生態智慧主導的大盈江流域綜合治理模式*

畢世波 楊 超 戴 菲

1 華中科技大學建筑與城市規劃學院 武漢 430074 2 湖北省城鎮化工程技術研究中心 武漢 430074

已有研究證明水體污染增加了人們的致癌風險，且與發達國家相比，發展中國家的健康風險更大[1-2]。近年來我國廣大城鄉濱水地帶面臨嚴重的生態退化、湖泊與河流調蓄功能削弱及由此導致的水體污染問題[3-5]。在此背景下，流域綜合治理的迫切性愈加凸顯。

目前，我國在流域綜合治理方面已取得諸多成果。無論從政策、管理層面[5，6-7]，還是工程建設視角均有學者提出綜合性治理舉措[8-9]；還有研究針對流域的農業面源污染、洪澇治理、水土流失或生態修復等問題提出解決方案[10-15]。但是，一方面由于流域治理涉及范圍廣，內部各要素存在共生關系，沒有實施統籌治理舉措[16]。另一方面，目前對流域內的生態、生產、生活“三生”空間要素進行統籌考慮的實踐研究成果相對較少。

生態智慧以生態知識為基礎，在場地特征、利益相關者要求以及相關方法之間尋求平衡，從而實現可持續發展的能力受到廣泛關注[17]，其中，由沈清基、象偉寧等[18]提出的“生態智慧引導下的生態實踐”的議題為不同學科融合促進流域綜合治理提供了思路。在眾多生態實踐中，陂塘系統作為水系統構建的經典生態實踐，其水文調節、雨洪調蓄等智慧受到學者的廣泛研究并在當今實踐活動中得以運用[19-20]。但這些研究多以微觀尺度為主，而在當下國土空間規劃的時代背景下，在宏觀尺度上繼承與發揚陂塘系統等生態實踐蘊含的思想，不僅為陂塘智慧的傳承提供思路而且對當下人居環境的建設有一定的啟示作用。

鑒于此，本文探索如下問題:1)宏觀、中觀、微觀尺度的陂塘系統構建途徑；2)以風景園林學為基礎、結合生態學、水利工程學等學科的流域治理模式；3)以景觀為觸媒整合“三生”空間的流域振興思路。最終，從生態智慧視角為流域的綜合治理與振興提供思路。

1 大盈江流域概況

1.1 自然與人文資源

研究區位于中國云南省騰沖市，面積約1042 km2，其中，耕地、建設用地與水域占比分別約15.98%、2.70%與0.45%，森林覆蓋率72.83%，其他用地約占8.04%。大盈江(騰沖段)長約46 km，流經北海鄉、騰越鎮、和順鎮、中和鎮、荷花鎮和清水鄉6個鄉級行政區。

大盈江(騰沖段)為亞熱帶季風氣候，年平均降雨量為1531 mm，年平均氣溫14.9℃，年平均相對濕度為77%。黃壤是主要的山地土壤，占山地土壤總面積的43.68%；其次是紅壤和黃棕壤，分別占山地總面積的28.39%和18.78%。就植被而言，主要喬木林有櫟樹(QuercusLinn)、栲樹(Castanopsis fargesiiFranch)、木荷(Schima superbaGardn.et Champ.)等為主的亞熱帶常綠闊葉林；水生植物有蘆葦(Phragmites communi)、水蔥(Scirpus validusVahl)、香蒲(Typha orientalisPresl)、馬來 眼子菜(Potamogeton wrightiiMorong)、輪葉黑藻(Hydrilla verticillata)等。此外，還有八寶樹(Duabanga grandiflora)、鐵 杉(Tsuga forrestiiDownie)、木香(Radix aucklandiae)等野生植物資源。

整體而言，研究區規劃范圍較大，涉及村莊、城鎮、農田、水系、山體、林地、濕地等諸多空間類型；水環境豐富，但匯水點不均衡，大盈江流域涵蓋17條主要支流，包含瀑布、濕地、湖泊等多種環境類型，干流的上(花園水庫—大竹園)、中(大竹園—和順鎮雨洲亭)、下(和順鎮雨洲亭—荷花鎮熱水塘)3段各具特色。上游段有7個主要水源匯水點，自然環境較為優越；中游穿越城鎮區，人文資源雄厚；下游地熱資源豐富，但僅有和順濕地與野鴨湖2處主要水源匯水點。研究區特色文化濃厚、多樣，大盈江上游和下游以傳統農耕文化為主，中游城鎮區則以少數民族文化、宗教文化為主。

1.2 存在的主要問題

1.2.1 水土流失與面源污染較嚴重

大盈江河道水質主要問題為含沙量較大，其中，大盈江上游年平均總輸沙量約13.38萬t，推移質約3.35萬t，輕度與重度土壤侵蝕面積分別約549.91 km2與6.96 km2，年平均侵蝕土壤約490萬t。干流水體除花園水庫段較清澈外，其他區域呈墨綠色；支流河道水質主要呈土色，較為渾濁。此外，由于缺乏科學的用水、排水體系導致較嚴重的面源污染問題。

1.2.2 綠地斑塊化分布

研究區內河道形式多樣，主河道以硬質駁岸為主，生態駁岸與土質駁岸為輔；支流河段多為未治理的土質駁岸，植被基底破碎化嚴重。

通過生態學視角的形態空間格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis，MSPA)將研究區綠地分為核心、橋接、孤島、孔隙、支線、環、邊緣7類互補重疊的組分[21-23]。從表1可知:核心類綠地形態占16.3%，孤島類形態約占35.7%，說明研究區綠地相對破碎；作為廊道類的橋接與支線形態分別占9.3%和18.7%，說明不同大型綠色斑塊間及大型斑塊與其他區域相連的綠廊連通性較弱；孔隙和邊緣作為其邊緣效應的過渡地帶分別占比0.4%和18.6%，而且環作為同一核心區內部相互連接的通道僅占1.1%，說明研究區的景觀破碎化主要由大型綠地斑塊與非植被用地的過渡地帶受破壞導致的。

表1 研究區2018年的MSPA綠地類型及其面積占比

2 大盈江流域生態治理模式與途徑

2.1 水環境治理生態智慧的汲取

2.1.1 自然環境主導的水環境治理智慧

都江堰作為迄今為止年代最久的水利工程，以魚嘴、寶瓶口、飛沙堰為代表的每處工程都與周邊環境渾然一體[24]，體現出最樸素的“道法自然、天人合一”理念，彰顯了“通過對自然最小干預達到利用自然之目的”的理水智慧。陂塘是古代城市中兼具城市防洪、蓄水和調控功能的灌溉系統。其階梯式的空間結構形成了不同水位間的蓄水單元，實現了“引水-蓄水-灌溉-排水”的彈性調節機制[25]，充分體現了古人建設宜居環境時，巧妙地結合地理環境的“整體觀與系統觀”，從而因地制宜地保障城市生態安全的智慧。

2.1.2 技術與多學科知識主導的水環境治理智慧

如今的水利工程學、生態學、風景園林學等學科知識的發展為水環境的治理實踐提供指導。例如，哈爾濱群力公園通過生物、物理技術處理污染水源，以低影響開發技術指導水體的利用，體現了以水利技術為依托，修復水環境的生態理念；韓國清溪川通過塑造生態駁岸，發揮岸線的生態與景觀功能，提供了多元化的濱水活動空間，體現了依托濱水線性空間，建設綠廊與綠徑，恢復沿線城市空間活力的水環境治理智慧；此外，廣東增城綠道結合水域，挖掘地區歷史與文化資源，依托綠廊構建景觀廊道，串聯破碎化的歷史文化資源與生態資源，促進區域生態與生產和諧發展，體現了以水為基底，以綠道為媒介，實現區域綜合發展的理念。這三個案例為理水實踐中側重生態、生活、生產的典型代表。

2.2 基于生態理水智慧的大盈江流域治理模式

基于上述分析，本研究提出“生態優先-以水為核心-以綠道為觸媒”的流域綜合治理模式(圖1)。其實現途徑為:基于流域水網，首先在宏觀尺度依托GIS技術平臺，構建流域尺度“陂塘系統”，達到活水之目的；其次，中觀尺度上依托水利工程技術，在水系上設置壩體、構建沉沙系統，達到凈水之目的；再次，在微觀尺度上依托生態修復技術與植被凈化，實現農田與水塘的“陂塘”化構建，通過科學用水，促進凈水、塑景與產業升級等綜合目標。此外，結合生態學與水利工程學等學科構建流域綠廊網絡，并以綠道為觸媒，整合流域資源，將生活融入生態與生產，從而促進流域復興。

圖1 大盈江流域綜合治理框架

3 生態智慧主導的大盈江流域治理措施

3.1 生態理水智慧下的水環境修復

依托研究區的地形地勢與豐富的水系與水塘資源構建“陂塘系統”能體現“對自然最小干預以利用之”的理水智慧。本研究的“陂塘系統”構建體現為宏觀、中觀、微觀3個尺度。

3.1.1 宏觀尺度：依托GIS平臺構建流域水網系統

在宏觀尺度聯通水域對提高水的自凈能力有積極作用。依托GIS平臺的水文分析模塊識別陂塘區位，依托水網構建流域尺度陂塘系統(圖2)。

圖2 流域陂塘系統

首先，通過ENVI5.3提取水域與植被要素，對破碎的林地區域依據針葉林帶、落葉林帶、竹林帶等不同林地類型進行鄉土植被織補。其次，將區域匯水為大盈江、緬箐河、清水鄉3個等級，匯水區域共計611.43 km2。再次，通過識別匯水單元與農業區的分布關系，選取適合灌溉農業的集水區域以及可灌溉的徑流路徑，利用高程數據模型與集水區疊加分析，將每個集水區高程通過自然斷點法分為7個梯度，選取最小的兩個梯度作為新建陂塘區位。最后，選擇在大盈江主軸共建北海濕地、侍郎壩濕地、和順濕地、緬箐河、萬畝荷塘濕地5處一級陂塘。在大盈江下游的騰越鎮、和順古鎮等區域，依靠邦老山等現狀山體建立陂塘濕地，并由明朗河由南向西連通張家壩水庫等水域；上游區域陂塘依據現狀集水單元如花園水庫、青海湖等構建；東部則通過清水鄉匯水單元連通硯湖、閻家塘以及飲馬水河附近的陂塘。

3.1.2 中觀尺度：依托水利工程技術構建干流沉沙系統

水塘與農田交錯分布是該區域重要的環境特征，水土流失是河流的主要問題之一，這就需要統籌水田關系，在治理土壤流失、水域渾濁等問題的同時兼顧全域旅游的目標。本規劃將古人陂塘系統的營建智慧與農業、景觀旅游相結合，依托水利工程技術，在大盈江干流區域構建由攔沙壩、沉沙池、沉沙濕地組成的沉沙系統(圖3)。

圖3 農田沉沙系統

具體而言，在大盈江上、中游新建3座液壓壩，同時對下游原躍進閘進行改造。為了沉淀泥沙，在大盈江干流上游下村和大竹園的“山-田-水”分布地帶，通過挖填技術，引河入田，建立多層級沉沙系統。依據農田形態特征，下村沉沙系統設計成近矩形(約10.6 hm2)，而大竹園處的沉沙系統則設計成團塊狀(約13.7 hm2)。此外，在沉沙系統的堤壩處，以景觀為主導，沿田水交接帶構建由果林、藥作物、農業景觀等多元素構成的景觀風貌綠道體系，促進“治田、理水、塑景”三目標結合。

建成后，1號、2號和3號沉沙系統每年分別沉淀推移質0.86萬t、1.20萬t和2.40萬t，共沉淀推移質約4.46萬t(表2)，理論上可100%清除大盈江上游河段的推移質。

表2 沉沙池主要參數

3.1.3 微觀尺度：依托植被凈化實現農田與水塘的陂塘化

基于現有水塘、洼地與農田，建設具有鄉土景觀風貌的濕地凈化塘與農田陂塘系統。首先，中和鎮、北海鄉、清水鄉3地原有的大量水塘為之提供了條件，通過挖填工程技術，貫通臨近水塘，形成水塘系統；其次，基于下游多為硬質駁岸，上游為自然駁岸的環境特征，選取上游北海鄉的河田交匯處構建農田陂塘系統。具體而言，一方面，將河道引入農田，與輸水、排水系統結合，既為農業提供充足的灌溉用水，又能解決因不科學的灌、排水系統導致的農業面源污染問題，同時營造了由自然河道與農田灌、排水渠組成的特色農田陂塘景觀；另一方面，在河田之間設置生態隔離帶，防止農田土壤流入河道。

此外，在水塘與農田灌、排水渠內選種抗污、凈水能力強的鄉土水生植物。在兼顧景觀風貌的基礎上通過浮動濕地等措施進行水塘與農田的生態化、景觀化改造。結合流域特征，除選種馬來眼子菜、輪葉黑藻等本土植物外，還可選種如蓮(Nelumbo nucifera)、菰(Zizania latifolia)、水竹(Phyllostachys heteroclada)等挺水植物，眼子菜(Potamogeton distinctus)與 睡 蓮(Nymphaea tetragona)等浮葉植物，千屈菜(Lythrum salicaria)與紅蓼(Polygonum orientale)等濕生植物，絲葉眼子菜(Stuckenia filiformis)與海菜花(Ottelia acuminata)等沉水植物。

規劃后，植被在水域的覆蓋率約占25%。通過檢測儀檢測，處理總懸浮物與總氮的能力與之前相比分別提升約89%與40%；處理BOD5的能力與之前相比約提升46%，有效地改善了流域水質。

3.2 基于MSPA構建綠廊網絡

帶狀綠地是解決生態破碎、綠斑連通性弱的重要途徑，依據水系“繞城而行”的流域特征，本規劃通過MSPA與流域水系統疊加的方法構建綠廊網絡。

基于“陂塘”智慧構建的大盈江流域水網系統為綠廊的構建提供了天然基底。基于沿水破碎化綠色斑塊與周邊用地屬性進行植被織補:于農田斷裂處作物織補，于果林處果林補，于山地處水源處涵養林織補。最終沿水系構建流域生態安全格局，形成“水綠相映、景觀多元”的綠廊體系。

若單純依據“繞城而行”的水系特征進行綠廊構建，難以提升城內綠廊的連通度。為此，本研究通過MSPA方法提取流域核心生態斑塊發現，其主要位于和順鎮與中和鎮(圖4A)；而后借助Conefer 2.2軟件將dIIC值大于10的10塊核心區斑塊作為重要生態源地，其中最小的綠源面積為0.055 km2，而位于和順鎮西部公益林面積最大，約8.11 km2，dIIC值高達84，是生態資源最集中的匯集地(圖4B)；最后，基于最短路徑法構建研究區的費用成本面(圖4C)形成基于MSPA方法的流域綠廊網絡(圖4D)，提升了流域綠網的連通性。

圖4 研究區綠廊網絡構建

規劃后的綠廊從南向北穿過城區，不僅加強了南部的熱海河、飲馬水河與萬畝荷塘景觀節點的聯系，還連接了緬箐河與大寬邑小河，加強了對周邊，如侍郎壩等水域的保護。此外，廊道從西向東連接了寶峰、滇西軍都督府及綺羅文昌宮等，加強了流域內人文景點的聯系，體現了該綠廊在整合流域資源方面所發揮的重要作用。

3.3 構建“一軸兩環”綠道系統

得天獨厚的瀑布、地熱、少數民族文化等提供了豐富的旅游資源。基于GIS平臺疊加綠廊網絡與水系網絡，以綠道為觸媒連接流域內的自然與人文資源。西部通過綠道連接麻雅灣古道槽谷路和一里槽古道槽谷路兩處國家級人文保護單位；東部連接玉璧坡古道石板路、劉輔國故居等人文景點，形成景觀與綠道交融的特色綠道風貌。

以大盈江沿江綠道為主線，以支流為綠道支線(圖5A)，在大盈江上游，基于自然景觀優美的特點，打造生態探秘主題綠道；在中游，基于特色民族文化建造城鎮文化主題綠道；下游則基于獨特的地熱資源營造休閑療養主題綠道。此外，通過二級綠道串聯支流附近的山澗、瀑布、梯田等資源，從而形成了溫泉度假、歷史巡禮、高端度假、特色農業、田園牧場為主題的“兩環”綠道網絡(圖5B)；構建水道、花道、林道、田道與山道相融的濱水沿廊式自然與人文復合的綠道網絡(圖5C)。

圖5 流域綠道體系

以綠道為觸媒將流域內的旅游資源進行整合。結合大盈江3段不同的特色資源，在上、中、下3段分別規劃為以自然景觀、歷史文化及健康養生為主要特色的18個景觀節點；在內環與外環綠道建設20個景觀節點，構成濕地生態、休閑度假、農業體驗、老城慢生、歷史巡禮、民族風情與溫泉療養7個景點群，形成產業與綠道交融的格局。最終，構建“一軸(大盈江綠道軸線)、兩屏(東西部兩道綠色屏障)、兩環(內環與外環綠道)、七群(七大旅游群)、五區(七群未來可能輻射區)、多點(景觀節點)”的流域規劃結構(圖6)，以期為流域綜合治理提供規劃啟示。

圖6 景觀節點分布及規劃結構

4 結語

本文通過對古今生態智慧的挖掘與融合，以大盈江流域為實踐對象提出“生態優先-以水為核心-以綠道為觸媒”的流域綜合治理模式。首先，在宏觀尺度強調發揮技術平臺的優勢、中觀尺度強調水利工程技術的運用、微觀層面側重鄉土植被的生態修復作用，構建了流域多層次的陂塘系統；通過不同生態實踐的融合，為生態智慧的繼承與創新提供了視角。其次，基于流域水網系統構建了流域綠廊網絡和“一軸兩環”的綠道體系，并以綠道為觸媒盤活資源，促進產業的轉型，為生態智慧指引下的流域綜合治理提供借鑒與參考。