武漢地區(qū)生態(tài)廊道植物群落恢復(fù)設(shè)計(jì)研究

【摘要】：生態(tài)廊道是生態(tài)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，具有保護(hù)生物多樣性、過濾污染物、防止水土流失、防風(fēng)固沙、調(diào)控洪水等生態(tài)服務(wù)功能的廊道類型。生態(tài)廊道主要由植被、水體等生態(tài)性結(jié)構(gòu)要素構(gòu)成。[1]而植物是生態(tài)廊道中重要的結(jié)構(gòu)要素，植被群落是否完整、豐富，決定著生態(tài)廊道是否能正常運(yùn)作。

本文以“武漢豹子溪生態(tài)廊道” 為例，通過對生態(tài)廊道中各個(gè)地塊、功能區(qū)域的植物選擇、種植方式、空間管理等方面論述，提出以恢復(fù)生態(tài)環(huán)境為前提，以滿足排洪、凈化為目標(biāo)，運(yùn)用彈性的、低維護(hù)的植物群落設(shè)計(jì)，探索適合武漢地區(qū)的生態(tài)廊道植物群落恢復(fù)的方法。

【關(guān)鍵詞】：生態(tài)廊道；恢復(fù)生態(tài)學(xué)；植物群落恢復(fù)；武漢地區(qū)

1、 緒論

1.1研究背景

在可持續(xù)發(fā)展思想的指導(dǎo)下，恢復(fù)生態(tài)學(xué)逐漸成為一門新興學(xué)科，生態(tài)廊道的生態(tài)功能、環(huán)境功能、經(jīng)濟(jì)和美學(xué)功能是衡量生態(tài)廊道是否健康穩(wěn)定的重要因素。生態(tài)廊道植物群落恢復(fù)的理論基礎(chǔ)是基于恢復(fù)生態(tài)學(xué)[2]——即根據(jù)景觀生態(tài)學(xué)原理通過一定的生物與生態(tài)學(xué)技術(shù)與方法，依據(jù)人為設(shè)定的目標(biāo)使生態(tài)廊道生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)學(xué)潛力盡可能恢復(fù)到原有或更高的水平。生態(tài)廊道修復(fù)通常分成四鐘策略，即廊道場地恢復(fù)、生物物種完善、景觀風(fēng)貌美化、空間管理優(yōu)化。

目前生態(tài)修復(fù)的重點(diǎn)還集中在生境恢復(fù)，景觀格局美化上，對于植物群落的作用還未充分強(qiáng)調(diào)，有很大的提升空間。

1.2 武漢地區(qū)生態(tài)廊道植物群落退化原因

1.2.1自然原因

武漢地區(qū)屬于我國東南季風(fēng)氣候區(qū)，具有四季分明，降水充沛冬季少雪等主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)，多年平均降水1261.2mm ，降水多集中在6～8 月，占全年的41%；夏季降水有很大一部分是以強(qiáng)降水的形式出現(xiàn)，往往在局部地段形成突發(fā)性洪水、造成水土流失。同時(shí)基地內(nèi)沒有自然河道，水源主要為天然降雨，周圍雨水管網(wǎng)排入的中水，武漢市年平均蒸發(fā)量為1447.9mm，到了夏季局部池塘水體干涸，使得周邊水生植物退化。

1.2.2人為原因

武漢地區(qū)生態(tài)廊道遭遇的最大的威脅是因城市大規(guī)模建設(shè)，未經(jīng)管理而隨意堆放在綠色廊道的大量渣土。這些渣土對自然的生態(tài)地貌將產(chǎn)生巨大威脅——堵塞原有河道，覆蓋自然丘陵上的植被，在濕地周圍堆砌成盆地，將原有濕地分割成一塊塊孤立的斑塊。

其次周邊城市的大量中水及雨水也通過雨水管大量排放進(jìn)生態(tài)廊道，對水質(zhì)造成一定的污染。

2 、退化的生態(tài)廊道植物群落修復(fù)技術(shù)研究

2.2.1現(xiàn)狀植物的保留及疏理

（1）植物群落修復(fù)的第一設(shè)計(jì)原則是盡可能保留經(jīng)現(xiàn)場原生態(tài)的植物。

在開展植物設(shè)計(jì)之前應(yīng)該全面調(diào)研場地中現(xiàn)有植物群落的分布情況，結(jié)合GIS、遙感影像、衛(wèi)星照片、現(xiàn)場踏勘等手段，以保留原場地的生鏡為原則，將地形、現(xiàn)有植物、及具有景觀價(jià)值的農(nóng)作區(qū)予以保留。

（2）選定廊道中較完整的植物群落，做總體保留。

在生態(tài)廊道內(nèi)選擇原生植被茂密繁盛，鳥類、昆蟲種群非常豐富區(qū)域進(jìn)行封閉管理，禁止游人進(jìn)入，形成物種核心區(qū)。同時(shí)深入現(xiàn)場調(diào)查生物種類，對鳥類、魚類、昆蟲類都進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查。根據(jù)各種生物的習(xí)性為其設(shè)計(jì)水域及陸生環(huán)境。營造水深在0.3m-1m左右的開闊水面，并復(fù)育水生植物、沉水植物和浮水植物等，并為鳥類及魚類提供適宜憩息覓食的植物群落環(huán)境。

2.2.2修復(fù)破損場地，營造生境

對于遭到破壞或堆放渣土的環(huán)境，首先需要修復(fù)被破壞的地形。陡峭的山地具有滑坡安全隱患，可以通過ARC-GIS軟件分析現(xiàn)場坡比，放緩至理想的坡度——一般可以滿足種植的坡度需要>1：3，再分層鋪設(shè)種植土，形成舒緩的可種植地形

以營造生境為目標(biāo)進(jìn)行種植設(shè)計(jì)，是植被恢復(fù)工程的捷徑。良好的生境也意味著多樣的植物種類、自然的群落式種植，這些均對植物群落的設(shè)計(jì)提供了參考。植物群落中應(yīng)用蜜源型、多花粉、漿果類植物提供了昆蟲和鳥類的覓食地，不同樹形的樹木、灌木等能滿足鳥類、濕地動(dòng)物必要的棲息環(huán)境，如鳥類筑巢的場所、青蛙越冬的場所。以營造生境為目標(biāo)的植物群落恢復(fù)是雨水濕地的重要生態(tài)目標(biāo)。[3]如：桑樹、紫荊、樸樹、南天竹、火棘等植物。

2.2.3水生植物凈化技術(shù)研究

水生植物是水岸生態(tài)系統(tǒng)的重要的一環(huán)，是食物鏈中的初級營養(yǎng)級。供養(yǎng)著整個(gè)水岸系統(tǒng)。同時(shí)起到凈化水質(zhì)、固土護(hù)坡、場所棲息的租用。水生植物的喪失使濱水岸線退化，導(dǎo)致浮游藻類的大量生長；而良好的水生植被可使濱水空間保持清新的水質(zhì)和較低營養(yǎng)水平。國內(nèi)外已廣泛開展利用水生植物凈化水體的研究，并取得了一些成功。[2]

濕地植物的運(yùn)用，能最大限度的凈化水體，保證水質(zhì)。在調(diào)蓄水的過程中，還能保證植物正常生長，營造水上花園、濕地草灘、濕地森林等多樣濕地植物景觀。

1）水體凈化——在保留原有水渠灌木叢基礎(chǔ)上，近岸種植水蔥、香蒲等水生植物，水中種植金魚藻、眼子菜等沉水植物，營造濕地草灘植物景觀。

2）水上花園——在水面上利用生態(tài)浮島種植多種觀花植物，如千屈菜、黃菖蒲、旱傘草、美人蕉、香蒲等，既能凈化水體，又能形成水上花園景觀。

3）濕地森林——盡可能廊道中的耐水濕樹種.如水杉、柳樹林形成天然的濕地森林景觀。

2.2.4因地而宜，局部區(qū)域采用先鋒樹種、再補(bǔ)種頂層喬木逐步演替。

生態(tài)廊道的自然修復(fù)需要幾年甚至幾十年的時(shí)間。為盡可能快的形成生物棲息地，建議大面積的種植區(qū)域考慮速生樹種，打造初級的植物風(fēng)貌。 建議選用耐水濕而速生的先鋒喬木有目的地營造河灘、堤岸、濕地周邊防護(hù)林。多種松科針葉樹和水杉可作為主要造林樹種，落葉闊葉樹種如楓楊、構(gòu)樹、垂柳、無花果等，也容易造林成功。除栽種較大規(guī)格的實(shí)生苗外， 還可以扦插繁殖水杉、垂柳等喬木，植于水邊潮濕之地，可以迅速形成水岸邊的群落，塑造林冠線，同時(shí)也起到防護(hù)林帶的作用。退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)過程中植物物種的更替帶來了群落組成結(jié)構(gòu)的變化。隨著演替的進(jìn)程，群落的科、屬、種均呈現(xiàn)較明顯的增長趨勢，再補(bǔ)種頂層喬木，群落的物種多樣性和復(fù)雜性在演替進(jìn)程中都得到了很好的恢復(fù)。[3]

3 、武漢豹子溪生態(tài)廊道景觀風(fēng)光帶工程植物修復(fù)設(shè)計(jì)

3.1項(xiàng)目概況

武漢豹子溪生態(tài)廊道景觀風(fēng)光帶位于武漢市光谷中心區(qū)域，場地總面積136公頃，總長度5090米。

3.2現(xiàn)狀植物分析

3.2.1基址北側(cè)植物種群豐富，品種有香樟、銀杏、紅楓、南天竹等。

3.2.2高新大道到高新二路段植被機(jī)理良好，現(xiàn)有香樟、馬尾松、梧桐、楓香、苦楝、構(gòu)樹、針葉樹等樹種以及茶園梯田地形機(jī)理。

3.2.3高新二路以南基址現(xiàn)狀植被較少，以荒草地為主且部分由于堆土原因幾無植物，黃土裸露。

圖2豹子溪生態(tài)廊道現(xiàn)狀植物b

3.3種植形式分析

根據(jù)場地的現(xiàn)狀植物、地形地貌、水位情況以及場地邊界景觀需求，將植物種植形式分為五種功能形式：城市界面種植形式、生態(tài)密林種植形式、花田和茶田種植形式、疏林草地種植形式、河灘植物種植形式。

圖3 植物種植形式分析

3.3.1城市界面區(qū)種植形式

沿主要市政道路的種植專項(xiàng)以通透明快為特色，以開花喬木為主，搭配色葉樹種，營造連續(xù)以及特色鮮明的景觀綠色界面；在道路外側(cè)設(shè)置植草溝，種植濕生植物，起到雨水收集的作用。

① 上木植物選擇：

骨干樹種——櫸樹、香樟、桑樹、椿樹等。

特色樹種——櫻花、梅花、海棠、桃花、香柚樹、落羽杉、五角楓、楓香、無患子、烏桕等。

②下木植物選擇：

植物品種選擇重點(diǎn)突出展現(xiàn)田園般的鄉(xiāng)土氣息。

1）草灌木：木芙蓉、香桃木、墨西哥羽毛草、狼尾草、石蒜、油菜等。

2）濕生植物：蘆葦、蒲葦、矮蒲葦、美人蕉、黃菖蒲、千屈菜、花葉蘆竹、香蒲等

3.3.2生態(tài)密林區(qū)種植形式

場地保留了一些長勢良好的濕地植物，但存大量周邊工地傾倒進(jìn)來的渣土，堆砌成不規(guī)則的地形，建議引用先鋒樹種，形成初級階段的密林，修復(fù)場地的生態(tài)環(huán)境，等到下一階段演替期，再補(bǔ)種頂層喬木，引種鳥嗜類的樹種，豐富群落層次。另一方面在雨洪河道兩側(cè)種植地被植物，可以固土作用防止水土流失。

② 上木植物選擇：

先鋒樹種——楓楊、構(gòu)樹、垂柳、無花果、水杉、垂柳、馬尾松、桑樹等。

頂層樹種——香樟、椿樹、復(fù)羽葉欒樹、枇杷、柿樹、枸杞、火炬樹等。

②下木植物選擇：

1）草灌木：石楠、十大功勞、南天竹、火棘、紫穗狼尾草。

3.3.3花田和茶田區(qū)種植形式

以保留的茶園為基底，借助現(xiàn)狀地形的梯田式造型，提高和改造原有茶園景觀，種植具有鄉(xiāng)土氣息的植物，形成具有一定規(guī)模的山林觀光區(qū)；在濱水廣場以及入口廣場處設(shè)置小面積的花田，花田植物選擇低養(yǎng)護(hù)品種。

3.3.4疏林草地區(qū)種植形式

在密林周圍、廣場周圍、緩坡入水、園區(qū)入口處留出一定的草坪空間，其上點(diǎn)綴高大喬木以及花灌木，營造開敞以及半開敞的活動(dòng)空間。

① 上木植物選擇：

骨干樹種——香樟、復(fù)羽葉欒樹、懸鈴木、馬尾松、椿樹等。

特色樹種——四季桂、海棠、石榴、枇杷、二喬玉蘭、無患子、烏桕、紅楓、金絲垂柳、黃金間碧玉竹、銀杏等。

① 下木植物選擇：

1） 灌木：南天竹、大花金雞菊、紅花酢漿草、鳶尾、迎春、紫嬌花、千鳥草等。

3.3.5河灘區(qū)植物種植形式

植物選擇以濕生和水生植物為主，以水質(zhì)凈化為主要目的，沿市政道路種植低矮的灌草種植帶，起到雨水排放的初級過濾作用。沿水系種植挺水、浮水、沉水植物凈化水質(zhì)，水上做生態(tài)浮島，多管齊下保證水質(zhì)凈化的最大化。

① 上木植物選擇：

骨干樹種——楊樹、構(gòu)樹、苦楝、香樟、柳樹、水杉等。

觀枝葉：落羽杉、楓香、無患子、紅楓、香椿、金絲垂柳、榆樹等。

② 下木植物選擇：

1）草灌木 ：木芙蓉、香桃木、墨西哥羽毛草、狼尾草、石蒜、萱草、十大功勞等。

2）濕生植物：蒲葦、矮蒲葦、美人蕉、千屈菜、花葉蘆竹、水蔥、香蒲、金魚藻、眼子菜等。

4 、植物群落恢復(fù)設(shè)計(jì)研究總結(jié)

我國關(guān)于退化生態(tài)廊道物群落生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究，尚處于淺層次的分析，而缺少長期跟蹤的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)研究。目前生態(tài)學(xué)者及景觀設(shè)計(jì)師面臨的重要任務(wù)和挑戰(zhàn)是如何通過定量的、集成的技術(shù)研究，確定恢復(fù)廊道的生境 （如地形、群落、水文等），分析場地現(xiàn)狀條件與污染性質(zhì)，評價(jià)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)退化的自然因素與人為因素，提出廊道恢復(fù)生態(tài)學(xué)理念，探索退化生態(tài)廊道植物群落生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)策略。

通過文本的分析，生態(tài)廊道植物群落生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)策略，可以從以下方面展開深入研究：

4.1通過單一體系向多元系統(tǒng)的變革，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與完善。

充分利用現(xiàn)有生態(tài)資源，通過植被保護(hù)、水體活化等設(shè)計(jì)手段，恢復(fù)并完善區(qū)域生態(tài)體系。

4.2通過單層綠化向多層群落的提升，實(shí)現(xiàn)植被群落的補(bǔ)充與提升。

利用鄉(xiāng)土樹種的優(yōu)勢，構(gòu)建綠色優(yōu)先、生態(tài)穩(wěn)定的植物群落，保證區(qū)域的高綠視率和高綠化覆蓋率。

4.3通過單一場地向多類體驗(yàn)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)生態(tài)廊道的貫穿與美化。

以合理選擇樹種為基礎(chǔ)，通過色葉、觀花喬木的合理配置，打造四季變化的林蔭綠道，兼顧游憩空間的舒適與美觀。

4.4通過單元經(jīng)濟(jì)向多元效益的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)綠色效益的展現(xiàn)與循環(huán)。

關(guān)注廊道的生態(tài)效益及社會(huì)效益，增加地塊價(jià)值，引導(dǎo)人們關(guān)注生態(tài)環(huán)境。

當(dāng)前中國城市化進(jìn)程發(fā)展迅速，出現(xiàn)大量建設(shè)工程對自然環(huán)境的侵蝕現(xiàn)象，生態(tài)廊道遭到嚴(yán)重破壞。通過合理選擇、布局植物群落，利用速生與慢生植物相結(jié)合、低養(yǎng)護(hù)管理等、合理管理廊道群落空間，使得生態(tài)廊道逐漸恢復(fù)排洪，生物棲息地等功能。武漢豹子溪生態(tài)廊道景觀風(fēng)光帶通過系統(tǒng)、科學(xué)、多樣的手法對植物群落進(jìn)行了系統(tǒng)性的恢復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)，力爭創(chuàng)建健康、完整、低維護(hù)的生態(tài)系統(tǒng)。

【參考文獻(xiàn)】：

[1] 百度. 生態(tài)廊道[EB/OL].https：//baike.baidu.com/item/生態(tài)廊道/，2018-03-08

[2] 張飲江，金晶，董悅，方淑波，段婷，翟斯凡，陳立婧，張曼曼. 退化濱水景觀帶植物群落生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展 [J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，上海：2018-03-08

[3] 牛銅鋼. 北京地區(qū)雨水濕地植被恢復(fù)設(shè)計(jì)研究——以中關(guān)村公園為例[J]. 西部人居環(huán)境學(xué)刊， 2017， 32（02）

[4] 葉鐸.大明山自然保護(hù)區(qū)常綠闊葉林演替序列群落特征及動(dòng)態(tài)研究[D]. 廣西：廣西大學(xué)，2007-06-03

作者簡介：吳天煜，1981生，景觀工程師，上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院——景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院綜合所所長。主要從事園林景觀設(shè)計(jì)及管理工作。