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基于生物栖息地的城市生境花园营建

2021-07-13张紫菀钱迪飞朱燕兰

中国城市林业 2021年3期
关键词:生境花园物种

张紫菀 贺 坤 钱迪飞 朱燕兰

1 上海应用技术大学生态技术与工程学院 上海 201418

2 奥丁(上海)工程设计有限公司 上海 200000

3 上海市园林绿化建设有限公司 上海 200333

高密度城区给居民提供了丰富的生活,创造了多彩的城市形象,但是城市化进程又必然引起生物栖息地的退化、破碎,导致物种的减少甚至灭绝,对生态系统的功能造成巨大破坏[1-2]。随着城市建筑、路面逐渐取代自然景观,人工绿地取代了自然林地和城市荒野,城市生境逐渐岛屿化,城市生态系统的公益性逐渐降低。

近年来,国外许多城市针对蝴蝶、蜻蜓等昆虫的栖息地营造,提出了保育、修复和重建动物栖息生境的景观策略,积极针对地域气候、风土特征等进行城市生境的创造和小自然的再生[3-4],并通过连接绿地斑块、建设湿地等保护和恢复母体景观生境的措施使城市动物多样性得到了较好保护[5]。国内针对较小尺度或微观尺度的城市绿地,运用自然营建的手法开展了动物栖息环境的设计探索[3,6-7],如台湾、香港等地依据生态系统永续经营的理念,在校园绿地、城市湿地中开展了城市生境的研究,为城市野生动物提供多样化的栖息地。相较于传统的绿地景观,基于城市生境理念的绿地景观效果可能逊色于一般的大众审美,但却为未来的城市和生态系统持续健康发展提供了重要的思路,对我国的城市绿地建设,特别是高密度城区绿地中的野生动物保护提供了思路。

1 生境花园的概念

“生境”是生物个体、种群或群落生活和完成生命过程的空间或环境类型[7],它们在其中取食、活动、做巢、隐蔽[4]。一个特定物种的生境是被该物种或种群所占有的资源(如食物、隐蔽物、水)、环境条件(温度、雨量)和这个物种能够存活(竞争、捕食等物种间互作)和繁殖的空间。生境可以是一个小水池,也可以是一处花园、林地、草地等。城市生境与自然生境不同,因其破碎、孤立而更具高频度异质性和多样性,城市绿地生境依据场地小气候条件可望成为一个生物多样性的“保护岛”[2-3]。

刘晖等[8-9]提出生境花园是基于生境营造的花园营建计划。结合国外habitate garden的概念和TNC等组织的实践,本文将生境花园定义为“具有生境功能的花园”,既能为城市野生动物提供食物、水源和庇护所,还可以调节局部微气候,为居民提供休闲场所及科普教育活动基地。

2 研究目的及方法

传统意义上的城市绿地侧重于用花、草、树木营造景观,以满足城市居民对景观的视觉追求,而忽视了许多可供观赏的昆虫、鸟类等动物给人带来的其他感官上的愉悦以及这些动物为城市生态系统平衡发挥的作用[10],未达到人与生物的共生、共享。

以上海为例,城市中隐藏着诸多的动物邻居,仅观测到的鸟类就有480种之多[11];此外,花丛中的蜜蜂、蝴蝶,草丛树林里的蜥蜴,水洼里的蛙类,湿地里的河蚬、螃蜞等其他野生动物种类也十分丰富。如此多的野生生物想要在城市中繁衍生息需要良好的生境。本研究基于生态修复和风景园林的学科融合,总结适合我国高密度城区特征的生境花园营建方法,在上海建设两个各具特点的生境花园并对其进行分析,讨论生境花园营建的要素构成、方法途径和技术策略,进一步探讨高密度城区生境花园的可持续运营和管理。

3 上海生境花园的实践案例

3.1 梦清园—小鱼岛生境花园

小鱼岛位于苏州河畔的梦清园内,是绿地东侧苏州河上的一座孤岛。岛上原有植被杂乱,乔木仅有就近移栽的两株构树 (Broussonetia papyriferaL.)和一株垂柳(Salix babylonicaL.),其余多为自然丛生的灌木和野草[12]。由于绿地边缘相对于内部栖息地拥有更高的生物周转率,且较少受到人类活动影响,小鱼岛具有营造高品质生境花园的潜力。

3.1.1 生境花园营建措施

小鱼岛的生境花园营造主要通过增加、重建内部的陆生和水生环境创造多层次的绿地景观格局,形成多样化的生境花园系统,吸引更多的物种栖息。

地表土壤是生态系统发育的载体,是生态系统演替的保障[13-14]。首先对岛上表层土壤进行整体修复,翻耕表层20~30 cm的土层,增加土壤孔隙度的同时除去其中的砖块、垃圾等杂物,并将场地内原有小枯枝、落叶等分碎掺入土壤中。

利用卵石堆砌、石笼等在小岛周边形成围堰,减少河流对岛屿的冲蚀,形成水域—自然滨岸—绿地的竖向结构。岛屿中央开挖具有多种生态效应的小型集雨区,利用岛上原有的石块、树根等在集雨区周边及内部创造多空隙的空间,为小型动物等提供藏身、觅食、筑巢的环境。

就地取材、旧物利用,将公园内的枯枝、竹子、废木等设计制作招引设施:在乔木上放置人工鸟窝、蜂巢等,周边放置水箱、水钵等盛水装置,并设置食槽、投食架等;同时,制作一定数量的木桩或人工支架在空旷区以及集水区周边供鸟类停歇;原有大型的枯枝和土壤中的石块砖块随机堆放在构树周边,进一步丰富场地的多孔隙生存环境。

保留岛上的原生性上层植被,同时种植食源性、蜜源性植物,如杨梅(Myrica rubra(Lour.)S.et Zucc.)、火棘(Pyracantha fortuneana(Maxim.)Li)、桃树(Amygdalus persicaL.)、翠芦莉(Ruellia brittoniana)、荚迷(Viburnum dilatatumThunb.)、薄荷(Mentha haplocalyxBriq.)、香蒲(Typha orientalisPresl)、黄菖蒲(Iris pseudacorusL.)等。采用近自然群落构建方法形成多层次、复合型群落,结合土壤、地形改造等逐步实现植物群落的自我更新。

3.1.2 观测结果

工程实施2年后对小鱼岛的野生动物进行了持续性观测。到目前为止,共统计到野生动物种类40余种,其中鸟类20余种,包括夜鹭(Nycticorax nycticorax)、苍 鹭(Ardeacinerea)、白 鹭(Egretta garzetta)、白头鹎(Pycnonotus sinensis)、棕头鸦雀(Paradoxornis webbianus)、普通翠鸟(Alcedo atthis)等;两栖和爬行类动物5种,包括黑斑侧褶蛙(Pelophylax nigromaculatus)、多疣壁虎(Gekko japonicus)等;昆虫10种,主要为蝴蝶、蜜蜂、甲虫等。场地生物多样性有了较大的提高。

3.2 泡泡公园—觅野溪生境花园

泡泡公园位于上海奉贤新城,该区并不属于严格意义上的高密度中心城区,但其周边社区成熟,人流量大,仍具有一定代表性。觅野溪位于公园湖区狭长地带,阳光充足,周边保留的密林可形成良好的避风环境,附近湖区可提供充足水源,为昆虫、两栖等动物提供必要的生境因子。

3.2.1 生境花园营建措施

觅野溪为一条长约200 m、宽3~6 m的旱溪,溪流东高西低,两侧有5~10 m的缓冲生境区域,为减少人类对动物的干扰,缓冲区内园路到水岸的最小距离得到控制。

溪流模拟自然山谷雨水冲刷地貌,构建自然的凹坑、沟槽和浅滩、小岛等。设计多处季节性水塘,为两栖动物及昆虫(蜻蜓稚虫等)提供生存繁衍空间,水塘中增加石块、枯木,为鸟类、昆虫等提供水源与栖息空间(昆虫需要从湿润的浅溪中获取水分,并补充微量元素)。

阶梯式坡岸由炮弹石和河卵石构筑,为生物提供必要的迁徙通道;季节性水塘池底由小石块、沙砾及植物碎片等铺设构成多孔隙的生境结构。在石块、桥下等处留出一定高度的空间为两栖类动物等提供庇护场所;溪流周边开挖坑洞、树洞、岩洞,并在大石块底部清理出一些隐蔽场所,供爬行动物与节肢动物躲藏、栖息。

植物的选择要求适应性强、观赏期长、可粗放管理,并从目标物种如蝴蝶的取食要求出发选择相应植物(表1),同时也在旱溪周边缓冲区域地带种植核果类、浆果类和果皮多肉乔灌木,增加植物组团美感的同时吸引鸟类等动物。

表1 蝴蝶幼虫食物来源对应关系

植物配置模拟自然干枯河床环境,利用以上蜜源、食源植物以及飘逸野趣的多年生草本和少量的乔灌木营造出花开不断、五彩斑斓的精致花溪生境。同时充分结合地形结构,利用高差和蜿蜒曲折的形态形成水生、湿生等不同的植物群落。

溪流内放置若干大型有自然孔穴的枯木,季节性水塘中增加腐木及平坦小石块——为蝴蝶、鸟类等动物提供饮水、站立场所;溪流宽阔处设立5~6根枯木桩,为鸟类提供暂时的休息支撑;两侧的生境缓冲区覆盖枯枝落叶材料,雨水冲刷入湖形成有机质,并在前端提供两栖爬行类动物发育生长空间。

3.2.2 观测结果

建成后不久,觅野溪就已经吸引了黄钩蛱蝶(Polygonia c-aureumL.)、樟青凤蝶(Graphium sarpedonL.)、玉带凤蝶(Papilio polytes)等7个种类的蝴蝶;黑尾灰蜻 (OrthetrumglaucumBrauer)、赤蜻蛉(Crocothemis servillia(Dru-ry))等5个种类的蜻蜓;意蜂(Apis mellifera Ligustica Spinola)、胡蜂(Vespidae)等5个种类的昆虫。在季节性池塘也有发现小蝌蚪,并听见了蛙鸣声,成功吸引了夜鹭(Nycticorax nycticorax)、八哥(Acridotheres cristatellus)、翠鸟(Alcedo atthis)等10余种鸟类前来栖息。

4 生境花园的营建

4.1 生境花园的构成要素及技术流程

结合小鱼岛及觅野溪2处生境花园案例,营建一个完整、美丽的生境花园应结合城市绿地特点,从动物营巢、觅食、停栖等习性出发,采用近自然的景观设计手法进行环境的整合式设计;还应从动物和环境关系角度出发,利用竖向塑造、水体景观、植物配置、人工招引等手段营造能为野生动物提供食物、遮蔽物、繁育场地,并具有一定观赏性、可进入(接近)、具有科普功能的绿色空间。

生境花园营建初始阶段,应结合现状环境制定生境花园的设计策略,再从场地选址、生境潜力评价、目标物种的选择以及场地环境塑造(包括植物成、结构、绿色设施)等方面制定详细的营建技术导则。参考自然保护区生物栖息地保护和修复的经验,结合城市绿地设计的相关技术规范[15],其营造流程应该包括:场地的选择及现状评估—目标物种的设定及潜力分析—生境模型构建(景观规划与设计)—生境施工建设—后期运营及管理等几个关键阶段(图1)。

图1 生境花园营造措施流程

4.2 生境花园营造的关键技术及措施

4.2.1 目标物种的选择

生境花园应以“目标物种”生存的要求及其生活习性作为基本指南。 “目标物种”应为一些具较强适应能力、较低攻击性且有一定观赏和科普价值的动物。宜选取城市居民喜欢、常见的动物种类,一些小型的、对游人无害的哺乳类也可以作为生境花园的目标物种[16]。

目标物种的选择还应综合考虑微生物、植物、昆虫和鸟类的食物网结构,健全绿地基础生态环境(土壤、微生物),增加蚯蚓、甲虫、蚂蚁等动物数量,形成稳定的食物链,促进场地生物多样化[4]。

4.2.2 场地环境塑造

场地环境要适于各种生物(微生物、植物、动物)共生,首先需开展场地的地形改造。小尺度地形改造可以增加土壤孔隙度和复杂的竖向空间;大尺度、多变化的地形环境结合多样植被类型可以创造各种小气候,在局部形成阳光区、集水区等生境空间,为城市生物提供各种生态位。

水池、溪流等水体环境可在场地中创造多样的生境空间;此外,各类景观水钵、水槽、水箱等盛水装置以及喷泉、跌水瀑布等也可以吸引动物前来饮用。

人工招引设施可为野生动物提供取食、停留的休憩场所或隐蔽场地,并成为一处重要的人工景观。一棵枯树及周边的枝条堆或石堆都可成为甲虫类动物与节肢动物的天堂,并成为鸟类等捕食者经常光顾的场地。人工鸟巢等巢箱装置在吸引野生动物的同时也可成为一个观赏景点。

4.2.3 植物选择与群落种植

合理的植物景观设计使城市人工植被与其周围的自然植被建立联系,提高城市生态系统的弹性,提供鸟语花香的人居环境[2]。多数动物的生存直接或者间接依赖于植物,生物生存环境多样性与植物多样性密切相关,因此植物选择和群落构建是营建生境花园的重要内容。使用乡土植物是保证生境花园生物多样性的重要措施,约有90%的昆虫与乡土植物共享进化史,并且乡土植物可以为昆虫提供最佳食物来源和可持续栖息地[11]。植物选择还应该从目标物种的生活习性方面考虑,如很多昆虫幼虫对取食植物有专一性,它们的分布和数量多依赖于特定科属种的植物;鸟类喜欢浆果或者坚果类树种,特别是在冬季和早春食物短缺季节能够挂果的植物。

自然式植物配置为动物提供更多的生态位,为野生动物提供更多庇护。应从植物和土壤、地形、气候和环境等相互之间的关系出发,采用拟自然、近自然的方式营造复层植物群落。避免植被结构及功能单一,构建稳定的、多物种长期共存的,乔木、灌木、草本、地被等共生的立体植物群落,以提高生境多样性和自然度。

4.2.4 后期运营及管理

生境花园的建造目的是创造更多的生境,吸引更多的生物。但不同于保护领域的栖息地或城市荒野的概念[17-18],生境花园提供生物生存环境,又兼具观赏、休息和户外休闲活动功能,其营造一般采取自然生态的原则,多数时候其景观会逊色于一些富丽堂皇的绿地,但是对于真正“自然美”的意识形成需要有一个循序渐进的过程。因此,生境花园的环境教育及审美观教育至关重要。后期运营可以开展科普教育及实践活动。从科学工具角度出发,逐步提升对“生境”的认识不论是对生物多样性保护还是对周边小环境的生态影响都具有重要意义;同时,通过开展丰富的活动,拉近周边居民与自然的联系,也可让城市居民认识并乐享身边的自然。

5 结语

传统意义上的城市绿地着重于满足城市居民对绿色和自然景观的追求,城市发展进程中持续将各种环境按照人类需求进行改造,同时也将城市生物原本赖以生存的家园改造成了人类城市的一部分,野生动物的生存环境随着城市发展受到愈发严重的人为干扰和破坏,这种情况在中国甚至全世界都普遍存在。生境花园在高密度城区为野生动物“留个家”,让城市居民和野生动植物“共享”城市空间和资源。但生境花园并不会一直保持在静止状态,在自然过程、人为干预与城市环境改变的共同作用下会动态变化,内部生物种类也会适时调整,以保证其能够不断适应城市环境的变化,即稳定、有活力、长期的健康发展。

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