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滨水型乡村绿道优化设计研究

2015-05-30陈琦徐文辉徐文杰

广东园林 2015年5期
关键词:滨水绿道水体

陈琦 徐文辉 徐文杰

摘要:采用AHP层次分析法和问卷调查法,建立了能反映滨水型乡村绿道规划设计中各主要构成指标重要程度的评价体系,得出了滨水型乡村绿道的优化设计应尤其注重生态修复等因素的运用,并以义乌吴溪绿道为例阐述了生态修复等因素在滨水型乡村绿道优化设计中的具体应用。

关键词:乡村绿道;生态修复;层次分析 文章编号:1671-2641(2015)05-0005-52

中图分类号:TU986 收稿日期:2014-11-21

1滨水型乡村绿道面临的问题

1.1滨水型乡村绿道

滨水型乡村绿道指主要沿着诸如江河、湖泊、海洋、湿地等乡村地区的水域廊道岸线边缘构建,串联起水系、自然湿地、历史文化景观、滨水公园等自然及人文资源,贯穿水域、陆域、水陆交接区域的乡村滨水线性绿色土地网络。其兼具生态廊道、历史文化、游憩休闲、社会经济、景观美学、教育等多种功能。它连接城乡及乡域之间,实现乡村滨水区域的土地可持续发展。

1.2乡村滨水地区的生态问题

随着城市化进程的加快,自然环境不断被开发成建设用地,内陆河网水系数量也在逐渐消减,城镇建设的扩张不惜以侵占河流为代价,作为具有乡村河网地区毛细血管功能的末端河道逐渐被填埋或封堵,随之引发一系列的生态环境问题。

1)水安全问题

河网水系自然形态结构受到影响,河网结构趋向主干化和简单化,原生水系结构遭到破坏,河网调蓄功能锐减,内河水位越来越高导致防汛墙越建越高,区域水安全问题日益突出。

2)气候问题

随着乡村地区建设用地的增加和水系的减少,使得区域空间格局及小气候发生显著改变,区域蒸发量减少,热岛效应增强。

3)生态功能减弱

河流水系的锐减导致生态系统由复杂变为简单甚至失去平衡,使其不能维持原有完整的生态过程,生态功能减弱,故河网水系环境容量下降,自净力减弱,水质趋向不佳。再加之城市化用地扩展带来的环境问题由点源污染逐渐转向非点源污染,河网水系的大量减少导致可以用于稀释非点源污染物的水体减少,导致河网水质愈发恶劣。

4)景观的人工化及生态特征的消失

河网水系景观趋向人工化、渠化,自然性及乡土性缺失,水系与水系间的连通性受到阻断,断头河、断头浜增多,致使生物迁徙、繁殖、运动的廊道也遭到阻隔,生境被破坏,生物栖息地数量减少,生物多样性等基本生态特征逐步消失。

2滨水型乡村绿道优化的主要评价体系

2.1准则层和指标层的选定

根据乡村滨水地区存在的生态问题,结合对杭州义乌嘉兴等地已建成的6段滨水型乡村绿道进行实地考察的基础上,选择生态潜力、规划水平2项作为体系的准则层B,每项再细分7个指标,共14个待选评价指标,邀请园林相关专业专家共15人对14个指标进行选择,最终删选出7个评价因子,即指导层c1-C7为:生境营造、自然资源保护、生态修复、植物配置、景观特色、系统布局、以人为本(图1)。

2.2权重计算及结果说明

根据各项指标层次关系及专家意见将判断定量化,构造出判断矩阵,进行一致性检验,确定各指标的权重。全部构造矩阵计算完成后进行层次总排序,从而判断在滨水型乡村绿道规划设计中各指标的重要程度(表1)。

2.3结果说明

在矩阵的评价因子权重的排序中,C2、C1、C3的评价因子分别处于1-3位。其中,C2说明了在乡村绿道的优化设计中应尤为重视自然资源保护;C1因子则反映了在乡村绿道的优化设计中其次应重视生境营造;C3代表在乡村绿道的优化设计中充分发挥其生态修复功能也是相当重要的。C4、C5、C6、C7分别处于4-7位,说明在乡村绿道的优化设计中,应在尽可能改善和提升乡村绿道的植物配置的基础上,同时创造景观特色,完善系统布局,最后,还应考虑在乡村绿道的优化设计中完善以人为本的服务功能。

这些因子间的权重排序说明滨水型乡村绿道优化设计一定程度的相互之间的主次重要性及其时序性,其相互间的微小差值还表示这7个因子之间也是相互影响、相互作用的,在规划设计时要与实际结合,综合分析运用。

3滨水型乡村绿道的优化设计研究

根据滨水型乡村绿道建设各主要影响因子的权重,结合国内微污染水源水质改善的成功范例——嘉兴市石臼漾水源生态湿地工程的建设经验,得出滨水型乡村绿道规划设计的优化方向。

3.1乡村绿道优化设计的方向

从宏观层面来讲,规划设计需保护乡域间的自然山水格局。设计充分融入原有绿地、湿地、水系等自然资源,进一步延续、优化乡域间的山水环境特征,在保护生物多样性和生态走廊的前提下加以开发建设。

从中观层面来讲,首先,要发挥绿道的生态修复功能,营造生境,使生态系统的自净能力得到强化,维持生态系统的平衡,构建区域生态安全格局。然后,利用绿道网建设导向,大力发展生态工业、生态农业,调整优化工业结构布局,搞好基本农田建设、耕地保护、农区林网建设,发挥绿道的生态防护、隔离功能。

从微观层面来讲,需建设可持续发展的乡村绿道体系,选用乡土耐生树种,营造益生性植物群落,促进其自身良性循环发展,集约化管理,降低养护成本,提高其经济性。其次,乡村绿道的规划设计应在注重生态建设的同时突出地方特色及地域风貌特征。切勿为了纯粹的增加绿化指标而建设绿道,要有序的改造、创新。乡村绿道的规划布局还应具有系统性,特别是在与水网、绿网与路网的配合上。此外,要为社会民众提供体验自然的场所,发挥绿道的游憩、教育、文化功能。

3.2平原水网地区滨水绿道的生态修复规划内容

建设滨水型乡村绿道需要平衡城乡社会经济发展和文化与生态保护的矛盾。这种矛盾在乡村河段集中体现为水体污染和单一防洪目标的乡村河道整治带来生态环境破坏,它们不仅阻断了水系连通性,降低了河流的自然调蓄洪水能力,而且损害了水生和亲水物种的栖息地,降低了滨水绿道的旅游休闲价值。因此,乡村绿道的生态修复是保证滨水绿道连通性和多功能价值的前提,修复重点包括通过生态设计改善水质恢复天然的弯曲或游荡河流的自然形态恢复河岸植被等。

3.2.1降低水体污染的生态修复

消除水体污染是乡村绿道生态修复的首要任务。重点是运用生态设计方法来达到改善水质的效果,其次是水系污染源管制。生态设计战略之一是恢复河岸的自然湿地或建设人工湿地生态系统,以湿地来过滤有机化合物,分解重金属,吸收营养盐,减轻径流冲刷,减少沉淀物;战略之二是在河道两岸设计缓冲绿带,宽度至少为15m,宽度与河流宽度成正比;战略之三是在适当地点结合城市雨洪处理的市政基础设施设置沉淀池,避免污染物直接排入河道,战略之四是增加乡村滨水区渗透性铺装面积,积极改善城市水文循环,减少不透水面积。

3.2.2河道形态的生态修复

河道生态恢复有构筑性和非构筑性两种措施,前者指把已经被疏浚或裁弯取直的河段恢复成自然河道形态的方法,包括恢复河流的弯曲、深潭、急流滩和静水区甚至重塑蜿蜒的河道,这是河流自然形态恢复的最佳措施;后者是指在受到乡村滨水区生态用地与财力限制时,或针对已经不可能完全恢复的构筑体,例如被工程措施强烈改造的乡村防洪设施,可以利用构筑性恢复措施(structural restoration)恢复河流栖息地或增加其生物多样性,这些措施包括堰、变流装置和潜水轮叶等。无论是构筑性措施还是非构筑性措施,都应保障鱼类洄游的连通性。

3.2.3河岸缓冲区的生态恢复

河流两岸留出了一定宽度的缓冲带后,可以种植植物或令其自然恢复。依靠自然恢复到稳定的滨水植物群落将需要7年以上的时间,所以多通过人工种植本地的乔木和灌木植物来加速植物群落的形成,并减缓侵蚀泥沙进入河道的数量和速度。尽管河岸植物的作用因树种的不同而有显著差异,但是研究表明由乔、灌、草组成具有垂直分层的植被结构、并具有滞水区的河岸缓冲区,各项环境效益最好。滞水区能滞留水分和缓冲洪水,主要包括:河岸边的湿地、洼地、湖泊和水潭。特别是在乡村河流渠道化以后,滞水区更显示出多种优点。应该在整个水系绿道的基础上,结合乡村滨水区的功能要求设计和建造滞水系统,形成尽可能多的湿地和植被缓冲带。

4义乌吴溪绿道规划设计研究

4.1研究区概况

此次绿道规划范围为生态教育科普段,即稠赤路-义乌江,起始于稠赤路,由南至北途径鲁雅村、后塘村、季村等;两侧共约4.9km,规划面积约38.2hm2

4.2总体规划布局

根据现状条件、现实需求及设计理念,将义乌吴溪绿道划分为四个功能分区(图2),分别是:湿地景观展示区、养生科普林区、乡土经济林区、乡土食用林区。

4.3优化理念应用:湿地景观展示区规划设计

湿地景观展示区的设计以表现湿地植物群落景观为主(图3)。通过慢行道的组织,以及运用“水泡”等形式,将生态型、景观型、生产型、综合型等乡土湿地植物群落有机地联系起来,向人们展示丰富多样的湿地景观。

在此基础上,设置临水木平台等休憩场地,方便游客开展相应活动。同时设置科普教育标识牌,生动展示湿地相关知识。

4.3.1自然资源保护的应用:原生植被的保护与利用

义乌吴溪绿道在规划时合理利用原生植被及水体,包括吴溪及其沿河植被、水生植被以及规划范围附近的原生植被,如:枫杨、构树,使它们的保护水体资源的功能得以保留。原生植被是最高效的涵养水源的植物,并且它们只需要很少的维护措施就能生长良好。

4.3.2生境营造的应用:河道的恢复性设计与各个要素协调合作

首先,重塑吴溪至义乌江段河道的弯曲蜿蜒感,并恢复河滩湿地、消落带及10~15m的生态缓冲区,营造动植物及微生物的生境,保证物质能量交流的连通性并形成生态滞水系统,起到水源涵养、雨洪调控的作用。

其次,净水型湿地由植物、动物、微生物、土壤四个净化要素构成(图4)。植物要素:通过种植耐污能力强,有效吸收N、P等和富集金属离子的水生植物、湿生植物,采用多层复合模式有效减轻污染。同时,发挥深根性水生植物群落在防护堤坡,减少水土流失等方面的作用。动物要素:鱼类以及其他虾类、螺类等底栖生物等构建食物链。微生物要素:修复生态系统,使土壤中的微生物配合植物,吸收降解污水中的有害物质。土壤要素:湿地土壤对水中悬浮颗粒有吸附、沉降和净化作用。

其工作原理为综合四大净化要素,营造动植物、微生物的自然生境,使各个要素配合作用,长此以往,来降解水中的有害物质。湿地生态系统还具有丰富的生物多样性,是重要的遗传基因库,对维持生物种群的存续、筛选以及改良具有重要意义。

4.3.3生态修复的应用:“水泡”设计的原理

“水泡”指将大水面或地面通过土方挖填分割成各个相临的小面积的水塘,其中的水体可相互流通。“水泡”净化的原理即通过构建益生型水生植物群落逐层净化各水塘内的水体,并减缓侵蚀泥沙进入河道的数量和速度,最后,以较之前相对洁净的水体汇入义乌江,长此以往,达到湿地净化区域水体的功效。

4.3.4植物配置的应用:湿地植物群落营造

湿地植物景观展示区配置垂直多元化的植被层次,营造乔木一灌木一湿生草本一挺水植物一沉水植物这样自上而下的生态系统。主要由五类植物群落组成,即:净水型湿地植物群落、景观型湿地植物群落、生产型湿地植物群落、综合型湿地植物群落。既丰富景观层次,又发挥综合型湿地植物群落在调节气候和水文、净化污染物和保障饮水安全、保护生物的多样性、改善城市居住环境等等方面的积极作用。

配置于湿地生态系统中的水生植物群落不仅具有抵御污水污染的能力,而且还可以吸收和富集水体中的重金属离子,对于污水的净化起着重要作用。湿地生态系统可以通过好氧菌分解有机物,同时通过吸附、植物吸收、沉降等作用来阻截悬浮物,去除细菌、病毒等,从而使水体得到改善。各群落内主要植物组成见表2。

4.3.5景观特色的应用:特色性与乡土性的结合

义乌吴溪绿道的规划具有明确的主题性。整个绿道的主题为科普教育,而各个部分又从不同的分区主题来“阐述”总的主题,如:湿地景观展示区、养生科普林区、乡土经济林区、乡土食用林区,使其区别于传统的乡村绿道,具有特色性。而其植物选择以义乌本地的乡土性树种为主,如垂柳、水杉、枫杨、银杏Ginkgo biloba、湿地松Pinus elliotttii、马尾松Pinus massonana、青冈栎Cyclobalanopsisglauca、香椿Toona singnsis、榆树Ulmus pumila、乌桕Sapium sebiferum等,充分体现了景观的特色性与乡土性的结合。

4.3.6系统布局的应用:河道消落带及及缓冲区的规划

义乌吴溪绿道结合原有水网(吴溪与义乌江)、周边道路规划布局,同时结合现状条件在合适地段设置消落带及生态缓冲区:一方面可利用该区域种植不同类型的植物,既能滞留水分又能创造良好的景观效果,形成湿地和植被缓冲带;另一方面能够减缓洪水的流速,减弱其对河岸的冲击。消落带及生态缓冲区的设计也充分结合场地现状,如:鉴于佛赤路至建设路之间驳岸较高,只在局部适当地段设置水漫区,宽度约5m。而建设路至义乌江之间自然条件较好,可在吴溪两岸设置大面积的水漫区,宽度在10-20m之间,充分体现其因地制宜的科学性。

4.3.7以人为本的应用:提高景观性、参与性

义乌吴溪绿道的规划体现以人为本的思想,通过形成台阶状的绿地,其中种植具有观花、观叶功能的水生植物,如千屈菜、芦竹、水葱等,营造良好的景观效果,通过木平台的穿插布置,游人可近距离接触水生植物群落,了解相关湿地知识,满足游客的亲水需求。

同时设置各类基础服务设施,如在季村附近设置三级驿站,场地内设置自行车租赁点、树池坐凳、厕所等服务设施。满足游客的游憩需求,为游人提供便利。

5结语

在城市化进程日益加剧的今天,商业化用地和居住用地等就代替了原有的农田,经济发展与生态环境保护的矛盾日益严重,乡村地区的生态系统逐渐失去平衡,水体受干扰强度也逐渐加剧,并遭受着严重的威胁。单纯的保护和人工净化已不能满足生态环境的可持续发展,必须试图寻求一种自然的、长期的改善水体生态环境的方法,以还水体环境一个良性的循环。

绿道素来在完善生态系统方面起着不可或缺的作用,它维护自然界的生态过程,起到固土防洪、清洁水源、净化空气等作用。关于绿道对水体的生态修复功能的探讨还处于起步阶段,具备水体生态修复功能的绿道能够成为一种模式有待进一步研究的潜力。

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