黃河下游灘區(qū)園林植物設(shè)計(jì)及生態(tài)修復(fù)研究

吳雙 王晗 李倩倩 王鵬飛

摘要：黃河下游灘區(qū)是灘區(qū)人民賴以生存的主要場所。習(xí)近平在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上強(qiáng)調(diào)“共同抓好大保護(hù)，協(xié)同推進(jìn)大治理，讓黃河成為造福人民的幸福河”，將黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展上升為重大國家戰(zhàn)略。本研究以長垣市黃河灘區(qū)生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃為案例，剖析研究區(qū)域生態(tài)現(xiàn)狀，分析植物在生態(tài)修復(fù)中的作用，最終提出基于“三灘分治”理念的植物種植規(guī)劃策略：（1）植物規(guī)劃設(shè)計(jì)原則;（2）“三灘分治”理念的形成;（3）植物種植規(guī)劃總體布局;（4）基于不同功能分區(qū)的植物配置;（5）嫩灘生態(tài)修復(fù)策略。以期通過針對(duì)灘區(qū)提出的生態(tài)修復(fù)研究策略和植物配置方案，為黃河下游灘區(qū)植被的修復(fù)與生態(tài)治理研究方向提供參考。

關(guān)鍵詞：植物景觀;黃河下游;灘區(qū);生態(tài)治理

中圖分類號(hào)：TU986.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）08-0141-08

收稿日期：2020-11-06

基金項(xiàng)目： 河南省林木資源普查項(xiàng)目（編號(hào)：30601796）。

作者簡介：吳 雙（ 1994—） ，女，河南周口人，碩士研究生，主要從事風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)研究。E-mail： 549525321@ qq.com。

通信作者：王鵬飛，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)研究。E-mail： 188792041@qq.com。

黃河下游灘區(qū)承擔(dān)著落淤沉沙的功能，也是灘區(qū)人民賴以生存的家園，位于城鄉(xiāng)區(qū)域的黃河下游灘區(qū)是城市河道景觀的重要組成部分，既受人類活動(dòng)影響也為人類提供活動(dòng)空間，近年來，伴隨著城市化的快速發(fā)展，灘區(qū)生態(tài)問題日趨嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)修復(fù)治理之間的矛盾、居民公共活動(dòng)空間與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾愈發(fā)突出，如何處理好黃河下游灘區(qū)生態(tài)保護(hù)與城鄉(xiāng)區(qū)域發(fā)展之間的關(guān)系，化解現(xiàn)狀矛盾是黃河沿線亟待解決的問題。在生態(tài)文明建設(shè)大背景下，生態(tài)環(huán)境的修復(fù)治理工作應(yīng)以加強(qiáng)黃河流域生態(tài)保護(hù)為目標(biāo)，兼顧社會(huì)效益與生態(tài)效益并強(qiáng)調(diào)區(qū)域整體性、系統(tǒng)性和多功能性。植物是濱河生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成要素之一，植物選擇關(guān)系著水環(huán)境的安全以及景觀的生態(tài)性和美學(xué)性，通過科學(xué)的植物設(shè)計(jì)有助于將黃河灘區(qū)打造成為林田草復(fù)合的生態(tài)系統(tǒng)，具有重要的研究意義。

1 研究區(qū)域概況及現(xiàn)狀問題剖析

1.1 研究區(qū)域概況

黃河是中國北部大河，全長約5 464 km，流域面積約752 443 km2。本研究以長垣段黃河下游灘區(qū)為研究范圍（圖1），流域總面積1 051 km2。貫孟堤及生產(chǎn)堤以東109 km2，為黃河干流控制;臨黃大堤以西為金堤河水系，控制流域面積700 km2;臨黃堤以東、生產(chǎn)堤以西為天然文巖渠水系，控制流域面積242 km2。長垣灘是黃河下游最寬最大的低灘區(qū)，本河段“二級(jí)懸河”態(tài)勢嚴(yán)重，是黃河下游防洪體系的突出短板，長垣灘區(qū)為嚴(yán)重河段的典型。其次黃河下游生態(tài)流量較小，下游灘區(qū)生態(tài)保護(hù)區(qū)黃河水位年變幅變小，導(dǎo)致兩側(cè)河灘濕地面積減少、生態(tài)環(huán)境退化。

1.2 研究區(qū)域生態(tài)現(xiàn)狀問題剖析

1.2.1 自然生態(tài)質(zhì)量下降，濕地萎縮 黃河下游生態(tài)系統(tǒng)類型較少，長垣段灘區(qū)內(nèi)以濕地、灌草、農(nóng)田和林地為主，隨高程呈梯度分布，還有大面積的退化裸地和棄耕地。河流濕地物種多樣性顯著低于同緯度氣候帶的內(nèi)陸濕地，植被群落層次簡單化、矮小化。此外導(dǎo)致濕地萎縮的原因還有黃河的“二級(jí)懸河”特征導(dǎo)致水陸交錯(cuò)帶的自然形態(tài)幾近喪失，水分和養(yǎng)分的橫向傳遞受阻，河灘濕地植被帶稀少，自然濕地生境受損，天然河流邊緣效應(yīng)難以體現(xiàn)[1]。灘地存在明顯的土地退化特征，存在一定程度的土地沙化和鹽漬化，部分退化土地幾乎無植被覆蓋，生境條件極差。碎片化和不連續(xù)的生態(tài)景觀也降低了自然走廊的生態(tài)功能價(jià)值[2]。

1.2.2 水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)大 隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程加快，水環(huán)境污染程度不斷加重，灘地生態(tài)問題越來越普遍，全國大部分城市河段都面臨著水污染治理問題。灘區(qū)外水體受納點(diǎn)、面源污染，存在劣類水體，水體質(zhì)量改善存在較大壓力，天然文巖渠上游水質(zhì)不佳，在水環(huán)境遭受威脅的同時(shí)，黃河下游水資源保護(hù)機(jī)制不完善，對(duì)河流水質(zhì)富營養(yǎng)化問題重視不夠。導(dǎo)致河道水質(zhì)較差，水資源保障能力不足。

1.2.3 人為活動(dòng)影響大 灘區(qū)內(nèi)分布大量的基本農(nóng)田，且大部分為核心地區(qū)。水源地保護(hù)區(qū)涉及大量生活、生產(chǎn)區(qū)域，人為干擾強(qiáng)度大，農(nóng)耕生產(chǎn)與生態(tài)保護(hù)修復(fù)爭水爭地的問題日益嚴(yán)重。擴(kuò)張性開墾土地資源、非法占用濕地等行為，導(dǎo)致天然林草植被退化，濕地萎縮，自然生境遭到破壞，生物多樣性減少等諸多生態(tài)環(huán)境問題[3]。

2 植物景觀規(guī)劃的研究依據(jù)

2.1 植物景觀在河道生態(tài)修復(fù)中的作用

運(yùn)用水生植物治理河道生態(tài)系統(tǒng)是一種常見的河道生態(tài)修復(fù)方式，通過植被恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)，不僅可以增加黃河下游的生物多樣性，而且可以產(chǎn)生良好的景觀效果[4]。

2.1.1 植物修復(fù)是河道生態(tài)修復(fù)的重要途徑 在河道生態(tài)治理中，植物治理是重要的生態(tài)治理方式，在河流水體中種植適當(dāng)?shù)乃参锟梢杂行艋w。相關(guān)研究表明，控制面源污染的最佳措施是濱水植物形成的過濾帶。污染物質(zhì)通過植物的過濾、滯留、滲透等作用進(jìn)入地表及地下，減少了污染物直接進(jìn)入水體，從而有效改善水質(zhì)[5]。

2.1.2 河道濱水景觀的主要要素之一 在河道景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)中，植物是濕地功能的載體，通過種植鄉(xiāng)土樹種和觀賞性植物，使植物種植兼具生態(tài)和美學(xué)價(jià)值，創(chuàng)造良好的景觀效果，對(duì)人居環(huán)境的景觀提升具有現(xiàn)實(shí)意義[6]。

2.1.3 涵養(yǎng)水源，保持水土 植物根系較為發(fā)達(dá)，一方面可以牢牢固定土壤顆粒，另一方面根系能夠滯留雨水，起到涵養(yǎng)水源的作用。在滿足黃河防洪安全、生態(tài)安全要求的同時(shí)進(jìn)行合理種植能夠保持土壤水分，延緩地表徑流的速度以及減少下游河道泥沙的淤積以起到保持水土的作用。

2.2 植物規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則

2.2.1 安全性原則 在城市河道綠地景觀規(guī)劃的植物設(shè)計(jì)中，不僅要考慮到植物本身是否安全，是否會(huì)影響生態(tài)平衡，還要考慮植物是否影響河道的行洪安全。依據(jù)《黃河流域綜合規(guī)劃》《黃河下游灘區(qū)安全建設(shè)規(guī)劃》《河道管理?xiàng)l例》中的具體要求，植物要在保障黃河防洪安全、生態(tài)安全的同時(shí)進(jìn)行合理種植?！吨腥A人民共和國防洪法》（2016年7月2日）第二十條中，明確提出禁止在行洪河道內(nèi)種植阻礙行洪的林木和高稈作物[7]。防洪安全對(duì)于黃河來說尤為重要，在行洪過程中沖走的高稈作物會(huì)對(duì)下游的建筑、河壩、橋梁等的安全造成威脅，因此在做灘區(qū)的植物設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將安全性放在首位。

2.2.2 科學(xué)性原則 計(jì)成在《園冶》一書中曾經(jīng)說過“園林巧于因借，精在體宜”。“因”者乃就地審勢，因地制宜，意思就是說，要選擇正確的地方種植正確的植物[8]。這就要求充分了解各種植物的生長習(xí)性，遵循植物群落的自然發(fā)展規(guī)律，從而為其確定正確的種植位置，做到適地適樹，師法自然，盡可能科學(xué)地發(fā)揮植物本身的藝術(shù)美。

2.2.3 生態(tài)性原則 在河道生態(tài)系統(tǒng)中，植物是主要生產(chǎn)者，在一定程度上植物的多樣性直接影響了河流生態(tài)系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行其植物配置方案研究時(shí)，首先應(yīng)保護(hù)現(xiàn)有生長條件良好的植物群落，以科學(xué)的生態(tài)修復(fù)措施為主，通過增加植物冠層結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)濕地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)、恢復(fù)嫩灘野生植物來改善沿黃生態(tài)環(huán)境從而提高生物多樣性[9-10]。尤其是在區(qū)域內(nèi)河流生態(tài)系統(tǒng)中，在進(jìn)行植物景觀營造的同時(shí)也要注意植物和其他生態(tài)要素之間的關(guān)系，一定要注意植物景觀和其他生態(tài)因素之間的聯(lián)系，注意保護(hù)現(xiàn)有的野生動(dòng)物棲息地，恢復(fù)遭到破壞的食物鏈，從保護(hù)生物群落平衡的角度考慮植物的選擇。

2.2.4 藝術(shù)性原則 植物景觀設(shè)計(jì)也同樣遵循著藝術(shù)性原則。合理的植物配置既要具備生態(tài)性又要具備觀賞性，既要考慮到植物自身的形象優(yōu)美又要考慮到植物群落之間的對(duì)比與協(xié)調(diào)，植物與環(huán)境之間相融合相適應(yīng)。發(fā)揮植物的觀賞性、藝術(shù)性，提升景觀效果渲染空間意境[11]。設(shè)計(jì)者在植物設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)植物本身的不同特點(diǎn)和設(shè)計(jì)意圖，全面考慮景觀營造效果，發(fā)揮植物的觀賞性特征，運(yùn)用統(tǒng)一、調(diào)和、均衡、韻律等原則，以孤植、對(duì)植、列植、叢植、群植、林植以及籬植等手法，綜合應(yīng)用植物材料，形成各種不同的景觀效果。

3 基于“三灘分治”理念的植物種植規(guī)劃策略

3.1 “三灘分治”理念的形成

參照黃河下游生態(tài)廊道建設(shè)思路，根據(jù)河水對(duì)灘地影響的程度以及植物生長的立地條件不同，將規(guī)劃區(qū)域河段在河流橫斷面上分為高灘、二灘、嫩灘3個(gè)區(qū)域進(jìn)行“三灘分治”[12]。相關(guān)學(xué)者提出了黃河下游灘區(qū)生態(tài)治理思路，由黃河大堤向主河槽的灘地在橫斷面上依次分區(qū)改造為高灘、二灘和嫩灘（圖2），根據(jù)黃河下游水沙特性、河道地形條件、人口分布、區(qū)位條件等，進(jìn)行河道整治，穩(wěn)定主槽，結(jié)合“二級(jí)懸河治理”及低洼地整治，利用疏浚主槽泥沙對(duì)灘區(qū)進(jìn)行再造，自兩岸大堤向河槽依次改造為高灘、二灘、嫩灘。高灘作為生態(tài)移民安置區(qū)，為居民提供生活空間，建設(shè)特色小鎮(zhèn)，設(shè)防洪標(biāo)準(zhǔn) 20～50年;二灘發(fā)展集約高效的農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)空間，構(gòu)建田園綜合體等，設(shè)防洪標(biāo)準(zhǔn)5～10年;嫩灘構(gòu)建濕地生態(tài)空間，與河槽一起承擔(dān)行洪輸沙功能的黃河下游灘區(qū)綜合治理思路[12]。

3.2 植物種植規(guī)劃總體布局

不同區(qū)域內(nèi)適應(yīng)的植物景觀功能不同，因此研究區(qū)域內(nèi)黃河大堤、天然文巖渠右堤、貫孟堤將長垣黃河灘區(qū)分為一帶兩區(qū)（圖3）。將以黃河大堤與天然文巖渠右堤為邊界，以天然文巖渠為主軸，沿渠鄉(xiāng)村與鎮(zhèn)區(qū)為點(diǎn)的部分劃為天然文巖渠綠色活力帶。將以貫孟堤與天然文巖渠右堤為邊界，以倒灌區(qū)安全區(qū)為主體，集聚長垣起重、衛(wèi)材、機(jī)械等特色產(chǎn)業(yè)布局，鞏固發(fā)展提升，升級(jí)惱里副中心組團(tuán)的部分劃為特色產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。將以貫孟堤與天然文巖渠右堤為邊界，以低灘區(qū)為主體二灘高灘均有分布的部分劃為三灘分治創(chuàng)新示范區(qū)。

3.3 基于不同功能分區(qū)的植物配置

3.3.1 天然文巖渠綠色活力帶 黃河大堤堤頂是灘區(qū)的主干道，人流車流量較大，適合營造道路景觀，2側(cè)可各植柳樹或楊樹，以種植用材樹為主，如柳、榆、槐和各種楊樹等。為了充分利用土地資源，在樹木未成林之前，間種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的藥材、花草等。堤旁的帶狀公園選擇具觀賞性的園林植物。綜上所述，該區(qū)域選擇的植物有柳樹、楊樹、榆樹、

懸鈴木、圓柏、油松等（表1）。在滿足防洪需求的基礎(chǔ)上對(duì)堤2側(cè)進(jìn)行景觀改造，打造一條具有防風(fēng)固沙、調(diào)控洪水的生態(tài)廊道。

3.3.2 特色產(chǎn)業(yè)聚集區(qū) 本區(qū)主要集聚長垣起重、衛(wèi)材、機(jī)械等特色產(chǎn)業(yè)，因此在工廠附近以及在周邊的農(nóng)田區(qū)域和道路旁局部種植?？紤]多種植有減少噪音、滯塵、等抗性較強(qiáng)的環(huán)保樹種，以常綠樹種為主，結(jié)合少量落葉樹種。選擇的植物有油松、龍柏、女貞、國槐、臭椿、櫸樹、夾竹桃、連翹等（表2）。通過種植具有防護(hù)功能的樹種以形成防護(hù)林帶，盡可能地減少工業(yè)活動(dòng)對(duì)周邊灘區(qū)居民日常工作生活的影響。

3.3.3 三灘分治區(qū) 本區(qū)域以生態(tài)修復(fù)為主要目標(biāo)，努力打造碧波蕩漾、鳥語花香的濕地特色景觀。高灘的植物種植上，選擇觀花灌木和高大喬木，營造清新宜居的怡人小氣候，為居民提供隱蔽的活動(dòng)場所，形成四季常綠、三季有花的植物景觀。主要選擇的植物有國槐、銀杏、懸鈴木、欒樹、紫薇、櫻花、連翹、迎春等（表3）。二灘的植物種植選擇長垣的經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物，以花卉、水果為主，在創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，打造綠水青山的田園風(fēng)光。主要選擇的花卉植物有月季、牡丹、木槿等（表4）。經(jīng)濟(jì)作物有小麥、油菜花、花生、大豆等（表5）。嫩灘以生態(tài)修復(fù)為主要目的，主要種植能夠快速恢復(fù)嫩灘的生態(tài)系統(tǒng)的植物，具有較強(qiáng)繁殖能力，兼有一定的耐干旱、抗水淹能力的植物。通過自然恢復(fù)和主動(dòng)恢復(fù)重新恢復(fù)形成一個(gè)濕地植物種類豐富、群落類型多樣的濕地生態(tài)系統(tǒng)。主要選擇的植物有蘆葦、檉柳、狗牙根、蒼耳、聚穗莎草、節(jié)節(jié)草、馬唐、灰藻等（表6）。

3.4 嫩灘生態(tài)修復(fù)

由于黃河兩岸周期性過水河流反復(fù)沖淤和人類的頻繁活動(dòng)，兩岸大量濕地和鳥類保護(hù)區(qū)棲息地減少、生態(tài)服務(wù)功能退化，嫩灘生態(tài)修復(fù)工作迫在眉睫。

3.4.1 生態(tài)修復(fù)策略 本研究采取自然恢復(fù)+主動(dòng)恢復(fù)的策略。自然恢復(fù)是指依靠濕地的自我修復(fù)能力恢復(fù)濕地的生態(tài)功能，如利用黃河的水文周期、本土植物種質(zhì)資源、自然肥力等恢復(fù)原生濕地景觀。主動(dòng)恢復(fù)是指通過人工技術(shù)干預(yù)，加速嫩灘植物群落演替，豐富植物種類以促進(jìn)濕地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)[13]。

3.4.2 地帶性特色植物生態(tài)保護(hù)策略 黃河流域有大量地帶性特色野生花草。如苦苣菜、羅布麻、糙葉敗醬等。由于黃河的周期性過水，該區(qū)域植物生長周期與陸生區(qū)域植物生長周期不同，陸生區(qū)域植物生長周期：3—5月開始萌發(fā)、返青，5—7月生長旺盛期，8—10月生長逐漸變緩，開始結(jié)實(shí)傳播。被洪水破壞區(qū)域植物生長周期：8月初至8月中旬播種，經(jīng)歷快速的生長周期，約40 d，覆蓋度可達(dá)到90%。9—10月結(jié)實(shí)傳播種子。通過對(duì)嫩灘野生花草生長周期（圖6）的分析，在嫩灘植物受到行洪破壞時(shí)，根據(jù)草本植物生長周期短的特性，可在洪水過后對(duì)灘地進(jìn)行噴播野草種子，快速地恢復(fù)嫩灘的自然生態(tài)景觀。

4 結(jié)語

本研究以長垣黃河灘區(qū)生態(tài)保護(hù)規(guī)劃為案例，提出了不同灘地分區(qū)的植被景觀規(guī)劃以及生態(tài)修復(fù)的具體策略。研究發(fā)現(xiàn)，依據(jù)“三灘分治”理念進(jìn)行植物設(shè)計(jì)，不同的灘地適應(yīng)以及需求的植物存在明顯差異;黃河下游灘區(qū)植被景觀修復(fù)遵循生態(tài)性、

科學(xué)性、安全性、藝術(shù)性4個(gè)主要原則;通過總體規(guī)劃布局、植物規(guī)劃設(shè)計(jì)、嫩灘生態(tài)修復(fù)這3個(gè)逐步深入的策略對(duì)黃河下游灘區(qū)園林植物景觀進(jìn)行修復(fù)，并提出參考性的植被配置模式。長期以來黃河下游灘區(qū)生態(tài)修復(fù)的研究多聚焦在防洪安全問題、水

資源狀況、生物多樣性等方面，忽視了植物配置對(duì)于黃河下游生態(tài)治理的重要作用。本研究從黃河生態(tài)安全出發(fā)，結(jié)合植物學(xué)、水文學(xué)等學(xué)科的研究成果，對(duì)灘區(qū)進(jìn)行植物設(shè)計(jì)研究，以期為黃河灘區(qū)植物景觀和生態(tài)修復(fù)提供相關(guān)建議。

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