河岸植物缓冲带修复设计研究
——以靖江新桥镇长江沿岸湿地为例
2023-05-13孟一凡
●孟一凡 刘 卫 刘 佳
(1.南京理工大学泰州科技学院城市建设与设计学院 江苏 泰州 215300;2.靖江市绿化工程有限公司 江苏 泰州 215300)
1 沿岸湿地及植被缓冲带概况
1.1 研究背景
2019 年,泰州市委组织“健康长江,泰州行动”,对域内长江岸线进行科学划分,绿色发展区域、开发性保护区域、不开发区域各占总岸线的1/3。其中不开发区全部用于生态湿地保护建设,设立保留区和缓冲区,保护滩涂、芦苇荡等原生态风貌,维持岸线自然属性。
2012 年,靖江市启动湿地保护行动,将基础设施更新和湿地生态保护作为健康长江的两个重要项目。近年来,该地区对长江河岸的保护已逐渐显示出成效。为进一步加强长江沿岸湿地和动植物资源保护,泰州靖江市以缓冲区为重点,将长江流域河岸植被缓冲带作为靖江长江沿岸生态系统的重要组成部分[1]。
植被缓冲带是河岸水陆交界带的重要组成部分,具有多种生态功能,如提供生物栖息地,维护河流和湖泊的完整性和生物多样性,拦截和降解地表径流污染,增强河岸稳定性[2]。长江经济带拥有宝贵的岸线资源,河岸植被缓冲区是长江流域的生态屏障,也是拦截污染物入江的最后一道防线。河岸缓冲带内的各种植物群落和生境结构,连接了陆地和水域,促进形成多样化的生态系统,是长江沿线流域保护的重要措施,开展其修复设计策略研究具有重要的现实意义[3]。
1.2 存在问题
其一,新桥镇长江水路交界带部分区域因长期不科学的渔业和农业发展,水路交界处的泥土沉积严重,导致水系堵塞、缺乏系统规划,自由水体流动停滞,破坏了河流生态安全。
其二,存在非法侵占、乱采、乱堆乱放、乱建等现象,湿地和水生生境大面积减少,人类活动导致的单一地形较难系统引导水流方向。
其三,新桥镇长江沿岸原生植物群落以芦苇滩涂为主,辅以水杉、柳树、柏树等群落,因长期人类活动,植物的自然面貌受到破坏。
其四,新桥镇长江沿岸部分地区用于渔业开发,河岸带被严重占用,设有渔场、船厂等。乡村河岸带靠近乡村聚集区,多为农业种植区域。区域内因农业生产产生的污染物随降雨、地上地下径流直接进入河流和地下水,导致河流污染物和农药化肥含量季节性过剩。
其五,现有河岸带景观设计,重景观轻生态,河流治理和生态修复方案还缺乏系统的规划和针对性,植物配置种类单一,忽视乡土树种,缺乏生态保育功能。
1.3 河岸缓冲带现有物种调查分析
据靖江市2018 年湿地保护与恢复工作调查结果,该市湿地具有丰富的鸟类、鱼类和水生植物资源。有蜗牛、蚌、蛤、虾、蟹、龟等底栖动物18 种。有黑鱼、草鱼等鱼类56 种,白鹭、野鸡、野兔、树篱等野生动植物150 种。其沿江芦苇丛更是绿头鸭、白头鹎、棕头鸦雀、珠颈斑鸠、大白鹭等多种候鸟越冬的最佳去处。
新桥正长江河岸带现有水杉、柳树、柏树群落,以及银杏、芦苇等原生物种植被资源,均长势良好。有能力在生态修复+乡村振兴的基础上,为植物缓冲带呈现“芦苇丛生、江滩飞鸟”的原始生态风貌。
2 河岸植物缓冲带的设计与修复
2.1 针对现存问题的解决措施
2.1.1 水文通过对水系统的组织与重塑,使用植物、过水坝、阻水坝、跌水等手法配合不同形式的驳岸梳理,使水系更加完整合理,形成具有生态效益的游憩基底。
2.1.2 地形在改田还江、改渔还江过程中,以现有鱼塘为基地,挖出湿地过滤池,增加多重湿地生境,通过沉积、曝气和生物过程去除污染物,还为含水层的补给提供了保障,引导水流途径(图1)。
图1 废弃鱼塘改建湿地过滤池设计模拟图
2.1.3 植物在河岸植物缓冲带设计中的植被类型选择上,尊重原有的组群差异,兼顾美学、规划和生态学等理念。优先种植本地乡土植被,重建多样化的本土植被群落,并吸引野生动物栖息(图2)。
图2 新桥镇乡土植物种类
在沿江河岸缓冲带规划设计植被、生物洼地和雨水花园等多重生态修复区域,用以净化附近居民聚集区、其他建筑区域等坚硬景观的雨水。
2.1.4 水质退化选择适当的水质净化策略,采用主动或被动曝气的方法增加水流量,促进地下水流经植物根系去除污染物,由自由水体表层停滞、流动和河岸湿地过滤,构成的三重特定地域系统可以对水体污染物起到移除和净化作用(图3)。
图3 水质净化策略
2.1.5 生境退化构建河岸植被缓冲带,采用乡土树种,利用植物群落联系沿江陆地和水体,利用原有废弃鱼塘和农田,打造阶梯式的地形地势与多样化的植被组群结合模式,在长江涨潮退潮的过程中形成水林绿洲的河岸缓冲带。
2.2 河岸植物缓冲带设计的修复成效
以新桥镇芦苇滩涂为例,2020 年4 月至2021年5 月,共11 个月的河岸植物缓冲带项目施工中,为避免其他优势物种入侵,对原有优势物种芦苇群落造成破坏,尤其是杜绝水葫芦、空心莲子草(水花生)等外来入侵物种对沿江水体生态的影响,植物配置上选用了当地原生芦苇群落中的伴生植物,如茭白、水葱、菱角等,既可维持现有芦苇群落的完整性,又可丰富现有芦苇群落的动植物生境。在生境结构上,按照芦苇群落、挺水植物、植物浮岛(其他芦苇群落)、浮水和沉水植物的递进关系,设计河岸植物缓冲带的植物种类,构成复合种群,加强生物多样性保护。
项目完工至今,经历了2021 年的汛水期与2022 年的枯水期数次长江潮汐变化,除江边前线芦苇群落被水生生物啃食略有荒秃外,其他缓冲带地区已基本恢复湿地生境。
3 总结
河岸植物缓冲带作为河流与土地之间的交错带,拥有丰富的动植物资源。河岸植被缓冲带设计上要选择土壤松软、坡度偏缓、覆盖植被的地区。在河岸植被边缘的绿色缓冲区设计自净化水生环境,有助于利用植被从江水和雨水径流中去除污染物。植物群落的重构、水质的改善、岸边废弃物的利用都有利于生态环境的改善,可降低区域内渔业和农业等人类活动对环境的冲击。
在现有人工植被缓冲带的基础上沿着河岸边缘自然发育,形成复杂的生态系统,保持着丰富的生物多样性。其雨洪调节功能、自然生产功能、生态保育功能对靖江新桥镇长江沿岸湿地的修复具有重要作用。