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高原地区河流型湿地公园的生态恢复规划策略:以青海黄河清国家湿地公园为例

2022-07-01

湿地科学与管理 2022年3期
关键词:驳岸栖息地河流

邓 卓 肖 锋

(1 北京林业大学园林学院,北京 100083;2 青海省湿地保护中心,青海 西宁 810008)

青海是三江之源,有“中华水塔”的美誉。青海省国家湿地公园有20 处,是国家自然保护地体系中的重要组成部分,其保护效果直接关乎高原地区湿地保护的可持续发展。由于高原自然环境较为恶劣,青海国家湿地公园的建设有别于一般的湿地公园,在规划设计上应更加注重生态环境的保护,充分考虑生态系统的原真性和脆弱性,在生物多样性保护、水生态修复等方面提出更具针对性的恢复规划方案。

近些年,我国在湿地公园的生态规划研究上取得了一定的理论和实践成果(白金等,2022)。在对河流湿地保护和修复的理论研究中,有基于水生态修复、水质净化、栖息地保护与营造及景观营造4个方面的恢复设计(骆林川, 2009),也有从水系规划、驳岸处理、生物多样性恢复等方面提出的恢复方案(艾晓燕等, 2010)。湿地公园的生态规划取得一定的成果,如谷城汉江湿地公园的生态规划,通过贯通水系、净化水质的方法对湿地水环境展开修复,在对园内水资源进行合理布局的基础上重现了水陆交错的汉江湿地原貌(张晓云, 2010)。新郑黄水河城市湿地公园生态规划,通过设置不同的景观斑块保护湿地生态,通过结合休憩观赏、科普教研等多种功能,构建独特风格和地方特色的城市湿地公园(李雪等, 2016)。龙源国家湿地公园生态规划,根据湿地资源的特点与游览线路,设置了4 个不同主题的合理利用区,成为渭河流域湿地资源合理利用的最佳示范区(邓小明等, 2019)。

当前,针对湿地公园的生态恢复规划研究主要集中在长江、黄河中下游地区(吴后建等, 2016),对河流上游地区尤其是高原地区的湿地公园生态修复规划的研究较少(张建仁, 2019),尤其缺乏对高原河流型湿地公园的生态恢复规划案例(曹苗苗,2019)。黄河清国家湿地公园位于青海省贵德县,是由带状河流及两岸冲击而形成的一种河流型湿地公园(王鑫等, 2014),承担着黄河源生态保护修复和建设的重要责任。本文对黄河清国家湿地公园生态恢复规划进行梳理,分析其生态恢复规划的设计策略和成功经验,为高原地区河流型国家湿地公园科学合理的规划提供借鉴。

1 研究区概况

青海黄河清国家湿地公园位于青藏高原东北部边缘,东起尕让乡阿什贡村,西至拉西瓦水电站,全长28 000 m,总面积为4 516 hm2(图1)(国家林草局调查规划设计院, 2013)。黄河呈弓形穿过公园,是典型的河流型湿地公园。湿地公园的湿地率为57.8%,其中规划区内有河流湿地1 857 hm2,是黄河主河道及泛洪平原;沼泽湿地595 hm2;湖泊湿地160 hm2,主要位于东北部的千姿湖。此外,还有部分林地和水浇地。

图1 黄河清国家湿地公园资源现状分布图Fig.1 Resource distribution map of Huangheqing national wetland park

湿地公园所在区属于典型的高原大陆性气候,具有光照长、辐射强的特点。年均温7.2℃,年均降水量250 mm,主要集中在5—9 月,占全年降雨量的70%以上。湿地植物以香蒲(Typha orientalis)和芦苇(Phragmites australis)为优势种,鱼类主要以鲤(Cyprinus carpio)和鲫(Carassius auratus)为主,常见鸟类有赤麻鸭(Tadorna ferruginea)、鸳鸯(Aix galericulata)和白鹭(Ardea alba)等。

2 湿地公园的主要生态问题

黄河清国家湿地公园的主要湿地类型包括河流、湖泊和河岸滩涂湿地。湿地公园建设前,受道路开发、房屋建设和人工养殖等人为因素干扰,出现湿地驳岸不稳、湿地连通性受阻、湿地面积萎缩、湿地水质下降、湿地植被退化等问题,并进一步引起湿地生物栖息地和景观等生态系统服务功能下降等问题。为解决上述问题,2016 年青海省湿地管理部门制定了贵德黄河清国家湿地公园湿地生态恢复规划(肖峰, 2015),通过一系列生态恢复措施,实现湿地水文、水质和生物栖息地恢复等目标。

3 湿地生态恢复规划设计

3.1 生态恢复的规划目标

湿地公园划分为生态恢复区、合理利用区、科普宣教区和管理服务区4 大功能区域,其中,生态恢复区和合理利用区占公园面积的94%。生态恢复区是以黄河河道为主的大片水域,合理利用区主要分布于河道西南侧和东北侧的河漫滩区域,本次规划重点对生态恢复区和合理利用区开展生态恢复规划。

通过“自然恢复为主,人工修复为辅”原则,通过水文联通、生态驳岸、生态缓冲带等一系列生态恢复规划设计,实现湿地恢复到受扰动前结构和功能。主要目标包括:(1)水文和水质条件逐步改善;(2)湿地生物栖息地功能逐步恢复;(3)湿地景观多样性和质量提升,湿地休闲娱乐等功能进一步提升。

3.2 生态恢复规划策略

生态恢复规划涉及湿地公园生态恢复区和合理利用区。生态恢复区主要以水文恢复和生物栖息地恢复为主,主要位于河流西北岸2 km 范围内;合理利用区以水质、驳岸和景观恢复为主,主要位于湿地公园东北岸2.5 km。生态恢复规划通过水文、水质、驳岸和生物栖息地恢复实现整体恢复,并在植被选配、地形设计等方面兼顾湿地景观恢复。

3.2.1 水文恢复规划 针对现有湿地水流缓慢、部分河道存在水草等淤积物、河道变窄等问题,通过疏通湿地公园内被阻断的河流,恢复区内水文循环和水系联通,进而恢复河流的自净功能。水系改造包括清淤疏浚、生态渗滤岛工程,紧紧围绕湿地公园地形及自然环境特点,立足于恢复湿地生态系统的结构与功能的完整性。

3.2.2 水质恢复规划 针对湿地公园水质现状,规划结合场地实际情况,采用自然和人工两种处理方式进行水质的恢复与净化。自然方式是指在湿地公园的动植物选择上,优先考虑水质净化功能强的水生植物,以及具有水质净化功能的鱼类。同时,对恢复区域人类活动进行限制,充分利用生态系统水质净化和调节能力实现水质恢复。人工方式包括人工湿地缓冲带工程和人工湿地净化水质工程。

(1)人工湿地缓冲带工程。为减少地表径流及农田面源污染对湿地水质的污染,实施了人工湿地缓冲带工程。人工湿地缓冲带主要通过地形和植被实现缓冲功能,在河岸两侧通过微地形改造形成低洼地和坑塘,内部种植沉水、挺水和浮叶植物,这样既可以减缓暴雨径流速度,拦截雨水和泥沙,也可通过湿地植物、生物的吸附、吸收作用,对进入河道的水体进行净化。

(2)人工湿地净化水质工程。人工湿地净化水质工程是一种利用人工干预的方式恢复和重建湿地生态系统的水质修复措施,即利用土壤和填料(如砾石等)混合组成填料床,使水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动,并在床体表面种植具有强适应性、去污效果好、美观并具有经济性的水生植物,从而形成一个独特的动植物生态体系,用于净化水体。同时,通过种植芦苇(Phragmites australis)、狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)等植物,恢复水生植被,承担净化湿地、丰富河道植被、改善湿地动物栖息生境等功能。

3.2.3 驳岸生态恢复规划 为进一步恢复驳岸防洪并兼顾景观功能,采取2 种恢复措施:一是生态缓冲带设计,二是驳岸纵断面的处理。在规划中,生态缓冲带设计较多采用的是自然河流的形态,水岸设计也相应地按照原自然系统的形状和动植物分布格局来开展。曲流、凹岸、浅滩、沙洲、岛屿等自然河流形态造就了适宜的动植物生境,并起到减缓水速、涵养水源、防洪固沙的作用。

对于河水冲刷严重的河段,尽可能采用自然式驳岸对驳岸纵断面进行处理。自然式驳岸分为植物材料驳岸和混合材料驳岸,其中所使用的工程材料应尽量使用生态材料,比如木桩、木条、石头等,以保证生境的自然性。驳岸底层设置块石垫层防止水流冲刷,表层用自然石压顶,并自然布置于驳岸(邓小明, 2015)。植物材料驳岸利用植物栽植形成驳岸(图2),通过3 种方法建造植物材料驳岸:(1)直接利用植物的稳定能力做防护水岸,在水流和波浪比较平缓的地方使用芦苇,在水流湍急的区段采用柳条;(2)编柴施工法,将红柳柳条扎成捆,制成编柴,放在岸边并以木桩固定,最后将沙土覆盖。几周后柳条生根,嵌入土层,便起到加固河岸的作用;(3)编桩施工法,在近河岸打进成排木桩,以红柳柳条连接,并将沙土填埋在栅栏后。随着树木生长,护岸也变得更坚固(姚小琴等, 2009)。

图2 植物材料护坡做法Fig.2 Slope protection method using plant materials

混合材料驳岸就是植物与木材或石材混用的驳岸,通过2 种及2 种以上方法建造混合材料驳岸:(1)植物和石头相混合的护岸施工法,将柳枝插在石缝中,通过红柳根际生长固定石块和沙土;(2)采用综合的方法,在较陡的坡岸或者侵蚀严重的地方,采用石笼、木桩等天然石材、木材作为护底,在基质空隙中播撒植物种子的方式提升堤岸的防洪能力和景观效果(图3).

图3 混合材料护坡做法Fig.3 Slope protection method using mixed materials

3.2.4 生物栖息地恢复 在生物栖息地保护规划方面,将设计重点放在湿地野生动物保护上,尤其是湿地鸟类。湿地鸟类栖息地保护规划的主要内容包括鸟类栖息地营造和食物补给两个方面。黄河清湿地公园重点保护河心及河边滩涂,这是众多迁徙水鸟的觅食和栖息地。在生态保育区中部营造2 个适合不同生态位和具有不同习性鸟类的生态鸟岛,招引涉禽、游禽等水禽来湿地公园繁衍生息。通过增加植被密度、扩大密林区范围、丰富森林空间层次来提升鸟类栖息环境,并设置鸟类停靠点和人工鸟巢吸引鸟类栖息。除了生存环境,湿地公园为动物的觅食也进行合理的设计,鱼塘与农田是鸟类取食的重要地区,因此,在湿地公园合理利用区保留部分现有鱼塘和部分种植区域,维持其鸟类和鱼类栖息地功能。

3.2.5 湿地景观恢复 在湿地景观恢复时,首要的是恢复和保护现有植被,进行合理的种植规划与设计。在生态保育区,保留原状;在生态恢复区,选用乡土树种进行合理的补植,比如青 杨(Populus cathayana)、 新 疆 杨(Populus albavar.Pyramidalis)、蔷 薇(Rosasp.)、短叶锦鸡儿(Caragana brevifolia)、高山绣线菊(Spiraea alpine)、高山 柳(Salix cupularis)、杜鹃(Rhododendron simsii)、金露梅(Potentilla fruticosa)、银露梅(Potentilla glabra)等。水岸边的植物多以芦苇、香蒲为主,营造挺水植物、浮水植物和沉水植物不同的生活型,充分利用地形、地貌差异营造多样性和层次丰富的湿地景观。

4 结语

本文以青海黄河清国家湿地公园为例,基于生态恢复学的理论知识,在充分梳理该区域自然环境现状的基础上,分析该河流型湿地公园生态恢复规划策略。湿地公园在生态恢复设计上应遵循最小干扰原则,在保证湿地原生境的前提下,实施岸上植被—岸下湿地联动的生态恢复策略,有效保护和恢复河流湿地的生态系统功能,提升河流廊道和湿地的水质环境 ;在湿地内和驳岸形成丰富的植物群落空间,营造出具有湿地科普宣教功能的自然景观,提升湿地休闲娱乐、科普宣教和生物栖息地功能。青海黄河清国家湿地公园的生态恢复规划为青海湿地资源保护和恢复提供借鉴和参考。

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