熊 琳,吳 靜,張 煌
(中鐵水利水電規(guī)劃設(shè)計集團(tuán)有限公司,江西 南昌 330006)
景觀是地理要素相互聯(lián)系制約、有規(guī)律結(jié)合而成綜合體,包括復(fù)雜的自然過程,景觀生態(tài)學(xué)的重要內(nèi)容是研究景觀單元的空間關(guān)系與價值,景觀生態(tài)學(xué)視角下的河流廊道規(guī)劃,強調(diào)河流廊道的格局、生態(tài)過程與生態(tài)效益的內(nèi)在關(guān)聯(lián)機理,有助于整合時空變化下的自然與人文資源,明晰廊道生境系統(tǒng)的循環(huán)互饋機制。
景觀生態(tài)學(xué)是一門集地理科學(xué)、生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)的綜合學(xué)科,是對不同尺度上的景觀類型的空間格局、生態(tài)過程及其動態(tài)變化的研究[1]。景觀生態(tài)學(xué)將景觀類型劃分為斑塊、廊道與基質(zhì)3個基本結(jié)構(gòu)要素,這一“斑塊-廊道-基質(zhì)”體系被用來解釋任意不同區(qū)域包括江河的景觀[2],如圖1。
圖1 河流景觀要素示意
景觀生態(tài)學(xué)的格局理論,是指一定尺度范圍內(nèi)的斑塊和基質(zhì)的大小、數(shù)量與配置,決定了景觀中的生物與生態(tài)過程之間的關(guān)系,是保證生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定與延續(xù)人與自然可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
景觀的異質(zhì)性是指其結(jié)構(gòu)要素總是不均勻分布于景觀中,使得景觀要素始終處于非均質(zhì)的狀態(tài)[3]。異質(zhì)性的特點有3個方面:①空間異質(zhì),是指景觀要素在空間分布上的差異性;②時間異質(zhì),是指空間結(jié)構(gòu)隨時間推移的差異性;③時空耦合異質(zhì),是指前兩種異質(zhì)相統(tǒng)一。景觀的這種異質(zhì)性決定了景觀元素在空間格局與功能定位的不同,是景觀生態(tài)學(xué)的核心理論之一[4]。
河流本身就是線性非勻質(zhì)的廊道。河流廊道對于無河堤段為河流及其兩岸的洪泛灘,一般洪泛灘地范圍是在某一設(shè)計頻率的洪水淹沒線以下;對于有河堤段,廊道范圍則為兩岸河堤之間的區(qū)域[5]。
河流廊道是動態(tài)的生態(tài)系統(tǒng),具有多維連通的結(jié)構(gòu)特性[9]。如圖2,河流廊道在空間上具有縱向、橫向、垂向3個維度以及時間軸的動態(tài)時序維度[6]。
圖2 河流廊道結(jié)構(gòu)示意
縱向軸:沿河流縱斷面方向,其所處地理空間發(fā)生城區(qū)-城郊-郊野的地理區(qū)位更迭,廊道內(nèi)的立地條件的變化致使河流廊道的縱向生態(tài)定位也不同。城區(qū)河段水利設(shè)施形態(tài)相對固定,在城市建設(shè)中趨向硬質(zhì)化;城郊有較好的區(qū)位交通優(yōu)勢,可利用空間較充足,郊野河段原生生態(tài)本底好,但農(nóng)業(yè)面源污染較嚴(yán)重。
橫向軸:橫斷面方向一般包括河道、洪泛灘和岸邊高地三部分[10]。岸邊高地是洪泛灘和河流廊道外圍環(huán)境的過渡,洪泛灘存在周期性洪泛現(xiàn)象,具有滯蓄洪水,通過洪水脈沖帶來物質(zhì)、能量交換作用,因此河道與洪泛灘的連通性很重要[11]。
豎向軸:根據(jù)豐水期的水深以及洪水淹沒范圍將河流廊道豎向上分為深水區(qū)(豐水期水深>3 m)、淺水區(qū)(豐水期水深≤3 m)、水陸交錯帶和陸地。豎向上生物的習(xí)性與分布不同,植物層次錯落,人類的活動范圍與方式也會隨標(biāo)高不同而變化。
時序軸:隨著時序的推演,廊道內(nèi)地質(zhì)地貌和氣候環(huán)境等非生命因子與生物產(chǎn)生不同的影響作用,包括魚類生長、繁殖,鳥類的遷徙、棲息,植被生長以及人類對河流隨時序變化而不斷調(diào)整的利用方式[5]。
生物棲息地與生命通道作用:河流廊道線性延展的連通結(jié)構(gòu),多層次的環(huán)境條件營造了良好的生境,成為了生物覓食、生存、繁殖與遷移的重要場所。
過濾與屏障作用:河流廊道作為水和泥沙的輸送通道,在輸送的同時,廊道植物群落、河道內(nèi)的水生植物可以對水流中的污染物和有害物質(zhì)起到過濾和攔截作用,從而降低河流中污染物的含量,起到凈化作用[7]。
源與匯的作用:河道的源是指為河道周邊環(huán)境提供能量和物質(zhì);河道的匯則相反,在雨洪期,河岸洪泛灘作為匯,可以滯蓄泥沙[8]。
景觀生態(tài)學(xué)視角下,將河流作為空間異質(zhì)性的完整景觀單元,在尊重基地自然特征的前提下,以水文學(xué)和地質(zhì)學(xué)為基礎(chǔ),構(gòu)建穩(wěn)定的河網(wǎng)結(jié)構(gòu),保障河道內(nèi)生態(tài)過程,綜合生態(tài)效益,從區(qū)域-流域-河段三個尺度逐步深入,明確生境的具體功能,據(jù)此構(gòu)建結(jié)構(gòu)上具有高度連通性的廊道體系,如圖3。
圖3 基于景觀生態(tài)學(xué)的河流廊道體系框架
綜合河流區(qū)域的土地利用規(guī)劃、水文水資源現(xiàn)狀、生態(tài)保護(hù)規(guī)劃紅線以及城鎮(zhèn)總體規(guī)劃等上位規(guī)劃,完善河流廊道的生態(tài)景觀格局,形成系統(tǒng)的河流網(wǎng)格體系,平衡流域水生態(tài)發(fā)展、水安全需求與水文化傳承,在保障河道生態(tài)流的同時,健全水景觀體系,同時帶動沿岸城鄉(xiāng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
河網(wǎng)構(gòu)建是基于河流廊道結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行的四維規(guī)劃??v向上通過廊道恢復(fù)加強不同生境間、植被帶中斷區(qū)間與其它生境間的連通性。橫向上明確生態(tài)敏感區(qū)與緩沖區(qū):通過恢復(fù)河道、洪泛灘的水文條件及水陸交錯帶植被結(jié)構(gòu),調(diào)和土地利用矛盾以保護(hù)生態(tài)敏感區(qū);通過在高地過渡帶適度開發(fā)低影響親水景觀增進(jìn)緩沖區(qū)活力。豎向上根據(jù)生物垂直分布特點對水陸交錯帶的生物鏈、植被結(jié)構(gòu)等進(jìn)行恢復(fù)。時序上明確隨時間推移廊道內(nèi)生物生理活動與人類行為活動的變化,據(jù)此制定相應(yīng)的管理措施。通過從整體到局部,多維度的結(jié)構(gòu)規(guī)劃,綜合生物對廊道的各種功能需求,構(gòu)建具有高度連通性的廊道網(wǎng)格體系。
完善的河流生態(tài)過程既需要鞏固廊道本體生態(tài)彈性,又要加強廊道與周圍環(huán)境的連通,因此可以重構(gòu)河流生態(tài)屏障、鞏固河道穩(wěn)態(tài),以促進(jìn)河流生態(tài)過程的進(jìn)行。
河流生態(tài)屏障在景觀生態(tài)學(xué)視角下是河段尺度上連通生物生境的廊道,包括動物通道和植物防護(hù)帶級廊道。河流和兩岸水陸交錯帶是棲息地的連通要塞,主要服務(wù)于魚類和鳥類棲息地的連通。為避免河流上游與下游的魚類種群遺傳隔離和生物多樣性降低,補建魚道水利工程,保障洄游魚類的正常生長、繁殖,維系河道上下游的水體連通?;謴?fù)河流廊道內(nèi)的鳥類棲息地植被帶,降低河流廊道內(nèi)的河漫灘破碎化,加強與其它生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)鳥類棲息地的連通性。根據(jù)廊道植被帶寬度與物種多樣性的關(guān)系以及所連通生境物種,結(jié)合可利用空間情況確定廊道植被帶的寬度,根據(jù)相鄰生境綴塊之間的距離確定廊道植被帶的長度,構(gòu)建與相鄰生境綴塊一致的植物群系。
河道穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵是完整且連續(xù)的生物鏈,根據(jù)河道食物鏈結(jié)構(gòu),為不同層級的生物營造充足的生命活動空間,形成循環(huán)連續(xù)的物種結(jié)構(gòu)與能量結(jié)構(gòu)。對于較穩(wěn)定的河道邊岸,如河流長期沖刷穩(wěn)定后形成的砂土自然堤和長期蓄積形成的平緩沙灘,此類邊岸生物豐富、植被完整,因此以保持為主,對于不穩(wěn)定的邊岸,可根據(jù)其沖淤特點模擬構(gòu)建自然岸坡形態(tài)。在灘涂島嶼內(nèi)的開發(fā)利用中,避免阻斷地表與地下水循環(huán),盡可能采用近自然材料或透水鋪裝材料,以棧道、踏腳石等形式組織交通,維持自然景觀和諧性的同時保障生物的活動與連通。
防洪排澇與生態(tài)修復(fù)是河道的基本功能,通過廊道建設(shè)以加強生態(tài)循環(huán)過程[12]。廊道沿線植物可以固堤、改善周邊微氣候、提高土壤的含水量,因而改善了河道的防洪能力。河道內(nèi)的深潭淺灘緩減了徑流流速,可以緩解豐水期的雨量沖刷。河道蓄滯的水量可以反哺沿線植物,深潭河底形成的水流回旋區(qū)演化成為生態(tài)濕地,凈化水質(zhì)。過濾后的水體有助于植物的營養(yǎng)吸收,更完整的動植物生境可以減少植物蟲害,流水產(chǎn)生岸微風(fēng),利于植物花卉種子傳播,水生植物的繁茂進(jìn)一步鞏固了河流水污染的治理、促進(jìn)河流生態(tài)修復(fù)循環(huán)。
河流也是人類賴以生存的生境,通過河道景觀營造,提升人居環(huán)境質(zhì)量,并提供優(yōu)美的親水空間,促進(jìn)人與自然的良性互動。河流廊道營造的小氣候給游憩的人們舒適、靜謐的感受;植物的季相變幻,傳遞給人們豐富的視覺享受,同時水與植物產(chǎn)生的負(fù)氧離子將改善空氣質(zhì)量,緩解人們的精神壓力,促進(jìn)身心的康養(yǎng)。
河流承載著悠久的歷史文化,通過河流廊道的演繹文化,宣傳流域的地方特色。城市因水而生,河流記錄了城市和時代的變遷,名人傳說、水利工程以及與水有關(guān)的節(jié)慶習(xí)俗給河道景觀注入了人文色彩,通過豐富多元的紀(jì)念性河道景觀,塑造具有特色的河道文化廊道,提升地域的風(fēng)格魅力。
景觀生態(tài)學(xué)視角下,凸顯了河流的格局與功能的重要性,河流廊道的建設(shè)是為了營造更加和諧健康的流域環(huán)境,其目的不是通過格局來約束河流的秩序,而是通過格局、生態(tài)過程與功能的統(tǒng)籌,還原最自然的河流風(fēng)貌。