基于近自然理念的生态湿地修复策略研究——以罗江区周家坝湿地修复为例

(整期优先)网络出版时间:2021-09-01
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基于近自然理念的生态湿地修复策略研究——以罗江区周家坝湿地修复为例

杨珊珊 刘玉娇 李帅

中国生态城市研究院有限公司,北京市海淀区, 100048

摘要:在我国城市化进程中,过度开发严重威胁了湿地生态系统的平衡,导致湿地生态系统功能的退化和破坏。传统的修复措施破坏了湿地的自然结构,干扰了湿地生态系统的自我调节净化功能,导致湿地景观的消失、植被的消减。如何最少干扰的恢复湿地的生态系统和重建生态景观,成为亟待解决的环境热点问题,也是近年来我国全面推进生态文明建设面临的重大挑战。本文以即将实施的罗江周家坝生态湿地修复工程为例,探讨近自然生态湿地修复的策略,旨在为我国生态湿地的保护和整治提供借鉴意义。

关键词:近自然;生态湿地;修复;罗江

引言

湿地,是重要的自然生态系统,是城市生态的“绿肺”,对改善区域生态状况,促进经济社会可持续发展,实现人与自然和谐共处具有十分重要的意义[1]。但随着人类文明的进步和社会经济的发展,忽视了湿地生态系统为人类社会发展提供生态系统服务功能的价值,导致很多湿地生态系统功能的退化和破坏,失去了原有的生机和活力。因此,生态湿地的近自然修复已经不仅仅是解决湿地的自身问题,而更多的是实现整个区域乃至更远范围内人与自然的和谐共生。

1 生态湿地修复的必要性

1.1 践行生态文明建设

党的十八大报告指出,建设生态文明,是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。十九大报告指出,加快生态文明体制改革,建设美丽中国,人与自然是生命共同体。面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势,必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,把生态文明建设放在突出地位,融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程[2]。“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出,坚持绿水青山就是金山银山理念,坚持尊重自然、顺应自然、保护自然,坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主,实施可持续发展战略,完善生态文明领域统筹协调机制,构建生态文明体系,推动经济社会发展全面绿色转型,建设美丽中国[3]。随着罗江区撤县并区,生态湿地修复工程将为罗江践行生态文明建设、打造“中国幸福家园”奠定坚实的基础。

1.2 保护修复生态湿地的需要

通过保护,周家坝湿地将成为整个片区的“绿肺”。保护修复的生态湿地将为德阳乃至成都都市圈增添一片湿地。对湿地资源的有效保护、合理开发和永续利用,将为城市发展带来更好的生态效益和社会效益,并有效改善良好的宜居环境。湿地的保护修复建设也有利于改善周家坝湿地水体水质,提高对水资源的保护和利用。

2 罗江周家坝生态湿地概况

周家坝湿地位于罗江中心城区南部,占地面积为42.84公顷,离城区较近,使用人群参与性高,主要服务对象包括周边调元镇、白马关镇、蟠龙镇、鄢家镇、御营镇及中心城区的居民,以及外来参观的学者和游客。现状土地大多为滩涂、水稻田,黄水河于湿地北部汇入凯江,凯江自北向南穿过。

湿地目前未进行保护和监测,河流水质监控体系基础设施薄弱,实时监控能力低下,不能满足河流水资源监测和保护的要求。湿地处于未监管状态,部分地段存在人为干扰与污染情况。

  1. 近自然理论基础

3.1 近自然理念阐述

近自然理念起源于19世纪的欧洲对山区溪流的生态治理,是对于河流工程化导致的河流自然环境破坏所进行的反思,是推动河流进行回归自然改造的研究和实践。最早提出近河流自然理念的是德国风景园林师、建筑师阿尔维塞弗特(AlwinSeifert),他提出河流近自然化是指在传统河流整治的基础上,采用使河流治理成本较低、接近自然河流、保持良好景观的一种治理方案[4]

近自然河流理论应用恢复生态学原理通过自然或辅助以人工设计和工程措施,对于受损或受干扰的河流生态系统,将其恢复到原始状态或使河流受损功能恢复到接近期望的理想状态。一般是对河流生态系统的结构与功能进行修复,从而恢复河流自然景观特征,为动植物的生存繁衍提供生境,尽最大努力将河流恢复到美观、健康、自然的状态[5]

虽然我国在近自然修复方面的研究起步较晚。但近几年,我国对于河流、湿地修复的实践越来越多,设计师借鉴德国的近自然理念并指导实际案例,取得有效成果。同时我们也意识到亟需根据我国的生态现状问题总结出适合我国的一套可行的近自然生态修复理论体系。

3.2 生态湿地修复的目标

针对湿地的现状情况,采用适当的生物、生态及工程技术,逐步恢复退化的湿地生态系统的结构和功能,最终达到湿地生态系统的自我持续状态[6]。建立以保护湿地资源为目的,兼顾科普教育、科学研究、休闲游览等功能的湿地公园。

其中,河岸护岸工程的生态修复工作遵循近自然恢复和生物工程方法的原则,水系的近自然河流恢复将遵循近自然的水力工程原则。

1)保护所有未受影响的自然场地并整合到整体修复工程中;

2)通过近自然的方法开发或修复轻度受影响的场地,允许植被自然演替,在有限范围内确保河岸和河床受河水的侵蚀与沉积作用的影响;

3)以近自然的方式将受损场地恢复到原有的自然河流特征,如生态护岸。

3.3 近自然理念在生态湿地修复中的意义

近自然理念下的湿地修复是在充分了解河流、水岸等区域水文地貌的基础上,遵循湿地生态系统演变的自然过程,这种将自然过程结合景观规划设计的方法,不仅可以满足城市河流所需的防洪功能,河岸护岸所需的保护功能,也恢复了河流栖息地的生态功能,同时可以展示生态湿地景观所具有的美学价值,创造良好的人居环境,同时也将河流空间的营造与城市发展想结合,对构建城市完整的生态格局,体现生态湿地空间的综合价值具有十分重要的意义。

  1. 近自然理念下生态湿地修复的策略研究

4.1 罗江周家坝生态湿地修复策略研究

凯江作为罗江区境内最大的地表径流,提高凯江沿岸的涵水能力,减少地表径流流失,能增加区域内水资源总量。结合生态湿地修复工程的建设,一是梳理现状河滩地,设置柔性护岸,保留部分滩地与两岸河堤慢道的自然连结;二是结合周家坝中心岛进行生态湿地公园的建设,结合地形设置蓄水、涵水洼地、坑塘、净化埤塘,结合景观配置涵水植被,强化优化湿地的涵水功能。

4.2.1近自然河岸形态修复

恢复凯江和黄水河河道的自然形态。结合水系和湿地的布局,利用黄水河相对平缓的地势条件,保留河流摆荡的自然形态,将河道设计成自然形态河道和自然式驳岸。

1)河道自然修复

范围内凯江地势相对平缓,适合恢复河流摆荡的自然形态,制造丰富多变的河岸线、河坡线,在有可能与河边绿地相结合的地方修建蜿蜒曲线的水路、水塘,创造较为丰富的水环境。修复重点包括:

1)尊重河道现状,构建河漫滩系统

受河道地形回湾、溪流汇流与桥柱挡水等影响,规划范围内的河域形成大小不一的河滩地,可保留一部分滩地,设计成自然驳岸。在驳岸的处理上宜改造成生态驳岸,从而改变现状单调、人工化的河道岸线。

2)选取天然材料,塑造自然水流形态

在黄水河西岸结合条件,尽可能利用木桩、竹笼、卵石等天然材料来修建河堤,通过河床中的石块造成局部的涡流效果构筑自然弯曲的水流形态,以纵横圆木作水下部分的护岸,在水流冲刷的岸边堆上较大的天然石块,保证堤防安全,又为水生生物提供良好的生态空间,逐步改善流域生态环境与景观效果。

3)通过整体设计,改善驳岸形态

通过半硬质化或软质驳岸的应用,使河道与硬质边界渗透交错,形成自然驳岸形式。根据黄水河及地形条件,河底控制线和岸顶控制线在河道设计中已确定,因此部分河道边坡会在1:2 - 1:3之间。

2)自然岸线修复

1)岸线的修复

项目生态驳岸修复面积约5200平方米,涉及边坡为土质边坡的区域,开挖后可采用钢丝网石笼挡墙护坡脚等措施做好防护。根据工程需要,重点对黄水河河道范围内边坡、河底淤泥和垃圾等需要完全清除,清淤完成后,按照填方河道要求进行分层碾压回填。河道边坡稳定不能满足设计要求时,于边坡处设置挡土墙或护坡桩做支护处理。

2)材料的选择

基于近自然理念,自然岸线修复采用天然材料,包括活性(柔性)天然材料和木材、石材(刚性)材料之分。

活性材料中,挺水植物如芦苇、荻、宽叶香蒲、棒状灯芯草和蓑衣草等,其浓密的茎叶可消除水浪,避免或减弱水浪对岸边的冲刷,其根茎还能发挥固土的作用。灌木和乔木可有效减少河岸滑坡和坍塌,草花和草皮则可有效保护土壤颗粒,根系可使岸坡土体更加稳定。

刚性材料中,木材可选用当地的树种,通过木桩护底、材捆和木板护坡等技术形成临时或永久护岸,保护河流自然形态。规格尺寸在15cm以上的大型卵石主要用于坡面铺石、护底、基础,15cm以下的中小卵石用作坡面铺石、基础。直径为41cm-80cm之间的大型块石用于坡面铺石,岸边垛石,直径在15cm-40cm之间的中小石块用作坡面铺石、基础填石。

4.2.2湿地驳岸的形式改造

1)驳岸设计

凯江作为罗江区境内最大的一条地表径流,在夏季汛期还是城市重要的行洪通道。现状凯江河流两侧大多建有梯形硬质驳岸和垂直硬质驳岸,部分区域有亲水平台、沿河栈道。周家坝湿地范围内的凯江东侧以及河心岛四周现状皆为自然岸线。综合考虑行洪安全、生物多样性、景观变化等,对湿地公园范围内驳岸进行整理和重新设计。主要分为两种:硬质驳岸和自然驳岸。

其中,对凯江与黄水河驳岸进行近自然的软质化处理,使河道与硬质边界渗透交错,形成自然式河道驳岸,并采用木桩、石笼、卵石等天然材料来稳固河堤。


2)生态护坡

生态护坡是统筹考虑城市洪涝问题和生态和谐的护坡形式,既要保证河岸具备抗洪排涝与防止水土流失的能力,也要在此前提下充分发挥河道的天然特性。根据周家坝湿地范围内不同类型驳岸的处理目标,制定对应护坡设计方案。采用的河岸带护坡技术有以下三类:

1)植被护坡

植被护坡形式一般用于自然原型驳岸改造中,利用植被根系的固土功能,保护河道岸坡,可降低风浪的冲淘,加强土壤的聚合力,提高滑移抵抗力,同时美化水利环境,结合河道原有的植被进行设计。在植物选择方面根据当地的地质条件、气候环境等特点进行选择,选择根系发达、适应性强、成活率高和抗病虫害能力强的植物种。植被型护坡通过人工种植植被的方式进行护坡建设。

2)植被与工程措施相结合的护坡形式

格宾网护岸在自然型驳岸改造中用于护底,通过格宾网、生态混凝土现浇网格、生态袋(植被袋)填土等方式,对植被进行加筋,增强岸坡抗侵蚀的能力。其中格宾网护岸,选用耐锈蚀的喷塑铁丝网笼。实现工程措施和植被措施的结合,达到保护河岸和促进水土之间自然交换、增强水体自净能力的作用。生态袋护坡集土木工程和生态环境绿化为一体,是水利部科技推广的先进适用技术。

3)生态材料护坡

生态材料护坡结合具体需要应用于自然型驳岸或结合台阶式人工自然驳岸改造使用。利用水泥生态种植基进行护坡,或者植被型生态混凝土和土工材料进行护坡。其中植被型生态混凝土具有缓冲性能,草生根后,草、土、混凝土形成一体,可提高堤防边坡的稳定性,形成硬化和绿化完美结合,与传统的浆砌石混凝土护坡相比,生态效应更显著。土工材料复合种植基护坡可分为土工网垫固土种植基、土工格栅固土种植基和土工单元固土种植基等多种形式。

4.2.3本地生物多样性的恢复和提升

1)植物多样性恢复和提升

植物作为自然河流生态系统的重要组成部分,从水体到河岸依次分布着盛水植物、浮水植物、挺水植物、湿生植物、中生植物等的层状结构。湿地近自然化需要适当增加植物种类,通过植物的栽植营造野生动物栖息地,丰富生物物种,以达到生物多样性的目的。

1)水生植物群落构建

针对黄水河生态系统的现状,合力配置水生植物群落的结构,重建挺水植物、沉睡植物、浮叶植物之间种植种类和数量的对比和布局搭配,形成稳定群落结构,为水生生物提供栖息地。

2)陆生植物群落构建

陆生植物群落主要在水平结构、垂直结构上进行重建,营造层析丰富、乡野自然的植物景观。通过对黄水河、凯江两岸的乡土植物调查,筛选出能够在黄水河种植的适宜树种,为黄水河植物景观的重建提供树种材料,在这些植物种选出基调树种、骨干树种和一般树种,营造春夏观花,秋季观叶,冬季观干的植物景观。

2)动物多样性恢复和提升

栖息地是鸟类等两栖和陆地动物生活或居住的范围,良好的栖息地环境是恢复动物多样性的决定性因素。本次生态修复将综合项目基底条件和项目建设需求,尽可能的为各类动物提供多样的良好的栖息地。

按照营养级由低到高的次序引入动物种群,以原生动物种群为主,构建种类丰富、结构稳定的动物圈。

  1. 结语

生态湿地的修复工程,不能够只是在形式上进行景观的模拟,而更多的是要尊重湿地自然规律,基于近自然理念的修复方式尽可能多的恢复湿地的自然属性,让生态湿地能够恢复或改善先前所具备的部分或是全部的自然状态。

随着修复工程实践的增多,新材料新技术的完善,生态湿地的近自然化修复会更容易实现。未来,在保证湿地生态系统安全的前提下,如何营造更生态、更自然、更丰富多样的湿地景观,应该被大家所关注。



参考文献:

[1][1] 王楠. 浅析湿地公园景观设计[J]. 城市建设理论研究(电子版),2011,32.


[2][2] 靳东晓. 保护生物多样性——生态文明背景下国土空间规划的逻辑基础. 规划中国


[3][3] 中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要(草案)


[4][4] 刘丹林,基于近自然理念的城市次级河流景观设计研究——以重庆市竹溪河项目为例[D].重庆:重庆大学,2019.


[5][5] 许玉凤,董杰,段艺芳,河流生态系统服务功能退化的生态恢复[J].安徽农业科学,2010


[6][6] 蒋舜尧,朱建强,李子新,刘玮. 国内外湿地保护与利用的经验与启示[J]. 长江大学学报(自科版). 2013(11)

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