水庫水土保持彈性景觀功能研究進(jìn)展

何洪名，楊碩果，徐鵬

(華北水利水電大學(xué)測(cè)繪與地理信息學(xué)院，河南 鄭州 450046)

0 前言

隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)力不斷提高，人類逐漸增強(qiáng)對(duì)自然資源的開發(fā)與利用，已迫使不單是小的局部環(huán)境，甚至大到整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能都或多或少的發(fā)生了改變，李瑾等在《生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展》中闡述了人類發(fā)展過程資源消耗增加所造成的環(huán)境退化問題，進(jìn)而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康進(jìn)行了客觀的分析。彈性“resilience”來源于拉丁文“resilio”，意思是在彈性限度內(nèi)，物體受到一定的外力，當(dāng)外力消失后物體能恢復(fù)到最初狀態(tài)的性質(zhì)。在生態(tài)學(xué)領(lǐng)域中，生態(tài)學(xué)家Holling提出生態(tài)系統(tǒng)本身就具有自我修復(fù)的能力，即使受到外界的干擾也能維持主要的特征、結(jié)構(gòu)與功能，這就是生態(tài)系統(tǒng)的“彈性”。隨后生態(tài)系統(tǒng)的“彈性”概念內(nèi)容逐漸豐富，并延伸到各個(gè)學(xué)科進(jìn)行相應(yīng)的研究。近年來，彈性的概念多被引用于城市規(guī)劃中，出現(xiàn)了“彈性城市”“土地彈性利用”等概念。水庫作為重要的水利工程，將彈性景觀的理念引入水庫水土保持中，借鑒國(guó)內(nèi)外彈性相關(guān)理論，進(jìn)行水庫生態(tài)功能評(píng)價(jià)研究，為保障區(qū)域生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展和水庫安全運(yùn)行、充分發(fā)揮水庫經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益提供理論基礎(chǔ)。

1 水庫工程生態(tài)景觀研究現(xiàn)狀與分析

針對(duì)水庫保護(hù)與水庫水土流失問題，結(jié)合相應(yīng)的景觀規(guī)劃策略進(jìn)行分析，例如：在隱士湖水庫景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)中，通過對(duì)地域文化梳理、水利生態(tài)系統(tǒng)規(guī)劃、景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)方法等方面論述，提出了自然生態(tài)和人文歷史相結(jié)合的設(shè)計(jì)理論方法，著重從隱士湖的區(qū)域定位以及功能應(yīng)用等方面入手發(fā)掘出隱士湖現(xiàn)存各方面問題并提出解決方法。得出結(jié)論：中國(guó)水庫存在開發(fā)利用效率不高和管理不科學(xué)的問題，就水庫保護(hù)與水庫景觀規(guī)劃存在的問題，提出了建設(shè)水庫景觀防護(hù)林、根據(jù)水庫情況確定景觀類型、加強(qiáng)水庫景觀文化的建設(shè)與宣傳工作。從水庫開發(fā)保護(hù)與利用、水庫功能區(qū)劃分、景觀規(guī)劃分析這幾個(gè)方面提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法，得出水土保持與水庫景觀相結(jié)合的規(guī)劃方案。

通過分析可知，關(guān)于水庫工程生態(tài)景觀方面的研究，均系統(tǒng)的將景觀設(shè)計(jì)與水庫生態(tài)建設(shè)相結(jié)合，并提出適應(yīng)于水庫工程的解決辦法，但僅僅是描述生態(tài)景觀對(duì)水庫的作用，并未對(duì)這一作用的能力進(jìn)行評(píng)定，因此是今后一段時(shí)期內(nèi)水庫生態(tài)景觀研究領(lǐng)域的一個(gè)方向。

2 生態(tài)彈性景觀研究現(xiàn)狀與分析

“彈性”是一種動(dòng)態(tài)特征，在生態(tài)系統(tǒng)中，彈性被解釋為面對(duì)變化時(shí)還可以持續(xù)運(yùn)作的動(dòng)態(tài)特征，尼爾.G.科克伍德在對(duì)“彈性”這一概念進(jìn)行研究后提出：生態(tài)系統(tǒng)本身具有承受擾亂卻不至于崩潰的能力，是生態(tài)系統(tǒng)本身擁有的自我恢復(fù)和適應(yīng)未來變化的能力，總結(jié)為生態(tài)系統(tǒng)的“彈性”，這也能為人類預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)和規(guī)劃未來提供了一種思路，他對(duì)當(dāng)下風(fēng)景園林規(guī)劃進(jìn)行了分析，討論了“彈性景觀”思想應(yīng)與風(fēng)景園林相結(jié)合這一想法，論述了“彈性景觀”理念可應(yīng)用于現(xiàn)代都市建設(shè)，并推動(dòng)城市可持續(xù)發(fā)展的這一問題。城市濱水景觀，例如：城市的濕地斑塊擁有強(qiáng)大的生態(tài)服務(wù)功能，因其本身具有強(qiáng)大的自我修復(fù)能力，使得區(qū)域內(nèi)能夠形成良好的可持續(xù)發(fā)展，擁有較高水平的生態(tài)彈性度，可以提高城市生態(tài)承載力，在許多城市中起到改善城市生態(tài)環(huán)境的重要作用。在現(xiàn)代城市理論研究中，引入彈性城市的理念，結(jié)合城市的景觀基礎(chǔ)設(shè)施和適應(yīng)性，分析了城市景觀基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)提高城市面對(duì)生態(tài)變化的能力，為現(xiàn)代城市規(guī)劃和建設(shè)提供了一個(gè)新的思路。在鄭州中牟雁月湖水系整治工程中，基于“彈性景觀”的理念對(duì)城市濱水生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，通過對(duì)河道和生態(tài)景觀治理、景觀布局以及濱水生態(tài)種植等詮釋了“彈性景觀”的理念，以實(shí)踐證明彈性景觀”建設(shè)在城市濱水生態(tài)系統(tǒng)中的可用性和實(shí)用性，對(duì)城市水生態(tài)系統(tǒng)和濱水生態(tài)系統(tǒng)的彈性景觀建設(shè)起到了指導(dǎo)作用。從水庫生態(tài)系統(tǒng)出發(fā)，結(jié)合生態(tài)彈性、工程彈性和社會(huì)管理彈性，發(fā)掘水庫生態(tài)系統(tǒng)的潛在彈性功能，有利于將彈性概念引入水庫水土保持景觀，提出水庫水土保持彈性景觀概念、建立水庫水土保持彈性景觀功能理論。

將彈性景觀概念應(yīng)用于實(shí)際中，大多是在介紹規(guī)劃與建設(shè)的內(nèi)容，而對(duì)生態(tài)彈性景觀理論的闡述、功能的分析和實(shí)際應(yīng)用效果的評(píng)定卻很少。通過對(duì)水庫水土保持和生態(tài)彈性景觀的研究，歸納相關(guān)理論，提出水土保持景觀彈性功能概念，開展水土保持景觀彈性功能研究，是水土保持研究的一個(gè)新的方向。

3 水庫工程水土保持彈性景觀功能研究現(xiàn)狀與分析

在早期的水庫水土保持研究中，雖然也是秉承著可持續(xù)性發(fā)展的理念，但是具體的建設(shè)和規(guī)劃都是相對(duì)靜態(tài)的，而彈性理念則可以更靈活地處理水庫水土保持景觀中的復(fù)雜情況。針對(duì)不斷變化的外界干擾，彈性理念的適應(yīng)性與恢復(fù)性可以更好地對(duì)抗不確定風(fēng)險(xiǎn)，能夠有效地解決在水庫水土保持景觀發(fā)展過程中的矛盾，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來看也能更好地維持效益。隨著人類活動(dòng)，曾經(jīng)相對(duì)穩(wěn)定的地方逐漸侵蝕，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)生水土流失的現(xiàn)象。例如：水庫工程的建設(shè)將會(huì)導(dǎo)致當(dāng)?shù)貒?yán)重的植被破壞跟土地?cái)_動(dòng)，會(huì)造成大面積水土流失甚至影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，侵蝕泥沙進(jìn)入水庫并沉積，降低了水庫庫容，削弱了防洪調(diào)蓄功能，造成了效益損失。對(duì)此，水庫的水土保持研究就顯得尤為重要，在對(duì)官廳水庫水土保持的調(diào)查研究中，評(píng)估了不同植被覆蓋度對(duì)徑流深、產(chǎn)沙量的影響，得出怎樣規(guī)劃水土保持植物措施能夠在官廳水庫上游取得最大收益的方法，在考慮植物種類多樣性、豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)、蓋度與多樣性指數(shù)的基礎(chǔ)上，建立水庫水土保持植物措施，保證了水庫的水土保持建設(shè)，也為北京山區(qū)生態(tài)安全研究提供了理論基礎(chǔ)。在水庫的水土保持工作中主要是預(yù)防水土流失和對(duì)水土流失的治理。其中水庫水土流失的預(yù)防是最為重要的環(huán)節(jié)，通過提前預(yù)估可能產(chǎn)生的水土流失和對(duì)水土流失可能造成的危害進(jìn)行分析，系統(tǒng)的規(guī)劃水土保持布局與治理模式，建立工程措施、植物措施、臨時(shí)措施防治體系，能有效防治水土流失，改善水庫區(qū)域生態(tài)環(huán)境與水文環(huán)境。但這一理論目前還未廣泛應(yīng)用于水庫水土保持中，針對(duì)水庫開展的水土保持彈性景觀功能研究則更少，因此這勢(shì)必會(huì)成為水土保持研究的一個(gè)新方向。

4 水庫工程景觀生態(tài)評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀與分析

尖崗水庫是鄭州市城市備用水源水庫，對(duì)水庫進(jìn)行生態(tài)健康壓力評(píng)估指標(biāo)分析得出結(jié)論：水庫流域范圍正處于生態(tài)退化的階段，重要生態(tài)景觀斑塊破碎，植被覆蓋減少，水源涵養(yǎng)功能降低；流域內(nèi)污染排放加重，物種多樣性降低。應(yīng)采取相應(yīng)的治理措施，防止水庫流域生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化，促進(jìn)生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的恢復(fù)。在遼河流域紅山、觀音閣、大伙房三座典型水庫生態(tài)評(píng)價(jià)中，分三個(gè)響應(yīng)層次對(duì)生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行識(shí)別，用AHP法構(gòu)建流域典型水庫生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和綜合指數(shù)評(píng)價(jià)模型，將響應(yīng)綜合指數(shù)分為八個(gè)級(jí)別，即負(fù)效應(yīng)程度特別嚴(yán)重、嚴(yán)重、一般、輕微和正效應(yīng)程度較弱、一般、良好、優(yōu)秀，對(duì)三座水庫進(jìn)行生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)。密云水庫庫區(qū)近年來森林景觀生計(jì)得以改善，基于土地利用現(xiàn)狀對(duì)具有生態(tài)效益的森林景觀保護(hù)區(qū)進(jìn)行劃分，再對(duì)劃分的景觀區(qū)進(jìn)行生態(tài)健康分析評(píng)價(jià)，為庫區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)景觀的恢復(fù)提供理論基礎(chǔ)。

生態(tài)景觀可以理解為一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，是不同生態(tài)系統(tǒng)所組成的整體空間結(jié)構(gòu)。通過生態(tài)分析評(píng)價(jià)對(duì)景觀各結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行量化評(píng)估，使生態(tài)景觀功能在水庫水土保持中充分體現(xiàn)，有利于水庫水土流失防治的研究，使生態(tài)環(huán)境及景觀得到有效保護(hù)與改善。

5 結(jié)語

通過查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于水土保持生態(tài)景觀、彈性景觀、水庫彈性景觀功能等研究?jī)?nèi)容，多數(shù)為景觀格局、生態(tài)環(huán)境效益分析、景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)變化、生態(tài)安全評(píng)價(jià)等方面的實(shí)踐成果。在城市規(guī)劃建設(shè)方面，結(jié)合了彈性景觀概念，但也是作為輔助城市規(guī)劃被引用的。因此可以看出，在進(jìn)行水土保持彈性景觀功能分析及生態(tài)評(píng)價(jià)時(shí)以水庫為研究對(duì)象的文獻(xiàn)非常少，未見到系統(tǒng)的理論成果。因此引入彈性景觀概念，進(jìn)而將水土保持彈性景觀功能研究應(yīng)用于水庫工程，具有重要的理論和實(shí)踐意義。