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基于自然特征的三峡水库江心岛消落带植物景观设计

日期:2023-03-09 22:07:10     作者:何亮    浏览:5    
核心提示:不难看出消落带植被的重建是消落带基本生态功能恢复的关键,因此,本文以广阳岛消落带为研究对象,以重建消落带植物景观为主要目标,基于风景园林学视角下的植物景观设计实践,探索适用于三峡水库岛屿消落带的植物景观设计模式。
摘要:以三峡水库江心岛——广阳岛的消落带为研究对象,分析研究该区域的水文、土壤、植物、动物等自然特征并总结概括这些自然要素存在的问题。从风景园林学的视角出发,以恢复消落带植物景观为切入点,在兼顾生态功能与景观功能的前提下,提出基于植物景观设计的生态修复策略和途径。在此基础上,选取问题较为典型和突出的小尺度空间,将植物景观设计策略付诸实施。意在以植物景观的恢复推动消落带生态系统的修复,为特征相似区域的植物景观设计和生态系统修复提供借鉴。
 
消落带亦称“消落区”“消涨带”,国外最早称之为“河岸带”(riparianzone),是长时间受到淡水影响的过渡性半陆地半水生区域,其生境拥有高度多样化的动植物群落,群落结构会随着水位升降不断变化。消落带的形成主要受自然变化和人类活动的影响。自然变化主要指河流水位的季节性自然升降,人类活动以水利工程的周期性蓄水、放水为主,前者主导形成的消落带为自然消落带,后者影响形成的消落带为人工消落带。
 
国外对消落带的研究始于20世纪60年代中后期,研究内容涉及退化生态系统恢复、水环境污染、水文因子模型、植被多样性提升、土地利用变化、动植物组成变化等方面。国内对消落带的研究与三峡水库等大型水利工程的建设和运行有很大关系,因此研究对象以人工消落带为主,研究内容主要包括消落带功能研究、消落带生态环境问题、消落带管理与开发利用以及消落带生境恢复等4个方面。
 
自2006年三峡水库水位提升至156m后,重庆共有22个区县形成了总面积约291km2的消落带。此后,生态学、水文学、水力学等学科开始对三峡水库消落带进行深人研究并提出了相关理论和治理模式。其中,生态学研究的重点方向之一是三峡水库消落带生态系统的修复与重建,主要内容有减缓和阻止自然植被退化、恢复和重建退化的生态系统,代表性研究成果包括消落带生态修复适生植物筛选、应用基塘和小微湿地减少水位变化对消落带生态系统的影响、营造林泽形成生态缓冲带减少水生系统对陆生系统的干扰等。
 
综上所述,不难看出消落带植被的重建是消落带基本生态功能恢复的关键,因此,本文以广阳岛消落带为研究对象,以重建消落带植物景观为主要目标,基于风景园林学视角下的植物景观设计实践,探索适用于三峡水库岛屿消落带的植物景观设计模式。
 
1消落带自然特征概述
 
广阳岛位于重庆市南岸区与江北区之间,总面积约10km2。严格意义上的广阳岛消落带是指岛上157.00-174.20m(吴淞高程,下同)高程间的岸坡区域,总面积约4.lkm2,但考虑到消落带生态系统的结构完整性和空间连续性,本次研究将三峡水库10年一遇洪水位(182.7tn)以下的区域全部纳人研究和设计范围。因此,本文所述的广阳岛消落带泛指岛上157-182.7m高程间的区域,总面积约4.5km2。
 
1.1水文特征
 
广阳岛消落带属亚热带季风性湿润气候,年平均降水量约1108_,5-9月降水集中期的总降水量约767.4mm,占全年总降水量的70%(1981-2010年统计数据)。每年7-9月,消落带的水位会在短期内迅速变化-且涨落幅度较大。9月末、10月初,三峡水库开始蓄水,最晚在翌年1月前,消落带水位就会达到174.2m,水位涨幅较最低水位超过17m。

基于自然特征的三峡水库江心岛消落带植物景观设计
 
通常,消落带174.2m以上的区域全年露出水面,但在大洪水过境的情况下也会被淹没。例如,2020年8月,长江第5号洪水通过三峡水库时,寸滩水文站的洪峰水位突破191.4m,远超消落带百年一遇洪水位(189.lm)。174.2m以下不同高程的区域淹没时间则大相径庭。161.56m(消落带枯水位)的区域淹没天数约300天,174.2m水位的区域淹没天数约110天(表1)。

基于自然特征的三峡水库江心岛消落带植物景观设计
 
长江在广阳岛处分汊为主航道和广阳湾,前者江宽流急,后者湾窄水缓,导致消落带不同区域的水力冲刷状况各不相同。西南端的西岛头为顶冲段,冲刷和流速最大;北侧的兔儿坪紧邻主航道,为冲刷段;南侧的广阳湾段流速最小,冲刷最弱,为内河淤积岸;东北端的东岛尾受江水回流的影响,形成淤积岸(图1)。
 
1.2土壤特征
 
基于自然特征的三峡水库江心岛消落带植物景观设计
 
消落带全线不同高程的区域岩土质地分层特征明显。157-161.56m有大量的岩石、块石和砾石,仅有少部分区域为冲积河沙(图2)。161.56-174.2m的区域以冲积河沙为主,土层较薄-土壤质地为沙土,且高程越低土壤含沙量越高,兼有少量的紫色土和黄壤,土壤整体呈疏松多孔的性状,透气性好,土壤黏度低。174.2m以上的区域以紫色土为主-土层较厚,土质更肥沃。
 
1.3植被特征

基于自然特征的三峡水库江心岛消落带植物景观设计
 
消落带共有植物198种,优势生活型为草本植物,共56种,占总数的28.3%。禾本科植物种类最多,占41.7%,其次是菊科植物,占19.1%(表2)。

基于自然特征的三峡水库江心岛消落带植物景观设计
 
消落带全线174.2m以下植物群落以灌草丛为主,且高程越低植物种类越少,群落结构越单一,这与岩土质地的分层分布特征相吻合。其中,161.56m以下以低矮的狗牙根为主,兼有喜旱莲子草、酸模叶寥等;161.56-174.2m的区域植物种类逐渐增多,开始出现芦苇、卡开芦、甜根子草等高草,偶见枫杨;174.2m以上的植物群落具有明显的乔一草分层结构,物种丰富度更高,构树、执杨等乔木开始大量出现(表3)。
 
1.4动物特征
 
消落带鸟类的分布与水文和植被特征密切相关。西岛头和兔儿坪因具有丰富的滨水生境,鸟类主要有鸭科的游禽和鹭科的涉禽;东岛尾水面开阔,水流变缓,鹏鹛科游禽居多,广阳湾水道狭窄,坡面平直,雉类较为常见。消落带附近鱼类以鲤科、揪科、鲇科鱼为主,两栖类以蟾蜍科、姬蛙科、蛙科动物为主;爬行类以蜥蜴科、游蛇科、蝰科动物为主,物种多样性较高。
 
1.5主要问題总结
 
通过对自然特征的分析,不难发现水文变化是引发消落带生态问题的根源,其主要问题有3个,分别是植物群落退化、土壤侵蚀加剧、鸟类栖息地减少。
 
(1)植物群落退化。消落带面临的首要问题是水位涨落引发的局部区域植物群落退化。其原因是水位在短时间内的剧烈涨落影响了群落的次生演替——大部分植物因无法适应这种变化而逐渐消失,只留下少数能够适应环境变化的植物,如狗牙根、喜旱莲子草等,最终导致这一区域植物种类稀少、植被层次单一、群落结构简单。
 
(2)土壤侵蚀加剧。水位涨落与植被退化引发了消落带的第二个问题——局部区域出现土壤侵蚀甚至地表裸露的现象。其原因是植被覆盖率低的区域难以抵抗长期的水力冲刷,导致土壤侵蚀加剧,最终使土壤完全裸露,这一现象在174.2m以下的部分区域较明显。
 
(3)鸟类栖息地减少。植物群落退化带来的另一个问题是鸟类栖息环境的持续减少。研究表明,鹭鸟一般会选择远离人工干扰或距人工干扰较近但植被遮蔽度高的区域觅食。消落带植被退化会导致供鸟类隐蔽觅食的高草逐渐消失,只留下低矮的狗牙根和喜旱莲子草等植物,这些植物无法为鹭科涉禽提供安全的觅食环境,最终可能会导致大型涉禽不再出现。
 
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