河心島生態(tài)修復模式構建
——以佛山市擔擔沙島為例

文 代欣召 廣州市城市規(guī)劃勘測設計研究院高級工程師

蕭敬豪 廣州市城市規(guī)劃勘測設計研究院工程師

孟德昊 廣州市城市規(guī)劃勘測設計研究院助理工程師

引言

河心島是河流沖積而成的沙洲，是河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，也是獨具特色的寶貴自然資源。由于地理隔離、面積狹小、土壤貧瘠和水流侵蝕等原因，河心島植被群落結(jié)構單一，生物多樣性低，穩(wěn)定性差，抗干擾能力弱，一旦遭到破壞就很難恢復。[1]同時，河心島又是一個相對完整的生態(tài)系統(tǒng)，生物鏈結(jié)構完整，物質(zhì)能量循環(huán)相對獨立，一般具有特殊的生物群落，對于維持流域生態(tài)平衡和調(diào)節(jié)區(qū)域生態(tài)功能具有不可替代的作用。然而，大部分河心島位于行政區(qū)劃的邊緣，容易成為管理的盲區(qū)，普遍存在無序建設占用寶貴生態(tài)資源、生產(chǎn)活動造成環(huán)境污染、土壤裸露造成水土流失、用后廢棄造成功能衰退、單一物種造成生態(tài)退化等問題。加強河心島這種典型生態(tài)系統(tǒng)的搶救性保護和系統(tǒng)性修復已經(jīng)迫在眉睫。

美國和德國很早就對河心島生態(tài)修復進行了大量的研究和實踐。[2]美國紐約總督島面積約70萬平方米，原來是軍事基地，2003年該島歸還紐約州府。紐約州府在接管總督島后，成立總督島保存及教育公司，負責該島的生態(tài)修復和日常管理工作，將16萬平方米地保留為公園、8萬平方米改建為教育用途的建筑物，12萬平方米改為公共開敞空間。保護和改造有歷史文化價值的建筑，保留軍事建筑作為展覽館，發(fā)揮科普教育的使用功能，復原國家歷史區(qū)景觀。設置與陸地城市及城市標志物眺望的平臺，提供可舉辦文化時尚活動的大型空間。重塑微地形，利用原場地廢料，將島南端的荒涼平地重塑成了帶有山丘的全新場所。打造城市綠洲，將大片瀝青停車場變成綠地，建設濱水步道，增加便利設施，創(chuàng)造供休閑、文化項目和民眾放松的活動空間。注重生態(tài)保育，在島的南端建設濕地公園，提供動物棲息繁衍場所。美國佛羅里達州印第安河上有河心島70多個，這些河心島基本處于未開發(fā)、原生態(tài)的狀態(tài)，面積從50公頃到1 500公頃。佛羅里達州政府依托河心島資源，打造城市“生態(tài)綠肺”，栽植紅樹林防護帶、種植水生植物，改良環(huán)境、建造一個生機勃勃的景觀生態(tài)系統(tǒng)，島上植物層次豐富、環(huán)境宜人，成為城市水岸眺望的視覺焦點。德國結(jié)合萊茵河流域治理項目，采取了一系列恢復河心島自然生態(tài)的措施（表1）。圍繞生態(tài)功能重要的河心島建立自然保護區(qū)，保護生物多樣性。修建防波堤，減少島岸受河水的沖刷導致的岸線崩塌。建設環(huán)島濱水自行車道和步行道，為市民提供休閑場所。

我國對河心島生態(tài)修復工作的報道還比較少，主要集中在南方的廣州和佛山地區(qū)。2015年廣州市針對全市59個江心島編制《珠江江心島整體保護與控制性詳細規(guī)劃》，要求已開發(fā)的江心島要做好規(guī)劃控制，未開發(fā)的以保護生態(tài)環(huán)境、發(fā)展農(nóng)業(yè)及旅游觀光為主，不再進行房地產(chǎn)及商業(yè)開發(fā)，本著“少干預、少建設、少改造”的原則，保護好各島嶼的自然生態(tài)，做到一島一景、一島一特色。佛山市將河心島生態(tài)修復列為自然生態(tài)文明建設三大重點任務之一，并印發(fā)《佛山市河心島生態(tài)修復工作方案》（佛府辦函〔2018〕451號），制定《佛山市河心島總體整治規(guī)劃指引》，將全市河心島分為自然生態(tài)型、生態(tài)修復型和建設管控型三類，分類開展河心島生態(tài)修復工作（表2）。要求因地制宜制定“一島一策”實施計劃，開展全市河心島生態(tài)修復、環(huán)境治理工作，逐步將全市48個河心島建設成為生態(tài)平衡、環(huán)境優(yōu)美、物種多樣的生態(tài)島，或景觀豐富、特色鮮明、管理有序的城市綠洲，總體實現(xiàn)“再現(xiàn)綠水青山”的建設目標。河心島作為一種典型生態(tài)系統(tǒng)，研究其生態(tài)修復模式具有重要意義。

表1 德國萊茵河段河心島生態(tài)修復措施

表2 佛山市河心島分類與生態(tài)修復策略

一、研究區(qū)概況

擔擔沙島位于佛山市南海區(qū)（22°48'03＂N－23°18'00＂N，112°51'55＂E－113°15'47＂E），西江下游河道上，總面積約10.9公頃。屬南亞熱帶季風氣候區(qū)，光熱資源豐富，雨量充沛，年平均氣溫21.8°C，年均降雨量1 638毫米。雨熱同季，春濕多陰冷，夏長無酷熱，秋冬暖而晴旱。

擔擔沙島是西江河道上比較典型的河心島，島上無常住人口。整體地勢較為平緩，最低點位于島岸線，海拔為2.2米，最高點位于島中心偏北的位置，海拔40.82米，全島平均海拔26.51米，主要是土質(zhì)地面（圖1）。全島沒有堤圍，岸線主要為自然岸線，總長度約1.6千米。島上分布著多種類型的植物群落，西北部為天然次生林，常見植物有構樹、苦楝、土蜜樹、樸樹、山黃麻、對葉榕、撐蒿竹等，中部有大面積裸露砂地，稀疏生長著莎草及禾草類植物，東南部有少量灘涂及濕生植被，東部有若干人工水塘及少量農(nóng)田園地。動物主要為鳥類，常見的有黃腹鷦鶯、長尾縫葉鶯、白鹡鸰、紅耳鵯、白頭鵯、暗綠繡眼鳥、棕背伯勞等。擔擔沙島所在河流西江為Ⅱ類水質(zhì)。島上有一座采沙場，有輕微的空氣污染和廢氣污染，整體空氣環(huán)境一般。遠離道路，離最近的道路有281米，主要噪聲來源為西江河上來往的船只，船只經(jīng)過時的噪聲在60～70db范圍內(nèi)變化。島內(nèi)魚塘養(yǎng)殖由于飼料或排放物得不到有效清理，水體富營養(yǎng)化嚴重。在《佛山市南海區(qū)土地利用總體規(guī)劃》中，擔擔沙島為農(nóng)田水利用地和耕地，北側(cè)有部分城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點用地和農(nóng)田水利用地。在《佛山市南海區(qū)城市總體規(guī)劃（2010-2020）》中，擔擔沙全島為禁止建設區(qū)，整島位于城市藍線內(nèi)。

二、擔擔沙島主要生態(tài)問題

（一）土地利用人工化特征明顯，生態(tài)功能退化

擔擔沙島受人為活動影響較為嚴重，曾經(jīng)整島租給某航務公司使用。航務公司在島上建有餐廳、魚塘、燒烤場等臨時性建筑物，并在島的中南部開辟砂石中轉(zhuǎn)堆場，已使用的區(qū)域基本已喪失生態(tài)功能，面積約占全島總面積的22%。島東部的農(nóng)田基本撂荒，雜草叢生。西北部的次生林林相單一。島上的幾個坑塘嚴重富營養(yǎng)化。

圖1 擔擔沙島現(xiàn)狀圖

（二）植被群落單一，有外來物種入侵

島上植被基本全人工化，植被群落單一。菟絲子、飛機草、南美蟛蜞菊、白花鬼針草等外來有害植物于空曠地及林緣擴散，紅火蟻等外來入侵生物影響生態(tài)安全。沙場區(qū)域植被群落遭到破壞，亟待重建。農(nóng)田區(qū)域雜草叢生。

（三）淺灘區(qū)域土壤裸露，水土流失嚴重

擔擔沙島所在的西江江面開闊，水流湍急，由于四周淺灘區(qū)域植被覆蓋較差，存在嚴重的水土流失問題。同時由于淺灘植被未發(fā)育，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性不強，生態(tài)景觀也較為單一枯燥。

三、生態(tài)修復模式構建

圍繞河心島生態(tài)修復核心目標，構建包括開展生態(tài)調(diào)查和恢復條件評估、合理確定生態(tài)修復目標、劃定生態(tài)修復策略分區(qū)、面向提升生物多樣性的植被配置和面向長效機制的河心島生態(tài)系統(tǒng)綜合管理五大模塊的河心島生態(tài)修復工作模式。

（一）開展生態(tài)調(diào)查和恢復條件評估

生態(tài)恢復干預程度取決于生態(tài)系統(tǒng)自身退化和恢復力水平，無論是采用自然再生、輔助再生還是生態(tài)重建，開展科學的生態(tài)恢復能力評估是生態(tài)修復過程中最為關鍵的環(huán)節(jié)。[3]首先，要從河心島的土地利用及建設情況、生態(tài)資源特征以及環(huán)境質(zhì)量狀況等方面對河心島的基本情況進行詳細調(diào)查和評估，明確河心島存在的主要生態(tài)環(huán)境問題以及生態(tài)退化的重點區(qū)域，確定退化生態(tài)系統(tǒng)的邊界，對退化生態(tài)系統(tǒng)的特征、原因、過程、類型、程度等進行詳細的調(diào)查和分析。其次，詳細調(diào)查河心島內(nèi)生態(tài)綠地、水系、濕地、動植物等自然資源，科學評估島嶼生境、土壤、生態(tài)系統(tǒng)功能以及水、氣、固體廢棄物等環(huán)境問題，明確各河心島生態(tài)修復工作的重點和難點。再次，要對河心島及其周邊的土地利用規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃以及相關專項規(guī)劃進行評估，明確規(guī)劃管理對河心島區(qū)域的定位和保護建設要求。最后，要系統(tǒng)梳理河心島與生態(tài)保護紅線、藍線、綠線、水源保護區(qū)等政策性控制線的關系，為將河心島生態(tài)修復作為各類政策協(xié)同實施的平臺提供基礎，保障河心島生態(tài)修復方案的可實施性。

（二）合理確定生態(tài)修復目標

制定明確且適宜的生態(tài)修復目標是有效開展生態(tài)修復工作的前提。由于生態(tài)修復是以修復各種生態(tài)過程為導向，它只是協(xié)助生態(tài)系統(tǒng)恢復不同的生態(tài)系統(tǒng)功能，因此生態(tài)修復不存在最終的目標或終點，也不會生產(chǎn)出產(chǎn)品。[4]生態(tài)修復目標的確定要充分考慮區(qū)域自然地理條件、退化程度、規(guī)劃定位以及社會經(jīng)濟條件等因素，結(jié)合生態(tài)要素特征制定。修復目標可以從實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的地表基底穩(wěn)定性、恢復植被和土壤、保持一定的植被覆蓋度和土壤肥力、增加種類組成和生物多樣性、實現(xiàn)生物群落的恢復、提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和自我維持能力、減少或控制環(huán)境污染、增加視覺和美學享受等角度提出。針對擔擔沙島生態(tài)退化的情況，確定生態(tài)修復目標包括五個方面：加強有害生物控制，促進自然演替；強化濕地連通，改造孤塘為塘鏈系統(tǒng)；沙地混種復綠，重塑動植物生境；優(yōu)化濱水植被配置，提高岸灘穩(wěn)定性；減少人為干擾，加強綜合管理。

（三）劃定生態(tài)修復策略分區(qū)

劃定適宜的生態(tài)修復策略分區(qū)有利于提高生態(tài)修復工作的系統(tǒng)性，而且還可以為后續(xù)的河心島生態(tài)系統(tǒng)綜合管理提供依據(jù)和導向。擔擔沙島基于現(xiàn)有土地利用情況、主要生態(tài)環(huán)境問題以及生態(tài)修復目標要求，將全島分為生態(tài)保育區(qū)、生態(tài)修復區(qū)和生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)三類（圖2和表3）。生態(tài)保育區(qū)重點開展入侵物種清退、林相更新改造以及自然淺灘駁岸的保育與生態(tài)營造；生態(tài)修復區(qū)重點開展沙地混種復綠和水塘富營養(yǎng)化治理；生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)重點開展農(nóng)藥化肥等面源污染控制和生態(tài)種植模式推廣。

（四）面向提升生物多樣性的植被配置

各種各樣的動植物在生態(tài)修復中起著至關重要的作用，動植物在長期進化過程中形成了對環(huán)境的適應能力，如果在適當?shù)碾A段引入適宜的動植物種類，在它們的帶動下就能逐漸形成功能穩(wěn)定的動植物群落。[5]因此，通過優(yōu)化植被配置，重建或優(yōu)化動植物群落，是保護和修復生態(tài)系統(tǒng)的核心內(nèi)容。擔擔沙島的植被配置以提升生物多樣性為基本目標，主要考慮三個方面的因素：1.針對土壤裸露的沙地，引入適應沙質(zhì)土壤的鄉(xiāng)土植物復綠，促進水土保持，重塑生態(tài)系統(tǒng)；2.通過種植具有凈化水質(zhì)功能的水生植物，改善魚塘水體富營養(yǎng)化污染的現(xiàn)狀，重塑生境，同時種植水生植物加強淺灘維育；3.通過分析鳥類的食源及棲息地偏好，針對每種鳥類提供植物配置指引思路，為鳥類提供棲息與覓食生境。針對河心島存在的三種動植物生境分別提出植物配置方案（表4和圖3）。沙地種植黃瑾、構樹、血桐、夜合、海桐、中華芒、類蘆等鄉(xiāng)土樹種植物，提高綠化密度，重塑生態(tài)系統(tǒng)，為動植物提供食源及棲息生境。水塘和淺灘生境主要種植香蒲、水生美人蕉等挺水植物、睡蓮等浮葉植物、狐尾藻或黑藻等沉水植物，繁殖能力強，凈化水體，且具有良好的景觀效果（見圖4），為動物提供落腳空間。島嶼生境以保育現(xiàn)狀林地為主，可適當增加榕樹、水蒲桃、水黃皮等鄉(xiāng)土樹種果樹種植。

（五）面向長效機制的河心島生態(tài)系統(tǒng)綜合管理

圖2 擔擔沙島生態(tài)修復策略分區(qū)圖

圖3 擔擔沙島植被配置分區(qū)圖

表3 擔擔沙島生態(tài)修復策略分區(qū)與技術要求

表4 擔擔沙島植被配置名錄及屬性一覽表

以生態(tài)系統(tǒng)為基礎的島嶼綜合管理是當今全球島嶼保護管理的發(fā)展趨勢。[6]擔擔沙島制定河心島生態(tài)修復實施計劃（表5），依托河心島生態(tài)修復工作建立島長制，以兩個機制和五項制度為依托實施河心島生態(tài)系統(tǒng)綜合管理。建立島長領導下的部門聯(lián)動機制，以生態(tài)修復、污染防治、監(jiān)督巡查為主要職責，結(jié)合職能確定河心島聯(lián)系部門，協(xié)助島長開展工作，協(xié)調(diào)其他部門合力、高效推進島長制各項工作，形成“島長領導、聯(lián)系部門牽頭、其他部門聯(lián)動”的工作機制。實施“互聯(lián)網(wǎng)+島長制”行動計劃，整合水務、環(huán)保、住建、國土等相關行業(yè)信息資源，利用云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等技術，開發(fā)建設島長制信息管理平臺。建立河心島生態(tài)修復聯(lián)席會議制度、專項督察制度、日常管護巡查制度、信息報送制度和檔案管理制度，用制度化的手段促進河心島生態(tài)系統(tǒng)管理的落地實施。

圖4 擔擔沙島生態(tài)修復效果圖

表5 擔擔沙島生態(tài)修復實施計劃

四、結(jié)論與討論

由于面積狹小、地理隔離、植被發(fā)育條件差等原因，河心島生態(tài)系統(tǒng)普遍比較脆弱，一旦遭到破壞就很難恢復。強化河心島這種典型生態(tài)系統(tǒng)的保護和修復，具有現(xiàn)實必要性。然而由于我國生態(tài)修復工作基礎相對薄弱，在法治體系、理論研究、政策架構、制度規(guī)范、技術標準、學科建設等方面還比較滯后，河心島生態(tài)修復工作嚴重缺乏相關的理論、方法和配套政策支撐。

本文針對擔擔沙島存在的人為干擾嚴重、生態(tài)功能退化、植被群落單一、水土流失嚴重等問題，構建基于恢復生態(tài)學理論的河心島生態(tài)修復模式，通過優(yōu)化植被配置提升生物多樣性，恢復退化的生態(tài)系統(tǒng)，促進河心島生態(tài)系統(tǒng)的自然演替，是在統(tǒng)一實施國土空間用途管制和生態(tài)修復職責背景下針對河心島這種典型生態(tài)系統(tǒng)開展生態(tài)修復工作的技術嘗試。然而，由于生態(tài)系統(tǒng)過程和機制的復雜性、影響因素的多樣性以及生態(tài)修復效果驗證的長期性等因素，本文提出的河心島生態(tài)修復模式和生態(tài)修復方案的實施效果還有賴于實踐檢驗。特別是植被配置的適宜性、群落自然演替的可達性以及生態(tài)服務功能提升的內(nèi)在機制還需要長期的動態(tài)監(jiān)測、跟蹤調(diào)查和綜合評價。