生态智慧主导的大盈江流域综合治理模式*

毕世波 杨 超 戴 菲

1 华中科技大学建筑与城市规划学院 武汉 430074 2 湖北省城镇化工程技术研究中心 武汉 430074

已有研究证明水体污染增加了人们的致癌风险，且与发达国家相比，发展中国家的健康风险更大[1-2]。近年来我国广大城乡滨水地带面临严重的生态退化、湖泊与河流调蓄功能削弱及由此导致的水体污染问题[3-5]。在此背景下，流域综合治理的迫切性愈加凸显。

目前，我国在流域综合治理方面已取得诸多成果。无论从政策、管理层面[5，6-7]，还是工程建设视角均有学者提出综合性治理举措[8-9]；还有研究针对流域的农业面源污染、洪涝治理、水土流失或生态修复等问题提出解决方案[10-15]。但是，一方面由于流域治理涉及范围广，内部各要素存在共生关系，没有实施统筹治理举措[16]。另一方面，目前对流域内的生态、生产、生活“三生”空间要素进行统筹考虑的实践研究成果相对较少。

生态智慧以生态知识为基础，在场地特征、利益相关者要求以及相关方法之间寻求平衡，从而实现可持续发展的能力受到广泛关注[17]，其中，由沈清基、象伟宁等[18]提出的“生态智慧引导下的生态实践”的议题为不同学科融合促进流域综合治理提供了思路。在众多生态实践中，陂塘系统作为水系统构建的经典生态实践，其水文调节、雨洪调蓄等智慧受到学者的广泛研究并在当今实践活动中得以运用[19-20]。但这些研究多以微观尺度为主，而在当下国土空间规划的时代背景下，在宏观尺度上继承与发扬陂塘系统等生态实践蕴含的思想，不仅为陂塘智慧的传承提供思路而且对当下人居环境的建设有一定的启示作用。

鉴于此，本文探索如下问题:1)宏观、中观、微观尺度的陂塘系统构建途径；2)以风景园林学为基础、结合生态学、水利工程学等学科的流域治理模式；3)以景观为触媒整合“三生”空间的流域振兴思路。最终，从生态智慧视角为流域的综合治理与振兴提供思路。

1 大盈江流域概况

1.1 自然与人文资源

研究区位于中国云南省腾冲市，面积约1042 km2，其中，耕地、建设用地与水域占比分别约15.98%、2.70%与0.45%，森林覆盖率72.83%，其他用地约占8.04%。大盈江(腾冲段)长约46 km，流经北海乡、腾越镇、和顺镇、中和镇、荷花镇和清水乡6个乡级行政区。

大盈江(腾冲段)为亚热带季风气候，年平均降雨量为1531 mm，年平均气温14.9℃，年平均相对湿度为77%。黄壤是主要的山地土壤，占山地土壤总面积的43.68%；其次是红壤和黄棕壤，分别占山地总面积的28.39%和18.78%。就植被而言，主要乔木林有栎树(QuercusLinn)、栲树(Castanopsis fargesiiFranch)、木荷(Schima superbaGardn.et Champ.)等为主的亚热带常绿阔叶林；水生植物有芦苇(Phragmites communi)、水葱(Scirpus validusVahl)、香蒲(Typha orientalisPresl)、马来 眼子菜(Potamogeton wrightiiMorong)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)等。此外，还有八宝树(Duabanga grandiflora)、铁 杉(Tsuga forrestiiDownie)、木香(Radix aucklandiae)等野生植物资源。

整体而言，研究区规划范围较大，涉及村庄、城镇、农田、水系、山体、林地、湿地等诸多空间类型；水环境丰富，但汇水点不均衡，大盈江流域涵盖17条主要支流，包含瀑布、湿地、湖泊等多种环境类型，干流的上(花园水库—大竹园)、中(大竹园—和顺镇雨洲亭)、下(和顺镇雨洲亭—荷花镇热水塘)3段各具特色。上游段有7个主要水源汇水点，自然环境较为优越；中游穿越城镇区，人文资源雄厚；下游地热资源丰富，但仅有和顺湿地与野鸭湖2处主要水源汇水点。研究区特色文化浓厚、多样，大盈江上游和下游以传统农耕文化为主，中游城镇区则以少数民族文化、宗教文化为主。

1.2 存在的主要问题

1.2.1 水土流失与面源污染较严重

大盈江河道水质主要问题为含沙量较大，其中，大盈江上游年平均总输沙量约13.38万t，推移质约3.35万t，轻度与重度土壤侵蚀面积分别约549.91 km2与6.96 km2，年平均侵蚀土壤约490万t。干流水体除花园水库段较清澈外，其他区域呈墨绿色；支流河道水质主要呈土色，较为浑浊。此外，由于缺乏科学的用水、排水体系导致较严重的面源污染问题。

1.2.2 绿地斑块化分布

研究区内河道形式多样，主河道以硬质驳岸为主，生态驳岸与土质驳岸为辅；支流河段多为未治理的土质驳岸，植被基底破碎化严重。

通过生态学视角的形态空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis，MSPA)将研究区绿地分为核心、桥接、孤岛、孔隙、支线、环、边缘7类互补重叠的组分[21-23]。从表1可知:核心类绿地形态占16.3%，孤岛类形态约占35.7%，说明研究区绿地相对破碎；作为廊道类的桥接与支线形态分别占9.3%和18.7%，说明不同大型绿色斑块间及大型斑块与其他区域相连的绿廊连通性较弱；孔隙和边缘作为其边缘效应的过渡地带分别占比0.4%和18.6%，而且环作为同一核心区内部相互连接的通道仅占1.1%，说明研究区的景观破碎化主要由大型绿地斑块与非植被用地的过渡地带受破坏导致的。

表1 研究区2018年的MSPA绿地类型及其面积占比

2 大盈江流域生态治理模式与途径

2.1 水环境治理生态智慧的汲取

2.1.1 自然环境主导的水环境治理智慧

都江堰作为迄今为止年代最久的水利工程，以鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰为代表的每处工程都与周边环境浑然一体[24]，体现出最朴素的“道法自然、天人合一”理念，彰显了“通过对自然最小干预达到利用自然之目的”的理水智慧。陂塘是古代城市中兼具城市防洪、蓄水和调控功能的灌溉系统。其阶梯式的空间结构形成了不同水位间的蓄水单元，实现了“引水-蓄水-灌溉-排水”的弹性调节机制[25]，充分体现了古人建设宜居环境时，巧妙地结合地理环境的“整体观与系统观”，从而因地制宜地保障城市生态安全的智慧。

2.1.2 技术与多学科知识主导的水环境治理智慧

如今的水利工程学、生态学、风景园林学等学科知识的发展为水环境的治理实践提供指导。例如，哈尔滨群力公园通过生物、物理技术处理污染水源，以低影响开发技术指导水体的利用，体现了以水利技术为依托，修复水环境的生态理念；韩国清溪川通过塑造生态驳岸，发挥岸线的生态与景观功能，提供了多元化的滨水活动空间，体现了依托滨水线性空间，建设绿廊与绿径，恢复沿线城市空间活力的水环境治理智慧；此外，广东增城绿道结合水域，挖掘地区历史与文化资源，依托绿廊构建景观廊道，串联破碎化的历史文化资源与生态资源，促进区域生态与生产和谐发展，体现了以水为基底，以绿道为媒介，实现区域综合发展的理念。这三个案例为理水实践中侧重生态、生活、生产的典型代表。

2.2 基于生态理水智慧的大盈江流域治理模式

基于上述分析，本研究提出“生态优先-以水为核心-以绿道为触媒”的流域综合治理模式(图1)。其实现途径为:基于流域水网，首先在宏观尺度依托GIS技术平台，构建流域尺度“陂塘系统”，达到活水之目的；其次，中观尺度上依托水利工程技术，在水系上设置坝体、构建沉沙系统，达到净水之目的；再次，在微观尺度上依托生态修复技术与植被净化，实现农田与水塘的“陂塘”化构建，通过科学用水，促进净水、塑景与产业升级等综合目标。此外，结合生态学与水利工程学等学科构建流域绿廊网络，并以绿道为触媒，整合流域资源，将生活融入生态与生产，从而促进流域复兴。

图1 大盈江流域综合治理框架

3 生态智慧主导的大盈江流域治理措施

3.1 生态理水智慧下的水环境修复

依托研究区的地形地势与丰富的水系与水塘资源构建“陂塘系统”能体现“对自然最小干预以利用之”的理水智慧。本研究的“陂塘系统”构建体现为宏观、中观、微观3个尺度。

3.1.1 宏观尺度：依托GIS平台构建流域水网系统

在宏观尺度联通水域对提高水的自净能力有积极作用。依托GIS平台的水文分析模块识别陂塘区位，依托水网构建流域尺度陂塘系统(图2)。

图2 流域陂塘系统

首先，通过ENVI5.3提取水域与植被要素，对破碎的林地区域依据针叶林带、落叶林带、竹林带等不同林地类型进行乡土植被织补。其次，将区域汇水为大盈江、缅箐河、清水乡3个等级，汇水区域共计611.43 km2。再次，通过识别汇水单元与农业区的分布关系，选取适合灌溉农业的集水区域以及可灌溉的径流路径，利用高程数据模型与集水区叠加分析，将每个集水区高程通过自然断点法分为7个梯度，选取最小的两个梯度作为新建陂塘区位。最后，选择在大盈江主轴共建北海湿地、侍郎坝湿地、和顺湿地、缅箐河、万亩荷塘湿地5处一级陂塘。在大盈江下游的腾越镇、和顺古镇等区域，依靠邦老山等现状山体建立陂塘湿地，并由明朗河由南向西连通张家坝水库等水域；上游区域陂塘依据现状集水单元如花园水库、青海湖等构建；东部则通过清水乡汇水单元连通砚湖、阎家塘以及饮马水河附近的陂塘。

3.1.2 中观尺度：依托水利工程技术构建干流沉沙系统

水塘与农田交错分布是该区域重要的环境特征，水土流失是河流的主要问题之一，这就需要统筹水田关系，在治理土壤流失、水域浑浊等问题的同时兼顾全域旅游的目标。本规划将古人陂塘系统的营建智慧与农业、景观旅游相结合，依托水利工程技术，在大盈江干流区域构建由拦沙坝、沉沙池、沉沙湿地组成的沉沙系统(图3)。

图3 农田沉沙系统

具体而言，在大盈江上、中游新建3座液压坝，同时对下游原跃进闸进行改造。为了沉淀泥沙，在大盈江干流上游下村和大竹园的“山-田-水”分布地带，通过挖填技术，引河入田，建立多层级沉沙系统。依据农田形态特征，下村沉沙系统设计成近矩形(约10.6 hm2)，而大竹园处的沉沙系统则设计成团块状(约13.7 hm2)。此外，在沉沙系统的堤坝处，以景观为主导，沿田水交接带构建由果林、药作物、农业景观等多元素构成的景观风貌绿道体系，促进“治田、理水、塑景”三目标结合。

建成后，1号、2号和3号沉沙系统每年分别沉淀推移质0.86万t、1.20万t和2.40万t，共沉淀推移质约4.46万t(表2)，理论上可100%清除大盈江上游河段的推移质。

表2 沉沙池主要参数

3.1.3 微观尺度：依托植被净化实现农田与水塘的陂塘化

基于现有水塘、洼地与农田，建设具有乡土景观风貌的湿地净化塘与农田陂塘系统。首先，中和镇、北海乡、清水乡3地原有的大量水塘为之提供了条件，通过挖填工程技术，贯通临近水塘，形成水塘系统；其次，基于下游多为硬质驳岸，上游为自然驳岸的环境特征，选取上游北海乡的河田交汇处构建农田陂塘系统。具体而言，一方面，将河道引入农田，与输水、排水系统结合，既为农业提供充足的灌溉用水，又能解决因不科学的灌、排水系统导致的农业面源污染问题，同时营造了由自然河道与农田灌、排水渠组成的特色农田陂塘景观；另一方面，在河田之间设置生态隔离带，防止农田土壤流入河道。

此外，在水塘与农田灌、排水渠内选种抗污、净水能力强的乡土水生植物。在兼顾景观风貌的基础上通过浮动湿地等措施进行水塘与农田的生态化、景观化改造。结合流域特征，除选种马来眼子菜、轮叶黑藻等本土植物外，还可选种如莲(Nelumbo nucifera)、菰(Zizania latifolia)、水竹(Phyllostachys heteroclada)等挺水植物，眼子菜(Potamogeton distinctus)与 睡 莲(Nymphaea tetragona)等浮叶植物，千屈菜(Lythrum salicaria)与红蓼(Polygonum orientale)等湿生植物，丝叶眼子菜(Stuckenia filiformis)与海菜花(Ottelia acuminata)等沉水植物。

规划后，植被在水域的覆盖率约占25%。通过检测仪检测，处理总悬浮物与总氮的能力与之前相比分别提升约89%与40%；处理BOD5的能力与之前相比约提升46%，有效地改善了流域水质。

3.2 基于MSPA构建绿廊网络

带状绿地是解决生态破碎、绿斑连通性弱的重要途径，依据水系“绕城而行”的流域特征，本规划通过MSPA与流域水系统叠加的方法构建绿廊网络。

基于“陂塘”智慧构建的大盈江流域水网系统为绿廊的构建提供了天然基底。基于沿水破碎化绿色斑块与周边用地属性进行植被织补:于农田断裂处作物织补，于果林处果林补，于山地处水源处涵养林织补。最终沿水系构建流域生态安全格局，形成“水绿相映、景观多元”的绿廊体系。

若单纯依据“绕城而行”的水系特征进行绿廊构建，难以提升城内绿廊的连通度。为此，本研究通过MSPA方法提取流域核心生态斑块发现，其主要位于和顺镇与中和镇(图4A)；而后借助Conefer 2.2软件将dIIC值大于10的10块核心区斑块作为重要生态源地，其中最小的绿源面积为0.055 km2，而位于和顺镇西部公益林面积最大，约8.11 km2，dIIC值高达84，是生态资源最集中的汇集地(图4B)；最后，基于最短路径法构建研究区的费用成本面(图4C)形成基于MSPA方法的流域绿廊网络(图4D)，提升了流域绿网的连通性。

图4 研究区绿廊网络构建

规划后的绿廊从南向北穿过城区，不仅加强了南部的热海河、饮马水河与万亩荷塘景观节点的联系，还连接了缅箐河与大宽邑小河，加强了对周边，如侍郎坝等水域的保护。此外，廊道从西向东连接了宝峰、滇西军都督府及绮罗文昌宫等，加强了流域内人文景点的联系，体现了该绿廊在整合流域资源方面所发挥的重要作用。

3.3 构建“一轴两环”绿道系统

得天独厚的瀑布、地热、少数民族文化等提供了丰富的旅游资源。基于GIS平台叠加绿廊网络与水系网络，以绿道为触媒连接流域内的自然与人文资源。西部通过绿道连接麻雅湾古道槽谷路和一里槽古道槽谷路两处国家级人文保护单位；东部连接玉璧坡古道石板路、刘辅国故居等人文景点，形成景观与绿道交融的特色绿道风貌。

以大盈江沿江绿道为主线，以支流为绿道支线(图5A)，在大盈江上游，基于自然景观优美的特点，打造生态探秘主题绿道；在中游，基于特色民族文化建造城镇文化主题绿道；下游则基于独特的地热资源营造休闲疗养主题绿道。此外，通过二级绿道串联支流附近的山涧、瀑布、梯田等资源，从而形成了温泉度假、历史巡礼、高端度假、特色农业、田园牧场为主题的“两环”绿道网络(图5B)；构建水道、花道、林道、田道与山道相融的滨水沿廊式自然与人文复合的绿道网络(图5C)。

图5 流域绿道体系

以绿道为触媒将流域内的旅游资源进行整合。结合大盈江3段不同的特色资源，在上、中、下3段分别规划为以自然景观、历史文化及健康养生为主要特色的18个景观节点；在内环与外环绿道建设20个景观节点，构成湿地生态、休闲度假、农业体验、老城慢生、历史巡礼、民族风情与温泉疗养7个景点群，形成产业与绿道交融的格局。最终，构建“一轴(大盈江绿道轴线)、两屏(东西部两道绿色屏障)、两环(内环与外环绿道)、七群(七大旅游群)、五区(七群未来可能辐射区)、多点(景观节点)”的流域规划结构(图6)，以期为流域综合治理提供规划启示。

图6 景观节点分布及规划结构

4 结语

本文通过对古今生态智慧的挖掘与融合，以大盈江流域为实践对象提出“生态优先-以水为核心-以绿道为触媒”的流域综合治理模式。首先，在宏观尺度强调发挥技术平台的优势、中观尺度强调水利工程技术的运用、微观层面侧重乡土植被的生态修复作用，构建了流域多层次的陂塘系统；通过不同生态实践的融合，为生态智慧的继承与创新提供了视角。其次，基于流域水网系统构建了流域绿廊网络和“一轴两环”的绿道体系，并以绿道为触媒盘活资源，促进产业的转型，为生态智慧指引下的流域综合治理提供借鉴与参考。