滨海生态空间植物配置模式及其景观效益评价研究——以鹦鹉洲生态湿地为例

吴 威，王晓雨，陈雪初

(1．上海应用技术大学 生态技术与工程学院，上海 201418；2．华东师范大学 生态与环境科学学院，上海 200241)

随着我国城市的快速发展，近几十年来，滨海区域空间越来越多的被开发利用，人类的干预影响着滨海湿地的自然生态过程，诱发生态环境问题，影响区域可持续发展[1-2]．近年来，针对滨海受损岸线开展生态修复成为新趋势，然而就修复后新形成的滨海生态空间而言，如何进一步合理利用还有待深入研究．目前有关滨海生态空间构建问题，立足于景观生态角度的研究相对较少[3-12]．植物景观是组成滨海生态空间的重要元素，国内外学者开展了滨海景观生态格局[13]，植物景观应用[14]，生态修复及景观营造[15]等方面的研究，而从景观效益方面对滨海植物景观的探索尚不多见．

2016年以来，在华东师范大学、上海应用技术大学等单位技术支撑下，上海市海洋管理部门在杭州湾北岸金山岸段开展了海岸带受损岸线生态整治修复工程，恢复并构建了鹦鹉洲生态湿地，同时兼顾景观效益，引种不同类型植物形成滨海生态景观．自2017年对外开放以来，该湿地已运行超过3年以上，是开展滨海植物景观效益研究的良好场地．笔者借鉴较为成熟的植物景观评价AHP模型与方法[16-18]，以鹦鹉洲生态湿地为研究对象，开展现场调研，选择湿地中3种不同功能类型的典型植物配置模式进行景观效益评价，旨在为选出不同功能的适用于杭州湾北岸滨海湿地的植物配置模式提供理论和实践依据．

1 研究对象

滨海空间是人类活动与自然生境的复杂交融带，植物组团不仅为人类服务，也是其他动物的重要栖息地．戚继忠等人根据植物景观功能分类将植物应用范围分为生物环境和人类环境两大类，而根据具体植物功能将植物组团分为净化污水、防护减灾、游憩休闲、调节气候等类型[19]．

杭州湾北岸上海段滨海岸线几乎为人工岸线，自2000年以来，杭州湾北岸上海段围垦土地面积占上海域面积的62%，滨海湿地现有林带较为单一，长势较差，灌木主要以芦苇、海三棱藨草、加拿大一直黄花、互花米草等草本植物为主[20-21]．鹦鹉洲滨海生态湿地属于杭州湾北岸滨海人工湿地，即是滨海生态修复空间也是滨海景观游憩场地．地理位置121°34′15″～121°34′59″E、30°70′17″～30°71′19″N，属于温带季风性气候，夏季湿热冬季干冷，夏季多盛行偏南风，冬季盛行偏北风，年均降雨量在1 000.0 mm以上，降水多集中在3—9月，由于临海，多受台风和暴风潮的影响[22]．根据植物设计图及现场调研，鹦鹉洲生态湿地植物应用包括陆生植物25种，水生植物5种，耐湿植物26种；耐盐碱植物14种，抗风植物4种，分属34科47属56种．

2 研究方法

1)借鉴园林植物景观评价运用最为广泛的AHP模型中指标和权重[16]，对鹦鹉洲生态湿地的植物配置模式、植物种类、植物数量、植物的生活型结构、观赏性、景观时序性、植物与周边硬质景观的和谐性等进行实地调查，从定量和定性分析，总结各功能类型典型植物配置模式的景观效益(表1)．

表1 园林植物景观评价AHP模型与方法

2)依据植物景观功能分类方法，将研究场地植物分为3种类型：Ⅰ游憩观赏类植物配置；Ⅱ生态修复类植物配置；Ⅲ防护类植物配置[19]．运用典型样地法，分别选择不同类型植物配置3～4个20 m×20 m的样地，样地内随机选取4 m×4 m灌木样方2个，进行现场调研和照片采集．将AHP模型中定性指标线上评分问卷形式，采用行业内相关人士(从事生态景观行业的设计和研究人员)和普通游客相结合的评分方式获取各样地定性指标值，评分分值采用10分制，分为10,8,6,4,2

5个等级．

3)将各样地分为乔木层、灌木层、草本层，利用Simpson指数公式分别计算各样地中物种多样性、植物生活型结构多样性、植物观赏特性多样性等定量指标，由于计算出的定量指标多样性指数在0～1，所以将计算值乘以10作为与定性指标相对应的分值[23]．计算公式为[24]68

其中，ni为第i个物种的个体数；N为所有物种的个体总数；S为物种的数目(种数)．

4)将获得的定量和定性指标分值乘以对应的权重值，最终获得各样地综合景观效益值B，B值越高则表明该种植物配置模式综合景观效益越好．

3 结果与讨论

3.1 植物景观设计原则与配置模式

湿地植物设计遵循保留大部分原生植物，模拟和恢复滨海湿地植物群落的原则进行植物配置设计．研究场地滨海且属于典型的盐碱地，在植物品种的选择上尽可能使用乡土树种，抗盐碱、耐湿性和抗风能力较好，以及用于水净化类的植物；适量点缀秋色叶植物和香花植物，增加植物景观的观赏性．将生态修复功能和游憩功能结合，营造层次变化，品种多样，色相丰富的植物景观[25]．

根据鹦鹉洲生态湿地植物设计图及现场调研情况，选择游憩观赏类植物样地4个，生态修复类植物样地3个，防护林类植物样地4个．样地配置涉及乔-灌-草、乔-草、灌-草3类典型群落结构[17]．

3.1.1 游憩观赏类植物配置 具有游憩观赏功能的植物组团分布主要集中在场地北侧片区，围绕湿地净化和盐沼湿地恢复为主体功能的复合生态净化系统片区内布置，有一处较大的活动场地结合湿地净化和科普教育展开，周边局部设有特色活动休憩场地、服务建筑和廊架等景观设施．

此类植物配置模式造景植物多选用树形优美、观花类植物，主要体现的是植物景观的观赏功能．以香樟、黄山栾树、女贞、佛吉尼亚栎、东方杉、旱柳等树形较高冠幅较大的植物构成上层乔木，中层增种木芙蓉、紫薇、紫叶李等开花植物，下层选择了一些常用的造景品种包括石楠、海桐、南天竹、红花酢浆草等．总体的配植既有常绿树种，也有观叶和观花类植物，形成4季有景的植物空间．

研究场地内以游憩观赏功能为主典型样地配置包括以下4个：

样地Ⅰ-1．香樟(Cinnamomumcamphora(L.) Presl.)+榆树(UlmuspumilaL.)—紫薇(LagerstroemiaindicaL.)+常绿萱草(Hemerocallisfulvavar．aurantiaca(Baker) M.Hotta)—金叶苔草(Carex‘Evergold’)+红花酢浆草(OxaliscorymbosaDC.)+矮生百慕大(Cynodondactylon).

样地Ⅰ-2．弗吉尼亚栎(Quercusvirginiana)—紫薇(LagerstroemiaindicaL.)+木芙蓉(HibiscusmutabilisLinn.)—鸢尾(IristectorumMaxim.)+矮生百慕大(Cynodondactylon).

样地Ⅰ-3．湿地松(pinuselliottii)+旱柳(SalixmatsudanaKoidz)—木芙蓉(HibiscusmutabilisLinn.)+小兔子狼尾草(Pennisetumalopecuroidescv．‘Little Bunny’)—金叶苔草(Carex‘Evergold’)+矮生百慕大(Cynodondactylon).

样地Ⅰ-4．东方杉(Taxodiummucronatum×Cryptomeriafortunei)+柽柳(TamarixchinensisLour.)— 菖蒲(AcoruscalamusL.)+ 海滨木槿(HibiscushamaboSieb．et Zucc.)—矮生百慕大(Cynodondactylon)(图1～4)．

3.1.2 生态修复类植物配置 此类型植物配置主要包括2类：湿地水域内植物组团和水岸植物组团．水域内植物以芦苇为主要构景，为增加人与植物景观的互动，水上设置栈道，将生态功能与游憩观赏功能融合．研究地块内水系以自然弯曲驳岸为主，驳岸两侧种植挺水植物，营造自然状态下水岸景观空间．

植物品种选择以发挥生态功能为主要目的，水域内以芦苇和香蒲为主体，水岸包括芦苇、水葱、灯芯草、千屈菜、菖蒲、紫穗槐等，岸滩地选择一些耐湿的造景植物，增加水岸植物的观赏性．同时在跌水缓流水系内，局部增加观赏草和石块组景，体现了湿地景观的自然野趣特性．

研究场地内以生态修复为功能的典型样地配置包括以下3个：

样地Ⅱ-1．芦苇(Phragmitesaustralis)+香蒲

(Typhaangustifolia)；

样地Ⅱ-2．湿地松(pinuselliottii)+柽柳(TamarixchinensisLour.)—芦苇(Phragmitesaustralis)+香蒲(Typhaangustifolia)—矮生百慕大(Cynodondactylon)；

样地Ⅱ-3．湿地松(pinuselliottii)+柽柳(TamarixchinensisLour.)—芦苇(Phragmitesaustralis)+千屈菜(LythrumsalicariaL.)—矮生百慕大(Cynodondactylon)(图5～7)．

3.1.3 防护林类植物配置 防护类植物主要包括场地西北侧靠近道路和工厂的防护林带，以及东南侧滨海的防护林带．此类植物种植区距离活动场地较远，人为干扰较小．植物的选择以乡土性、抗风、耐水湿、速生类植物为主，主要是杉类和松类植物形成的林带，主要品种包括东方杉、中山杉、湿地松、落羽杉等．

研究场地内以防护为功能的典型样地配置包括以下4个：

样地Ⅲ-1．东方杉(Taxodiummucronatum×Cryptomeriafortunei)+中山杉(Taxodiumhybrid)+旱柳(SalixmatsudanaKoidz)—菖蒲(AcoruscalamusL.)+扶芳藤(Euonymusfortunei(Turcz.) Hand.-Mazz.)+葱兰(Zephyranthescandida(Lindl.) Herb.)—矮生百慕大(Cynodondactylon)；

样地Ⅲ-2．中山杉(Taxodiumhybrid)+木麻黄(CasuarinaequisetifoliaForst.)—玲珑芒(Miscanthussinensis‘Adagio’)—矮生百慕大(Cynodondactylon)；

样地Ⅲ-3．东方杉(Taxodiummucronatum×Cryptomeriafortunei)+湿地松(pinuselliottii)—矮生百慕大(Cynodondactylon)；

样地Ⅲ-4．落羽杉(Taxodiumdistichum(L.) Rich.)+东方杉(Taxodiummucronatum×Cryptomeriafortunei)—紫叶李(PrunusCerasiferaEhrharf．atropurpurea(Jacq.) Reh)+木芙蓉(HibiscusmutabilisLinn.)—矮生百慕大(Cynodondactylon)(图8～11)．

3.2 典型植物配置模式景观效益评价

根据AHP模型及Simpson多样性指数对鹦鹉洲生态湿地典型植物配置模式景观效益评价值进行问卷调研及结果计算．定量指标中生活型多样性按照常绿阔叶、落叶阔叶、常绿针叶、落叶针叶、多年生草本、多年生藤本进行统计[26]；观赏特性以观花、观果、观形、观叶4类指标进行划分统计[27]；植物景观时序性以最有观赏价值季节时序分布来划分，从春季到冬季时序[26]．定性指标的网络调查问卷有效样本回收175份，其中包含生态景观行业相关人士问卷98份，普通游客77份．

最终评价结果见表2．可见，鹦鹉洲生态湿地植物综合景观效益评分值在5.4～7.2，多样性指标值较低在0.0～0.7，定性指标评分值较高，大部分在在6～10分．3种类型样地平均效益评分以防护类植物配置最高达6.75，游憩观赏类植物配置和生态修复类植物配置评分相近，分值分别为6.09和5.99．游憩观赏类4个植物样地中，以样地Ⅰ-3综合景观效益分值最高，达6.92，其次是样地Ⅰ-2分值6.07，样地Ⅰ-1为5.87，样地Ⅰ-4分值最低仅5.50．生态修复类3个样地中，以样地Ⅱ-2分值最高，达6.50；其次是样地Ⅱ-1分值6.07；样地Ⅱ-3综合效益分值最低，仅5.41．防护林类，样地Ⅲ-1和样地Ⅲ-4评分均高于7.0，样地Ⅲ-4分值最高达7.17；其次是样地Ⅲ-1、样地Ⅲ-3和样地Ⅲ-2分值分别为7.01,6.42,6.39．通过上述评价结果表明，景观效益最好的植物配置模式(样地Ⅰ-3、样地Ⅱ-2、样地Ⅲ-4)均表现为植物物种多样性较高，且各层植物数量和分布都较为均匀，同时植物组团内常绿、落叶和开花植物品种均有配植．因此物种多样性较低的植物组团，不仅影响植物群落稳定性[28]，也直接影响着植物景观的多样性指标值和定性指标主观评分值，导致植物组团景观效益值低．

表2 鹦鹉洲生态湿地典型植物配置模式景观多样性评价

鹦鹉洲生态湿地内植物作为生态修复体系中的重要元素，不仅具有景观观赏性，还承担着重要的生态功能．根据鹦鹉洲鸟类多样性调查，水岸芦苇香蒲等挺水植物，吸引了黑水鸡和棕头鸦雀在此栖息．芦苇丛和香蒲构成的湿地空间，也是杭州湾北岸候鸟鸻形目(鹬类和鸻类鸟)喜爱的栖息地[29]．防护林带以及多层复合乔木空间易形成隐蔽空间，缺少人为干扰，为鹭科鸟类提供掩蔽的栖息场所．游憩观赏类植物选择的开花和结果类植物，结合周边开阔水面，为鸟类提供良好捕食环境．3种不同类型的植物配置不仅具有较好景观效益，也能为鸟类营造适宜生境，对滨海生态环境的改善具有一定效用．

4 结论

本研究以植物景观评价模型为基础，通过研究场地滨海生态修复功能和专家咨询的方式，对评价模型进行修改和完善，分别从定量和定性指标对鹦鹉洲生态湿地植物景观进行评价，最终的数据结果清晰明了，对未来杭州湾滨海湿地植物景观配置具有一定参考意义．

1)由于鹦鹉洲生态湿地土壤盐碱较为严重，且根据潮汐现象部分地块会被海水淹没，因此在植物设计时可选用的植物品种范围缩小．从评价结果分析，鹦鹉洲生态湿地3种功能的植物配置中，景观效益最佳的分别是以下3种植物配置模式：

① 游憩观赏类植物配置为：湿地松(pinuselliottii)+旱柳(SalixmatsudanaKoidz)—木芙蓉(HibiscusmutabilisLinn.)+小兔子狼尾草(Pennisetumalopecuroidescv．‘Little Bunny’)—金叶苔草(Carex‘Evergold’)+矮生百慕大(Cynodondactylon)；

② 生态修复类植物配置为：湿地松(pinuselliottii)+柽柳(TamarixchinensisLour.)—芦苇(Phragmitesaustralis)+香蒲(Typhaangustifolia)—矮生百慕大(Cynodondactylon)；

③ 防护林类植物配置为：落羽杉(Taxodiumdistichum(L.) Rich.)+东方杉(Taxodiummucronatum×Cryptomeriafortunei)—紫叶李(PrunusCerasiferaEhrharf．atropurpurea(Jacq.) Reh)+木芙蓉(HibiscusmutabilisLinn.)—矮生百慕大(Cynodondactylon)．

2)从现场调研及数据结果分析，鹦鹉洲生态湿地作为杭州湾北岸滨海修复类人工湿地，在建成后3年期间植物的演替结果表现部分植物长势较好，具有较高的适应，成为优势种；部分植物逐渐变为弱势种群，被新的物种替代．其中长势较好的上层乔木包括东方杉、湿地松、佛吉尼亚栎、旱柳，中层小乔有夹竹桃、紫叶李、木芙蓉；下层灌木及地被有芦苇、香蒲、海滨木槿、紫穗槐、伞房决明、千屈菜等；部分植物优势减弱，主要是下层地被包括黄金菊、红花酢浆草．在演替过程中新出现较有优势的物种主要在林下空间，包括葱莲、狗尾草等．

致谢：感谢自然资源部大都市区国土空间生态修复工程技术创新和中央高校基本科研业务费专项资金对本研究的资助.