武汉地区生态廊道植物群落恢复设计研究

【摘要】：生态廊道是生态系统中的重要环节，具有保护生物多样性、过滤污染物、防止水土流失、防风固沙、调控洪水等生态服务功能的廊道类型。生态廊道主要由植被、水体等生态性结构要素构成。[1]而植物是生态廊道中重要的结构要素，植被群落是否完整、丰富，决定着生态廊道是否能正常运作。

本文以“武汉豹子溪生态廊道” 为例，通过对生态廊道中各个地块、功能区域的植物选择、种植方式、空间管理等方面论述，提出以恢复生态环境为前提，以满足排洪、净化为目标，运用弹性的、低维护的植物群落设计，探索适合武汉地区的生态廊道植物群落恢复的方法。

【关键词】：生态廊道；恢复生态学；植物群落恢复；武汉地区

1、 绪论

1.1研究背景

在可持续发展思想的指导下，恢复生态学逐渐成为一门新兴学科，生态廊道的生态功能、环境功能、经济和美学功能是衡量生态廊道是否健康稳定的重要因素。生态廊道植物群落恢复的理论基础是基于恢复生态学[2]——即根据景观生态学原理通过一定的生物与生态学技术与方法，依据人为设定的目標使生态廊道生态系统的结构、功能和生态学潜力尽可能恢复到原有或更高的水平。生态廊道修复通常分成四钟策略，即廊道场地恢复、生物物种完善、景观风貌美化、空间管理优化。

目前生态修复的重点还集中在生境恢复，景观格局美化上，对于植物群落的作用还未充分强调，有很大的提升空间。

1.2 武汉地区生态廊道植物群落退化原因

1.2.1自然原因

武汉地区属于我国东南季风气候区，具有四季分明，降水充沛冬季少雪等主要气候特点，多年平均降水1261.2mm ，降水多集中在6～8 月，占全年的41%；夏季降水有很大一部分是以强降水的形式出现，往往在局部地段形成突发性洪水、造成水土流失。同时基地内没有自然河道，水源主要为天然降雨，周围雨水管网排入的中水，武汉市年平均蒸发量为1447.9mm，到了夏季局部池塘水体干涸，使得周边水生植物退化。

1.2.2人为原因

武汉地区生态廊道遭遇的最大的威胁是因城市大规模建设，未经管理而随意堆放在绿色廊道的大量渣土。这些渣土对自然的生态地貌将产生巨大威胁——堵塞原有河道，覆盖自然丘陵上的植被，在湿地周围堆砌成盆地，将原有湿地分割成一块块孤立的斑块。

其次周边城市的大量中水及雨水也通过雨水管大量排放进生态廊道，对水质造成一定的污染。

2 、退化的生态廊道植物群落修复技术研究

2.2.1现状植物的保留及疏理

（1）植物群落修复的第一设计原则是尽可能保留经现场原生态的植物。

在开展植物设计之前应该全面调研场地中现有植物群落的分布情况，结合GIS、遥感影像、卫星照片、现场踏勘等手段，以保留原场地的生镜为原则，将地形、现有植物、及具有景观价值的农作区予以保留。

（2）选定廊道中较完整的植物群落，做总体保留。

在生态廊道内选择原生植被茂密繁盛，鸟类、昆虫种群非常丰富区域进行封闭管理，禁止游人进入，形成物种核心区。同时深入现场调查生物种类，对鸟类、鱼类、昆虫类都进行系统的调查。根据各种生物的习性为其设计水域及陆生环境。营造水深在0.3m-1m左右的开阔水面，并复育水生植物、沉水植物和浮水植物等，并为鸟类及鱼类提供适宜憩息觅食的植物群落环境。

2.2.2修复破损场地，营造生境

对于遭到破坏或堆放渣土的环境，首先需要修复被破坏的地形。陡峭的山地具有滑坡安全隐患，可以通过ARC-GIS软件分析现场坡比，放缓至理想的坡度——一般可以满足种植的坡度需要>1：3，再分层铺设种植土，形成舒缓的可种植地形

以营造生境为目标进行种植设计，是植被恢复工程的捷径。良好的生境也意味着多样的植物种类、自然的群落式种植，这些均对植物群落的设计提供了参考。植物群落中应用蜜源型、多花粉、浆果类植物提供了昆虫和鸟类的觅食地，不同树形的树木、灌木等能满足鸟类、湿地动物必要的栖息环境，如鸟类筑巢的场所、青蛙越冬的场所。以营造生境为目标的植物群落恢复是雨水湿地的重要生态目标。[3]如：桑树、紫荆、朴树、南天竹、火棘等植物。

2.2.3水生植物净化技术研究

水生植物是水岸生态系统的重要的一环，是食物链中的初级营养级。供养着整个水岸系统。同时起到净化水质、固土护坡、场所栖息的租用。水生植物的丧失使滨水岸线退化，导致浮游藻类的大量生长；而良好的水生植被可使滨水空间保持清新的水质和较低营养水平。国内外已广泛开展利用水生植物净化水体的研究，并取得了一些成功。[2]

湿地植物的运用，能最大限度的净化水体，保证水质。在调蓄水的过程中，还能保证植物正常生长，营造水上花园、湿地草滩、湿地森林等多样湿地植物景观。

1）水体净化——在保留原有水渠灌木丛基础上，近岸种植水葱、香蒲等水生植物，水中种植金鱼藻、眼子菜等沉水植物，营造湿地草滩植物景观。

2）水上花园——在水面上利用生态浮岛种植多种观花植物，如千屈菜、黄菖蒲、旱伞草、美人蕉、香蒲等，既能净化水体，又能形成水上花园景观。

3）湿地森林——尽可能廊道中的耐水湿树种.如水杉、柳树林形成天然的湿地森林景观。

2.2.4因地而宜，局部区域采用先锋树种、再补种顶层乔木逐步演替。

生态廊道的自然修复需要几年甚至几十年的时间。为尽可能快的形成生物栖息地，建议大面积的种植区域考虑速生树种，打造初级的植物风貌。 建议选用耐水湿而速生的先锋乔木有目的地营造河滩、堤岸、湿地周边防护林。多种松科针叶树和水杉可作为主要造林树种，落叶阔叶树种如枫杨、构树、垂柳、无花果等，也容易造林成功。除栽种较大规格的实生苗外， 还可以扦插繁殖水杉、垂柳等乔木，植于水边潮湿之地，可以迅速形成水岸边的群落，塑造林冠线，同时也起到防护林带的作用。退化生态系统的恢复过程中植物物种的更替带来了群落组成结构的变化。随着演替的进程，群落的科、属、种均呈现较明显的增长趋势，再补种顶层乔木，群落的物种多样性和复杂性在演替进程中都得到了很好的恢复。[3]

3 、武汉豹子溪生态廊道景观风光带工程植物修复设计

3.1项目概况

武汉豹子溪生态廊道景观风光带位于武汉市光谷中心区域，场地总面积136公顷，总长度5090米。

3.2现状植物分析

3.2.1基址北侧植物种群丰富，品种有香樟、银杏、红枫、南天竹等。

3.2.2高新大道到高新二路段植被机理良好，现有香樟、马尾松、梧桐、枫香、苦楝、构树、针叶树等树种以及茶园梯田地形机理。

3.2.3高新二路以南基址现状植被较少，以荒草地为主且部分由于堆土原因几无植物，黄土裸露。

图2豹子溪生态廊道现状植物b

3.3种植形式分析

根据场地的现状植物、地形地貌、水位情况以及场地边界景观需求，将植物种植形式分为五种功能形式：城市界面种植形式、生态密林种植形式、花田和茶田种植形式、疏林草地种植形式、河滩植物种植形式。

图3 植物种植形式分析

3.3.1城市界面区种植形式

沿主要市政道路的种植专项以通透明快为特色，以开花乔木为主，搭配色叶树种，营造连续以及特色鲜明的景观绿色界面；在道路外侧设置植草沟，种植湿生植物，起到雨水收集的作用。

① 上木植物選择：

骨干树种——榉树、香樟、桑树、椿树等。

特色树种——樱花、梅花、海棠、桃花、香柚树、落羽杉、五角枫、枫香、无患子、乌桕等。

②下木植物选择：

植物品种选择重点突出展现田园般的乡土气息。

1）草灌木：木芙蓉、香桃木、墨西哥羽毛草、狼尾草、石蒜、油菜等。

2）湿生植物：芦苇、蒲苇、矮蒲苇、美人蕉、黄菖蒲、千屈菜、花叶芦竹、香蒲等

3.3.2生态密林区种植形式

场地保留了一些长势良好的湿地植物，但存大量周边工地倾倒进来的渣土，堆砌成不规则的地形，建议引用先锋树种，形成初级阶段的密林，修复场地的生态环境，等到下一阶段演替期，再补种顶层乔木，引种鸟嗜类的树种，丰富群落层次。另一方面在雨洪河道两侧种植地被植物，可以固土作用防止水土流失。

② 上木植物选择：

先锋树种——枫杨、构树、垂柳、无花果、水杉、垂柳、马尾松、桑树等。

顶层树种——香樟、椿树、复羽叶栾树、枇杷、柿树、枸杞、火炬树等。

②下木植物选择：

1）草灌木：石楠、十大功劳、南天竹、火棘、紫穗狼尾草。

3.3.3花田和茶田区种植形式

以保留的茶园为基底，借助现状地形的梯田式造型，提高和改造原有茶园景观，种植具有乡土气息的植物，形成具有一定规模的山林观光区；在滨水广场以及入口广场处设置小面积的花田，花田植物选择低养护品种。

3.3.4疏林草地区种植形式

在密林周围、广场周围、缓坡入水、园区入口处留出一定的草坪空间，其上点缀高大乔木以及花灌木，营造开敞以及半开敞的活动空间。

① 上木植物选择：

骨干树种——香樟、复羽叶栾树、悬铃木、马尾松、椿树等。

特色树种——四季桂、海棠、石榴、枇杷、二乔玉兰、无患子、乌桕、红枫、金丝垂柳、黄金间碧玉竹、银杏等。

① 下木植物选择：

1） 灌木：南天竹、大花金鸡菊、红花酢浆草、鸢尾、迎春、紫娇花、千鸟草等。

3.3.5河滩区植物种植形式

植物选择以湿生和水生植物为主，以水质净化为主要目的，沿市政道路种植低矮的灌草种植带，起到雨水排放的初级过滤作用。沿水系种植挺水、浮水、沉水植物净化水质，水上做生态浮岛，多管齐下保证水质净化的最大化。

① 上木植物选择：

骨干树种——杨树、构树、苦楝、香樟、柳树、水杉等。

观枝叶：落羽杉、枫香、无患子、红枫、香椿、金丝垂柳、榆树等。

② 下木植物选择：

1）草灌木 ：木芙蓉、香桃木、墨西哥羽毛草、狼尾草、石蒜、萱草、十大功劳等。

2）湿生植物：蒲苇、矮蒲苇、美人蕉、千屈菜、花叶芦竹、水葱、香蒲、金鱼藻、眼子菜等。

4 、植物群落恢复设计研究总结

我国关于退化生态廊道物群落生态修复技术研究，尚处于浅层次的分析，而缺少长期跟踪的基础数据研究。目前生态学者及景观设计师面临的重要任务和挑战是如何通过定量的、集成的技术研究，确定恢复廊道的生境 （如地形、群落、水文等），分析场地现状条件与污染性质，评价导致生态系统退化的自然因素与人为因素，提出廊道恢复生态学理念，探索退化生态廊道植物群落生态修复系统策略。

通过文本的分析，生态廊道植物群落生态修复系统策略，可以从以下方面展开深入研究：

4.1通过单一体系向多元系统的变革，实现生态系统的恢复与完善。

充分利用现有生态资源，通过植被保护、水体活化等设计手段，恢复并完善区域生态体系。

4.2通过单层绿化向多层群落的提升，实现植被群落的补充与提升。

利用乡土树种的优势，构建绿色优先、生态稳定的植物群落，保证区域的高绿视率和高绿化覆盖率。

4.3通过单一场地向多类体验的优化，实现生态廊道的贯穿与美化。

以合理选择树种为基础，通过色叶、观花乔木的合理配置，打造四季变化的林荫绿道，兼顾游憩空间的舒适与美观。

4.4通过单元经济向多元效益的转变，实现绿色效益的展现与循环。

关注廊道的生态效益及社会效益，增加地块价值，引导人们关注生态环境。

当前中国城市化进程发展迅速，出现大量建设工程对自然环境的侵蚀现象，生态廊道遭到严重破坏。通过合理选择、布局植物群落，利用速生与慢生植物相结合、低养护管理等、合理管理廊道群落空间，使得生态廊道逐渐恢复排洪，生物栖息地等功能。武汉豹子溪生态廊道景观风光带通过系统、科学、多样的手法对植物群落进行了系统性的恢复规划设计，力争创建健康、完整、低维护的生态系统。

【参考文献】：

[1] 百度. 生态廊道[EB/OL].https：//baike.baidu.com/item/生态廊道/，2018-03-08

[2] 张饮江，金晶，董悦，方淑波，段婷，翟斯凡，陈立婧，张曼曼. 退化滨水景观带植物群落生态修复技术研究进展 [J]. 生态环境学报，上海：2018-03-08

[3] 牛铜钢. 北京地区雨水湿地植被恢复设计研究——以中关村公园为例[J]. 西部人居环境学刊， 2017， 32（02）

[4] 叶铎.大明山自然保护区常绿阔叶林演替序列群落特征及动态研究[D]. 广西：广西大学，2007-06-03

作者简介：吴天煜，1981生，景观工程师，上海市政工程设计研究总院——景观规划设计研究院综合所所长。主要从事园林景观设计及管理工作。