基于生態(tài)修復(fù)的永定河北京段干涸河道植物景觀營造方案研究

鄒明哲　張華新

摘要：以永定河北京段的干涸河段為例，研究了城市干涸河道的生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)，并根據(jù)現(xiàn)實(shí)中河道生態(tài)修復(fù)中存在的相關(guān)問題，研究了生態(tài)修復(fù)的具體策略和植物景觀營造方面的設(shè)計(jì)對策方案，希望能將得出的生態(tài)修復(fù)策略應(yīng)用于城市生態(tài)建設(shè)中。

關(guān)鍵詞：干涸河道；生態(tài)修復(fù)；植物景觀營造

1城市干涸河道現(xiàn)狀

隨著城市化的發(fā)展，人類對水源的需求量加大，城市河道水量日益減少，水量的減少給河道生態(tài)景觀主要帶來2方面問題。一方面，原本的生態(tài)平衡被打破，河道內(nèi)水體流動(dòng)性變差，水質(zhì)惡化，常年干涸河段的景觀生態(tài)環(huán)境逐步惡化，地表現(xiàn)已沙化，原先水草茂盛的場所變成沙地，甚至堆滿了垃圾。生態(tài)環(huán)境的惡化，致使動(dòng)植物生態(tài)系統(tǒng)被破壞，進(jìn)一步影響了河道涵養(yǎng)水源的能力，河道生態(tài)環(huán)境陷入了惡性循環(huán)。另一方面，河道寬度的不斷縮小，使得河流周邊城市景觀風(fēng)貌有所損失，所提供的游憩空間大打折扣，河流與城市之間原本的平衡被打破，河道的沙化致使城市風(fēng)沙日益嚴(yán)重。河道生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，對河道及周邊區(qū)域的生態(tài)循環(huán)發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。針對干旱沙化的河道生態(tài)環(huán)境，通過行之有效的技術(shù)手段對其進(jìn)行生態(tài)治理與修復(fù)勢在必行。

2城市干涸河道的生態(tài)問題

2.1水量水質(zhì)問題

河道水量有限且水質(zhì)難以保持。許多河道的上游修建了水庫以蓄水，使得水流的正常補(bǔ)給受到影響，造成河流水量匱乏，且季節(jié)性差異大等問題。同時(shí)因水體流動(dòng)性差，水質(zhì)難以保持，易出現(xiàn)水質(zhì)惡化、富氧化等問題。

2.2植被生態(tài)問題

河道沙化，河床上的植物生態(tài)系統(tǒng)被破壞，導(dǎo)致場地植被數(shù)量與質(zhì)量都明顯不足，層次結(jié)構(gòu)單一，地表覆蓋性差，城市周邊河道干涸之后逐步演變?yōu)槌鞘酗L(fēng)沙源頭。

2.3生態(tài)穩(wěn)定性問題

干涸河道的生態(tài)系統(tǒng)脆弱，生態(tài)平衡遭到破壞，需通過生態(tài)修復(fù)打造適應(yīng)性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)的穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)。已干旱的河道因水量持續(xù)急劇減少，造成自然條件徹底改變，原有的生態(tài)穩(wěn)定性遭到嚴(yán)重破壞，生態(tài)系統(tǒng)處于惡性循環(huán)之中。

2.4河道與城市及人的關(guān)系問題

河道應(yīng)有的生態(tài)游憩與生態(tài)文化展示功能喪失，需通過生態(tài)修復(fù)重構(gòu)“河道與城市”及“河道與人”之間的和諧共生關(guān)系。

3永定河北京段現(xiàn)場調(diào)查存在的問題

（1）所調(diào)查的場地作為城市與自然環(huán)境的生態(tài)過渡地帶，失去了原有的生態(tài)功能和生態(tài)景觀價(jià)值。（2）場地內(nèi)植被層次單一，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單，生態(tài)穩(wěn)定性較差，應(yīng)重建生態(tài)基底，逐步恢復(fù)河道生態(tài)平衡。（3）經(jīng)多年治理，場地內(nèi)有了初步綠化，河道干旱沙化雖減輕，但仍需繼續(xù)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)改造。（4）防護(hù)林帶較為稀疏，且為層次結(jié)構(gòu)單一的純林（圖2）。（5）植物數(shù)量有限，多為單一樹種和一、二年生雜草（圖3），覆土覆沙能力較差，雖個(gè)體抗遞性較強(qiáng)，但整體生態(tài)穩(wěn)定性不足（圖4）。（6）植被種類單一，美觀度較差。（7）地形平坦，季節(jié)性降雨帶來的雨水無法快速排出，并會(huì)淹沒植被，對植株根系造成傷害。

4基于上述問題的生態(tài)修復(fù)措施

4.1應(yīng)對水量問題的措施——蓄水、節(jié)水

河道良好蓄水功能的實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵在于根據(jù)河道實(shí)際情況正確選擇蓄水模式及蓄水區(qū)河底類型。在河道水量極其有限的情況下，河道生態(tài)系統(tǒng)的蓄水功能主要通過與下游河段的高差關(guān)系來實(shí)現(xiàn)，可主要采用以下2種方式：一是利用原河道整體相對低洼的區(qū)段進(jìn)行改造，形成蓄水區(qū)；二是在河道下游修建攔水設(shè)施，形成河道的蓄水段。利用河道低洼區(qū)域形成的蓄水區(qū)，一般面積相對有限，但生態(tài)功能更好，更有利于豐水期河道上下游之間的連通。通過攔水設(shè)施形成的蓄水區(qū)，面積相對較大，對河道上下游間的連通是一種破壞。蓄水區(qū)河底的處理方式應(yīng)充分分析蓄水區(qū)水量、水質(zhì)等情況而確定。保留自然河底能夠?qū)崿F(xiàn)河道水體對地下水的回灌與補(bǔ)充，有利于水體水質(zhì)的保持，但存在干旱季節(jié)滲漏較大的問題，在水量極其有限的情況下不利于河道儲(chǔ)水與節(jié)水。粘土河底是模仿自然河底防滲的模式，在蓄水河道底部鋪設(shè)粘土并壓實(shí)，具有較好的防滲節(jié)水效果，同時(shí)又保留了河道與地下水的聯(lián)系。

4.2應(yīng)對突發(fā)性水量變化的措施——增強(qiáng)河道的生態(tài)適應(yīng)性

河道生態(tài)體系對變化劇烈的水量適應(yīng)性不強(qiáng)也是造成河道生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化的原因之一。隨著河道水量的減少及水量變化程度的加劇，河道水體邊緣出現(xiàn)了大面積季節(jié)性淹沒區(qū)域，這類區(qū)域原本多為沙質(zhì)或卵石河底的一部分，在河道水量大幅度變化過程中逐漸周期性裸露出水面。河道生態(tài)修復(fù)中，針對此類區(qū)域應(yīng)考慮通過景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)手法，增強(qiáng)河道水體邊緣區(qū)域植物生態(tài)系統(tǒng)的廣泛適應(yīng)能力，進(jìn)而增強(qiáng)河道生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。考慮到河道潛在的洪水威脅及泄洪要求，河道生態(tài)修復(fù)應(yīng)考慮對洪水侵襲的適應(yīng)能力，依據(jù)不同的防洪標(biāo)準(zhǔn)確定不同的修復(fù)措施。豎向設(shè)計(jì)上應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀高程考慮，營造由外圍向河道水域緩坡下降或臺(tái)地下降的整體地形，同時(shí)依據(jù)水流特點(diǎn)進(jìn)行起伏坡地塑造及植物布置，防洪敏感區(qū)域植物以水生、濕生、灌木、草本等低矮類型為主。

4.3應(yīng)對降雨徑流的措施——建立濱岸緩沖帶

河岸緩沖帶由喬灌草和濕地植物組成一種帶狀結(jié)構(gòu)。建設(shè)河岸緩沖帶可有效緩解降雨徑流對城市河流的污染，它不僅能對污染物進(jìn)行有效的處理和分解，還可防止水土流失、防止污染物或淤泥阻礙河流流動(dòng)，從而穩(wěn)固堤岸，提高物種多樣性，緩解河流污染問題，同時(shí)也可增加城市綠地景觀，對改善生物棲息地環(huán)境具有很好的效果。

5基于上述問題的植物景觀營造方案

5.1方案前期分析

該河道沙化的生態(tài)治理與修復(fù)可采用兩種典型方式，一是大量種植耐旱耐沙化植物，二是采用客土栽植的方式，二者各有利弊。規(guī)劃中可根據(jù)不同需求進(jìn)行選擇。通過生態(tài)修復(fù)手段改善場地的生態(tài)環(huán)境，通過植物群落的自然演替，逐步形成適應(yīng)場地條件的植物生態(tài)系統(tǒng)，然后形成動(dòng)物生態(tài)系統(tǒng)。初期主要營造植物的生態(tài)基底，營造方案中應(yīng)充分考慮以下7個(gè)方面因素：endprint

5.1.1豎向?qū)ΨN植的決定作用。不同的豎向情況決定了場地的種植條件，結(jié)合場地豎向格局特點(diǎn)，場地內(nèi)的植物空間關(guān)系必然存在著“喬木林帶——疏林草地——駁岸草甸”這一變化過渡的形式。

5.1.2城市與河道的銜接過渡。城市的特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的人文特征，河道則有著生態(tài)與自然的特色，城市與主河道之間的植被應(yīng)起到對二者的過渡作用。從與城市相連接的喬木林帶逐步過渡至河流內(nèi)的水生及濕生植物帶。

5.1.3形成穩(wěn)定的植物生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。穩(wěn)定的植物生態(tài)系統(tǒng)是經(jīng)過長時(shí)間自然演替逐步形成的，植物景觀營造中應(yīng)考慮植物群落在未來的生長情況和景觀效果，利用植物本身的特征及植物間相互作用的模式進(jìn)行配置。

5.1.4為動(dòng)物多樣性創(chuàng)造基底。植物配置中應(yīng)充分考慮不同生境下的植物的營造方式，為動(dòng)物提供生存條件。如考慮不同配置方式對動(dòng)物棲息方式的影響、漿果類植物為動(dòng)物提供食物來源等。動(dòng)物多樣性的營造主要利用了食物鏈的原理，首先構(gòu)建了低級消費(fèi)者群體，從而吸引更多的動(dòng)物群體，形成更為穩(wěn)定的食物鏈系統(tǒng)。

5.1.5生態(tài)科普教育展示的需求。生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)還應(yīng)有科普教育方面的作用，應(yīng)構(gòu)建科普教育展示系統(tǒng)加以宣傳教育。應(yīng)當(dāng)豐富濕地植物種類，充分利用濕地的多種生態(tài)凈化方式，營造不同的生態(tài)植物空間，進(jìn)而營造各類生態(tài)科普教育展示系統(tǒng)。

5.1.6濕地樹種的選擇、植物群落的布置。充分考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，同時(shí)對區(qū)域內(nèi)的小氣候特點(diǎn)加以分析，有針對性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。

5.1.7動(dòng)植物體系的構(gòu)建。應(yīng)充分考慮與沙質(zhì)土改造技術(shù)的結(jié)合，將植物營造與水文、風(fēng)向等因素綜合考慮，確定沙質(zhì)土改造及保留的區(qū)域。

5.2土壤的利用改良措施

5.2.1在干涸的河道沙地上建立林草田生態(tài)系統(tǒng)（圖5）。河道沙地地形平坦，水分條件較好，可以建立沿河道分布的沙地生態(tài)農(nóng)場。農(nóng)場應(yīng)以林業(yè)為先導(dǎo)。試驗(yàn)證明，在河道沙地種樹，可以充分利用土壤中的原有的水分。種樹不僅有降低風(fēng)速，減緩風(fēng)蝕作用，而且可以為群眾提供日常柴火。

樹木的種植以林帶為基礎(chǔ)，林帶的間距以200m×30m為宜。林帶內(nèi)種草，牧草可以帶動(dòng)畜牧業(yè)的發(fā)展，牲畜的糞便還可以還田，以豐富的腐殖質(zhì)膠結(jié)分散的沙粒，從根本上防止沙化。同時(shí)牧草本身覆蓋地表，減少風(fēng)蝕。幾年過后，在培肥的林帶內(nèi)的土壤上可以采取草田輪作方式，使農(nóng)、林、牧互相促進(jìn)，取長補(bǔ)短。

5.2.2原河道上的沙丘崗地建立人工林基地和果園。對于地形高低不平的沙丘崗地，水分條件差，不宜牧用更不宜農(nóng)用，應(yīng)作為人工林基地，使丘崗成為穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)可以提供木材，在有灌溉的條件下，可建立果園。平整沙丘崗地的結(jié)果，往往使原來的土層倒置減少了植被覆蓋，原有脆弱的沙地生態(tài)系統(tǒng)被破壞，原來固定的沙丘將會(huì)重新流動(dòng)。

5.2.3在利用中注意對干涸的河道沙地的投入。沙地的土壤養(yǎng)分貧瘠，缺少植物生長所必須的各項(xiàng)養(yǎng)分，因此必須注意物質(zhì)的投入，即施用肥料。即使是種草，這個(gè)問題也不能忽視。例如，在河道周邊的沙地種植紫花苜蓿，施過磷酸鈣，一季的鮮草產(chǎn)量會(huì)成倍增加，施肥使得牧草產(chǎn)量增加，牧草遺留在地下的部分也相應(yīng)增加，促進(jìn)了河道周邊沙地的改造。

5.2.4生物利用與化學(xué)治理相結(jié)合。據(jù)有關(guān)研究報(bào)道，尿素——甲醛樹脂粘合劑作為土壤的改良劑，對于固沙有良好的效果，既可保持土壤水分，又可使土壤免受風(fēng)蝕。保水劑是近年來興起的又一種土壤改良劑，保水劑吸水后，顆粒本身可以膨脹500～700倍。由于使用了保水劑，水分被牢固地保持在土壤中，持續(xù)供給植物吸收，保水劑的作用就像一個(gè)調(diào)節(jié)器，解決了沙荒地的滲漏問題，同時(shí)可以促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成。

5.3植物景觀營造方案

5.3.1規(guī)劃分區(qū)。根據(jù)場地的地形、地貌條件的調(diào)查結(jié)果，將場地劃分成防風(fēng)林帶、經(jīng)濟(jì)林區(qū)、純林區(qū)、混交林區(qū)、景觀觀賞區(qū)、道路和防火隔離帶（圖6、7）。防風(fēng)林帶應(yīng)位于河道范圍內(nèi)的主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，寬約12～20m；經(jīng)濟(jì)林區(qū)為永定河干涸河道內(nèi)原有的耕地區(qū)；純林區(qū)、混交林區(qū)和景觀觀賞區(qū)依次向外輻射，防火隔離帶寬約10m。

5.3.2主要樹種與地被選擇。植物配置方案中，針葉樹種主要為油松、白皮松、側(cè)柏、檜柏、云杉等；闊葉樹種選擇國槐、刺槐、毛白楊、旱柳、榆樹、白蠟、檉柳等；觀賞彩葉樹種選擇金枝國槐、元寶楓、黃櫨等；灌木樹種選擇丁香、榆葉梅、連翹、棣棠、沙棘等；地被植物選擇鋪地柏、平枝枸子、沙打旺、紫花苜蓿、二月蘭等。

5.3.3植物配置方式。防風(fēng)林帶（圖8）為3行新疆楊、1行側(cè)柏、2行刺槐的植物配置方式，同時(shí)在行間種植檸條。純林樹種選擇新疆楊、國槐和側(cè)柏，按照統(tǒng)一設(shè)計(jì)的株行距進(jìn)行種植，縱橫排布，外觀呈較規(guī)則的帶狀或條狀。混交林以刺槐為主，在刺槐內(nèi)混交白蠟、欒樹、元寶槭、白榆、油松等，混交的樹種以塊狀的形式，自然隨機(jī)地分布在刺槐林內(nèi)。行、列不分明，但外觀為規(guī)則的塊狀。行道樹單行種植，樹種是新疆楊、國槐、油松、旱柳等。

景觀觀賞區(qū)的植物特點(diǎn)是，景觀效果佳，色彩豐富并隨季節(jié)不斷變化。沙地柏、紫葉小檗等種植成帶狀，其他植物按照常綠樹種、觀花、觀葉、觀果、沙生等分類，塊狀交錯(cuò)分布，各部分之間留有較大空隙，林間空地全部種植紫花苜蓿、披堿草、二月蘭等草本植物。

6結(jié)語

面對城市干涸河道內(nèi)部體系間的復(fù)雜矛盾，生態(tài)修復(fù)過程中采用借助并順應(yīng)自然規(guī)律的設(shè)計(jì)手法，才能重建具有長久生命力的河道生態(tài)系統(tǒng)。一方面，對仍有少量水流的河道，應(yīng)注重對水文條件的分析，注重利用現(xiàn)狀水流特點(diǎn)，理清引水、儲(chǔ)水、凈水等流程之間的關(guān)系；另一方面，對像永定河這樣常年干涸的河道，要加強(qiáng)風(fēng)沙治理措施，采用更具生態(tài)性的植物景觀營造方案。人類的生態(tài)修復(fù)干預(yù)只是為場地創(chuàng)造出穩(wěn)定生態(tài)環(huán)境的雛形，在生態(tài)環(huán)境雛形構(gòu)建的基礎(chǔ)上，通過自然的力量使河道生態(tài)系統(tǒng)逐步趨于成熟完善。

（收稿：2016-09-30）endprint