基于斑塊-廊道理論下魚類棲息地建設(shè)的景觀駁岸設(shè)計

宗士良

在對南沙橫瀝島生境調(diào)研及魚類資料調(diào)研基礎(chǔ)，識別橫瀝島內(nèi)水目標(biāo)魚類物。基于以上分析，引入“斑塊-廊道”理論，提出魚類棲息地空間架構(gòu)體系，對斑塊棲息地與廊道棲息地識別、功能區(qū)分、鯉科生態(tài)環(huán)境適宜性分析，為后續(xù)內(nèi)河涌駁景觀駁岸設(shè)計提供上位支撐。結(jié)合橫瀝島內(nèi)水水域格局及濱水景觀設(shè)計，將廊道斑塊識別、岸線設(shè)計、駁岸設(shè)計等研究成果應(yīng)用于南沙新區(qū)橫瀝島尖內(nèi)河涌景觀工程項(xiàng)目實(shí)踐中。

人與自然和諧發(fā)展是城市建設(shè)歷久彌新的主題。近年提出了“親近自然河流”“城市河道近自然化”等駁岸設(shè)計形式，強(qiáng)調(diào)“自然城市” 的設(shè)計理念，充分體現(xiàn)了人與自然的和諧。

南沙新區(qū)位于廣州市南端，橫瀝島尖作為明珠灣區(qū)起步區(qū)的核心承載空間，將成為“南沙新名片，世界金融島”。在自然條件方面，橫瀝島內(nèi)河流密布，大小河流縱橫交錯，相互貫通。隨著橫瀝島全面建設(shè)金融國際島，島內(nèi)城市建設(shè)快速開展造成水生態(tài)環(huán)境日益面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，對現(xiàn)狀魚類生存棲息地帶來很大沖擊。本研究嘗試探索新城開發(fā)建設(shè)背景下，基于斑塊-廊道理論下城市內(nèi)河涌魚類棲息地建設(shè)的景觀駁岸設(shè)計。

一、魚類棲息地駁岸構(gòu)建策略

1.項(xiàng)目場地

橫瀝島尖分布中軸涌、義沙涌、長沙涌以及三多涌，整體呈“一橫三縱”的水系格局，島尖三面被上橫瀝水道、下橫瀝水道、蕉門水道包圍。

2.目標(biāo)物種識別

根據(jù)對橫瀝島內(nèi)河涌實(shí)地調(diào)查以及查閱相關(guān)的文獻(xiàn)、統(tǒng)計資料等后對內(nèi)河涌的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行基本評估，對河涌內(nèi)魚類資源情況進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計，通過調(diào)查之后識別確認(rèn)需要重點(diǎn)保護(hù)的魚類目科，并進(jìn)行針對性的棲息地保護(hù)營造策略。

（1）島內(nèi)河涌生態(tài)環(huán)境調(diào)查

島內(nèi)現(xiàn)狀河涌均為未開發(fā)自然駁岸，河流兩岸生態(tài)環(huán)境良好，駁岸兩側(cè)高差平緩為魚類生活提供較為穩(wěn)定的生存環(huán)境。河道類型較為單一且水生植物品種單調(diào)，不能營造良好的魚類產(chǎn)卵保育區(qū)與魚類生活區(qū)，通過后續(xù)的駁岸建設(shè)來營造多樣的魚類生存產(chǎn)卵環(huán)境。

（2）島內(nèi)河涌魚類資源調(diào)查

經(jīng)過查閱廣州市漁業(yè)資源資料以及現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查得知，分布于橫瀝島內(nèi)河涌魚類類型與廣州市域內(nèi)魚類類型基本一致，共計5 目17 科78 種，其中以鯉形目最多，達(dá)到10 科53 種并占比67.95%。

鲇形目與鱸形目各占比14.105%，其余目類占比3.84%。鯉形目種由以鯉科品種最多達(dá)到53 種，鯉形目種占比84.91%。通過對島內(nèi)魚類資源品種進(jìn)行分析得出，鯉形目鯉科鯉魚在內(nèi)河涌中占比最高，鯉形目占比67.95%（鯉科占比84.91%）,比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他目科，識別選定鯉科魚類作為魚類棲息地修復(fù)的重點(diǎn)實(shí)施對象。

3.魚類棲息地空間體系構(gòu)建

（1）斑塊-廊道理論的引入

景觀是由景觀要素構(gòu)成的異質(zhì)性區(qū)域，斑塊、廊道、基質(zhì)三種不同的實(shí)體類型共同構(gòu)成了景觀。其中又以斑塊和廊道最具景觀異質(zhì)性。鄔建國等將斑塊定義為：“依賴于尺度的，與周圍環(huán)境（基底）在性質(zhì)上或者外觀上不同的空間實(shí)體”，從本質(zhì)上講，斑塊的認(rèn)知應(yīng)當(dāng)著重強(qiáng)調(diào)空間形態(tài)的非聯(lián)系性和斑塊內(nèi)部的均質(zhì)性。廊道是指連接不同斑塊的狹長地帶，可以看作線性或者帶狀的景觀單元，不出意外所有的斑塊都被廊道連接和分割。王磊提出綠連系數(shù)這個反映斑塊連接狀況的參數(shù)，數(shù)值上等于綠地斑塊周長與面積的比值。數(shù)值越大說明斑塊的生態(tài)效應(yīng)與生物多樣性越好。

景觀生態(tài)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)有許多將斑塊-廊道理論引入水域保護(hù)領(lǐng)域的先例，將斑塊-廊道理論引入到魚類棲息地保護(hù)研究領(lǐng)域的實(shí)踐較少。

①斑塊棲息地與廊道棲息地識別

物種的豐富度與生態(tài)島面積正相關(guān)，面積越大，容納物種種群越多，物種減少率隨著島嶼面積減少而增加。這是因?yàn)榇蟀邏K生物多樣性豐富，更有利于生態(tài)系統(tǒng)的平衡。小斑塊可以作為一些物種遷移的踏腳石，同時還可以豐富生態(tài)異質(zhì)性，對于魚類，島嶼漫灘是其產(chǎn)卵、避難的理想場所。橫瀝島內(nèi)河涌平均寬度為40m（中軸涌寬度50m，長沙涌、義沙涌和三多涌寬度為30m），是主要的棲息地。本章引入綠連指數(shù)評價指標(biāo)作為斑塊棲息地的識別手段，綠連指數(shù)越大表明斑塊的異質(zhì)性越好。結(jié)合橫瀝島實(shí)際情況，認(rèn)定綠連指數(shù)≥0.1 時認(rèn)定為斑塊棲息地，河道和綠連指數(shù)＜0.1時認(rèn)定為廊道棲息地。

注：T：綠連指數(shù)、L：斑塊總周長、S∶斑塊總面積

②斑塊棲息地與廊道棲息地功能區(qū)分

一般來說可以認(rèn)定，斑塊棲息地是指在濱水綠地寬度較大處為魚類提供產(chǎn)卵區(qū)與聚集區(qū)，廊道棲息地指魚類日常活動區(qū)域和河道部分。通過分析理清斑塊棲息地與廊道棲息地的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)與功能定位差異，為后續(xù)構(gòu)建不同類型駁岸類型提供上位理論依據(jù)。

（2）鯉科生態(tài)環(huán)境適宜性分析

考慮到橫瀝島內(nèi)與外江的聯(lián)系由七座水系閘門控制，多為靜水狀態(tài)。上節(jié)對島內(nèi)魚類資源進(jìn)行了調(diào)查分析，識別選定鯉科魚類作為魚類棲息地修復(fù)的重點(diǎn)實(shí)施對象后，通過對鯉科魚類生存繁衍適宜的水流速度/深度研究，對河涌內(nèi)鯉科水流生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)行了量化分析（表1）；通過食物源類型、棲息環(huán)境、卵特性以及洄游類型四個指標(biāo)對島內(nèi)河涌鯉科生存繁衍適應(yīng)性進(jìn)行定性分析（表2），得出具體定性的功能要求為下一步駁岸設(shè)計融入功能提供理論依據(jù)和上位指導(dǎo)。

表1 橫瀝島內(nèi)河涌鯉科水流生態(tài)適應(yīng)性分析

表2 橫瀝島鯉科生存繁衍適應(yīng)性分析

通過對斑塊-廊道理論的引入以及結(jié)合橫瀝島內(nèi)河涌實(shí)際情況，清晰地識別了斑塊棲息地與廊道棲息地，同時根據(jù)魚類生存繁衍特性確定了斑塊與廊道棲息地不同的魚類保護(hù)功能（斑塊棲息地為魚類產(chǎn)卵區(qū)；廊道棲息地為魚類棲息生活區(qū)）。最后對鯉科生存繁衍所需的環(huán)境條件以及水流水深等條件進(jìn)行了定性定量分析。

通過重點(diǎn)保護(hù)魚類科目的確定、斑塊-廊道棲息地的區(qū)別確定以及魚類生存繁衍條件的確定，為后續(xù)內(nèi)河涌駁景觀駁岸設(shè)計提供上位支撐。

二、設(shè)計實(shí)踐——基于魚類棲息地修復(fù)的橫瀝島尖內(nèi)河涌景觀駁岸設(shè)計

1.河涌棲息地總體布局

橫瀝島內(nèi)四條河涌具備豐富的水陸交界景觀資源，具有生物保護(hù)、景觀游憩和物質(zhì)交換等生態(tài)功能：沿中軸涌及兩岸綠地構(gòu)建一級生態(tài)廊道連接中部濕地公園和東部江心洲生態(tài)棲息斑塊，為區(qū)域生物信息交換提供通道；沿三多涌、義沙涌、長沙涌及兩岸綠地構(gòu)建二級生態(tài)廊道，促進(jìn)南北向生物信息交流。

2.斑塊-廊道理論下魚類棲息地構(gòu)建措施

橫瀝島內(nèi)河涌景觀工程在駁岸設(shè)計過程中，考慮當(dāng)?shù)佤~類生境對水岸線的需要，營造了適量的淺水灘涂。在岸線平面線形設(shè)計時，充分考慮設(shè)計后岸線對重建的魚類棲息地的影響，增強(qiáng)水岸線彎曲度，營建平面岸線曲折的小水灣。

內(nèi)水河涌岸線設(shè)計結(jié)合河涌的寬度情況，豐富魚類棲息地布置。中軸涌、義沙涌腹地較寬的地方設(shè)置多塊淺灘、深潭、島嶼等生境，營造濕地景觀，為魚類創(chuàng)造具有較高異質(zhì)性的生存環(huán)境（圖1）。

圖1 斑塊魚類棲息地布局

對河涌棲息地的設(shè)置，通過綠連指數(shù)界定斑塊棲息地、廊道棲息地，識別結(jié)論：棲息地A、B、C、D 為斑塊棲息地；四條河涌為廊道棲息地（表3）。

表3 橫瀝島內(nèi)河涌斑塊魚類棲息地

3.斑塊魚類棲息地駁岸設(shè)計

（1）魚類斑塊棲息地形態(tài)設(shè)計

橫瀝島內(nèi)河涌斑塊棲息地設(shè)計成向外空間延展較小、水岸線較長、有內(nèi)部生境的形態(tài)。岸線季節(jié)性淹沒淺灘濕地，以保證魚類的產(chǎn)卵及幼魚的棲息；此外，建立一些在枯水期圍合的、與外界隔絕的，但在盛水期可以被淹沒的內(nèi)部淺灘，這些場所是魚類及兩棲類產(chǎn)卵并孵化幼仔的最佳場所。

（2）魚類棲息地駁岸設(shè)計

基于以上棲息地形態(tài)的設(shè)計，選擇合適的駁岸形式。針對本項(xiàng)目斑塊魚類棲息地，駁岸多采用自然型生態(tài)駁岸，使用材料：泥土、植物、沙、卵石等自然材料。

該駁岸能夠形成自然的緩坡，使水岸至河涌底能夠形成一個由淺至深的緩慢過渡趨勢，形成不同的水深生境，滿足不同水層魚類的棲息需求；其次，能夠創(chuàng)造不同的斷面形式，形成各類淺草灘、季節(jié)性漫灘、卵石灘，這些環(huán)境形成的多變小生境成為各類浮游、底棲動植物及水生昆蟲等的溫床，從而使得餌料生物密度增加，以滿足仔魚的攝食需求。

此外，濱水植物的配置是魚類棲息地構(gòu)建的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)水位的變化及水深情況，選擇相應(yīng)的鄉(xiāng)土植物，形成水生-濕-中生植物群落。所選水生植物包括金魚藻、菖蒲、蘆竹、鳶尾、再力花、梭魚草、紅花美人蕉等。

4.廊道魚類棲息地駁岸設(shè)計

（1）廊道景觀岸線類型

根據(jù)上位規(guī)劃及人群活動需求分析，內(nèi)水岸線功能定義豐富，包括以都市公共空間為主題的活力岸線，以生態(tài)體驗(yàn)為主題的生態(tài)岸線，以濱水休閑為主題的休閑岸線，注重濱水岸線打造，統(tǒng)籌生態(tài)與活力功能需求。

將水岸分為水工岸線以上，景觀根據(jù)上位規(guī)劃及景觀結(jié)構(gòu)布局，設(shè)置6 類景觀岸線類型，豐富濱水空間體驗(yàn)，營造自然靈動的岸線型式。

（2）魚類棲息地廊道駁岸設(shè)計

通過不同駁岸的形式組合，創(chuàng)造多孔隙生物廊道及魚類產(chǎn)卵地，形成完整的魚類生存生境，創(chuàng)造最佳魚游水深0.5 ～0.8m,以形成暢通連續(xù)的水下魚類游道；同時魚類游道及棲息場地位于藍(lán)線外，避免收到行船影響。

生態(tài)駁岸的類型有很多種，不同的角度有不同的劃分方法。本文從駁岸工程做法角度，將生態(tài)駁岸劃分為非結(jié)構(gòu)型駁岸、結(jié)構(gòu)型柔性駁岸和結(jié)構(gòu)型剛性駁岸。從對魚類棲息地修復(fù)的角度來分析，每種類型的駁岸功能差異性較大。

①草坡入水駁岸

草坡入水駁岸分為兩種。一是路面草坡入水，具有一定的抗沖刷侵蝕能力，能夠較好地過濾地表徑流，有利于水陸生態(tài)系統(tǒng)的能量流通；二是挑臺駁岸，挑臺駁岸提高駁岸親水性，豐富岸線變化賦予駁岸功能。

②松木樁植物島駁岸

松木樁圍合的植物槽中種植豐富的濱水植物，可以形成具有雨水凈化功能的造型綠島，提高濱水景觀層次感。

③生態(tài)魚巢碼頭駁岸

在岸壁外側(cè)砌成箱型種植槽，底部箱壁開設(shè)透孔，結(jié)合石籠形成生態(tài)人工魚巢，上半部分種植水生植物。保障碼頭駁岸停泊功能同時，可以為花草、魚蝦等水生動植物繁衍提供空間，增強(qiáng)駁岸生態(tài)性。

④梯形種植槽駁岸

梯形種植槽駁岸不但具有一定強(qiáng)度，也可以為花草、魚蝦等水生動植物繁衍提供空間，有利于打造水岸帶植物群落，維護(hù)食物鏈結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)濱水岸線的自我凈化能力。有利于親水活動的開展。

⑤生態(tài)魚巢臺階駁岸

臺階式駁岸隨水位變化時淹時露，為城市濱水空間動植物提供多樣化的濱水生境。生態(tài)魚巢磚為魚類提供庇護(hù)所、產(chǎn)卵場，有利于水陸間的物質(zhì)交換，提供一定的水體凈化能力。

三、結(jié)語

橫瀝島內(nèi)河涌擁有突出的生態(tài)價值,但新區(qū)城市建設(shè)對其生態(tài)環(huán)境造成威脅。本研究以橫瀝島內(nèi)河涌為例,探索了基于魚類棲息地建設(shè)的城市內(nèi)河涌景觀駁岸設(shè)計,通過選擇合適的駁岸形式，優(yōu)化魚類棲息條件,促進(jìn)河涌生物多樣性水平提高,進(jìn)一步保護(hù)河涌生態(tài)系統(tǒng)。在對南沙橫瀝島生境調(diào)研及魚類資料調(diào)研基礎(chǔ)，識別橫瀝島內(nèi)水目標(biāo)魚類物。基于以上分析，引入“斑塊-廊道”理論，提出魚類棲息地空間架構(gòu)體系，對斑塊棲息地與廊道棲息地識別、功能區(qū)分、鯉科生態(tài)環(huán)境適宜性分析，為后續(xù)內(nèi)河涌駁景觀駁岸設(shè)計提供上位支撐。結(jié)合橫瀝島內(nèi)水水域格局及濱水景觀設(shè)計，將廊道斑塊識別、岸線設(shè)計、駁岸設(shè)計等研究成果應(yīng)用于南沙新區(qū)橫瀝島尖內(nèi)河涌景觀工程項(xiàng)目實(shí)踐中。

橫瀝島尖內(nèi)河涌景觀駁岸設(shè)計探索基于斑塊-廊道理論下城市內(nèi)河涌魚類棲息地建設(shè)的景觀駁岸設(shè)計的策略，為新城開發(fā)建設(shè)背景下河涌棲息地建設(shè)及岸線景觀建設(shè)提供了一定參考。