武漢地區生態廊道植物群落恢復設計研究

【摘要】：生態廊道是生態系統中的重要環節，具有保護生物多樣性、過濾污染物、防止水土流失、防風固沙、調控洪水等生態服務功能的廊道類型。生態廊道主要由植被、水體等生態性結構要素構成。[1]而植物是生態廊道中重要的結構要素，植被群落是否完整、豐富，決定著生態廊道是否能正常運作。

本文以“武漢豹子溪生態廊道” 為例，通過對生態廊道中各個地塊、功能區域的植物選擇、種植方式、空間管理等方面論述，提出以恢復生態環境為前提，以滿足排洪、凈化為目標，運用彈性的、低維護的植物群落設計，探索適合武漢地區的生態廊道植物群落恢復的方法。

【關鍵詞】：生態廊道；恢復生態學；植物群落恢復；武漢地區

1、 緒論

1.1研究背景

在可持續發展思想的指導下，恢復生態學逐漸成為一門新興學科，生態廊道的生態功能、環境功能、經濟和美學功能是衡量生態廊道是否健康穩定的重要因素。生態廊道植物群落恢復的理論基礎是基于恢復生態學[2]——即根據景觀生態學原理通過一定的生物與生態學技術與方法，依據人為設定的目標使生態廊道生態系統的結構、功能和生態學潛力盡可能恢復到原有或更高的水平。生態廊道修復通常分成四鐘策略，即廊道場地恢復、生物物種完善、景觀風貌美化、空間管理優化。

目前生態修復的重點還集中在生境恢復，景觀格局美化上，對于植物群落的作用還未充分強調，有很大的提升空間。

1.2 武漢地區生態廊道植物群落退化原因

1.2.1自然原因

武漢地區屬于我國東南季風氣候區，具有四季分明，降水充沛冬季少雪等主要氣候特點，多年平均降水1261.2mm ，降水多集中在6～8 月，占全年的41%；夏季降水有很大一部分是以強降水的形式出現，往往在局部地段形成突發性洪水、造成水土流失。同時基地內沒有自然河道，水源主要為天然降雨，周圍雨水管網排入的中水，武漢市年平均蒸發量為1447.9mm，到了夏季局部池塘水體干涸，使得周邊水生植物退化。

1.2.2人為原因

武漢地區生態廊道遭遇的最大的威脅是因城市大規模建設，未經管理而隨意堆放在綠色廊道的大量渣土。這些渣土對自然的生態地貌將產生巨大威脅——堵塞原有河道，覆蓋自然丘陵上的植被，在濕地周圍堆砌成盆地，將原有濕地分割成一塊塊孤立的斑塊。

其次周邊城市的大量中水及雨水也通過雨水管大量排放進生態廊道，對水質造成一定的污染。

2 、退化的生態廊道植物群落修復技術研究

2.2.1現狀植物的保留及疏理

（1）植物群落修復的第一設計原則是盡可能保留經現場原生態的植物。

在開展植物設計之前應該全面調研場地中現有植物群落的分布情況，結合GIS、遙感影像、衛星照片、現場踏勘等手段，以保留原場地的生鏡為原則，將地形、現有植物、及具有景觀價值的農作區予以保留。

（2）選定廊道中較完整的植物群落，做總體保留。

在生態廊道內選擇原生植被茂密繁盛，鳥類、昆蟲種群非常豐富區域進行封閉管理，禁止游人進入，形成物種核心區。同時深入現場調查生物種類，對鳥類、魚類、昆蟲類都進行系統的調查。根據各種生物的習性為其設計水域及陸生環境。營造水深在0.3m-1m左右的開闊水面，并復育水生植物、沉水植物和浮水植物等，并為鳥類及魚類提供適宜憩息覓食的植物群落環境。

2.2.2修復破損場地，營造生境

對于遭到破壞或堆放渣土的環境，首先需要修復被破壞的地形。陡峭的山地具有滑坡安全隱患，可以通過ARC-GIS軟件分析現場坡比，放緩至理想的坡度——一般可以滿足種植的坡度需要>1：3，再分層鋪設種植土，形成舒緩的可種植地形

以營造生境為目標進行種植設計，是植被恢復工程的捷徑。良好的生境也意味著多樣的植物種類、自然的群落式種植，這些均對植物群落的設計提供了參考。植物群落中應用蜜源型、多花粉、漿果類植物提供了昆蟲和鳥類的覓食地，不同樹形的樹木、灌木等能滿足鳥類、濕地動物必要的棲息環境，如鳥類筑巢的場所、青蛙越冬的場所。以營造生境為目標的植物群落恢復是雨水濕地的重要生態目標。[3]如：桑樹、紫荊、樸樹、南天竹、火棘等植物。

2.2.3水生植物凈化技術研究

水生植物是水岸生態系統的重要的一環，是食物鏈中的初級營養級。供養著整個水岸系統。同時起到凈化水質、固土護坡、場所棲息的租用。水生植物的喪失使濱水岸線退化，導致浮游藻類的大量生長；而良好的水生植被可使濱水空間保持清新的水質和較低營養水平。國內外已廣泛開展利用水生植物凈化水體的研究，并取得了一些成功。[2]

濕地植物的運用，能最大限度的凈化水體，保證水質。在調蓄水的過程中，還能保證植物正常生長，營造水上花園、濕地草灘、濕地森林等多樣濕地植物景觀。

1）水體凈化——在保留原有水渠灌木叢基礎上，近岸種植水蔥、香蒲等水生植物，水中種植金魚藻、眼子菜等沉水植物，營造濕地草灘植物景觀。

2）水上花園——在水面上利用生態浮島種植多種觀花植物，如千屈菜、黃菖蒲、旱傘草、美人蕉、香蒲等，既能凈化水體，又能形成水上花園景觀。

3）濕地森林——盡可能廊道中的耐水濕樹種.如水杉、柳樹林形成天然的濕地森林景觀。

2.2.4因地而宜，局部區域采用先鋒樹種、再補種頂層喬木逐步演替。

生態廊道的自然修復需要幾年甚至幾十年的時間。為盡可能快的形成生物棲息地，建議大面積的種植區域考慮速生樹種，打造初級的植物風貌。 建議選用耐水濕而速生的先鋒喬木有目的地營造河灘、堤岸、濕地周邊防護林。多種松科針葉樹和水杉可作為主要造林樹種，落葉闊葉樹種如楓楊、構樹、垂柳、無花果等，也容易造林成功。除栽種較大規格的實生苗外， 還可以扦插繁殖水杉、垂柳等喬木，植于水邊潮濕之地，可以迅速形成水岸邊的群落，塑造林冠線，同時也起到防護林帶的作用。退化生態系統的恢復過程中植物物種的更替帶來了群落組成結構的變化。隨著演替的進程，群落的科、屬、種均呈現較明顯的增長趨勢，再補種頂層喬木，群落的物種多樣性和復雜性在演替進程中都得到了很好的恢復。[3]

3 、武漢豹子溪生態廊道景觀風光帶工程植物修復設計

3.1項目概況

武漢豹子溪生態廊道景觀風光帶位于武漢市光谷中心區域，場地總面積136公頃，總長度5090米。

3.2現狀植物分析

3.2.1基址北側植物種群豐富，品種有香樟、銀杏、紅楓、南天竹等。

3.2.2高新大道到高新二路段植被機理良好，現有香樟、馬尾松、梧桐、楓香、苦楝、構樹、針葉樹等樹種以及茶園梯田地形機理。

3.2.3高新二路以南基址現狀植被較少，以荒草地為主且部分由于堆土原因幾無植物，黃土裸露。

圖2豹子溪生態廊道現狀植物b

3.3種植形式分析

根據場地的現狀植物、地形地貌、水位情況以及場地邊界景觀需求，將植物種植形式分為五種功能形式：城市界面種植形式、生態密林種植形式、花田和茶田種植形式、疏林草地種植形式、河灘植物種植形式。

圖3 植物種植形式分析

3.3.1城市界面區種植形式

沿主要市政道路的種植專項以通透明快為特色，以開花喬木為主，搭配色葉樹種，營造連續以及特色鮮明的景觀綠色界面；在道路外側設置植草溝，種植濕生植物，起到雨水收集的作用。

① 上木植物選擇：

骨干樹種——櫸樹、香樟、桑樹、椿樹等。

特色樹種——櫻花、梅花、海棠、桃花、香柚樹、落羽杉、五角楓、楓香、無患子、烏桕等。

②下木植物選擇：

植物品種選擇重點突出展現田園般的鄉土氣息。

1）草灌木：木芙蓉、香桃木、墨西哥羽毛草、狼尾草、石蒜、油菜等。

2）濕生植物：蘆葦、蒲葦、矮蒲葦、美人蕉、黃菖蒲、千屈菜、花葉蘆竹、香蒲等

3.3.2生態密林區種植形式

場地保留了一些長勢良好的濕地植物，但存大量周邊工地傾倒進來的渣土，堆砌成不規則的地形，建議引用先鋒樹種，形成初級階段的密林，修復場地的生態環境，等到下一階段演替期，再補種頂層喬木，引種鳥嗜類的樹種，豐富群落層次。另一方面在雨洪河道兩側種植地被植物，可以固土作用防止水土流失。

② 上木植物選擇：

先鋒樹種——楓楊、構樹、垂柳、無花果、水杉、垂柳、馬尾松、桑樹等。

頂層樹種——香樟、椿樹、復羽葉欒樹、枇杷、柿樹、枸杞、火炬樹等。

②下木植物選擇：

1）草灌木：石楠、十大功勞、南天竹、火棘、紫穗狼尾草。

3.3.3花田和茶田區種植形式

以保留的茶園為基底，借助現狀地形的梯田式造型，提高和改造原有茶園景觀，種植具有鄉土氣息的植物，形成具有一定規模的山林觀光區；在濱水廣場以及入口廣場處設置小面積的花田，花田植物選擇低養護品種。

3.3.4疏林草地區種植形式

在密林周圍、廣場周圍、緩坡入水、園區入口處留出一定的草坪空間，其上點綴高大喬木以及花灌木，營造開敞以及半開敞的活動空間。

① 上木植物選擇：

骨干樹種——香樟、復羽葉欒樹、懸鈴木、馬尾松、椿樹等。

特色樹種——四季桂、海棠、石榴、枇杷、二喬玉蘭、無患子、烏桕、紅楓、金絲垂柳、黃金間碧玉竹、銀杏等。

① 下木植物選擇：

1） 灌木：南天竹、大花金雞菊、紅花酢漿草、鳶尾、迎春、紫嬌花、千鳥草等。

3.3.5河灘區植物種植形式

植物選擇以濕生和水生植物為主，以水質凈化為主要目的，沿市政道路種植低矮的灌草種植帶，起到雨水排放的初級過濾作用。沿水系種植挺水、浮水、沉水植物凈化水質，水上做生態浮島，多管齊下保證水質凈化的最大化。

① 上木植物選擇：

骨干樹種——楊樹、構樹、苦楝、香樟、柳樹、水杉等。

觀枝葉：落羽杉、楓香、無患子、紅楓、香椿、金絲垂柳、榆樹等。

② 下木植物選擇：

1）草灌木 ：木芙蓉、香桃木、墨西哥羽毛草、狼尾草、石蒜、萱草、十大功勞等。

2）濕生植物：蒲葦、矮蒲葦、美人蕉、千屈菜、花葉蘆竹、水蔥、香蒲、金魚藻、眼子菜等。

4 、植物群落恢復設計研究總結

我國關于退化生態廊道物群落生態修復技術研究，尚處于淺層次的分析，而缺少長期跟蹤的基礎數據研究。目前生態學者及景觀設計師面臨的重要任務和挑戰是如何通過定量的、集成的技術研究，確定恢復廊道的生境 （如地形、群落、水文等），分析場地現狀條件與污染性質，評價導致生態系統退化的自然因素與人為因素，提出廊道恢復生態學理念，探索退化生態廊道植物群落生態修復系統策略。

通過文本的分析，生態廊道植物群落生態修復系統策略，可以從以下方面展開深入研究：

4.1通過單一體系向多元系統的變革，實現生態系統的恢復與完善。

充分利用現有生態資源，通過植被保護、水體活化等設計手段，恢復并完善區域生態體系。

4.2通過單層綠化向多層群落的提升，實現植被群落的補充與提升。

利用鄉土樹種的優勢，構建綠色優先、生態穩定的植物群落，保證區域的高綠視率和高綠化覆蓋率。

4.3通過單一場地向多類體驗的優化，實現生態廊道的貫穿與美化。

以合理選擇樹種為基礎，通過色葉、觀花喬木的合理配置，打造四季變化的林蔭綠道，兼顧游憩空間的舒適與美觀。

4.4通過單元經濟向多元效益的轉變，實現綠色效益的展現與循環。

關注廊道的生態效益及社會效益，增加地塊價值，引導人們關注生態環境。

當前中國城市化進程發展迅速，出現大量建設工程對自然環境的侵蝕現象，生態廊道遭到嚴重破壞。通過合理選擇、布局植物群落，利用速生與慢生植物相結合、低養護管理等、合理管理廊道群落空間，使得生態廊道逐漸恢復排洪，生物棲息地等功能。武漢豹子溪生態廊道景觀風光帶通過系統、科學、多樣的手法對植物群落進行了系統性的恢復規劃設計，力爭創建健康、完整、低維護的生態系統。

【參考文獻】：

[1] 百度. 生態廊道[EB/OL].https：//baike.baidu.com/item/生態廊道/，2018-03-08

[2] 張飲江，金晶，董悅，方淑波，段婷，翟斯凡，陳立婧，張曼曼. 退化濱水景觀帶植物群落生態修復技術研究進展 [J]. 生態環境學報，上海：2018-03-08

[3] 牛銅鋼. 北京地區雨水濕地植被恢復設計研究——以中關村公園為例[J]. 西部人居環境學刊， 2017， 32（02）

[4] 葉鐸.大明山自然保護區常綠闊葉林演替序列群落特征及動態研究[D]. 廣西：廣西大學，2007-06-03

作者簡介：吳天煜，1981生，景觀工程師，上海市政工程設計研究總院——景觀規劃設計研究院綜合所所長。主要從事園林景觀設計及管理工作。