生態(tài)廊道：為大清河“通經(jīng)活絡(luò)”

文/ 軒 瑋

圖/除署名者外均由大清河流域生態(tài)廊道構(gòu)建技術(shù)研究課題組提供

設(shè)計/梁 晨

白洋淀風(fēng)光 任樹春／攝

大清河流域腹地，孕育著一個春天的故事。一座承載“千年大計、國家大事”重托的未來之城——雄安新區(qū)，正步履鏗鏘、昂首前行。

藍(lán)綠是雄安的底色，建城之始生態(tài)為先。與白洋淀水域相連，大清河從過去英雄雁翎隊伏擊日寇的主戰(zhàn)場，變成如今雄安新區(qū)生態(tài)建設(shè)的關(guān)鍵地。然而，與華北平原諸多河流類似，大清河捉襟見肘的水資源家底，以及衍生的水生態(tài)、水災(zāi)害等問題，卻成為她與當(dāng)前區(qū)域發(fā)展需求極不協(xié)調(diào)的痛點。

脆弱的大清河，能否承載起時代賦予的光榮使命？破冰之路，科研先行。中國水利水電科學(xué)研究院水生態(tài)環(huán)境研究所承擔(dān)水體污染控制與治理科技重大專項課題大清河生態(tài)廊道頂層設(shè)計任務(wù)，突破傳統(tǒng)思路與關(guān)鍵技術(shù)，通過構(gòu)建生態(tài)廊道，為大清河流域“通經(jīng)活絡(luò)”，為缺水區(qū)域生態(tài)功能提升提供了新的思路和解決方案。

大清河流域水系圖

上游支流中易水河道底質(zhì)多為卵石，水體清澈

為大清河開一劑藥方——構(gòu)建貫通雄安新區(qū)歷史和未來的生態(tài)廊道

作為海河流域五大支流之一，大清河西起太行山，東至渤海灣，流經(jīng)山西、河北、北京、天津四?。ㄖ陛犑校?，流域面積約4.5萬km2。與南北分別瀕臨的滹沱河、永定河等多沙河流相比，大清河水質(zhì)清澈，因而得名。

大清河在華北平原靜靜流淌了千萬年，曾氣勢磅礴、奔騰不息，也曾滋潤良田、哺育百姓，滋養(yǎng)了不少戰(zhàn)爭年代的英雄兒女。20 世紀(jì)60年代后期，由于氣候變化、人口增長、農(nóng)業(yè)用水增加等原因，大清河水量銳減，成了季節(jié)性河流。此后，不斷的填河修路、圍河造田，大清河及沿線坑塘濕地面積越來越小，逐漸走向萎縮干枯。據(jù)2017年水文資料顯示，大清河流域22個具有代表性的水文站點中，10個站點全年流量基本為0。

問診把脈大清河，課題組認(rèn)為：“如果說新老水問題復(fù)雜交織是我國大多江河面臨的通病，那么大清河無疑是病得最重的。流域人均水資源量370m3，低于國際公認(rèn)的極度缺水標(biāo)準(zhǔn)，加之污染物排放、河道渠化等，水生態(tài)退化嚴(yán)重；而一旦發(fā)生洪水，上游山區(qū)源短流急，下游平原河道淤積堵塞嚴(yán)重，行洪不暢，形勢十分嚴(yán)峻。”

隨著京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略、雄安新區(qū)建設(shè)相繼實施，大清河迎來新的歷史機(jī)遇，也面臨前所未有的挑戰(zhàn)。作為京津冀重要生態(tài)屏障、“六河五湖”之一，以及連接雄安新區(qū)與海河干流的關(guān)鍵河道，大清河生態(tài)修復(fù)及防洪能力提升被提上日程，治理迫在眉睫。

一面是亮起紅燈的水安全困局，一面是承載千年大計的戰(zhàn)略使命，站在歷史與未來的交匯點上，大清河的治理又該走向何方？

生態(tài)廊道，一個源于景觀生態(tài)學(xué)的概念，近年引入到河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)領(lǐng)域并成為當(dāng)前研究熱點。黨的十九大報告中明確，“構(gòu)建生態(tài)廊道和生物多樣性保護(hù)網(wǎng)格，提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性。”

“生態(tài)廊道，將相互孤立的水域、森林、農(nóng)田等連通起來，通過重塑生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，為流域‘通經(jīng)活絡(luò)’，讓有限的水資源用在刀刃上，發(fā)揮出最大生態(tài)效益?！闭n題組認(rèn)為，構(gòu)建生態(tài)廊道，既是從根本上提升大清河流域生態(tài)功能的長遠(yuǎn)之計，也是嚴(yán)重缺水條件下體現(xiàn)生態(tài)適度修復(fù)的現(xiàn)實之舉。

“即使在目前可預(yù)見的補(bǔ)水規(guī)模下，大清河流域生態(tài)依然很難整體改善。首先要識別并構(gòu)建生態(tài)廊道，其次構(gòu)建所有廊道不現(xiàn)實，必須先識別有潛力、有價值的廊道主軸；最后即使構(gòu)建主軸，水量依舊有限，還要根據(jù)不同河段特定的功能需求來確定廊道結(jié)構(gòu)?！闭n題組負(fù)責(zé)人介紹。

從宏觀布局到中觀結(jié)構(gòu)——創(chuàng)新缺水區(qū)域生態(tài)廊道構(gòu)建的指標(biāo)體系

“大清河生態(tài)修復(fù)，要通過構(gòu)建廊道，以特有的空間布局支撐生態(tài)系統(tǒng)的戰(zhàn)略定位，并通過改良河流生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使之與生態(tài)過程相適應(yīng)，從而改善河流服務(wù)功能?！闭n題組負(fù)責(zé)人介紹。

大清河下游京南大城濕地生態(tài)景觀

大清河流域“五區(qū)十源三軸”生態(tài)安全格局

在恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究中，一般途徑是使退化的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到未受人類干擾的自然狀態(tài)，或者恢復(fù)到歷史進(jìn)程中某一種較好狀態(tài)。但對大清河來說，由于下游是人工開挖的行洪河道，研究其歷史狀態(tài)下的河流結(jié)構(gòu)特征顯然行不通。

經(jīng)過研究討論，課題組決定先從宏觀尺度的區(qū)域戰(zhàn)略定位入手，確定生態(tài)安全格局，再從中觀尺度上著眼河流的服務(wù)功能，確定廊道的結(jié)構(gòu)特征，由此提出一套生態(tài)廊道指標(biāo)體系構(gòu)建的技術(shù)方法。

與單純考慮生態(tài)修復(fù)與治理不同，大清河所處區(qū)域戰(zhàn)略定位決定了她不僅要筑牢生態(tài)屏障，還要為經(jīng)濟(jì)社會健康發(fā)展“留白”，為雄安新區(qū)作為現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的新引擎提供可靠的水安全保障。

構(gòu)建缺水地區(qū)生態(tài)廊道，破解水資源承載能力與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求之間的矛盾，課題組認(rèn)為其本質(zhì)主要體現(xiàn)在兩個層面：一是宏觀尺度上是流域生態(tài)定位與廊道布局對水資源限制的一種均衡；二是中觀尺度上是河流服務(wù)功能與廊道結(jié)構(gòu)對水文情勢的一種協(xié)調(diào)。

課題組提出運用“山水林田淀?！毕到y(tǒng)治理思路，從宏觀尺度上確定水源涵養(yǎng)、水土保持、生物多樣性保護(hù)、洪水調(diào)蓄、開發(fā)保護(hù)等分區(qū)功能定位，識別各分區(qū)生態(tài)源，以及連通生態(tài)源的廊道布局，構(gòu)建流域生態(tài)安全空間格局。

關(guān)鍵技術(shù)的總體框架

對于河流的服務(wù)功能，課題組突破傳統(tǒng)視角，從側(cè)重服務(wù)人類社會，轉(zhuǎn)變?yōu)橹酆恿鞯孛策^程、水文過程、物化過程及生物過程，確定了中觀尺度上河流可提供的貫通、安全、清潔、美麗四大服務(wù)功能。

當(dāng)然，不同河段因所處區(qū)域社會背景不同，對服務(wù)功能的需求也存在差異?！皹?gòu)建廊道并不能均衡地實現(xiàn)或強(qiáng)化河流所有功能”，課題組針對各河段現(xiàn)狀服務(wù)功能的實際情況，分別確定了保護(hù)、修復(fù)和重建三大策略，以此確定廊道的結(jié)構(gòu)。

對于河流廊道結(jié)構(gòu)，目前多數(shù)學(xué)者認(rèn)同的是Ward 在1989年提出的河流四維框架模型。他認(rèn)為，河流生態(tài)系統(tǒng)是一個四維結(jié)構(gòu)體，在空間的縱向、橫向、垂向及時間尺度上都有著獨特的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特征可歸納為寬度、曲度、連通性和內(nèi)環(huán)境四個維度。課題組從這四個維度分別選取河流寬度、緩沖帶寬度、河流彎曲率、保障生態(tài)水量、河流阻隔節(jié)點、生態(tài)擴(kuò)展區(qū)、污染負(fù)荷消減量及水質(zhì)目標(biāo)等8個指標(biāo)，形成中觀尺度大清河廊道結(jié)構(gòu)指標(biāo)體系，并總結(jié)出相應(yīng)指標(biāo)的閾值。

從宏觀生態(tài)安全格局到中觀廊道結(jié)構(gòu)特征，轉(zhuǎn)變單純向河流索取的粗放式思維，從河流本身功能出發(fā)，將河流結(jié)構(gòu)特征與河流生態(tài)系統(tǒng)四大過程相結(jié)合，形成一套生態(tài)廊道構(gòu)建的理論與技術(shù)體系，為缺水區(qū)域生態(tài)修復(fù)提供了樣本。

從理論研究到案例應(yīng)用——形成大清河流域生態(tài)廊道空間規(guī)劃研究

按照這套生態(tài)廊道構(gòu)建的理論與關(guān)鍵技術(shù)，課題組設(shè)計了大清河生態(tài)廊道的構(gòu)建方案。

首先，根據(jù)地貌、干燥度、人口分布及行政區(qū)劃等，確定太行山水源涵養(yǎng)生態(tài)區(qū)等五大生態(tài)分區(qū)。其次，根據(jù)政策規(guī)劃、水功能區(qū)水質(zhì)等，確定10個空間規(guī)模較大的生境斑塊作為生態(tài)源。最后，為實現(xiàn)流域內(nèi)物質(zhì)輸送、能量傳遞、信息傳導(dǎo)和生物遷移，有效連通各分區(qū)，課題組根據(jù)模型計算，規(guī)劃識別3條主軸，由此形成了“五區(qū)十源三軸”的生態(tài)安全格局。

從宏觀布局落到中觀結(jié)構(gòu)，課題組選取趙王新河到東淀大清河段，進(jìn)行生態(tài)廊道空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃研究，將河段劃分為兩段：一是趙王新河段（I 段），廊道長約46km，寬約350m；二是東淀大清河段（Ⅱ段），廊道長約30km，寬113m。

在寬度規(guī)劃中，I 段因橫跨宏觀布局中的“白洋淀國家濕地公園區(qū)”與“文安洼森林濕地生態(tài)區(qū)”，功能定位為兼顧開發(fā)利用與洪水調(diào)蓄，為協(xié)調(diào)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與河流水文功能正常發(fā)揮之間的關(guān)系，在上游任丘市開發(fā)利用段設(shè)計100m 寬的植被緩沖帶，截留污染物，形成豐富的景觀結(jié)構(gòu)，改善河漫灘生境；在下游文安縣與霸州市洪水調(diào)蓄段設(shè)計150m寬的植被緩沖帶，改善河漫灘地的蓄水能力，截留地表徑流，降低洪峰流量。Ⅱ段橫跨宏觀布局中的“文安洼森林濕地生態(tài)區(qū)”與“濱海交錯帶濕地生態(tài)區(qū)”，上游文安縣屬于洪水調(diào)蓄段，緩沖區(qū)的寬度定為150m，下游靜海區(qū)定位為生物多樣性保護(hù)段，緩沖區(qū)寬度定為200m，盡可能為陸生及水生生物提供較大生境地，增加生物多樣性。

目前兩個河段曲度均大致為1，屬于直線型河流，過流能力強(qiáng)，能較好支撐區(qū)域防洪功能，但河岸帶形態(tài)單一，棲息地類型簡單，營養(yǎng)物質(zhì)流動較快，不利于生物攝取、吸收及生態(tài)功能發(fā)揮。考慮到雄安新區(qū)以及天津等地區(qū)的防洪需求，在現(xiàn)有河道堤防未加固或擴(kuò)建情況下，目前暫不做改變。

大清河生態(tài)廊道服務(wù)功能與空間結(jié)構(gòu)要求

瀑河生態(tài)補(bǔ)水 任樹春／攝

大清河下游灘里新渠和灘里干渠交匯處兩岸風(fēng)景

大清河王快水庫下游水質(zhì)監(jiān)測

趙王新河近岸水體物理化學(xué)指標(biāo)測定

課題組根據(jù)1985—2015年土地利用類型面積的變化，發(fā)現(xiàn)草地、荒地面積減少，耕地、林地、建筑用地面積增加。因此建議減少河流廊道內(nèi)耕地面積，適當(dāng)恢復(fù)草地、荒地面積，增加河道內(nèi)坡度，讓河道表面更加平整順滑；保障2500萬m3/a 的生態(tài)水量，實現(xiàn)河流貫通，水域面積基本穩(wěn)定；打通河段內(nèi)攔河閘壩的生態(tài)阻隔點，有條件地利用沿河洼地作為生態(tài)拓展區(qū)域。

現(xiàn)狀河段水質(zhì)大多為Ⅲ～劣V類，考慮白洋淀水質(zhì)要求與實際狀況，課題組將I 段水質(zhì)目標(biāo)設(shè)計為Ⅲ類，Ⅱ段屬于水體凈化區(qū)，可充分發(fā)揮濕地凈化功能，水質(zhì)目標(biāo)設(shè)計為IV類。

值得期待，鐫刻著紅色革命印記的大清河，通過生態(tài)廊道的“通經(jīng)活絡(luò)”，將更富有強(qiáng)健的生命力和活力，這片因大清河而滋養(yǎng)的土地，也將書寫出新的傳奇。