生态空间网络完善及本体优化策略
3.3.1 生态空间结构优化
从莆田的形成演变历程可知,其关键景观特征在于自西向东、以河流串联的高山—丘陵—平原—海湾的自然景观序列和山/丘陵—城—村+田—海的文化景观序列。上述基于生态敏感性和生态系统服务价值构建的潜在生态源地与廊道在景观序列特征表现上不够明显,于是基于既有河网及碎而密集的绿地予以完善,优化出“一片—八核—三湾—三轴—多廊”的生态结构(图7)。
“一片”是环兴化平原西北山区,考虑到片区内集中连片分布1~7一级生态源地,整体占比很高,且其余空间生态价值等级为较重要,故将其视作整体为完整的生态空间统一管护;“八核”中的七核是基于8~10三个一级生态源地和11~14四个二级生态源地而设置,分布于东南半岛上的低缓山丘区域。
考虑到南北洋片区水网曲折密集、林地斑块数量小而集中,且是平原水网与村田水利设施典型区,故新增建设生态空间第八核;“三湾”对应莆田东南兴化湾、平海湾与湄洲湾,构建“三湾”生态带以分别强化淤泥、基岩和砂质海岸类型的潮上、潮间、潮下带差异化海滨特征;“三轴”是以莆田木兰溪、延寿溪、萩芦溪三条关键大流量、宽阔河流为基础构建山—海连通骨架;“多廊”是基于最小累计阻力获取的潜在生态廊道,“新增廊”是基于联系高山—丘陵—平原—海湾的诸多自然河流新建廊道,划定适宜保护范围。
“一片”是环兴化平原西北山区,考虑到片区内集中连片分布1~7一级生态源地,整体占比很高,且其余空间生态价值等级为较重要,故将其视作整体为完整的生态空间统一管护;“八核”中的七核是基于8~10三个一级生态源地和11~14四个二级生态源地而设置,分布于东南半岛上的低缓山丘区域。
考虑到南北洋片区水网曲折密集、林地斑块数量小而集中,且是平原水网与村田水利设施典型区,故新增建设生态空间第八核;“三湾”对应莆田东南兴化湾、平海湾与湄洲湾,构建“三湾”生态带以分别强化淤泥、基岩和砂质海岸类型的潮上、潮间、潮下带差异化海滨特征;“三轴”是以莆田木兰溪、延寿溪、萩芦溪三条关键大流量、宽阔河流为基础构建山—海连通骨架;“多廊”是基于最小累计阻力获取的潜在生态廊道,“新增廊”是基于联系高山—丘陵—平原—海湾的诸多自然河流新建廊道,划定适宜保护范围。
3.3.2 生态斑块建设——重点保护生态源地,强化垫脚石建设
具体而言,一级生态源地1 ~7分布在Ⅰ-Ⅳ景观特征单元内,生态源地连接度高,以自然林地、水体等自然要素为主,优化的关键点在于:一是严格保护既有自然要素的空间格局与量 ;二是将坡度大、滨水、破碎的农田转为林团或果园,种植龙眼(Dimocarpus longan)、枇杷(Eriobotrya japonica)、桃(Prunus persica)、杨梅(Morela rubra)、柑橘(Citrus reticulata)等,在下层种植稍耐阴的草本植物以固土保湿,同时修建梯田,减少河流、降雨对土地的侵蚀 ;三是将养殖废弃物加工配制有机肥,降低化肥的使用量,增加农田排水沟的近自然化程度,以疏导、净化残留化肥、农药污染,同时增加乡村生活养殖污水净化、垃圾处理的基础设施建设。
在自然林地补植方面,乔木选择壳斗科栎属(Quercus)、石栎属(Lithocarpus)及杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)、台湾松(Pinus taiwanensis)、柳杉(Cryptomeria japonica var. sinensis)等,灌木选择五列木科杨桐属(Eurya)、金缕梅科檵木属(Loropetalum)、蔷薇科(Rosaceae)等,如黄瑞木(Adinandra millettii)、水东哥(Saurauia tristyla)、桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa)、檵木(Loropetalum chinense)、石斑木(Rhaphiolepis indica)等,草本选择如春兰(Cymbidium goeringii)、芒箕(Gleichenia linearis)、中华里白(Diplopterygium chinense)、狗脊(Woodwardia japonica)、黑莎草(Gahnia tristis)等。
一级生态源地8~10和二级表4 景观特征单元要素特征Tab. 4 Element feature of landscape characteristics units编号Num.景观特征landscape characteristics地形地貌Landform水文条件Hydrologic condition土壤类型Soil type土地用地类型land-use typeⅠ山间岗丘:四围低山环绕,中部较大面积低起伏地形及岗丘萩芦溪中上游及湘溪、东泉溪等支流汇聚;河道坡降比大,水量丰富;Ⅰ-Ⅲ类水,主要污染物为氨氮、总磷,以农业、养殖污染为主黄壤-红壤:黄壤海拔在红壤之上平缓地形和岗丘底部为邻水村落、旱/水田、果园;岗丘中上部为针叶林、常绿阔叶林地,群落结构为简单的乔灌草三层Ⅱ 山地:地势陡峭 重要水源涵养地以黄壤-红壤为主山顶或山脚相对平缓处有少量零散村落旱田分布,其余均为针叶林、常绿阔叶林、灌草覆盖,群落结构简单Ⅲ 山间丘陵有小流量的东山溪、深溪等;以灌溉为主的小型水库两个红壤 同ⅠⅣ 山间岗丘以大型东圳水库为核心的院里溪、延寿溪等,水量丰富;Ⅰ-Ⅲ类水红壤 同ⅠⅤ 山前岗丘木兰溪、延寿溪、萩芦溪等诸水于此区出山入平原,坡降比大,水量丰富以潴育水稻土为主河谷或平缓处分布少许农田和村庄、果园;自然林为中、幼龄马尾松疏林Ⅵ平原(H=5~100 m)诸多硬化水系潴育、盐渍水稻土城镇建设用地Ⅶ平原(H=0~5 m)木兰溪、延寿溪、塘头河等,下游多淡咸水交汇;河网密集曲折,流动性、水质较差盐渍水稻土水网有规整式和自由式;与水网平行或者垂直的带状或团状布局的村庄、水田、果园,尺度、方向相对统一;诸多陂塘、沟渠、涵闸等水利设施;原生红树林秋茄、蒲草等被破坏Ⅷ平原岗丘:地形较破碎,多岩石裸露,人工开采痕迹重水源匮乏,基无自然河流,只人工渠系东圳干渠以渗育水稻土、赤红土为主在低缓处大量散乱分布村庄、旱田,方向、尺度、高差多变,种耐旱作物,田间为带状、片状木麻黄防护林;丘陵顶有自然林草Ⅸ 平原丘陵:同Ⅷ水源匮乏,仅有石塘溪,人工渠系东圳干渠以风沙土、石质土为主同ⅧⅩ平原(H=0~5 m)海潮淹浸滨海盐土:含盐分高,排水不良,性软腻以海水晒盐场为主;植被为红树林秋茄;大量围海造陆,占用滩涂生态源地11~14分布在Ⅷ和Ⅸ景观特征单元内,优化关键在于:关闭各采石场,迁移或生态化墓地,退耕高坡度高海拔的旱田,保护、补植耐旱、耐瘠薄、抗风、抗盐的乔灌草植被,如黑松(Pinus thunbergii)、台湾相思(Acacia confusa)、芒箕等。
二级生态源地15分布在Ⅴ和Ⅶ景观特征区内,以木兰溪及周边滩涂为核心的地块,优化关键在于:空间上将硬质驳岸局部恢复成自然式驳岸或隐藏为隐形防洪堤,使之与河流外围的公园绿地、水系等构建弹性、有活力的近自然空间,尤其是在木兰溪木兰陂附近及其下游属于感潮段淡咸水交汇区域,需依据水平与垂直方向土壤含盐量、水位变化种植不同耐盐碱、耐水湿的植被类型,并且局部恢复滩涂,或以工程措施改善水盐环境以对比突出感潮段淡咸水交汇的景观风貌(图8)
在自然林地补植方面,乔木选择壳斗科栎属(Quercus)、石栎属(Lithocarpus)及杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)、台湾松(Pinus taiwanensis)、柳杉(Cryptomeria japonica var. sinensis)等,灌木选择五列木科杨桐属(Eurya)、金缕梅科檵木属(Loropetalum)、蔷薇科(Rosaceae)等,如黄瑞木(Adinandra millettii)、水东哥(Saurauia tristyla)、桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa)、檵木(Loropetalum chinense)、石斑木(Rhaphiolepis indica)等,草本选择如春兰(Cymbidium goeringii)、芒箕(Gleichenia linearis)、中华里白(Diplopterygium chinense)、狗脊(Woodwardia japonica)、黑莎草(Gahnia tristis)等。
一级生态源地8~10和二级表4 景观特征单元要素特征Tab. 4 Element feature of landscape characteristics units编号Num.景观特征landscape characteristics地形地貌Landform水文条件Hydrologic condition土壤类型Soil type土地用地类型land-use typeⅠ山间岗丘:四围低山环绕,中部较大面积低起伏地形及岗丘萩芦溪中上游及湘溪、东泉溪等支流汇聚;河道坡降比大,水量丰富;Ⅰ-Ⅲ类水,主要污染物为氨氮、总磷,以农业、养殖污染为主黄壤-红壤:黄壤海拔在红壤之上平缓地形和岗丘底部为邻水村落、旱/水田、果园;岗丘中上部为针叶林、常绿阔叶林地,群落结构为简单的乔灌草三层Ⅱ 山地:地势陡峭 重要水源涵养地以黄壤-红壤为主山顶或山脚相对平缓处有少量零散村落旱田分布,其余均为针叶林、常绿阔叶林、灌草覆盖,群落结构简单Ⅲ 山间丘陵有小流量的东山溪、深溪等;以灌溉为主的小型水库两个红壤 同ⅠⅣ 山间岗丘以大型东圳水库为核心的院里溪、延寿溪等,水量丰富;Ⅰ-Ⅲ类水红壤 同ⅠⅤ 山前岗丘木兰溪、延寿溪、萩芦溪等诸水于此区出山入平原,坡降比大,水量丰富以潴育水稻土为主河谷或平缓处分布少许农田和村庄、果园;自然林为中、幼龄马尾松疏林Ⅵ平原(H=5~100 m)诸多硬化水系潴育、盐渍水稻土城镇建设用地Ⅶ平原(H=0~5 m)木兰溪、延寿溪、塘头河等,下游多淡咸水交汇;河网密集曲折,流动性、水质较差盐渍水稻土水网有规整式和自由式;与水网平行或者垂直的带状或团状布局的村庄、水田、果园,尺度、方向相对统一;诸多陂塘、沟渠、涵闸等水利设施;原生红树林秋茄、蒲草等被破坏Ⅷ平原岗丘:地形较破碎,多岩石裸露,人工开采痕迹重水源匮乏,基无自然河流,只人工渠系东圳干渠以渗育水稻土、赤红土为主在低缓处大量散乱分布村庄、旱田,方向、尺度、高差多变,种耐旱作物,田间为带状、片状木麻黄防护林;丘陵顶有自然林草Ⅸ 平原丘陵:同Ⅷ水源匮乏,仅有石塘溪,人工渠系东圳干渠以风沙土、石质土为主同ⅧⅩ平原(H=0~5 m)海潮淹浸滨海盐土:含盐分高,排水不良,性软腻以海水晒盐场为主;植被为红树林秋茄;大量围海造陆,占用滩涂生态源地11~14分布在Ⅷ和Ⅸ景观特征单元内,优化关键在于:关闭各采石场,迁移或生态化墓地,退耕高坡度高海拔的旱田,保护、补植耐旱、耐瘠薄、抗风、抗盐的乔灌草植被,如黑松(Pinus thunbergii)、台湾相思(Acacia confusa)、芒箕等。
二级生态源地15分布在Ⅴ和Ⅶ景观特征区内,以木兰溪及周边滩涂为核心的地块,优化关键在于:空间上将硬质驳岸局部恢复成自然式驳岸或隐藏为隐形防洪堤,使之与河流外围的公园绿地、水系等构建弹性、有活力的近自然空间,尤其是在木兰溪木兰陂附近及其下游属于感潮段淡咸水交汇区域,需依据水平与垂直方向土壤含盐量、水位变化种植不同耐盐碱、耐水湿的植被类型,并且局部恢复滩涂,或以工程措施改善水盐环境以对比突出感潮段淡咸水交汇的景观风貌(图8)
针对人工环境为主的平原丘陵区域的林地、水体斑块予以重点保护以建设垫脚石,在特征单元Ⅶ、Ⅹ内,适当增加果园面积或扩大水体面积,恢复滨海区域的红树科秋茄树属(Kandelia)、禾本科(Poaceae)、莎草科(Cyperaceae)和蒿属(Artemisia)等;在特征单元Ⅷ、Ⅸ内,腾退部分迎风农田、村庄,将其转换为生态用地,补植木麻黄(Casuarina equisetifolia)、黑松、台湾相思、芒箕等,强化迎风坡半干旱荒原景观,以改善微气候环境,增加剩余农田土壤湿度、有机质含量,减弱风力,降低盐碱度,控制荒漠化程度。
3.3.3 生态廊道建设——加密低层级廊道网,设置生态廊道缓冲区
在景观特征单元Ⅴ和Ⅶ中,建设关键在于疏通水网以增加水循环能力(梧梓河、塘头河、和平河、延寿溪及大量农田水道、陂塘等),滨水林网的配套以净化化肥农药,农田村庄防护林网的增建以抵御海风侵袭,乔木以喜湿喜肥的荔枝(Litchi chinensis)、龙眼、枇杷、橄榄(Canarium subulatum)、柑橘等果树为主(图9);在景观特征单元Ⅷ和Ⅸ中,低层级廊道建设关键在于人工水渠的林网配套,村庄农田防护林网的建设,以耐旱耐贫瘠的木麻黄为主。根据场地适宜情况,设置10~1 000 m的生态廊道缓冲区,严禁各类建设对生态廊道的破坏。
4结论与讨论
定量的生态系统服务价值评估和生态敏感性评价构建宏观生态空间结构、景观特征评估引导生态网络完善和生态空间本体建设是本研究重点探讨的两个问题。
文章基于综合性生态服务价值评估和水土流失一水源涵养综合敏感性评价识别出一级生态源地10个二级生态源地5个;依据景观要素类型构建阻力面,利用最小阻力模型识别“c’’形的一级生态廊道和网状二级廊道,构建莆田城区生态空间结构。选取地形地貌土壤类型土地利用类型因素研究莆田城区景观形成演变过程,划定10个景观特征类型单元并总结其关键特征,然后据此在宏观生态结构上提出增栋增廊、增湾策略予听卜充优化,并提出适宜各景观特征单元的生态源地、廊道优化策略。
基于综合性生态系统服务价值识别保护和敏感性风险管控角度出发识别生态源地,具有更强的理论基础与客观性直观性,现有自然保护区全部落入生态源地范围内,亦说明源地识别的适用性与准确性;在增加生态空间生态服务价值降低生态敏感性的同时基于景观特征予以优化的方法,不仅在量上和空间分布上回应生态需求,同时也在有效保护、尊重、延续和强化本土特征,这对后续的生态空间研究具有一定借鉴参考价值。
文章基于综合性生态服务价值评估和水土流失一水源涵养综合敏感性评价识别出一级生态源地10个二级生态源地5个;依据景观要素类型构建阻力面,利用最小阻力模型识别“c’’形的一级生态廊道和网状二级廊道,构建莆田城区生态空间结构。选取地形地貌土壤类型土地利用类型因素研究莆田城区景观形成演变过程,划定10个景观特征类型单元并总结其关键特征,然后据此在宏观生态结构上提出增栋增廊、增湾策略予听卜充优化,并提出适宜各景观特征单元的生态源地、廊道优化策略。
基于综合性生态系统服务价值识别保护和敏感性风险管控角度出发识别生态源地,具有更强的理论基础与客观性直观性,现有自然保护区全部落入生态源地范围内,亦说明源地识别的适用性与准确性;在增加生态空间生态服务价值降低生态敏感性的同时基于景观特征予以优化的方法,不仅在量上和空间分布上回应生态需求,同时也在有效保护、尊重、延续和强化本土特征,这对后续的生态空间研究具有一定借鉴参考价值。
本研究在生态系统服务价值评估时重在分析各要素生态服务价值相对高低,不具体计算生态服务价值量,所以采取谢高地的单位面积生态服务价值基础当量表来进行价值计算,暂未考虑景观要素的地域性差异、质量差异等;此次生态空间网络优化策略仍然是定性的,未就生态网络的宽度、密度多样性等定量讨论,需要在后续研究时深入探讨。