方躍冰
(廈門市同安區(qū)水利工程質量監(jiān)督站,福建 廈門 361000)
從現(xiàn)狀看,大部分的城市河道在治理時更強調河道防洪,排水功能,隨著經濟發(fā)展產生的土地緊張,人水爭地,更是讓河道越修越窄,越挖越深,越做越硬。現(xiàn)階段,全民環(huán)保意識不夠,一旦河道管理力度下降,河岸雜草叢生,垃圾成堆,河水臟臭問題馬上出現(xiàn)。于此,可以改變治水思路,既繼承治水技術精髓,還能夠樹立親水理念,實現(xiàn)改善濱水景觀生態(tài)環(huán)境、增強邊緣效應、建立穩(wěn)定的水岸生態(tài)系統(tǒng)目的。
直立式護岸生態(tài)景觀的構建需要重視景觀邊界的生態(tài)學意義,保留原有植物群落的同時,選擇長勢旺盛、觀賞效果好的鄉(xiāng)土化特色植物,利用濱水景觀水岸生態(tài)系統(tǒng)中通道和廊道作用、過濾和障礙作用、生境作用等,最大限度地進行植物群落空間配置,有效增加生物多樣性、提高底泥團體結構肥力、削減污染物負荷、發(fā)揮水生植物強凈化能力、增強邊緣效應、改善湖泊生態(tài)系統(tǒng),并且提供水生動物及鳥類等生物覓食、繁衍的生存空間,緩和直立式護岸對湖濱帶的破壞,增強濱水沿岸生態(tài)廊道功能,從而改善水質,優(yōu)化群落空間結構,恢復和穩(wěn)定水岸生態(tài)系統(tǒng),提升濱水景觀環(huán)境與生態(tài)水平。
濱水景觀是一種獨特的線型景觀,具有開敞的視野、新鮮的空氣、愉悅的鳥鳴,是游憩行為發(fā)生最頻繁的地帶。通過配置濱水空間植物群落、構建生態(tài)景觀,強化水系的個性和特色,使濱水空間綠化面積增加,濱水景觀自然古樸,硬質護岸軟化,生物多樣性增加,景觀生態(tài)格局優(yōu)化,濱水景觀效果明顯,創(chuàng)造出符合人類行為心理和精神活動的濱水空間。
某濱水景觀主要由直立式護岸組成,水域、陸域分界線明顯,水位變化大,水生植物已基本消失。該區(qū)域濱水景觀生態(tài)構建所面臨的主要問題有以下幾個方面。
水體底泥是水域生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。風浪大,松軟泥沙難以停留堆積,水生植物難扎根,移栽存活難度大。底質為褐色或灰褐色沖擊性粘土。
風浪引起的底泥再懸浮,加之大量浮游藻類生物,導致水體透明度(30~38cm)低,水下可見光能不足,水生植物生長慢、繁殖能力低。直立式護岸現(xiàn)狀既影響了水岸生態(tài)系統(tǒng)健康,又降低了景觀效益。因此,如何在水位多變的直立式護岸型下,構建一個植被蔥郁的生態(tài)化水陸邊緣,水-生物相融共生,同時,又能體現(xiàn)生態(tài)景觀功能的湖濱帶廊道是面臨的挑戰(zhàn)和目標。
植物種植床是一種有效的水體原位修復技術,具不改變護岸現(xiàn)狀、低投入、低成本、易管理、美學價值等優(yōu)點,利用植物床可增加植物移栽品種,提升植物移栽成活率,通過植物根系吸收、過濾及共生生物的降解作用對水體進行凈化。不同水生植物種類對營養(yǎng)元素的吸收能力不同,傳統(tǒng)植物床多為單一植物床型,固定水深深度,植物品種選擇較窄,品種易單一。研究發(fā)現(xiàn)復合植物床根系泌氧性能和氮磷吸收性能均優(yōu)于傳統(tǒng)植物床,能更有效地凈化水體。為解決直立式護岸帶來的水深較深、水位變化大等構建難點,設計階梯型組裝式復合植物床模式,充分發(fā)揮物種共生、生態(tài)位、物種多樣性和景觀生態(tài)學等原理。比較直立式護岸下設置傳統(tǒng)植物床、階梯型植物床和不設置植物床的空白對照,發(fā)現(xiàn)階梯型植物床在生態(tài)、景觀等方面都優(yōu)于傳統(tǒng)植物床。
在直立式護岸最高水位與湖底之間,設置3~4級階梯型復合植物床。植物床可通過不銹鋼、鍍鋅鐵、竹子等材質搭建,同時在床下適當放置生態(tài)袋,促進植物更好扎根、穩(wěn)固。根據實際風浪強度及床上植物密度選擇材質。本項目采用竹子進行搭建,強度中等,無二次污染。通過各臺階水位變化及水深情況,選擇不同生態(tài)位的鄉(xiāng)土植物,形成“水生-沼生-濕生-中生”植物群落帶。階梯型植物床隨水位的變化在不同時段內完全或部分被水淹沒,形成仿自然型岸坡的階梯型種植臺,可加大移載植物種類,增加生物多樣性,構建湖濱帶生態(tài)景觀廊道,可有效去除水體中氮和磷,降低水體富營養(yǎng)化風險。
生物消浪是一種生態(tài)消浪模式,與傳統(tǒng)消浪方法相比,具有增強護岸穩(wěn)定、防蝕促淤、防風消浪、成本低、環(huán)境協(xié)調性好、維護方便等優(yōu)點。淀山湖沿岸風浪侵蝕嚴重,最大浪高可達0.5m以上,為保證植物群落空間構建的有效性,需在構建區(qū)域設置消浪效率高、水位變化適應性強、與外界水體交換暢通的消浪結構,使風浪對湖濱帶的沖刷和侵蝕降低,并有利于水生植物的移栽。結合地形、風浪強度和土壤條件,選用耐淹性好、材質柔韌、樹冠發(fā)達、生長速度快的物種,待植物群落構建后挺水植物、漂浮植物、浮葉植物的生長有改良基底的作用,增加底泥的有機物含量,改善底泥結構,增加底泥抗侵蝕的機械強度,起到一定的護岸固底作用。
植物移栽前,在種植區(qū)外設置毛竹樁(圖1)和消浪浮體,起到消浪、固沙作用,提高植物移栽存活率;減少再懸浮,有利于植物光合作用,促進植物生長,形成良性循環(huán),更有利于植物群落空間的構建,同時,可逐步提升水體自凈能力。本技術具有重量輕、結構簡單、造價低等優(yōu)點,且待植物長勢良好,依次撤移防浪、消浪層,不破壞水域的整體性和生態(tài)環(huán)境。
圖1 抗浪擋風竹排
直立式護岸規(guī)整,自然植被破壞,生境片斷化嚴重。在植物景觀配置中,根據景觀生態(tài)學原理,由“斑塊-廊道-基質”組成的鑲嵌體,利用階梯型復合植物床,統(tǒng)一性原則,同時考慮植被景觀的形態(tài)美,兼顧色彩、季相等,選取不同挺水、浮葉和漂浮植物,構建結構緊密、絢麗多彩、層次豐富的濱水植物群落景觀帶。
植被帶的過濾功能可以明顯滯留并減少氮、磷含量,水生植物對N的吸收速率在0.134~0.187g/(m2·d)之間,對 P的吸收速率在0.0121~0.0167g/(m2·d)之間。不同水生植物凈化水體功效不同,不同種類挺水植物移栽耐水水深也不同;浮葉植物和漂浮植物的生長適應湖濱帶水位變化;沉水植物需提高水體透明度后種植。依據水位及透明度變化,選擇不同種類鄉(xiāng)土植物,形成生態(tài)景觀帶。
將人工調控與自然調控相融合,改良植物床生態(tài)修復技術,充分發(fā)揮物種共生、生態(tài)位原理,優(yōu)化生物操縱,采用抗污染能力強、觀賞性高的濕生、水生植物,養(yǎng)殖濾食性水生動物,培養(yǎng)耐污性強、活性高的微生物,促進水岸生態(tài)系統(tǒng)構成,完善食物鏈網,連通生物生態(tài)廊道,保證水陸的溝通、連接以及生物在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移運動,使其高效穩(wěn)步地與所在環(huán)境體系自行建立相互聯(lián)系,進而加速水岸生態(tài)系統(tǒng)中生物與生物之間、生物與環(huán)境之間的物流、能流、信息流、生物流,擴大適宜多種水生植物、水生動物和陸生動物的棲息地,提高生物多樣性,發(fā)揮水生態(tài)系統(tǒng)功能和自凈作用,恢復水系統(tǒng)的再生能力,削減污染物,改善水質。
在特定時空尺度下,水、陸相對均質的景觀之間所存在的異質邊緣景觀。應用生態(tài)景觀立體格局,恢復大量被破壞的景觀再生能力,構建廊道生態(tài)景觀。仿自然坡岸,利用景觀性植物營造生態(tài)水系生物群落要素,美化湖岸;不同區(qū)域、不同景觀群落有機結合,提高生物多樣性,使景觀富有時空和色彩的變化;水-生物相融共生,邊緣效應明顯,生態(tài)景觀突出,體現(xiàn)人與自然融合的生態(tài)特色景觀。
生態(tài)景觀構建涉及眾多類型與學科,通過實際調研,就其生態(tài)景觀構建做出探析,為解決原有構建技術與模式存在的工程量大、景觀效果不佳、經濟效益較低等缺點,改良現(xiàn)有生態(tài)景觀構建技術,探索出一種適合水位多變與抗風浪的直立式硬質護岸湖濱帶生態(tài)構建與景觀設計的新模式,具有工程量最小化、外型緩坡化、內外透水化、表面生態(tài)化和成本經濟化等特點,且能有效實現(xiàn)直立式硬質護岸型濱水帶水岸生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)修復,水體凈化及水體生態(tài)景觀的有機結合,從而促進水資源的可持續(xù)利用,最終實現(xiàn)水岸生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。
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