遼河保護區生態示范區設計方法與典型案例研究

劉曉玲,段亮,宋永會*,王健,張臨絨

1.中國環境科學研究院，環境基準與風險評估國家重點實驗室，北京 100012

2.中國環境科學研究院城市水環境科技創新基地，北京 100012

遼河保護區屬水資源匱乏地區，多年人均地表水資源量為535 m3，僅為全國的15[1]。保護區內的中下游地區是經濟較為發達的工業集聚區和都市密集區，經過半個多世紀的建設，逐步形成了以石化、冶金、裝備制造業為核心的產業集群，成為我國重要的原材料工業和裝備制造業基地[2]。然而，高強度的經濟開發建設使遼河保護區水污染嚴重，近年來綜合污染指數高居不下[3]。受遼河入海帶入陸源污染的影響，盤錦區域近岸海域海水污染嚴重，功能區達標率低[4]。此外，保護區內大面積圍墾河流洪泛區、河灘等重要濕地，嚴重破壞了物種的生存棲息地，使生物多樣性保護面臨嚴峻挑戰，并導致了遼河生態系統的退化。

生態示范區的設計與建設是解決當前遼河保護區面臨的各種錯綜復雜生態環境問題的有效綜合途徑[5-6]，亦是實施可持續發展戰略的重要舉措[7-8]，其在促進遼河保護區生態良性循環[9-10]、經濟社會健康持續發展方面可發揮積極作用[11-12]，是維持遼河保護區生活、生產和生態和諧健康發展的關鍵途徑[13]。筆者根據遼河保護區內自然生態環境現狀和特點、資源環境承載能力、現有的開發密度和發展潛力，采用自然環境系統分析、生態環境敏感性評價和生態系統服務功能等評價方法將遼河保護區設計成不同的主體功能區，以亮子河河口生態示范區、公河河口(三河下拉)生態示范區、鐵嶺市銀州區生態示范區、巨流河生態示范區和馬虎山生態示范區為典型案例，分別研究了主體功能不同的生態示范區的設計方案，以供其他生態示范區的建設與發展借鑒。

1 設計方案

1.1 設計理念和目標

遼河保護區生態示范區遵循“人水相親、自然和諧”的設計理念，以科學發展觀為指導，落實“讓江河湖泊休養生息”的國家戰略。生態示范區的設計以改善并維護遼河保護區重要生態功能，實施可持續發展戰略和保障社會經濟可持續發展為目標，通過調整區域內社會經濟布局和優化產業結構，理順示范區生產、生活和生態之間的關系，促進人與自然和諧發展，將遼河保護區打造成“生態廊道、綠色廊道、人文廊道、和諧廊道”生態產業帶[14-15]。

1.2 設計方法

結合遼河保護區的自然、經濟和社會文化屬性，根據遼河保護區內自然生態環境現狀和特點、資源環境承載能力、現有的開發密度和發展潛力，綜合考慮資源豐度、環境容量、生態環境敏感性、生態系統服務功能重要性、土地資源開發強度、水資源開發強度、資源環境壓力、區位條件、發展基礎和發展趨勢等主要指標，運用生態學、生態經濟學和循環經濟原理，堅持經濟發展與自然資源、生態環境相協調的原理，對遼河保護區內的生態示范區進行科學設計。

1.3 主體功能區劃與典型案例

針對遼河保護區重點生態環境問題，在對保護區進行自然環境系統分析、生態環境敏感性評價和生態系統服務功能評價基礎上，將遼河保護區設計為污染阻控與水環境改善、生態高值農業與新農村建設、人居環境改善與河流城市景觀建設、濕地公園與區域性休閑旅游度假和生態恢復與生態功能提高5類主體功能區。5類主體功能區的特點、建設項目和總面積見表1。在分析遼河保護區內生態示范區各自特點的基礎上，得出亮子河河口生態示范區、公河河口(三河下拉)生態示范區、鐵嶺市銀州區生態示范區、巨流河生態示范區和馬虎山生態示范區為5類主體功能區中較為典型的案例。

2 典型生態示范區的設計

2.1 亮子河河口生態示范區

亮子河河口生態示范區位于開原市慶云堡鎮，設計以污染阻控與水環境改善為重點，總面積為7.07 km2。其中，濕地、生態恢復、生態農業、橡膠壩灘地公園、新農村和生態防護林建設面積分別為0.91、3.10、1.82、0.56、0.62和0.06 km2，主要建設內容見表2。

濕地建設中的植物選擇以凈化能力強、景觀效果好的挺水植物為主，可降低保護區內流入遼河的污染負荷，對保護區內村莊的生活污水進行深度處理，達到減少遼河污染負荷并兼顧景觀的效果。濕地建設主要包括沉淀池、自由表面流濕地系統和高效復合濕地系統。其中，沉淀池用于污水的一級處理，水深1.5～2.0 m，可起到沉淀作用，并保護后續復合濕地；自由表面流濕地水深0.1～0.4 m，可對入水中攜帶的飄浮物進行植物攔截，減少進入復合潛流濕地中的懸浮物量，防止堵塞并延長復合潛流濕地使用壽命；高效復合濕地接在自由表面流濕地的后面，用于對污水的二級、三級處理，是處理高負荷污水的核心部分，介質深度0.7～0.8 m，可選用碎石、爐渣等材料。

通過生態疏浚清除含高營養鹽的表表1 遼河保護區的主體功能區劃Table 1 Main-functional zones in Liaohe Conservation Area

表2 亮子河河口生態示范區主要建設內容Table 2 Construction item of Liangzihe estuaries ecological demonstration area

在生態恢復區建設項目中，底泥生態疏浚區域選擇在河口處接納開源市污水的主要區域或農村生活污水排放區，層沉積物，包括沉積在底泥表面的懸浮半懸浮狀、由營養鹽形成的絮狀膠體，以及休眠狀態的活體藻類或藻類殘骸動植物殘體等。在濱河濕地保護帶建設工程中，將濱河地勢低洼、易澇、經濟效益不高的農田、魚塘等恢復為濕地，通過種植蘆葦、香蒲、蓮藕等植物，建設人工濕地生態系統，有效阻滯、截留地表徑流攜帶的懸浮物降解氮磷營養物和其他有機物，從遷移、轉化途徑上控制陸域地表徑流或潛流營養物入河。而在河流濱岸水生植物恢復工程中，在水深小于0.8 m的水域種植蘆葦及蓮藕等觀賞性漂浮植物，發揮物理阻滯作用，降低沉積物的再懸浮，并大量吸收水體和沉積物中的營養鹽；構建不同生態類型水生植被，形成相互交錯結構的植被群落，達到去除上游水中氮磷，凈化水質目的。圍繞“南護水源、中建綠洲、北治風沙”的戰略方針，配置涵養水源、保持水土、防風固沙等生態治理的林草措施、工程措施，形成綜合防治體系。篩選速生、高產和抗逆性強的鄉土樹種，搭配適量的棗、杏、核桃等經濟型樹種，通過林農、林草、林藥、林果等多種形式的立體復合栽培措施，構建帶、片、網相結合的多層次、多方位的生態經濟型防護林體系。

通過有機特色蔬菜生產基地和生態農業立體種植區的建設，發展以有機蔬菜種植為主的綠色食品生產園區和以瓜類、果樹為主的生態農業立體種植區，創建綠色蔬菜、綠色瓜果品牌，實現生態農業建設。在哈大高鐵二號橡膠壩建立灘地公園，廣場內設各種餐飲、服務、觀光于一體的綜合性服務設施，主要建設標志性建筑物、停車場、餐飲區、廣場內綠化(草坪、灌木、喬木)；在濱河兩岸建立寬20 m的景觀綠化帶，形成濱河大道景觀，草坪、灌木、喬木選用一些觀賞植物，距河岸10 m處修建磚鋪路，路兩旁建立運動休閑區。在村莊重點開展改水、改廁、改路、改灶、改造住房工程，建設垃圾填埋場、生態小公園、禽畜飼養欄、娛樂設施等項目；開展人畜分離、疏通溝渠、污水處理、垃圾填埋、清潔引水、村道硬底、整潔美化等工程，全面提高居住環境質量，改變人居環境，實現新農村建設。

2.2 公河河口(三河下拉)生態示范區

公河河口(三河下拉)生態示范區位于康平縣郝官屯鎮，設計以生態高值農業與新農村建設為重點，總面積為12.20 km2。其中，生態農業面積3.90 km2；新農村建設工程面積0.28 km2，主要在何家屯、老山頭和孟家窩堡村開展；濕地建設項目面積1.18 km2；生態防護林建設面積0.16 km2；生態恢復區面積6.68 km2。公河河口(三河下拉)生態示范區主要建設項目見表3。

表3 公河河口(三河下拉)生態示范區主要建設內容Table 3 Construction item of Gonghe estuaries ecological demonstration area

在新農村建設項目中，從整治村內環境、道路建設和能源改進等基礎方面入手，體現道路硬化、白天凈化、夜晚亮化、村莊綠化、環境美化等新亮點。在村內環境整治工程中，在每家每戶的房前屋后修建水泥明溝收集雨水，集中排放到池塘，改善過去村莊內氣味難聞、污水橫流的現象。在鎮(鄉)級道路建設工程，以現有道路為基礎，完成路基改造、黑色路面、路邊溝及橋涵等公路配套設施建設。公路兩側綠化林帶結構實行針闊混交，常綠落葉樹混交，喬、灌、草合理配置，提升景觀效果，可選擇的喬木有油松、垂柳、刺槐等，適宜的灌木有丁香、繡線菊、紅瑞木等。設計農村新能源建設工程，農村新建房建成太陽能多能互補采暖房(太陽房)，以戶為單位安裝太陽能采暖器及太陽能熱水器，解決村內冬季取暖用能和居民洗浴問題。在何家村屯修建秸稈氣化站一座，采取集中供氣方式，解決村內居民炊事用能問題。

在何家屯和孟家窩堡，從優勢產業入手大力發展現代生態農業，建設現代化設施農業工程，發展以日光溫室產業為主的設施農業，以工廠化方式生產有機蔬菜、有機水果和花卉。在何家屯和孟家窩堡分別建設0.9和0.4 km2有機特色蔬菜生產示范基地，用于新品種引繁、試驗、示范，提供項目區內的大田或保護地用種，開發營養保健菜、特種菜等。設計休閑觀光農業產業工程，在河口東側的西沙坨子村沿遼河左岸大堤建設0.7 km2溫室和露地果園，采摘果園可以春季賞花、夏秋季摘果。建設灘地種植結構調整試驗工程，在生態示范區灘地內，引導傳統農業向生態農業過度，以牧草代替農作物，重點發展苜蓿、黑麥、無芒雀麥、披堿草等麥草品種，通過引種試驗和綜合評價篩選出適宜北方地區種植的、具有較高經濟及飼用價值的牧草品種。

根據濕地專項設計，建立人工濕地，分為主入口、水生植物區、經濟作物區、灌木區、闊葉林區等，以達到削減入河污染負荷，增強水體自凈能力，改善河流水質作用及水源涵養、調洪蓄洪、景觀多樣性等作用。水文調控方式為枯水期保證人工濕地最低水位為0.5 m，豐水期保證人工濕地最高深度為0.8 m。水生植物區分為挺水植物區、浮水植物區，種植蘆葦、香蒲、菖蒲、狼尾草、睡蓮等植物，種植密度15～20株m2。經濟作物區面積種植苜蓿、草木犀等。以現有基層河道管理機構人員、站房為基礎建立巡護站，增加必要的觀測設施，形成保護區日常巡護管理與生態綜合監(觀)測網絡。此外，設計生態防護林建設項目。在河口周圍的壩基上營造喬、灌、草結合的防護林帶，林帶按主帶5～7行，寬10～14 m，副帶3～5行，寬6～10 m的標準，可選擇油松、銀杏、紅楓等樹種，建設河岸帶外圍生態防護林帶，總造林長度8.5 km。

2.3 鐵嶺市銀州區生態示范區

鐵嶺市銀州區生態示范區位于鐵嶺縣鎮西堡鎮，設計以人居環境改善與河流城市景觀建設為重點，總面積為11.47 km2。其中，新農村、生態旅游、生態農業、防護林和濕地建設面積分別為1.56、3.71、5.31、0.08和0.81 km2，主要建設項目如表4所示。

表4 鐵嶺市銀州區生態示范區主要建設內容Table 4 Construction item Yinzhou district ecological demonstration area of Tieling city

在新農村建設項目中，村落總設計主要考慮民居建筑單體、街道、綠地、基礎設施，公共活動區及公共設施等的布局。房屋保持原有基本樣式，住宅占地平均每戶150 m2，集中布局，提供2～3種可供選擇的戶型，修建村落中心小廣場，作為村民公共活動中心區。選擇條件合適的村、組或農村居住點，將畜禽糞便和生活污水通過沼氣池發酵產生沼氣供農戶燃燒，把生態家園建設作為生態村和生態鎮建設的基礎。

根據實地調查，銀川區及周邊地區旅游資源豐富，有慈清寺、銀岡書院、鐵嶺白塔、龍首山、鐵嶺博物館、秀峰塔等。以銀州區旅游景區為主線，大力倡導綠色旅游和自然旅游，推動銀川區生態旅游示范區建設；依托現有條件，對龍首山、銀岡書院等景觀進行重新布局，在慈清寺、白塔等古跡遺址周邊建設護欄、鋪設仿古地磚、修建觀賞通道；在龍首山旅游區新修建大門和消防通道，改建、修繕原有廟宇群，設立保護標志碑，提示群眾自覺保護文物；建設銀州區新型景區，為中小學生及市民提供愛國主義教育示范基地。

在生態農業建設項目中，在基本保留現有耕地的前提下，努力提高單產，以種植水稻、玉米為主，擴大蔬菜的種植面積。在保留現有樹種基礎上，適當增加果糧兼作，林糧兼作和速生用材林的種植。按居民生產生活習慣，適當發展豬、禽、魚的養殖。

2.4 巨流河生態示范區

巨流河生態示范區位于新民市興隆堡鎮，設計以濕地公園與區域性休閑旅游度假為重點，結合橡膠壩灘地公園建設、新農村建設、生態農業建設、生態恢復建設等項目。示范區設計總面積23.35 km2，在巨流河村、頓家窩堡村開展2.16 km2新農村建設，在干流兩岸500 m建設1.72 km2生態恢復區，在巨流河橡膠壩建設0.57 km2灘地公園。同時，生態農業和濕地及防護林等生態恢復建設面積分別為5.45和13.45 km2。示范區主要建設項目見表5。

橡膠壩灘地公園建設項目包括橡膠攔河壩廣場建設工程和濱河公園建設工程。在橡膠攔河壩廣場建設工程中，設計在攔河壩附近建立3 000 m2的主題廣場，設置各種餐飲、服務、觀光于一體的綜合性服務設施，建設標志性建筑物、停車場和餐飲區，進行廣場綠化。而在濱河公園建設工程中通過貫通現有坑塘新增蓄水面積0.46 km2，蓄水量115萬m3，選用觀賞植物在濱河兩岸建立20 m的景觀綠化帶，草坪、灌木、喬木等不同綠地相互結合(表6)。距河岸10 m處修建磚鋪路，路兩旁建立運動休閑區、垂釣區和泛舟區等。

表5 巨流河生態示范區建設項目Table 5 Construction item of Juliuhe ecological demonstration area

表6 濱河公園建設主要植物材料Table 6 Main plant types adopted in the riverfront part construction

通過在楊家窩堡、頓家窩堡村增設農村基礎設施，進行農村綠化等，建設巨流河社會主義新農村。農村基礎設施建設工程具體設計為舊房加大改水、改廁力度，普及農村衛生廁所；在村莊周邊修建生活垃圾集中回收池，定期將不可利用的垃圾集中收集后送至垃圾處理場進行處理。農村綠化工程建設則環繞楊家窩堡、頓家窩堡村的綠化林，同時進行村莊街道綠化以及村莊周圍荒地綠化，在村莊內的空隙地、庭院、宅旁等處開展綠化工程，使村堡綠化率達45%以上。

設計生態農業建設項目，開發“果-糧”和“果-菜”等立體農業模式。利用大扁杏、蘋果、梨等果樹與經濟作物混作，果樹株行距為4 m×6 m，經濟作物主要是蓖麻、油菜、花生、西瓜、芝麻等，形成“果-糧”立體農業模式。“果-菜”立體農業模式設計要求果樹株行距為3 m×5 m，蔬菜主要選擇是土豆、白菜、辣椒、蘿卜等。

生態恢復建設項目的設計包括河岸植被生態恢復工程和濕地生態恢復工程。為改善河流水質，保障堤岸穩定，防止河灘地沙化，促進河流健康發展，開展濕地的水生植物種植、原有林木保護等項目，實現巨流河流域生態良性循環，重點培植蘆葦、菖蒲、水蔥、睡蓮等耐污性水生植物，進行水生態修復。綜合考慮景觀的美化、系統凈化能力，恢復河岸廊道植被，建立水體岸邊生物緩沖帶。根據濕地專項設計，利用牛軛湖的原始廢棄河道隔離牛軛湖自然濕地區，在新河道一側布置進水和回水渠道，對牛軛湖區域下界面進行適當的坡度修整。利用河道蓄水工程的橡膠壩抬升水位向牛軛湖區灌水，形成穩定的生態水面，并根據需要設置一些小型設施，為各種生物提供棲息場所和遷徙通道。

2.5 馬虎山生態示范區

馬虎山生態示范區位于新民市陶家屯鄉，設計以生態恢復與生態功能提高為重點，結合濕地建設、生態農業建設、新農村建設、橡膠壩灘地公園建設等項目，示范區設計總面積7.92 km2。其中，在干流兩岸500 m處建設生態恢復區面積為3.42 km2，濕地建設項目面積為0.27 km2，生態農業立體種植區面積為2.46 km2，在烏爾漢村開展面積為0.42 km2的新農村建設，村子南部建設1.35 km2馬虎山橡膠壩灘地公園。馬虎山生態示范區主要建設內容見表7。

表7 馬虎山生態示范區建設項目Table 7 Construction item of Mahusan ecological demonstration area

根據濕地專項設計，利用蘆葦、茭草等具有物理阻滯作用的水生植被，降低沉積物的再懸浮，并大量吸收水體和沉積物中的養分元素。在福德店濕地建設項目實施過程中，水深小于0.8 m的水域種植蘆葦、香蒲等挺水植物；對于遼河泥質部分的河床和河岸可采用天然植物措施，常水位以下配置沉水植物，增加水下生態景觀和凈化水質功能，常水位線以下至枯水位部分從深到淺分別種植挺水植物、浮水根生植物和漂浮植物，如荷花、睡蓮、鳳眼蓮等；常水位線至洪水位線配置濕生植物如蘆葦；洪水位以上配置中生植物，如垂柳、側柏、蘋果、桃、杏等，增加河道綠量，做到喬、灌、草相結合，高、中、低相配套，形成穩定高效的自然濕地。此外，以現有基層河道管理機構人員、站房為基礎建立巡護站，增加必要的觀測設施，形成保護區日常巡護管理與生態綜合監(觀)測網絡，主要建設內容包括站房及配套措施、遠程數據傳輸設施建設，配備監測儀器設備、采樣船、車輛、通訊設備。

在生態農業建設項目中，改變傳統的農田施肥方式，實行科學施肥，提倡使用有機肥料。在濕地的外圍大力發展綠色有機農業，建立綠色大米、大豆生產基地；在水田里按一定規格挖一條60 cm寬的深溝，在溝中放養鯉魚、草魚、鯽魚、鰱魚等，壟上栽稻，建立綠色稻田-魚類立體農業模式。而在新農村建設項目中，設計在烏爾漢村重點開展改水、改廁、改路、改灶、改造住房工程，建設垃圾填埋場、生態小公園、禽畜飼養欄、娛樂設施等項目；開展人畜分離、疏通溝渠、污水處理、垃圾填埋、清潔引水、村道硬底、整潔美化等工程，全面提高居住環境質量，改變人居環境。此外，橡膠壩灘地公園建設項目設計以橡膠壩和濕地為旅游資源，建設富有特色的橡膠壩旅游觀光區和水上娛樂場所，進行廣場內綠化。在攔河壩附近建立3 300 m2的主題廣場，建設小型觀景臺。建設水上花園，水彎處種植面積0.01 km2的荷花，供游人觀賞。

3 生態示范區效益分析

3.1 經濟效益

遼河保護區建設正逢東北老工業基地振興和沈陽經濟區建設的有利時機，建立生態經濟產業帶，實現河流生態健康，優化經濟發展，到2012年，農民年人均純收入達到8 000元，部分地區達到18 000元。計劃到2015年，高標準生態示范區達20個，示范區村鎮污水處理率達70%以上，建成有機、綠色、無公害食品生產基地10個，農民年人均純收入達15 000元，部分地區達25 000元，生態示范區達到或超過國家生態縣相關標準。

3.2 生態效益

通過科學設計和有效治理，統籌遼河保護區河道治理與河流濕地恢復、環境污染控制、生態保護建設和資源合理利用，使遼河成為水質良好、生態健康、景觀優美的健康河流生態系統。在遼河保護區建立高效協調的，融治理、建設、保護、監管為一體的創新型河流綜合管理機制，從而實現“根治遼河，徹底恢復遼河生態，造福子孫后代”的根本目標，為我國治理和保護河流生態系統開創先河。通過遼河保護區生態示范區建設和管理，使遼河干流水質持續改善。初步形成河道-河岸緩沖帶-堤圍生態保護帶組成的水陸有機組合的健康河流生態系統，建立完善的河流景觀帶，河流濕地面積大幅度增加，生態調節功能顯著增強，保護區生物多樣性大幅度提高，珍稀野生動植物數量有所增加；建立起較為完善的保護區管理體系和運行機制，初步構建河流生態保護體系，使遼河保護區成為區域經濟社會發展的生態環境屏障和依托，為國家實施“讓江河湖泊休養生息”戰略提供經驗。

3.3 社會效益

通過遼河保護區生態示范區建設，城鄉居民消費觀念、環境意識、教育質量等方面有較大提高，生態文化體系逐步形成。隨著生態示范區建設的逐步推進和區域經濟發展，居民生活和文化教育水平不斷提高，社會救濟、社會福利和社會醫療等保障體系逐漸完善，城鄉二元結構基本消除，城鎮布局日趨合理。城鄉人民綜合素質、民主法制意識、文明程度得到大幅度提高，社會安定、人民幸福、法制誠信、和諧向上的新風尚可全面形成。

[1] 付玉娟,何俊仕,慕大鵬,等.遼河流域水資源可利用量分析計算[J].干旱區資源與環境,2011,25(1):107-110.

[2] 蘇丹,王彤,劉蘭嵐,等.遼河流域工業廢水污染物排放的時空變化規律研究[J].生態環境學報,2010,19(12):2953-2959.

[3] 閆百興,宋新山,閆敏華,等.遼河流域水資源演化趨勢分析[J].水土保持通報,2000,20(6):1-5.

[4] 段亮,宋永會,白琳,等.遼河保護區治理與保護技術研究[J].中國工程科學,2013,15(3):107-111.

[5] 葛大兵,吳小玲,周嚴凱.生態示范區建設規劃的理論思考[J].環境科學動態,2005(1).17-19.

[6] PIMENTAL D,WILSON C,MCCULLUM C,et al.Economic and environmental benefits of biodiversity[J].BioScience,1997,47(11):747-757.

[7] 宗浩,王成善,歐陽玉榮,等.彭州市國家級生態示范區建設的系統分析與預測[J].四川師范大學學報:自然科學版,2005,28(2):235-237.

[8] FLEISCHER A,FELSENSTEIN D.Support for rural tourism[J].Annals of Tourism Research,2000,4(4):1007-1024.

[9] MAEKENZIE A,BALL A S,VIRDEE S R.Instant Notes in Ecology[M].London: Bios Scientific Publishers,1998.

[10] 張啟權,曹惠娟,王平.溧水縣方便水庫陳墩庫區生態示范區建設思路[J].江蘇水利,2011(9):40-41.

[11] 李春玲,孫秀艷.林口縣國家級生態示范區建設灌溉定額達標解釋[J].黑龍江水利科技,2012,40(10):340.

[12] 劉國林.隆德縣溫堡流域水土保持生態示范區建設成效與經驗[J].水利建設與管理,2012(11):85-86.

[13] 葛大兵,鄒冬生,吳小玲,等.綏寧縣國家級生態示范區建設規劃探析[J].中國生態農業學報,2004,12(4):195-197.

[14] 李爽.劃區設局探索流域管理新模式:訪遼寧省遼河保護區管理局局長李忠國[J].環境保護與循環經濟,2011(4):1-3.

[15] 李忠國,穩河勢、保水質、促生態：遼河保護區生態治理實踐[J].環境工程技術學報,2013,3(6):465-471. ○