面向城市生態品質提升的復合生態廊道建設探討

陳雪初 尤怡靖 陳小勇

上海市在2035總體規劃中提出建設“生態之城”的發展目標，而如何錨固生態基底、提升城市生態品質是事關能否帶頭走好生態優先、綠色發展之路的關鍵問題。盡管在河流污染治理、城市綠化建設等方面已取得了顯著成效，上海總體仍存在生態系統服務功能不高、農業面源污染嚴重等問題。由水系、林地、濕地、農田等要素組合形成的復合生態廊道作為一種帶狀生態空間，具有提升生物多樣性、控制徑流和農業面源污染、提供景觀休憩等多種服務功能。分析探討國內外利用城市生態廊道提供生態系統服務的技術策略，建議在上海市城市生態走廊的重要節點區域，利用本地適生植物固坡、截污和景觀功能，構建以區域性水系為脈絡，以周邊林地、濕地為斑塊，以地標性森林植物群落為特色，不僅具有徑流控制作用，同時滿足市民休憩親水需要和動物棲息活動需求的河岸帶生態廊道；進一步復合利用農用地周邊的林地、濕地、小微水體，促使其成為吸收和轉化農業生產排放的過量營養物質、保育生物棲息地的農林濕復合生態空間，可望為農業面源污染控制、生物多樣性保護、生態品質提升等問題提供系統性的解決方案，從而能夠利用有限的生態空間提供更多的優質公共服務以滿足市民美好生活需要，為面向2035錨固城市生態基底、提升城市生態品質提供重要支撐。

生態廊道；生態系統服務；河岸緩沖帶；農林濕復合

1 上海城市生態品質提升中面臨的問題

上海作為長三角世界級城市群的核心城市，正處于建設卓越全球城市的重要時期，力爭在2035年建成令人向往的創新之城、人文之城、生態之城。然而，對標東京、紐約等國際大都市發現，上海的城市生態品質仍處于落后水平。另一方面，和中國其他大都市類似，上海面臨著生態安全和土地資源約束的發展瓶頸，近30年快速城市化過程中，在以土地促增長的同時，城市生態基底受損現象嚴重，大規模的濕地、耕地、林地等轉化為城市建設用地，大量自然生態空間消失，生境破碎化嚴重，關鍵生物類群退化甚至局域滅絕。生態基底受損帶來的一個直接后果就是城市生態系統服務功能下降和韌性降低，雖然生態化建設力度也在不斷增加，但城市總體生態質量仍處于較低水平。如何錨固生態基底、提升生態品質是事關上海能否帶頭走好生態優先、綠色發展之路，能否成功建設卓越全球城市的關鍵問題。

針對城市生態品質提升問題，在過去20年間，上海市環保、綠化等部門及相關機構從各自行業特點出發，圍繞城市生態空間，推進實施了不同類型的治理、修復、營建計劃，在河流污染治理、城市綠化建設等方面取得了很大成就，水域點源污染逐步得到控制，河流黑臭現象基本消除，城市綠化面積有了顯著增加，但仍存在水陸聯動較差、生態系統服務功能不高、生態系統韌性低下等問題，且生態建設過程較少協同考慮綠化、彩化、珍貴化、效益化，造成市民對生態品質提升的直接感受度不高。另一方面，上海市域空間中農業用地仍占主導地位，城市郊野地區粗放管理的農業生產，不可避免地造成農業面源污染物質大量排放，導致區域性河流水質惡化、生物棲息地退化等諸多生態環境問題，這成為影響城鄉生態品質的重要制約因素，同時也是城市河流水質難以提升的主要原因之一。雖然近年來上海市在黑臭河流治理方面取得了許多卓有成效的成果，但在阻斷與治理農業面源污染方面的方法和手段并不多。此外，伴隨區域內污染排放逐步得到控制，經由降水輸入的污染物的影響日益突出，在當前難以從源頭消減這些污染物的背景下，截留并減少進入河道的污染物對于水質改善十分關鍵。

2 構建城市生態廊道的重要國際經驗

城市生態廊道是具有保護生物多樣性、過濾污染物、防止水土流失等生態服務功能的線狀或帶狀景觀要素。早期城市生態廊道建設的理念是城市規劃與景觀生態學融合發展的產物。城市化不可避免地造成不透水地面面積的增加，生態空間占比大大減少，使得城市區域從原先以綠色生態空間為主退化到以鋼混建筑物、水泥路面等灰色基質為主。為此，歐美等國在城市規劃中引入了景觀生態學的思想，在城市中的關鍵區域構建生態廊道與生態斑塊，以優化城市生態空間。Forman的一系列景觀生態學經典論文中提出，不同面積的城市生態空間可以提供不同的生態系統服務功能，小斑塊與大斑塊應相結合并均勻分布，同時，各斑塊之間可通過廊道連接起來，在人類活動的外圍區域布局一些人為嵌塊等[1]。這些景觀格局調控的理論在倫敦的生態建設中得到應用：倫敦的城市生態空間整體上呈現出放射狀，其中，市中心的綠地面積較小而分散，而郊區則較大且連接成片[2]。研究顯示，倫敦的這一生態空間格局有助于提升城市生態空間的生物多樣性維護、熱島緩解、娛樂休閑等服務功能[3]。從發達國家的經驗來看，城市生態廊道在一些國際性大都市已成為城市化地區生態系統服務的主要提供者，而城市生態廊道上的關鍵節點，如紐約的哈德遜河濱公園、中央公園等，甚至成為整個城市的生態地標，發揮提升城市生態品質的關鍵性作用。

3 利用城市生態廊道提供生態系統服務的研究與實踐

3.1 以生物多樣性提升為目標的生態廊道設計

伴隨城市化進程，基礎設施建設、水資源開發、土地利用改變等大規模人類活動持續增加，使物種生境消失或破碎化，導致物種消失的速率比自然滅絕快近千倍。生態廊道對于破碎化生境中物種種群間的交流十分重要，且生態廊道作為質量較高的生境，可為周邊區域提供種源。通過生態廊道的設計，配合生態工程建設，提高棲息地連通性，對生物多樣性保護具有積極意義。

生態廊道已成為近20年保護生物學與生態學領域的研究熱點，并開展了不少設計與實踐探索。如加拿大班夫國家公園為降低穿越公園區域的高速公路對動物游移、遷徙的阻斷，建設了24座生物通道，有效加強了動物棲息地的連通，在連續35個月的監測中發現有蹄類和食肉類動物使用這些通道[4]。博茨瓦納城市中的野生動物廊道使大象能夠順利通過農業、工業和休閑用地。城市綠地促進了歐洲刺猬在被河流和高速公路分割的生境之間的移動。印度東南地區兩個生物地理省交界區域的棲息地連通性高，保證了印度灰狼的棲息地和未來生存[5-7]。對加拿大的一種紅腿蛙（Rana aurora）而言，位于溪流附近的樹叢構成的踏腳石有助于其種群的交流[8]。關于上海水網景觀連接度對生物多樣性的影響機制分析發現，連通性較好、連線數量較多、景觀節點間連接性較強的水網系統對鳥類、兩棲類、爬行類、魚類的物種豐富度有一定的積極效應[9]。這些關于生態廊道與生物多樣性保護關系的研究與實踐，為開展城市生態系統中連接生境和景觀的生態廊道的設計與建設提供了十分重要的理論基礎和實踐借鑒。

3.2 利用河岸緩沖帶構建藍綠復合生態廊道

3.2.1 河岸緩沖帶的概念

除了提供生物多樣性功能之外，近年來一些研究設法利用生態廊道為城市提供更多的生態系統服務，尤其在生態環境質量提升方面發揮更大作用。較為典型的是利用河岸構建生態緩沖帶，形成藍綠復合的生態廊道。

河岸緩沖帶最初是從河岸帶管理措施角度出發的一個定義，又稱為植被過濾帶、植被保護帶、植被緩沖帶等，是歐美等河岸帶研究和管理水平較高國家常用的一個概念，國際上通常稱其為最佳管理措施（BMPs）。Muscutt較為系統地提出了緩沖帶的概念，指設立在潛在陸域污染源區與受納水體之間，由林、草或濕地覆蓋的區域，能有效吸附、過濾陸域污染物質，通常為帶狀[10]。也有國內學者指出，河岸帶具有多種功能，其中緩沖帶的主要功能是截留和納污[11-13]。上海屬于平原河網地區，河岸緩沖帶結構、功能等特征與山地地區存在明顯差異。山地河岸兩側地形通常坡降較大，斷面也相對狹窄，緩沖帶寬度窄，降雨后緩沖帶產匯流時間短、流速快，流量集中，地表沖刷強度大，污染物截留能力較差；而平原河網地區通常地勢平坦，緩沖帶寬度大、坡度小、植物生長茂密，降雨徑流在此區域被充分阻滯而降低速度，其中的污染物質也可被有效截留[14]。

3.2.2 河岸帶生態廊道的功能與建設方法

在城市河流兩側構建濱岸緩沖帶體系，不僅可以削減污染物、減少水土流失，而且還可以產生更加復雜的生態效應，如增加生境多樣性、提升生物多樣性等，形成復合的多種功能[15]。如東京多摩川、荒川等河流與東京市中心一些兩岸未建濱岸緩沖帶的河流相比，其水鳥的物種豐度與多度均有大幅提升[16]。李東海等利用遙感影像分析城市水體與地表溫度關系的研究表明，在河流周圍200 m范圍的緩沖區內，降溫效果最高可達0.9℃[17]，可見河流及其濱岸帶構成的藍綠復合生態廊道還能夠發揮緩解城市熱島效應的功能。在上海城市近期建設和未來規劃中，提出要構建城市藍綠生態廊道，以在有限的空間內提升生態效率，形成復合的生態系統服務功能。《上海市生態廊道體系規劃》（2017-2035年）的現狀評估趨勢判斷指出，最主要的體系化建設在于濱河、沿路的廊道建設，既要發揮河岸帶的防洪、徑流緩沖的作用，也要滿足市民日益增長的游憩空間需求。因此，如何提升復合生態功能是河岸帶生態廊道建設的關鍵。

值得注意的是，植物群落是河岸帶營造生態景觀的基礎，河岸帶生態廊道建設需要選擇合適的喬木作為建群植物，結合灌木和草本進行優化配置，形成具有一定結構和功能的植物群落[18]。《上海市生態廊道建設導則（試行）》詳細規定了廊道內溝渠的面寬、底寬、深度等數據，但缺少對于植物種類、種植形式的詳細闡述。上海市《生態公益林建設技術規程》（DG/TJ08-2058-2009）從造林角度詳細闡述了生態公益林技術規范，推薦了不同林相的樹種選擇和造林密度，但是生態廊道在植物品種、苗木規格以及河道空間等各方面都有更高的要求。就上海地區河岸帶而言，還存在可綠化空間窄、水陸交錯帶連續性被破壞、植物種類單一、鄉土適生種類應用頻率低等問題。因此，基于上海市河岸帶生態廊道建設和河道植物應用現狀，亟需篩選、建立以鄉土植物為主體的適生植物數據庫，研發具有固坡、截污等復合功能，且景觀效果良好的植物配置模式和藍綠融合的空間規劃方案，發揮河岸帶生態廊道的復合生態功能。

3.3 利用林濕生態空間構建復合生態廊道

上海郊野地區農田、河網交錯密布，水資源豐沛，農業生產污染物排放強度也非常大，農業面源污染已經成為上海郊野地區水環境污染的主要來源。農業面源污染對水環境的主要危害是隨徑流排放進入地表水體，其受土地利用、地形地貌、土壤結構、水文特征、氣候等因素的影響較大，具有量大、面廣、變化快，而且排放分散、無序等特征，收集和治理難度非常大。如果農田附近或河流兩岸存在緩沖帶，則地表水體受納的農田徑流產生的污染物質必然會先經過緩沖帶而受到不同程度的截留[19]。20世紀80年代中后期以來，利用緩沖帶控制農業面源在美國、日本等國家得到了迅速發展[20]。美國農業部林務局早在1991年就制定了“河岸緩沖帶區劃標準”，作為河溪水質保護、防止農業污染而規劃的河岸緩沖帶系統及區內的構建和管理規范。

傳統河岸帶截留顆粒物和削減其他污染物質的作用，主要發生在前端緩沖帶，植被喪失和河岸帶生態系統退化都會不同程度地降低緩沖帶的截污功能[21]。河岸帶植被能通過增加地表粗糙度來改變微地形，從而促進徑流下滲，減少水流的挾沙能力，最后通過植被吸收轉化達到攔截污染物的效果[22]。而P?rn等研究發現，在緩沖帶生態系統中，除了植被能大量吸收徑流水中帶來的氮磷污染物，土壤也能成為營養鹽的匯，且土壤中的厭氧微生物還能通過反硝化去除氮元素[23]。此外，河岸緩沖帶還對重金屬污染物有顯著的削減作用[24]。吳建強等經過室內模擬實驗研究發現，上海地區白花三葉草（Trifolium repens）、百慕大草本（Cynodon dactylon）植被緩沖對農田徑流固體懸浮物、氮、磷等污染物截留效果明顯[25]。黃沈發等、王敏等通過現場試驗研究發現，不同植被、不同坡度的緩沖帶對農田徑流氮磷污染的截留效果差異明顯，緩沖帶的污染物截留能力明顯優于空白對照[26-27]。胡威等通過對洱海流域面源污染控制的現場試驗研究發現，草皮緩沖帶能有效截留地表SS、TN、TP，而裸露地幾乎沒有削減效果，草皮緩沖帶污染物截留效果沿程逐漸降低[28]。

值得注意的是，在我國，由于農業區域生態空間有限，可供利用于建設緩沖帶的空間面積十分有限，特別在上海郊野地區，田間河道兩岸遍布道路，可供植物生長的區域極為有限，難以形成真正具有凈化效果的生態緩沖帶，因此如何結合郊野地區生態空間分布特點，優化不同植物群落構建，提升生態廊道的復合生態功能是具有重要意義的研究方向。

3.4 構建適應“四化”要求的生態廊道

當前上海正在推進“綠化、珍貴化、彩化、效益化”建設。如何構建適應“四化”建設要求的生態廊道是亟待深入研究的方向。華東師范大學的學者提出，應推進以城市近自然型綠色生命地標的綠化、季相變幻為特點的色彩化、以生物多樣性保育為基底的珍貴化、以功能多元拓展為導向的效益化，通過綜合推進實現卓越全球城市的生態宜居建設目標[29]。

在生態廊道的“綠化”方面，可考慮以上海地帶性植被為基底。常綠闊葉林和落葉常綠混交林在增濕、降噪等方面功能優異，其中以喬木優勢樹種女貞（Ligustrum lucidum）和香樟（Cinnamomum camphora）為主的群落表現出較好的更新能力[30]，常綠闊葉林女貞群落在各方面具有較高的生態效益[31]。位于上海環城林帶的落葉針葉林池杉（Taxodium distichum var. imbricatum）群落在調節溫濕度、提供負離子、降噪、凈化空氣和土壤改良等方面的生態效益較好，也表現出較高的美景度，整體來看群落效益與葉面積指數、郁閉度成正比例關系[31]。

樹種季相性的“彩化”是提升美景度的重要方面，春季彩葉樹種常見的配置方式有孤植、叢植、群植、色塊種植和基礎種植等，提升上海綠地的彩化。秋季彩葉樹種烏桕（Triadica sebifera）葉片顏色變化范圍較廣，另外還有櫻花（Cerasus）和紫薇（Lagerstroemia indica）等，夏秋季節可產生綠、黃、橙、紅等色彩的變化過程。但鄉土植物挖掘不夠，還需從品種選育和馴化、生物學特性和生態習性的應用配置、養護管理等方面提升[32]。

就生態廊道“珍貴化”而言，利用具較高經濟價值的鄉土珍貴物種展現生物多樣性特征是具有實用價值的研究方向，可加入上海本土分布的重要保護價值或高水平經濟價值的樹種，如舟山新木姜子（Neolitsea sericea）、天目鐵木（Ostrya rehderiana）、普陀鵝耳櫪（Carpinus putoensis）等珍稀瀕危植物，不僅為瀕危物種提供遷地保育地，而且也提升了生態廊道的珍稀性、多樣性、觀賞性、點綴性，顯現了具備生物多樣性保育境界的生態構建文化韻味。

此外，珍貴樹種和經濟價值較高物種的配置，可提高生態廊道的效益化水平，而優化空間配置提升生態功能，無疑可以提升生態廊道的生態效益和社會效益。

4 上海建設復合城市生態廊道的路徑建議

在我國，隨著生態文明建設的全面推進和綠色發展進程的加快，生態廊道理論研究受到研究者的密切關注，其被相繼應用于上海、廣州、深圳、武漢、福州等大中型城市的規劃與建設中。總體而言，現有城市生態廊道大多結構單一，生態系統服務功能難以充分發揮。就上海市而言，如何在現有的較為單一的城市生態廊道建設的基礎上，結合不同區域發展需求特點，優化生態廊道空間配置，構建合適的群落類型，提升復合生態功能，是當前亟需解決的重要問題。

值得關注的是，上海具有水系城市的歷史底蘊，在大規模開發建設之前，城鄉區域以河流為廊道，以水系為網絡，連接耕地、林地、濕地，相互交織、長期演變形成了獨具特色的農林濕一體的景觀格局，構成了支撐城鄉人類活動的生態基底。然而伴隨著城市化進程，農林濕一體的景觀格局被逐步打破，生態空間破碎化現象普遍。回顧最近幾十年來上海為解決生態基底受損問題所實施的各項措施，不難發現雖然針對農林濕等生態空間開展了不同類型的整治修復工作，但是還缺乏從“整體保護、系統修復、綜合治理”角度出發提出解決方案并付諸實踐。此外，城市是人類活動的集聚區，用于生態建設的用地不可能無限增加，如何在有限生態用地基礎上盡可能地提升復合生態功能，成為城市發展必須解決的關鍵問題。

最近，在華東師范大學、上海市土地整理與建設用地管理中心等單位的推動下，結合土地綜合整治，以廊下郊野公園（圖1）、漕涇郊野公園等為依托，開展農林濕復合生態廊道構建的工程實踐，總體技術思路為在城市生態走廊的重要節點區域，利用本地適生植物固坡、截污和景觀功能，構建以區域性水系為脈絡，以周邊林地、濕地等為生態節點，地標性森林植物群落為特色，具有徑流控制作用，同時滿足市民休憩親水需要和動物棲息活動需求的河岸帶生態廊道；進一步復合利用農用地周邊的林地、濕地、小微水體，促使其成為吸收和轉化農業生產排放的過量營養物質、保育生物棲息地的農林濕復合生態空間，可望為農業面源污染控制、生物多樣性保護、生態品質提升等問題提供系統性的解決方案。

1. 建設中的廊下郊野公園二期農林水鄉

從上海市2035總規建設“生態之城”所提出的實施路徑來看，優化生態空間，開展生態修復和生態化建設，是面向2035錨固生態基底、提升生態品質的主要對策措施。而在此過程中，通過土地綜合整治，建設城市郊野公園、生態走廊等重大項目是實現目標的關鍵抓手。從上海市國土空間生態修復的全局視角來看，如能結合土地綜合整治，利用市域生態空間內的水系、林地、濕地、農田等，建設不同類型的復合城市生態廊道，同時探索構建符合上海本土特色的農林濕景觀，并促進生態空間綠化、彩化、珍貴化、效益化，將有可能在滿足城市人類活動的同時，形成供給生態系統服務和支持生物多樣性的熱點區域，從而能夠利用有限的生態空間提供更多的優質公共服務以滿足市民美好生活需要，為面向2035錨固城市生態基底、提升城市生態品質提供重要支撐。