基于游憩功能补偿的湖滨生态廊道体系构建关键技术研究——以山西省漳泽湖水库东岸段为例.pdf

湖滨生态廊道介于湖库与城市区域之间面临水路关系疏远、水体污染严重和植被结构单一闭塞等问题导致游憩功能缺失 以山西省漳泽湖水库东岸段生态修复为例通过对生态安全格局优化、水环境综合治理、绿色体系构建技术进行研究从水系优化、护岸堤防生态化改造、道路系统构建、配套设施完善、内源污染生态清淤与原位处理、点源污染多级强化水质净化、面源污染生态拦截、河湖原位生态修复、植被群落结构设计、植被色相配置等方面提出了一系列针对游憩功能补偿的具体措施以期为类似项目提供参考和借鉴关键词:生态文明建设湖滨生态廊道游憩功能补偿生态安全格局优化水环境综合治理绿色体系构建中图分类号:.文献标识码:文章编号:():.(.).().:.:收稿日期:基金项目:上海市优秀学术/技术带头人计划强化反硝化人工湿地脱氮功能及氧化亚氮减排机制研究()上海建工集团股份有限公司(年度)重点科研项目课题华北地区生态园林景观与环境治理修复技术集成与示范()资助作者简介:陈晶晶()女江西吉安人硕士工程师主要研究方向为水环境治理及生态修复:.湖滨带具有较高的生态、社会和经济价值然而受自然侵蚀和人类活动影响湖滨带面临湖岸线受损、水环境污染和植被退化等问题生态系统遭到严重破坏整体景观品质较低可供休闲活动的空间较少市民可达性不高 党的二十大指出中国式现代化本质是人与自然和谐共生推动绿色发展就是要实现经济社会发展和生态环境保护协调统一城市生态优先、绿色发展过程中如何锚固生态基底、提升生态品质是其面临的“瓶颈”问题以创造人与自然和谐共处的可持续发展为目标提出生态环境合理利用与保护的“斑块廊道基质”生态模型 生态廊道是一种或几种生态介质作用下能量和物质流动的通道或载体作为沟通自然生态空间和人类集聚区的桥梁已成为保障人居环境优美与区域生态安全的关键地带 世界范围内生态廊道的规划与建设内容主要为生态环境保护、休闲游憩功能提升或多重功能兼备欧美生环 境 生 态 学第 期态廊道建设高度关注其对野生动物的保护作用打破行政管控边界构建大尺度生态廊道以及建立监测评估体系确保生态廊道建设长久效益 本研究所述湖滨生态廊道是指介于湖泊、水库与城市区域之间的狭长带状景观斑块 研究山西漳泽湖水库东岸段湖滨生态廊道体系构建技术探析在锚固生态基底条件下实现游憩功能补偿以期为更多类似项目提供参考 项目背景漳泽湖水库位于山西省长治市城区周边为国家级城市湿地公园和国家水利风景区是长治市生态和景观建设的重要载体水库防洪标准为 年一遇设计洪水位校核标准为 年一遇设计洪水位 根据长治市城湖发展规划结构图在生态保护的基础上基于长治市山水城市格局以漳泽湖国家湿地公园为核心将东岸段规划为滨湖文旅中心和都市功能区 漳泽湖水库东岸湖滨生态廊道位于长治市与漳泽湖水库之间总长约 宽 (图)施工前项目区内水路关系疏远水体污染严重植被结构单一闭塞游客可达性和游憩体验感低.长治市.东岸段湖滨生态廊道.漳泽湖水库.漳泽湖水库管理范围.绛河.浊漳河.石子河.水流方向图 漳泽湖水库东岸湖滨生态廊道位置图.水路关系疏远项目区靠近湖库区域现状用地以河流湿地、湖泊坑塘、滩涂荒地为主水系肌理丰富 场地内河道淤塞存在大量农田和荒地水系割裂路网体系主要为环湖道路配套设施缺失垂直立式防洪堤多处破损水路关系疏远功能衔接不紧密总体生态安全格局碎片化严重(图)()生态安全格局()路网体系()堤防图 施工前项目区生态安全格局、路网体系和堤防状况.水体污染严重项目区整体地势较为平坦河湖水系现状以生态自然岸线为主(图)施工前项目区水体岸边长满杂草冬季植物枯萎腐化严重导致湖区底部淤泥图 施工前项目区水体状况.图 年施工前项目区水体主要水质检测数据汇总图.年陈晶晶:基于游憩功能补偿的湖滨生态廊道体系构建关键技术研究 以山西省漳泽湖水库东岸段为例有机质富集 另外受上游河道来水、周边农田退水和地表径流排入影响现状水体主要水质指标(化学需氧量、氨氮、总磷)为地表水环境质量标准()中的劣类(图)植被群落结构单一闭塞项目区滨水植被资源主要为水生植物群落图 施工前项目区植被状况.群落优势种为芦苇、香蒲和荷花 陆域绝大部分用地类型为农田主 要 种 植 高 粱、大 豆 等 农 作 物(图)小部分用地类型为规模较小的林地主要种植杨、柳科乔木和豆科地被 植物色相单调缺乏生机与活力植被空间平直缺少乔、灌、草多层次群落结构 技术体系设计针对项目区存在问题在对原有生态基底最大限度保护的前提下采用生态安全格局优化、水环境综合治理和绿色体系构建技术打造蓝绿交织的生态网络和组团式生态景观激活场地交流空间逐步完善区域生态服务和游憩补偿功能 基于游憩功能补偿的湖滨生态廊道构建技术体系如图 所示图 基于游憩功能补偿的湖滨生态廊道构建技术体系.生态安全格局优化技术城市湖滨生态空间是城市陆域与湖、库等水域相邻的过渡区其滨水的独特性可实现将市民游憩活动与城市河湖水域直接或间接串联起来的功能湖库作为城市防洪水利枢纽工程在维护区域防洪安全、提高除涝能力方面尤为重要 根据区域防洪设计以优化生态景观、防范生态风险、提升生态系统服务功能为目标充分协调河湖水系、护岸堤防、道路系统、配套设施及滨水景观之间的竖向高程关系提升区域内水安全等级同时增加体系的可达性、观赏性、参与性与趣味性保护、修复和构建山水林田湖草一体化的生态安全格局 水系优化河湖水体是城市生态系统重要组成部分可成为区域供排水调节的主要场所是当地生物生存、栖息、活动的主要空间为游人近距离亲近自然和休憩提供场所 园林理水布局上大体可以分为集中与分散 种形式形态上则有静有动 集中而静的水面形成一种向心、内聚的格局能使人感到开朗宁静分散理水则是采取化整为零的方法把水面分隔成互相连通的若干小块 以保护场地自然基底为基础通过多元理水丰富水系形态美化水系边界复育水岸生态环境延续河湖水脉形成或狭长灵动、或开阔静谧的不同水景在不同的空间给人们带来多元的交互体验逐步演绎成独特的滨水游憩区结合底泥清淤、水系疏通、地形填筑、湖区开挖等方式营造主景水面、岛链水系及河流水系 护岸堤防生态化改造堤防空间在城市中主要承担防灾减灾功能常规堤防形式呆板、景观单调、远离水面封闭、冰冷和生硬的视觉形象使人产生疏离情绪满足不了人们的亲水需要 在保证堤防防洪安全性和护岸稳定性的前提下进行护岸生态化改造采用建筑石块护脚、双层松木桩锚固、自然缓坡植被种植、混凝土挡环 境 生 态 学第 期墙加固的复合式生态堤防实现消减风浪、稳定边坡、减少水土流失和改善栖息地等多重目标 道路系统构建道路系统规划设计与防洪规划、水污染防治规划、绿化规划相协调实现水安全保障、防污治污、生态保护修复和自然景观修复一体化综合治理的目标 在自然化生态河段断面范围内贯穿岸坡设计自然化迂回曲折的生态步道可降低竖向高程拉近人与水面距离 步道可采用透水砖、嵌草青石板、汀步石等透水路面透水性能好雨天不积水也能增加行走趣味 另外提高绿色步道和自行车道的沿河、湖布置率设置电瓶车游览道、骑行道、健身跑道及漫步道等将景观节点和休闲林地串联起来激活场地空间 配套设施完善根据现场空间可行性在满足防洪排涝安全保障的前提下因地制宜地在河湖水系沿岸布置自然断面、非几何对称断面、复式断面结合亲水平台和栈道等亲水设施在滨水带空间内设置更多休闲场所 为保证安全亲水平台和滨水栈道以钢筋混凝土结构为芯表层采用透水铺装、格栅网等形式可有效改变光面枯燥乏味的景观增加游憩趣味性 水环境综合治理技术城市水污染问题日益严重受污染水体极易造成水体富营养化呈现水体透明度低、水色浑浊、偶有异味等令人不愉快的感官体验影响城市水体景观和特有的水文化甚至造成蓝藻、绿藻等水华现象爆发 蓝藻主要危害之一为产生环肽、生物碱等生物毒素其中毒性很强的微囊藻毒素最为常见、危害最大对人们的生活乃至健康造成严重影响 因此在河湖理水基础上应重点关注其污染控制和生态修复问题 根据相对于水体的位置污染源可分为内源污染和外源污染 内源污染通常包括底泥释放、水产养殖粪便排放、水生动植物腐烂释放 外源污染分点源污染和面源污染 点源污染包括城镇生活污水、工业废水、畜禽养殖废水排放口以及汇流河道超标水体面源污染包括大气干湿沉降、城市地表径流、农村村落散排污水、分散式养殖畜禽排放尾水、农田退水等 综合采取内源污染生态清淤与原位处理、点源污染多级强化水质净化、面源污染生态拦截及河湖原位生态修复技术实现水体水环境质量提升和水域生态系统自净功能改善的目标 内源污染生态清淤与原位处理技术在现状垃圾、枯萎植物清理完成的基础上通过水力冲淤将河湖底部沉积物输送至周边自然干化场经底泥脱水处理后部分回用部分外运至指定地点 待清淤疏浚至设计湖底标高后采取钙盐和底泥固定剂原位处理方式对清淤后的表层底泥进行钝化减少底泥中污染物质的释放 点源污染多级强化水质净化技术针对点源污染采用多级强化水质净化技术对其进行深度净化处理 主要净水单元包括生态溪流、生物基质厌氧调蓄塘、多级集配水渠、梯级水平潜流人工湿地(图)生态溪流是在原有河道基础上根据处理水量、水中泥沙及悬浮物质自然沉淀要求对河道进行水面拓宽和岸线生态化处理 生物基质厌氧调蓄塘为矩形塘体内部设置生物附着基质便于水体中微生物的附着生长进而利用微生物的生化作用和附着基质的物理拦截作用实现对来水水量的调节和初级净化处理 集配水渠主要用于收集前端净化单元出水并对后置净化单元均匀配水 梯级水平潜流人工湿地采取串联、并联相结合形式综合利用填料床、植物和微生物的物理、化学、生物作用使污水得到净化起到过滤、吸附、去除水中的悬浮性固体、有机物、总磷、总氮等污染物的作用图 点源污染多级强化水质净化工艺流程图.面源污染生态拦截技术为控制项目区周边地表径流及农田退水入湖污染布置生态植草沟引流至下洼绿地、雨水花园进行初级净化调蓄净化后的雨水通过排水管排入沿 年陈晶晶:基于游憩功能补偿的湖滨生态廊道体系构建关键技术研究 以山西省漳泽湖水库东岸段为例湖滨设置的植被缓冲带实现对地表径流面源污染的逐级净化 植草沟内种植易维护、覆盖能力强、耐旱的本土草本植物 雨水花园内种植对污染物能有效净化且耐旱的草本植物及灌木以营造多样化景观风貌和视觉感受 湖滨植被缓冲带是一种具有明显边缘效应的典型生态过渡带恢复其近自然状态关键在于实现其乔、灌、草最优配置主要选择山西本土物种如水曲柳、西府海棠、榆叶梅、千屈菜、鸢尾等 河湖原位生态修复技术在控制外源污染后大气中的无机氮、氨氮等营养元素通过干湿沉降进入水体成为流域氮污染物的主要贡献者如太湖流域 因此对河湖水系采取原位生态修复或异位净化处理措施是非常必要的 而水环境综合治理措施中原位生态修复法具有造价相对较低耗能较低甚至无需耗能无二次污染后期运行维护简单生态景观效益良好等优点 在神农湖湖区内采取原位生态修复技术种植以净化能力为主的水生植物如四季常绿矮型苦草、刺苦草、眼子菜、水生美人蕉、芦竹等投放肉食性鱼类(黑鱼)、滤食性鱼类(鲢、鳙)、大型底栖动物(环棱螺、河蚬、青虾)和浮游动物(大型溞)利用“浮游动物水生植物水生动物”之间的相互作用构建湖区健康稳定水生态自净系统增强水体自身适应性、自净能力和自我调节能力 绿色体系构建技术针对区域内现状植被特点对现有长势良好的树种进行保留丰富水生、湿生、草本植物等底层植被及小型灌乔木中层植物群落结构结合不同特色景观分区打造特色植物组团配置建立丰富多彩的植物景观风貌移步异景在保证生态性的基础上充分提升区域观赏性和游憩可参与性 植被群落结构设计园林风景构图受气候制约很大针对华北地区园林植物造景冬天日照比较重要园林中空旷地的比例可比南方多一些在种植比例上常绿树与落叶树应为()()设计稀疏草地或草地疏林可吸引游人在稀树和疏林的婆娑树荫下进行游憩活动 以游憩为主的草地疏林游人主要在草地上进行活动林下不设计园路 考虑草地上游人活动后树木四周的土壤通气性较差对树木的管理也比较粗放选择的树种要求适应性强、生长高大 另外考虑游憩区域庇荫作用应选择伞状树冠的树种 在观赏性能方面选用花叶色彩优美、叶片外形富于变化、分枝线条多致的树木禁止选用有毒和有碍卫生的树木 适宜在山西选用的树种主要有朴、白桦类、油松、白皮松、毛白杨、胡桃、椴树类、槐等 种苗以乡土树种和繁殖、栽植容易的花木为主外来种和不宜存活种为辅同时考虑施工和养护管理方便节约人力物力贯彻因地制宜、因时制宜、就地取材的原则 巧用“借景”和“画龙点睛”手法花木布置、空间组织、色彩运用与场地地形地貌、水体起伏开合、道路系统建设、配套设施布置、游览路线引导相结合营造优美景致使游人喜闻乐见、心情舒畅、精神愉悦产生高服务质量的游憩感受对于游憩观赏功能要求较高的区域应将 个树种作为该区域的主基调分布于整个区域中在数量上占优势 结合基地特色不同区域应有不同的主基调树种且各区植物布局应主、配基调协调统一营造不同风景主题和游憩感受的功能分区对于游憩区草地的设计应重点关注游人踏压问题 狗牙根、牧场早熟禾、意大利黑麦草的耐踩性能较好适宜布置在游客量较大区域 适度踏压对草坪有利但过度踏压会对草的生长发育造成影响:踏压次数 次/日会阻碍草的直立茎生长叶片枯黄及破裂甚至脱落踏压次数更多则会造成土壤固结草的地下茎暴露 为避免水土流失、坡岸塌方崩落现象发生任何类型的草地其地面坡度均不能超过该土壤的“自然休息角”一般为 左右 植物色相配置色彩对人们的温度感觉与园林色彩构图关系密切周琦通过游人的游憩心理探究城市开放空间植物配置指出不同年龄游人对色彩的偏爱次序不同可在相应活动区域内种植具有各年龄段偏爱色彩的植物 如儿童生性活泼、好动在绿地中的游憩以游乐、观赏为主要目的植物在色彩方面选择应以红、绿、黄色系为主 青年偏爱绿、黄、橙色系游憩区域内可选择多种色相的绿色植物并和黄、橙色植物组合种植形成稳中求变的风格 中年人游憩以休憩、观赏、交流为主植物色系偏爱蓝、紫和红色系以获得精神上的放松和视觉上的享受但是切忌大面积种植黄色、红色和橙色系植物避免形成过于喧闹的场面 老人喜静却又害怕孤寂故游憩空间可以冷色调植物为主如蓝、紫、绿色都是较为沉静的颜色具有一定的镇静安神作用可选择紫藤、松柏类植物同时适量种植暖色调植物如黄色和红色系植物环 境 生 态 学第 期 项目实施效果山西省漳泽湖水库东岸段生态修复工程于 年 月开工 年 月竣工 经生态安全格局优化、水环境综合治理和绿色体系构建技术的综合实施构建山水林田湖草一体化的生态空间格局主湖区水体主要水质指标(溶解氧、五日生化需氧量、化学需氧量、氨氮、总磷)稳定达标植被群落色彩及结构丰富有效提升区域内游憩体验功能 生态安全格局优化基于长治市山川地域背景、神农文化特征元素依据东岸北部规划“滨湖文旅中心”以及南部沟河、荷田水系地块现状肌理北部采取集中理水策略形成相对独立的环境空间辅以临水游憩设施和乔木绿化营造深邃藏幽的“卧神农”开阔湖区南部采取分散理水策略辅以不同驳岸和拱桥叠石设计形成曲折而富有变化的带状溪流营造水陆萦迴的“小江南”湿地岛链水系统筹防洪、生态、景观与休闲等多种功能形成独立防洪水安全保护区项目区内道路等景观设施防洪标准按 年一遇设计洪水位设防雨水花园、净水湿地等海绵设施防洪标准按 年一遇设计洪水位设防生态拦蓄林等植被恢复区防洪标准按 年一遇设计洪水位设防 借助建立与防洪堤相适应的机会道路系统、配套设施将原本割裂的城市空间与自然景区紧密联系在一起使各个斑块和景点之间交相呼应形成水安全保障、蓝绿景观优化、生态服务功能提升的生态安全格局(图、图)为市民提供高容纳性和多活动性的开放空间丰富游憩体验图 施工后项目区生态安全格局典型剖面图.()生态安全格局()路网体系()堤防图 施工后项目区生态安全格局、路网体系和堤防状况.水环境综合治理经水环境综合治理后神农湖主湖区水体透明度不低于 水清、岸绿、景美(图)主湖区水体主要水质指标(溶解氧、五日生化需氧量、化学需氧量、氨氮、总磷)达到并保持地表水环境质量标准()中类要求(图)实现河湖水域生态系统健康可持续发展目标改善漳泽湖东岸神农湖区域生态环境有效提升区域内游憩体验功能图 施工后项目区水体状况.年陈晶晶:基于游憩功能补偿的湖滨生态廊道体系构建关键技术研究 以山西省漳泽湖水库东岸段为例图 施工后项目区水体主要水质指标检测结果.绿色体系构建在河湖理水、修路筑堤和配套设施建设基础上结合项目区现状基底分别形成“卧神农”“小江南”“时节园”“锦绣田”四大主题园区总体形成“一堤串四区”的景观结构(图)实现景观与功能的互补(图)“卧神农”区拓塘成湖营造静谧开阔水面堤顶路植物以白蜡、桃花为主结合特色地被及水生、湿生植物种植营造春花秋色的林荫道形成移步异景的自然生态体验“小江南”区打造岛链水系以樱花和柳树为主基调配植不同品种荷花营造樱柳缤纷小江南风光形成特色鲜明的湿地游憩体验“时节园”区结合现状气象塔在周边配置二十四节气花卉植物如春玉兰、夏萱草、秋紫薇、冬芦苇“锦绣田”区结合现状农田肌理搭配种植不同色彩花卉、田园植物营造成可观光、可参与的七彩花田游憩区 春季策划踏青赏花节、花田自行车赛事等活动秋季策划赏荷、观鸟、自然体验等生态旅游活动图 漳泽湖水库东岸湖滨生态廊道功能分区图.图 施工后项目区植被状况.结语及展望立足区域现状资源以生态保护为前提对山西省漳泽湖水库东岸段湖滨生态廊道景观和功能进行规划设计利用湖滨生态廊道生态安全格局优化、水环境综合治理、绿色体系建设整合生态廊道区域零散空间促进区域内设施融合和功能提升通过合理布置和分配河湖水系、道路及配套设施、草木绿化提升游人游憩体验感丰富生活娱乐休闲内涵带动城市绿色健康发展打造具有区域文化特色的人与自然和谐共生的湖滨生态廊道积极响应二十大生态文明建设号召为我国华北地区构建山水林田湖草沙一体化保护和系统治理工程提供参考和借鉴 为实现更高的生态效益后期应加强对河湖水系水质指标及生物多样性监测实现可持续协调发展目标参考文献 颜昌宙金相灿赵景柱等.湖滨带退化生态系统的恢复与重建.应用生态学报():.张妙徐立波严婧等.滨海生态廊道构建指标体系研环 境 生 态 学第 期究 以杭州湾北岸上海段为例.海洋开发与管理():.:.:.陈艳梅高吉喜年蔚等.风域视角京津冀生态廊道空间格局识别.中国环境科学():.甘静静.欧美生态廊道建设实践及其对湖南的启示.林业与生态():.张天骋徐筱婷魏成等.以山水城市为导向的城市新区湖库型城市湿地公园规划设计 以长治市漳泽湖国家城市湿地公园为例.中国园林():.彭一刚.中国古典园林分析.北京:中国建筑工业出版社:.谢平.蓝藻水华及其次生危害.水生态学杂志():.贾海峰.城市河流环境修复技术原理及实践.北京:化学工业出版社:.():.李新贵孙亚月黄美荣.城市水环境的修复与综合治理.上海城市管理():.孔筱祥.园林艺术及园林设计.北京:中国建筑工业出版社:.周琦.由人的游憩心理探究城市开放空间植物配置的理论与方法研究.上海:上海交通大学.辛立勋.城市湿地生态基础设施营建策略研究 以山西长治神农湖水环境治理与生态修复工程为例.建筑与文化():.环境生态学杂志征订启事一、期刊简介环境生态学杂志是经国家新闻出版署批准由中国科学技术协会主管中国环境科学学会主办面向国内外公开发行的环境生态领域学术类期刊 办刊宗旨:服务环境生态领域的研究、实践、创新与管理促进学科建设与发展搭建高水平的学术交流平台推动我国生态环保事业的发展 期刊 年 月创刊月刊刊号:/中国知网、万方数据库全文收录 年初期刊入选环境科学领域高质量科技期刊分级目录 年底环境生态学入选中国科技核心期刊目录(自然科学卷)期刊主要报道环境生态学领域的前沿动态及最新成果关注环境科学与生态学的交叉融合研究突出环境生态学领域的理论探索和实践总结聚焦环境变化导致的生态效应、生态保护修复技术及成效、支撑生态环境体制改革与生态文明建设的有关政策研究 读者面向全国从事环境与生态领域研究、实践与管理的高校、科研院所、国家生态环保部各级相关机构与专业人士 欢迎订阅!二、订阅方式环境生态学杂志定价 元/期.银行汇款户名:环境生态学杂志社有限责任公司 开户银行:北京银行魏公村支行银行账号:.编辑部订阅咨询电话:环境生态学杂志社