近郊型河流景觀的生態(tài)修復
——以德國德萊薩姆河為例

茍翡翠

周 燕*

河流被稱作是陸地生態(tài)系統(tǒng)的“動脈”，也是人類早期文明的發(fā)源地，城市的繁榮發(fā)展與河流的生態(tài)健康密不可分。近年高速城市化、工業(yè)化過程中，人類對于河流進行了裁彎取直、渠化、筑堤、筑壩等水利工程改造，致使河流的結構不斷發(fā)生變化，生態(tài)功能也呈現(xiàn)逐漸退化的態(tài)勢。目前世界各國都在認真反思人類活動與大型水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)帶來的破壞甚至災難。各國國情、自然地理特性、河流特性、開發(fā)利用和受損狀況等眾多因素與條件不同，靈活地選擇與國家、地區(qū)實際狀況契合的河流治理策略是達成修復目標的關鍵[1]。

德國曾經(jīng)為提高內河航運能力，對境內的河流進行了大規(guī)模改造，面對河流過度人工化帶來的一系列負面影響，德國風景園林師Alwin Seifert提出了河溪近自然治理的理念，倡導使用低造價的方式對傳統(tǒng)河流進行整治，使其恢復自然狀態(tài)以維持景觀美[2]。20世紀50年代以來，“重新自然化”的河流修復理念得到了廣泛的認同，以德國為代表的發(fā)達國家如美國、日本、荷蘭、新加坡等積極開展了大規(guī)模的河流生態(tài)修復實踐，在利用生態(tài)工程修復河流形態(tài)、生態(tài)功能與過程等方面形成了較為成熟的經(jīng)驗。近幾十年，工業(yè)的衰退和城市萎縮為城市河流的生態(tài)修復帶來了新的機遇，德國政府積極反思河流治理中存在的問題，關注河流的自然水文、水動力過程，聚焦城市水系與綠色基礎設施交互聯(lián)通網(wǎng)絡的建立，在境內大力推行了以減輕洪澇災害、修復河流生態(tài)系統(tǒng)結構、功能和結構、提升河流景觀品質等綜合目標為導向的河流生態(tài)修復整體規(guī)劃[3]。德國境內開展的一系列生態(tài)修復實踐，如恩茨河(Enz River)、伊薩河(Isar River)等綜合治理項目已經(jīng)成為河流生態(tài)修復理念在地應用的優(yōu)秀典范[4-7]。

我國有關河流生態(tài)修復的研究與實踐活動起步于20世紀90年代，目前已經(jīng)從理論框架、修復策略、修復方法、技術等多個角度對河流的生態(tài)修復議題進行了有益的探索。如董哲仁[8]從河流生態(tài)系統(tǒng)的過程與功能出發(fā)，具體地闡述了河流生態(tài)修復的概念、方法，并提出了一系列修復工程技術。張衛(wèi)東等[9]從河流的生態(tài)防洪、水體環(huán)境改善、岸線形態(tài)修復、緩沖帶設計等幾個方面探討了北方城市河流生態(tài)修復的建設思路與具體方法。付飛[10]基于生態(tài)學理論對河道空間進行了定量分析，提出了針對不同河道空間模式特征的景觀規(guī)劃和生態(tài)調控策略。王正超[11]以北京川北河為例，具體介紹了河流空間格局、生態(tài)護坡、濕地保護與恢復、水資源保護與利用、生態(tài)公益林及生物多樣性保護等方面的設計方法。諸葛亦斯等[12]探討了運用緩沖帶控制河流面源污染的策略，并對河流緩沖帶結構、緩沖帶植物配置等進行了較為詳細的論述。劉翔[13]具體介紹了基于景觀共建原理的水動力調控、河道底質改善、河道空間修復、水質強化等水環(huán)境生態(tài)修復技術。可見，目前我國河流生態(tài)修復的研究內容集中在河流岸線形態(tài)、河流堤岸與坡面結構、河岸緩沖帶景觀植物配置等具體的修復方法層面，綜合性的景觀修復參考案例較少。而河流生態(tài)修復景觀設計方法的研究大多面向于探討城市河段類型，對河流不同流域段所面臨的問題差異及其相應的修復策略與技術的梳理與辨析較少。

目前我國各地區(qū)正在積極開展河流修復工作，如何深入挖掘國外已有案例的成功經(jīng)驗，根據(jù)河流自身及其所處地區(qū)的特點，因地適宜地開展河流生態(tài)的系統(tǒng)修復仍有待進一步探索。本文以德國德萊薩姆河(Dreisam)為例，從修復理念、修復策略、工程措施等方面綜合解析，總結了該項目的實施成果，思考了對于我國近自然河流生態(tài)修復可借鑒的理念與技術方法。

圖1 德萊薩姆河修復設計河段修復前影像(引自Google Earth衛(wèi)星影像)

1 項目背景與概況

德萊薩姆河(Dreisam)位于德國巴登-符騰堡州境內，全長29km，發(fā)源于南黑森林海拔377m 3個流域的交匯處，流經(jīng)弗萊堡等城市，最終在埃爾茲與利奧波德運河合流注入萊茵河。德萊薩姆河是典型的沖積扇河流，作為萊茵河上游的中等流域，德萊薩姆河在沿途擁有眾多的細小支流，發(fā)展形成了較大的泛洪區(qū)域和多變的河床。

由于德萊薩姆河上游被地形極其陡峭的山谷包圍，加上受到該地區(qū)降雨量較大、集水區(qū)域坡度大、河床基巖層的含水量低、水流難以迅速下滲等自然地理條件的影響，河道中極易快速形成徑流，該流域常年遭受著洪水的侵擾。與其他發(fā)達國家的防洪策略類似，德國政府早期在德萊薩姆河河道中建設了攔水壩等設施用以蓄滯洪水，幾乎在全流域保持了均等的河道擴展橫截面，大量用于保護河床免受侵蝕的水工設施結構和用于發(fā)電的水壩破壞了河流原有的面貌，干擾了魚類的洄游，造成河岸帶生物多樣性與水質的下降(圖1)。

為積極響應歐盟要求，保障水框架指令(WFD)在德國實施的連續(xù)性，促進實現(xiàn)巴登-符騰堡州河流水域良好的生態(tài)狀況、保持良好的生態(tài)潛力，德萊薩姆河流域的生態(tài)修復計劃于2012年被正式提出。該項目由弗賴堡市政府環(huán)境部主持推進，Kamm和Pohla這2位自由設計師合作完成了最終實施的景觀規(guī)劃部分。

該項目也積極倡導公眾和自然保護協(xié)會的參與，在前期詳細調查了沿線的防洪需求、區(qū)域動植物資源和棲息地的現(xiàn)狀，并以水文數(shù)據(jù)為基礎明確了防洪標準，結合考慮民眾對于濱水游憩的需求，最終將修復區(qū)段確定為河道23+040-24+000間長800m的區(qū)域范圍。多方專家給出了物種保護、棲息地建設的相關意見，項目組協(xié)商后制定了改善河床底部與岸帶的形態(tài)、提升防洪能力、提供豐富的多物種棲息地、修復與上游細小支流的聯(lián)通性、植入游憩設施、提升景觀效果等幾個主要修復目標。弗萊堡政府于2013年通過了該修復方案，并正式開始了項目的實施。

德萊薩姆河修復項目的規(guī)劃區(qū)段，位于弗萊堡城區(qū)邊緣地帶，與城市保有一定的距離，是典型的“城-鄉(xiāng)”銜接空間，這類近郊型的河流區(qū)段往往擁有自然和社會的雙重屬性。一方面，與流經(jīng)高密度建成區(qū)的城市河段相比，該區(qū)段仍保持著較為自然的基質背景，河岸帶用地多為自然林地、農(nóng)田等，景觀風貌富有野趣。同時，該區(qū)段河流受建設開發(fā)活動的干擾較小，面臨的問題相對單純，多為水量的季節(jié)性豐枯、瞬時流速較大等，河流仍保持著一定的自我修復能力，具有較強的可引導性和提升空間。另一方面，與流經(jīng)自然區(qū)域的遠郊型河段相比，該區(qū)段鄰近城市，區(qū)位條件優(yōu)越，交通相對便利，可達性良好，作為濱水空間往往擁有較強的景觀吸引力，是人們休閑、游憩、散步等活動的場所之一，通過合理的引導開發(fā)，能夠有效提升其服務功能，作為城市游憩空間的補充。

2 項目的修復理念

在德國尋求可持續(xù)的發(fā)展理念下，德萊薩姆河生態(tài)修復方案的設計和工程建設過程中，始終秉承了近自然修復的理念，充分尊重河流系統(tǒng)的自然規(guī)律，思考了對生態(tài)、防洪、游憩、設施等功能的整合與協(xié)調，追求盡可能地恢復河流原有的自然狀態(tài)與自然過程。一方面，修復方案強調天然材料、自然工法的運用以及對于河流生態(tài)系統(tǒng)自身修復能力的調動。另一方面，項目在建設過程中也盡可能地以自然狀態(tài)進行，注重修復工程的可持續(xù)性。該項目以盡可能低的投入，在實現(xiàn)傳統(tǒng)河道治理目標的同時提升了德萊薩姆河流域的生態(tài)質量，同時營造出樸素優(yōu)美、富有地域特色的近自然河流景觀(圖2、3)。

圖2 德萊薩姆河景觀修復規(guī)劃區(qū)位示意圖[16]

圖3 德爾薩姆景觀修復規(guī)劃總平面圖(根據(jù)參考文獻[11]整理翻譯)

圖4 德萊薩姆河三級廊道概念示意圖(根據(jù)參考文獻[16]整理改繪)

圖5 德萊薩姆河河道弧形落差工程(作者攝)

圖6 德萊薩姆河河道漏斗狀丁壩(作者攝)

3 項目的修復策略與工程措施

3.1 重塑岸線，改造河床

德萊薩姆河在進行規(guī)劃設計時，充分考慮了不同季節(jié)河水流量的變化，綜合考量了修復河段兩岸的可利用空間，對原有規(guī)整的單一線性河道進行了改造。依據(jù)防洪需求，拆除了北側河岸原有的硬質護坡，進行了單側蜿蜒式的拓寬。改造后的河道形成了三級廊道結構(圖4)。

1)利用原有河道基礎，保證水流在自然水動力規(guī)律下形成面積約11 000m2的正常行水廊道，維護了河流自身的發(fā)育空間，保證了多樣水流形態(tài)的形成。

2)由碎石及沙土構成面積約4 000m2的行洪廊道，有效地擴大了行洪面積，減緩了汛期時的洪水流速，在枯水期時又可作為親水休憩的場地，呈現(xiàn)出了良好的景觀效果。

3)對北側后退的堤岸及南側原有堤岸帶進行了除障礙、清雜草等梳理，盡可能保留原有植被，并進行一定數(shù)量的增補。由植物護坡、開闊草地、堤岸上高大落葉喬木共同組成了功能復合的生物廊道，恢復了河岸帶的棲息地環(huán)境。

以增加德萊薩姆河水流形式多樣性為原則的河床改造(IRT)，實施了阻流要素引入、水體沉積物引導、河堤“軟化”等幾項生態(tài)工程，用以豐富河床的底部結構。

由石塊組合構成的形式多樣的丁壩，是引入河道的小型阻流要素。在洪水流速較大的河段，則采用由大型石塊所組成的橫跨行水廊道的弧形落差工程(圖5)，大型石塊可有效削弱瞬時的高速洪水，防止河床底部被深度侵蝕。在枯水期時，也可作為兩岸交通的設施。河道結構改造工程的設計中也預留出了供魚類通行的縫隙，提供了生物庇護的場所。

河岸兩側布設小石塊組團，構成了單形丁壩和組團的漏斗狀丁壩(圖6、7)。部分布設河道于內部，形成“S”形“門閂”狀(圖8)。這些天然石塊排布的丁壩可引導淺水徑流在小范圍實現(xiàn)轉向，從而從影響水體沉積物在河道內的分布，有效削減水流對河岸的侵蝕。

在河岸形態(tài)的鞏固與“軟化”方面，項目組在德萊薩姆河的部分區(qū)段栽植了蘆葦以加固岸線形態(tài)(圖9)，同時保留了行水廊道與碎石河灘之間的河道汀州，并豐富了植物配置，營造出了富有野趣的自然化河道景觀。

3.2 升級防洪，加固護岸

德萊薩姆河項目仿照自然形態(tài)將河道進行了拓寬，為洪水通行創(chuàng)造了更多空間，提升了河道的泄洪能力。根據(jù)河段岸側不同的防洪需求，提升了改造區(qū)內河道南側堤防的高度，同時根據(jù)實際情況降緩了堤壩岸坡的坡度(圖10)，形成了豐富的河道斷面。在拓寬的北側河段，結合碎石河灘廊道，構建了下凹的“防護溝”結構，作為正常行洪道邊側的“隱形”防御溝，阻止河道內過量的洪水持續(xù)向保護區(qū)后方蔓延，有助于河岸帶在洪水泛濫期的自我調整與重塑。

由于原有河堤上的喬木存在威脅堤壩穩(wěn)固性的隱患，在堤壩改造設計時謹慎考慮了岸坡植物的配置模式，新堤合理引入了地被植物、草本及少量小型喬木，調整了河道南側堤岸原有喬木的種植位置，豐富了植物群落，形成生境穩(wěn)定的河道汀州(圖11)。在生態(tài)修復過程中，對于部分存在顯著防洪危險的堤岸坡面，鋪設石塊進行了護坡面的加固，這種工法能有效地防止堤壩侵蝕與破損，建設過程對環(huán)境的影響也較小。

3.3 營造生境，保護物種

德萊薩姆河的設計過程中，充分地考慮了對于流域生態(tài)系統(tǒng)物種的保護。在項目開始前調研了修復區(qū)物種分布的現(xiàn)狀，完成了對于生境與棲息地的詳細評估。為了彌補項目改造工程與建設過程帶來的干預，緩解項目工程對于環(huán)境基底的破壞，德萊薩姆河修復設計組在前期進行了詳細的土壤補償規(guī)劃，劃定了高土壤肥力區(qū)，水土流失保護區(qū)等生態(tài)敏感區(qū)域，以規(guī)避建設過程對敏感區(qū)塊的擾動。在棲息地與生境建設規(guī)劃中調整了原有河漫灘單一的草地配置模式，在改造區(qū)創(chuàng)建了與原有類型相同及更高質量的草地，以便草地生境的再生與生態(tài)功能的保留。同時提出了對于流域內鳥類、爬行動物和昆蟲保護的建議，并特別關注到了河道鱒魚等魚類的洄游習性，拆除了橫向的欄壩結構，在設置河道丁壩時也預留了游動通道。

圖7 德萊薩姆河河道漏斗狀丁壩概念示意圖[16]

圖8 德萊薩姆河河道“S”形丁壩剖面概念圖[16]

圖9 德萊薩姆河蘆葦護岸(作者攝)

圖10 德國萊薩姆河典型河道堤防改造示意圖[16]

圖11 德國萊薩姆河堤防(作者攝)

圖12 德國萊薩河日光浴場(作者攝)

3.4 利用水能，植入游憩

為充分利用德萊薩姆河的水利能源，同時發(fā)揮枯、汛期河道水量調蓄功能，項目組在設計時設置了一處小型的水力發(fā)電站。

為消除對于魚類洄游活動的影響，水電站一側設計了魚道及升魚機。同時在水壩區(qū)內放置了若干大型石塊，形成日光浴場(圖12)，并免費向公眾開放，以此消除了人們對于建設水電站的抵觸情緒，提升了蓄水壩單調的景觀效果，為這一水利設施帶來了活力。

為緩解保護河流的生態(tài)健康與公眾使用河流需求的沖突，德萊薩姆河對于生態(tài)修復的工法與修復設施進行了充分的景觀化處理，如丁壩等生態(tài)工程，提供了游憩與交通的復合功能。

1)堤岸步行道：在防洪安全線內，“T”形堤岸的最高處，設置了可供步行和自行車騎行的自然步道，護坡喬木作行道樹。該處視野較為開闊，為公眾進行戶外活動，欣賞沿岸河流景觀提供了場地(圖13、14)。

2)河道游憩區(qū)：河道拓寬后，形成了開闊的碎石灘地及沙土灘地，在該處布設了石塊坐凳等休憩設施，在非汛期時為人們提供了親水游樂的絕佳場所(圖15～17)。

3)河漫灘游憩區(qū)：在拓寬后的堤岸河漫灘地帶，充分利用草地等開闊的自然空間，設置了燒烤區(qū)域、體育活動區(qū)等，作為近郊區(qū)域公眾的日常游樂、交流場所。

為提升公眾對于河流生態(tài)環(huán)境的保護意識，培養(yǎng)以自然生態(tài)為主的審美觀。在德萊薩姆河河岸林帶處利用施工過程中廢棄的大理石鋪設成了弧形的階梯“綠色課堂”，定期舉辦科普、知識問答等豐富多彩的活動，實現(xiàn)了有效的科普宣傳，該舉措有助于引導、增強公眾對于該項目的理解與支持。

圖13 德萊薩姆河堤岸(作者攝)

圖14 德萊薩姆典型堤岸剖面概念示意圖(根據(jù)參考文獻[11]整理翻譯)

圖15 德萊薩姆河碎石河灘照片(作者攝)

圖16 德萊薩姆河沙土活動區(qū)照片[16]

圖17 德萊薩姆河沙土游樂區(qū)剖面概念示意圖(根據(jù)參考文獻[16]整理翻譯)

4 項目實施效果

至筆者2015年8月現(xiàn)場考察，德爾薩姆河已經(jīng)歷了3年的修復建設，規(guī)劃的目標正在逐步實現(xiàn)，試點成功后，河道的修復工程也逐漸拓展到了德萊薩姆河所在的弗賴堡的整個流域區(qū)段中(圖18)。

4.1 防洪能力提升

在進行了河床改造、堤壩增高、護坡改造等一系列項目的建設后，河岸帶形成了較寬的洪水滯留帶，有效地減緩了河道汛期的瞬時水流量與流速，德萊薩姆河的防洪能力顯著提升，項目改造至今未曾發(fā)生嚴重的洪水侵擾事件。

4.2 河流生態(tài)恢復

應用了生態(tài)工法的施工改造，大大減少了建設過程對環(huán)境的次生影響。河道橫向構筑物的拆除、岸線的重新自然化使得德萊薩姆河在縱向和橫向上的連通性得以加強。碎石岸灘、丁壩、蘆葦護岸等近自然結構，為本土的植物和動物提供了更高質量的棲息地與庇護地，在適度引導下，德萊薩姆河逐漸恢復了其自我修復的功能。

4.3 濱水游憩增加

自然化改造后的德萊薩姆河更富有郊野的趣味，與生態(tài)修復工程相結合的游憩設施的引入，營造出人類使用需求與生態(tài)保護相協(xié)調的開敞河岸帶，為市民提供了自然公共空間。修復項目實施后戶外燒烤、日光浴、騎行、野外認知、戲水等豐富多樣的活動明顯增加，德萊薩姆河重新煥發(fā)了勃勃生機(圖19)。

5 總結與借鑒

我國的河流生態(tài)修復相較于德國等發(fā)達國家來說起步較晚，且目前更多地關注城市河流的生態(tài)修復，對于近郊型及郊野型河流修復的綜合探索較少，缺乏經(jīng)驗。過去我國中小河流、農(nóng)村河道的治理仍多側重于河道防洪、水土流失、徑流污染的防治等方面，隨著生態(tài)文明建設作為國家戰(zhàn)略的大力推進，當前的河流治理已逐漸由水質提升轉向了環(huán)境、生態(tài)、景觀共建的綜合目標[14]。德萊薩姆河的修復案例為我國近郊型河流的生態(tài)修復提供了很好的理念與策略借鑒。

5.1 生態(tài)審美觀下的近自然修復理念

德萊薩姆河在修復過程中，始終秉承著生態(tài)審美觀，圍繞河流水力條件、水文環(huán)境恢復、生物棲息地營造開展治理工程，偏重于通過優(yōu)化河流生態(tài)系統(tǒng)自身物理條件實現(xiàn)多目標的修復效果，具有更強的可持續(xù)性與交互性。尊重河流生態(tài)演化與生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律，恢復河流自然面貌的治理思想方法，值得思考借鑒。

圖18 修復中的德萊薩姆河影像(2013年)(引自Google Earth影像)

圖19 修復后的德萊薩姆河游憩活動(作者攝)

5.2 低影響的生態(tài)修復策略

德萊薩姆河在修復過程中，從雨洪調蓄、水形態(tài)修復等多個維度切入思考，為河流的自我恢復提供了最基本的條件與基礎。通過對河道自然蜿蜒形態(tài)的恢復，為河流的自我發(fā)展預留了一定的彈性空間。通過豎向斷面結構的調整、河道內深潭、淺灘序列結構的打造，營造了多樣化的水流形式與棲息地生境。這種為河流提供自我修復基礎的改造策略，有利于河流自組織能力的發(fā)揮，更有助于引導河流的正向演替發(fā)展，從而實現(xiàn)低影響的修復過程與低成本的后期維護。

5.3 可持續(xù)性的生態(tài)修復工法

德萊薩姆河在形態(tài)修復、豎向結構調整等修復工程中并沒有采用高新技術，丁壩、落差工程、蘆葦護岸等生態(tài)工法的運用不僅體現(xiàn)了“自然”之趣，也避免了大型人工工程的介入的二次破壞。修復工程原料多取材于當?shù)?，循環(huán)利用本地石塊，平衡了工程的土方變動。棲息地營造與補償中也多采用本土植物進行群落的構建。這種尊重場地的生態(tài)結構與自然肌理的修復工法，與場地的匹配度較高，具有很強的可持續(xù)性。

5.4 多樣復合的河流景觀營造

德爾薩姆河的修復以整個流域為著眼點，從河道形態(tài)恢復、土壤保護與補償、生境與棲息地營造、生物多樣性恢復、休閑游憩場地營造等多個維度進行了綜合考慮。在設計過程中，將丁壩、碎石漫灘、堤壩、棲息地恢復等工程的設施布設與景觀功能結合考慮，形成了燒烤區(qū)、日光浴等兼具生態(tài)修復功能與觀賞游憩功能的活動場所。在植物護岸、行道樹及護岸多樣生物棲息地的配置上也考慮了防洪、生態(tài)、景觀視覺的等多項需求。對于生態(tài)工程景觀化表達的注重，不僅營造了河流原本的自然景觀氛圍，同時也有助于實現(xiàn)對河流生態(tài)功能與游憩需求的整合。

6 展望

目前，中國與德國在發(fā)展階段上的確還存在著一定的差距，水質仍是中國中小河流最為突出和主要的問題，河流修復還未全面進入綜合治理的階段。對于中國的郊野型河流生態(tài)修復來說，修復工程的尺度，應從線狀的河道本身拓展到與之相關的流域，同時應轉變以人工工程主導的修復策略，倡導提升河流的自組織、自修復能力，積極探索運用適用于本土的生態(tài)修復工法。在河流生態(tài)系統(tǒng)恢復基本穩(wěn)定后，也需適當融合社會功能，平衡生態(tài)保育和人類使用的矛盾關系，調動社會參與以實現(xiàn)郊野型河流的功能多元化、可持續(xù)發(fā)展[15]。