城市湿地公园景观格局及多样性设计

刘华斌

(南昌工程学院水利与生态工程学院，江西 南昌 330099)

湿地是地球3大最重要的生态系统之一，是维持人类生存空间的重要生态资源，被称之为“地球之肾”。城市湿地构成的生态系统及其生物多样性特征，对改善城市环境的生态与景观质量发挥了十分关键的作用。湿地也是最敏感的自然区域，人类活动对湿地的干扰和破坏影响显著，并成为湿地格局演变的主要驱动因素[1]，最终影响了城市生态环境可持续性。

景观安全格局对维护景观中某种过程的健康和安全具有关键性的意义[2]。以南昌城市湿地——艾溪湖湿地为例，运用景观生态学的景观格局指数分析方法，借助景观分析工具Fragstats 4.2软件进行数据处理，分析探讨和揭示艾溪湖湿地在建成后各类型景观斑块的分布状况、生态环境现状、景观格局特征[3]，针对存在的问题提出公园修复、优化设计策略，旨在为城市湿地公园景观格局规划维护管理提供理论基础。

1 研究区域概况

艾溪湖湿地公园，位于南昌市高新区，地理坐标为E115.98°，N28.69°，总面积约为6.1km2。属于北亚热带季风气候区，气候湿润，四季分明，雨量充沛，无霜期长。艾溪湖与中国最大的淡水湖——鄱阳湖距离约30km，在地理、气候、动植物资源等方面受鄱阳湖影响，是鄱阳湖湿地系统的组成部分，也是各类留鸟栖息地和候鸟迁徙鄱阳湖的重要通道。

艾溪湖湿地公园具有湖泊、滩涂、岛屿、长堤、陆地等多类型用地。公园现有种植树木160余种，其中水生植物共有39种。有脊椎动物120种，隶属于20目49科，其中鸟类有10目25科51种，包括候鸟和留鸟类，其中丝光椋鸟为艾溪湖的优势种[5]。艾溪湖有较大面积的树林及丰富的食物，适合大量的鸟类生存。

2 研究方法

2.1 景观类型划分

艾溪湖湿地公园的景观格局是由不同类型、不同大小、不同形状的地块(生态系统)在空间上构成的镶嵌体。分析景观格局的前提是景观要素的分类，借助景观生态学中斑块(Patch)—廊道(Corridor)—基质(Matrix)模式，将面积最大、连通性最好的景观要素作为景观的基质(背景)，不同于两侧基质的线性地带作为廊道(通道或阻隔)，不同于周围背景并相对均质的非线性区域作为斑块(时空异质性)。艾溪湖湿地公园中，水域分布最广，所占面积呈显著优势且连接度远大于其它类型，因此作为公园的基质；确定以林地、草地、湿地、水塘、建筑服务用地为景观斑块；以道路、沿湖沿路植被带为景观廊道[6]，共同构成艾溪湖湿地公园景观基本格局。

2.2 基础数据与信息处理

以艾溪湖湿地公园规划设计图纸、建成后的Google Earth遥感地图及最新Quick bird影像为基础信息源，经过配准后利用Arcgis 10.5对图形数据进行矢量化处理[7]，对遥感影像数据进行判读和解译，通过野外实地踏查和验证，提取各类型用地的基本信息，获得艾溪湖湿地公园景观分类图。

2.3 景观格局分析指标的选择

根据艾溪湖湿地公园用地类型特点及现状景观格局，选用了斑块面积、平均大小、破碎度指数等斑块指数，廊道长宽、密度等廊道指数，景观多样性指数、优势度、均匀度指数等综合格局指数[8]，具体见表1。

表1 景观指数类型与特征

3 结果分析

3.1 斑块格局特征分析

艾溪湖湿地公园评价面积为1.68km2，由林地、草地、湿地、水塘、建筑服务用等5类景观斑块要素组成，共计109个斑块，各景观组分数目、面积、破碎度等都各不相同。

基于现场勘测与景观类型分析，提取得到艾溪湖湿地公园景观斑块原始数据，经Fragstats软件处理，获得相应景观指数，具体见表2。

从表2可以看出，面积上，艾溪湖水体所形成的面积比例最大，是景观的背景组分，也是基质。林地斑块面积最大，确保了湿地公园生态服务功能的优势发挥。艾溪湖林地主要由观赏性和生态型突出的常绿或落叶阔叶乔木、灌木等组成，如樟树、杜英、栾树、枫香、垂柳、桂花、红枫等，在调节城市气候、改善生态环境、景观营造方面发挥积极影响，为市民康养健身、娱乐科普等活动提供了良好绿色基础条件。

表2 斑块景观指数

就斑块数而言，林地斑块数目最多，共计62个，占总斑块数的56.9%，景观破碎程度最高。而草地、湿地、池塘斑块因分布具有较强连续性，斑块数目较均衡，分别为11个、16个、17个，分别占总斑块数的10.1%、14.7%、15.6%。湿地斑块主要由季节性淹没的池岸、滩涂、原生态岛屿、池塘边缘所构成，主要分布芦苇、再力花、荷花等湿生植物，所占比例为14.8%，说明湿地景观是艾溪湖湿地公园主要景观要素之一，但仍需进一步加强。

3.2 廊道格局特征分析

廊道是不同于基质的狭长地带，主要起到物质和能量传输、引导交通等作用。艾溪湖湿地公园中，主要廊道为道路、沿湖路绿带(行道树防护林带为主)2种类型。道路作为主要的交通系统为车行和人行通过流动通道，构成公园的主要廊道框架；路侧栽植观赏性行道树，配置灌木草花植被，则形成兼具防护、生态、景观、生物迁徙与物质能量交换的综合廊道系统。

廊道系统由南北贯通的主游览机动车道、局部段的游览步道、连续的植被覆盖的带状绿地组成。其中，道路长达12280m，道路宽4m，沿路及沿湖两侧防护绿化带宽约15m不等，平均宽度20m。廊道构成方面，道路廊道密度指数为0.0072，表明廊道构成较为单一。相关指数计算结果见表3。

表3 廊道景观指数

3.3 艾溪湖湿地公园综合景观格局

公园综合格局指数H景观多样性指数为2.963，均匀度指数为0.853，表明艾溪湖湿地公园景观多样性较高，整体景观要素斑块分布较为均匀。景观优势度指数则较为适中，表明景观组分布局总体基本合理。

4 景观多样性设计

景观多样性是指一定时空范围内景观生态系统类型的丰富性及各景观生态系统中不同类型的景观要素在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化和复杂性。研究分析结果表明，艾溪湖湿地公园在景观多样性方面，仍存在明显不足，包括斑块多样性、类型多样性和格局多样性等方面。因此，对艾溪湖湿地公园可提出有针对性的基于景观生态格局的优化设计策略。

4.1 发挥廊道系统生态功能，提高景观类型多样性

类型多样性是景观中不同的景观类型(如农田、森林、草地等)的丰富度和复杂度，不同的景观类型对湿地公园整体格局有重要意义，水体、森林、草地等数目及其所占面积的比例应处于合理水平。艾溪湖湿地公园的景观生态学分析表明存在较明显不足，如道路廊道密度较低，园内道路较为单一。优化设计应补充加强公园东西向的联通，促进各景观类型的联系、活化和增长，从而提高景观类型多样性，见图1a。

4.2 做好生态修复示范，增加景观斑块多样性

湿地公园中不同的景观斑块包括斑块、廊道和基质，可通过改变景观中斑块的数量、大小、形状等设计和工程措施，达到景观斑块的多样性和复杂性。以植物多样性为例，根据湿地滨岸的水位变化情况营造植物的分带格局，从水体向陆地过渡依次为沉水植物带、浮水植物带、挺水植物带、湿生植物带，形成滨岸水平空间上的多带生态缓冲系统。对湿地修复区域内的陆上植物群落，根据不同植物物种对光的适应差异，形成林下垂直空间上的乔灌草分层格局。运用垂直混交技术构建“乔木加灌木加地被植物”群落，形成丰富的植被层次。

4.3 基于景观阻力模型的建设服务用地布局，优化景观格局多样性

格局多样性是景观类型空间分布的多样性及各类型之间以及板块与板块之间的空间关系和功能联系的多样性。以公园建设服务用地为例，艾溪湖湿地公园建设服务用地斑块数量少(Ni=3)，且较为分散(Ci=0.18)，使得公园在提供交通、休息、娱乐、科普服务方面较为不便利。景观格局优化植物方面，选择艾溪湖中南端人工干扰较小、生物多样性较高的区域，重新整合区域内散布独立的池塘及滩涂地，增加水生湿生和旱生植物种类，丰富种植层次，在原有地形的基础上，通过小范围的挖方和填方营造各种类型的滩地，同时将区域内水体与中心湖区水体连通，见图1b。

图1 景观廊道与湿地景观格局优化

4.4 突出候鸟通道功能，加强公园地域独特性和生物多样性

公园拥有4.5km2的水面及1.6km2的绿地，可以构建以候鸟观光保护为内容的场所，有意识地提供和保护候鸟栖息地，最大限度地减少人类活动的干扰。保护野生动植物，确保候鸟栖息的基础上，放养多种鱼类；湿地生态功能修复，退耕还湿，种植芦苇、蒲草以及水葱等水生植物，为鸟类提供栖息地并净化水质。营造更丰富的原生态岛屿、滩涂，这些往往是生物多样性的丰富点，是许多滨水生物觅食活动的空间，也为候鸟停歇提供更多觅食和休憩空间。

5 结语

艾溪湖湿地公园在规划建设和管理过程中尽量维护生物多样性和营造景观丰富性，已经成为南昌城市公园集生态保护、观光旅游于一体的典范。但是研究结果进一步表明，艾溪湖湿地应尽量克服景观格局方面的不足，合理化各类型斑块的面积数量分布及相互关系，提高公园的景观多样性，使其生态、景观价值得到充分发挥，减少人工对湿地斑块的干扰的同时，丰富游客对湿地景观的认识。将湿地公园的保护和开发以及生态和景观功能的发挥，最终落实到具体的景观格局及其要素上。将艾溪湖湿地公园与鄱阳湖湿地进行有效连接，联通物质流、生物流、能量流及其相互之间的交换，能让城市湿地公园更具活力，更具可持续的生态潜力，发挥城市湿地公园的生态与景观效益，维护湿地公园景观格局的稳定性和可持续性。在艾溪湖湿地公园景观格局分析基础上所提出的优化设计思路和措施，有利于改善湿地生态景观，提升城市人居环境品质，促进人与自然的协调发展。