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引黄灌区景观研究综述

2023-04-16任慧妍翟付顺王姣姣刘雪娇赵红霞

园艺与种苗 2023年1期
关键词:沉沙池引黄灌区灌溉工程

任慧妍,翟付顺,王姣姣,刘雪娇,赵红霞

(1.澳门城市大学,澳门 999078;2.聊城大学,山东聊城 252000;3.山东农业大学,山东泰安 271018)

黄河是我们的“母亲河”,而黄河流域大部分是干旱和半干旱区域,为了缓解用水困境,比较可行的办法是引用黄河水。由于黄河中段流经我国黄土高原地区,因此水中夹带了大量泥沙,是世界上含沙量最多的河流,所以引黄取水必然要引进泥沙。黄河中下游引黄灌区为了减少泥沙在引黄渠中的沉积,目前主要采用人为挖掘沉沙池集中沉沙的泥沙处理方式,然后再将黄河水沿沟渠向目的地输送。沉沙池自身占地面积巨大,据文献统计,截止到2000 年,仅河南省使用各类沉沙池110 处,面积达14 178 hm2;山东省共开辟沉沙池约15 万hm2[1]。沉沙池分为引水期和枯水期,由于一般枯水期较引水期时间长,沉沙池在大部分时间池体裸露于地表,因此成为大面积的风沙来源区。沉沙池泥沙不能无限沉积,为了维护沉沙池的正常运行,沉沙池每隔一定时间要进行清淤,淤积的泥沙一般堆积在沉沙池周边区域,人为形成一定面积的弃沙高地。随着弃沙量的不断增加,堆沙面积不断向外扩散[2],侵占池区周边的高产良田,造成沉沙池区土地大面积处于沙化状态,生态几近完全破坏,严重影响了周边地区的生态环境,给当地群众带来很大的生活困扰和精神痛苦[3],同时区域内农业生产受到严重影响,工业、商业发展不足,极大地滞缓了区域经济的发展,形成了区域性的整体贫困。上述情况在引黄灌区普遍存在,引黄灌区环境状况亟待改善。

黄河是世界上含沙量最多的河流,且黄河全段属于中国,有较强的地域性,因此其他国家对引黄灌区景观生态环境的研究比较欠缺。国外虽然没有引黄灌区或沉沙池景观的概念,但国外对滞留池、人工湿地等滨水景观生态环境进行了大量实践和探索,并已达到了较高水平,国内对湿地研究也有新的突破。此外,世界灌溉工程遗产景观的研究也为引黄灌区景观研究提供借鉴和思路。因此,笔者对引黄灌区景观、滞留池景观、农业灌溉景观、湿地景观4 个方面的研究进行了分析。

1 引黄灌区景观

我国引黄灌区水利工程从19 世纪70 年代开始兴建,近年来国内学者对其生态环境的关注开始增加,主要集中在土壤改良[4-5]、水资源评价与治理[6-7]、农业工程[8-9]等方面,在景观方面的研究较欠缺,主要有如下几类。

1.1 防护林景观

张巨磊等[10]以位山引黄灌区为例,提出防护林带建设、林粮间作模式和经济林建设模式的沉沙高地生态治理模式,以加快引黄灌区沉沙池区的生态治理。王娟等[11]提出建设防护林带、种植林果等以保护和建设引黄灌区沉沙池区生态。李庆朝[12]提出在沉沙高地建立田、草、林网格状复合防护林带,从而达到防风固沙、调节气候的作用。周振民[13]对黄河下游生态环境进行分析和评价,提出建设防护林体系、道路林网以及通过农林间作来改善灌区脆弱的生态环境并带来经济效益。张治昊等[1]通过对3个典型黄河下游引黄灌区风沙运动进行分析,提出采用植树种草的生物防护措施等治理引黄灌区风沙危害。

1.2 渠道景观

顾斌杰[14]对灌区生态型沟渠的形态构建技术、水质自净技术和生境条件构建技术进行了系统研究。曹虎[15]以张肖堂东干渠为研究对象,探索将相关生态理论和工程技术应用于引黄干渠及其环境景观设计之中成为特色景观,并将干渠灌溉功能与景观功能相结合进行理论探讨和设计实践。陈露[16]以宁夏中卫十里长河景观带设计为例,探究了引黄灌区城镇滨水空间景观设计原则与适宜景观形态。李治[17]以宁夏青铜市唐西引黄干渠景观规划为例,论述了引黄干渠景观规划的原则、目标和总布局,并从规划分区、景点设计、种植设计3 个方面对干渠景观规划作了详细介绍。黄振华等[18]阐述了引黄渠道景观设计面临的问题及对策,并以内蒙古临河市北边渠景观设计为例对引黄渠道景观设计进行了分析。翟付顺等[19]以引黄济津工程临清城区段景观规划设计为例,从功能协调、景观融合、文化传承等方面对景观规划设计进行研究,并对相关引黄工程的景观规划设计问题进行了展望。

1.3 沉沙池景观

李欢等[20]以位于新疆的天山沉沙池为例,对沉沙池采用了6 级“梯田式”设计,为沉沙池景观设计提供了一种新思路。孙希华等[21]对济南邢家渡废弃沉沙池的土地利用现状进行分析并对土地适宜性进行评价,提出了湿地是最适宜废弃沉沙池治理的土地利用类型,为沉沙池区湿地公园的建设提供了理论支撑。

1.4 水利工程综合景观

耿文翠等[22]以山东省打渔张引黄灌区水利为例,对打渔张引黄灌区的历史人文资源、经济资源进行了分析,并对灌区规划进行了探索,提出了“一个核心,四条风景带”的空间格局。李霞[23]结合韩墩引黄灌区水利风景区的规划建设,提出灌区水利风景区的规划建设原则并对具体规划设计内容进行了阐述。李金玲[24]探讨了基于红色文化提出对灌区型水利景观的规划设计策略,并以此指导了韶山银河旅游区的景观规划设计。张伟中等[25]介绍了河南独具特色的黄河水利工程旅游。

2 滞留池景观

滞留池在国外称为Detention Pond 或Retention Pond,滞留池景观在国外园林设计中大部分用来解决水问题,起到暂时储存水的功能[26]。对其研究主要集中在滞留池的雨洪管理、水质净化、动植物生境等景观生态环境方面,对景观规划设计的研究较少,实践案例较多[27-28]。雨洪管理方面,蓄水池可起到防洪作用,通常在新的建设项目如大的居住区和商业区建设时同时开工,沉沙池可以用于管理雨水,控制因为城市化带来的洪涝风险[29]。在生态功能方面,滞留池通常布置在河流或者湖畔旁边来净化水质、抵御洪涝、防止下游河岸腐蚀以及临时储存水源,根据其是否常年蓄水,滞留池可分为旱池和湿池[30]。通过长时间的储存水源,滞留池可以有限地净化水质,减少水中悬浮物。滞留池可作为一些藻类和两栖类动物的城市栖息环境,通过对雨水滞留池生物多样性的调查,对城市雨水池塘生态风险评估,建立综合评价方法,以此保护和恢复生物多样性[31]。在社会效应方面,滞留池景观能影响周围房价地价,它能提供娱乐功能和城市动植物栖息环境,以及为城市提供浇灌用水[32]。滞留池被设计师赋予美学意义并且塑造成城市公共休闲场所,比如美国亚特兰大的第四历史公园,公园中的大型蓄水池在发挥洪涝控制、处理城市雨污水的同时可供市民休憩使用[33]。悉尼的帕丁顿水库花园是一处利用城市基础设施废弃地打造的城市公共景观典范,广为市民赞誉。德国杜伊斯堡北风景园利用原有的巨大滞留池改造为公园景观,这为该风景园增添了更多魅力,是整个公园中最引人注目的组成部分之一[34]。此外,享誉世界的英国伦敦中心湿地公园是伦敦泰晤士供水公司由4 个混凝土蓄水池构成的水库改造而成[35]。

3 灌溉工程景观

灌溉发展的历史与人类文明的历史同样悠久,世界历史上产生了数量众多、类型多样、区域特色鲜明的灌溉工程,成为人类农业经济发展的基础支撑,许多至今仍在发挥功能。2014 年国际灌溉排水委员会(ICID)主持评选《世界灌溉工程遗产》文化遗产保护项目。与联合国教科文组织主持评选的世界遗产不同,世界灌溉工程遗产旨在更好地保护和利用在用古代灌溉工程,挖掘和宣传灌溉工程发展史及其对世界文明进程的影响,学习古人可持续性灌溉的智慧,保护珍贵的历史文化遗产。截至2021年11 月26 日(第8 批)世界灌溉工程遗产名录公布,世界灌溉工程遗产总数量已达到121 项,来自日本、美国、意大利、摩洛哥、印度、伊拉克、韩国、斯里兰卡等遍布亚洲、欧洲、非洲、北美洲和大洋洲五大洲的18 个国家。中国作为农业大国,由于特有的自然气候条件,也形成了许多别具特色的灌溉工程,其中中国世界灌溉工程遗产总数已达26 项,包括四川省都江堰、广西壮族自治区灵渠、陕西省龙首渠引洛古灌区、江苏省里运河-高邮灌区、西藏自治区萨迦古代蓄水灌溉系统等。这些灌溉工程如今兼具水利功能、文化传承、生态保护、科普教育等功能,对人民生活和城市可持续发展具有重要意义。

旷良波[36]对都江堰灌溉工程遗产科技价值、文化价值及经济和社会效益方面进行分析,包括都江堰水利工程规划选址、工程结构、水利衍生文化等,并提出都江堰灌溉工程体系遗产保护策略,为都江堰灌区注入新的生态内涵。邓武功等[37]通过对四川省青城山—都江堰风景名胜区的剖析,提出此类景观规划应遵循保护遗产、景城共荣的协调发展理念,提出明确景城职能分工、推动旅游融合发展、以“内外总体平衡”推进居民社会调控、引导外围保护地带发展、以“多规合一”加强规划管控、严格界定风景名胜区范围边界、科学划定保护与功能分区、统一管控建设景观风貌、统一管控建设景观风貌几个方面的规划方法,促进景城协调发展。于涵[38]以青城山-都江堰风景名胜区总体规划为例,对风景区外围文化景观发展历史、景观格局演变和特征进行分析,提出外围保护地带保护面临的问题,结合风景区总体规划的内容提出景观格局控制、分层控制、分区控制、专项保护等方面的策略,并提出未来规划管理方面的措施和建议。韦琦等[39]以桂林灵渠为例,以旅游复兴为视角对历史文化保护利用技术难点进行分析,提出分类认定分区控制、区段营造活态呈现、资源串联全域铺展、长远规划责任落实四大规划策略,统筹协调保护与开发的关系,为灵渠未来建设提供指导和参考。梅骏翔等[40]以桂林灵渠景区为例,构建景区游客满意度感知因子指标体系,包括旅游环境体验、基础设施体验、服务设施体验、旅游产品体验、旅游文化体验和旅游心理体验6 个方面共28 个因子,研究各因子对游客满意度的影响关系,使用IPA 法得出目前景区中需保持和重点改进的项目并提出相关建议以提升游客满意度和实现景区的可持续发展。刘佳林等[41]以桂林兴安灵渠景区为例,通过对携程和马蜂窝网络平台中游客评论的文本分析,对桂林兴安灵渠景区游客满意度进行测评研究,研究结果显示游客满意度水平较高,游客的积极情绪主要集中在景区的历史气息、自然环境以及导游服务等方面,持消极情绪的方面应给予足够重视。

4 人工湿地景观

人工湿地系统于20 世纪50 年代开始研究,由于人工湿地管理方便、成本低、易操作,在国外得到广泛发展。在20 世纪60—70 年代,人工湿地以保护自然为目的,通过生态修复使废弃湿地发挥城市景观和水体净化的功能;20 世纪70 年代,开始将水体、护岸、动植物等生态系统各要素看作一个整体进行研究,进行多功能、多目标、多层次的综合研究与规划,使之能够满足生态需求以及人们休闲游憩的需要,其中美国、德国、日本将城市湿地景观作为城市景观规划的重要部分进行研究,德国、瑞士、英国的研究重点为生物多样性的保护和恢复[42]。1971 年2 月2 日,在伊朗拉姆萨尔签署《湿地公约》,该公约旨在保护和合理利用全球湿地,在世界上具有较大的影响力,截至2014 年已有包括中国在内的163 个缔约国。在20 世纪80 年代,德国提出“近自然型河流”的概念,即在城市河流规划建设过程中,需以天然河流作为标准,此观念对其他国家的城市河流建设产生了重要影响,并为此做了大量研究和实践工作以恢复和改善河流生态系统[43]。20 世纪90 年代至今,人工湿地的建设以营建“城市湿地休闲景观”模式为主[44],代表案例有澳大利亚百英亩湿地、巴西潘塔纳尔湿地公园等。

我国对湿地景观的研究开展得比较晚[45],研究的内容存在区域上的不平衡,十分缺乏对发展落后地区的关注[46]。研究内容主要包括湿地的现状及格局变化[47-48]、湿地物理环境研究与治理[49-50]、湿地生态评价[51-52]、湿地资源的保护与利用[53-54]、生态效益评估[55-56]等。在湿地景观规划设计方面,主要是针对某个湿地公园或某类具体湿地类型进行的保护、利用和评价。陆哲明等[57]以长垣市王家潭湿地公园为例,探索了综合景感生态学与湿地规划设计两方面研究的湿地公园规划设计,从理论路径的构建、空间格局的形成、生境基底的打造、植物种群的规划、人类活动的介入、“智慧公园”的构建等角度为景感生态学理论在湿地公园中的运用提供指引。汪辉等[58]以长江中下游典型的洲滩湿地——南京长江新济洲国家湿地公园为例,综合生态适宜性分析和景观格局分析的研究成果,在尊重场地特性和现状的基础上进行规划,将湿地公园划分为洲滩湿地保护区、湿地恢复示范区、湿地森林探险区、湿地科教博览区、田园观光体验区和湿地休闲活动区6 个功能分区,并对每个分区进行针对性的景观营造。丁戎等[59]以湿地科学调查为基础,对干旱区湿地公园的特征和现存问题进行分析,提出协调城乡规划、协调水资源分配、科学划定湿地边界及保护分区、低扰动展示利用等措施,并以天山北坡的新疆玛纳斯国家湿地公园规划研究为例,解决其面临的生态缺水、城市建设威胁、农业生产干扰、生境破碎化等问题,以促进干旱半干旱地区湿地公园的健康发展。王莉等[60]以西溪和溱湖两大湿地公园为例探讨湿地公园游客感知价值的结构特征,通过探索性和验证性因子分析,得到环境价值、特色价值、服务价值、管理价值、知识教育价值和成本价值6 个维度的游客感知价值量表,并对2 个湿地公园的研究结果进行对比。赵磊等[61]以西溪国家湿地公园为例对湿地公园游客感知价值进行因子分析,通过结构方程模型对游客感知价值、游客满意和游客忠诚间的关系进行实证检验,研究表明湿地公园游客感知价值对游客忠诚具有积极的直接影响和间接影响。

5 结语

引黄灌区生态破坏严重、环境恶劣、经济相对落后,近年来学者们对沉沙池生态环境的关注开始增加,但国内外相应的论述仍非常欠缺。因此,引黄灌区景观研究显得十分重要与迫切。国内外针对人工湿地已有较为全面的研究系统和理论,对生态滞留池、农业灌溉景观的相关研究也存在较多论述,其对黄河沉沙池区景观研究具有很好的指导和借鉴意义。未来研究应以国内外已有研究理论发展为基础,结合我国特殊国情,着力从沉沙池区生态景观设计、人文环境塑造、人地关系、生物多样性、绩效评价等方面进行研究,发展我国特有的景观象征性意义的理论知识并形成理论体系,对改善沉沙区生态环境、推动区域经济发展具有重要意义。

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