再野化在规划设计中的运用

王开颜 左树锋 马葆坤 王晓军 程欣然 谷亚姝

(河北雾灵山国家级自然保护区管理中心,河北 兴隆 067300)

在过去两百年中,受人类活动的影响,当今物种灭绝速度是工业革命以前物种自然灭绝速度的近1000倍,一些专家学者认为地球处在第六次生物大灭绝之中［1］。而我国,据统计,全国生态环境高度敏感区域占国土面积的40.6%,生态环境脆弱区面积占国土面积的60%以上［2］。土地退化、栖息地破坏、城镇无序扩张等问题加剧,为国家生态安全带来极大威胁,在这样的生态困境中,“再野化”成为一种新兴的生态修复与保护方式,通过“野化”的方式,使自然生态系统通过自我设计的方式,实现自然生态演替并进行自我修复,从而维持生物多样性［3］。而景观规划师由于其工作内容所包含的空间属性,将再野化作为一种前沿生态理念应用到实际规划设计的工作之中,成为自然-空间-人三者之间的纽带。

1 “再野化”概况

1.1 再野化的概念

“再野化”的概念源自于美国的“荒野”,自1964年美国发布《荒野法》后,国际自然保护联盟(IUCN)将其认定为一种自然保护地类型,通过管理保持荒野区域的野性特征［4］。随后荒野的概念逐渐延申,“野”做为核心概念,加以演化与发展,Dave Foreman 于 1992 年首次提出“再野化”这一术语,做为一种新的生态保护与修复的技术方法,不同于传统的以工程技术为主的生态修复方法,再野化更加强调对生态过程的修复,从而形成以自然过程为主导的修复方式,来使保护区域重回“野性”——即人未干扰前的自然状态［5］。

1.2 再野化的模式类型及应用

再野化的发展过程中,先后产生三种模式类型3C模式、营养级再野化模式和“TSD”模式［6］。

1.2.1 3C模式

3C模式是指以核心区、生态廊道、食肉动物为核心再野化模式,这是最早的再野化模式,主要针对于大面积的、受人类影响程度较低的荒野地区,起源于美国,通过恢复受人类干扰地区的荒野程度建立生态廊道,将荒野地核心保护区连接,在其中引入本土顶级食肉动物和关键物种,构建包含“结构-功能-过程”较完善荒野保护地网络体系,如图1所示。

图1 “3C”模式结构图

1.2.2 营养级再野化模式

营养级再野化模式的产生,主要由于一些地区存在因关键种灭绝而导致生态过程断裂的问题,从而造成生态系统退化。所以需要引入非本地物种作为灭绝种的替代,使生态系统能够建立完整的营养级和生态过程,从而恢复生物多样性。但由于被引入物种对本土生态系统造成的影响评估尚不明确,所以仍处于研究阶段。

1.2.3 “TSD”模式

”TSD“模式即建立以营养级复杂性(trophiccomplexity)、随机扰动 (stochasticdisturbances) 和扩散 (dispersal) 为关键要素的生态过程,由Perino提出,欧洲是这一模式的主要实践地区。

(1)营养级复杂性主要是建立生态流的动态过程,主要方法是对关键种、食肉动物或大型食草动物的引入。

(2)随机扰动是允许自然干扰的发生,如自然野火、洪水等,在过去以人为主导的社会种,自然干扰被认为是负面的灾害,给人类社会带来损失,但在自然中,自然干扰可以促进生态系统更新和演替。

(3)扩散针对于动物的运动行为,建立生态通廊,如涵洞、树冠连接天桥、生态桥等,促进动物的巢域运动、疏散运动、迁徙运动,来增加物种扩散的能力,实现物种间基因的交流,维持生物多样性［7］。

1.2.4 三种模式的比较

(1)3C模式中的食肉动物、营养级再野化模式、TSD模式中的营养级复杂性,均是以引入动物为主要方式来建立起食物网,从而建立生物内部的物质能量交换过程。而3C模式中,仅以食肉动物作为关键物种引入,而营养级再野化模式与TSD模式则是包含了对当地生态系统产生重要影响的物种,相较来说,3C模式具有一定的局限性。

(2)3C模式通过核心区、生态廊道建立完善的荒野景观格局,而TSD模式则没有明确提到对景观格局的保护,而是从生态过程的角度以“扩散”的概念来阐述连通性的问题,但缺乏对核心生源地的关注。

(3)3C模式主要目的是保护大面积的荒野区,通过划定明确的区域进行保护管理,更多的关注于生态格局;而TSD模式起源于欧洲,主要强调乡村或城市地区对废弃土地的被动式管理,同时增加了自然干扰这一要素,建立了更加完善的生态过程,其主要目的是恢复生态功能,更加关注于生态过程。

(4)总体而言,TSD模式是3C模式的延申与拓展,其适用范围更加广泛,其最终目的都是减少人对自然空间的干扰,使自然生态系统自我修复。

2 再野化在规划设计中的应用

2.1 自然保护地体系中的再野化

自然保护地体系是维护国家生态安全的主要措施,用以保护生物多样性、改善生态环境［8］。在大尺度的自然保护地体系保护与恢复中,主要采用3C模式。

2.1.1 核心区构建

我国现阶段已经形成了以国家公园为主体的自然保护地的格局,这些保护地构成基础的核心保护斑块,在这些保护地的基础上,利用3S技术,识别重要的生源地,作为核心区的补充。基本构建生态保护核心区的格局。

2.1.2 生态廊道构建

利用最小累积阻力模型或电路理论等方法,模拟建立动物可能的迁徙廊道,识别廊道中的断点,恢复廊道断点的生境,预留出动物迁徙所需的宽度,构建生态网络,连接核心区。

2.1.3 食肉动物恢复

以核心保护地与生态廊道作为基础,促进大型食肉动物种群的恢复,生态廊道网络使食肉动物在适宜栖息地之间的迁移成为可能。大型食肉动物作为伞护种,进而使整个生态系统得以自我恢复和更新。

如果晚上预测到会下雪，而又不得不将车辆停在室外时，可以准备报纸或是塑料薄膜覆盖在车身上，甚至事先准备一套车衣。这样第二天只要将报纸轻轻一揭，冰雪全部抖落下来，车辆上看不到冰雪的痕迹，也就不用再频繁洗车了。

当前,3C模式在我国自然保护地中已经完成实践并取得较好的成效,比如东北虎豹国家公园,建成后东北虎豹国家公园与俄罗斯的自然区域连接,实现东北虎豹的跨境迁移,使我国境内的东北虎种群数量由2017年试点之初的27只增长至50只,种群呈现出明显向中国内陆扩散的趋势［9］。使生态恶化、生物多样性丧失的情景得到扭转。

2.2 乡村中的再野化

乡村地区的再野化实践起源于欧洲,主要针对与乡村地区的废弃土地,以被动式管理的土地管理方式,形成乡村的荒野地带,使野生动物回归,生态系统重构［10］。而我国在城市化过程中,既存在由快速城市化产生的空心村的乡村废弃地,也存在有序发展的乡村地带形成具有我国特色的乡野之境［11］。这些乡村作为城市与自然区域的过度地带,人与自然生态系统的关系更加复杂,一方面农村地区的生产生活对自然的依赖性更强,而另一方面则是人的活动干扰是自然生态系统最主要的威胁,如人兽冲突、过度放牧、林地侵占等现象造成自然生态系统功能退化,生态系统服务功能降低。

面对这些更加复杂的情形,乡村废弃地可以作为再野区,使土地重新成为荒野地带,实现生态恢复。而仍在发展的乡村地区,则是需要更加多样化的生态修复方式得以实现生物多样的保护与恢复。

我国乡村地区主要以农田半自然化的生态系统为主,农田生态系统同样具有复杂性与两面性。一方面农田生态系统以生产为主要目的,为人类社会提供必要的粮食供给,在人的主导和管理下,农田生态系统的扩张侵占大量自然生态空间,造成生境破碎化。另一方面农田生态系统介于城市生态系统与自然生态系统之间,起到阻隔城市对自然生态系统影响、为自然整体系统中物种扩散提供空间的作用,具有较高的生态功能［12］。

乡村中的再野化修复方法主要基于TSD模式中的营养级复杂性和扩散。首先以农田为基质,嵌入异质性的非作物生境为动物提供栖息地或踏脚石,构建农田防护林网作为生物扩散的生态廊道,形成农田生态系统的景观格局［13］。第二,通过轮作、间套种植的方式,提高农田生态系统的复杂性,根据物种间的伴生关系与捕食关系,构建营养级复杂性,粮食种子可以为鸟类提供食物,而鸟类对病虫害的控制作用可以保护粮食作物,提高粮食产量,减少农药的使用,进而减少农药带来的土壤或水体的污染,形成一个具有韧性并且具有自我调控能力的农田生态系统。可以提高生态系统服务价值,为农民创造更多的收入,同时实现生物多样性的维持和保护。

此外,在构建“山水林田湖草”生命共同体的修复思路下,农田需要与其他自然生态系统衔接,共同发挥生态功能,如图2所示。

图2 农田生态系统

2.3 城市中的再野化

城市再野化的方法融合了3C模式中对于景观格局的空间保护和TSD模式。(1)主动性城市再野化:以北京为例,在城市规划中,利用3S技术,识别重要的生源地,以主动的方式规划留野区、城市保护地、郊野公园、自然保护小区等,以空间划定的方式形成保护格局。(2)被动型城市再野化:在城市发展过程中,产生很多废弃工业区,这些工业区在无人管理的情况下,依靠自然力量,逐步自我完善与演替,构建形成具有复杂结构的生态系统,成为城市中尤为珍贵的城市野境［15］。

3 问题与讨论

再野化的实践过程中,对于人的干扰限度的界定和控制、再野化与传统生态修复工程的关系是一个主要的问题,第二个问题是在规划设计和项目落地过程中,林业工程师应该承担什么样的责任。

3.1 生态修复中再野化与人为干扰的矛盾

根据定义,“荒野”更多的倾向于低人类干预的区域。但是城市野境中,是允许人的游览活动和干扰的。再野化过程无法完全摒弃人的干预,包括核心区的划定、廊道的建立、缺失物种的引入等等,都是人通过技术的识别、规划、管理政策的制定而得以实现的。在生态保护修复过程中,从某种程度上来讲,还是以人作为主体的。

那么对于人的干扰可以从两个方面来界定,一是明确“野”的核心定义,二是对人类的干扰行为进行拆分进而进行界定。

对于“野”的界定,在“再野化”的语境下,最根本的特征是自然演替过程中自然主导还是人为主导。而不是以人的活动范围来划分的。所以,再野化并不意味着完全排除人的、绝对的自然。人工的修复工程与再野化修复并不是相互排斥的,而是相互补充相互协同。针对不同场地的受损情况,需要人类通过相应的技术对场地进行识别与判断,在受损严重的区域,通过一定人工修复的初始力量,使自然生态系统恢复到可以自我修复的程度,进而实现再野化。

对于人的干扰行为,需要将人群进行划分,可以根据活动行为分为受众群体和施加主体。

①受众群体主要指普通的公众,他们对于生态系统的干扰主要是生产、生活、游憩、经济等活动,这类群体不恰当的活动是生态系统的主要威胁源,对于这种干扰需要界定生态系统的重要性和敏感程度,在此基础上对受众群体的不同行为活动进行管理和限制。

②施加主体主要指专业的规划师、学者、专家等。他们对生态系统的干扰主要是科研、生态系统保护和恢复措施等,需要通过严密的生态系统评估和实验监测等手段,评价需要生态恢复区域的受损程度、生态系统的保护等级等,进而制定相应的保护或恢复措施。通过恰当的初始干预,来实现生态系统的自我演替与恢复。

3.2 景观规划师在再野化的生态修复中承担的责任与展望

对于大尺度的再野化,生态过程越复杂,人对生态系统的影响能力越有限,修复手段更多的是对于空间的划定,景观规划师需要通过构建生态安全格局、识别重要的生态单元,以土地空间规划的方法,划定保护或修复的生态空间。

对于中小尺度及城市野境,人对生态系统的干预能力增强,既可以对空间进行划分,同时也需要在道路交通、场地的具体设计中引导受众群体的活动。

综合来看,景观规划师所承担的工作是通过科学的评估与分析,对土地利用和空间进行规划,控制人对生态空间的干扰。

(1)引导受众群体的活动——对于场地生态系统的敏感度和重要度等级,以分级分类管控的方式,禁止、限制或允许在某一空间中可以进行何种活动,而不对生态系统产生干扰。

(2)规划施加群体的活动——需要以多学科合作的方式,来对空间进行识别,即什么空间需要进行人工修复,什么空间需要进行自然修复。

4 总结

再野化的方法广泛应用于多种尺度的区域,它既是一种空间层面的生态保护方法,又是一种以自然过程为主导减少人类活动干扰的生态修复方法。

在大量的再野化实践中证实了自然的力量,自然生态系统具有自我修复的能力,只要有足够的时间,随着时间的进程,退化生态系统将根据环境条件合理地组织自己,并会最终改变其组分,最终完善并达到顶级群落。

不论是生态修复工程,还是再野化,都是人类为了维持生物多样性,遏制生态退化而产生的技术方法,而规划设计将这些理论技术通过空间规划的方式落地实践。景观规划师需要进行多学科合作,以更加科学、合理的方式进行规划设计,在未来的生态保护与修复工作中,发挥更大的作用。