基于鹭鸟生活习性的栖息地景观优化

张春英， 兰思仁， 董建文， 张育茂， 李新燕， 郭艺辉

(1.福建农林大学园林学院， 福建 福州 350002； 2.福建工程学院， 建筑与城乡规划学院， 福建 福州 350118)

如何在规划设计中有效地保护生物多样性历来为学者们所重视。景观中的生物不仅是构成景观的重要元素之一，而且对景观中斑块，基质，廊道和景观结构的性质和动态变化具有重要影响。景观中的植物与其内部生活的动物、微生物间时刻发生各种生态过程。在特定的景观中，各种生态过程和信息流在宏观和微观的各种尺度上对景观发生着作用，许多生态过程不断地改变着整体景观。优良的生物栖息环境不仅对于生态系统本身非常重要，也是一种良性景观结构的体现，对景观服务功能的发挥有着重要的促进作用。近年来，生物保护规划是目前景观规划设计中的重要研究方向,很多学者从不同角度研究生物保护与景观规划之间的关系[1-7]。其中，RIBEIROetal[1]研究预测灭绝风险综合性状的框架，并以此为依据指导生物多样性热点区域的保护规划；ZHANGetal[2]认为适当的设置保护区对生物多样性保护非常关键，并通过定量的评估框架指导保护区网络扩展；YANGetal[3]指出甘草的群体遗传结构是由栖息地碎片、水资源和生物学特性影响形成的；PELTOLAetal[4]研究如何邀请专业林务员来保护芬兰森林生态系统的异质性，并努力使栖息地均匀化以提高生产力；CHAUVENETetal[5]建立了保护规划质量的评估模型；PIRMATetal[6]指出连接度在优化景观和城市规划中起到了重要作用。BARRetal[7]综述了如何提高澳大利亚物种和栖息地保护效果。

湿地景观兼具陆地和水域双重的生态价值，具有优质的生态服务功能[8]。大学校园中的湿地景观对校园的生态系统具有重要意义和价值，良性的湿地景观结构不只为良好的校园生态环境提供保障，并且对于改善区域性小气候具有重要作用。鹭鸟是生态环境的指示性生物，对其栖息环境进行保护规划具有重要的科学意义。近年来，国内外学者对鹭鸟许多方面进行了研究，有些学者关注弗罗里达州的红白鹭(Egrettarufescens)的繁殖和生存状况[9-11]；吴未等[11-13]学者对白鹭栖息地的景观生境网络、生境连接度和土地格局进行了研究。基于此，本研究在修复场地湿地景观良性结构的基础上，通过为鹭鸟提供最适合的栖息环境，从而改善鹭鸟生存环境，从而增加鹭鸟的数量，创造更优美的校园环境。

1 研究区域与研究方法

1.1 研究区域概况

福建省福州市位于欧亚大陆东南边缘(北纬25°15′～26°39′， 东经118°08′～120°31′)[14]，东临太平洋，市区年平均气温为20～25 ℃，属温暖湿润的亚热带季风气候。溪源江素来被称誉为上街镇的母亲河，河流北起建平村，中段流经旗山(全闽二绝之一)脚下的福建工程学院旗山校区内，贯穿上街镇至南端江林村，最后流入乌龙江(闽江)。研究区域为溪源江的福建工程学院段，总占地面积约为35 hm2，距离福州市中心城区10 km。

福州闽侯溪源江(福建工程学院段)场地现状主要问题定性如下：(1) 湿地景观结构破坏严重，驳岸均为固化。水质恶化，水体自净能力较差。原有蔗州村的农田肌理受到破坏，原有乡村文化缺失。(2) 生物多样性较低，生态系统不健康。动植物栖息地遭受破坏，场地仅见几只鹭鸟活动。场地上分布着少量植物，有荔枝(LitchichinensisSonn)、龙眼(DimocarpuslonganLour)、香蕉(MusananaColla)以及毛竹[Phyllostachysedulis(Carrière) J. Houz.]等。 (3) 溪源江岸边校园几乎没有公共设施，缺少校园滨江绿带活动空间。

1.2 研究方法

1.2.1 场地主要环境因子定量分析 以往场地现状多为定性分析，缺乏科学数据的指导，导致规划和建设成不健康的景观结构。场地的环境因子定量分析是进行科学规划设计重要依据。本研究综合分析各种数据和资料，对场地进行了高程梯度、坡度梯度、生态敏感性梯度、土壤健康评价梯度、水禽栖息地价值梯度、植物再利用价值梯度、人为干扰影响梯度等定量分析评价。

制定科学系统的场地因子调研计划，并且进行多次场地踏查，获取第一手的场地现状因子数据。全面收集场地文献公开发表的数据资料，结合现场踏实的数据资料，综合分析制定出了高程梯度、坡度梯度、生态敏感性、土壤健康、水禽栖息地价值、植物再利用价值、人为干扰等定量数据值和属性表。进一步对每个因子的属性值进行分级，并设置不同色彩，生成每个因子的梯度图，并导出每个梯度图，有时需要在PS软件中调整一下色彩等(如图1、 图2所示)。

1.2.2 鹭鸟的生活习性数据收集 搜索关于鹭鸟研究的各种科学文献，综合分析和筛选各种文献和数据，将鹭鸟的生活习性的各种数据和资料整理出来。作为规划设计的依据，文献中有详细分析鹭鸟的营巢、求偶、交配、繁殖、孵化、幼鸟习性、成鸟习性等鹭鸟生活和繁殖习性研究。基于此，本方案依据鹭鸟繁殖、幼鸟和成鸟的不同生长时期和生活习性需求来规划湿地景观功能区。鹭鸟中大多数为白鹭(Egrettagarzetta)、灰鹭(Ardeacinerea)和黑脸鹭(Plataleaminor)等数量较少，并且这几种鹭鸟的生存环境比较相似，所以很多数据以白鹭习性为例。

图 1 高程梯度分析图Figure 1 High-level gradient analysis

2 结果与分析

2.1 场地关键性问题解决方案

图 2 人为干扰等级分析图Figure 2 Human disturbance intensity

2.1.1 湿地结构优化 健康的景观结构才有健康的景观服务功能。基于高程梯度、坡度梯度、生态敏感性、土壤健康水平、水禽栖息地价值、植物再利用价值和人为干扰影响等梯度分析结果在适合滨水区域引入大小不等的水系景观，在适合的驳岸地带恢复生态自然岸线，并利用各种置石形成各种曲折的驳岸带,疏导溪流的流向更为自然、蜿蜒。此种岸线改善方式，不仅恢复水系景观良性的结构，而且有助于水质净化。

在恢复湿地景观结构和功能的前提下，采用多种净化技术结合的方式，突出水生植物和土壤对水质净化作用。在污染处理方面，提前作好污水截流规划，污水经统一处理后再排入河道。生态净化系统，整体湿地生态系统的完善，突出水生植物对水质净化作用，提高河流自净能力。驳岸处理方面，选用具有渗透性的材料，形成一种可渗透的界面，这样的生态驳岸具有缓解内涝、补枯、调节水位的作用。创造多样化的水岸空间和水中生物廊道，给鱼虾等水生动物提供驻停、觅食、繁殖的生存空间。生态驳岸与动植物的结合，利于水体的氧氮平衡，这些方面对水质的自净有一定的效果。在保证生态系统健康的前提下，系统分析总结鹭鸟不同生长时期所需要的栖息环境，并利用植物、石头、立柱等材料营造鹭鸟适宜的生存环境。场地上原有荔枝、龙眼等大树长势良好，可以适当保留并加以利用。场地周边还覆盖大量的油菜花地，这种农田景观体现当地乡土农耕文化，亦是一种美好的大地景观。水生植物较多的地方比较适合水禽栖息，适合的水生植物可以保留再利用。

生态规律表明营养结构越复杂，生态系统越稳定。营建一个健康的生态系统关键是保持物种的多样性，形成多重的营养结构和复杂的食物链。协调水生植物、陆生植物、动物及相互关系，营建一个具有物种丰富度较高的健康、稳定的生态系统。配置科学合理植物景观是改善景观系统的重要方式之一。为防止生物入侵现象，主要选择乡土植物，配置鹭鸟喜欢栖息的植物群落来提高生物多样性,并在适当的地区配置挺水、浮叶和湿生植物群落等，以此丰富滨水湿地生态系统和景观多样性。

2.1.2 水质净化 纵览国内外经典的水质净化研究，因地制宜，选择漂浮生物岛、生态驳岸、植被浅沟、生物滞留系统、雨水湿地技术和增加水系流程技术方式。为了防止校园人群活动和道路的噪音干扰鹭鸟的生存，采取生态堆坡和降噪型植物群落配置来降低噪音。为了保持湿地景观系统良性循环和鹭鸟生境的连通性，依据生物廊道原理，设计了几座桥梁生物廊道。

(1)生态驳岸 现状均为硬质、固化的驳岸，虽具有重要的安全防护功能，但造成了生态环境的污染。对于坡度缓或腹地大的沿河地段，配合植物种植，达到稳定河岸的目的，形成自然原型驳岸。对于比较陡的坡岸或冲刷侵蚀比较严重的地段，不仅进行植被修复，还采用天然石料、木材护底、增强堤岸的抗洪能力。

(2)生态浮岛 针对水质污染和滨水生物多样性低的现状，采用生态浮岛技术。生态浮岛是个漂浮的栖息地，它通过组合多种专门的大面积植物培养基，以供专门的微生物和通风系统来有效地维护水道健康[15]。生态浮岛也可用于富营养化水体、河流溪流或者废水，以消除过剩的有害物质。为不同数量的鸟类、青蛙物种提供了筑巢产卵、觅食和休息地方。大面积植物根系吸附水中悬浮物，植物表面形成生物膜吞噬水中污染物。遮挡阳光抑制藻类光合作用，减少浮游植物生长量，沉降污染物。浮岛通过遮挡阳光来抑制藻类光合作用，减少浮游植物生长量，并通过接触沉淀作用促使其沉降，提高水体透明度。

(3)植被浅沟 为了有效除去场地的各类污染，引入植被浅沟技术。植被浅沟可以有效地减少悬浮固体颗粒和有机污染物。浅沟可以去除80%以上的悬浮固体[16]，同时对Pb、Zn、Cu、Al等部分金属离子和油类物质也具有相应的去除能力。植被浅沟能减小雨水流速，可以缓解土壤被大暴雨的冲刷，减少水土流失。植被浅沟也具有自然美观和建设成本低的优点。

(4)生物滞留系统 引入生物滞留技术，此技术通过植物截流和土壤过滤处理径流雨水，有效去除雨水中的小颗粒固体悬浮物、微量的金属离子、营养物质、细菌及有机物。控制径流量，保护下游管道及各构筑物。合理的设计加上妥善的维护，能够改善环境，达到良好的景观效果。生物滞留系统对于总氮、凯氏氮、总磷、Cu和Zn的去除率分别为49%、52%～67%、65%～87%、43%～97%和64%～95%[16]。

(5)雨水湿地技术 引入雨水湿地技术，此技术首先进入的是地上水面的“净化生境”，由种植成篱笆一样的芦苇等水生植物和培养在上面的净化微生物构成[15]，再利用专门器材进行二次过滤。

(6)增加水系流程 为了模拟自然界水质净化过程，优化水陆交织良性的湿地景观结构，增加了水系的流程，使水质自然径流中得到了净化。水系驳岸结合大小各种置石，使水系岸线更为曲折，净化水质更为有效。例如法国的国际著名设计“Lagunage De Harnes”，利用自然水体净化的原理，通过增加水体流程(绕城市几周)以取得水质净化的设计，启迪人们如何有效发挥景观规划的综合功能。

2.1.3 隔音降噪 为有效保证鹭鸟生存不受到噪声干扰，利用生态堆坡和科学配植来隔音降噪。生态堆破设计具有很好的降低噪音的作用，声音经过草坪和微地形地面时会减弱，声音经过植物叶片时，会自动减弱，声波经过植物叶片时会有一部分变为叶面固有的频率，另一部分则被树叶所吸收。遵照植物配置的空间营造、对比与协调、相生相克等多种原则，选用降低噪音效果较好的植物种类来设计。提倡提高植物丰富度，种植鹭鸟比较喜爱营巢的杉木[Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook.]、南洋楹[Albiziafalcataria(Linn.) Fosberg]和水杉(MetasequoiaglyptostroboidesHu et Cheng)等树种。

2.1.4 桥梁生物廊道 小动物经常为了觅食、寻偶等活动而被迫穿越城乡各级道路，有时会被车辆无意中伤害。为避免小动物们受到伤亡，引入生物廊道理念，结合现有的桥梁，设计了几个桥梁生物廊道。魏国安等[17]从生物保护的角度，将生物廊道定义为“供野生动物使用的狭带状植被，通常能促进两地间生物因素的运动”。生物廊道具有保护生物多样性、过滤污染物、防止水土流失、防风固沙、调控洪水等多种功能。生物廊道主要由植被、水体等生态性结构要素构成，目的是更好地保护生物多样性。生物廊道具有高效的生态功能，城市生物廊道使动物生境的破碎化得到改善。

2.2 基于鹭鸟不同生长时期生活习性的生物保护规划

鹭鸟在不同的生命时期有不同的环境资源需求，从出生到成长，鹭鸟主要生活在河岸、河口及其沿河附近的湖泊、溪水、水塘、水稻田和沼泽地带。且对水质有一定要求，主要要求水体偏中性(pH值约在6.883～6.714为最佳)，溶氧量在8.023～6.018之间，背景噪声不宜过高，能接受20～200 Hz的低频噪音。鹭鸟主要活动在以桃树(AmygdaluspersicaL.)、柑橘(CitrusreticulataBanco)、香樟[Cinnamomumcamphora(L.) Presl]、栓皮栎(QuercusvariabilisBl.)、泡桐(Paulowniafortunei)、侧柏[Platycladusorientalis(L.) Franco]、水杉(MetasequoiaglyptostroboidesHu et Cheng)、红树(RhizophoraapiculataBl.)、相思树(CeltistimorensisMerr)、马尾松(PinusmassonianaLamb)、木麻黄(CasuarinaequisetifoliaForst.)等组成的纯林和混交林，对生境质量变化较为敏感，要求稳定的栖息地生态系统，且没有生物入侵现象[17-19]。

根据鹭鸟的不同生长时期的生长过程将场地划分为四个功能区：生命之源、成长之迹、活动之域和知识之所(图3)。在每个功能区中根据鹭鸟生活习性需求来设计每个功能的景观。同时实现湿地结构的改善、水质净化、生物廊道的建立、生物多样性的提高、隔音降噪和人群休闲活动等多种功能。

(1) “生命之源”功能区作为鹭鸟完成生命繁衍哺育的区域(图3)。这个区域主要根据鹭鸟求偶、交配和繁殖的生活习性需求进行设计。鹭鸟具有良好的营巢习性，每个巢穴用120～180条树枝[18]。鹭鸟倾向选择乔木冠层水平方向的中部及竖直方向的上部距离地面10～13 m枝丫构筑浅盘状巢穴。对乔木数量、灌木数量和盖度、坡向和坡度等因子没有明显的选择性[18]。由于鹭鸟交配、繁殖、孵化过程均不喜欢受干扰，本区域设计以静为主，路网比较简单，限制人群进入。该区主要考虑噪音、水源、自然条件等对鹭鸟生活繁衍的影响，鸣声是鸟类生殖繁衍的最初交流条件。

图 3 总平面图Figure 3 General plan drawing

(2)“成长之迹”功能区作为鹭鸟生命中重要的成长时期，该区主要考虑到破壳而出的幼鸟的成长过程，处于过渡阶段(图3)。亲鸟用泥鳅(Misgurnusanguillicaudatus)、黄鳝(Monopterusalbus)、蚯蚓(Pheretima)和昆虫来养育幼鸟[20]。大约2个月月龄时，幼鸟短距离地进行觅食、嬉戏等活动[21]。在该区对岸设置眺望台与休闲区，提供观赏鹭鸟的活动空间，在满足鹭鸟生存需求环境的同时，也满足游赏人群需求。

(3)“活动之域”功能区是成鸟生长活动的地方。鹭鸟对水质要求不高，栖息地环境从优到劣顺序为：山泉>水田>小米滩河>小池塘[17]。鹭鸟的取食方位很自由，东南西北均有。多数在距离栖息地7～15 km范围内取食 , 少数在 30～100 km内取食[18]。研究表明鹭鸟的惊飞距离为4～5 m[22]。鹭鸟的食物主要为小鱼虾、泥鳅、黄鳝、螺等 ，一般昆虫类较多(特别是鳞翅目和膜翅目的昆虫)，蛙类较少[15]。功能区景观以植物造景为主，栽种鹭鸟比较喜爱营巢的水杉等树种，增加物种多样性。为更好引导人群在此活动，设有雨水花园，既能蓄水又能养殖水生动植物，并在沿岸边设置栖鸟柱列和梯田景观，提供鹭鸟栖息场所。在两岸严格控制娱乐性建筑和大型服务性建筑的建设，仅于林间、水边和游步道旁点辍供行人休息和观景的小品建筑。将对岸进行改造，使其成为一处绝好的观鸟地带。堤坝沿线增设观光亭台、立柱之栖架高廊组合式建筑供游人休闲散步和观赏对岸的景观。

(4)“知识之所”功能区主要是生物多样性科普知识的共享区域，主要以自然植被和水体为主，主要建筑物只有科技馆。科技馆陈列和展示以鹭鸟为主的各种标本、科普知识和湿地植物保护等知识。科教馆及周边开敞的广场平台可以不定期地举办地球生命知识的展览活动和科普宣传活动。旨在唤醒人民对鹭鸟等生物的保护热情。并启迪人们对生物多样性保护的认识和思考。作为科普教育基地，培养学生对地球生物保护和救助的爱心，培养优秀、完善的性格品质。

人们可以穿行于自然的道路和生态木栈道(展翅高翔、 岁月章回)、木质桥梁(泊舟桥)之中，感悟生物与人类休戚相关的情怀。观赏鹭鸟的高空凌宇飞翔，品味“一行白鹭上青天”的高昂境界。

3 结论与建议

本文是科学方法和定量数据应用于规划设计实践中的探索性研究，首先基于生态学和生物保护学的理论和方法探索生物保护景观栖息地优化模式，然后通过具体的案例进行实践规划设计，以此来验证此优化模式的科学有效性。本优化模式如下：第一步对场地现状进行定性和定量分析，确定场地的关键性问题。同时，为了达到生物保护和可持续性，收集和调研得到大量的生物生活习性的定量数据。第二步对场地的关键性问题和生物生活习性的数据进行综合分析，构思方案。

(1)本研究目标是恢复校园湿地原有的景观结构，使其在发挥湿地生态服务功能的同时，为师生和游人提供景观游赏空间。实现途径方面力求“虽由人做，宛自天开”。希望通过定量数据的分析，恢复场地湿地景观结构健康的状态，达到“吾以观复”的目的。依据生态修复和景观生态学原理，恢复场地良性健康的景观结构，以发挥其景观良好的服务功能。

(2)基于鹭鸟不同生长时期(孵化、 幼年、 成年)的3个阶段设计景观空间功能结构，并在每个生命空间中根据数据合理的设计景观以满足鹭鸟的生活需求，将指示生物生存和生活的定量数据切实应用到栖息地景观规划之中。本研究旨在依托生态理论和设计方法营造鹭鸟在福州优质栖息地，使鹭鸟获得身心休憩的港湾。

(3)综合运用生态浮岛、生态驳岸、植被浅沟、生物滞留系统、雨水湿地技术和增加水系流程技术对水质进行净化。由于水质净化是一项长期的过程。建议在科学合理的景观规划设计之外，增加一个小型的美观的污水净化设施。通过污水净化设施帮助，可以在比较短的时间内就呈现出洁净的水质和怡人的江滨景观。依据海绵系统理论，结合大学城的排水系统的规划，力图把溪源江的湿地结构修复成可以更好地发挥水系基础设施的重要作用的水生态系统。设计桥梁生物廊道，提高了两岸生物的连通性，使整体景观的生态系统处于良性循环之中。利用生态堆坡式的园林微地形设计和科学植物种类配置来实现隔音和降噪功能，保护鹭鸟宁静的生活环境。

本研究探索的有效运用科学定量数据指导生物栖息地景观优化的模式，旨在为未来相关研究提供参考和借鉴作用。