基于河流时间维度的3个生境修复策略 - PenJing8
基于河流时间维度的3个生境修复策略
2023-07-23 15:51:42  浏览:0
 基于河流时间维度的生境修复策略
 
2.2.1近自然恢复水陆边界连通性
 
重建河岸缓冲带缓解自然水温模式变化的影响,缓冲带的宽度取决于河流走向、河宽及植被类型。实践发现,沿狭窄的小型河流种植细叶榕、水翁等岭南特色大型乔木,能有效地形成遮阴效果,但在河面开阔的河流上,只能改善临近河岸鱼类活动水面的遮阴条件,即对光照和水温条件的改善效果有限。

基于河流时间维度的3个生境修复策略

基于河流时间维度的3个生境修复策略
 
 
根据潮汐水道性质,逐步恢复滘、涌水陆边界的自然生态属性,重建泛洪区和河岸的联系。水陆的交互作用使落、涌水陆边界成为物质循环、能量流动最为活跃的区域,具备了净化水质、水土保持、生物多样性维持等许多重要的生态功能。因此,对滘、涌水陆边界自然属性进行恢复(表2,图2、3)包括2个阶段:
 
1)拆除硬质化护提,用木桩、石笼、浆砌石块等砌筑驳岸,恢复滘、涌生态系统与陆生生态系统间水分、营养元素、能量的运行与交流;
 
2)恢复、重建微地形,将滘、涌驳岸由刚性驳岸恢复为自然驳岸,进而恢复其水文情势。建成后河道断面最大宽度由原来的10~15m拓宽到50~100m,对河道的排洪能力提升约45%。

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高且腹地较小的河段,在必须建造重力式挡土墙时,也要采取台阶式处理。在自然垫护堤的基饳上,再用钢筋混凝土等材料,确保大的抗洪能力,如将钢筋混凝土柱或耐水圆木制成梯形箱状框架,并向其中投入大的石块,或插入不同直径的混疑土管,形成很深的鱼巢,再在箱状框架内埋入柳枝、棕榈皮等;邻水侧种植芦苇(Phragmitesaustralis)、菖蒲(Acoruscalamus)等乡土挺水植物,使其生长出繁茂、多层的草-灌结合的人工群落,以发挥人工型自然驳岸式廊道调节洪水、过滤污染物、净化水质、防止水土流失的作用,维持和保护生物多样性(图4)。
 
2.2.2梯度式修复河岸带生境植被
 
在微地形恢复的基础上,根据水位梯度按滘、涌沉水植被→挺水植被→湿草甸的格局恢复植被。基于广州市湿地本底资料、野外调查、物种生态习性,结合护岸固堤、水质净化、湿地鸟类食物来源、景观美化的需求,在河、河堤带可种植宽2~4m的芦苇、茭草(Zizaniacaducifolora)、水葱(Scirpustabermaemontani)等挺水植物,深水区种植宽3~5m的金鱼藻(Ceratophylumdemersum)、穗状狐尾藻(Yriophylumspicatum)等沉水植物和以睡莲、眼子菜(Potamogetondistinctus)等浮叶植物为主的原生或乡土植物,营造湖和河岸带湿地植被群落,可以有效、快速地恢复动植物的栖息地和湿地植被景观。河岸带生境改造后,明显增加了对鹭科、秧鸡科等涉禽的吸引力。
 
相关研究表明,大型水生植物和苔藓植物能够去除流动水体中的大量营养盐,河水流经苔藓植物河床时,磷的去除率达到高峰。
 
在恢复营造的同时引入河涌植被监测,监测引入的种类对原生植被的影响,以防止引入种扩散对乡土种产生的不利影响。以水文监测断面为河涌植被监测断面,每一断面根据河涌宽度设置3~5个1mx1m的监测样方;采用GPS定位后,记录样方物种组成、物候期、高度、盖度、多度,统计频度和测算生物量;同步测定水深、水温、流速、流量等环境因子;监测时间为生长季末期。此外,适当引进本地淡水底栖动物,促进34鸟类食物链恢复,吸引鸟类栖息,进而恢复湿地生态结构和功能。
 
2.2.3关键生物的生境再生

基于河流时间维度的3个生境修复策略

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首先通过底泥疏浚,恢复涌沟和半自然果林镶嵌复合湿地的水文联系。然后从时间的维度,运用本地关键(指示)生物生活史特征与生境因子的相互关系(表3)来营造生境(图5)。

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如利用水环境因子与不同生活型底栖动物、鱼类(图6)、蛙类生境因子的相互关系,构建具有相应水文和空间结构特征的近自然河岸带,按水势梯度配置沉水-浮叶-挺水植物群落生境(图7)。

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研究不同鸟类在四季的活动生态特征与偏好植物特性,根据鸟类本底调查结果,人工构建水生植物浮岛,种植黄槐(Cassiasurattensis)、樟树(Cinnamomumcamphora)、铁冬青(Ilexrotunda)等植物招引鸟类栖息,并且在河涌边缘种植火棘(Pyracanthafortuneana)等灌丛,形成围篱,同时栽种和播撒一些可以结籽的草本植物,如油菜(Brassicacampestris)、狗尾巴草(Setariaviridis)等,增加鸟类食物种类和营巢场所,从而营造出多元的栖鸟微生境景观。
 
基于河流时间维度的3个生境修复策略
 
通过湿地生境构建和关键物种招引,逐步形成结构完整、功能发挥正常的河湖湿地生态系统。使用物种数(S)、物种多度(N)、Shannon多样性指数(H')、Margalef丰富度指数(F)对改造前后的场地物种多样性指数进行统计分析可知:生境恢复策略实施后,区域物种多样性增加了32%,其中鸟类由原来的10种增加至38种;爬行动物增加了5种,两栖动物增加了8种,鱼类增加了10种(表4)。
 
3结论与讨论
 
本文基于河流动态自然过程生境修复策略的提出,既不同于大多数生态水力学的角度通过提出概念性模型的方法对研究对象进行模拟,以推演出河流动态自然过程与生境恢复关系;也区别于现有的大多研究从风景园林视角剖析河流生境的景观营造方法和实施效果。而是通过对比研究和交叉分析法相结合,梳理、分析生态水力学和风景园林学在中、微尺度河流生境修复方面中研究思路、修复方法的优劣点和交叉点。
 
运用生态水力学梳理出感潮河道动态自然过程与潮汐水文变化因子的关系,即归纳出河流随水文周期变化形成的动态特征,以及关键生物在不同水文环境下的生活史特征;同时从风景园林学角度筛选出影响近自然生境营造的关键性景观因子,并对应其与水文因子的反馈关系,再以景观生态学为媒,构建了生境修复策略与河流自然过程变化规律的对应关系。进一步地,通过城市中心区的高敏感区域感潮河涌——广州西江涌的实践,论证、总结了近自然恢复水陆边界连通性、梯度式修复河岸带生境植被及关键生物生境再生3种基于动态自然过程的生境营造修复策略,恢复了自然河岸形态和具有地域特色的半自然果林湿地生境,在城市湿地和高密度城市中心区之间形成自然再生的绿色缓冲带,为多种本地物种提供栖息地,同时为拥挤的城市中心区城市居民提供了亲近自然的休闲空间。
 
基于动态自然过程的河流生境修复策略可以作为大规模城市水规划-管理战略的一部分发挥成效,重塑河流对于城市的价值,促进河流再生。以期在河流生境修复实践为风景园林和多学科融合方面提供新思路,也对促进NbS本土化发展具有现实意义。
 
注:文中图片除注明外,均由作者绘制或拍摄。
 
致谢:本文是广州园林建筑规划设计研究总院有限公司《基于生态敏感性评价的景观廊道建设技术研究》和《基于多重功能的水环境景观构建技术研究》的成果,在此感谢项目组所有成员的付出,感谢所有资料提供者和审稿人,并向所有支持本研究并为之付出时间、经验和知识的人士表达诚挚的谢意。