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        基于斑塊-廊道理論下魚類棲息地建設的景觀駁岸設計

        2023-10-07 03:10:12宗士良
        中華建設 2023年10期
        關鍵詞:駁岸內(nèi)河棲息地

        宗士良

        在對南沙橫瀝島生境調(diào)研及魚類資料調(diào)研基礎,識別橫瀝島內(nèi)水目標魚類物?;谝陨戏治觯搿鞍邏K-廊道”理論,提出魚類棲息地空間架構(gòu)體系,對斑塊棲息地與廊道棲息地識別、功能區(qū)分、鯉科生態(tài)環(huán)境適宜性分析,為后續(xù)內(nèi)河涌駁景觀駁岸設計提供上位支撐。結(jié)合橫瀝島內(nèi)水水域格局及濱水景觀設計,將廊道斑塊識別、岸線設計、駁岸設計等研究成果應用于南沙新區(qū)橫瀝島尖內(nèi)河涌景觀工程項目實踐中。

        人與自然和諧發(fā)展是城市建設歷久彌新的主題。近年提出了“親近自然河流”“城市河道近自然化”等駁岸設計形式,強調(diào)“自然城市” 的設計理念,充分體現(xiàn)了人與自然的和諧。

        南沙新區(qū)位于廣州市南端,橫瀝島尖作為明珠灣區(qū)起步區(qū)的核心承載空間,將成為“南沙新名片,世界金融島”。在自然條件方面,橫瀝島內(nèi)河流密布,大小河流縱橫交錯,相互貫通。隨著橫瀝島全面建設金融國際島,島內(nèi)城市建設快速開展造成水生態(tài)環(huán)境日益面臨嚴峻挑戰(zhàn),對現(xiàn)狀魚類生存棲息地帶來很大沖擊。本研究嘗試探索新城開發(fā)建設背景下,基于斑塊-廊道理論下城市內(nèi)河涌魚類棲息地建設的景觀駁岸設計。

        一、魚類棲息地駁岸構(gòu)建策略

        1.項目場地

        橫瀝島尖分布中軸涌、義沙涌、長沙涌以及三多涌,整體呈“一橫三縱”的水系格局,島尖三面被上橫瀝水道、下橫瀝水道、蕉門水道包圍。

        2.目標物種識別

        根據(jù)對橫瀝島內(nèi)河涌實地調(diào)查以及查閱相關的文獻、統(tǒng)計資料等后對內(nèi)河涌的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進行基本評估,對河涌內(nèi)魚類資源情況進行調(diào)查統(tǒng)計,通過調(diào)查之后識別確認需要重點保護的魚類目科,并進行針對性的棲息地保護營造策略。

        (1)島內(nèi)河涌生態(tài)環(huán)境調(diào)查

        島內(nèi)現(xiàn)狀河涌均為未開發(fā)自然駁岸,河流兩岸生態(tài)環(huán)境良好,駁岸兩側(cè)高差平緩為魚類生活提供較為穩(wěn)定的生存環(huán)境。河道類型較為單一且水生植物品種單調(diào),不能營造良好的魚類產(chǎn)卵保育區(qū)與魚類生活區(qū),通過后續(xù)的駁岸建設來營造多樣的魚類生存產(chǎn)卵環(huán)境。

        (2)島內(nèi)河涌魚類資源調(diào)查

        經(jīng)過查閱廣州市漁業(yè)資源資料以及現(xiàn)場實地調(diào)查得知,分布于橫瀝島內(nèi)河涌魚類類型與廣州市域內(nèi)魚類類型基本一致,共計5 目17 科78 種,其中以鯉形目最多,達到10 科53 種并占比67.95%。

        鲇形目與鱸形目各占比14.105%,其余目類占比3.84%。鯉形目種由以鯉科品種最多達到53 種,鯉形目種占比84.91%。通過對島內(nèi)魚類資源品種進行分析得出,鯉形目鯉科鯉魚在內(nèi)河涌中占比最高,鯉形目占比67.95%(鯉科占比84.91%),比例遠遠超過其他目科,識別選定鯉科魚類作為魚類棲息地修復的重點實施對象。

        3.魚類棲息地空間體系構(gòu)建

        (1)斑塊-廊道理論的引入

        景觀是由景觀要素構(gòu)成的異質(zhì)性區(qū)域,斑塊、廊道、基質(zhì)三種不同的實體類型共同構(gòu)成了景觀。其中又以斑塊和廊道最具景觀異質(zhì)性。鄔建國等將斑塊定義為:“依賴于尺度的,與周圍環(huán)境(基底)在性質(zhì)上或者外觀上不同的空間實體”,從本質(zhì)上講,斑塊的認知應當著重強調(diào)空間形態(tài)的非聯(lián)系性和斑塊內(nèi)部的均質(zhì)性。廊道是指連接不同斑塊的狹長地帶,可以看作線性或者帶狀的景觀單元,不出意外所有的斑塊都被廊道連接和分割。王磊提出綠連系數(shù)這個反映斑塊連接狀況的參數(shù),數(shù)值上等于綠地斑塊周長與面積的比值。數(shù)值越大說明斑塊的生態(tài)效應與生物多樣性越好。

        景觀生態(tài)學領域已經(jīng)有許多將斑塊-廊道理論引入水域保護領域的先例,將斑塊-廊道理論引入到魚類棲息地保護研究領域的實踐較少。

        ①斑塊棲息地與廊道棲息地識別

        物種的豐富度與生態(tài)島面積正相關,面積越大,容納物種種群越多,物種減少率隨著島嶼面積減少而增加。這是因為大斑塊生物多樣性豐富,更有利于生態(tài)系統(tǒng)的平衡。小斑塊可以作為一些物種遷移的踏腳石,同時還可以豐富生態(tài)異質(zhì)性,對于魚類,島嶼漫灘是其產(chǎn)卵、避難的理想場所。橫瀝島內(nèi)河涌平均寬度為40m(中軸涌寬度50m,長沙涌、義沙涌和三多涌寬度為30m),是主要的棲息地。本章引入綠連指數(shù)評價指標作為斑塊棲息地的識別手段,綠連指數(shù)越大表明斑塊的異質(zhì)性越好。結(jié)合橫瀝島實際情況,認定綠連指數(shù)≥0.1 時認定為斑塊棲息地,河道和綠連指數(shù)<0.1時認定為廊道棲息地。

        注:T:綠連指數(shù)、L:斑塊總周長、S∶斑塊總面積

        ②斑塊棲息地與廊道棲息地功能區(qū)分

        一般來說可以認定,斑塊棲息地是指在濱水綠地寬度較大處為魚類提供產(chǎn)卵區(qū)與聚集區(qū),廊道棲息地指魚類日?;顒訁^(qū)域和河道部分。通過分析理清斑塊棲息地與廊道棲息地的區(qū)分標準與功能定位差異,為后續(xù)構(gòu)建不同類型駁岸類型提供上位理論依據(jù)。

        (2)鯉科生態(tài)環(huán)境適宜性分析

        考慮到橫瀝島內(nèi)與外江的聯(lián)系由七座水系閘門控制,多為靜水狀態(tài)。上節(jié)對島內(nèi)魚類資源進行了調(diào)查分析,識別選定鯉科魚類作為魚類棲息地修復的重點實施對象后,通過對鯉科魚類生存繁衍適宜的水流速度/深度研究,對河涌內(nèi)鯉科水流生態(tài)適應性進行了量化分析(表1);通過食物源類型、棲息環(huán)境、卵特性以及洄游類型四個指標對島內(nèi)河涌鯉科生存繁衍適應性進行定性分析(表2),得出具體定性的功能要求為下一步駁岸設計融入功能提供理論依據(jù)和上位指導。

        表1 橫瀝島內(nèi)河涌鯉科水流生態(tài)適應性分析

        表2 橫瀝島鯉科生存繁衍適應性分析

        通過對斑塊-廊道理論的引入以及結(jié)合橫瀝島內(nèi)河涌實際情況,清晰地識別了斑塊棲息地與廊道棲息地,同時根據(jù)魚類生存繁衍特性確定了斑塊與廊道棲息地不同的魚類保護功能(斑塊棲息地為魚類產(chǎn)卵區(qū);廊道棲息地為魚類棲息生活區(qū))。最后對鯉科生存繁衍所需的環(huán)境條件以及水流水深等條件進行了定性定量分析。

        通過重點保護魚類科目的確定、斑塊-廊道棲息地的區(qū)別確定以及魚類生存繁衍條件的確定,為后續(xù)內(nèi)河涌駁景觀駁岸設計提供上位支撐。

        二、設計實踐——基于魚類棲息地修復的橫瀝島尖內(nèi)河涌景觀駁岸設計

        1.河涌棲息地總體布局

        橫瀝島內(nèi)四條河涌具備豐富的水陸交界景觀資源,具有生物保護、景觀游憩和物質(zhì)交換等生態(tài)功能:沿中軸涌及兩岸綠地構(gòu)建一級生態(tài)廊道連接中部濕地公園和東部江心洲生態(tài)棲息斑塊,為區(qū)域生物信息交換提供通道;沿三多涌、義沙涌、長沙涌及兩岸綠地構(gòu)建二級生態(tài)廊道,促進南北向生物信息交流。

        2.斑塊-廊道理論下魚類棲息地構(gòu)建措施

        橫瀝島內(nèi)河涌景觀工程在駁岸設計過程中,考慮當?shù)佤~類生境對水岸線的需要,營造了適量的淺水灘涂。在岸線平面線形設計時,充分考慮設計后岸線對重建的魚類棲息地的影響,增強水岸線彎曲度,營建平面岸線曲折的小水灣。

        內(nèi)水河涌岸線設計結(jié)合河涌的寬度情況,豐富魚類棲息地布置。中軸涌、義沙涌腹地較寬的地方設置多塊淺灘、深潭、島嶼等生境,營造濕地景觀,為魚類創(chuàng)造具有較高異質(zhì)性的生存環(huán)境(圖1)。

        圖1 斑塊魚類棲息地布局

        對河涌棲息地的設置,通過綠連指數(shù)界定斑塊棲息地、廊道棲息地,識別結(jié)論:棲息地A、B、C、D 為斑塊棲息地;四條河涌為廊道棲息地(表3)。

        表3 橫瀝島內(nèi)河涌斑塊魚類棲息地

        3.斑塊魚類棲息地駁岸設計

        (1)魚類斑塊棲息地形態(tài)設計

        橫瀝島內(nèi)河涌斑塊棲息地設計成向外空間延展較小、水岸線較長、有內(nèi)部生境的形態(tài)。岸線季節(jié)性淹沒淺灘濕地,以保證魚類的產(chǎn)卵及幼魚的棲息;此外,建立一些在枯水期圍合的、與外界隔絕的,但在盛水期可以被淹沒的內(nèi)部淺灘,這些場所是魚類及兩棲類產(chǎn)卵并孵化幼仔的最佳場所。

        (2)魚類棲息地駁岸設計

        基于以上棲息地形態(tài)的設計,選擇合適的駁岸形式。針對本項目斑塊魚類棲息地,駁岸多采用自然型生態(tài)駁岸,使用材料:泥土、植物、沙、卵石等自然材料。

        該駁岸能夠形成自然的緩坡,使水岸至河涌底能夠形成一個由淺至深的緩慢過渡趨勢,形成不同的水深生境,滿足不同水層魚類的棲息需求;其次,能夠創(chuàng)造不同的斷面形式,形成各類淺草灘、季節(jié)性漫灘、卵石灘,這些環(huán)境形成的多變小生境成為各類浮游、底棲動植物及水生昆蟲等的溫床,從而使得餌料生物密度增加,以滿足仔魚的攝食需求。

        此外,濱水植物的配置是魚類棲息地構(gòu)建的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)水位的變化及水深情況,選擇相應的鄉(xiāng)土植物,形成水生-濕-中生植物群落。所選水生植物包括金魚藻、菖蒲、蘆竹、鳶尾、再力花、梭魚草、紅花美人蕉等。

        4.廊道魚類棲息地駁岸設計

        (1)廊道景觀岸線類型

        根據(jù)上位規(guī)劃及人群活動需求分析,內(nèi)水岸線功能定義豐富,包括以都市公共空間為主題的活力岸線,以生態(tài)體驗為主題的生態(tài)岸線,以濱水休閑為主題的休閑岸線,注重濱水岸線打造,統(tǒng)籌生態(tài)與活力功能需求。

        將水岸分為水工岸線以上,景觀根據(jù)上位規(guī)劃及景觀結(jié)構(gòu)布局,設置6 類景觀岸線類型,豐富濱水空間體驗,營造自然靈動的岸線型式。

        (2)魚類棲息地廊道駁岸設計

        通過不同駁岸的形式組合,創(chuàng)造多孔隙生物廊道及魚類產(chǎn)卵地,形成完整的魚類生存生境,創(chuàng)造最佳魚游水深0.5 ~0.8m,以形成暢通連續(xù)的水下魚類游道;同時魚類游道及棲息場地位于藍線外,避免收到行船影響。

        生態(tài)駁岸的類型有很多種,不同的角度有不同的劃分方法。本文從駁岸工程做法角度,將生態(tài)駁岸劃分為非結(jié)構(gòu)型駁岸、結(jié)構(gòu)型柔性駁岸和結(jié)構(gòu)型剛性駁岸。從對魚類棲息地修復的角度來分析,每種類型的駁岸功能差異性較大。

        ①草坡入水駁岸

        草坡入水駁岸分為兩種。一是路面草坡入水,具有一定的抗沖刷侵蝕能力,能夠較好地過濾地表徑流,有利于水陸生態(tài)系統(tǒng)的能量流通;二是挑臺駁岸,挑臺駁岸提高駁岸親水性,豐富岸線變化賦予駁岸功能。

        ②松木樁植物島駁岸

        松木樁圍合的植物槽中種植豐富的濱水植物,可以形成具有雨水凈化功能的造型綠島,提高濱水景觀層次感。

        ③生態(tài)魚巢碼頭駁岸

        在岸壁外側(cè)砌成箱型種植槽,底部箱壁開設透孔,結(jié)合石籠形成生態(tài)人工魚巢,上半部分種植水生植物。保障碼頭駁岸停泊功能同時,可以為花草、魚蝦等水生動植物繁衍提供空間,增強駁岸生態(tài)性。

        ④梯形種植槽駁岸

        梯形種植槽駁岸不但具有一定強度,也可以為花草、魚蝦等水生動植物繁衍提供空間,有利于打造水岸帶植物群落,維護食物鏈結(jié)構(gòu),增強濱水岸線的自我凈化能力。有利于親水活動的開展。

        ⑤生態(tài)魚巢臺階駁岸

        臺階式駁岸隨水位變化時淹時露,為城市濱水空間動植物提供多樣化的濱水生境。生態(tài)魚巢磚為魚類提供庇護所、產(chǎn)卵場,有利于水陸間的物質(zhì)交換,提供一定的水體凈化能力。

        三、結(jié)語

        橫瀝島內(nèi)河涌擁有突出的生態(tài)價值,但新區(qū)城市建設對其生態(tài)環(huán)境造成威脅。本研究以橫瀝島內(nèi)河涌為例,探索了基于魚類棲息地建設的城市內(nèi)河涌景觀駁岸設計,通過選擇合適的駁岸形式,優(yōu)化魚類棲息條件,促進河涌生物多樣性水平提高,進一步保護河涌生態(tài)系統(tǒng)。在對南沙橫瀝島生境調(diào)研及魚類資料調(diào)研基礎,識別橫瀝島內(nèi)水目標魚類物。基于以上分析,引入“斑塊-廊道”理論,提出魚類棲息地空間架構(gòu)體系,對斑塊棲息地與廊道棲息地識別、功能區(qū)分、鯉科生態(tài)環(huán)境適宜性分析,為后續(xù)內(nèi)河涌駁景觀駁岸設計提供上位支撐。結(jié)合橫瀝島內(nèi)水水域格局及濱水景觀設計,將廊道斑塊識別、岸線設計、駁岸設計等研究成果應用于南沙新區(qū)橫瀝島尖內(nèi)河涌景觀工程項目實踐中。

        橫瀝島尖內(nèi)河涌景觀駁岸設計探索基于斑塊-廊道理論下城市內(nèi)河涌魚類棲息地建設的景觀駁岸設計的策略,為新城開發(fā)建設背景下河涌棲息地建設及岸線景觀建設提供了一定參考。

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