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中图分类号 X171.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)12-0196-02
1 项目背景
为保护黄山市新安江流域的水环境,改善区县城区及近郊农村地区的生活环境,促进当地经济社会全面发展,黄山市委、市政府决定实施安徽省黄山市新安江流域综合治理二期工程(区县项目)。本设计所在地太平湖湖滨带(龙门乡段)位于322省道东侧沿岸及西侧局部山麓,南起龙坑桥南,北至俞家新村附近,全长约1.3 km,面积约7.2 hm2。
2 发展目标
一是去除核心保护区内的人为干扰及对湖滨带的各种不合理的侵占,恢复湖滨带健康的物理基底;二是恢复工程区湖滨带生态系统的规律性:建立健康的湖滨带生态结构,使湖滨带生态系统由失调的病态恢复为正常的良性循环状态,并能正常发挥其各项功能[1-2];三是恢复工程区湖滨带的截污、过滤和污染物的净化功能,削减面源污染负荷,降低入湖污染物量;四是恢复工程区湖滨带的景观优美性,改善与美化滨湖环境,促进太平湖旅游业与经济的可持续发展。
3 总体定位
一是以龙门河水系为生态基地;二是以本地历史人文资源为文化特色;三是具备生态保护、科普教育、游憩休闲等服务功能。
4 规划结构
规划结构包括“一湖”、“两线”、“三脉”、“五节点”,其中“一湖”:太平湖;“两线”:湖滨游览线、湖上游览线;“三脉”:水脉、绿脉、文脉;“五节点”:茶香竹韵、双亭春晓、龙门揽月、金沙碧浪、渔舟唱晚。
5 详细设计
5.1 茶香竹韵
景观上主要体现出“茶”与“竹”2个当地的特色物产。以322省道南侧的山峰为背景,借景层次感丰富的茶园以及姿态丰盈的竹子,打造大气、简洁的入口景观。在景观小品的设计上,立面突出仿竹的景观柱列,并结合仿流水山石的跌水景观,为游客营造轻松、愉悦的山野景象。同时,在景观柱列的另一端设置鲤鱼的雕像,体现“鱼跃龙门”的美好寓意。
5.2 双亭春晓
双亭为原有景观建筑,但外观已经损坏,景观效果不佳。设计建议修整,结合周边铺地,打造一处适合游人驻足赏景、凭栏远眺的节点景观。在园路的材质上,利用青石板等自然石材与木栈道相衔接,以丰富游人的感观。在植物设计上,进一步加深春景的效果,利用碧桃、早樱、垂丝海棠等开花小乔木,结合春鹃、金森女贞等灌木,沿岸种植鸢尾、菖蒲等花形优美的水生植物,体现春花浪漫的景观特点。
5.3 龙门揽月
位于沿岸地形较宽处,相对有利于景观营造。结合弧形的地形特征,建造有弧度的亭廊建筑,既能与环境很好的融合又能多角度观赏太平湖美景。此处湖面较为宽阔,在炎炎夏夜,湖风送爽,游客在此赏月品茗,可称为龙门一景。
5.4 金沙碧浪
得名于此处原有一片金黄色的沙滩,新旅游码头建筑以徽派建筑坡屋顶为景观元素,结合现代的工艺,利用轻钢结构以及玻璃幕墙,打造与环境相融与文化相通的建筑形式[3]。植物以秋色叶树种为中心,突出植物色彩层次丰富、姿态优美的特点,选择黄山栾树、银杏、榉树以及鸡爪槭、红枫等树种。水生植物选择芦苇、芦竹等挺水植物,以丰富沿岸景观。
5.5 渔舟唱晚
以餐饮为特色,同时在节庆时可打造民俗活动,如以打年糕、包粽子吸引游客。植物景观突出冬青的特点,以茶花、梅花、构骨球等冬季观花、观果的植物为主要特色,与西侧的山林绿地相呼应,形成立面丰富的景观效果。
6 高程112~115 m工程措施及植被处理
6.1 西岸112 m水岸线
工程措施:松木桩+柔性生态带。植被处理:可选用漂浮植物荇菜和菱(需界定范围)、沉水植物苦草、菹草、黑藻。
6.2 西岸115 m水岸线
工程措施:叠石固土。植被处理:可选用乔灌木及挺水植物相结合,如水杉、落羽杉、芦苇、菖蒲等。
6.3 东岸115 m以下水岸线
工程措施:局部叠石挡墙或浆砌毛石或做漫滩处理营造多空隙环境。植被处理:沉水植物、浮叶植物及挺水植物相结合,如苦草、睡莲、芦苇等。
6.4 东岸115 m以上水岸线
工程措施:局部叠石固土。植被处理:增植早樱、桃花等春花植物。
7 服务设施规划
服务设施一方面为旅游休闲活动提供服务功能,另一方面其自身也应成为旅游地吸引力的有机组成部分。因此,服务设施的建设,应与各个节点的主题定位相呼应,形成自身的主题和特色。同时,按照人们对不同类型服务设施的需求,确定服务设施的服务半径,科学布点,形成网络,方便游人。①入口服务设施:如停车场、商业设施、餐饮设施以及游客服务中心等。②景点综合服务设施:如小型停车场、商业设施以及餐饮设施等。③沿线小型服务设施:如公厕、小卖部、垃圾桶、小型茶座、休息亭廊以及座椅等。
8 结论
太平湖湖滨生态修复工程是对现状环境进行保护、整理。本规划设计方案力求减少对湖滨带的各种不合理侵占,恢复湖滨带健康的物理基底,恢复生态系统的规律性,建立健康的生态结构,改善与美化湖滨环境,促进太平湖旅游业与经济的可持续发展[4-5]。
9 参考文献
[1] 王超琼,师和新.浅析生态修复中的植物景观[J].景观设计,2014(1):104-107.
[2] 孔杨勇,夏宜平.沉水植物的研究现状及其园林应用[J].中国园林,2005,21(6):65-68.
[3] 刘学勤,邢伟,张晓可.巢湖水向湖滨带生态修复工程实践[J].长江流域资源与环境,2012(S2):51-55.
关键字:城市滨水 生态修复 原则 策略
引言
城市滨水区是城市自然资源和生物多样性最为丰富的区域,不仅承载着城市生活的愿望,塑造着城市自然生态环境,更是城市水文化的延续和传承。伴随着城市建设的快速发展所带来的生态环境破坏、文化失衡等现象,导致城市滨水区生态系统的可持续发展面临着重大威胁。因此,以生态学、恢复生态学、景观生态学为基础理论,探寻一种能够恢复与重建城市滨水区自然生态环境,保证生态系统平衡和稳定以及与城市协调发展的景观规划设计策略和方法,这对于城市滨水区的可持续发展和构建“山水城市”理想都具有重要意义。
一、滨水生态恢复的定义
生态恢复,指利用生态工程学或生态平衡、物质循环的原理和技术方法或手段,对受污染或破坏、受胁迫环境下的生物(包含生物群体)生存和发展状态的改善、改良或恢复、重现。其中包含对生物生存物理、化学环境的改善和对生存“领里”食物链环境的改善等。
二、滨水生态景观恢复具有重要意义
每一个城市的形成和发展都与其所在地的水系紧密相关。历史上它们具有防御、运输、防洪、防火和清洁城市等功能,同时,它们是多种乡土生物栖息地和空间运动的通道和媒介。城市水系更是城市景观美的灵魂和历史文化之载体,是城市风韵和灵气之所在。因此,滨水景观是城市景观的重要界面,恢复和改善因人类经济活动破坏的生态环境,是构筑城市和谐发展重要篇章。
三、 城市滨水空间景观恢复的原则
1 坚持生态、可持续发展原则
城市生态恢复是以合理利用、保护自然生态环境资源为基本任务的生态规划手段,其目的在于对城市发展过程中所造成的和即将造成的环境破坏进行恢复和保持。所以永续利用、可持续发展观必然是首要的原则,否则,会再次加剧场地环境的破坏。
2 提高滨水环境的空间异质性原则
主要是指由生物群落和非生物环境的空间异质性的相关关系。遵循多样化的生态恢复原则,对于增进城市生态平衡、维持城市景观的异质性、创造丰富多彩的城市绿地系统具有重要的意义。滨水环境的空间的多样性,最重要的是提高滨水空间形态的异质性,以提高生物群落多样性。
3 景观尺度及整体性原则
所为“整体性”是指从生态系统的结构和功能出发,强调生态恢复的目标与城市总体规划目标的一致性,因此在规划中必须协调好生态(观光)农业、生态林业、防洪系统、城市建设等子系统间的有序和平衡。
4 工程安全性和经济性原则
滨水空间生态恢复是一种综合性工程,特别是在河流综合整治中既要满足于人的需求,包括防洪、灌溉、供水、发电、航运以及旅游等需求,又要兼顾生态系统的可持续性的需求,必须确保工程的安全,同时应遵循风险最小、效益最大的原则,必须做出系统的经济分析。
四、 城市滨水景观生态修复策略
1 整体控制、局部调整
滨水景观生态修复,不仅仅只是解决技术层面上的问题,它还涉及到政策规划、公众参与、经济文化等诸多的社会因素[3]。因此,在滨水区规划设计时,应重视滨水区与城市环境关系的处理,协调该城滨水区景观设计与其他相关规划之间的关系。正确处理好滨水空间在城市中的定位和价值,并综合考虑滨水区各景观功能形态的组织与建构。通过这样的逻辑关系,使整体与部分相互协调、相互制约,达到整体最优的目标。
2 生态修复、理念指引
在遵循景观生态学为核心的设计原则下,理性运用生态修复机理,正确处理好斑块、廊道、基质等景观格局指数之间的生态关系,构架滨水生态走廊。滨水空间的整合上,尽量避免对滨水地表机理的破坏,恢复河道自然形态,优化滨水景观生态格局。
其次,深入挖掘区域自身特色,通过功能的组织、对地域文化元素的提取与植入,运用设计手法,达到一种意境美的营造,以更好延续滨水景观的地脉和文脉。此外,应充分利用景观生态系统的自净化、自修复等功能,寻求自身独特的景观生态修复模式。
植物生态保护方面,恢复滨水区受损的植物,保护乡土植物和原生性植物种群。依据滨水区不同的水湿条件,对植物群落进行合理配置和有序恢复,营造体现地域文化特色的植物景观群落。同时,利用植物四季色彩的变化,丰富的植物群落季相景观,为滨水生物提供繁衍栖息的优质生态环境。
3 修复技术、合理运用
(1)GIS和RS技术。运用GIS和RS等技术,以可持续发展理念为标准,建立滨水区景观生态评价指标体系。对滨水区地形环境、生态环境和水文环境做出定量分析与评价,通过对功能空间的组织、景观系统的重构,总结滨水特色景观营造的生态安全策略和规划调控方向。在生态修复过程中,应做到及时检测、反馈与再修复,以促进景观生态系统良性循环。
(2)水质生态修复技术。在保存现有水系自然形态的前提下,利用底泥疏浚、气体抽取等技术进行水体污染物的收集与处理,控制水域外源性污染源。由于气候因素,水系有丰水期和枯水期之分,应及时实施水体的调度对策,以确保良好的供水、补水和弃水状态。
(3)生态驳岸修复技术。生态驳岸是指恢复自然河岸“可渗透性”的人工驳岸,是基于对生态系统的认知和保证生物多样性的延续,而采取的以生态为基础、安全为导向的工程方法,以减少对河流自然环境的伤害[4]。这种驳岸应具有提升生态环境、亲水性、安全性等综合功能。从分类上生态驳岸可分为自然型驳岸、柔性生态驳岸和植物生态护坡驳岸等。在生态修复技术实施过程中,应做到因地制宜,探索出适合自身的生态修复技术。保障生态修复与景观控制相结合,促使滨水景观生态环境一体化发展。
结论:
城市滨水区是人们休闲交流的重要空间,城市滨水空间的建设一定要坚定走生态之路,在开发与保护合理适度的前提下,运用生态学原理,营造生态型景观。这里所提到的生态型景观除了指运用植被来营造外,其硬质景观也包括在内,要求这些硬质景观必须是生态的、环保的。只有这样,才能营造出一个充满活力、景观良好的宜人空间,提高滨水空间景观的综合价值,提升整个城市的魅力。城市滨水区景观环境的生态修复不仅需要设计理念的升华和生态修复技术的运用,更需要运行机制与实践过程中的密切配合和制度保障,也需要广大人民群众配合,才能建设一个宜居城市。
参考文献:
[1] 吴丽萍.景观一致性的城市河流生态修复设计[J].科技创新导报,2007.36
[2] 俞孔坚.景观:文化、生态与感知[M].北京:科学出版社,2008.01
关键词:城市水环境;水质污染;生态修复;绿色环保
Abstract: in the comprehensive improvement of the urban water environment and ecosystem restoration project, the construction of green ecological environmental protection city home, is the current city relieve contradiction between supply and demand of water, improve the urban residents daily life work quality level, realizing urban social economy and ecological environment sustainable and stable development the important action. On the analysis of the current water environment problems after city, with many years experience, to the city water comprehensive environment and ecological system repair technology measures on detailed analysis research.
Keywords: urban water environment; Water pollution; Ecological restoration; Green environmental protection
中图分类号:X324文献标识码:A 文章编号:
随着城市社会经济的进一步发展,和城市人口急剧增加,城市面临着地下水环境性能变差和内河生态环境严重恶化等问题。如何加快城市水环境综合整治及生态系统修复重建工作,改善城市水环境和生态环境性能水平,是关系到城市社会经济可持续高效稳定发展的重要问题。因此,对城市水环境现存问题及其变化趋势进行认真分析,研究有针对性的综合整治措施方案,不仅有利于城市水资源的可持续高效利用,为城市经济发展提供重要物质基础,同时也能促进城市人与自然的和谐相处[1]。
1 城市水环境现状分析
城市人口急剧增长和城市工业化、商业化、经济化水平的进一步提高,推动城市向现代化方法快速建设发展。水资源短缺、水土流失严重、以及水环境恶化等是城市水环境综合整治及生态修复重建的三大技术难题,同时也是制约绿色环保、生态城市家园建设的重要因素。生态环境急剧恶化、水体水质严重污染、以及城市内河洪涝灾害逐年增加等一系列问题,也成为城市规划建设发展必须面临的重要问题。
1.1 供水水量不足,水环境人为破坏严重
城市工业化进程的进一步加快,加上城市人口的急剧增加,在日常工作生活中,对用水量需求急剧增加,这在很大程度了加剧了城市供水供需矛盾问题。另外,在城市水资源开发利用过程中,没有结合城市供水水源、规划年供水能力预测、规划年需水量预测等数据信息进行综合考虑。只是简单根据城市供水现存问题,采取在河流上游侧大量修建蓄水工程、引水工程等水利设施,这样导致枯水期由于人为修建水工建筑物的隔阻、拦截等影响,城市河流原有的水循环被认为破坏,导致有限水资源在河流上游侧就被拦截储蓄,造成河流下游城市河道中正常生态环境用水得不到有效保障,河流水环境被严重破坏,进而出现臭水沟等不利问题,直接影响到城市内河生态环境的正常良性循环,不仅影响到城市美观,同时还严重破坏城市河道中的水生环境,河道生态环境修复难度大大增加。城市河道中“三化”(即:河流平面形态直线化、河道断面几何规则化、以及河流加固护岸材料硬质化)等不利现象在城市河道中普遍存在,这样导致城市河道中生物群落多样性和生态系统稳定性遭受大大破坏,河道调蓄自净能力大大虚弱。城市有些区域因经济发展而大肆破坏河道生态系统,甚至采取填河等措施,直接影响到河道正常蓄洪以及灌溉供水等功能。
1.2 与水争地,水体面积不断萎缩
城市建筑行业发展和城市化建设进程的加快,与水争地现象已成为城市水环境保护必须面临的严重问题。过度无序的开发抢占有限城市水环境用地,造成水体面积不断萎缩,给城市安全可靠用水埋下巨大水患。
1.3 城市污水乱排问题突出,水质污染相当严重
由于城市排污系统规划设计不太科学合理,加上城市居民水环境保护意识不强,城市河道不仅成为城市防洪排涝的主要河道,同时也成为城市居民进行日常生产生活污水和垃圾的处理场所,导致城市内河水水质污染十分严重,甚至出现发黑变臭、生态环境恶变等恶性循环,不仅直接影响到城市居民用水安全水平,同时还大大增加了城市水环境综合整治及生态系统修复保护工程的难度。城市水环境的严重污染和逐步恶变,导致城市内河中的水质普遍达不到城市景观绿化用水水质相关技术标准要求,这样大大降低了城市景观绿化美观水平,增大城市生态环境修复和绿色家园建设难度和成本。
2 城市水环境综合整治技术措施
2.1 加快城市供水水利设施的建设步伐,为城市提供充足可靠水源
根据城市河流和周期区域河系情况,建设一批重点的骨干水利工程项目,减少城市水资源供需矛盾程度。同时对现有城市水利工程设施,进行全面系统的排查,结合完善的除险加固和配套改造工程,尤其要积极发展小微型水利工程建设,巩固和提高城市现有水利工程的综合和运行效益,有效提高水资源利用效率。
2.2 充分调动居民水环境修复保护积极性,全面开展街村河道整治工作
要加强党员先进性教育培训,充分调动城市居民水环境修复保护积极性,全面开展村庄河塘疏浚整治工作,以城市内部村庄河塘疏浚工作为首,全面掀起城市城中村河道疏浚整治工作,按照“沟通水系、调活水体、营造水景、改善环境”等整治工作开展思路,有效推动城市水环境整治工作中在城市居民中自发开展。
2.3 建立完善系统城市污水收集系统,逐步回复城市水环境修复能力
建设污水处理厂、重新规划城市污水排放和雨水收集系统、加强城市防洪水利工程功能巩固工程建设等。科学合理地利用雨水、洪水等来涵养城市地下水源,这样不仅有效环境城市水资源供需不足问题,同时还可以增加土壤中的含水量,为水环境生态调节修复提供重要水源,并可以起到调节城市气候环境作用。
3 城市河流生态系统修复重建措施
3.1 缓冲区生态系统修复
缓冲区是指城市河流与陆地间的交界区域。缓冲区河流具有分蓄、削减洪水等功能;同时缓冲区城市河流与河漫滩间的水文连通性能是影响城市河流物种多样性和生态性能的重要因素。因此,在城市河流缓冲区应结合当地地质、气象等条件,规划种植适应的植物带来有效控制城市河流缓冲区的水土流失,防止或降低洪水等对河道河岸冲刷,同时通过河流水生环境的自净能力对河流中的部分污染物起到一定过滤和净化作用,进而为鸟类、水生生物等提供栖息场所,改善城市河流缓冲区的水生环境,为城市河流的综合整治及生态修复奠定强大的基础。
3.2 植被恢复
植被恢复是城市河流生态系统修复工程中广泛采用的技术之一,它是利用植被来影响城市河流中河水的流动性能,提高河岸抗冲刷强度,降低城市河道泥沙沉积程度等。同时合理规划布置植被带,有助于构建城市河流生态廊道,进而改善河流中的水生环境和城市局部环境性能,保护城市河流中的生物种群的多样性,减轻洪涝灾害。另外,植被修复措施可以有效改善城市河流的水体水质,进而为城市景观绿化提供丰富的水资源供应,提供城市绿化景观休闲场所和多种生态服务功能,而城市建设绿色环保家园提供丰富的水资源。对于城市河流生态修复的植被搭配,应遵循植物进化法,即城市河道生态修复植被应包括草类、灌木、以及乔木等多类型多样性的植物种群,这样即可以为城市营造出丰富的绿色环境景观空间,同时也可以为其它生物种群提供栖息、繁殖等场所。通过植被修复,长期保障城市河道的生态水质,确保城市河流生态系统安全健康的生长发展[2]。
3.3 生物-生态修复
生物-生态修复技术是将生物自净能力与修复重建工程有机结合起来的城市河道生态系统修复技术,其具有工程总投资较少、管理费用低、能源利用率较高、以及可持续稳定发挥治污和生态修复等功能优势,在城市水环境综合整治及生态修复工程领域具有较高的应用前景。生物-生态修复技术利用城市河流自然生态系统中拥有的自净能力来净化水体水质,主要包括:人工曝气复氧、生物强化人工河道、生态沟渠、以及生态护岸等多种生态修复措施。
3.4 河流水生环境生态修复耦合系统
生态修复耦合系统是综合人工湿地、微生物、以及水生生物协同净化等性能,而通过合理的规划设计和搭配形成的河流水环境综合整治及生态系统修复重建系统,可以有效去除城市河道中的营养盐和有机物,进而达到修复城市河流水生环境的目的[3]。
4 结束语
城市水环境综合整治及生态系统修复重建规划工程,所涉及的部门和领域众多,亟待社会各界通力合作,确保工程高质、优质、稳定的建设发展。在城市社会经济和生态环境“可持续稳定发展”理念的支撑下,城市水环境综合整治及生态系统修复工作,已成为相关政府必须面临的核心问题。在完善相应的城市污水综合治理和生态环境修复重建技术措施和法规政策文件保障体系的基础上,要形成“技术支撑-机制保障-系统管理”为一体的城市水环境综合整治及生态系统修复制度措施和管理模式,促进城市水环境质量和生态系统性能持续改善,创建“人水和谐”的绿色环境城市空间氛围。
参考文献
[1] 廖文根,杜强,谭红武,等.水生态修复技术应用现状及发展趋势[J].中国水利,2006(17):61-63.
[2] 刘文高,刘岳洲,张为民,等.浅议太湖流域水环境问题与水生态系统的修复[J].西南给排水,2009(3):6-8.
[3] 孙东亚,董哲仁,许明华,等.河流生态修复技术和实践[J].水利水电技术,2006,,3(12):4.
关键词:污水河;生态修复;生态河道体系
据不完全统计,我国大约有80%的城市河道己受不同程度的污染,由此每年造成的直接经济损失就高达377亿元。据1999年全国环境状况公报可知:我国流经城市的河段普遍受到严重污染,141个国控城市河段中,就有大约63.8%的城市河段处于IV类至劣V类水质。改革开放以来,随着上游城市经济发展的不断加速,煤炭和电力等“耗水型”工程项目的快速建设,形成杂乱无序开发利用有限的水资源问题,加上污水等污染物的肆意排放,造成城市河流水能供需长期处于不平衡状态,水资源严重紧缺,导致流域内生态系统结构功能受到严重的破坏,各类服务功能急剧衰减退化。人民生活水平的不断提高,加上环境保护意识的不断加强,城市居民和政府开始越来越重视河流生态环境功能的修复与保护。由于受传统治理理念的桎梏,许多城市在多年的污水河治理中均以防洪功能为主,在对生态系统进行修复的方案措施上,缺乏统一明确的区域河段生态修复管理目标体系。本文将结合自我对河流污水治理方面多年的研究经验,依据河流生态修复相关理论技术构建河流生态河道修复目标体系,以期与其它河流污水治理生态修复相关工程进行共同探讨。
1 河流生态系统基本组成
河流生态系统的结构是由其内部的生物组分和非生物环境间,通过相互的约束作用,在时间和空间上按照一定序列和联系规则进行整合的组织形式和逻辑秩序。河流中的生态系统同其它水域生态链一样,也具有一定的营养结构、生物种群多样性、以及时间和空间位置坐标等基本特性。
2 河流生态修复技术研究
河道生态修复是指在河流现有基础上,采取相关的技术手段,对已受到污损的河道进行改造与重建,即:通过生态化工程建设,将各种生态修复技术应用到实际河流生态修复工程中,尽可能的恢复和完善河流生态系统功能结构,恢复其应该具有的服务功能和质量水平。
2.1 生态化护坡技术
生态护坡工程施工工艺流程一般为:先在河流边坡岩体上铺上铁丝网或塑料网,然后用锚钉和锚杆将网进行固定,接着用喷射机将两层不同厚度的生态基材喷射至带网状的坡面上,即:第一层厚约5~10cm,不含种子;而第二层厚约1cm,包含生态化护坡专用种子。生态化护坡是利用植被涵水固土的原理对河流开挖边坡进行岩土稳定和美化生态环境的一种新的绿色护坡技术,是集河流动力学、岩土工程力学、生态学、植物学、以及土壤肥料学等多门学科专业为一体的综合性河流生态修复技术。
2.2 河道景观规划建设
河道景观规划建设也是河流生态修复的一项重要技术,主要涉及到河道现有平面和断面两个基础条件。天然的河流中既有凹岸也有凸岸、既有浅滩也有沙洲,不同的河流“微地形“既可以为河流中各种生物生存栖息提供适宜的生境,又可可以减低河水流速、蓄洪涵水、消弱洪水的破坏力等。在对河道生态修复平面景观规划建设时,应尽量保持河道现有的自然弯曲,不应为了进行景观设计而进一步破损河道的生态系统。在进行河道断面景观规划建设时,应在结合艺术功能时,收放有致,不必强求平行等宽,同时要设计出一个能够常年保证有水的水道,且能够应付不同水位、流量等特性的复式断面结构。
2.3 水质生态修复技术
污染受损的水资源水质条件很差的主要原因是水体受污染后缺氧导致河流生态环境功能降低所致。利用相应的机械设备,人工向水体中充入清洁空气或氧气,以加速水体内部复氧过程,从而提高水体的溶解氧水平,通过逐步恢复和增强河流生态环境中好氧微生物的自身活力,加快对水体中有机污染物的降解速度,从而有效改善受污损水体的水质性能,进而恢复河流水体中生态系统综合性能水平。底泥疏浚是污染河流治理过程中最为常用的技术,同时也是一种见效迅速的方法措施。底泥疏实际上就是将河流底部的污染物从水域生态环境中清除出去,不仅可以削减底泥对上覆水体生物的重复污害率,同时可以解决河流底部内源释放造成河流生态受到二次污染。
3 污水河生态河道体系
3.1生态河道构建的基本原则和目标
在突出河流生态功能体系内部整体协调能力的前提下,通过各河段功能的相互补偿调节,实现对河流生态体系的大范围治理;按防洪与生态景观优美、农作物经济利益等功能进行可利用水资源协调分配,遵循可持续发展与前瞻性的建设目标。污损河流河道生态功能修复体系是在河流现有的生态环境结构的基础上,以指导河流生态修复为总体目标。
3.2 生态河道构建体系
本文所构筑的生态河道体系是基于污损河流现有生态环境调查与搜集流域相关水环境资料的基础上,利用先进RS与GIS技术平台,对污损河流进行系统的生态环境现状评价分析,以明确污损河流中流域生态系统的空间结构分布;然后进行各项生态功能评价分析,以期获得水生环境中所存在的生态问题现状和发展趋势,以确定污损河流生态系统中存在的生态敏感区域及分项生态功能重要性的空间特异性能;最后根据污损河流的分布情况,对河道进行分区治理,并提出时间上的不同河段生态修复调控最终指标。
4 结束语
建立生态河道构建体系是污水河流规范化、科学化治理工作的必要措施,是污水河流河道整治理论、技术、以及具体生态修复规划设计工程实践科学合理衔接的重要技术保障。污水河流在进行生态河道整治过程中,其具体方案的制定及具体相应技术措施的采取,应结合河流实际情况因地因时因类制宜,在空间和时间等结构上形成污损河流各河段生态修复的基本方向与综合调控指标,保障河流污水治理工作高效稳定、节能经济的开展。
参考文献
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[3] 赵彦伟,杨志峰.城市河流生态系统修复当议[Jl.水利保持通报,2006,26(1):89-93.
【关键词】生态修复技术;现代滨水园林;应用
中图分类号: TU986 文献标识码: A
一前言
国民经济持续、快速的发展,民众更加重视生活质量,特别是对户外空间的需求越来越高。在发展经济的过程中水体、环境的污染比较大,面对严重的社会环境问题,,滨水景观的建设应强调生态环境建设。增强生态修复技术在滨水景观建设中的应用,对实现局部生态环境的和谐发展具有重要意义。
二、生态修复技术原理及作用
滨水生态修复是指对湖、江、河、湿地的水质改善、水土保持、动植物栖憩和绿化美化等方面的修复治理,对沿岸的空间、设施、环境等进行规划设计,以创造优美、生动、特色的滨水生态景观。同时,在保护生态环境及可持续发展思想下,从生态学的角度提出了植物修复、重构系统食物链、重建缓冲带及滨水绿化、实施生态护岸、增加物种重建群落等一系列恢复滨水生态的方式与途径。
1.原理
在利用表面积很大的植物根系在水中形成浓密的网,吸附水体中大量的悬浮物,并逐渐在植物根系表面形成生物膜,膜中微生物吞噬和代谢水中的污染物成为无机物,使其成为植物的营养物质,通过光合作用转化为植物细胞的成分,促进其生长,最后通过收割浮岛植物和捕获鱼虾减少水中营养盐;通过遮挡阳光抑制藻类的光合作用,减少浮游植物生长量,通过接触沉淀作用促使浮游植物沉降,有效防止“水华”发生,提高水体的透明度,其作用相对于前者更为明显;工浮岛本身具有适当的遮蔽、涡流、饲料等效果,构成了鱼类和水生昆虫生息的良好条件;同时浮岛上的植物可供鸟类栖息;为了吸引某种鸟在岛上搭窝,根据该鸟的筑巢习惯在人工浮岛上进行特殊布置,为该鸟创造筑巢的条件;此种设计有利于恢复物种多样性和保护当地特有物种。
2.作用
生态修复技术在水质净化、创造生物(鸟类、鱼类)的生息空间、改善景观、消波效果对岸边构成保护作用。具体来说主要体现在:
(一)提高水质
良好的滨水堤岸带能捕获流失的土壤和营养物质,减少岸坡上的营养物质流入河流,使水质得到提高。
(二)稳定生态系统
良好的滨水堤岸带是岸上和水体之间的廊道,能够担当起两者生物间季节性迁移的任务,可减少甚至避免河流生态系统的破坏。
(三)吸收营养物质
滨水堤岸的植被能够吸收利用人为排放和地下水中的很多营养物质,降低因水体富营养化而导致浮游植物和藻类大量繁殖的风险。
(四)改善小气候
滨水堤岸植被改善了小气候,能够降低新生体的死亡率,并通过对温度的调节来促进动植物的生长。
(五)降低水面
深根系的滨水堤岸植被在一些情况下能降低河流沿程的水面,减少地下水中盐类和营养物质进入河流。
(六)控制藻类生长
滨水堤岸带植被能够减少进入河流生态系统中的光照并降低水温,控制浮游植物和藻类的生长。
(七)增加水生动物
健康的滨水堤岸带植被能维护水生动物(包括昆虫和以他们为食的鱼类)的栖息地,并为水生动物提供重要的食物,包括掉落于水里的树叶、果实等。
(八)增强景观的宜人性
草木丛生的城市滨水堤岸在沿水带构建出的绿色风景,与周围的景色相结合,呈现出一种舞台层次感,为城市居民提供了休息、娱乐等活动场所。
三、生态恢复关键技术研究
受水陆生态系统共同影响,滨水带形成独特的生境类型。发育良好的滨水带具有一定的结构,而退化滨水空间带来的却是生境破碎化,不仅使滨水生境面积减少,同时使各小生境间产生一定空间距离隔离。滨水带生境的消失和破碎是人类发展对生物多样性最严重、最直接的威胁。因此,滨水带生境恢复技术,为滨水带生态修复创造良好的生境条件,是退化滨水景观带植物群落生态恢复的前提。
1.基底改良技术研究
为防洪防汛与经济开发,我国许多滨水带已被建立成近直立人工护岸、鱼塘滩地及农田,这对滨水带的基底结构造成严重破坏,且致风浪经护岸岩壁反射形成驻波,浪高增至两倍,更不利水生植物生长,导致植物对基底作用减弱,破坏程度进一步恶化。基底是水生植物扎根的基础,淤泥底质特征、有机质和营养盐限制等因素都会影响植物生长和群落结构。水岸带基底的突出特点是水分多,土壤肥力较高,空气湿度也较高
2.驳岸改造技术
驳岸设计形式对滨水带生态景观影响较大。现今由于缺乏合理的生态规划意识,多数城乡的滨水带以混凝土近直立式人工驳岸为主,隔断了水陆生态交错带,且其地面污染物经雨水冲刷后直接进入水体,加重水质污染。因此,驳岸改造也是退化水岸生态修复的重要手段之一。
生态型护岸是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工护岸。它具有增强岸坡的稳定性、防止水土流失、成本小、工程量小、环境景观协调性好、适应性好等优点。
3.水文恢复技术
水文情势(HydrologicalRegime)是水生生物群落重要的生境条件之一,水生态系统的生物过程对于水文过程的变化呈现明显动态响应。反之,生物过程对水文过程也产生重要反作用。Poff等早在1997(就提出自然水流范式(NatureFlowParadigm,NFP),认为未扰状况下的自然水流对于水生态系统整体性和支持土著物种多样性具有关键意义。
四、生态修复技术在滨水园林建设中的应用
1.滨水生态环境的保护
滨水景观设计建设的重要内容之一是滨水生态系统建设,涉及水体、水陆交错地带与近水陆地。滨水生态系统修复应考虑多空间尺度:从水体及流域的整体观出发,重视来自上下游、左右岸和水域、流域的影响;而在实际中,滨水环境整治常常由于用地权属而限于河流或湖泊的某一区段,生态环境整治往往从局部入手。生态修复的前提是控制和治理从水体周边至流域范围内的污染,包括工业污染、生活污水和农药化肥等各种点源和面源污染。
2.滨水景观设计建设的生态修复思路
滨水景观环境治理通常指特定的水体和滨水地带的环境修复和重塑,应积极坚持和采取生态化的方向和途径。当前景观生态学理念正逐渐影响着各种行业发展的主流,生态城市、生态工程和生态景观的理论和技术不断出现。景观生态学最重要的应用领域之一就是景观与城市规划,而滨水景观规划是现代景观规划的重要对象和范畴之一。滨水地带承载着丰富的生命信息,是生物多样性种群依存的生境,生态良好的水体及滨水环境是流域和地区景观安全格局的有力支持和保证。景观规划设计的宗旨是调整土地开发、工程建设与自然环境之间的保护利用关系;运用景观生态学原理对资源环境问题进行科学分析,寻求通过土地及空间的规划解决问题的途径和方案。在滨水景观设计建设中,应强调和遵循生态保护和修复的思路:(一)根据滨水空间的规模尺度和环境容量,合理确定水体周边土地利用的目的、性质、规模和方式,避免决策不当造成利用强度过大而影响和破坏生物生境的多样性。(二)按照景观生态修复的机理和生物生态技术,进行水体环境的自然或半自然景观形态重塑,控制外部污染,实施水生态治理,恢复水体水岸的多种生物生境。(三)推行生态化景观建设技术,林草植被从选种到分布,水利工程从护岸到堤防等设计改造采用生态技术,营造一个生机勃勃的有利于多样化动植物生存的滨水生态环境。
3.城市滨水区生态恢复研究展望
目前,城市滨水区保护和开发利用已引起世界各国的普遍重视。如何对退化的滨水生态系统进行恢复,使城市滨水资源能在有效保护的前提下带动城市的可持续发展,已成为摆在我们面前的一项艰巨课题。根据对国内外城市的相关研究情况的综述和分析,可从以下几个方面加强研究:(一)滨水区生态恢复的基础理论研究。如不同干扰条件下滨水生态系统的受损过程及其响应机制;滨水生态系统退化的景观诊断、动态监测、模拟、预报及其评价指标体系等。(二)退化滨水生态系统恢复关键技术,物种与生物多样性的恢复与维持技术研究等。(三)景观生态学理论的结构、功能、背景、碎裂化以及动态变化因素在城市河流的生态恢复中的应用研究。(四)借鉴国外成功经验,建立一套适合我国国情的城市滨水区生态恢复的研究方法和技术。
五、结束语:
现代滨水园林的开发建设是建立在水资源合理利用基础上,既要确保工程项目安全,也要关注生态效益,滨水生态修复的具体技术就有着极强的实用价值。在这一方面不同学科的协作十分必要。从保护资源环境以及可持续发展角度讲,滨水园林等景观建设需要从组织机构与运行、使用机制上实施保障。滨水园林环境生态修复是长期、复杂的任务,相关的方法技术应该反复试验,积极的进行创新。
参考文献:
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[2] 张娟峰.生态修复技术在现代园林艺术中的应用[J] .城市建筑.2014(2):189-191
关键词:生态 水利工程 设计原则
1水利工程对河流生态系统的影响
在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用,同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性,使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面,似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统的健康和可持续性。
2生态水利工程
从学科发展角度看,现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学,水利工程规划设计主要对象是水文系统,往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法,促进水利工程学与生态学的交叉融合,用以改进和完善水利工程的规划及设计理论,形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如治河、防洪工程),兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产(生态产业)及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段之一。
3生态水利工程的规划设计原则
3.1工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一项综合性工程,在河流综合治理中既要满足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求,也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内,能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时,必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征,动态地研究河势变化规律,保证河流修复工程的耐久性。
对于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握,生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选,更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外,充分利用河流生态系统自我恢复规律,是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。
3.2提高河流形态的空间异质性原则
一个地区的生境空间异质性越高,就意味着创造了多样的小生境,能够允许更多的物种共存。反之,如果非生物环境变得单调,生物群落多样性必然会下降,生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化,造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动,特别是大规模治河工程的建设,造成自然河流的渠道化及河流非连续化,使河流生境在不同程度上单一化,引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性,但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种,生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性,使其符合自然河流的地貌学原理,为生物群落多样性的恢复创造条件。
在确定河流生态修复目标以后,就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估,建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统(gis)是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上,确定环境因子与生物因子的相关关系,必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括:调查单个生物因子的基本需求,评估各种生物因子的相互关系和制约条件,对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中,识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子,在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。
3.3生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择,也就是说某些与生态系统友好的物种,能够经受自然选择的考验,寻找到相应的能源和合适的环境条件。
将自组织原理应用于生态水利工程时,生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计,建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中,建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同,生态工程设计是一种“指导性”的设计,或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能,可以由自然界选择合适的物种,形成合理的结构,从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明,人工与自然力的贡献各占一半。
传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时,要求工程师必须放弃控制自然界的动机,树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富,实现人与自然的和谐。需要强调的是,地球上没有两条相同的河流,每一条河流的特点都是各不相同的。因此,每一项生态水利工程必须因地制宜,充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值,寻求最佳的生态工程方案。
自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子,也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时,需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度,防止生物入侵。
3.4景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行,而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低,而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。
景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划?首先,水域生态系统是一个大系统,其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起,形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分,形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时,需要对于各种胁迫因素之间的相
互关系进行综合、整体研究。其次,必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点,这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者,河流生态系统是一个开放的系统,与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环,一条河流的生态修复活动不可能是孤立的,还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后,河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出,湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备,同时进行长期的监测和管理。
3.5反馈调整式设计原则
生态系统的成长是一个过程,河流修复工程需要时间。从长时间尺度看,自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高,同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看,生态系统的演替,即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间,期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。
生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构,力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后,就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展,可能出现多种可能性。
意识到生态系统和社会系统都不是静止的,在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外,人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法,而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行(包括管理)—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中,监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法,一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较,一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。
在反馈调整式设计过程中,提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与,通过对话、协商,以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合,提高设计的科学性。
参考文献:
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Abstract: The city wetland patches have the ability of self-repair and sustainable development, and play an important role in improving the urban ecological environment at city landscape restoration. Based on discussion of Sponge City, and Elastic Restoration theory, this paper takes the wetland patches restoration in Dounan district of Dianchi Lake as an example to analyze the importance of urban wetland elasticity landscape patches, describes the relationship between urban elasticity landscape patches and ecological environment construction of the city, and proposes the ideas and methods about reorganization of landscape patches, water network repairing, etc. It is aimed to find the entry point of the implementation with the landscape toughness development and sponge city, in order to build more way to get a solution to restore elasticity and toughness of the city.
关键词: 景观斑块;弹性修复;海绵城市;湿地
Key words: landscape patches;elastic restoration;sponge city;wetland
中图分类号:F205 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)20-0181-04
1 背景
城市景观是自然与人力在不同条件相互作用的产物。一个城市长期生产力、繁荣度和宜居性,从根本上由城市的可持续性(承载能力)和弹性(应对能力)决定。[1]我国以农业立国,在历史长河中,城市被良田所围绕,对于自然灾害与环境问题具有一定的防御能力。随着经济发展,昔日城市中的绿地斑块如农田、湿地、林地等被各类建筑、道路、广场等人工斑块所代替。城市化地表斑块变化的一个重要特征是不透水斑块取代了透水良好的自然斑块,自然水过程受到影响,城市环境恶化失去原有弹性,导致城市生态系统严重退化[2]。
过度开发使得城市景观破碎化,许多涵养水源的绿色弹性空间相继消失,城市绿网破坏,河流、湖泊等水体受到污染甚至断流。如此矛盾的局面正需要城市规划师在城市规划中找到人与自然和谐共处的关键点,建设具有良好生态基础设施系统的城市[3],保护好城市的弹性景观斑块,通过绿色、蓝色以及灰色廊道的连接形成生态屏障,组建城市韧性(抵抗灾害的能力),从而创造弹性宜居的城市环境。
2 相关概念辨析
城市过度发展,生态环境变化,水土流失、洪涝灾害等“城市病”被广泛关注,传统观念中被认为是废弃物的雨水,也被重新审视,[4]人们逐渐意识到雨水作为一种可循环资源,影响城市居民的日常生活,关系城市的生态健康状况,塑造城市的景观斑块,组织城市的缓冲空间。城市绿色缓冲空间往往是城市弹性斑块的有机构成体,反作用于城市景观及生态系统,确保了城市的物、能平衡与资源的良性循环。(如图1)
2.1 海绵城市与弹性景观
海绵城市(Sponge City)是指城市能像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“韧性”与“回弹”能力,有效保护和修复城市水生态,缓解城市内涝,削减城市径流污染负荷,涵养城市水资源,复兴城市水文化[5]。在一定程度上提升城市生态系统功能减少城市洪涝灾害发生。西方国家对雨水的利用由来已久,形成了最佳管理实践(Best Management Practices,简称BMPs)、低影响开发(Low Impact Development,简称LID)、水敏型城市设计(Water Sensitive Urban Design,简称WSUD)、绿色(雨洪)基础设施(Green Infrastructure,简称GI)等措施。这些都是海绵城市(Sponge City)雨水管理的重要理论基础。(如表1)。
弹性景观(Resilient Landscapes)是城市中用于抵抗自然灾害,维持城市生态系统稳定的重要韧性空间,强调基于人工参与的同时注重自然生态系统自我修复的能力。合理设计城市的弹性景观斑块,将不同功能的生态空间与雨水管理、生物栖息、公共休闲和审美需求相结合,连接城市“绿色”和“蓝色”斑块,为城市生态环境搭建起重要的生态保障屏障。城市湿地斑块构成城市景观,组织城市能源循环,如“海绵”一般,在应对城市生态失衡与自然灾难时,为城市生物提供安全庇护港,保护生物的多样性,保证城市景观的稳定与持续发展。
2.2 湿地斑块与弹性修复
湿地斑块是城市生态系统的重要组成部分,具有城市其他生态系统不可替代的多种生态服务功能,被认为是陆地生态系统的最佳利用方式。[10]国内许多学者认为,湿地(Wetland)是陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡带,是一种复杂的生态系统。城市湿地(Urban Wetland)是指位于城市中,由水文、地貌、植物、动物等要素构成的,要素之间相互联系相互作用形成的具有防洪、污水净化和气候调节等特定功能的一种水陆生态系统。[11-12]湿地斑块对城市的建设贡献主要在于连接了城市(人工斑块)与水域(自然斑块),形成了半自然半人工的中间过渡地带,是重要的城市水陆枢纽与弹性缓冲空间,是城市与自然间的天然屏障,具有以下的生态学意义:
2.2.1 疏导水流,涵养水源
对于城市,湿地斑块无疑是良好的水流“储藏器”,随着城市无序扩张,河渠硬化,防浪堤高筑屡见不鲜。城市给、排水不畅,下雨时地表径流增大,形成快速排水模式,水资源难以保存。[13]城市污水处理不当,水体受到污染,湿地斑块支离破碎,蓄水能力严重不足,导致城市土地河流的水源安全问题。
2.2.2 净化水体,形成良性水网
湿地的植物,在长期自然演替过程中,对水体中的污染物有着一定的过滤、吸附和降解作用。“以绿养水”的生态支持模式[14],在其自身生态承载力允许条件下,会促进水循环,形成良性水网络。在城市生态环境中,许多湿地斑块以及绿地斑块被河流廊道等联系成绿网,对城市水流起到层层净化的作用,形成天然依水而生的缓冲空间。
2.2.3 可持续发展,形成城市综合“海绵体”
可持续发展,需要可持续经济,首要就是对环境的低影响开发,低成本维护,低干扰管理,让城市可以自由的呼吸,要做到这一点最重要是城市中水的资源化,从而进行景观的弹性组织与资源循环利用。[15]水流的循环利用带来的是能流的循环持续,既促进了城市的物质、能量循环,又可以调节城市的自然环境。[16]
将湿地的弹性修复融入城市建设中,恢复景观斑块在应对城市问题中的稳定作用,从广义的角度理解海绵城市理论,发挥城市绿河流湿地等水陆交界面对雨水的吸纳、缓解作用,充分发挥城市绿地斑块对自然灾害的预防和缓解的能力,采用融、滞、消、散等措施,建设具有自然缓解、自然容纳、自然重构的城市综合“海绵体”(如图2)。[17]
总体来说,湿地的弹性修复设计,需要城市在防御自然灾难时做到以下4方面内容:
①了解水资源的重要性及在城市生态系统中扮演的角色,形成城市应对自然灾害的屏障和缓冲空间;②调节城市旱涝的基础上,加强绿地应对灾害的能力;③以城市绿色空间涵养水源,从而调节城市生态,减少自然灾害;④形成绿色弹性景观斑块,化对抗为共生,使城市生态自我修复能力提升。
3 城市的弹性景观――湿地斑块修复设计
3.1 研究区概况
云南滇池是城市发展中与湖争地,导致城市生态破坏的例子。1950年-1970年随着“围湖造田”运动,滇池先后萎缩近30km2水域。1990年“防浪堤”建造工程的启动,阻断水陆能量交流,沿湖湿地斑块严重破坏,城市生态系统失稳,蓄水、净水能力下降,自然灾害频发,昆明城市人居环境受到严重威胁。
研究区位于滇池湖岸东侧水陆交接处,北纬24°53′11″-24°53′34″,东经102°46′4″-102°46′30″,面积约24hm2,是斗南片区城市空间与滇池水域空间最后的生态屏障。研究区全年平均降雨789.6mm,有旱、雨季之分,降雨量集中于5-10月占全年降水量的86%-90%。随着斗南片区发展,城市生活生产废水肆意排放,导致滇池水体富营养化,维持该地区生态平衡的弹性景观――湿地斑块,在“造田”运动中消失殆尽,植被减少,生物生存环境受到威胁,研究区主要面临以下城市问题(如图3):
①湿地退化,蓄水困难,内涝严重,交通受限。研究区较为平坦,在雨季后存在内涝问题,主要道路被雨水淹没,严重影响区域交通。湿地斑块退化,场地无法储存雨水,造成二次污染。
②水体富营养,水陆交接面硬化,生态失稳。作为水陆媒介的驳岸系统有着重要的生态学作用。研究区均为水泥驳岸,阻隔水陆物质能量传递,造成湿地景观斑块弹性缺失,水体富营养化严重。
③水体分离,排水困难,湿地斑块缺乏弹性。研究区水体分离,水网不联通,不能引导排水,造成雨季水体倒灌,植被受损,动物生境破坏,湿地斑块弹性不足,应对措施不够,无法达到湿地生态系统的自我修复与稳定。
3.2 弹性修复设计与措施
弹性修复,即在分析场地存在的主要城市问题基础上,运用生态设计、柔性恢复等方式进行场地各个景观斑块的修复和重建设计,以较低影响,增强其景观与生态系统应对生态扰动、人类活动及自然灾害时自我修复与重回稳定的能力。
通过对景观斑块的研究比较,依据研究区独特的水文、地理气候等条件,进行湿地生态系统的韧性修复,形成城市中良好的弹性景观斑块。尊重场地原有景观记忆,延续场地景观斑块的演变脉络,减少对场地的破坏。通过水体网络的重构组织场地绿地斑块的修复与更新引导场地产业的转型达到湿地景观斑块的韧性修复,做到低成本修复、少管理维护和弱生态破坏,营造良性、有序的城市景观过渡带。柔化城市边界,促进水陆生态系统物、能循环,形成依托于滇池周边城市的弹性湿地景观斑块。(如图4)基于对水陆交接带湿地斑块修复设计的研究,主要有以下几种方式:
3.2.1 整合地形,构建湿地骨架,通过水网联通形成弹性蓄水空间
在原有肌理基础上,根据场地降水、污染物种类等影响因素,利用研究区原有鱼塘,缓和边形成曲线水陆界面,增加水岸边长,创造供湿地鸟类等生物生存的小环境。增加观赏度的同时活化了水岸,使水、陆之间的物质、能量传递界面增长。
梳理地形,将研究区低洼内涝地块整理开发形成“湿地泡”,设置长淹没区、半淹没区域、偶尔淹没区域,与边界原有鱼塘链接形成净化网络,恢复湿地斑块的生态功能,创造动植物的生活生境,形成应对雨水的弹性空间。
3.2.2 软化驳岸,路网修复,形成多级式水体净化模式
进行水循环交流,将防浪堤岸进行适度开口,形成沿堤内流湿地泡,在防浪堤外增加立体绿化,形成水陆生态廊道,解决水泥堤岸高筑的生态隔离问题,同时也阻止雨水倒灌造成的堤顶路塌方,路网断裂。运用厂区拆卸废料加工形成空中景观高架系统,为湿地恢复提供空间,借鉴海绵城市理论形成水网净化系统,通过过滤池、氧化池、潜流湿地净化泡、表流湿地净化泡、末端强化池等多级式水体净化池,形成弹性可淹没区,收纳雨水,在必要时业区转型后的花卉大棚浇灌使用。
3.2.3 更新地块产业,借鉴海绵城市等理论,形成水循环系统及景观修复机制
海绵城市是关于水循环的智慧,城市湿地作为弹性景观的重要组成部分,作为城市绿地斑块的缓冲空间,为城市的生态健康及经济发展做出贡献。在研究区中依据不同条件,设置雨水的储存装置利用自然集水槽与大棚集水设施,从源头留住雨水。
通过产业更新,在温室大棚区通过立体绿化、无土栽培等技术栽植花卉、中草药等植物。防止浇灌废料中氮、磷等物质流入场地水系统,抬高厂区地平面在其底部形成1m的水槽用于收集雨水与浇灌用水,应用生态、物理等水处理方法,由湿地泡净化后排入研究区水网系统,既能够保证水体的自然循环,又能够最大限度的保护湿地、湖泊的水体安全。在湿地内部形成完整水循环系统,从而完成湿地斑块的景观修复,达到城市水陆交界带的柔性回归。
3.3 小结
对滇池斗南片区湿地斑块的修复研究,通过梳理研究区存在的主要生态问题,找到湿地斑块恢复的切入点,重构湿地斑块水网,以海绵城市理论研究入手,形成水循环系统网络,组织湿地斑块的柔性恢复,为动植物生存创造条件。另一方面,将研究区融入城市环境,尊重场地记忆,促使产业转型,把斗南片区的经济支柱产业――花卉贸易与地块产业衔接,形成特色鲜明集聚科研与生态旅游为一体的城市弹性斑块,达到水陆交接面湿地与城市发展的和谐,使城市中的景观斑块得到弹性修复,韧性重构及景观更新。
4 结语
城市发展对自然的掠夺造成绿地斑块支离破碎,水生态恶化、生物生境缺失,城市失去弹性和应对灾害的韧性。海绵城市理念对城市建设带来了健康发展的契机,为僵硬的城市加入地下和地上水系统的互动[18]。城市中的弹性景观空间、绿地斑块等在应对自然灾害时扮演着城市保卫者的角色。湿地作为城市景观斑块的一员,人们更应该意识到保护城市弹性空间与水环境安全的重要性与必要性。在城市弹性空间的景观修复研究中应该站在建设广义的“城市海绵体”水循环的角度上,对绿地斑块进行组织与重构,尊重场地精神,保证场地内部与外部生态循环的自我稳定。
湿地斑块是城市水岸空间的有机组成部分,提供城市中动物生存的必要环境。对城市湿地景观斑块的修复研究,既能对城市景观斑块的弹性进行重构,也能对城市的水安全、水循环和水环境进行恢复,达到城市生态系统的自我稳定与长久发展。湿地景观是海绵城市组成的一个重要环节,斑块间的连接性十分重要。单一的湿地仅仅是城市众多弹性景观斑块中的一员,对水循环、水网络的影响有限,需要在城市规划与设计中考虑绿色生态斑块、蓝色水体斑块与灰色基础设施斑块的连通性,通过韧性修复与设计形成统一的综合网络,才能使弹性斑块在城市的资源循环及应对自然灾害中达到生态效益的最大化。
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[关键词] 林业生态效益 生态环境 秀美山川
[中图分类号] S71 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2014)08-0113-01
治理水土流失,建设秀美山川是党的第三代领导集体结合我国生态环境的实际,高瞻远瞩做出的一项重大决策,它关系到我们民族的兴旺发达,我国经济社会的可持续发展及我国社会主义现代化建设的全面实现,是全国发展战略整体推进的一个重要方面,也是保护我们中华民族生存空间的一场伟大斗争。那么如何进一步,卓有成交地治理水土流失和恢复植被,加快建设秀美山川的进程,根据多年的林业建设实践,只有充分发挥生态的自我修复功能,树立人与自然和谐共处的思想,依靠大自然的力量加快植被恢复和改善生态系统才能最终实现山川秀美。
一、必须高度重视充分认识生态自我修复功能的重要性
生态的自我修复功能是依靠大自然的力量,遵循自然规律而进行生态系统改善的一种能力。是一种不以人的意志为转移的修复生态环境的自然举措。其主要优点,一是省时省工。不需要组织专门的绿化队伍进行大规模的集中治理,也不必采取必要的工程措施和生物措施,既减少了劳力投入也节约了治理时间。二是投入小。由于利用生态的自我修复功能是依靠植物自然生长与发展恢复生态的良性发展,是一种完全依赖于自然界的力量改善生态环境的有效措施。不必采取常规意义下的造林种草,治沟打坝等治理措施,因此相对投入较小,尤其适用于贫困地区生态工程建设。三是可有效减少人为水土流失现象发生。大规模集中连片修田平地、植树造林虽然是治理水土流失的一种有效措施,但是这种措施不可避免的会造成新的水土流失,使原始地貌植被遭到破坏。而利用生态自我修复能力改善生态环境则可有效避免这一现象发生。基于上述优点,各级党委、政府必须高度重视生态自我修复的重要性,全面提高思想认识,下大力气,花大功夫,切实把这项费省效宏的工作抓紧抓好,为再造秀美山川奠定基础。
二、积极培植生态自我修复的典型,辐射带动全局性工作
大力培植示范典型,充分发挥典型的示范带动作用是有效开展工作的基本前提和关键所在。为此,在具体工作中,各级党委、政府必须积极培养具有指导意义的生态自我修复的典型,增强建设秀美山川必须充分发挥生态自我修复功能的说服力和号召力。具体应抓好两方面的工作。一是必须在宣传引导上下功夫。要利用报纸、电视等新闻媒体大张旗鼓地宣传生态自我修复功能的重要性和可操作性,增强各级领导和广大群众对生态自我修复工作的感性认识,牢固树立利用生态的自我修复功能是改善生态环境,再造秀美山川的有效途径的观念,从而使生态自我修复的概念家喻户晓。人人皆知。二是必须在培养具体典型上下功夫。要对那些思想积极,认识程度高的乡、村、农户进行重点扶持和培养,使其尽快形成利用生态自我修复功能恢复植被的典型,以此辐射和带动周边地区的乡村及广大群众积极投身于此项工作,形成千家万户齐动手,千军万马治荒山的良好格局。
三、制定优惠政策和措施,加快利用生态自我修复功能治理水土流失,建设秀美山川的进程
制定出台一项好的政策和措施,是我们顺利开展工作的行这有效的法宝。为此,在利用生态的自我修复功能恢复植被,建设秀美山川的过程中,必须出台和配套一系列强有力的政策措施才能保证工作的健康发展。一是要全面实行封禁治理,认真落实国家以粮代赈政策,及时兑现粮钱。同时要根据各地实际,就封禁工作的进展情况制定必要的处罚措施。对那些对封禁工作认识不高,行动迟缓的部门和单位采取必要的组织处理从而以铁的纪律保证封禁工作长期、有效开展。二是要明晰产权,以户立业。按照“谁经营、谁受益、子妇女可以继承”的原则,鼓励农民在自己的责任田内实行封山禁牧,并推行一家一户管理,做到产权明晰,责权到位,以便于管理。三是对依靠生态自我修复恢复植被,绿化荒山的典型,要从勘测规划及资金投向、技术服务等方面给予优先安排,进行跟踪服务。特别是在技术规范方面要坚持整架山、整面坡、整条沟一次到位,集中封育,杜绝东一片、西一片,零敲碎打的不合理行为,确保封育一块见效一块。四是要制定切实可行的规划,要按照“先选后近,辐射周边,网状开发”的指导原则,结合当地退耕情况,制定出科学性强,便于操作的依靠生态自我修复功能恢复植被的中长期规划,依据规划有计划、有步骤、分阶段的予以实施,切不可不讲科学,盲目蛮干,保证利用生态自我修复功能改善植被工作得以长期有效开展,并切切实实见到实效。
参考文献
[1]朱景波. 宜都市林业生态旅游发展研究[D].长江大学,2013.