羅林濤，方 煒

(1. 陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075；2. 自然資源部退化及未利用土地整治工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710075)

0 引 言

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人類對(duì)美好生活的向往，人類對(duì)城市生態(tài)空間的需求不斷提升，城市管理者在新區(qū)建設(shè)和老舊城區(qū)的土地整治中對(duì)綠地、水面進(jìn)行修復(fù)的比重逐步加大，使得城市生態(tài)空間與人類的生產(chǎn)生活日益密切[1-4]。這些綠地和水面除了為市民提供休閑游憩的場(chǎng)所，也可實(shí)現(xiàn)其緩解城市極端氣候以及保護(hù)生物多樣性和增進(jìn)人體健康等方面的重要功能[5]。然而，目前在城市生態(tài)空間的景觀規(guī)劃與建設(shè)中普遍存在著過(guò)度注重美學(xué)和視覺(jué)效應(yīng)、盲目引進(jìn)外來(lái)物種、植物配置不合理、大面積運(yùn)用草坪等低生物多樣性植物以及人工生態(tài)系統(tǒng)大范圍取代自然生態(tài)系統(tǒng)等問(wèn)題[6]。此外，部分景觀設(shè)計(jì)者多對(duì)生態(tài)的涵義理解不深，簡(jiǎn)單地認(rèn)為“綠色即生態(tài)”“有花有草有樹(shù)即生態(tài)”，不能很好地將有限的生態(tài)空間視作一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)，由此也引發(fā)了在城市生態(tài)空間土地整治中很多未及預(yù)料的問(wèn)題，諸如本土物種消失、同質(zhì)化、生態(tài)失衡等[7-8]。

植物以群落為基本單元在自然界中生長(zhǎng)發(fā)育[9]，有機(jī)地進(jìn)行相互作用與組合，最終形成和諧、穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)。大量研究表明，植物群落的數(shù)量和結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)國(guó)土生態(tài)空間植被質(zhì)量起著決定性作用[10-12]。Bretzel等將物種豐富的草本開(kāi)花植物群落運(yùn)用到城市退化土壤的修復(fù)中，發(fā)現(xiàn)草本開(kāi)花植物群落對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)有積極作用，能夠增強(qiáng)其對(duì)不良擾動(dòng)的抵抗力，同時(shí)也增加了昆蟲(chóng)的生物多樣性，降低了管理成本[13]。Hammitt等在對(duì)植物群落自然演替的動(dòng)態(tài)過(guò)程長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)及規(guī)律總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出了公園優(yōu)良生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建、管理與維護(hù)方法[14]。另外，城市空間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)城市人類活動(dòng)，兩者之間既是服務(wù)對(duì)象，又是交換對(duì)象，也是整個(gè)人地生態(tài)系統(tǒng)的組成部分。Omar等認(rèn)為，木本植物群落大量存在于精心設(shè)計(jì)的空間布局中，為自然植物區(qū)系的發(fā)展提供有限的有利空間，且植物群落的多樣性對(duì)人類健康產(chǎn)生重要影響[15]。Green等審查了在進(jìn)行園林綠化活動(dòng)時(shí)可能遇到的花粉過(guò)敏及其他潛在生物危害，引入了植物群落的選擇標(biāo)準(zhǔn)、避免策略和低過(guò)敏性植物指導(dǎo)，并發(fā)現(xiàn)與風(fēng)媒植物(風(fēng)媒傳粉)相比，蟲(chóng)媒植物需要昆蟲(chóng)作為傳播媒介，通常產(chǎn)生的花粉量較少[16]。因此，以“人+植物”群落為單位構(gòu)建城市空間生態(tài)系統(tǒng)要比以單一物種為單位更為合理[17]。

黨的十八大報(bào)告指出：“必須樹(shù)立尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的生態(tài)文明理念?！绷?xí)近平總書(shū)記在十九大報(bào)告中進(jìn)一步指出：“建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計(jì)?！彪S著中國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的不斷推進(jìn)，從傳統(tǒng)的以休閑為建設(shè)重點(diǎn)(強(qiáng)調(diào)提高視覺(jué)質(zhì)量和景觀美學(xué))向包括生態(tài)保護(hù)與利用在內(nèi)的多功能(強(qiáng)調(diào)人與自然系統(tǒng)和諧共處)轉(zhuǎn)變，是中國(guó)城市生態(tài)空間規(guī)劃、管理及建設(shè)發(fā)展的重要方向，而構(gòu)建多樣、穩(wěn)定、高效的“人+植物”群落也成為城市生態(tài)空間土地整治工程規(guī)劃與建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容。

本文綜合研究了生態(tài)文明背景下中國(guó)城市生態(tài)空間規(guī)劃與建設(shè)存在的問(wèn)題，結(jié)合當(dāng)前城市污損土地修復(fù)的特點(diǎn)，總結(jié)提出了“人+植物”群落城市土地整治生態(tài)修復(fù)基礎(chǔ)理論，并以陜西省渭南市渭東新城綜合整治項(xiàng)目為例，重點(diǎn)闡述了城市土地整治過(guò)程中生態(tài)空間群落構(gòu)建的方法要點(diǎn)和具體思路，以期為中國(guó)城市污損土地修復(fù)和城市生態(tài)空間構(gòu)建多樣、穩(wěn)定、高效的生物群落提供借鑒。

1 理論基礎(chǔ)

1.1 仿自然群落設(shè)計(jì)

自然群落是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期自然選擇后所形成的，能對(duì)周圍資源與環(huán)境進(jìn)行充分利用，并與生境形成一種動(dòng)態(tài)平衡[18]，具有抗逆性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、維護(hù)成本低的特點(diǎn)。因此，在城市土地整治生態(tài)景觀建設(shè)中，設(shè)計(jì)與營(yíng)造植物群落時(shí)引入仿自然群落概念，充分借鑒地域性群落的組成和結(jié)構(gòu)特征，利用本地的喬木、灌木品種及近自然種植技術(shù)，構(gòu)建物種豐度高、群落結(jié)構(gòu)完整的近自然植被，確保新建的生態(tài)景觀具有良好的生態(tài)穩(wěn)定性、融合性和經(jīng)濟(jì)性。

1.2 減少生態(tài)位重疊

生態(tài)位是指在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，某種群在時(shí)空中所占據(jù)的位置及其與關(guān)聯(lián)種群之間的相互作用及功能關(guān)系。修復(fù)和建設(shè)生態(tài)景觀，統(tǒng)籌山水林田湖草是土地整治重要目標(biāo)[19-20]，堅(jiān)持尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的生態(tài)文明理念，就要在植物群落構(gòu)建過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)植物生態(tài)位特性的研究，規(guī)劃群落中植物的種類、組合及配比，減少生態(tài)位重疊，使植物群落更加穩(wěn)定。比如，陽(yáng)光為限制因子時(shí)，應(yīng)對(duì)陽(yáng)性、中性、耐陰性植物進(jìn)行合理配置[21]，使種間關(guān)系趨于和諧，而不是惡性競(jìng)爭(zhēng)，豐富群落垂直結(jié)構(gòu)與水平結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大動(dòng)植物的生存與繁衍空間。

1.3 人工輔助自然演替

生態(tài)系統(tǒng)在無(wú)人為干擾作用下，可以自發(fā)地進(jìn)行演替，從而形成頂級(jí)群落，但缺點(diǎn)是耗時(shí)久、隔離難。城市作為人類活動(dòng)的主要聚集地，要達(dá)到無(wú)人干擾很不現(xiàn)實(shí)，自然野化存在困難，因此，在城市土地整治生態(tài)景觀建設(shè)中必須引入人工輔助，科學(xué)合理地加快群落的形成。研究表明，在不損害原有自然植被的基礎(chǔ)上，適當(dāng)引入本土植物對(duì)土壤進(jìn)行改良，能加快群落更新，通常在25～30年內(nèi)即可形成耐蔭的常綠林[22]。在全面掌握植物群落位于演替中的具體階段后，采用適當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)技術(shù)，以優(yōu)于自然演替的速度，建立具有自維持、自更新能力的群落，實(shí)現(xiàn)低能耗、少排放的可持續(xù)發(fā)展。

1.4 人與自然的耦合關(guān)系

城市生態(tài)系統(tǒng)是服務(wù)于人類活動(dòng)的，在系統(tǒng)景觀設(shè)計(jì)和建設(shè)中，除了要降低人類活動(dòng)對(duì)生物群落的負(fù)面影響外，關(guān)鍵在于將人類活動(dòng)群體納入到生物群落完整性的范疇中統(tǒng)一考慮[23]，這也是山水林田湖草生命共同體的思想體現(xiàn)，即將“人+植物”群落作為構(gòu)建城市生態(tài)系統(tǒng)的單位。這種自然-人工復(fù)合型生態(tài)系統(tǒng)在自然界長(zhǎng)時(shí)間的演替過(guò)程中，人與自然之間的關(guān)系始終處于動(dòng)態(tài)平衡，人、地、群落與其他環(huán)境因子均成為這一穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的重要組分且互為反饋關(guān)系。因此，維持人與自然之間良好的正反饋關(guān)系是城市生態(tài)空間建設(shè)的重中之重。

2 案例分析

陜西省渭南市位于關(guān)中平原東部，地理經(jīng)度為108°58′E～110°35′E，地理緯度為34°13′N～35°52′N，東與山西省、河南省毗鄰，西與陜西省西安市、咸陽(yáng)市相接，南依秦嶺與陜西省商洛市為界，北靠黃龍山、喬山與陜西省延安市、銅川市接壤，總面積為1.3×104km2，總?cè)丝跒?60×104。黃河、渭河、洛河交匯于渭南市，渭河、沋河穿城而過(guò)，四季分明，光照充足，雨量適宜，土地肥沃。本文用于案例分析的渭東新城綜合整治項(xiàng)目位于渭南市城區(qū)東部(圖1)，北臨渭河、南依南塬、西接沋河，東與渭河相連，主要包括原東部生態(tài)公園、渭南化工廠、殯儀館、餐飲洗滌公司等21家散亂污企業(yè)和2個(gè)行政村。

研究區(qū)地勢(shì)低洼，周邊平均高程為351～390 m，區(qū)內(nèi)平均高程為342.5～343.0 m，高差最高達(dá)47 m(圖2～4)；原東部生態(tài)公園樹(shù)種單一，病蟲(chóng)害嚴(yán)重；土體及地下水污染嚴(yán)重，土體中Hg、Pb、As、Cu、Cd、Ni、Zn、氨氮超標(biāo)，水體中Fe、Mn、As、氨氮超標(biāo)。研究區(qū)是具有污染土地整治、生態(tài)環(huán)境修復(fù)、城市空間拓展等多重目標(biāo)的國(guó)土空間綜合整治區(qū)域，規(guī)劃面積為30 km2。按照習(xí)近平總書(shū)記生態(tài)文明思想和系統(tǒng)開(kāi)展國(guó)土修復(fù)、建設(shè)美麗中國(guó)的指導(dǎo)方針，根據(jù)統(tǒng)籌城市建設(shè)和生態(tài)修復(fù)的要求，渭東新城綜合整治項(xiàng)目規(guī)劃“一帶、一路、一園、一城、五鎮(zhèn)”?！耙粠А奔春拥躺鷳B(tài)綠化帶，“一路”即華州大道，“一園”即渭東新城生態(tài)公園，“一城”即新城社區(qū)，“五鎮(zhèn)”即5個(gè)特色小鎮(zhèn)。

圖1 陜西省渭南市渭東新城綜合整治項(xiàng)目位置Fig.1 Location of Weidong New Town Comprehensive Consolidation Project in Weinan City of Shaanxi Province

圖2 渭東新城綜合整治項(xiàng)目坡度分布Fig.2 Distribution of Slope of Weidong New Town Comprehensive Consolidation Project

該綜合整治項(xiàng)目主要采用物理、化學(xué)、生物等工程措施，修復(fù)污染土體，使土體達(dá)到健康、安全、宜居的用地質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；開(kāi)展土體有機(jī)重構(gòu)工程，重塑地形地貌，使其達(dá)到建設(shè)、生態(tài)、水系等不同類型的用地質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)；實(shí)施生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，修復(fù)區(qū)域生態(tài)，形成水、土、氣、生和諧共生的有機(jī)生態(tài)系統(tǒng)。渭東新城生態(tài)空間修復(fù)在植物選擇上堅(jiān)持山水林田湖草生命共同體的思想體現(xiàn)，以“人+植物”群落作為構(gòu)建城市生態(tài)系統(tǒng)的單位，引入人工輔助功能，加快自然-人工復(fù)合型生態(tài)系統(tǒng)形成。該綜合整治項(xiàng)目在規(guī)劃和設(shè)計(jì)上主要遵循以下原則和方法：對(duì)目標(biāo)區(qū)域潛在生態(tài)資源進(jìn)行調(diào)查；利用半自然演替，構(gòu)建復(fù)層植物群落；優(yōu)先種植提供食物來(lái)源的植物，增加鳥(niǎo)類、昆蟲(chóng)的生物多樣性；通過(guò)生物控制調(diào)節(jié)生物鏈，打造平衡的水體生態(tài)鏈；構(gòu)建水下復(fù)層群落，營(yíng)造自然優(yōu)美的濕地景觀；避免選用對(duì)人類活動(dòng)有害或利于蚊蟲(chóng)滋生的植物群落，減少對(duì)居民健康的危害；設(shè)計(jì)空間充分利用凋落物，維持群落自循環(huán)。

2.1 對(duì)目標(biāo)區(qū)域潛在生態(tài)資源進(jìn)行調(diào)查

對(duì)目標(biāo)區(qū)域潛在自然植被類型的調(diào)查是構(gòu)建仿自然群落的基礎(chǔ)。對(duì)城市近郊、臨近地區(qū)、沿渭河和沋河地區(qū)以及項(xiàng)目區(qū)內(nèi)受人為因素影響小的自然群落中陸地喬灌草、水生植物、水生浮游生物、鳥(niǎo)類、昆蟲(chóng)等生態(tài)資源進(jìn)行調(diào)查，依據(jù)查明的類型、特性篩選出該群落的建群種、優(yōu)勢(shì)種及伴生種。

2.2 利用半自然演替，構(gòu)建復(fù)層植物群落

在城市生態(tài)景觀建設(shè)中，須充分協(xié)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能要素，構(gòu)建符合本地生態(tài)特征的天然植被。建設(shè)過(guò)程中適當(dāng)施加人工干擾，在一定程度上加快推進(jìn)潛在植被的生長(zhǎng)發(fā)育及演替過(guò)程并定期進(jìn)行監(jiān)測(cè)。同時(shí)，依據(jù)聚落原理、生態(tài)位原則，不斷強(qiáng)化自然植被的配置。對(duì)于旱生與喜濕植物所在區(qū)域，需根據(jù)植物的生長(zhǎng)習(xí)性及對(duì)生境的要求等，建立喬灌草藤花相結(jié)合的復(fù)層植物群落，形成高穩(wěn)定性的生態(tài)系統(tǒng)及富地域特色的植物群落。

2.3 優(yōu)先種植提供食物來(lái)源的植物，增加鳥(niǎo)類、昆蟲(chóng)的生物多樣性

目前，大多數(shù)城市生態(tài)景觀往往根據(jù)植物花的色彩、樹(shù)形或遮蔭的樹(shù)冠等選擇相應(yīng)的樹(shù)種進(jìn)行種植[24]。然而，植物不僅僅具有景觀美學(xué)功能，也是很多鳥(niǎo)類、昆蟲(chóng)等的食物來(lái)源和棲息地。選擇適宜的樹(shù)種可以間接構(gòu)建鳥(niǎo)類和昆蟲(chóng)食物鏈的完整性，從而起到物種種群庫(kù)的作用。比如，建設(shè)適量的濕地和濕地植物作為鳥(niǎo)類生存繁衍的重要棲息地，植物的選擇上優(yōu)先考慮能夠提供針對(duì)鳥(niǎo)類食用的植物，能為鳥(niǎo)類提供較連續(xù)的食物來(lái)源，增加動(dòng)植物群落的多樣性和穩(wěn)定性。

2.4 通過(guò)生物控制調(diào)節(jié)生物鏈，打造平衡的水體生態(tài)鏈

一是可以通過(guò)馴化、改良控藻生物，降低水體中的藻類，如引入食藻蟲(chóng)，每天可吞食體積相當(dāng)于數(shù)十倍于自身的藻類，并將其消化分解成為水和無(wú)機(jī)鹽，使水體中的藻類大幅降低，失去種群優(yōu)勢(shì)。二是種植挺水植物、漂浮植物、根著浮葉植物以及沉水植物，如篦齒眼子菜群落、黑藻群落、苦草群落、水車前群落等；利用沉水植物將其光合作用產(chǎn)生的大量可溶解性氧帶到底泥中，抬高水體中淤泥的氧化-還原電位，加速有機(jī)污染物氧化，形成結(jié)晶體而快速下沉。三是投放適量的水生動(dòng)物(如蝦類、魚(yú)類、螺類、貝類等)，促進(jìn)水體物質(zhì)循環(huán)，利用其對(duì)水生植物的取食作用，可形成N、P等有機(jī)污染物從水生植物向動(dòng)物的轉(zhuǎn)移，從而實(shí)現(xiàn)水體物質(zhì)的良性循環(huán)，最終營(yíng)造良好的水體生態(tài)環(huán)境。

2.5 構(gòu)建水下復(fù)層群落，營(yíng)造自然優(yōu)美的濕地景觀

通過(guò)對(duì)挺水植物、根著浮葉植物以及沉水植物進(jìn)行合理搭配，打造多層次的水下景觀。比如，沉水植物利用其發(fā)達(dá)的根系，使底泥中的養(yǎng)分被高效吸收，最終在根系表面形成礦化層，從而有效組織有機(jī)物進(jìn)入下部淤泥層，為底棲動(dòng)物及微生物打造良好的生存繁衍空間。當(dāng)沉水植物、水生動(dòng)物成為水體中的主導(dǎo)種時(shí)，藻類缺乏相應(yīng)的生長(zhǎng)空間，水體即可保持長(zhǎng)期潔凈，只要對(duì)沉水植物的品種進(jìn)行適當(dāng)改良或者多種搭配，可實(shí)現(xiàn)四季常綠，形成自然優(yōu)美的水下森林，進(jìn)一步加快恢復(fù)和形成水下動(dòng)植物群落的多樣性。

2.6 避免選用對(duì)人類活動(dòng)有害或利于蚊蟲(chóng)滋生的植物群落，減少對(duì)居民健康的危害

很多植物類群都含有一些能導(dǎo)致有毒反應(yīng)的物種。鳳仙花，又名指甲花，含有致癌物質(zhì)，癌物質(zhì)不直接揮發(fā)，但會(huì)滲入土壤，長(zhǎng)期食用種植在該土壤里的蔬菜會(huì)致癌[25]；曼陀羅全身有毒，其果實(shí)特別是種子毒性最大，嫩葉次之，干葉的毒性比鮮葉少[26]；夾竹桃是最毒的植物之一，包含了多種毒素，有些甚至是致命的，它的毒性極高，誤食后會(huì)出現(xiàn)口咽發(fā)干、吞咽困難、瞳孔放大、發(fā)燒、意識(shí)障礙、呼吸淺慢等癥狀[27]。這些物種通過(guò)誤食、吸入和皮膚接觸等途徑可對(duì)人類造成過(guò)敏、皮炎、器官損傷，甚至死亡。還有一些莖稈較稠密、易枯死的植物(對(duì)魚(yú)類捕食幼蚊形成不良屏障)與易形成積水的植物(如鳳梨科植物葉腋處的凹槽、豬籠草的“籠”)[28]會(huì)導(dǎo)致濕地周圍蚊蟲(chóng)滋生。因此，在構(gòu)建城市生態(tài)空間過(guò)程中，應(yīng)盡量避免選用上述對(duì)人體有危害的植物群落。

2.7 設(shè)計(jì)空間充分利用凋落物，維持群落自循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)凋落物由相互作用的有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)礦物質(zhì)、土壤微生物、小型動(dòng)物及植物等組成。作為物質(zhì)與能量的載體，凋落物的分解對(duì)于促進(jìn)所在生態(tài)系統(tǒng)的生物-地球-化學(xué)循環(huán)、維持C-N平衡等具有重要意義[29]。同時(shí)，凋落物層還為小型土壤動(dòng)物提供棲息地。城市生態(tài)景觀每年產(chǎn)生大量的凋落物，將其運(yùn)送至區(qū)外進(jìn)行集中處置，不僅造成浪費(fèi)還需繳納大額的運(yùn)輸、處理費(fèi)用。因此，在城市生態(tài)景觀設(shè)計(jì)中增加凋落物的處理和消納空間，對(duì)枯枝落葉等進(jìn)行充分利用，維持群落良好的自循環(huán)能力，也可削減對(duì)景觀的維護(hù)投入。

2.8 小 結(jié)

通過(guò)遵循上述原則并采取相應(yīng)的綜合整治手段，可以構(gòu)筑多樣性豐富的生物群落，修復(fù)區(qū)域生態(tài)，優(yōu)化水土資源配置，實(shí)現(xiàn)優(yōu)美的景觀效果，形成水、土、氣、生和諧共生的有機(jī)生態(tài)系統(tǒng)(圖5)。

3 結(jié) 語(yǔ)

(1) 生態(tài)型城市國(guó)土空間構(gòu)建，特別是城市土地整治項(xiàng)目和生態(tài)修復(fù)工程中，應(yīng)該避免為綠而預(yù)設(shè)的各種建設(shè)，應(yīng)將人類活動(dòng)、水系、濕地、植物群落、鳥(niǎo)類、昆蟲(chóng)以及土壤微生物等作為一個(gè)統(tǒng)一的生命綜合體統(tǒng)籌規(guī)劃，順勢(shì)設(shè)計(jì)， 以“人+植物”群落為單位進(jìn)行生態(tài)空間景觀規(guī)劃與設(shè)計(jì)無(wú)疑是一種促進(jìn)人地和諧、增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展的途徑與方法。

(2) 城市生態(tài)空間生物群落構(gòu)建必須重視生態(tài)性，遵循生態(tài)位原理、仿自然群落設(shè)計(jì)及半自然演替規(guī)則，從而構(gòu)建多樣、穩(wěn)定、高效的生物群落。

(3) 在未來(lái)更深層次的研究中，需要建立城市大生態(tài)空間的概念，將城市、水系、農(nóng)田、山地、林地等納入整體，并綜合服務(wù)于人類、動(dòng)物、植物、微生物等生命體，更大范圍地研究本地物種的特征、特點(diǎn)，確保在城市生態(tài)空間構(gòu)建過(guò)程中，順應(yīng)自然，合理構(gòu)建生態(tài)空間，同時(shí)加強(qiáng)生物群落的配置模式及優(yōu)化，不斷完善生態(tài)服務(wù)系統(tǒng)。

(4) 隨著“人+植物”群落城市生態(tài)空間構(gòu)建研究的深入及人類生態(tài)保護(hù)意識(shí)的不斷提高，城市生態(tài)空間土地整治中必將發(fā)揮其最大的生態(tài)效益、社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，最終促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展。