基于景感生態學理論的濕地公園規劃設計實踐
——以長垣市王家潭濕地公園為例

陸哲明,崔 戎,沈 存,趙 鳴

北京林業大學風景園林學院, 北京 100083

濕地是指天然或人造、永久或暫時之死水或流水、淡水、做成或成水沼澤地、泥炭地或水域,包括低潮時水深不超過6 m的海水區[1]。它為動植物提供獨特的生境棲息地,促進和維持物種多樣性,同時控制雨洪、調節流量、補充地下水,維持水的自然循環；與人類接觸更為密切,位于城市建成區或近郊的濕地,還具有降解污染物、降低區域熱島效應、增濕降塵維持人居環境適宜小氣候等多方面生態功能[2- 5]。保護與利用相統一,兼顧自然生態和人類活動的濕地公園,除強調生態功能外,還發揮著景觀、科普、文化等多種功能[6]。

景感生態學是以可持續發展為目標研究土地利用規劃、建設與管理,在充分應用生態學基本原理基礎上,綜合分析自然要素、物理感知、心理感知、社會經濟、過程與風險等[7],并在后期運維中引入物聯網系統[7-8],收集、整理、分析各類信息反應時間維度上場地發展是否合理,促使場地合理、有序更新,以漸善式遞進模型逐步達成可持續發展目標的理論[7]。它以生態學原理為堅實基礎,人本感知為重要因素,漸善式模型為實施路徑,物聯網系統為技術保障,可持續發展為最終目標。

1 基于景感生態學理論的濕地公園規劃設計路徑框架

綜合景感生態學[9- 12]和濕地公園規劃設計[3,13-15]相關研究,構建基于景感生態學理論的濕地公園規劃設計路徑框架：收集濕地公園所在場地的相關基礎資料,以自然水文過程構建基于“源-匯”理論的整體空間格局,同時采用集聚間有離析的理想景觀模式進行相鄰邊界的調整,整體形成分類集聚、邊緣互滲的空間格局狀態。在此空間格局基礎上,基于擴大沿岸帶理念打造濕地生境,基于生境地形塑造理念打造林地生境,并以生態位原理進行植物多樣性規劃以及盡量采用鄉土樹種進行適地適樹的配置。同時采用適度干擾原理和產景融合策略指導人類社會活動和經濟活動的介入,達成人與自然和諧共榮的同時協調環境、社會、經濟三大效益的融合發展,并以人聯網、環境聯網的狀態構建“智慧公園”信息反饋更新系統為下一輪更新升級提供數據支撐,并在一個長期的過程中形成遞進的漸善式模型(圖1)。

圖1 基于景觀生態學理論的濕地公園規劃設計路徑Fig.1 Wetland park planning and design path based on Landsenses ecology

2 規劃設計過程

2.1 項目背景

長垣市王家潭濕地公園位于河南省長垣市南蒲街道,長垣市與封丘縣之間。場地周邊多為道路、村莊、農田等,總面積436.5 hm2。西臨G45大廣高速,東臨213省道,北有園區快速路,南鄰天然文巖渠。濕地公園距長垣市中心城區約7.9 km,距長垣火車站約8.3 km,距長垣汽車站約10.8 km,距大廣高速出口約3.3 km。

長垣市王家潭濕地公園規劃用地范圍內以農田、林地、生產綠地、農村居民點、河流水面及公路用地為主。場地內近中部區域為現狀水域,水域面積32.4 hm2,由于村莊歷代不斷的圍潭造田致使潭水相較于以往已有明顯縮小。西、西北兩側分別是孔莊、甄莊兩處村莊,共占地53.4 hm2。場地北側為農田,東北側與孔莊南部有林地及部分苗木林。南部是高差6 m的堤壩斜坡,東南側是臨街商鋪,東北部有城市干道穿越,場地內零星分布多個小型建筑。

2.2 濕地公園空間格局的形成

圖2 “外源-內匯”空間格局Fig.2 Spatial pattern of “external source-internal sink”

水處理是濕地公園規劃設計的重點,雨水攔蓄、徑流管控、雨污凈化、水體涵養等是場地內水文的生態過程,而布局能與此水循環進程相適應的合理空間格局是實現該生態過程的關鍵。景觀生態學中的“源-匯”理論應用的積極意義正在于強調生態格局與自然過程之間的關系,將靜止的景觀格局和動態的生態過程耦合在一起,且在諸多領域得到了較好的應用,它為提出有效的生態空間調控和管理方法提供了較為科學的依據[16-17]。該理論中的“源”景觀是指在格局與過程研究中,那些能促進生態過程發展的景觀類型; 而“匯”景觀是那些能阻滯延緩生態過程發展的景觀類型[18],王家潭濕地公園以水文循環為切入點構建“源-匯”格局,場地內“源”景觀是指農田、建成區、坡地,“匯”景觀是指水體、林地、草地、低地。現狀格局中,“匯”景觀面積相對較小,而“匯”景觀發揮著徑流管控、水污染凈化、涵養、調蓄等重要生態功能,同時場地水面、林地由于歷代居民長期圍水造田、砍伐使得面積相比原來大為縮減,因此規劃中擴大了水域面積和林地面積,完善“匯”景觀的同時重塑歷史記憶,同時尊重現有建成區大多位于場地外側,現有主體水域位于場地較中央的現狀地脈格局,通過生態理論、歷史文脈及現狀地脈的結合總體形成“外源-內匯”的空間格局(圖2)。

圖3 分類集聚、邊緣互滲景觀模式Fig.3 Agglomeration and edge infiltration pattern

總體空間格局形成后,“源”、“匯”景觀采用整體集聚,局部散點模式,即形成集聚間有離析的理想景觀模式[19],達成分類集聚、邊緣互滲的狀態(圖3)。農田、村莊、水域、林地等同類型的景觀斑塊盡量統一布局,相對聚集的斑塊能更好地發揮相應效益,而在不同類景觀斑塊的交匯處則形成離析、互滲的交叉、融合狀態,增強生態邊緣效應的同時為游人提供豐富的視覺層次。如作為“源”斑塊的農田中,在靠近水體區增加了一些濕地水系可以有效地控制農業非點源污染形成,降低非點源污染形成的風險[20], 同時,植物、田埂、水系環繞共存的狀態即增強了鄉村景觀的視覺效果,也通過“藍”、“綠”交織互滲提升了濕地公園的空間層次,使人的實際體驗更加飽滿、豐富。在作為“源”斑塊的村莊旁結合現狀池塘規劃了多組濕地泡,此區域作為管控從村莊流向濕地地表徑流的主要方式,連串的濕地泡增強了邊緣效應,從生態角度而言,強化了此區域的凈水能力。同時濕地泡的規劃也是對在村民中口口相傳的古代當地農夫趕集時在村口小型濕地中偶遇飛升仙人這一美好傳說故事的回應,是一處生態學原理與文化記憶層面的心理感知充分結合的場所。在作為“匯”斑塊的林地中,道路、小建筑等以作業道、消防道、邊緣觀光道、管理建筑、科研建筑等形式進行適度的穿插介入,兼顧了對生態環境的低影響和建成后維養、消防及游賞的需要。在“匯”斑塊內部的林地、水體交界處也采用水中小島、林中小溪的互滲、融合模式,增大水體與土壤的物質交換面改善生態環境的同時也使水岸線的層次更加豐富、形態更為美觀。

2.3 濕地公園環境規劃

2.3.1濕地公園生境規劃

基于以上生態學理論,在進行王家潭濕地規劃時,梳理了現狀岸線形態并拓展岸線總長重構水域的平面形態與豎向結構。豎向設計方面,在場地條件合適區域均規劃了平均水深1 m左右的自然式、梯段式駁岸沿岸帶為濕地生物提供理想的水深生境。平面形態方面,追求岸線絕對長度的同時也注重提高岸線發育系數這樣的岸線相對長度,反映在濕地平面形態上即是岸線相對更加曲折,增加更多水-陸交錯的邊緣地帶,同時在中央湖區規劃湖灣,為生物多樣性打造良好的生境基底。規劃前后沿岸帶面積由原來的2.3 hm2提升為6.8 hm2,岸線發育系數由5.67提升到12.9(圖4)。同時起伏地形的塑造創造出了光照條件不同的陰、陽坡,水文條件不同的凹、凸坡,光照、水文不同的坡上與坡下等多種植物生境,衡量地形起伏程度的地形曠奧度[31-32]比現狀約提升了70%。濕地公園生境的打造不是人與自然涇渭分明的二分法,而是一片人與自然的共融區域,除了自然生境,場地周邊也存在著村莊、道路等“人類生境”,也需充分考量人類對此濕地生境的體驗。因此在岸線、地形形態的規劃上,在增強岸線曲折度和提升場地曠奧度為自然生物打造適宜生境的同時也注重人視角度的景觀優美度,為人類提供更好的體驗,如在重要節點處,在打造同側岸線、地形前后布局的層次感以及異側岸線、地形左右構成的空間感上注重人視角度的適宜性和優美性(圖5)。

圖4 沿岸帶變化Fig.4 Changes of riparian line

圖5 規劃后岸線、地形人視效果圖Fig.5 The visual rendering of riparian line and landform after planning

2.3.2植物多樣性規劃

集聚間有離析的空間格局模式和沿岸帶面積大的濕地岸線狀態及曠奧度高的陸域地形共同形成了生境多樣、邊緣交錯的生境基底。良好的生境基底為植物多樣性規劃提供了基礎,結合王家潭場地中苗圃和無序生長相結合的植物分布現狀,運用生態位原理避免配置的各植物對空間、養分的過多爭奪,植物種間互相補充,生態上形成結構合理、功能健全、種群穩定的復層群落結構,景觀上形成層次明晰、視覺優美、季相豐富的植物景觀。王家潭濕地公園中植物優勢種選用生態位寬度較寬的鄉土植物,伴生種選擇生態位寬度中等或較窄的特色植物,均衡植物在資源利用譜上的分布,特別是在資源相對不豐富的區域進行植物配置時以減少植物群落內部的生態位重疊度為首要考量因素。

在濕地公園濱水區域優勢種的選擇中,濱水植物選用黃河中下游區域生態位寬度大的垂柳(Salixbabylonica)、檉柳(Tamarixchinensis)[33]為優勢種,水生植物選用生態位寬度大的香蒲(Typhaorientalis)、穗狀狐尾藻(Myriophyllumspicatum)為優勢種,并選用與其他植物生態位重疊值較小的金魚藻(Ceratophyllumdemersum)、紫背浮萍(Spriodelapolyrhiza)等[34]以及千屈菜(Lythrumsalicaria)、落新婦(Astilbechinensis)等觀賞價值觀高的局部特色植物為伴生植物,同時避免將生態位重疊度高的植物配置在一起,如香蒲(Typhaorientalis)和荻(Triarrhenasacchariflora)[35]。在選擇優勢種過程中除考慮其生態因素外也充分結合了生理、心理感受,如雖然香蒲的生態位寬度較大,但相比而言蘆葦(Phragmitesaustralis)比香蒲有著更大的生態位寬度[34],但香蒲在當地具有蘆葦無法比擬、更為獨特的文化意義,如長垣古稱蒲縣,縣中廣植香蒲,孔子周游列國經過蒲縣時對其稱贊有加,民間流傳的故事也多與香蒲有關,因此將香蒲作為水生植物的優勢種進行配置。園內采用“重蒲輕葦”策略,將相關重點規劃區域設計為相對更適宜香蒲生長的60 cm水深[36-37],近岸處水深設計為20 cm左右,避開35—45 cm的蘆葦最適生長水深[37],以減輕香蒲的生態壓力,形成“蒲香滿園”的景觀意向。

陸域生境中,自然式林地由于較強的蒸騰作用使其對局地降水量有顯著的促進作用[34]。并且林地與降雨之間的淋溶、交換、吸附等過程使其對雨水有先期的凈化作用[38-39]。同時,林地各冠層對雨水的截留減弱了雨水動能,降低對地表的沖擊和減少了地表強徑流的產生風險,樹干流改變了降雨水平空間分布,明顯改變了降雨分配過程[40]等諸多生態功能,但有研究表明純自然的林地或純人工的林地均非最受人類歡迎的植物配置方式[41],因此綜合而言采用結合地形的近自然人工造林方式,以近自然造林常用的大喬木層、小喬木層、灌木層、草本層四層次進行植物配置[42-43],以鄉土樹種為主結合各植物的生態屬性進行適地適樹的配置,大喬木層以國槐(Sophorajaponica)、白皮松(Pinusbungeana)、五角楓(Acermono)等為主,小喬木層以圓柏(Sabinachinensis)、茶條槭(Acerginnala)、桃樹(Amygdaluspersica)等為主,灌木層以金銀木(Loniceramaackii)、紫丁香(Syringaoblata)、西府海棠(Malusmicromalus)、紅瑞木(Swidaalba)等為主,草本層以鳶尾(Iristectorum)、萱草(Hemerocallisfulva)、扶芳藤(Euonymusfortunei)、結縷草(Zoysiajaponica)等為主,再依據不同地形結合不同植物的生態特征進行配置調整。同時,順應河南地處溫帶季風氣候區,四季分明、季相明確的自然特征,控制公園中上百種植物的落葉、常綠樹種比例結合視覺與嗅覺在公園中規劃了植物四季景觀分區從色彩與空間兩大方面[44]形成物種豐富、體驗良好、疏密有致的陸域林地景觀。

2.4 人類活動的介入

“生態性”是濕地公園的核心特質,但濕地公園并非純自然區域,而是自然濕地與人工公園的結合,需體現“在保護中利用,在利用中保護”的特點[45]。王家潭濕地公園場地周圍村莊居住點密集,人類活動強度較大,因此生態保護總體格局采用以核心水域為圓心逐步往外擴展的圈層保護模式。人類活動強度總體上由外到內逐漸降低,滿足游憩的同時有效保護公園核心水域的濕地生態環境。

2.4.1社會活動

結合場地外圍的村莊、道路和內部建成區、大片陸地多在外緣,水域在核心的格局,王家潭濕地公園規劃將主要的人類社會活動集聚在場地外圈層中。但在核心濕地區也并非一味追求將人類與自然環境進行徹底隔絕,而是運用適度干擾原理,采取輕量活動、適度介入的方式維持人與自然的良性互動。

結合周邊的現狀建筑、街道、居民聚落和內部的兩個村莊、陸域空地、林地空間等將聚會、運動、集散等所有強度較大的活動以及觀賞、休閑、娛樂等輕量活動的大部分場所均布局在濕地公園的外圈層中,即非核心保護區內,為濕地公園留出適當的自然過程低干擾區和自然發育區域。同時人類作為自然界的一份子,即使核心濕地區在合理的規劃與管理下,也不必將人類完全隔絕,人與自然和諧共生才是生態的本質。但過大的人類活動強度勢必會對生態造成過度干擾,因此核心濕地區人類活動的規劃以線、點的方式沿濕地邊緣布局,以觀賞、休閑、科普等輕量化活動方式存在,這其中在園內規劃了林中、濱水、水中三處自然科普場所,并與周邊中、小學進行科普活動對接,推進與季相、生命周期掛鉤的自然科普活動的開展。在活動方式輕量化的同時,通過非唯一性流線、非污染性交通、活動類型的把控、人流量的限制等設計方法和管理措施,將人類活動的介入控制在生態意義上的“適度干擾”范圍內,適度的干擾不僅對生態系統無害,且可以促進生態系統的演化與更新[46]。

2.4.2經濟活動

實現環境、社會、經濟的共同發展是達成可持續發展的基本途徑,三者需為互融共榮的協調狀態。在濕地公園中經濟活動應以對環境、社會效益產生較小負面影響為前提展開,結合王家潭濕地公園的現狀與目標,提出以產業-景觀一體融合規劃(以下簡稱產景規劃)為實施策略主導經濟活動在公園中的介入。

產景規劃是以產業為引擎和內核,以景觀為載體或形式的兩者相互融合、一體規劃、協同一致的規劃策略,在規劃范圍內達到景觀即產業,產業即景觀的效果,最終實現在環境優美化的同時景觀自身產生經濟效益,不再依賴財政撥款,甚至能實現經濟創收的目的。產景規劃中的產業,既包含戶外運動、生態教育等具備人文或自然景觀價值的環境友好型綠色產業(即產業發展不破環環境),也包含園藝康養、農林業觀光等具備人文或自然景觀價值的生態產業(即以環境本身作為產業載體)。具備景觀價值的綠色產業、生態產業以租、售結合的方式產出經濟效益,并共同構成產景體系中的產業。王家潭濕地公園中,結合現狀場地內以農業耕作、林業產業、真菌養殖等第一產業為主導的產業現狀,在園區內適度規劃了植物經濟類、自然療養類等生態產業；制作體驗類、生態教育類、旅游度假類、節事活動類等綠色產業,形成一、二、三產業協同布局、均質落位,以具有景觀價值的一產為本、二產為輔、三產為特色的綜合產景格局,整體呈現環境優美化、經濟綠色化、社會增益化特征。

2.5 信息收集及漸善式推進

圖6 王家潭濕地公園總平面圖Fig.6 The site-plan of Wangjiatan wetland park

圖7 智慧公園點、線系統Fig.7 Point and Line System of technological Park

基于景感生態學理論的濕地公園規劃設計是一個漸善式的過程,不強調一步到位,而把規劃設計作為一個長期、循環式推進的工作。以收集現狀自然、人文資料和未來預期等基礎資料進行數字化整理與匯編為基礎,經過數據分析、模型測算、專業人士考量等方式統籌環境、社會、經濟三大效益,并形成合理的規劃設計策略,進而制定出濕地公園近、中、遠期目標,最終輸出規劃設計成果(圖6)并付諸實施。建成后,利用現代數字技術建立起全園互聯的物聯網(IOT)系統實時收集各類相關資料,為下一輪公園改造升級提供必要的數據支撐,并以此構建起反饋更新式的漸善式模型。

在王家潭濕地公園中,基于實施漸善式模型關鍵技術支撐的物聯網思維構建了點、線結合的智慧公園體系,實時反饋全園運維信息,構建初步的物聯網系統(圖7)。在各重要節點和園內道路利用監測設備捕捉實時人流量,各產景區域數字化收費統計營收狀況,人們既可以通過掃描散布園內二維碼的方式登錄運維平臺,也可以在園區內的智能生態小屋中直接登錄平臺對園區提出改進意見,對后期景觀、產景的更新規劃提供數據支撐。體育愛好者入園時可通過人臉識別系統記錄相關信息,并在智能步道的信息大屏上同步鍛煉實況,在線對比、了解、改進自己的運動狀態和運動方法。園區內,結合現狀建筑在水域、林地各規劃一處科研站及多處監測站分別重點監測水體、林帶的生態狀況,園內的9個視頻監控點對主要鳥類棲息地及人為干擾等開展實時監控。同時規劃了4個防火瞭望塔和3個避難物質儲備點,當火災等重大災害發生時瞭望塔及時發出物理和信息化警報,通過物聯網系統同時反饋給巡護人員進行搶救和游客居民前往就近的避難物質儲備點。

基于物聯網思維的智慧公園體系將人、自然的反饋通過現代化電子設備轉化成可連接的信息數據,構成互聯互通的智能信息網絡,并在園區綜合服務中心這一數據中樞實現數據的統一收集、分析與處理,及時作出應激反應的同時也形成海量的大數據為下一輪更新完善公園系統提供堅實的資料基礎。

3 結語

基于景感生態學的生態規劃并不一味強調自然生態,在追求其他生命系統構建的同時將人類辟出自然系統之外,認為人是生態的不良介入者從而導致“不公”。它將人作為自然的一部分,實現自然與人類的協調統一,這既是中國古代“天人合一”哲學理念的體現也是現代生態公平理念的另一種表現方式。基于景感生態學理論的濕地公園規劃設計以生態學基本理論為指導,在打造適宜生態環境的基礎上,以“人感”視角對場地的規劃設計進行調整,并將社會與經濟活動以適度干擾的方式介入到環境中,是達成濕地公園環境、社會、經濟三大效益協調統一可持續發展的重要途徑。