垛基果林湿地恢复
——岭南农业文化遗产的重生
2021-06-30袁兴中范存祥林志斌林海波陈君钰
袁兴中,范存祥,林志斌,林海波,陈君钰
(1.重庆大学 建筑城规学院,山地城镇建设与新技术教育部重点实验室,重庆 400030;2.长江上游湿地科学研究重庆市重点实验室,重庆 401331;3.广州市海珠湿地科研宣传教育中心,广州 510235;4.重庆市地表水生态修复工程技术研究中心,重庆 401121)
海珠湿地位于广州市中心核心城区,是珠江三角洲河涌湿地、城市内湖湿地与半自然果林镶嵌交混的复合湿地系统,保存了丰富的岭南水果种质资源,以及独具特色的岭南水乡文化。作为地处珠江三角洲大都市核心区域的半自然果林-河涌-湖泊复合湿地生态系统[1],湿地资源独特,湿地景观优美,形成了湿地自然景观和人文景观镶嵌互补的风景资源体系。海珠湿地的万亩果园是发育于珠三角河涌湿地基础上的半自然果林,见证了三角洲河涌湿地的演变过程。自2012年成功申报国家湿地公园以来,海珠区为保护湿地做出了巨大努力,半自然果林湿地、退化河涌湿地得到了较好的恢复。但是,由于数百年来果林生产功能的单一性,以及位于城市中心区域所受到的巨大人为干扰,原有的果林-河涌沟渠复合湿地系统被弃置抛荒,泥沙淤积,涌壕沟渠被填埋、淤堵,甚至部分消失,涌沟内水质较差,功能退化。海珠湿地的半自然果林-河涌沟渠区域群落类型、结构层次单一,生物多样性较为贫乏,生态服务功能有待提升优化。
在一个大都市区的核心区域,将一万多亩半自然果林划归为湿地公园,将1 100 hm2土地完全作为生态用地,以生态保护为主,既符合生态文明建设大方向,又为广州市民带来了福祉[2]。但如何让海珠湿地(尤其是传统垛基果林)提供更优质的生态产品?围绕国土空间如何让城市人民生活更幸福,如何极大地提升生物多样性、优化生态系统服务功能这一总体目标,笔者所在团队从2017年以来持续开展了海珠半自然果林-河涌复合湿地生态系统研究,重点针对垛基果林湿地这一岭南农业文化遗产,在海珠湿地的小洲片区,选择约20 hm2传统垛基果林开展了恢复实践研究。本文以海珠垛基果林生态系统为对象,在阐述珠江三角洲传统垛基果林概念、特点的基础上,从多功能、多效益角度,论述了垛基果林湿地的设计框架和恢复效果评估,可为受人为干扰强度较大区域的国土景观中农业文化遗产的保护、恢复和可持续利用提供科学依据和技术参照。
1 传统垛基果林的困境
众所周知,垛田是江浙一带水网地区独有的土地利用方式与农业景观[3-4]。当地人民在湖荡沼泽地带开挖网状深沟或小河,堆泥成垛,垛上耕作,形成垛田。垛田地势较高、排水良好、土壤肥沃疏松,适宜种植各种旱作物,尤其适于生产瓜果蔬菜。江苏省中部地区里下河腹地的兴化是垛田保存最好、最集中的地区,兴化城东的垛田镇境内至今仍有数万亩垛田。这些传统垛田农业系统,于湖荡沼泽之中堆土成垛,垛上种田;垛田大者两三亩,小者几分,垛与垛之间四面环水,形同水上小岛,形成一处处台状高地,既能抵御洪水,又使得地貌形态多样。垛田物产丰饶,作为我国湖荡沼泽地带独有的一种土地利用方式与农业景观,2013—2014年兴化垛田先后被遴选为“中国重要农业文化遗产”和“全球重要农业文化遗产 (Global Important Agricultural Heritage Sys⁃tem,GIAHS)”[5-7]。
长江三角洲江浙区域的垛田,因垛上是“田”,故名“垛田”,实际上,这是典型的“垛基农田”,一种江南湿地农业形态。在珠江三角洲地区,几百年前,劳动人民在这片河网水系发达的三角洲低平的河涌区域,挖沟排水,堆泥成垛,垛基上种植荔枝(Litchichinensis)、龙眼(Dimo⁃carpuslongan)、黄皮 (Clausenalansium)、阳桃(Averrhoacarambola)等热带果树,垛上形成果林,故名“垛基果林”(图1),这是应对三角洲低平区域洪涝灾害和充分利用水土资源的传统农事作业方式,这种农事作业方式经长期演变,存留至今,形成宝贵的岭南传统农业文化遗产——“岭南垛基果林”[8]。岭南垛基果林是在降雨充沛的南亚热带岭南低平地区,在三角洲河涌水动力驱动条件下,融合原住民合理排水、灌水、利水、用水、调水的水智慧及岭南林-果-农-渔复合经营的生态智慧,即在“自然-人工”二元要素驱动下,发育形成的岭南农业文化遗产——垛基果林。在水网发达的河涌区域,堆垛形成一处处台状高地,被河涌沟渠环绕,形成独具特色的岭南农业景观。
图1 海珠垛基果林Fig.1 Duoji fruit forest wetland in Haizhu District
改革开放以后,珠江三角洲经济迅猛发展,由于位于城市中心区域,海珠原有的垛基果林大多被弃置抛荒,在无人管护的情况下形成了半自然生态系统;尽管大面积垛基果林得到保留,但是由于泥沙淤积、水质污染,系统内涌壕沟渠被填埋、淤堵,甚至部分消失,现存涌沟内水质较差,原有不同级别大小的疏排水沟渠与果林形成的完整生态网络结构受到破坏,功能退化[2]。海珠垛基果林区域群落类型、结构层次单一(图2),生物多样性较为贫乏,生态服务功能低下。
2011年,海珠湿地管理部门对所辖范围内原属村集体管辖的万亩果园进行了征用,但采取只征不转的管理模式,即征地统一管理,但不改变农地性质,在海珠湿地办公室所管辖的1 100 hm2土地中(其中,海珠国家湿地公园面积为869 hm2),垛基果林约占700 hm2。在2011年以前,这一片国土空间完全属于都市城中村的农用地,为当地村民粗放式管理的半自然状态垛基果林。2012年成为国家湿地公园建设试点后,只征不转的700 hm2垛基果林土地作为生态用地,国土空间的用途及功能发生了明显转变,即由过去粗放的农业生产功能为主,转向以生态保护为主。由于对生态服务功能的需求居于主导地位[9],原有的生产功能退居其后,但其时的垛基果林生态服务功能低下,生物多样性贫乏。只征不转的管理模式,使这片国土空间面临着生态服务功能需求与果林种植传统农业的冲突与困境。
2 岭南农业文化遗产的重生
2.1 多功能需求
国土空间规划强调生态优先[10],实现国土空间的多功能需求,满足“十九大”报告提出的“既要创造更多物质财富和精神财富以满足人民日益增长的美好生活需要,也要提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要”。海珠对垛基果林只征不转的管理模式,符合生态文明建设大方向,只征不转意味着不能改变土地的农用性质,但这里已经是大都市核心区域的重要生态空间,生产功能已退居次要地位,对其生态服务功能的需求已经成为管理的主要需求,如何让海珠半自然垛基果林提供更优质的生态产品?海珠只征不转的国土空间所面临的生态服务功能需求与果林种植传统农业的冲突与困境的解决之道,就是国土空间多功能需求的实现路径。海珠只征不转国土空间的多功能需求包括:丰富提升生物多样性,净化空气和水质,改善局地气候,涵养水源和保持水土,美化优化景观,提供生物产品(如水果)。如何实现海珠只征不转国土空间的多功能需求目标,如何极大地提升生物多样性、优化生态系统服务功能?[11]岭南传统农业文化遗产——垛基果林需要实现蝶变,面临着重生的机遇。
2.2 目标思考
2012年海珠湿地成为国家湿地公园建设试点以来,就已按照国家湿地公园保护与管理需求在海珠湿地所辖的1 100 hm2国土空间上开展工作。基于对岭南传统垛基果林特征、结构与功能的深入解读,针对只征不转国土空间的生态服务功能需求,笔者所在团队提出以“垛基果林湿地”模式,进行传统垛基果林的改造优化及功能提升。在海珠湿地的小洲片区,选择约20 hm2传统垛基果林开展了恢复实践研究,以提供更多优质生态产品为根本,围绕海珠垛基果林多功能需求目标,探索岭南农业文化遗产——垛基果林湿地保护与恢复的关键技术,将传统生态智慧融入湿地保护与恢复之中,优化海珠垛基果林湿地生态系统结构和功能,丰富和提升生物多样性,以垛基果林改造修复、河涌水网湿地恢复为重点,进行海珠垛基果林湿地生态系统整体设计,使海珠垛基果林湿地呈现出生命智慧、生态智慧、人文智慧交融的海珠生态智慧魅力。
3 垛基果林湿地设计框架及内容
3.1 设计框架
垛基果林湿地概念的提出,丰富了珠江三角洲湿地保护的内涵和外延。为阐释海珠湿地的魅力,笔者综合湿地学、生态学、地理学的相关知识,把海珠红线范围内的垛基果林所在区域命名为“垛基果林湿地”。基于生态系统整体设计原理,笔者提出了“五素同构”的垛基果林湿地生态系统设计的概念构架(图3),即“基、果、水、岸、生”。
图3 垛基果林湿地生态系统设计构架示意图Fig.3 Sketch framework of Duoji fruit forest wetland ecosys⁃tem design
(1)基:形态各异的垛基,它是岭南农林业生产的重要基础,是湿地生态系统的基底。
(2)果:以荔枝、龙眼、黄皮、阳桃等为主的古果树群,是珍贵的热带水果种质资源。
(3)水:环绕垛基四周的河涌、沟渠,是流动的活水。
(4)岸:包括每一个垛基边缘与水的交错界面,即基岸,以及河涌、沟渠的水岸。这是一个柔性生态界面,多以生物柔性水岸为主。
(5)生:是垛基果林生态系统最为重要的组分,既包括垛基果林生态系统中丰富的物种,垛基上多样的维管植物,河涌、沟渠中的水生生物,垛基果林生态系统中各种各样的脊椎动物(两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类)、无脊椎动物(蝴蝶、蜻蜓等昆虫),也包括与果林湿地协同共生的原住民。
3.2 设计方案
3.2.1 形态及结构设计
要满足传统垛基果林的多功能需求,极大地优化和提升生态系统服务功能,不能拘泥于过去单一规整的果林形态、结构及单一化的果树品种,必须进行大胆优化和提升。除了原态保留的果林,即保留小部分原生形态的果林外,基于生物多样性提升和生态系统服务功能全面优化目标,必须尽可能地改造恢复垛基果林湿地[12]。垛基果林湿地是海珠最为重要的湿地形态,既是对过去几百年来在珠三角河涌区域形成的果林形态的继承,又有机结合了珠三角水网密布的特点,创新性地营建出独特的岭南湿地景观类型——垛基果林湿地(图4)。
图4 垛基果林湿地结构设计Fig.4 Design for structure of Duoji fruit forest wetland
结合水系改造,对垛的形态做改良和优化。改造之后,外部形态看是果林,进入其中给人的感觉是典型的湿地。总体上保留垛的形态,但设计和恢复实践中将垛的边缘进行蜿蜒处理,垛与垛之间的水道相互连通,形成完整的水网体系。
3.2.2 垛基果林疏伐
现有垛基上的果树密度太大,景观结构较差,且不利于林下植物的生长,因此,林下草本植物种类稀少。通过对垛上果树进行适度疏伐,营造垛上稀树景观,形成疏林垛田景观。疏林垛田景观的恢复,增加了果林内部的光照,使得林下草本植物更好地生长,由此吸引更多的昆虫等无脊椎动物和以草籽为食的鸟类。光照条件的改善,也使得疏伐之后的果树能够更好地生长,水果品质得到保障。疏伐后,每个垛上根据实际面积大小可保留1~3排果树。由于鸟类的生存需要一些密林环境,以形成鸟类的食物仓库,因此,应保留少部分过去密植的果林团块,形成疏林与密林有机结合的垛基果林生境。
3.2.3 垛间水道拓展及设计
对垛间沟渠进行适度扩挖,对淤积的垛间沟渠进行生态清淤,形成垛间清晰可见的明水面空间。各个垛应力求形态多样,从空中、地面、水上,均可观察到独具特色的垛田型果林湿地(图5),并形成适于鸟类、鱼类生存的生境空间。垛间沟渠扩挖不应对大的水系形态做改变,垛与垛之间的连接(满足管理者和巡护人员通行需求)以果林内废弃的木质物(各种果树的枯枝干等)为材料,建设与环境相融合的小桥,既是景观结构,又能发挥生境功能。
图5 垛间水道拓宽后的垛基果林意向图Fig.5 Intention map of Duoji fruit forest after widening water channel
3.2.4 果林植被结构优化设计
通过营建层次丰富、种类多样的植物群落,丰富海珠垛基果林湿地的生物多样性。在垛与垛交汇处、林窗边缘和开阔水面水岸边缘等,种植本地高大乔木,从而丰富群落结构(图6)。植被结构优化以稀疏种植本地乡土乔木、灌木等木本植物为主,如水石榕(Elaeocarpushainanensis)、水蒲桃 (Syzygiumjambos)、榔榆 (Ulmusparvifo⁃lia)、乌桕(Sapiumsebiferum)、水黄皮(Pongam⁃iapinnata),草本植物以自然恢复为主。
图6 垛基果林植被结构优化意向图Fig.6 Intention map of optimization of vegetation structure in Duoji fruit forest
3.2.5 果林开敞空间恢复营建
营建果林内部的开敞空间,如果是陆地部分,可营建垛间荒野草甸,即隔离出人干扰不了的地方,以草本植物自然恢复为主。在大多数果林内部的开敞空间,借鉴珠江三角洲桑基鱼塘理念[13],进行果林开敞空间多塘湿地恢复和果林开敞空间浅水沼泽恢复(图7),以增加环境空间异质性、生境类型多样性,丰富湿地生物多样性及景观层次。
图7 垛基果林开敞空间水塘营建意向图Fig.7 Intention map of pond construction in open space of Duoji fruit forest
3.2.6 垛基果林区域河涌-渠系网络恢复
对那些河涌-沟渠退化或者淤塞严重的垛基果林区域,通过生态清淤和开挖,恢复河涌-渠系网络的水文联系,实现水系结构和水文功能联系。利用潮汐水文交换,通过河涌-沟渠水文及水动力恢复,进行河涌水网湿地恢复。通过潮汐水动力的引清调水工程的实施,使湿地公园内部的河涌网络水文交换得到保障,水质明显改善。
3.2.7 垛基果林柔性水岸恢复
水岸是水和陆地之间的重要生态界面,对水陆之间的物质迁移起着重要的调控作用,发挥着拦截地表径流、环境污染净化、生物多样性保育等生态服务功能。过去大多数河涌、沟渠的岸都较陡,对生硬的河涌水岸进行生态化改造,削缓坡面,让植物自然恢复生长,形成起伏、多样化的柔性水岸,营建海珠垛基果林湿地的柔性水岸(图8)。在河岸边生长的荔枝、番石榴(Psidium guajava)等植物的根系与河涌水岸有机融合,形成柔性植物水岸,植物发挥着多种生态功能,如保护河岸及近岸水域空间,为鱼类提供食物、庇护及产卵场所等。
图8 垛基果林湿地内的柔性水岸恢复意向图Fig.8 Intention map of flexible waterfront restoration in Duoji fruit forest wetland
充分利用河涌水岸咸淡水交混的环境中生存的无齿螳臂相手蟹(Chiromantesdehaani)等无脊椎动物,这些动物在生存过程中需要挖掘洞穴,对河岸起着疏松、通气、供氧、增加养分等生态作用。营造适于无齿螳臂相手蟹等动物栖息的生境,利用其对岸的生态作用,维持多孔穴生物相水岸。
4 垛基果林湿地恢复实践效果初步评估
海珠垛基果林湿地生态修复实践是一个针对传统农业文化遗产优化提升的整体生态系统设计,是国土空间中农业文化遗产保护修复的有益尝试,也是国土空间生态保护和生态友好型利用的现实需要。充分挖掘珠江三角洲千百年来传统农耕时代流传下来的文化遗产,借鉴垛基果林农业文化遗产中的生态智慧,运用现代生态工程技术,自2018年以来,在海珠湿地的小洲片区,选择约20 hm2传统垛基果林,开始了岭南农业文化遗产的重生之路和垛基果林湿地恢复的生态实践。通过垛基果林湿地要素、结构、功能的设计和生态恢复实践,迄今为止,已初步形成生态服务功能不断提升、景观美化优化的协同共生系统——海珠垛基果林湿地。
调查表明,垛基果林湿地恢复实施两年来,垛基形态优美,基岸自然蜿蜒(图9);由于基上果树得到了疏伐,光照条件改善,林下草本植物繁茂,种类逐渐增加。监测表明,由于植物群落结构的优化,草本植物种类的增加,昆虫及鸟类种类及种群数量明显增加。目前,在实施了恢复工程的小洲片区20 hm2传统垛基果林中,调查发现鸟类49种,比实施恢复前增加了21种。
图9 实施恢复两年后的垛基果林湿地外貌Fig.9 Appearance of Duoji fruit forest wetland two years after implementation of restoration
在垛基果林湿地恢复中,除了进行柔性植物水岸的设计和恢复重建外,特别注重对番石榴这类向水性植物的保留和运用。恢复两年后的番石榴水岸不仅在河涌沟渠边岸形成复杂的柔性结构,而且在沟渠水道上方形成良好的生态空间结构,甚至在向水生长过程中,其树枝的悬垂及枯枝掉落进入水中,由此形成多样化的微水文环境,增加了沟渠河道中的生境异质性和多样性(图10)。
图10 垛基果林湿地内的河涌柔性植物水岸(图示向水性生长的番石榴对于河岸生态的防护作用)Fig.10 Flexible plants waterfront of rivers in Duoji fruit forest wetland(The picture shows the protective effect of hydrotropism Psidium guajava on riparian ecosystem)
由于对垛基果林垛上果树的适度疏伐,果树生长更好,荔枝、龙眼、黄皮、阳桃等热带水果的生长更好,水果品质优良,宝贵的热带水果种质资源得到了保护,尤其是那些古果树资源得到完好保留保护。真正实现了“基、果、水、岸、生”五素同构和协同共生,垛基形态优美,果树生长良好,水文水质优良,基岸蜿蜒自然,生物种类多样(图11)。
图11 修复后的垛基果林“基、果、水、岸、生”各要素协同共生Fig.11 Synergistic symbiosis of forest base,fruit,water,shore and biology after restoration in Duoji fruit forest
通过两年来的垛基果林湿地生态系统设计及生态恢复实践,经过优化改造的垛基果林湿地发挥着越来越强大的生物多样性保护、水环境净化、景观美化等生态服务功能,且由于垛基果林湿地生态系统的自我设计和恢复功能开始发挥,生态服务功能持续不断优化,表现出了恢复结果的良好可持续性。由于注重生态服务功能的优化提升,海珠垛基果林湿地生态系统设计和恢复实践初步实现了海珠只征不转的这片国土空间的多种生态功能需求和多重效益。
5 结语
海珠垛基果林湿地的恢复是岭南农业文化遗产重生生态实践的有益尝试。以全面优化生态系统服务为目标,重点针对湿地景观品质提升、河涌沟渠水质改善、生物多样性恢复,将自然的自我设计与生态恢复相结合,整理水系,恢复湿地内的水文连通性,进行垛间水道拓展及设计,适度拓展水面空间;进行垛上果林疏伐及植被结构优化改造,对现有果林进行疏伐后,稀疏种植南亚热带地带性高大乔木,草本植物以自然恢复为主,形成垛上“乔木+灌木+草本地被”的丰富植被层次;进行果林开敞空间营建及湿地生境修复,恢复典型的垛基果林湿地形态和功能。
海珠垛基果林湿地的恢复实践,融合了传统农耕智慧和生态智慧,在保留保护传统农业文化遗产的同时,形成了生态服务功能优化、形态结构优美的独特岭南湿地形态。海珠垛基果林湿地是岭南热带果林-湿地复合生态系统,是重要的农业文化遗产,是岭南生态智慧实践运用的结晶。
致谢:感谢广州市海珠湿地办公室对本项目的大力支持;感谢海珠垛基果林湿地恢复实践团队全体成员的辛苦付出;特别感谢海珠湿地冯文杰及其带领的员工们的辛勤付出和不懈努力。