三峽庫區城市濱江消落帶生態修復與景觀優化示范研究*

袁興中 袁 嘉 高 磊 張森林 劉楊靖 張照亮

0 引言

長期以來，長江江岸是水與陸的界面，除了作為生態過渡帶具有重要的生態服務功能外，還是人類活動的重要空間。江岸順應長江的自然演變規律，與人類社會發展交互作用，江岸—河流—人類社會長期協同進化形成協同共生體。長江生態大保護戰略的提出，為長江經濟帶綠色發展指明了方向。三峽庫區生態環境是長江生態大保護的關鍵，消落帶恢復治理是重中之重。在三峽庫區消落帶及濱江生態系統恢復治理中，重慶主城區長江段面臨著極其嚴酷的環境脅迫，除了季節性大幅度水位變動（30 m落差的水位變幅）、冬季深水淹沒外，夏季頻繁的高含沙量洪水淹沒、沖刷給生態修復帶來了更為嚴峻的挑戰。因此，重慶主城區長江消落帶生態修復與景觀優化工程是急待解決的關鍵工程技術問題。

本論文以重慶主城區九龍外灘的濱江消落帶為例，運用界面生態調控技術、立體生態空間建設技術和濱江消落帶韌性景觀修復技術進行研究實踐。在前期規劃設計的基礎上，開展了九龍外灘340 m長的濱江消落帶的生態景觀修復示范研究。通過階段性試驗研究的綜合評估，總結濱江消落帶的生態修復與景觀優化設計方法和技術，以期為具有季節性水位變化的城市濱江消落帶生態修復和景觀優化提供參考。

1 九龍外灘濱江消落帶的挑戰

九龍外灘位于長江干流主城區重慶九龍坡區九濱路東側。九龍外灘的地理坐標介于北緯29e30′32″—29e32′21″，東經106e31′25″—106e31′42″之間，規劃總面積約70 hm2，呈南北走向（圖1）。場地內部交通主要以馬道形式沿江修建，一級馬道位于179 m高程、二級馬道位于185 m高程，中間用梯步將一二級馬道連通。175 m高程以下為河漫灘區域。現狀165 174 m為常年淤積并生長稀疏草本植物的區域，冬季被水淹，夏季頻繁淹沒。174 178 m為水泥砌筑岸坡，一級馬道位于178 m高程。178 185 m為菱形水泥格框護坡，護坡上植物種類單一，入侵物種葎草蔓延。185 191 m為直立式硬質擋墻。191 m為九龍外灘廣場。硬質護坡整體觀感單調，動植物棲息困難，生態結構完整性較差，生物多樣性貧乏。

圖1 示范研究區域地理位置

2006年三峽工程蓄水至156 m，2010年三峽工程完成175 m試驗性蓄水，實行“蓄清排渾”的運行方式，即夏季低水位運行（145 m），冬季高水位運行（175 m）。因而，在145 175 m高程的庫區兩岸，形成與天然河流漲落季節相反、漲落幅度30 m的消落帶。九龍外灘正是長江三峽庫區消落帶的一部分。九龍外灘在三峽水庫蓄水175 m時，水位為177 m；枯水期水位為160 m，消落帶高達17 m，與自然河流漲落季節相反。九龍外灘消落帶的恢復治理不僅面臨著反季節消落帶水位變動的巨大挑戰，消落帶植物在冬季面臨長時間被淹沒以及違背植物自然生長規律的挑戰，同時也面臨著夏季頻繁遭受洪水沖刷的嚴峻考驗，重慶主城區長江段夏季常面臨多次洪峰過境，洪峰流速快、沖刷力強、淹沒范圍廣，水位高程變化快且幅度大，對植物選種及固定是嚴峻的挑戰。如何化害為利，最大程度地減緩消落帶的不利影響，充分利用消落帶治理的生態機遇，是九龍外灘消落帶治理的艱巨任務。

圖2 界面生態調控技術基本框架

2 濱江消落帶設計策略

針對重慶長江主城區段消落帶生態環境問題，結合九龍外灘段消落帶生態特征，立足消落帶向庫岸穩定、景觀美化優化、環境污染凈化、生物多樣性保育等多功能需求轉變，重點突破冬水夏陸水位變動及夏季洪水沖刷的技術難題，構建“主城長江段消落帶界面生態調控關鍵技術”“主城長江段濱江消落帶韌性景觀修復技術”“適應水位變化的主城長江段濱江立體生態空間建設技術”，建設長江三峽庫區城鎮消落帶生態恢復治理及景觀優化典范。

（1）界面生態調控技術

九龍濱江區域是一個典型的生態界面，既是水陸相互作用界面、水位變動交錯界面，也是一個城市與自然的界面，更是一個文化空間界面。應用界面生態調控理論進行九龍濱江界面的生態修復、管理，構建生態界面調控技術體系。基于對界面生態重要性的認識和界面生態特性，本文提出了界面生態調控技術的基本框架（圖2）。

（2）適應水位變化的濱江立體生態空間建設技術

針對不同季節水位變化，以及山地城市自身生態環境特征，構建不同高程的濱江岸坡生態帶，形成順應高程梯度的濱江立體生態空間結構。

（3）濱江消落帶韌性景觀修復技術

強調韌性設計，采用韌性材料，實施韌性施工技術，構建韌性景觀結構，提高場地對夏季洪水過境沖刷和冬季深水淹沒的韌性應對能力及快速自我恢復能力。

3 濱江消落帶設計方案

3.1 總體設計

總體設計是以消落帶為主導的整體濱江生態系統設計和修復。依據水位變化，按高程分帶設計（圖3）。在165 m以下，以江灘自然保育為主，包括江灘生物多樣性保育、水環境保護、江灘自然地貌保育，保留現有卵石灘、泥石灘、江灣、潟湖、水塘、江灘、洼地等濕地結構。在165 170 m之間以消落帶自然恢復為主，主要為自然草本植被恢復，稀疏叢狀種植秋華柳與蘆葦，形成島狀的灌叢鑲嵌斑塊，豐富草灘的垂直結構。在170 175 m之間為消落帶林澤生境帶，對場地內部植被進行補植和優化，林澤植物種類的選擇以竹柳、秋華柳、烏桕、中山杉、本地楊樹、小萊木為主。175 178 m為一級硬質護坡生態優化帶，設計為石籠網中間填充土壤基質，間插秋華柳等灌木對硬質防浪墻進行生態軟化和柔性化修復。178 185 m為上部護坡野花草甸帶，選用經試驗段使用成活率較高的草本花卉進行護坡植物搭配，以混栽形式，結合成苗混栽及種子混播等技術手段進行栽種，在較高高程栽種觀賞效果好、生態服務功能優良的草本植物種類，增加群落多樣性，創造多層次、多色彩、多季相的植物景觀。為防止野花草甸帶下部在夏季洪水淹沒沖刷期間的水土流失，采用創新性的地下立體生物網絡進行穩固。185 m以上為垂直生態空間營建帶，對垂直硬化墻進行綠化改造，主要采用攀爬式、懸垂式、板槽式、附架式、鋪貼式、模塊式、牽引式等垂直綠化方式，豐富垂直空間，提升景觀觀賞性與參與性（圖4）。

圖3 示范研究區域分高程設計

圖4 示范研究區域設計總平面圖

3.2 施工及管護要點

（1）地形塑造

利用小型挖掘機以及人工進行地形堆砌塑造，形成洼地和起伏的地形；并采用竹籠網、土工布以及樹籬進行固土。

（2）喬灌木栽種及固定

篩選栽種耐冬季水淹的植物，包括喬木中山杉、池杉、竹柳、落羽杉、烏桕，以及灌木秋華柳。為防止洪水沖刷，采用尼龍網和三角樁相結合的固定方法進行喬木土球固定，并采用三角木樁以及石籠網固樹技術對栽種的樹木進行加固。

（3）花草種植措施

利用土工布將種植土穩固，并采用草花群落搭配的種植方式，將草花及觀賞草種植于坡度較大的178 185 m高程的護坡上。栽種多年生草本花卉并進行草種混播。

（4）后期管理維護措施

施工完成后，對項目地持續開展管理維護；加強生態監測，包括記錄每天水位變化、植物生長狀況等。

4 建設成效評估

示范研究工程于2018年5月31日竣工。一期示范項目完成后，正值夏季多雨季節，洪峰過境對場地帶來了巨大的考驗。整個夏季共經歷5次洪峰過境。栽種于172 174 m的林澤淹沒最長時間達9天，栽種于172 m以下的林澤淹沒最長時間為35天，栽種于178 180 m之間的花草淹沒最長時間達4天。洪峰過境時間長、沖刷力度大，造成部分喬木死亡以及部分草本花卉的脫落與死亡，但試驗段整體工程經受住了洪峰過境沖刷、深水淹沒等嚴峻考驗，特別是工程采用的三角樁及石籠網固樹技術，使得林澤工程的樹木全部穩固。通過持續跟蹤監測，存活的林澤樹木已成為鳥類的良好棲息生境。178 185 m高程的坡地區域野花綻開。洪峰過境后，試驗段區域與周邊的裸灘形成鮮明對比，生物多樣性豐富，而對照裸灘生物多樣性貧乏（圖5-圖9）。

165 175 m消落帶的植物，經受住了洪水沖刷的考驗，植物穩固性良好；證明試驗段工程所研發的創新性三角樁固定技術、石籠網固定技術在干流主河道河灘上的木本植物種植方面，具有良好的穩固效果。

圖5 示范研究段修復前后變化

178 185 m濱江護坡陡壁野花草甸的營建中，運用了土工布護坡固土技術、樹籬固土、竹籠網固土及地下生物網絡固土技術，經歷多次洪水淹沒沖刷，洪水退卻后，濱江陡坡固土技術效果良好。

試驗段示范工程應對夏季植物生長季節高含沙量的洪水淹沒（甚至是沒頂淹沒），以及已經來臨的冬季淹沒，成功篩選了耐淹性極強的一批植物種類，包括竹柳、中山杉、落雨杉、烏桕、秋華柳、狗牙根、香附子，其中烏桕、秋華柳、香附子是本團隊首次發現并運用于消落帶的物種，奠定了消落帶治理及景觀優化的生態工程物種庫基礎，上述植物是能夠耐受夏季高含沙量洪水沖刷淹沒、冬季深水淹沒的優良工程物種。

界面生態調控技術初見成效。目前，界面生態體系結構完整，生物多樣性較為豐富，表現了較好的生態服務功能。濱江消落帶韌性景觀修復技術得到了初步成功運用，面臨持續不斷的洪水沖刷淹沒及高溫干旱交替的逆境，無論是植物種類，還是植被，以及生境結構，都表現出了良好的韌性適應。通過運用適應水位變化的濱江立體生態空間建設技術，試驗段濱江立體生態空間格局初步呈現。

圖6 經歷夏季洪水沒頂淹沒出露后生長良好的喬木樹種

圖7 優良的耐淹植物秋華柳在經歷洪水淹沒后生長良好（2018年夏季先后經歷了33天沒頂淹沒，其中最長一次連續淹沒22天）

圖8 示范段景觀層次優良的濱江立體生境

圖9 經歷了夏季洪水淹沒考驗的消落帶韌性生物結構——竹柳—秋華柳—香附子群落

5 結語

示范研究表明，重慶主城長江段消落帶最大的問題是夏季長時間反復被洪水淹沒沖刷的逆境脅迫。示范研究篩選出了耐夏季洪水淹沒和沖刷優良工程物種，如秋華柳、竹柳、烏桕等。面臨持續不斷的洪水沖刷淹沒及高溫干旱交替的逆境，無論是植物種類，還是植被結構，都表現出了良好的韌性適應。通過運用適應水

位變化的濱江立體生態空間建設技術，試驗段濱江立體生態空間格局初步呈現。示范研究拓展和創新了逆境生態修復技術，構建了三峽庫區城鎮消落帶生態修復與景觀優化技術。對消落帶生態修復中的地形塑造還需要結合水動力及泥沙條件進一步優化。野花草甸護坡帶的部分草本花卉及觀賞草的耐水濕性還需要深入探究。下一步將在充分吸取示范研究經驗的基礎上，創新消落帶生態恢復的技術體系和多功能途徑，將九龍外灘消落帶生態恢復治理工程建成適應夏季洪水沖刷淹沒和冬季蓄水淹沒的韌性生態系統，將九龍外灘建設成為長江生態大保護的示范樣板，成為長江經濟帶生態江岸營建與城市人居環境質量優化協同共生的樣板。