江海燕，張?zhí)煨?，黃曉彤，袁 媛，陸 劍

（1.廣東工業(yè)大學(xué) 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院,廣東 廣州 510090；2.廣東工業(yè)大學(xué) 景觀規(guī)劃與生態(tài)修復(fù)研究中心,廣東 廣州 510090；3.佛山市城市規(guī)劃設(shè)計研究院,廣東 佛山 528000）

生物多樣性是生物及其環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的綜合，包括動物、植物、微生物和它們的生存環(huán)境形成的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，是人類賴以生存和發(fā)展的條件[1]。生物多樣性保護一直以來受到國際組織和各國政府的高度重視。1992年首個《生物多樣性公約》在巴西里約熱內(nèi)盧召開的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會簽署；隨后近30年，世界各國和國際組織陸續(xù)出臺多個全球性的戰(zhàn)略保護規(guī)劃和政策法規(guī)[2-3]。我國是世界上生物多樣性最為豐富的12個國家之一，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)發(fā)布了《中國生物多樣性保護戰(zhàn)略與行動計劃(2011－2030年)》，還成立了由25個部門組成的“中國生物多樣性保護國家委員會”指導(dǎo)“聯(lián)合國生物多樣性十年中國行動”[4]。

然而，伴隨近幾十年集約化的土地利用，我國自然、半自然用地不斷被開墾，過度的人工化和過量農(nóng)業(yè)化學(xué)品導(dǎo)致農(nóng)業(yè)景觀生物多樣性喪失嚴(yán)重[5]。我國當(dāng)前的耕地保護和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)并未充分考慮生物多樣性內(nèi)容，未將生物多樣性提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)納入相應(yīng)的考核指標(biāo)，隨著城鄉(xiāng)空間景觀新一輪的重構(gòu)，制定適應(yīng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護和修復(fù)的管控對策尤為迫切。

珠三角經(jīng)歷了一千多年的淤積和沉積等自然過程，形成了一種基塘系統(tǒng)的綜合水陸農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖模式，長期承載著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)服務(wù)雙重功能[6-8]。然而在人類強干擾的使用下，珠三角農(nóng)業(yè)系統(tǒng)一直存在重經(jīng)濟效益、輕生態(tài)服務(wù)功能的問題。在新時期生態(tài)文明轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展背景下，農(nóng)業(yè)空間要求從以往單純追求經(jīng)濟效益到綜合“生態(tài)?經(jīng)濟?社會”復(fù)合價值的高質(zhì)量發(fā)展，從以往單要素保護修復(fù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐陨鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能全面提升為目標(biāo)的整體保護與修復(fù)。本文以佛山市順德區(qū)鯉魚沙萬畝公園為例，深入調(diào)查和評價人類生產(chǎn)、生活影響下農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的特征和問題；針對共性生態(tài)系統(tǒng)問題和干擾因素，提出協(xié)調(diào)生產(chǎn)、生活和生態(tài)功能的、可供廣泛推廣的修復(fù)策略。研究對于三角洲河網(wǎng)區(qū)強人工干擾下農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的典型構(gòu)成、共性特征及其生境修復(fù)具有基礎(chǔ)理論意義，對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展具有實際指導(dǎo)意義。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

鯉魚沙萬畝公園位于佛山市順德區(qū)北滘鎮(zhèn)，西臨樂從鎮(zhèn)和龍江鎮(zhèn)，東南緊靠勒流街道，總面積為2 630 hm2(見圖1，作者繪制)。鯉魚沙萬畝公園是佛山市在2019年持續(xù)推進生態(tài)文明建設(shè)大背景下實施萬畝千畝公園計劃中的18個萬畝公園之一，是佛山市城郊萬畝郊野森林環(huán)上的重要節(jié)點，也是東部鳥類遷徙路線重要的踏腳石之一。公園位于“樂龍路?順番公路”綠楔進城的入口處，與南部基塘農(nóng)田集中區(qū)共同構(gòu)成市域濕地生態(tài)核，共同維育佛山桑基魚塘特色生態(tài)系統(tǒng)?，F(xiàn)狀非自然用地以工業(yè)和住宅為主，約占公園面積的20%；自然用地以養(yǎng)殖坑塘和園地苗圃為主，約占公園面積的80%，主要生產(chǎn)方式為蘭花種植和鰻魚養(yǎng)殖(見圖2，作者繪制)。

圖1 鯉魚沙萬畝公園區(qū)位圖Fig.1 Location of Liyusha Wanmu Park

圖2 鯉魚沙萬畝公園用地分布圖Fig.2 Land use of Liyusha Wanmu Park

1.2 研究方法

1)總體思路

總體工作思路為：首先開展實地調(diào)研，利用無人機航拍、樣方調(diào)查和圖像記錄法采集場地實際信息，綜合已有場地高清航拍影像圖、三調(diào)數(shù)據(jù)進行比對、校正，建立土地斑塊地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和植物信息圖表；其次采用景觀連接度評價法、圖解法、統(tǒng)計法分析生境構(gòu)成、結(jié)構(gòu)和品質(zhì)，識別關(guān)鍵生態(tài)問題；最后通過規(guī)劃分區(qū)和植物配置提出修復(fù)策略(見圖3)。

圖3 工作思路與技術(shù)路線圖Fig.3 Research framework

2)連接度分析法

連接度分析法采用ArcGIS10.2和Fragstats4.2兩個軟件進行，主要步驟包括：(1)經(jīng)過校驗的ArcGIS10.2土地斑塊矢量數(shù)據(jù)首先需要轉(zhuǎn)換為柵格圖像；(2)將柵格數(shù)據(jù)按照1～15 m 共 15個粒度轉(zhuǎn)化為標(biāo)簽圖像文件格式(Tag Image File Format，TIFF)文件，并進行粒度效應(yīng)計算和確定最佳景觀格局指數(shù)[9-10]。本研究選取斑塊密度(Patch Density，PD)、邊界密度(Edge Density，ED)、面積加權(quán)平均斑塊面積(Area-Weighted Mean Patch Area，AREA_AM)、面積加權(quán)平均分維數(shù)(Area-Weighted Mean Patch Fractal Dimension,FRAC_AM)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(Shannon's Diversity Index，SHDI)、香農(nóng)平均指數(shù)(Shannon's Evenness Index，SHEI)以及景觀分離度(DIVISION)7項景觀格局指數(shù)進行粒度效應(yīng)分析，發(fā)現(xiàn)鯉魚沙萬畝公園指數(shù)相對穩(wěn)定的粒度域為6～9 m，選擇8 m為最佳景觀格局指數(shù)(見表1)。(3)賦予權(quán)重：根據(jù)土地斑塊對生物多樣性阻力的大小，賦予不同權(quán)重。包括道路在內(nèi)的人工線性廊道以及村居和工廠等面狀區(qū)為阻隔斑塊，根據(jù)阻隔程度大小賦予?0.2～?0.05的負值；樹林、河流、河涌有利于生物多樣性，賦予0.2～0.25的正值；坑塘、苗圃、園地、草地等相對功能偏弱，賦予0.1的正值。(4)連接度計算及可視化輸出：選取斑塊水平(patch-level)的鄰近指數(shù)(Proximity Index，PROX)，計算每個斑塊與1 km半徑內(nèi)同類型斑塊的連接程度，從而得到每個斑塊的連接度；根據(jù)不同用地分類賦予不同的權(quán)重，輸出場地斑塊可視化的連接度評價圖(見圖4，作者繪制)。

圖4 連接度分析圖Fig.4 Level of connectivity analysis

表1 多指數(shù)粒度效應(yīng)分析表Table 1 Multi-index of particle effect analysis

2 生境評價與問題識別

2.1 生境構(gòu)成：以流轉(zhuǎn)為人工化程度高、構(gòu)成單一的苗圃和魚塘為主，缺乏自然生境

按照生態(tài)要素，鯉魚沙的生態(tài)基底構(gòu)成為“八分水一分草一分田”。由坑塘、內(nèi)河涌、河流等構(gòu)成的水體占82%，其次是由園地和苗圃構(gòu)成的農(nóng)田占6%，另外草地占5%。按照生境類型，包括濱水、坑塘和農(nóng)田3類生境。其中，濱水生境約占總面積的16.7%，包括堤外濱江帶、堤內(nèi)河涌帶2種生境，該類生境對公園的水環(huán)境和生物棲息地的多樣性有重要影響；坑塘生境占43.8%，按塘基的種植類型包括草基魚塘、果基魚塘及菜基魚塘；農(nóng)田主要分布在場地北岸，占地最少，多為人工種植的苗圃?？犹梁兔缙园邏K作為公園占比近一半的主要生境單元，在空間分布上相對集中，而且由于高效益產(chǎn)出追求，形態(tài)上高度人工幾何化，基塘比由傳統(tǒng)桑基魚塘的4∶6～5∶5標(biāo)準(zhǔn)化為1∶9～2∶8，破碎化程度高，水土交換生態(tài)效應(yīng)差[11](見圖5[11]、圖6)；苗圃受土壤和植物頻繁轉(zhuǎn)移的影響，流動的生產(chǎn)方式造成土壤流失、固定生境缺乏，導(dǎo)致動植物生態(tài)鏈難以形成，生物多樣性極差。同時大部分農(nóng)田被轉(zhuǎn)用成坑塘，坑塘養(yǎng)殖用水通過內(nèi)河涌與北江河水交換，對北江水質(zhì)造成潛在的影響。

圖5 20世紀(jì)60年代自然基塘的生態(tài)肌理Fig.5 Dike-pond’s natural texture in the 1960s

圖6 現(xiàn)狀標(biāo)準(zhǔn)基塘人工化的生態(tài)肌理Fig.6 Dike-pond’s artificial texture nowadays

2.2 生境結(jié)構(gòu)：生境斑塊連通性較差，存在多處斷點

鄰近指數(shù)(PROX)能夠度量同類型斑塊間的鄰近程度以及景觀的破碎度。通過景觀連接度計算及可視化輸出，PROX指數(shù)值越小(在圖4中表現(xiàn)為偏紅色)，表明同類型斑塊間離散程度越高或景觀破碎程度越高；PROX指數(shù)值越大(在圖4中表現(xiàn)為偏綠色)，表明同類型斑塊間鄰近度越高，景觀連接性越好(見圖4)。根據(jù)珠三角地區(qū)鳥類遷徙的習(xí)性，以2個自然生境斑塊之間的距離不超過2 km為原則，分析場地斑塊連接度特征?？犹辽嘲邏K主要集中在場地的東部和南部，這些坑塘斑塊通過塘基或者機耕路連接在一起，形成大片坑塘水域，生境連接度較好，連接度較高的坑塘在現(xiàn)場調(diào)研中能見到佛山常見鳥類白鷺的身影。東部河堤沿線深綠色的條帶狀斑塊為公園用地，“喬?灌?草”以及“喬?草”復(fù)合植物群落在公園內(nèi)分布較廣，植物種類較為豐富，因此生境連接度較高。場地東部和南部的村莊聚落、鯉魚沙島東南部的工廠區(qū)以及西北部的村落內(nèi)部連接性好，但人工建設(shè)區(qū)域?qū)е罗r(nóng)田、坑塘、自然林等半自然和自然用地割裂，破碎化加??；而且內(nèi)部由于人工化程度嚴(yán)重，導(dǎo)致整體生境連接度較差。鯉魚沙島主要分布自然林和人工林，自然化程度較高；但由于鯉魚沙萬畝公園其他區(qū)域基本被用于坑塘、苗圃以及人工聚落開發(fā)，部分河岸線也被居民占用作為自家農(nóng)地，無法與島上的林地斑塊形成連片的生境斑塊，導(dǎo)致鯉魚沙島的生境連接度不高。

2.3 生境品質(zhì)：植物群落構(gòu)成較單一，缺乏灌木層、水生植物層以及自然植物群落

樣方調(diào)查記錄了79種植物，分屬38科73屬；其中鄉(xiāng)土植物種占67%，外來植物種占30%，外來入侵種占3%。鄉(xiāng)土植物中，常見的喬木有苦楝、構(gòu)樹、小葉榕、對葉榕、黃皮、龍眼等；灌木主要有米仔蘭、假連翹、白飯樹等；草本主要有碎米莎草、芭蕉、蘆葦、芋頭、白茅、狗牙根等；藤本主要有葛藤、倒地鈴、雞屎藤等；竹類有小琴絲竹、青皮竹和撐篙竹。外來植物中，常見的喬木主要有鳳凰木、油棕等，灌木主要有琴葉珊瑚，草本主要有旱墨蓮、合果芋、三點金等；出現(xiàn)頻率較高的外來入侵植物是三葉鬼針草和馬纓丹。自然植被中較典型的植物群落組合(喬?灌?草)主要有3類(如圖7所示)：一是苦楝、小葉榕?馬纓丹?海芋、白茅，二是構(gòu)樹、青皮竹、芭蕉?白飯樹?芋頭、狗牙根、馬唐，三是對葉榕?白飯樹?碎米莎草、蘆葦、鴨跖草、水蓼。

圖7 典型濱水自然植物群落構(gòu)成及生境Fig.7 Composition and habitat of typical waterfront natural plant community

根據(jù)土地利用類型與植物郁閉度，從鳥類、昆蟲類需求分析生境質(zhì)量。鯉魚沙水鳥棲息地以水體、沿順德河道的人工植被區(qū)和自然的疏林灌叢為主；陸鳥棲息地以內(nèi)部水體附近的疏林草地及村落附近的疏林灌叢為主。在筑巢喬木選擇方面，鳥類一般選擇竹林、榕樹、水松，位于順德水道上的鯉魚沙島是眾多鳥類棲息地的選擇。從調(diào)查的公園植物現(xiàn)狀來看，盡管島內(nèi)植物種類較多，但存在三方面問題：一是以喬木、草本為主，灌木種類較少、植物層次不夠豐富；而且多分布于濱水公園及內(nèi)河涌邊，濱水河漫灘植物豐富度不夠，存在水土保持能力低的問題。二是場地水體占比大，但水生植物較為缺乏，水生植物或濕地植物凈化水體的功能受限。三是非鄉(xiāng)土植物較多，無法為昆蟲、鳥類等動物提供足夠的棲息地，對動物的活動、發(fā)育及繁衍有一定的限制，導(dǎo)致動物種類少，進而島內(nèi)物種豐富度偏低，產(chǎn)生生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性低的問題。

3 生物多樣性提升策略

3.1 修復(fù)思路與目標(biāo)

針對公園現(xiàn)狀，農(nóng)田流轉(zhuǎn)為苗圃和坑塘形成生物棲息地缺乏、生境連通性存在多處斷點、動植物群落構(gòu)成單一、生物多樣性不足等問題，提出通過分區(qū)管控和建設(shè)，協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、鄉(xiāng)村聚居、生態(tài)休閑、生物生存空間，補償生物棲息地不足、降低人類干擾；采用保育、建植、修復(fù)等手段，連接斷點、豐富生境、提升生物多樣性。通過修復(fù)規(guī)劃、管控和景觀重建，最終形成自然濱河生態(tài)景觀與優(yōu)美鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)景觀交相輝映的濱水濕地型公園。

3.2 修復(fù)規(guī)劃分區(qū)

基于鯉魚沙的生態(tài)本底以及生境連接度分析，將公園以河堤為界劃分為堤外自然生境區(qū)和堤內(nèi)人工生境區(qū)(見圖8，作者繪制)。(1)堤外自然生境區(qū)以恢復(fù)濱水生境、提高連通性為主。根據(jù)功能和活動準(zhǔn)入的差異，該區(qū)細分為“生態(tài)核心區(qū)”“生態(tài)緩沖區(qū)”和“休閑娛樂區(qū)”，占地面積分別為96、96、18 hm2，占比分別為4.5%、4.5%、0.8%。生態(tài)核心區(qū)包括河心島和每隔2 km設(shè)置的濱河生態(tài)斑塊，用于營造濱水動植物的主要棲息地以及水鳥遷徙廊道上的踏腳石，基本不允許游人活動；休閑娛樂區(qū)位于與村居可達性較好、對河流環(huán)境影響較小的濱河區(qū)域，利用生態(tài)設(shè)計打造環(huán)境友好的親水空間，是游人活動的主要區(qū)域；生態(tài)緩沖區(qū)位于生態(tài)核心區(qū)與休閑區(qū)之間的過渡地帶，只允許慢行步道等有距離觀賞活動，用于維育、恢復(fù)濱河典型植被群落，增強生態(tài)連通度。(2)堤內(nèi)人工生境區(qū)則以增強生境豐富度、提高生物多樣性為主。根據(jù)各類生境修復(fù)重點，將該區(qū)細分為“濕地補償區(qū)”(見圖9，作者繪制)、“坑塘修復(fù)區(qū)”(見圖10，作者繪制)和“聚落引導(dǎo)區(qū)”，占地面積分別為190、1 330、417 hm2，占比分別為8.8%、62%、19.4%。濕地補償區(qū)以河涌、河漫灘為主，增加河涌兩側(cè)的自然斑塊，改善水質(zhì)，提升水環(huán)境與水鄉(xiāng)景觀；坑塘修復(fù)區(qū)的目標(biāo)是改善單一的幾何形坑塘肌理，減少水環(huán)境污染，增加生物多樣性，推廣生態(tài)養(yǎng)殖；聚落引導(dǎo)區(qū)實施環(huán)境污染管控、減少污染，提升鄉(xiāng)村景觀。

圖8 修復(fù)分區(qū)規(guī)劃圖Fig.8 Layout of restoration zoning

圖9 三級表流濕地補償區(qū)布局Fig.9 Layout of wetland compensation area

圖10 坑塘修復(fù)區(qū)布局Fig.10 Layout of pond restoration area

3.3 分區(qū)修復(fù)策略

分區(qū)修復(fù)策略如表2和圖11所示。為了保護河流水環(huán)境、增強河流生態(tài)廊道功能、提升動物生境多樣性，堤外自然生境區(qū)以生態(tài)保護及生境營造為主要修復(fù)策略，具體思路為：(1)通過濱水植被群落的保育、建植及動植物友好設(shè)施的置入，在生態(tài)核心區(qū)內(nèi)營造濱水動物的棲息地，增加河流廊道的生態(tài)踏腳石；(2)通過目標(biāo)鄉(xiāng)土植物群落的保育、控制外來植物入侵和蔓延，使緩沖區(qū)逐步自然演替為典型的自然濱河植被區(qū)，增強河流生態(tài)廊道的連通度；(3)通過緩沖隔離帶及生態(tài)設(shè)計等手段，降低休閑娛樂區(qū)人群活動對河流環(huán)境的影響，加強市民對河流生態(tài)環(huán)境的認知和保護意識；(4)為了改善大量坑塘形成的單一肌理，提升鄉(xiāng)村生態(tài)景觀，堤內(nèi)人工生境區(qū)以生態(tài)補償、環(huán)境監(jiān)控為主要策略：通過表流人工濕地的營建、生態(tài)坑塘養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的推廣及鄉(xiāng)村景觀提升等措施增加人工生境區(qū)的自然斑塊、降低生活污水和養(yǎng)殖業(yè)對水環(huán)境的影響。

圖11 各修復(fù)分區(qū)概念設(shè)計圖Fig.11 Concept sketch of restoration zoning’s strategies and measures

表2 分區(qū)修復(fù)策略和措施Table 2 Strategies and measures of restoration zoning

3.4 植物配置策略

各修復(fù)分區(qū)的植物種選擇及配植遵循以下3個原則。(1)適地適樹：根據(jù)自然條件選擇合適的植物種，建植或保育健康、穩(wěn)定、能正向演替的植物群落；(2)鄉(xiāng)土植物：選擇在本區(qū)域內(nèi)自然分布的鄉(xiāng)土植物種為骨干樹種，以形成典型的鄉(xiāng)土自然景觀[13]；(3)動物友好：選擇鳥類、昆蟲等偏愛的食源、蜜源植物、宿主植物，營造理想的動物棲息生境(見表3)。

表3 植物修復(fù)配置表Table 3 Plant configuration of restoration zoning

4 結(jié)論

本文以佛山鯉魚沙萬畝公園為例，深入調(diào)查分析了高強度建設(shè)的城市群河網(wǎng)區(qū)典型基塘農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)存在的共性問題，包括：生境斑塊大量人工幾何化、生境結(jié)構(gòu)破碎化、自然生境缺乏、動植物群落結(jié)構(gòu)單一等?；邗庺~沙萬畝公園的生態(tài)功能定位，通過“一園一策”生態(tài)修復(fù)規(guī)劃，提出堤外“生態(tài)核心區(qū)”“休閑娛樂區(qū)”“生態(tài)緩沖區(qū)”以及堤內(nèi)“濕地補償區(qū)”“坑塘修復(fù)區(qū)”和“聚落引導(dǎo)區(qū)”的分區(qū)方法，采用保育、建植、補償、修復(fù)等手段，協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、鄉(xiāng)村聚居、生態(tài)休閑、生物生存空間，連接斷點、豐富生境進而實現(xiàn)生物多樣性提升。本文采用生態(tài)學(xué)樣方調(diào)查和景觀連接度評價等方法可視化揭示農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)存在的問題，通過風(fēng)景園林學(xué)科規(guī)劃設(shè)計手段提出分區(qū)管控、生態(tài)修復(fù)和景觀重建策略；該技術(shù)路線對當(dāng)前生態(tài)文明建設(shè)背景下，解決粵港澳大灣區(qū)及其他三角洲地區(qū)廣泛的因應(yīng)場地尺度的三生空間協(xié)調(diào)、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護管控和修復(fù)重建工作具有實際指導(dǎo)意義，為高強度建設(shè)的城市群河網(wǎng)區(qū)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供借鑒。