上海市崇明區(qū)四滧港河道生態(tài)設(shè)計策略

胡思捷

(上海寶山人力資源有限公司，上海 200439)

0 引 言

上海市崇明區(qū)位于長江入?？?，全區(qū)地勢平坦，由崇明、長興、橫沙3島組成，以上海近1/5的陸域面積，承載著上海約1/4的森林、1/3的基本農(nóng)田、兩大核心水源地，成為21世紀(jì)上?？沙掷m(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略空間。

《上海市崇明區(qū)總體規(guī)劃暨土地利用總體規(guī)劃(2017-2035)》中提出：至2035年，將崇明區(qū)建設(shè)成為在生態(tài)環(huán)境、資源利用、經(jīng)濟社會發(fā)展、人居品質(zhì)等方面具有全球引領(lǐng)示范作用的世界級生態(tài)島，成為全球鳥類的重要棲息地、世界自然資源多樣性的重要保護(hù)地、長江生態(tài)環(huán)境大保護(hù)示范區(qū)和國家生態(tài)文明發(fā)展先行區(qū)；不斷豐富長江口底棲生物群落與候鳥種群，吸引全球鳥類棲息與水生生物洄游，打造為全球影響力的鳥類天堂、濕地生物樂園與自然博物館。

21世紀(jì)以來，崇明區(qū)進(jìn)行了一輪骨干河道整治工程，河道僅有單一標(biāo)準(zhǔn)斷面，幾乎無蜿蜒度，兩岸新建硬質(zhì)結(jié)構(gòu)護(hù)岸，種植了單一品種的公益林。雖然有效防止了河坡坍塌引起的水土流失，提高了防汛除澇能力，但對生態(tài)環(huán)境造成了一定負(fù)面影響，生境的異質(zhì)性不足以及棲息地破碎化導(dǎo)致河流生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性下降。

目前世界上許多國家逐步對破壞河流自然生態(tài)的河道整治工程進(jìn)行回歸自然狀態(tài)的改造。修建生態(tài)堤防、增加河邊濕地及河灘面積、恢復(fù)水生植物群落、維護(hù)生物的多樣性已成為河流建設(shè)發(fā)展的趨勢。

四滧港作為世界級生態(tài)島上的生態(tài)走廊，其設(shè)計方案應(yīng)在充分分析其自然條件、生態(tài)本底等現(xiàn)狀情況的基礎(chǔ)上，注重營造多樣化的生境，修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)食物鏈、補充植物群落，力求打造充滿自然氣息的生態(tài)河流。

1 四滧港河道及景觀生態(tài)現(xiàn)狀

1.1 河道現(xiàn)狀

四滧港河道全長13.77 km。根據(jù)水系規(guī)劃可劃分為3段，分別為四滧港南閘-南橫引河河段(南段)、南橫引河-北橫引河河段(中段)、北橫引河-四滧港北閘河段(北段)。

1.1.1 四滧港南閘-南橫引河河段

該河段位于堡鎮(zhèn)，為規(guī)劃Ⅵ級航道，總長1.70 km，現(xiàn)狀河口寬度42～68 m，河底高程-1.50～-0.50 m。

該河段護(hù)岸工程滯后，沿線均為自然土坡，局部被居民開墾種植蔬菜，岸坡較雜亂，受船行波沖刷影響，河坡坍塌較嚴(yán)重，河底寬度較窄未達(dá)到航道規(guī)劃要求。河道西岸有大片公益林及農(nóng)田，公益林主要樹種為銀杏、香樟、水杉，樹種較單一，農(nóng)田基本為周邊居民自行開墾種植的蔬菜，樹種單一和開墾農(nóng)田等人為干擾均對河流廊道的生物多樣性有一定影響。四滧港南閘-南橫引河河段兩岸用地性質(zhì)見圖1，河道現(xiàn)狀照片見圖2。

圖1 南閘-南橫引河河段兩岸用地性質(zhì)Fig.1 The nature of the land on both sides of the river section from South Gate to Nanhengyinhe River

圖2 南閘-南橫引河河段現(xiàn)狀照片F(xiàn)ig.2 Photographs of the current situation of the section from the south gate to Nanhengyinhe river

1.1.2 南橫引河-北橫引河河段

該河段涉及堡鎮(zhèn)及港沿鎮(zhèn)，總長10.62 km，現(xiàn)狀河口寬度30～48 m，河底高程0.80～1.20 m。

該河段僅少數(shù)河段有已建的板樁護(hù)岸，部分板樁護(hù)岸損壞嚴(yán)重，河坡多為自然土坡，淤積較嚴(yán)重，大大影響了四滧港的排澇能力。

南橫引河至北沿公路為工程河道中間段，其中南橫引河至5號橫河段西岸居住區(qū)較密集，河?xùn)|岸有大片公益林，農(nóng)林用地較多，魚塘少。5號橫河至向蟠公路段東岸農(nóng)用大棚多，魚塘較多。向蟠公路至前進(jìn)路段河道東岸建筑密度低，農(nóng)林用地較多，魚塘較少。前進(jìn)路至北沿公路段河岸林地和魚塘較少。

已建的板樁護(hù)岸阻隔了河道與陸域之間的水土交換，幾乎完全破壞了蟹類物種在水陸交換帶的棲息環(huán)境。公益林主要樹種為銀杏、香樟、水杉，樹種較單一，農(nóng)田、魚塘、大棚及密集的居民居住區(qū)等人為干擾均對河流廊道的生物多樣性有一定影響。四滧港南橫引河-北橫引河河段兩岸用地性質(zhì)見圖3，河道現(xiàn)狀照片見圖4。

1.1.3 北橫引河-四滧港北閘河段

該河段總長1.44 km，現(xiàn)狀主要為魚塘，需要實地開河。河道兩岸分布有大片林地及田地，北閘區(qū)域為較大面積魚塘。該河段當(dāng)前人為干擾因子較少，但因其無法滿足防汛排澇要求，需要實地開河，工程完工后周邊魚塘將被填埋，需要考慮將來周邊生態(tài)環(huán)境對生物多樣性的影響。四滧港北橫引河-四滧港北閘河段兩岸用地性質(zhì)見圖5，河道現(xiàn)狀照片見圖6。

圖3 南橫引河-北橫引河河段兩岸用地性質(zhì)Fig.3 The nature of the land on both sides of the river section from Nanhengyinheriver toBeihengyinheriver

圖4 南橫引河-北橫引河河段現(xiàn)狀照片F(xiàn)ig.4 Photographs of the current situation of the section from Nanhengyinhe rivertoBeihengyinheriver

圖5 北橫引河-四滧港北閘兩岸用地性質(zhì)Fig.5 The nature of the land on both sides of the river section from Beihengyinhe rivertothenorthgate

圖6 北橫引河-四滧港北閘河段現(xiàn)狀照片F(xiàn)ig.6 Photographs of the current situation of the section from fromBeihengyinhe river to the north gate

1.2 景觀生態(tài)現(xiàn)狀

四滧港為崇明區(qū)區(qū)級河道重要的河流廊道，其生態(tài)環(huán)境較差，碼頭、房屋、耕地侵占水域及岸線，現(xiàn)有護(hù)岸多為硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，生態(tài)性較差。景觀生態(tài)學(xué)研究中提出，河流廊道具有棲息地功能、通道功能、過濾功能、源或匯五大功能。廊道寬度大小及廊道的連通性對其生態(tài)功能發(fā)揮的優(yōu)劣密切相關(guān)。

四滧港現(xiàn)狀河道形態(tài)單一，幾乎無蜿蜒度，缺乏多樣性的水流條件，對生物恢復(fù)不利。根據(jù)初步的棲息地考察，僅觀察到少量小、白鷺等鳥類，物種多樣性明顯低于崇明東灘地區(qū)，河道兩岸多為村莊、農(nóng)田和公益林，植被品種單一，生境多樣性不足，破碎化嚴(yán)重，導(dǎo)致物種多樣性降低。河道生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)脆弱，抗沖擊能力差。

總體而言，四滧港現(xiàn)狀環(huán)境生物多樣性不足，無法滿足世界級生態(tài)島中區(qū)級生態(tài)走廊強調(diào)景觀和生物多樣性、森林覆蓋率達(dá)到50%以上、控制建設(shè)用地在10%以下的要求。

2 存在問題

目前四滧港存在的主要問題如下。

(1) 按照崇明區(qū)以往骨干河道整治方案無法滿足崇明世界級生態(tài)島的高標(biāo)準(zhǔn)要求?！渡虾Ｊ谐缑鲄^(qū)總體規(guī)劃暨土地利用總體規(guī)劃(2017-2035)》中提出建設(shè)具有全球引領(lǐng)示范作用的世界級生態(tài)島的發(fā)展目標(biāo)，將崇明區(qū)的發(fā)展提到了一個全新的高度。崇明區(qū)當(dāng)前整體生態(tài)環(huán)境本底和生態(tài)承載力較為脆弱，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有待提高，水環(huán)境潛在污染仍然存在，部分水體呈現(xiàn)富營養(yǎng)化；生態(tài)要素較為單一，生態(tài)基質(zhì)以農(nóng)田為主；林種單一，分布不均，缺乏層次感。無論從生態(tài)環(huán)境建設(shè)，還是生態(tài)發(fā)展品質(zhì)，距離世界級生態(tài)島目標(biāo)仍有差距?，F(xiàn)狀河流廊道環(huán)境無法發(fā)揮河道的生態(tài)景觀功能。

(2) 河道藍(lán)線、綠線劃定涉及大量拆遷。規(guī)劃的河道藍(lán)線、綠線劃定與場地現(xiàn)狀結(jié)合不夠，按照規(guī)劃的藍(lán)線、綠線劃定河道范圍，將會形成大量拆遷，增加巨大的投資額度，同時藍(lán)線與綠線劃定過于筆直，不利于河流生態(tài)。

(3) 已整治的河道河流形態(tài)單一，生態(tài)性欠佳。已建設(shè)的硬質(zhì)護(hù)岸使河道喪失了水陸流通的生態(tài)功能，破壞了底棲及無脊椎動物的棲息環(huán)境。同時河道幾乎無蜿蜒度，無多樣性的水流條件和岸段，生態(tài)性較差。

(4) 植被樹種單一，生物多樣性低。植被樹種單一，分布不均勻，已整治的河段水生植物稀少，沿線無貫通生態(tài)廊道，生境破碎化嚴(yán)重，河道缺乏管理養(yǎng)護(hù)，大量岸段被當(dāng)?shù)鼐用耖_墾種植蔬菜，生境單一，導(dǎo)致物種多樣性低。

3 解決建議

針對四滧港現(xiàn)狀存在的問題，提出了以下解決建議。

3.1 河道治理方案應(yīng)滿足高標(biāo)準(zhǔn)要求

以往生態(tài)河道的設(shè)計理念是以人為本，主要考慮水安全，往往采用單一的硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，河道規(guī)劃筆直，缺少蜿蜒度，因斷面形式、水流條件、河岸和底質(zhì)單一，導(dǎo)致生境單一，從而造成物種多樣性低的結(jié)果。

根據(jù)景觀生態(tài)學(xué)的研究內(nèi)容，河流廊道不僅是物質(zhì)流動與物種擴散過程的通道，往往還是一些重要物種的棲息地[1]。河流廊道的寬度和連通性對于生物多樣性是至關(guān)重要的，廊道寬度大小與廊道生態(tài)功能發(fā)揮的優(yōu)劣密切相關(guān)，因為物種沿廊道和穿越廊道的遷移效率直接與其相聯(lián)系[2]。從生態(tài)功能角度出發(fā)，廊道越寬越好，且寬度越大，環(huán)境的異質(zhì)性越強。連接度高有利于減小種群的遷徙、覓食、交換所受的阻力，增大物種豐富程度[3]。根據(jù)相關(guān)研究成果，河流廊道適宜寬度見表1。

表1 河流廊道適宜寬度

河流生物多樣性的構(gòu)成包括植物、底棲及無脊椎動物、兩棲爬行類、魚類、昆蟲、鳥類等[4]，在現(xiàn)場調(diào)研的基礎(chǔ)上，設(shè)計方案中分析了各類崇明本土物種的生境需要，確定河流廊道的寬度。結(jié)合現(xiàn)場用地情況，通過林水復(fù)合、田水復(fù)合的形式，將河流廊道的寬度拓展至30～60 m，在現(xiàn)狀為魚塘的北段，河流廊道寬度拓寬至100～200 m，并對生物棲息地進(jìn)行專題設(shè)計。

本次設(shè)計將提升河流廊道的生物多樣性作為設(shè)計方案的核心，力求將四滧港打造成為會隨著季節(jié)變化，棲息著小鳥、青蛙、昆蟲等各種生物，充滿自然氣息的河流。

3.1.1 綠色植物

綠色植物作為生產(chǎn)者，是許多動物的食物來源，鄉(xiāng)土植物群落的穩(wěn)定及多樣化直接關(guān)系到動物群落的穩(wěn)定與多樣化。通過植物的合理配置，可提供許多微生物及動物的棲息、生存、繁衍空間。植物通過水土保持可改善小氣候，提高河流自凈能力，改善動物生境。

在河道設(shè)計中，植物的選擇以崇明區(qū)鄉(xiāng)土植物為主，除了供人觀賞的景觀類植物，同時也考慮其他生物的食源植物及便于昆蟲傳粉的野花等。崇明區(qū)鄉(xiāng)土植物資源見表2。

表2 崇明區(qū)鄉(xiāng)土植物資源

3.1.2 底棲及無脊椎動物

底棲及無脊椎動物多取食水草或有機碎屑，其生境要求較簡單，崇明區(qū)的蟹類物種十分豐富，水陸交換帶是其主要的生存場所[5]，通過現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在隔絕了水土交換的硬質(zhì)護(hù)岸處，蟹類數(shù)量較少。在河道設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)盡可能避免使用硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，并留有一定寬度的水陸交換帶。底棲及無脊椎動物典型生境見圖7。

圖7 底棲及無脊椎動物典型生境Fig.7 Typical benthic and invertebrate habitats

3.1.3 兩棲爬行類

崇明區(qū)常見的兩棲爬行類動物主要為蛙類和龜類，主要棲息于濕地池塘類的環(huán)境，現(xiàn)狀河道較缺乏，在河道設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)利用河道兩岸現(xiàn)有魚塘，營造兩棲動物棲息地。兩棲爬行類動物典型生境見圖8。

圖8 兩棲爬行類動物典型生境Fig.8 Typical habitat of amphibian reptiles

3.1.4 魚 類

魚類食性較多樣，包括水草、小型浮游動物及底棲動物等。魚類的繁殖場所需要多樣的底質(zhì)及水流條件：部分魚類產(chǎn)卵附著在水草上，有些魚類需要附著在沙石灘地，有些則需要一定的流速?，F(xiàn)狀河道水流條件和底質(zhì)較單一，已整治的河道水草較缺乏。

在河道設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合地形營造一定的蜿蜒度，營造深潭、淺灘等多樣化的地形，避免單一的底質(zhì)，同時配置一定數(shù)量的水生植物。魚類典型生境見圖9。

圖9 魚類典型生境Fig.9 Typical habitat of fish

3.1.5 昆 蟲

一般昆蟲如蜻蜓、豆娘等水生昆蟲的幼蟲均營水生，其生境位于河道的水陸交界帶至淺水區(qū)，且需要一定的水生植物。

在河道設(shè)計中，可結(jié)合魚類和兩棲類棲息地一并打造，在植物的選擇上考慮一些吸引昆蟲的野花。昆蟲典型生境見圖10。

圖10 昆蟲典型生境Fig.10 Typical habitat of insects

3.1.6 鳥 類

綠色植物、底棲及無脊椎動物、兩棲爬行類、魚類、昆蟲在食物鏈中層次相對較低。鳥類在食物鏈中層級較高，從生態(tài)學(xué)上來講，高層的物種數(shù)量越多，說明底層動物越穩(wěn)定。因此，鳥類的多樣性可以視為環(huán)境生態(tài)的代表性指標(biāo)。

崇明區(qū)常見鳥類可大致分為涉禽、游禽、陸禽和鳴禽，崇明區(qū)常見鳥類對于棲息環(huán)境的要求見表3。

現(xiàn)狀河道幾乎無適合涉禽、游禽棲息的環(huán)境，未治理的河段有少量蘆葦?shù)?，但面積較小，分布零散。在以往的河道設(shè)計中，未考慮到鳥類的生境需求，在泥灘地和淺水區(qū)大量種植水生植物，導(dǎo)致很多鳥類缺少覓食場所。在本次河道設(shè)計中，擬結(jié)合現(xiàn)狀地形設(shè)置鳥類棲息節(jié)點，沿線在水面附近布設(shè)樹樁、棲木、塊石，保留部分枯樹，營造適合鳥類暫棲覓食的微型生境[6]。崇明區(qū)常見鳥類典型生境見圖11～13。

表3 崇明區(qū)常見鳥類對于棲息環(huán)境的要求

圖11 涉禽典型生境Fig.11 Typical habitat of wading birds

圖12 游禽典型生境Fig.12 Typical habitat of swimming birds

圖13 陸禽和鳴禽典型生境Fig.13 Typical habitats for land birds and songbirds

3.2 河道設(shè)計藍(lán)線、綠線應(yīng)盡可能減少動拆遷

通過水利計算，在滿足除澇、水面率、通航等基本功能前提下，結(jié)合周邊場地情況，以及城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃，調(diào)整河道藍(lán)線及綠線形態(tài)，盡可能減少拆遷，同時將河道水系引入周邊建設(shè)用地內(nèi)部，形成滲透狀水網(wǎng)，使用地與水產(chǎn)生親密關(guān)系，提升城市景觀品質(zhì)。

3.3 河道形態(tài)應(yīng)盡可能多樣

根據(jù)河道周邊的用地情況，拆除局部河段現(xiàn)有的硬質(zhì)護(hù)岸，擴寬水面，利用現(xiàn)有的魚塘、農(nóng)田、公益林打造田水復(fù)合、林水復(fù)合區(qū)，增加河岸的生態(tài)性[7]。

4 討 論

按照崇明區(qū)以往的骨干河道設(shè)計策略，河道嚴(yán)格按照規(guī)劃藍(lán)線實施，新建硬質(zhì)護(hù)岸，雖有效防止了河坡坍塌引起的水土流失，提高了防汛除澇能力，但對生態(tài)環(huán)境造成了一定的負(fù)面影響。

四滧港生態(tài)設(shè)計策略中提出：應(yīng)盡可能增加河流廊道的寬度，通過藍(lán)線調(diào)整、田水復(fù)合、林水復(fù)合增加景觀的異質(zhì)性，對河流廊道內(nèi)的各類生物生境進(jìn)行針對性的設(shè)計，以提升河流廊道的生物多樣性。較以往的骨干河道設(shè)計策略，在滿足河道防汛除澇安全的前提下，該生態(tài)設(shè)計策略更符合當(dāng)前崇明區(qū)世界級生態(tài)島的高標(biāo)準(zhǔn)要求，但是卻增加了河流廊道的寬度、田水復(fù)合、林水復(fù)合等措施，較以往骨干河道設(shè)計策略所需占地面積更多。

四滧港生態(tài)設(shè)計策略中生物多樣性分析來源于初步棲息地考察。后續(xù)應(yīng)設(shè)置樣線針對性進(jìn)行生物多樣性調(diào)查，通過調(diào)查數(shù)據(jù)，可進(jìn)行區(qū)域野生動物資源評價及棲息地質(zhì)量評價，定量分析影響野生動物多樣性的環(huán)境因子，進(jìn)而提出詳細(xì)的棲息地保護(hù)與改造建議。

5 結(jié) 論

四滧港作為崇明區(qū)區(qū)級生態(tài)走廊，因周邊居民企業(yè)建設(shè)等用地較多，農(nóng)田、大棚等人為干擾因素較多，現(xiàn)有公益林林種單一等，河道現(xiàn)狀無法滿足防汛除澇要求，也無法滿足世界級生態(tài)島中區(qū)級生態(tài)走廊強調(diào)景觀和生物多樣性、森林覆蓋率達(dá)到50%以上、控制建設(shè)用地在10%以下的要求。

按照以往的骨干河道設(shè)計策略，河道嚴(yán)格按照規(guī)劃藍(lán)線實施，可解決河道防汛除澇安全問題，但涉及到的動拆遷量比較大，且對河道的生物多樣性未予考慮，無法滿足世界級生態(tài)島中區(qū)級生態(tài)走廊強調(diào)景觀和生物多樣性的要求。

(1) 針對現(xiàn)有規(guī)劃藍(lán)線涉及大量拆遷及河流形態(tài)單一的問題，應(yīng)對現(xiàn)有藍(lán)線進(jìn)行調(diào)整：① 減少動拆遷工程量，降低工程動拆遷投資；② 可增加河道的蜿蜒度，形成多樣化的水流條件，有利于提高生物多樣性。

(2) 針對已整治河道河流形態(tài)單一，生態(tài)性欠佳的問題，應(yīng)在藍(lán)線調(diào)整的基礎(chǔ)上，充分利用周邊農(nóng)田和林地，通過林水復(fù)合、田水復(fù)合的形式，將河流廊道的寬度拓展至30～60 m，在現(xiàn)狀為魚塘的北段，河流廊道寬度拓寬至100～200 m。

(3) 針對河流廊道生物多樣性不足的問題，應(yīng)結(jié)合河道沿線用地性質(zhì)進(jìn)行景觀生態(tài)分段設(shè)計，提高沿線景觀的異質(zhì)性，在充分調(diào)查各類物種所需要的生境的基礎(chǔ)上進(jìn)行棲息地設(shè)計。在綠色植物的選擇上，充分考慮鄉(xiāng)土植物并進(jìn)行合理混種，除了供人觀賞的景觀類植物，同時也考慮其他生物的食源植物。對于底棲及無脊椎動物，應(yīng)拆除現(xiàn)有硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，采用生態(tài)護(hù)岸，恢復(fù)其水陸交換帶的棲息環(huán)境。對于兩棲爬行類動物和魚類，應(yīng)將周邊坑塘水體進(jìn)行水系連通，營造小型濕地、深潭、淺灘等多樣化的地形，提供多樣化的底質(zhì)及水流條件。對于昆蟲，應(yīng)充分考慮種植便于昆蟲傳粉的水生植物和野花作為食源植物。對于鳥類，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀地形設(shè)置鳥類棲息節(jié)點，以滿足崇明常見涉禽、游禽、陸禽和鳴禽的棲息環(huán)境，沿線在水面附近布設(shè)樹樁、棲木、塊石，保留部分枯樹，營造適合鳥類暫棲覓食的微型生境。

總之，崇明區(qū)骨干河道的生態(tài)設(shè)計策略應(yīng)當(dāng)將提升河流廊道的生物多樣性作為設(shè)計方案的核心，結(jié)合河道沿線用地性質(zhì)進(jìn)行景觀生態(tài)分段設(shè)計，提高沿線景觀的異質(zhì)性，建設(shè)各類生物所需要的多樣化的生境，方可將其打造成為會隨著季節(jié)變化，棲息著小鳥、青蛙、昆蟲等各種生物，充滿自然氣息的河流，助力世界級生態(tài)島建設(shè)。