朱鹮棲息地生境修復與景觀規(guī)劃設計?
——以陜西洋縣儻水河下游修復為例

趙紅斌 韓露露 佟 昕 慶保平 段文斌 曾鍵文

1 西安建筑科技大學建筑學院 西安 710055

2 陜西漢中朱鹮國家級自然保護區(qū)管理局 陜西洋縣 723300

朱鹮是當今世界最瀕危、 最珍稀的鳥類之一, 被列入國家Ⅰ級保護動物、 IUCN 瀕危(E)物種名錄。 1981 年5 月世界范圍內(nèi)僅存7 只朱鹮在陜西洋縣姚家溝被重新發(fā)現(xiàn)。 經(jīng)過社會各方的共同努力, 目前野生朱鹮種群數(shù)量已超過3 000 只。 在這一階段保護工作中, 主要采取動物個體跟蹤保護的方式——建立個體檔案, 大范圍設置環(huán)志、 人工定點投食、 跟蹤每一群體活動軌跡, 力保每一個體成活率。 隨著朱鹮數(shù)量逐步增多, 其活動范圍逐步增大, 此前跟蹤式保護方法已不能適應種群發(fā)展的新需求。 因此, 提高棲息地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量, 修復受損的生態(tài)環(huán)境, 規(guī)劃及設計適合朱鹮多種尺度的空間環(huán)境是朱鹮保護的下一階段目標[1]。

1 朱鹮瀕臨滅絕的主要原因

朱鹮曾廣泛分布于東亞地區(qū), 尤其是中國東北、 西北、 華東南及日本、 朝鮮半島和俄羅斯一帶, 20 世紀初在世界范圍內(nèi)朱鹮的分布和數(shù)量逐漸減少直至瀕危。 朱鹮瀕臨滅絕與棲息地變化有著直接的關系, 棲息地質(zhì)量的高低直接影響著鳥類的地理分布、 種群密度、 繁殖成功率等[2]。 人類發(fā)展與建設不斷侵蝕著野生動植物的棲息地, 半個多世紀以來朱鹮棲息地發(fā)生了巨大的變化, 整體表現(xiàn)為:

1) 在區(qū)域城鄉(xiāng)尺度上, 大規(guī)模的城鎮(zhèn)建設導致朱鹮生境斑塊之間的連通性及結(jié)合度減弱、生物跳板的數(shù)量減少、 生物通道連續(xù)性缺失,影響朱鹮的遷移與活動, 導致朱鹮行動受阻、種群日趨孤立。

2) 在局地綠地尺度上, 生境破碎化程度較高, 平均斑塊面積減小, 植物物種豐富度、 斑塊密度不大, 景觀異質(zhì)性不高, 破碎度指數(shù)趨高,影響朱鹮遺傳生物多樣性和生境斑塊均勻度。

3) 在生境斑塊尺度上, 由于綠地、 植物、水體、 田地、 樹林、 河流等組成生境斑塊的面積縮小, 生境因子質(zhì)量下降、 豐富度降低, 影響朱鹮在生境斑塊內(nèi)覓食、 停歇、 繁殖。

2 陜西洋縣朱鹮活動規(guī)律與棲息地生境特征

朱鹮常年活動規(guī)律為: 在海拔較高地區(qū)營巢, 在海拔低的地方覓食、 夜宿、 過冬。 盡管朱鹮逐漸演化成留鳥, 但朱鹮目前仍保留著短距離遷徙的習性, 即每年冬季活動向氣溫較高的低海拔地區(qū)轉(zhuǎn)移, 繁殖季節(jié)再回到高海拔地區(qū)。 因此朱鹮棲息地可分為繁殖區(qū)、 越冬區(qū)和游蕩區(qū)[3]。

繁殖區(qū)位于海拔840 ～1 200 m的丘陵淺山區(qū)。 2—6 月中旬, 朱鹮在繁殖季節(jié)喜歡集群在繁殖區(qū)峪口的馬尾松、 栓皮櫟、 油松等樹木上營巢, 巢樹高度平均在19 m 以上[4]。 游蕩區(qū)位于海拔450～840 m 的漢江支流兩岸的河流平壩區(qū)。 6 月中旬至11 月底, 朱鹮遷移到漢江及其支流的沿岸地區(qū)開始游蕩生活。 洋縣洋洲鎮(zhèn)的草壩、 儻水河紙坊段河灘及漢江大橋橋頭西端河灘等地是朱鹮主要的夜棲地。 越冬區(qū)位于繁殖區(qū)和游蕩區(qū)之間的平壩丘陵區(qū)。 平壩丘陵區(qū)有呈塊狀分布的次生林及大面積的水田、 旱地和草坡, 河流水庫密布, 是朱鹮越冬期主要的覓食區(qū)和夜宿地[5]。

3 朱鹮棲息地整體生境問題分析

3.1 棲息地整體生境地物構(gòu)成

選取朱鹮3 個時期9 個重要的棲息地, 從地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站購買洋縣2015 年衛(wèi)片, 通過易康進行解譯, 采用ENVI 進行大氣矯正。 對各種水田、 水體濕地、 農(nóng)田、 林帶等地物進行提取, 利用遙感影像分析每個區(qū)域內(nèi)各個地物面積占比, 并根據(jù)王超[6]2014 年統(tǒng)計的朱鹮數(shù)量和分布現(xiàn)狀情況, 列成表格(表1)。

表1 朱鹮生境因子地物占比表

3.2 生境問題分析

1) 繁殖區(qū)生境問題。 安豐村與花園村交通閉塞, 人口稀少, 沒有工業(yè), 農(nóng)業(yè)粗放。 朱鹮在繁殖期間遭受的人為干擾雖然相對較少, 但從遙感地物分析得出這兩個區(qū)域水田面積較少,不能滿足朱鹮繁殖期對食物的要求。 20 世紀80年代初, 大面積水田被改為旱田, 由之前的200 hm2一度減少到26.67 hm2, 這與朱鹮數(shù)量相對較少有直接關系。 劉冬平等[7]認為在繁殖期朱鹮對水田的利用率顯著高于針闊混交林的利用率; 馬志軍等[8]發(fā)現(xiàn)冬季朱鹮主要的覓食地是冬水田, 旱田冬季留水是解決該問題的有效方法。

2) 游蕩區(qū)生境問題。 影響朱鹮游蕩期棲息地的主要限制因子是濕地因子(河流、 淺灘和水庫)。 通過地物對比發(fā)現(xiàn)閆溝河、 雷草溝水庫區(qū)域內(nèi)的水田、 濕地生境因子占比較高, 當?shù)刂禧q數(shù)量也較多。 后村的河流灘涂、 濕地、 水田、 水庫等覓食地面積較小, 景觀構(gòu)成基本為農(nóng)田的情況下, 朱鹮數(shù)量最少。 游蕩區(qū)內(nèi)重要棲息地——漢江及支流周邊河流淺灘受人為破壞, 城區(qū)段河流灘涂上人工垃圾廢料居多, 河流駁岸硬化、 河道渠化現(xiàn)象較為普遍, 影響了朱鹮覓食。 改善濕地因子生境質(zhì)量是提高朱鹮數(shù)量的最佳方法。

3) 越冬區(qū)生境問題。 越冬區(qū)的生態(tài)園區(qū)域在河流、 水田以及農(nóng)田面積占比并不低的情況下朱鹮數(shù)量卻處于中間偏下的位置, 與整體趨勢相矛盾。 運用Fragstats 軟件計算這個區(qū)域的景觀指數(shù)(表2), 計算結(jié)果顯示, 生態(tài)園范圍內(nèi)農(nóng)田斑塊、 水體斑塊、 林帶斑塊均呈現(xiàn)凝結(jié)度高、 破碎度低、 面積大且成片連接的狀況。蔡壩村多為成片經(jīng)濟林, 林地結(jié)構(gòu)品種單一,成分單一的斑塊不利于生物多樣性。 雖然生態(tài)園內(nèi)有儻水河穿過, 但儻水河河流水體景觀豐富度偏低, 河流水體渠化現(xiàn)象嚴重, 這些因素都降低了朱鹮的生存質(zhì)量。 對儻水河加以改造,增加河流景觀豐富度可以提高朱鹮棲息地適宜性。

表2 朱鹮覓食地(生態(tài)園) 景觀指數(shù)表 %

4 朱鹮棲息地生境修復設計——儻水河下游段

4.1 具有典型修復意義的朱鹮棲息地選取

儻水河下游位于朱鹮繁殖期與游蕩區(qū)南北遷徙交匯點, 該河段約8 km 長度。 此流域緊鄰洋縣縣城北側(cè), 是兼顧生態(tài)修復功能和人與自然和諧共存的最重要結(jié)合點。 由于此區(qū)域景觀單元面積較大且連接成片, 儻水河的修復有利于提高該斑塊景觀指數(shù)豐富度; 有效連接河道兩側(cè)散落的中小型生境、 增加該河道兩側(cè)破碎度指數(shù), 有利于景觀多樣性環(huán)境的形成, 產(chǎn)生豐富多樣的覓食地生境。 儻水河下游生境修復對于改善朱鹮生境條件具有重要意義。

實地調(diào)研結(jié)果顯示: 生態(tài)園斑塊儻水河河流水體渠化現(xiàn)象嚴重, 駁岸多為硬質(zhì), 部分岸線較為平直, 河水較深, 缺乏適宜朱鹮覓食的淺水緩坡區(qū)域。 在人為干擾較大的河段, 整體河流生態(tài)功能退化, 綠島、 林地較少, 空間開闊無遮擋,不利于朱鹮躲避天敵; 偶見的成片經(jīng)濟林卻物種單一、 生物多樣性較低; 大部分河段緊鄰主要交通道路, 一部分緊鄰村莊聚落, 干擾嚴重。

4.2 修復理論基礎與修復策略

風景園林學領域?qū)τ邙B類棲息地的相關研究呈現(xiàn)出3 方面的特點: 一是關注鳥類棲息地自身空間特征的研究[9]; 二是關注鳥類棲息地保護途徑與空間區(qū)劃方法研究[10-11]; 三是關注鳥類棲息地與人類活動空間的規(guī)劃設計及景觀設計研究[12-15]。 總體而言, 以上3 方面研究特點可歸納為: 先將生態(tài)系統(tǒng)分解為不同的等級層次, 在不同的子系統(tǒng)中, 通過生態(tài)空間的尺度轉(zhuǎn)化在正確的空間尺度中提出合理的目標和解決方案。

儻水河下游修復從兩個尺度進行規(guī)劃與修復設計: 一是生境網(wǎng)絡尺度, 即以規(guī)劃導則對整體景觀生態(tài)格局進行優(yōu)化; 二是小生境尺度,即以生境設計方法對各小生境進行營建。 小生境尺度的具體做法是先將大尺度的棲息地系統(tǒng)分解簡化, 轉(zhuǎn)換為規(guī)劃設計可操作的尺度修復設計, 然后指導生境設計營建, 提出不同尺度下朱鹮棲息地具體生境修復措施[16]。

4.3 生境修復規(guī)劃設計與生境營造方法

修復規(guī)劃設計過程分為兩部分: 首先構(gòu)建河流尺度的生境網(wǎng)絡。 儻水河下游生境網(wǎng)絡由多個生境斑塊組成, 生境斑塊之間用生態(tài)步石或生態(tài)廊道進行連接, 將大量孤立破碎土地(生境) 進行連接, 嘗試構(gòu)建最優(yōu)生態(tài)格局[17-18]。 其次針對儻水河下游局地中小型斑塊進行小生境營造與設計。 營建措施包括構(gòu)建具有豐富多樣性的斑塊, 體現(xiàn)在類型、 數(shù)量、 大小、 形狀等多個方面, 多樣性的生境斑塊有利于生物定居和生存(圖1、 圖2、 圖3)。

圖1 農(nóng)田-河道-林地-村莊段朱鹮棲息地基本空間單元規(guī)劃

圖2 農(nóng)田—河道—農(nóng)田段朱鹮棲息地基空間本單元規(guī)劃

圖3 農(nóng)田—河道—村莊段朱鹮棲息地基本空間單元規(guī)劃

1) 儻水河下游生境網(wǎng)絡構(gòu)建。 將河流和周邊農(nóng)田相對集中布局, 河流與周邊大片農(nóng)田邊緣可以在空間上相互聯(lián)系, 小斑塊之間相互分散滲透。 沿儻水河下游設立寬度為2 km 的帶狀河流生境修復地, 并與漢江生境體系連為一體,構(gòu)成生境網(wǎng)絡體系。 沿此范圍營造濕地斑塊、林地斑塊、 灘涂斑塊, 分散到河流兩側(cè)河漫灘地帶, 進行小組團布局。

2) 儻水河下游不同河段生境修復方法。 根據(jù)儻水河下游8 km 長度橫斷面不同特點將其分為3 個河段: 農(nóng)田—河道—林地—村莊段、 農(nóng)田—河道—農(nóng)田段、 農(nóng)田—河道—村莊段。 針對每個河段進行針對性修復設計: 農(nóng)田—河道—林地—村莊段是朱鹮夜棲的生境修復河段,可加強村莊與河流之間林地斑塊的隔離作用,在有限面積內(nèi)盡可能提升綠量、 植被物種豐富度, 增加高大喬木(圖4)。 農(nóng)田-河道-農(nóng)田段內(nèi)人流量少, 是朱鹮覓食的重點河段, 可適當加長此段長度, 應在河道與農(nóng)田間設緩沖帶,隔離的同時打開視線, 幫助朱鹮躲避天敵(圖5)。 農(nóng)田—河道—村莊段內(nèi)有一處村莊(屈家村) 緊鄰河道, 此區(qū)域較難形成村莊與棲息地的隔離, 可利用村莊基礎設施修建觀鳥點, 沿河一側(cè)設計觀鳥平臺, 增加此河段寬度, 改造為一個小型濕地游覽地, 便于人們駐足賞鳥(圖6)。

圖4 農(nóng)田-河流-林地-村莊段生境修復示意圖

圖5 農(nóng)田-河流-農(nóng)田段生境修復示意圖

圖6 農(nóng)田-河流-村莊段生境修復示意圖

3) 儻水河下游小生境設計。 營建3 種河流生境斑塊類型, 即漫灘小生境、 淺水小生境、綠島小生境。 漫灘小生境是將現(xiàn)有河道修復為具有自然形態(tài)的河灣漫灘小生境, 豐富覓食地生境形態(tài); 淺水小生境為朱鹮覓食的主要區(qū)域,減少卵石駁岸, 盡量保證疏松土壤, 方便朱鹮以喙覓食; 綠島小生境應在河面較寬時布置,綠島小生境的作用是為了增加不受人為干擾的棲息地, 方便朱鹮覓食休憩。

5 結(jié)論與討論

本文選取儻水河為鳥類棲息地的生境修復對象, 在不同空間尺度下分層次展開修復設計,總結(jié)出以下3 點修復設計手法: 1) 加強河流廊道景觀連接度, 連通朱鹮關鍵棲息地主要控制點, 沿途布置朱鹮生境生態(tài)跳島, 構(gòu)建完整的河流生境網(wǎng)絡。 2) 針對不同場地現(xiàn)狀問題和朱鹮的棲息需求, 將其分為朱鹮夜棲的生境修復河段、 朱鹮覓食生境修復河段, 以及朱鹮觀賞景觀設計河段3 個修復功能河段, 并分別對其進行規(guī)劃設計。 3) 依據(jù)朱鹮覓食的行為習性,營建3 種河流小生境斑塊類型, 即漫灘小生境、淺水小生境和綠島小生境。

本研究嘗試提出一種多學科、 多角度探討野生動物保護的思路, 利用風景園林學科生態(tài)實踐拓展朱鹮棲息生境保護與修復的方法。 結(jié)合風景園林學科的規(guī)劃與設計方法進行動物棲息地生境修復與營造。 但是本研究還處于初步階段, 需進一步實踐反饋, 不斷修正, 逐步建立一個人鳥共生、 自然和諧的美麗家園。