王芳 汪耀龍 謝祥財

摘要：城市河流綠道作為河流廊道在城市生態(tài)保護方面發(fā)揮重要作用，而設(shè)置合理的綠道寬度能使河流綠道的生態(tài)價值更加凸顯，是城市河流生態(tài)建設(shè)中的重要一環(huán)。文章從保土控污、生物保護和改善微氣候3方面就綠道寬度對河流生態(tài)功能的影響進行綜述，總結(jié)當(dāng)前研究中存在的問題并提出建議，以期為城市河流綠道在城市生態(tài)環(huán)境層面的規(guī)劃提供參考。

關(guān)鍵詞：城市河流綠道，寬度，生態(tài)，環(huán)境

DOI： 10.3969/j.issn.1672-4925.2019.01.005

在景觀生態(tài)學(xué)上，河流綠道是指河流本身和沿河分布且不同于周圍基質(zhì)的植被帶，包括河道、河漫灘、河岸植被、堤壩和部分高地等具有不同價值的沿河土地[1-6]。城市河流綠道是城市基質(zhì)下的河流綠道，包括河道、河漫灘、河岸植被緩沖帶等，具有生態(tài)保護和休閑等功能的綠色通道空間[7]，城市河流綠道寬度為其上述組成部分的寬度的總和。

城市河流綠道實質(zhì)上是一種生態(tài)廊道。從景觀生態(tài)學(xué)的廊道理論看，城市河流綠道可作為生物廊道，其通過構(gòu)建生物棲息地、生物遷移通道促進生物擴散遷徙、提高生物多樣性、防風(fēng)固沙、隔離（如控制城市綠帶擴張）等，并在城市內(nèi)部形成獨立生境，為城市不同綠地之間生物提供交換能量流和物質(zhì)流的通道，對破碎的城市景觀和生境起到補償作用。城市河流綠道還可作為河流廊道，通過構(gòu)建河流植被緩沖帶起到調(diào)節(jié)城市微氣候、保持水土和凈化水體的作用。在急需城市河流綠道發(fā)揮生態(tài)作用的今天，城市河流綠道寬度作為影響其生態(tài)價值的重要因素逐漸受到關(guān)注。目前，對城市河流綠道寬度的研究主要集中在保土控污，生物保護，改善微氣候3方面。

1保土控污

1.1水土保持

目前城市水土流失已成為一種典型的城市化效應(yīng)[8].因此，水土保持功能對基于生態(tài)建設(shè)下城市河流綠道寬度的確定至關(guān)重要，國外對此的研究也較為完善。Gilliam等[9-10]提出當(dāng)河岸植被寬度大于18 m時，能截獲超過80010從農(nóng)田流失的土壤：當(dāng)河岸帶寬度達到23 m時，可以控制河岸底部的沉積物，當(dāng)河岸帶寬度達到30 m時能夠控制養(yǎng)分和水土流失。

目前，國內(nèi)對河岸緩沖帶的研究還主要停留在對其概念、寬度、功能和管理等定性和綜述方面[10-14]，其寬度的確定多依靠經(jīng)驗值[15]。例如，《城市水系規(guī)劃規(guī)范（GB50513-2009）》除明確要求飲用水水源地、水生態(tài)保護區(qū)及溝渠濱水綠化的退讓距離外，其余都以“因地制宜”“充足空間”等詞語進行模糊規(guī)定，從而導(dǎo)致規(guī)劃缺乏參照標(biāo)準。又如佛山市[16]、清遠市[17]這兩個相鄰城市的濱水綠線規(guī)范，即使是同一條河的綠線退讓標(biāo)準也存在較大差異，這間接說明了當(dāng)前很多城市河流綠道寬度劃定缺乏科學(xué)論證，系統(tǒng)性的定量研究甚少，僅有羅坤[18]對崇明島河岸植被緩沖帶的寬度進行分析，利用Phillips水文模型和時間模型計算河岸植被緩沖帶所需的最小寬度，有學(xué)者指出在河岸植被緩沖帶寬度設(shè)置時，可結(jié)合河岸帶的實際坡度和侵蝕情況參照Nieswand模型、SWAT模型中的回歸方程、澳大利亞控制河岸侵蝕等方法[19]。

1.2污染控制

河流廊道的寬度是河流廊道的重要指標(biāo)，與河流廊道除污關(guān)系密切[20]。在控制河流水體污染物方面，黃沈發(fā)等[21]認為徑流污染物去除率達80010時的寬度定為植被緩沖帶的最佳寬度。Peter等人的研究表明10 m的草地緩沖帶可以減少95 010的磷元素，河岸緩沖帶可移除約90%的氮含量，并在緩沖帶18.6 m處截留的氮量最多[22]。王強等[23]提出，當(dāng)綠色河流廊道寬度>30 m時，能有效去除污染物。在控制微生物方面，有學(xué)者提出水體中的細菌數(shù)量經(jīng)過30～40 m的林帶后減少1/2以上[24]。

2生物保護

河流綠道作為河流廊道，能將破碎的生境斑塊連接起來。在城市層級下，城市河流廊道分為城市級河流廊道和城市分區(qū)級河流廊道，其寬度范圍分別為60～200 m和30～ 60 m.其目標(biāo)物種也有所不同[25]。適宜的河流綠道寬度不僅能保護動物遷徙，促進斑塊之間物種的擴散，還能增加生物多樣性。目前在生態(tài)保護層面對綠道寬度的研究較為完善，但是缺乏對城市河流綠道寬度的針對性研究

2.1促進動物遷徙活動

許多專家已經(jīng)證實綠道可以作為物種遷徙的臨時棲息地[26].而城市河流綠道寬度是影響動物遷徙的重要因子。近年來國內(nèi)外學(xué)者進行大量研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)廊道的寬度小于30 m時，能夠降低無脊椎動物的捕食幾率，從而起到保護遷徙的作用，兩柄類和爬行類動物的遷徙通道的適宜寬度為15～ 60 m.30～ 400 m的廊道可以明顯增加鳥類豐富度，小型哺乳動物的遷徙通道適宜寬度為12～200 m[26-30]。目前能否有效促進動物遷徙活動已經(jīng)成為判斷城市河流綠道寬度是否合理的重要指標(biāo)[31]。

2.2促進植物擴散活動

綠道對于促進草本植物擴散具有重要作用[32].但不同寬度的廊道擴散植物的目標(biāo)種存在差異性。當(dāng)河流綠道寬度為12～ 60 m時，能夠滿足草本植物的擴散，當(dāng)寬度為30～ 200 m時，能夠滿足喬木種子的擴散傳播[33]。目前國內(nèi)外多為帶狀綠地加速入侵物種繁殖速度的研究，鮮有帶狀綠地對植物擴散積極效應(yīng)的研究[34]。

2.3提高生物多樣性

城市河流綠道的寬度對廊道的物種多樣性有重要的制約作用。在寬度不足100 m的綠道中，最常見城市鳥類和邊緣鳥類，而在小于50 m的綠道中，森林內(nèi)部鳥類也不會出現(xiàn)[31]。Budd[35]的研究表明，河岸植被的寬度為27.4 m時才能滿足野生動物對生境的需求。Juan等[36]分析樹籬廊道與物種多樣性之間的關(guān)系得出，當(dāng)寬度大于12 m時，植物多樣性平均為狹窄樹籬的兩倍以上。另有學(xué)者也認為，一般能夠保護草本植物和鳥類柄息綠地的最小寬度為12 m;在寬度12～ 30. 15 m的綠道內(nèi)部，其生物多樣性仍然較低;當(dāng)寬度達到61～91. 15 m時，綠道的生物多樣性較高且具有較多內(nèi)部物種[37]。

3改善微氣候

國內(nèi)外大量實驗表明，綠道內(nèi)植物群體對改善城市空氣質(zhì)量和氣象條件具有明顯作用[7]，目前國內(nèi)外主要對河流綠道的降溫增濕、雨洪控制、凈氣防塵等效應(yīng)進行分析。

3.1溫濕效應(yīng)

高玉福等[38]人通過對城市河流綠道和道路綠道對比研究發(fā)現(xiàn)，城市河流綠道的溫濕效應(yīng)明顯較好，其外部環(huán)境的舒適度較高。朱春陽[39]認為城市帶狀綠地發(fā)揮溫濕效應(yīng)的關(guān)鍵寬度為34 m左右。紀鵬[40]針對城市河流綠道的溫濕效益研究得出，當(dāng)城市河流綠道寬度小于15 m時具有一定降溫增濕效果：當(dāng)寬度為15～ 30 m時，效果較明顯;當(dāng)寬度大于45 m時，效果明顯且趨于穩(wěn)定。目前考慮到不同的氣候條件對河流綠道溫濕效應(yīng)影響的研究還較少，僅有閆淑君等[41]針對亞熱帶城市河流綠道的研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)河岸綠帶達30 m左右，降溫增濕效應(yīng)顯著;河岸綠帶寬度60 m以上，降溫增濕效應(yīng)達到極顯著水平。

3.2雨洪控制

城市綠道具有改善城市水循環(huán)系統(tǒng)的作用，緩解了城市內(nèi)澇、地下水位下降、徑流污染等多種問題。王思思等[42]研究得出城市綠道可以起到雨洪管理和水系保護的雙重效果。黃昌[43]提出利用觀測流量數(shù)據(jù)、Landsat影像以及數(shù)字高程模型（ Digital Elevation Model，DEM）數(shù)據(jù)的洪水淹沒連通性及水深分析與建模方法解決河流區(qū)段尺度的問題。當(dāng)前研究多集中在大尺度河流規(guī)劃模型的建立，缺乏從河流綠道寬度詳細規(guī)劃層面的研究。

3.3凈氣防塵

3.3.1凈化空氣

綠化植被會向大氣中釋放非甲烷碳氫化合物（ NMHCs），可起到凈化空氣的作用[44]。有研究表明，綠道內(nèi)部的植物殺菌素和負離子濃度顯著高于路邊對照組，可見綠道具有明顯的凈化空氣作用。當(dāng)綠道寬度為6～27 m時，綠地內(nèi)部的負離子濃度效應(yīng)和抑菌作用均不明顯：綠道寬度大于34 m時，綠地內(nèi)部的負離子濃度效應(yīng)明顯，其抑菌作用明顯且趨于恒定：綠道寬度為80 m時，綠地內(nèi)部的負離子濃度效應(yīng)顯著[45].而此實驗結(jié)論是測定北京某帶狀綠地得出的，我國氣候類型、生態(tài)環(huán)境多樣，該實驗結(jié)論是否具有廣泛代表性，有待進一步研究。

3.3.2防沙治塵

陳上杰[46]等發(fā)現(xiàn)綠化帶寬度對PM2.5的阻滯作用是復(fù)雜的，當(dāng)綠化帶寬度在0～20 m時，PM2.5呈上升趨勢;當(dāng)綠化帶寬度在20～ 50 m時，PM2.5呈下降趨勢;50 m以外趨于穩(wěn)定。綠化帶作為綠道組成的一部分其寬度影響著綠道的整體寬度。一些城市也因地制宜地制定出符合防塵功能的綠道寬度，如北京市城市規(guī)劃研究院總結(jié)出能有效降低PM2.5含量的綠帶寬度應(yīng)≥30 m，郁閉度≥0.7[47]。目前國內(nèi)沒有對綠道的防塵作用進行的定量研究，但已有郝麗君[48]等專家提出社區(qū)綠道防塵規(guī)劃的策略方法，相關(guān)研究后續(xù)仍需進一步完善。

4問題與展望

4.1存在的問題

整合從生態(tài)價值角度對城市河流綠道寬度在保土控污、生物保護及改善微氣候方面的研究發(fā)現(xiàn)，國外對于綠道寬度的研究開展較早且較完善。20世紀70年代已經(jīng)對生物保護廊道的適宜寬度值進行研究，目前規(guī)劃尺度已涉及地方、區(qū)域到國家，甚至洲際尺度，景觀空間格局完整。國內(nèi)在20世紀90年代末，俞孔堅等學(xué)者將河流綠色廊道體系構(gòu)建于中山市城市景觀水系規(guī)劃之中。此后，與之相關(guān)的研究開始大量出現(xiàn)，具體涉及到生態(tài)堤岸、河流廊道的研究尺度以及河流綠道的寬度等?？傮w來說，當(dāng)前從生態(tài)學(xué)價值視角下對于城市河流綠道的理論發(fā)展和規(guī)劃建設(shè)研究逐漸趨于成熟，但仍存在一些問題。

1）缺乏多學(xué)科之間的協(xié)同研究。綜合之前的研究成果來看，絕大多數(shù)研究都是從某一具體方面對河流綠道寬度的適宜性范圍進行探討，缺乏多學(xué)科的綜合研究和實踐層面的應(yīng)用整合，這是之后需要進一步加強的。

2）缺少統(tǒng)一的寬度制定體系與評價標(biāo)準。由于河流綠道適宜寬度研究的綜合性與復(fù)雜性，不同學(xué)科方向、不同地理和生態(tài)環(huán)境所適用的標(biāo)準有所不同，所以制定統(tǒng)一的體系是有待解決的問題。例如，在改善微氣候上，大部分對于河流寬度溫濕效益的影響較少考慮到不同區(qū)域氣候的差異，故多數(shù)研究中確定的河流綠道適宜寬度范圍并不具有普遍適用性;在生物保護上，研究開始較早且較為完善，但不同種類動植物和不同自然生態(tài)環(huán)境條件下的綠道適宜寬度多不相同，當(dāng)前的大多數(shù)研究在確定其適宜寬度時沒有考慮到各個差異因素的影響，因此無法形成科學(xué)統(tǒng)一的寬度制定體系。

3）研究方法相對單一，有待新的研究方法與技術(shù)思路的引入?？傮w來說，當(dāng)前在生態(tài)層面對河流綠道寬度的研究較多，但研究方法較為單一，創(chuàng)新性和針對性相對較差。例如，在研究國內(nèi)外城市河流綠道保土控污功能上，已經(jīng)有許多關(guān)于河岸植被緩沖帶模擬的實驗結(jié)果和數(shù)學(xué)模型，但仍很難確定其最佳設(shè)計寬度。因此需要不斷開發(fā)符合我國地區(qū)特點的模型，并對植被緩沖帶的結(jié)構(gòu)和功能進行深入研究，探討各個因子間的作用機制，從而為植被緩沖帶的設(shè)計和管理提供科學(xué)的依據(jù)：在雨洪控制的問題上主要是宏觀規(guī)劃尺度的調(diào)控，對河流綠道具體寬度的研究和模型的建立相對缺乏。

4.2展望

在城市綠道的規(guī)劃與建設(shè)思潮影響下，我國城市河流綠道的理論發(fā)展和規(guī)劃建設(shè)不斷趨于成熟，但在其基礎(chǔ)理論、規(guī)劃與實施在未來的建設(shè)中仍應(yīng)重視以下3個方面的發(fā)展。

1）采用多學(xué)科交叉的研究方法。在生態(tài)環(huán)境價值下對河流綠道寬度進行研究時應(yīng)采用多學(xué)科交叉的方法，充分考慮社會經(jīng)濟因素研究河岸帶的規(guī)劃尺度問題和河岸帶生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與生態(tài)、景觀功能;結(jié)合河岸帶生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各要素之間相互作用機制研究，定量分析，模擬自然因素和人為干擾對河岸帶的影響進而對河流綠道寬度進行全面的研究。

2）因地制宜規(guī)劃河流寬度。由于不同區(qū)域城市河流綠道所處的生態(tài)環(huán)境不同，應(yīng)加強不同地理區(qū)域下河岸帶植被結(jié)構(gòu)與格局動態(tài)及演替規(guī)律、機理以及河流水文格局、土壤生態(tài)過程等與生物多樣性、生態(tài)穩(wěn)定性之間的關(guān)系和影響機制的研究，因地制宜地規(guī)劃合理的城市河流寬度。

3）探索新規(guī)劃模型和新方法。近年來，除了3S技術(shù)在規(guī)劃領(lǐng)域逐漸被應(yīng)用，一些新出現(xiàn)的模型方法也為傳統(tǒng)綠道規(guī)劃方法改進提供了重要參考，其中有景觀遺傳理論[49]、源匯模型[50]、最小費用距離模型[51]等。我們應(yīng)當(dāng)不斷加強對新規(guī)劃模型和新方法的探索，構(gòu)成一個成熟且穩(wěn)定的系統(tǒng)作為后續(xù)建設(shè)的基礎(chǔ)。

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收稿日期：2018 - 07- 26

第一作者：王芳（1993 -），女，碩士研究生，研究方向為河流生態(tài)修復(fù)及景觀設(shè)計。E-mail： 547126278@ qq.com

通信作者：謝祥財（1974-），男，博士，副教授，研究方向為水環(huán)境、水生態(tài)研究及景觀設(shè)計。E-mail： 249095838@qq. com