荊貝貝

（上海市園林設(shè)計研究總院有限公司，上海 200030）

0 引言

自工業(yè)革命以來，城市化進程加劇，2020年末，我國常住人口城鎮(zhèn)化率超過60%，人民的物質(zhì)生活水平大幅提高，但引發(fā)的氣候變化、生物多樣性喪失、土地退化等生態(tài)環(huán)境問題也日益突出。2020年地球生命力指數(shù)顯示：1970年到2016年間，陸生脊椎動物種群規(guī)模平均下降了68%，淡水物種數(shù)量平均減少84%[1]，自然生態(tài)系統(tǒng)平均喪失47%。當前，保護和擴大生態(tài)空間、修復(fù)受損生態(tài)系統(tǒng)和恢復(fù)生態(tài)功能，促進城市可持續(xù)發(fā)展引起世界各國高度重視。IUCN（世界自然保護聯(lián)盟）于2009年開始推廣“NbS”（Nature-based Solutions）——基于自然的解決方案，提倡以生態(tài)系統(tǒng)的視角，承認保護生物多樣性以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是人類福祉的基礎(chǔ)[2]。2016年IUCN發(fā)布NbS框架：“保護、可持續(xù)管理和恢復(fù)自然的和被改變的生態(tài)系統(tǒng)的行動，能有效和適應(yīng)性地應(yīng)對社會挑戰(zhàn)，同時提供人類福祉和生物多樣性效益[3]。”該方法顛覆了以往片面的點狀生態(tài)治理認知，著眼長期可持續(xù)發(fā)展，強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力和恢復(fù)力，為實現(xiàn)人與自然和諧共生開辟了新路徑。

該項目所在龍門山地區(qū)位屬“華西雨屏帶”，為川西平原向高山峽谷至青藏高原的過渡地帶，為四川盆地西部邊緣獨特的自然地理區(qū)域。具有中亞熱帶常綠闊葉林到高山流石灘植被的垂直海拔植被梯度變化，植被種數(shù)占我國的1/6。動物區(qū)系為東洋界與古北界的交匯地帶，動物物種占全國的1/4。該區(qū)大尺度、復(fù)合性的生態(tài)過渡帶孕育了我國豐富的生物多樣性，華西雨屏帶是我國生物多樣性保護與研究不可替代的關(guān)鍵地區(qū)之一[4]。但在近20余年來，生態(tài)環(huán)境破壞加劇，本區(qū)的生物多樣性面臨考驗。基于龍門山生物多樣性博覽園的建立，參照NbS生態(tài)系統(tǒng)尺度技術(shù)流程，對規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)的土壤、農(nóng)田、水系、林地等生態(tài)要素摸底評估，科學診斷主要生態(tài)問題及空間分布，劃分生態(tài)結(jié)構(gòu)，實施不同修復(fù)策略，為博覽園的分區(qū)規(guī)劃、交通體系和產(chǎn)業(yè)布局等提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)功能提升、環(huán)境質(zhì)量改善、生態(tài)景觀優(yōu)化等目標。

1 邛崍龍門山生物多樣性博覽園生態(tài)評估和修復(fù)研究

1.1 項目現(xiàn)狀

邛崍市位于龍門山南段延伸山系，是該地區(qū)重要的生態(tài)屏障。項目地西起福田村，東至臨濟鎮(zhèn)；北起雙溪村，南至壽高路?？傄?guī)劃范圍約4.7平方千米。白沫江沿東北-西南方向穿過基地，植被分布有農(nóng)田、竹林、次生林、果林和茶田，以農(nóng)田和竹林為主。

1.2 數(shù)據(jù)來源

現(xiàn)狀高程CAD數(shù)據(jù)（邛崍市人民政府提供）、現(xiàn)狀土地利用CAD（邛崍市人民政府提供）。

1.3 生態(tài)環(huán)境評估

NbS的技術(shù)流程關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)尺度的生態(tài)問題識別診斷，明確修復(fù)對象目標。

1.3.1 水土流失問題嚴重。四川盆地丘陵區(qū)是該省水土流失最嚴重的地區(qū)，主要分布在海拔200～700米的紫色砂頁巖地區(qū)，巖層松軟土壤抗蝕力弱，物理風化強烈，降雨集中，水土流失嚴重[5]。篩選基地影響水土流失的水系、植被類型和坡度三個因子，利用ArcGIS進行生態(tài)敏感性分析，評估水土流失風險程度（圖1）。水土流失高風險區(qū)集中在沿河灌木區(qū)域和坡度較大區(qū)域。

圖1 水土流失風險評價

1.3.2 存在農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)象?；貎?nèi)農(nóng)田面積占比＞20%，另外分布茶田、果林，種植模式單一，坡耕地現(xiàn)象嚴重，農(nóng)藥化學肥料使用頻繁，農(nóng)田中的土粒、氮素、磷素、農(nóng)藥重金屬等在徑流沖刷下，致使地表水和地下水面臨氮、磷等水質(zhì)污染風險（圖2）。

圖2 農(nóng)業(yè)面源污染潛在區(qū)

1.3.3 現(xiàn)狀生境質(zhì)量退化趨勢明顯。利用由TNC、斯坦福大學和WWF聯(lián)合開發(fā)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和交易的綜合評估模型（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs，簡稱InVEST模型）的生境質(zhì)量模塊（Habitat Quality）進行定量研究[6]。模型內(nèi)輸入數(shù)據(jù)主要為現(xiàn)狀土地利用圖、威脅源圖、威脅因子數(shù)據(jù)、生境適宜敏感性數(shù)據(jù)（表1、表2），本項目威脅因子選取道路、居民點、農(nóng)田。模型輸出結(jié)果為生境質(zhì)量的高低評價（圖3），低度生境質(zhì)量以竹林、農(nóng)田為主要用地類型，高度生境分別以林地和水域為主要用地類型。

圖3 現(xiàn)狀生境質(zhì)量評價

表1 脅迫因子最大影響距離和權(quán)重

表2 生境適宜性及其對不同威脅因子的敏感性

1.4 生態(tài)環(huán)境修復(fù)策略

NbS的技術(shù)流程強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)，將從以下3方面闡述生態(tài)保護修復(fù)策略。

1.4.1 水土保持策略。（1）洪澇削減措施。ArcGIS進行匯水分析，沿匯水線沖溝修建生態(tài)谷坊工程，選擇在谷口狹窄而上游開闊的位置，壩高一般在0.4～5米，減緩溝道縱坡，減小山洪流速；設(shè)置攔水堰或攔水溝埂，建在溝床較緩處且溝道狹窄處，壩高一般＜3米，就地攔蓄山坡雨水徑流，使水土流失趨于穩(wěn)定[7]；營建雨水濕地、生物滯留塘、雨水蓄水設(shè)施滯留調(diào)蓄（圖4）。（2）植被恢復(fù)措施。茶田通過坡改梯工程進行改造，采取復(fù)合種植模式，對于裸露土壤和巖石，采用“土+石組合微地貌單元水土保持”措施修復(fù)；疏伐竹林，補植地帶性水土保持樹種，保留窄冠型、深根系，保留林下陰性雜草、灌木，提高竹林的水土保持功能、“自肥”和抗害能力[8]；坡度＞25°的果園實施退園還林，沿等高線作業(yè)，套種牧草，同時放養(yǎng)家畜，形成果-草-畜立體循環(huán)模式，降低侵蝕程度，同時提升經(jīng)濟效益。推薦樹種如表3所示。

表3 水土保持型樹種推薦

圖4 洪澇消減模式圖

1.4.2 農(nóng)業(yè)面源污染策略。由于污染面廣量大，污染源分散，污染主體較多，農(nóng)業(yè)面源污染治理難度相對較大，因此采用源頭控制、過程阻斷、末端強化相結(jié)合原則[9]。

（1）源頭控制。優(yōu)化現(xiàn)狀單一油菜花田種植模式，采用套種、輪作技術(shù)，補種豆科植物和牧草綠肥，降低旱季的施氮量，提高土壤抗蝕性能，降低面源污染發(fā)生可能性；優(yōu)化土壤耕作技術(shù)，坡度＞2°的坡耕地采取等高線耕作法，形成等高犁溝，減少地表徑流量，降低氮磷養(yǎng)分流失。

（2）過程阻斷。建立氮磷生態(tài)攔截溝渠系統(tǒng)，在農(nóng)田排水主干溝上建設(shè)，并由主干排水溝、生態(tài)攔截輔助設(shè)施、植物等部分組成，植物包括沉水植物、挺水植物、護坡植物和蜜源植物，以本土優(yōu)勢植物為主，兼有污染凈化、水生態(tài)修復(fù)、景觀季相等因素；在現(xiàn)狀稻田田埂增高10～15厘米，防止部分地表徑流，在農(nóng)田內(nèi)部攔截污染。

（3）末端強化。農(nóng)田面源污染物離開農(nóng)田、溝渠后的匯流被收集，再進行末端強化凈化與資源化處理，通常通過對現(xiàn)有池塘改造或新建生態(tài)工程實現(xiàn)。生態(tài)塘系統(tǒng)主要用于收集、滯留溝渠排水，一個區(qū)域應(yīng)建設(shè)若干個生態(tài)塘系統(tǒng)——梯級生態(tài)塘系統(tǒng)。另外可在農(nóng)業(yè)區(qū)下游構(gòu)建人工濕地，表面流濕地優(yōu)點明顯，被廣泛推廣應(yīng)用。

1.4.3 生境質(zhì)量修復(fù)及生境營造。根據(jù)現(xiàn)狀生境質(zhì)量評價結(jié)果，保留優(yōu)化優(yōu)良生境，作為珍稀動物棲息地，提升修復(fù)其他區(qū)域，作為常見優(yōu)勢物種棲息地。

（1）竹林修復(fù)?，F(xiàn)狀竹林結(jié)構(gòu)單一，生物多樣性較低。在20°以下的緩坡地形河谷溪澗處補植冷箭竹等熊貓喜好竹類，保持竹叢蓋度＞50%，其他灌木蓋度＜24%[10]，營造國家一級保護動物大熊貓（Ailuropoda melanoleuca）活體展示生境。其余竹林區(qū)域疏伐或者開林窗補植地帶性常綠闊葉林，砍伐老齡竹、細小竹、病蟲竹，留養(yǎng)幼壯齡竹、粗壯竹，打造多層次的混交竹林生態(tài)林地，豐富群落結(jié)構(gòu)，維持土壤地力，同時補植植物性食源樹種，如櫟、槭、野櫻桃等植物，營建國家一級保護動物川金絲猴（Rhinopithecus roxellanae）活體展示棲息地，同時也為其他猛禽和鳴禽提供筑巢和覓食、活動場所。

（2）灌木林修復(fù)。國家一級保護動物綠尾虹雉（Lophophorus lhuysii）喜棲息稠密的灌木叢，以植物的果實、種子和漿果等為食，現(xiàn)狀灌木叢補植草玉梅、驢蹄草、杜鵑等[11]，選擇陡峭處作為其活體展示生境，同時也可招引豐富的灌叢鳥類。

（3）山溪修復(fù)。大鯢（Andrias davidianus）國家二級保護動物喜歡棲息溪河深潭內(nèi)的巖洞、石穴之中，修復(fù)河段底質(zhì)為卵石或礁石，兩岸植被以灌木為主，保證植被覆蓋度＞50%[12]，該生境可作為博覽園其活體展示生境，同時可為山溪型魚類提供產(chǎn)卵繁殖環(huán)境。

（4）淺灘修復(fù)。保證坡度在1%～4%，寬度＞5米，常水位下水深不超過30厘米，滿足以鷺科、秧雞科為主涉禽的覓食需求，如白鷺（Egretta garzetta）、白胸苦惡鳥（Amaurornis phoenicurus）等，該區(qū)域可作為常見水鳥活體展示區(qū)域。

（5）農(nóng)田+果林修復(fù)。保留柑橘類果樹，補植其他蕓香科植物作為蝴蝶幼蟲寄主植物，同時農(nóng)田補植蜜源植物紫云英（Astragalus sinicus）、紫花苜蓿（Medicago sativa）等，減少農(nóng)藥使用，招引蝴蝶類、蜜蜂類等昆蟲，提高作物授粉率，保證糧食安全。

（6）農(nóng)田+灌渠水塘修復(fù)：將現(xiàn)狀灌渠作生態(tài)化改造，補種水生植物和濕生植物，保留農(nóng)田中的水塘，塘邊放置塊石，減少農(nóng)藥和化肥使用，招引兩棲類繁殖、覓食和活動，常見的蛙類有四川狹口蛙（Kaloula rugifera）、澤蛙（Rana limnocharis）、金線蛙（Pelophylax plancyi）等。該區(qū)域可作為博覽園夜觀研學區(qū)域。

1.4.4 龍門山生物多樣性活體展示分區(qū)規(guī)劃。以營造多類型生境為目標，修復(fù)現(xiàn)有受損生態(tài)環(huán)境基底，合理調(diào)整博覽園道路系統(tǒng)和建筑布局，恢復(fù)其生物棲息功能。采用InVEST模型的生境質(zhì)量模塊評價修復(fù)后生境質(zhì)量，甄別優(yōu)良生境和其他生境（圖5），承載珍稀動物和常見優(yōu)勢動物種群的活體展示功能。

圖5 生境分區(qū)展示規(guī)劃

2 生態(tài)結(jié)構(gòu)分區(qū)

梳理現(xiàn)狀河流、山溪沖溝、坑塘、植被類型等生態(tài)基底要素，結(jié)合上述三大策略——水土流失防治、農(nóng)業(yè)面源污染治理及生境營建措施，對基地進行生態(tài)結(jié)構(gòu)分區(qū)（表4和圖6），形成“一軸四廊四大分區(qū)”，包括白沫江主要河流廊道、四條次級山溪河流廊道、生境營造區(qū)、生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)、水土保持區(qū)、農(nóng)業(yè)面源污染治理區(qū)。另外，博覽園規(guī)劃結(jié)構(gòu)、分區(qū)規(guī)劃、用地布局、交通體系及產(chǎn)業(yè)布局均是在尊重生態(tài)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上組織建立，延續(xù)基地生態(tài)基底格局，基于自然的修復(fù)解決方法，形成土壤、水系、植被、動物等生態(tài)要素的整體性和系統(tǒng)性。

圖6 生態(tài)結(jié)構(gòu)分區(qū)圖

表4 生態(tài)結(jié)構(gòu)分區(qū)表

3 結(jié)論與討論

NbS是恢復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)、維護生物多樣性、降低生態(tài)風險的有效方案。龍門山生物多樣性博覽園的規(guī)劃基于地形、土壤、水系、生物等多種生態(tài)元素，評價現(xiàn)狀主要的生態(tài)問題，始終貫穿NbS理念，修復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)，主要包括水土保持、農(nóng)業(yè)面源污染控制、生境營造三大策略，使退化或受損的生態(tài)系統(tǒng)回歸到一種穩(wěn)定、健康、可持續(xù)的發(fā)展狀態(tài)。最后，劃分形成“一軸四廊四大分區(qū)”的生態(tài)結(jié)構(gòu)，為博覽園的分區(qū)規(guī)劃、交通系統(tǒng)等提供生態(tài)支撐，實現(xiàn)生產(chǎn)、生活、生態(tài)三大布局的融合性和系統(tǒng)性。

本文異于傳統(tǒng)的點狀的生態(tài)修復(fù)措施，從生態(tài)系統(tǒng)角度出發(fā)，研究環(huán)境因子和生物之間的關(guān)系，利用GIS加權(quán)疊加、InVEST生境質(zhì)量模型客觀科學地評估現(xiàn)狀，重點關(guān)注NbS基于自然的解決方案中維護生物多樣性的關(guān)鍵目標，提出生態(tài)修復(fù)具體內(nèi)容，為生態(tài)學與風景園林多專業(yè)融合研究提供參考。