 少數在 30～100 km內取食[18]。研究表明鷺鳥的驚飛距離為4～5 m[22]。鷺鳥的食物主要為小魚蝦、泥鰍、黃鱔、螺等 ，一般昆蟲類較多(特別是鱗翅目和膜翅目的昆蟲)，蛙類較少[15]。功能區(qū)景觀以植物造景為主，栽種鷺鳥比較喜愛營巢的水杉等樹種，增加物種多樣性。為更好引導人群在此活動，設有雨水花園，既能蓄水又能養(yǎng)殖水生動植物，并在沿岸邊設置棲鳥柱列和梯田景觀，提供鷺鳥棲息場所。在兩岸嚴格控制娛樂性建筑和大型服務性建筑的建設，僅于林間、水邊和游步道旁點輟供行人休息和觀景的小品建筑。將對岸進行改造，使其成為一處絕好的觀鳥地帶。堤壩沿線增設觀光亭臺、立柱之棲架高廊組合式建筑供游人休閑散步和觀賞對岸的景觀。

(4)“知識之所”功能區(qū)主要是生物多樣性科普知識的共享區(qū)域，主要以自然植被和水體為主，主要建筑物只有科技館?？萍拣^陳列和展示以鷺鳥為主的各種標本、科普知識和濕地植物保護等知識?？平甜^及周邊開敞的廣場平臺可以不定期地舉辦地球生命知識的展覽活動和科普宣傳活動。旨在喚醒人民對鷺鳥等生物的保護熱情。并啟迪人們對生物多樣性保護的認識和思考。作為科普教育基地，培養(yǎng)學生對地球生物保護和救助的愛心，培養(yǎng)優(yōu)秀、完善的性格品質。

人們可以穿行于自然的道路和生態(tài)木棧道(展翅高翔、 歲月章回)、木質橋梁(泊舟橋)之中，感悟生物與人類休戚相關的情懷。觀賞鷺鳥的高空凌宇飛翔，品味“一行白鷺上青天”的高昂境界。

3 結論與建議

本文是科學方法和定量數據應用于規(guī)劃設計實踐中的探索性研究，首先基于生態(tài)學和生物保護學的理論和方法探索生物保護景觀棲息地優(yōu)化模式，然后通過具體的案例進行實踐規(guī)劃設計，以此來驗證此優(yōu)化模式的科學有效性。本優(yōu)化模式如下：第一步對場地現(xiàn)狀進行定性和定量分析，確定場地的關鍵性問題。同時，為了達到生物保護和可持續(xù)性，收集和調研得到大量的生物生活習性的定量數據。第二步對場地的關鍵性問題和生物生活習性的數據進行綜合分析，構思方案。

(1)本研究目標是恢復校園濕地原有的景觀結構，使其在發(fā)揮濕地生態(tài)服務功能的同時，為師生和游人提供景觀游賞空間。實現(xiàn)途徑方面力求“雖由人做，宛自天開”。希望通過定量數據的分析，恢復場地濕地景觀結構健康的狀態(tài)，達到“吾以觀復”的目的。依據生態(tài)修復和景觀生態(tài)學原理，恢復場地良性健康的景觀結構，以發(fā)揮其景觀良好的服務功能。

(2)基于鷺鳥不同生長時期(孵化、 幼年、 成年)的3個階段設計景觀空間功能結構，并在每個生命空間中根據數據合理的設計景觀以滿足鷺鳥的生活需求，將指示生物生存和生活的定量數據切實應用到棲息地景觀規(guī)劃之中。本研究旨在依托生態(tài)理論和設計方法營造鷺鳥在福州優(yōu)質棲息地，使鷺鳥獲得身心休憩的港灣。

(3)綜合運用生態(tài)浮島、生態(tài)駁岸、植被淺溝、生物滯留系統(tǒng)、雨水濕地技術和增加水系流程技術對水質進行凈化。由于水質凈化是一項長期的過程。建議在科學合理的景觀規(guī)劃設計之外，增加一個小型的美觀的污水凈化設施。通過污水凈化設施幫助，可以在比較短的時間內就呈現(xiàn)出潔凈的水質和怡人的江濱景觀。依據海綿系統(tǒng)理論，結合大學城的排水系統(tǒng)的規(guī)劃，力圖把溪源江的濕地結構修復成可以更好地發(fā)揮水系基礎設施的重要作用的水生態(tài)系統(tǒng)。設計橋梁生物廊道，提高了兩岸生物的連通性，使整體景觀的生態(tài)系統(tǒng)處于良性循環(huán)之中。利用生態(tài)堆坡式的園林微地形設計和科學植物種類配置來實現(xiàn)隔音和降噪功能，保護鷺鳥寧靜的生活環(huán)境。

本研究探索的有效運用科學定量數據指導生物棲息地景觀優(yōu)化的模式，旨在為未來相關研究提供參考和借鑒作用。