季洪亮,劉紅麗,路 艷,李 慧
濰坊學(xué)院生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,山東省高校生物化學(xué)與分子生物學(xué)重點實驗室,山東 濰坊 261061
濱海地區(qū)憑借其獨有的地理位置和資源優(yōu)勢,享有“黃金海岸”的美譽,但大部分地區(qū)因鹽堿而導(dǎo)致的脆弱生態(tài)環(huán)境極度地限制了該區(qū)域的發(fā)展,因此,良好的生態(tài)環(huán)境的構(gòu)建就顯得尤為重要。當(dāng)前鹽堿地生態(tài)修復(fù)較為常用的措施是在換土基礎(chǔ)上進(jìn)行的園林化苗木栽植,但土源難尋且次生鹽漬化問題嚴(yán)重,同時也存在后期養(yǎng)護(hù)管理費用大、修復(fù)成本高、生態(tài)效果欠佳等一系列問題[1]。而鄉(xiāng)土野生耐鹽堿植物具有較強的生態(tài)優(yōu)勢性和區(qū)域性,是濱海鹽堿地地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[2],但在鹽堿地生態(tài)環(huán)境構(gòu)建過程中因其種類單一、景觀觀賞價值挖掘欠缺,使其開發(fā)應(yīng)用受限。所以,在鹽堿地惡劣的生境條件下,如何合理開發(fā)利用此類植物資源,使其充分發(fā)揮生態(tài)修復(fù)的優(yōu)勢性[3],對于鹽堿地的生態(tài)環(huán)境建設(shè)具有重要意義。
濰坊濱海國家經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)位于山東半島中北部,渤海萊州灣南岸,濰坊市域北部。地貌類型主要是平原、河岸陡坎及臨海坡型等,土壤類型為濱海灘地鹽土,土壤含鹽量因地勢不同呈現(xiàn)較大差異[4],分別為平原地帶的輕度鹽土區(qū)(0.2%≤土壤含鹽量<0.4%),河岸陡坎地帶的中度鹽土區(qū)(0.4%≤土壤含鹽量<0.8%),臨海坡型地帶的重度鹽土區(qū)(土壤含鹽量≥0.8%),地下水含鹽量較高,場地pH值正常(介于7.1~7.5之間)。氣候類型為暖溫帶季風(fēng)型,年均氣溫約12.2℃,年均降水量約620 mm。場地內(nèi)鹽堿、雨澇、干旱問題嚴(yán)重,植被結(jié)構(gòu)單一,生態(tài)環(huán)境脆弱。
以濰坊濱海地區(qū)內(nèi)彌河、白浪河入??跒榻琰c,分別向南20 km、沿河兩岸5~6 km范圍內(nèi)展開調(diào)查。調(diào)查方法以現(xiàn)場勘查為主,在場地內(nèi)對植物進(jìn)行標(biāo)本采集、鑒定,并查閱相關(guān)資料、結(jié)合類似案例進(jìn)行分析。依場地實際情況分層取土測定土壤含鹽量。最后對相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)一分析、整理[5]。
調(diào)查區(qū)域內(nèi)鄉(xiāng)土野生耐鹽堿植物經(jīng)初步確定為高等植物82種,隸屬34科69屬,其中禾本科14種,菊科14種,藜科11種,豆科5種,錦葵科、胡頹子科、???、蒺藜科、水麥冬科、旋花科、蓼科、十字花科各2種,其它科均為1種。受鹽堿環(huán)境限制,植物耐鹽堿等級差異明顯,種群數(shù)量、結(jié)構(gòu)及多樣性較貧乏。
在實地考察的基礎(chǔ)上,通過案例分析、文獻(xiàn)查閱、向當(dāng)?shù)刂参飳<易稍兊韧緩?,從植被種類、種群數(shù)量、生態(tài)習(xí)性、耐鹽堿等級、景觀價值等方面共篩選33種典型植被進(jìn)行分析評價(見表1)。
表1 鄉(xiāng)土野生耐鹽堿植物生態(tài)特征及景觀評價Table 1 Local wild salt-tolerant plant ecological characteristics and landscape evaluation
備注:耐鹽堿等級指,輕度耐鹽堿土壤含鹽量≤0.4%,中度耐鹽堿土壤含鹽量介于0.4%~0.8%之間,重度耐鹽堿土壤含鹽量≥0.8%。Note:Refers to the salinity tolerance grade,mild alkali soil salt content at 0.4%or less,the salt content of moderate salt alkali soil is between 0.4%and 0.8%,severe alkali soil salt content 0.8%or higher.
鄉(xiāng)土野生耐鹽堿植物具有較強的生態(tài)適應(yīng)性,突顯著地域文化景觀特色,但植物種群結(jié)構(gòu)較為單一,不能滿足景觀生態(tài)多樣性需求。為更好構(gòu)建與營造濱海地區(qū)特色的鹽堿地生態(tài)景觀,在選取33種典型耐鹽堿鄉(xiāng)土植被的基礎(chǔ)上,立足于濱海鹽堿地城市外圍自然地帶的地形地貌和鹽堿梯度,設(shè)計不同的種植結(jié)構(gòu)模型,將已有的鹽堿地改良和綠化經(jīng)驗與當(dāng)前景觀前沿設(shè)計手法相結(jié)合,構(gòu)建濱海鹽堿地地區(qū)特色的生態(tài)景觀,并使其發(fā)揮重要的生態(tài)、防護(hù)、景觀等功能。
場地范圍為白浪河、彌河入海口兩側(cè)的平原洼地地帶,0~60 cm土層深度內(nèi)土壤含鹽量平均為0.18%~0.36%,屬輕度鹽土區(qū)(0.2%≤土壤含鹽量<0.4%),地下水位埋深2.1~2.5 m,含鹽量約5.6%。
針對場地本身惡劣的生境條件以及雨澇、干旱問題,受蜂巢結(jié)構(gòu)啟發(fā),提出蜂巢格網(wǎng)結(jié)構(gòu)布局模式,將場地因勢分為大小不一的格網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)細(xì)胞,沿細(xì)胞周圍通過簡單的填挖方平衡技術(shù),創(chuàng)造深淺不一、形式不同的坑洼樣胞(圖1)。高低不一的土丘,改變土壤鹽堿層結(jié)構(gòu)布局,利于坡地淋鹽,降低土壤含鹽量。低洼樣胞,可留住雨水,解決雨澇干旱問題[7]。山丘與坑洼樣胞的合理搭配創(chuàng)造出一系列的旱生、濕生、水生等季節(jié)性景觀場地,依不同地形種植適應(yīng)性耐鹽堿植被,建立水敏感的適應(yīng)性植物群落結(jié)構(gòu),以呈現(xiàn)自然演替繁育的季相景觀。高地到洼地的布局結(jié)構(gòu)將鹽堿地改良、鄉(xiāng)土耐鹽堿植物應(yīng)用、雨水收集等充分結(jié)合,不同地勢的構(gòu)建為鄉(xiāng)土野生耐鹽堿植物提供多樣的棲息地,可使單一的植被形態(tài)轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的植物群落結(jié)構(gòu),以此開啟自然演替過程[8]。
高地密植檉柳、白蠟等木本植被,構(gòu)成整個區(qū)域的喬木層結(jié)構(gòu)框架。通過系統(tǒng)設(shè)計,高地與洼地自然穿插,形成一條自然的藍(lán)-綠相間的“海綿”綠帶,在山丘之處設(shè)置觀光塔,在坑洼樣胞內(nèi)部設(shè)置休憩平臺,在交叉處點綴特色植被,建構(gòu)游步道網(wǎng)絡(luò)空間,使人們穿梭于山丘和濕地樣胞之間?!胺涑簿W(wǎng)格”結(jié)構(gòu)模式的應(yīng)用,可為大眾創(chuàng)造豐富多樣的體驗空間,形成特色的丘洼濕地樣胞景觀(圖2)。
圖2 “蜂巢格網(wǎng)”結(jié)構(gòu)斷面圖Fig.2 Structural section diagram of“Honeycomb grid”
檉柳-海濱木槿-獐毛群落。土丘地勢相對較高,生境條件好,受雨澇、返鹽堿影響較小,通過喬木層檉柳、白蠟、杜梨,灌木與地被層的海濱木槿、紫穗槐、獐毛、堿蓬等的栽植,構(gòu)建穩(wěn)定的耐鹽堿植物群落,提高場地綠化覆蓋率,立體空間上單位面積綠量增加,可使場地范圍內(nèi)水分蒸發(fā)減少,進(jìn)而抑制土壤返鹽。經(jīng)過2~3年生長可使鹽堿土土壤得到明顯改良,因勢引入旱柳、法桐、紫葉李等馴化的鄉(xiāng)土耐鹽堿植被,增加群落多樣性。
蘆葦-狼尾草群落。地勢低洼處收集、儲存并利用雨水。依植物的水敏感適應(yīng)性種植特點,依次從高地到洼地設(shè)計種植狼尾草、狗牙根、堿菀、二色補血草等旱生、半濕生、濕生植被,長積水或半積水處種植鹽角草、蘆葦,香蒲等,營造濕地漫灘型鄉(xiāng)土耐鹽堿群落結(jié)構(gòu)。
在白浪河、彌河入??诤影秲蓚?cè)30~150 m范圍內(nèi),0~60 cm土層深度內(nèi)土壤含鹽量平均為0.38%~0.60%,屬中度鹽土區(qū)(0.4%≤土壤含鹽量<0.8%),地下水位埋深3.2~4.6 m,含鹽量約6.2%。
針對場地惡化的河岸生態(tài)環(huán)境,受山區(qū)梯田儲水用水理念啟發(fā),充分利用濱河兩岸有限的場地空間及陡坎高差,因勢通過簡單的填挖方對場地進(jìn)行整理構(gòu)建梯級陂塘系統(tǒng),陂塘間采用溢流堰技術(shù)通過潛流濕地聯(lián)通,融合雨水收集功能,合理調(diào)蓄、利用雨水(圖3)。
圖3 “陂塘系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)概念構(gòu)思Fig.3 The concept design of“Beitang system structure”
各陂塘單元的方位、形式、深度都依場地的地質(zhì)、地形因素設(shè)定,以此構(gòu)建可淹沒的梯臺式景觀帶,進(jìn)而實現(xiàn)河岸的生態(tài)化修復(fù)改造。梯級河岸土壤鹽堿、水分不一,根據(jù)不同的土壤環(huán)境和水質(zhì)條件將邊緣性鄉(xiāng)土野生耐鹽堿陸生、濕生、水生植被因地制宜的沿陂塘四周栽植,重點栽植適應(yīng)于季節(jié)性洪澇與干旱的鄉(xiāng)土野生耐鹽堿植物,構(gòu)建特色的濱河植物生境群落景觀[9]。將大眾所需的休閑游憩需求融入到河岸生態(tài)環(huán)境設(shè)計之中,因勢建立在適應(yīng)性陂塘單元上的連續(xù)的綠道網(wǎng)絡(luò),是一個與雨澇干旱、鹽堿植被生長演替、景觀營建等相適應(yīng)的系統(tǒng),可創(chuàng)造多元的臨水、觀水、親水空間,使河岸成為集鹽堿植物生境展示、防洪耐旱和休閑游憩功能于一體的適應(yīng)性濱河景觀(圖4)。
圖4 “陂塘系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)斷面圖Fig.4 Structural section diagram of“Beitang system structure”
檉柳-堿茅群落。河岸邊界處地勢相對較高,土壤鹽堿含量低,生境條件好,栽植檉柳、紫穗槐、枸杞等形成河岸林帶生境區(qū),底層種植堿茅、獐毛,以形成高低錯落的種植結(jié)構(gòu),增加綠地覆蓋率,同時局部點綴鹽地堿蓬、二色補血草、狼尾草等形成中鹽亞型植物群落結(jié)構(gòu),構(gòu)建穩(wěn)定的河岸林帶植物群落景觀。
蘆葦-鹽地堿蓬群落。耐鹽性較強的植物群落,同時能耐雨澇和干旱。沿河岸構(gòu)建的陂塘單元周圍,栽植以蘆葦為主,搭配鹽地堿蓬、地膚、堿菀、濱藜、二色補血草等草本植物,構(gòu)建生態(tài)型草溝,后期引進(jìn)菖蒲、蘆竹等,營造梯級漫灘型鄉(xiāng)土耐鹽堿群落結(jié)構(gòu)。
該區(qū)域主要為白浪河入??谘匕?,東西長約3.6 km,寬度50~80 m不等,土壤含鹽量達(dá)0.79%~1.5%,屬重度鹽土地區(qū)(土壤含鹽量>0.8%)。
海岸線景觀帶因本身鹽堿、潮汐、海風(fēng)條件限制及無節(jié)制開發(fā)影響,整個場地的生態(tài)環(huán)境狀況極其惡劣。借鑒山區(qū)農(nóng)耕梯田種植模式與經(jīng)驗,沿海岸線在豎向上依其坡型地勢通過填挖方建立階梯狀彈性種植平臺(圖5)。平臺做到可淹沒設(shè)計,以應(yīng)對不同強度的雨澇侵蝕風(fēng)險,使其在雨澇淹沒之后仍保存完整,待雨澇褪去后可自行恢復(fù)。階梯狀種植平臺的布局、形式、土層厚度依場地地質(zhì)、地形因素設(shè)置,因勢種植不同耐鹽堿植被,不僅滿足不同耐鹽堿植被種植土壤需求,而且利于土壤淋鹽,減少鹽分對植被的危害,提高植被成活率,加速場地的生態(tài)修復(fù)[10]。平臺間的結(jié)構(gòu)是集園路、岸基防護(hù)、土壤保護(hù)于一體的功能性擋墻,同時,臨海岸線擋墻設(shè)計充分考慮如何避免植被被海水侵蝕而致死亡這一問題,結(jié)構(gòu)采用斜“工”字形結(jié)構(gòu)做基礎(chǔ),一是可作為穩(wěn)定的岸基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),二是頂端懸挑斜“工”字型結(jié)構(gòu)可將海水駁回,有效避免海水進(jìn)入臺地種植池內(nèi),臨海擋墻結(jié)合觀景線,因勢而設(shè)一條隨海岸線蜿蜒的景觀廊道,景觀廊道或“漂浮”在沙丘、灘涂和鹽角草-堿蓬景觀帶之上,或置于環(huán)保型拋石駁岸之間,或虛隱于植物群落林中。通過階梯狀彈性平臺結(jié)構(gòu)及鄉(xiāng)土耐鹽堿植被栽植構(gòu)建,使其不僅作為一種功能性防護(hù)設(shè)施,保護(hù)海岸線免受侵蝕,而且連續(xù)的景觀廊道亦將多樣的沙丘-灘涂生境景觀、植物群落景觀、休憩設(shè)施景觀節(jié)點串聯(lián)起來,作為一種展示性設(shè)計,滿足大眾近距離觀賞、體驗濱海景觀的需求,亦能給游客以難忘的教育與審美體驗(圖6)。
圖5 “梯級臺地”結(jié)構(gòu)概念構(gòu)思Fig.5 The conception of“Cascade platform structure”
圖6 “梯級臺地”結(jié)構(gòu)斷面圖Fig.6 Structural section diagram of“Cascade platform structure”
檉柳-枸杞濱海意象群落。在最高處臺地上密植檉柳-枸杞,形成沿海防護(hù)林帶,因勢種植獐毛、沙棘、堿地膚、堿蓬等灌草類搭配形成特色鮮明的海岸邊緣線,隨著植被生長對土壤不斷修復(fù),后期可繼續(xù)在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上抬土種植白蠟、臭椿、刺槐等馴化的鄉(xiāng)土耐鹽堿植被,豐富群落結(jié)構(gòu),提高群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,構(gòu)建濱海沿岸防護(hù)綠屏,進(jìn)而提升城市濱海意象。
蘆葦-大米草-鹽角草群落。沿海岸線場地生境環(huán)境惡劣,調(diào)研選取灘涂裸地先鋒綠化植物堿蓬和鹽角草進(jìn)行生態(tài)修復(fù),調(diào)研分析兩種植被在土壤含鹽量達(dá)4.77%~5.01%的環(huán)境中亦能生長。依高低臺地地勢從外往內(nèi)將蘆葦、大米草、二色補血草、堿茅、獐毛、海韭菜等植被依次栽植于山丘、灘涂、置石駁岸之中,構(gòu)建由高到低的沙丘草本專性鹽生植物群落,形成特色的堿蓬-鹽角草鋪地綠植、沙丘、灘涂、蘆葦蕩等濱海自然式植物群落景觀。
鄉(xiāng)土野生耐鹽堿植物是濱海地區(qū)鹽堿地生態(tài)環(huán)境的重要構(gòu)成,因地適宜構(gòu)建生境結(jié)構(gòu)模型對鹽堿地生態(tài)修復(fù)同樣起著重要的作用。在充分保護(hù)利用場地現(xiàn)狀的同時,運用蜂巢格網(wǎng)結(jié)構(gòu)模式、陂塘系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式、梯級臺地結(jié)構(gòu)模式,創(chuàng)造多樣的適應(yīng)性景觀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),合理利用調(diào)研分析的鄉(xiāng)土耐鹽堿植被構(gòu)建穩(wěn)定的植物群落,采用再生設(shè)計手法,將景觀休閑、游憩功能融入其中,使場地形成一個低維護(hù)成本、無必要人為過多干預(yù)、自然生態(tài)修復(fù)、滿足大眾審美與游憩需求的濱海鹽堿地特色景觀,對于濱海地區(qū)城市外圍自然地帶的鹽堿地生態(tài)修復(fù)、景觀構(gòu)建等具有重要意義,也為城市建成區(qū)合理應(yīng)用此類植物資源提供了現(xiàn)實依據(jù)。
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