[摘要]運用景觀生態(tài)學(xué)的一些原理和理論來指導(dǎo)河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)設(shè)計，使河道整治即滿足防洪排澇的安全需要，又能符合生態(tài)恢復(fù)的要求，同時還模擬了自然河道的形態(tài)和景觀效果，形成城市中難得的郊野風(fēng)光。
　　[關(guān)鍵詞]景觀生態(tài)學(xué)；生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)設(shè)計
　　一、 前言
　　近年來，河道整治工程以及附帶的濱水景觀工程逐漸成為南寧乃至全國市政建設(shè)的重點項目。隨著生態(tài)化的景觀設(shè)計理念越來越深入人心，越來越多的生態(tài)設(shè)計進入到濱水景觀中。
　　筆者在參與南寧市某河道環(huán)境綜合整治工程項目包含的生態(tài)恢復(fù)工程過程中，運用景觀生態(tài)學(xué)的一些原理和理論對項目中的河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)設(shè)計作了一些思考和設(shè)計嘗試，現(xiàn)將其總結(jié)成文，以與同行及專家探討商榷。
　　
　　二、 項目背景及設(shè)計構(gòu)思
　　項目背景：該項目規(guī)劃為一個河道整治綜合工程，包含有河道整治工程、截污工程、補水工程、生態(tài)恢復(fù)及環(huán)境景觀工程等幾大部分，規(guī)劃總面積為280公頃，其中陸地面積為178公頃，水域面積為94公頃m2，人工島面積為6.8公頃。

            從上頁圖中可以看到，項目將在河道下游與外江匯水處附近設(shè)置一處攔水壩，從而使現(xiàn)狀水系僅為一條2-6m的小水流在改造后，形成一個最寬處超過500m的內(nèi)湖，其設(shè)計的常水位為69.8m，平均水深為1.8m，其來水主要依靠兩個入水口的上游來水。在枯水季時，依靠下游建設(shè)的補水泵站抽外江水進行補水，因此其可常年維持設(shè)計的常水位。洪水期時，有抽水泵站向外江抽排，可減少內(nèi)江洪澇，同時在外江洪水期時，還可向內(nèi)江排水，從而調(diào)蓄外江洪水。
　　與其他城市內(nèi)河相似，內(nèi)江除承擔(dān)泄洪排澇作用外，還成為受納沿岸地區(qū)生活污水的地點，心圩江水體污染嚴重，豐水期水質(zhì)為地表水V類水質(zhì)標準，但枯水期水質(zhì)則超過國家地表水V類水質(zhì)標準，為劣V類水。同時流域徑流時程分配不均，致使汛期發(fā)生洪水而枯水期水量不足。區(qū)內(nèi)不透水面積的比重大幅度增加，降雨的截留、填洼、下滲損失明顯減少，地表徑流量增加，流量峰值加大，故經(jīng)常發(fā)生內(nèi)澇。而且流域內(nèi)目前植物群落單薄，水體受到污染，水生生物稀少，整個生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱。因此，現(xiàn)狀的內(nèi)河可以說是一條“已經(jīng)死亡的河流”，其僅具有天然河流的外部形態(tài)，內(nèi)在的生態(tài)功能已基本喪失，對其進行生態(tài)恢復(fù)建設(shè)是勢在必行、刻不容緩的。
　　生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的作用：a、通過各種生態(tài)恢復(fù)的措施后，心圩江的水質(zhì)將得到改善，b、心圩江的生態(tài)多樣性將得以增加，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)自我維護的能力也將增強，最終使心圩江成為一條健康的美麗的河流c、同時能增強其對周邊城市環(huán)境的調(diào)節(jié)作用，還能調(diào)節(jié)季節(jié)性的水量變化，提高其蓄洪滯洪能力。
　　設(shè)計構(gòu)思：生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的原理——結(jié)合河流防洪、整治和城市水景觀建設(shè)等工程項目，綜合開展河流生態(tài)恢復(fù)建設(shè)，充分利用生態(tài)系統(tǒng)自我設(shè)計、自我組織的功能，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)，重點是減輕人類活動對河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫，包括強化治污和污水排放控制，保持最低生態(tài)需水量等．在河流恢復(fù)工程中，在初期投入少量資金，建設(shè)必要的人工輔助措施，主要是恢復(fù)和構(gòu)筑河流的自然形態(tài)和生物棲息地，最大限度地發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)功能。
　　生態(tài)多樣性的恢復(fù)應(yīng)該是結(jié)合河流防洪、整治和城市水景觀建設(shè)等工程項目，綜合開展河流生態(tài)恢復(fù)建設(shè)，充分利用生態(tài)系統(tǒng)自我設(shè)計、自我組織的功能，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)，重點是減輕人類活動對河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫，包括強化治污和污水排放控制，保持最低生態(tài)需水量等．在河流恢復(fù)工程中，在初期投入少量資金，建設(shè)必要的人工輔助措施，主要是恢復(fù)和構(gòu)筑河流的自然形態(tài)和生物棲息地，最大限度地發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)功能。同時這種生態(tài)型的河流也必須能夠抵御洪水的沖擊的，具有防護能力的河流。
　　生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的目標
　　通過河流生態(tài)多樣性的恢復(fù)，達到建設(shè)一個具有河流地貌多樣性和生物群落多樣性、動態(tài)穩(wěn)定的可以自我調(diào)節(jié)的河流系統(tǒng)。
　　
　　三、 生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)設(shè)計的理論分析與設(shè)計
　　 3.1斑-廊-基分析——劃分規(guī)劃分區(qū)

                                       
　　理論分析：從上圖中可以看出，流域周邊都是城市已開發(fā)或待開發(fā)區(qū)，整個項目被限定在周邊的市政道路范圍內(nèi)，西側(cè)2.5km處有另一條城市內(nèi)河，兩河的上游之間規(guī)劃有一條運河帶。因此在城市這個層次來看，其斑塊-廊道-基底是比較明確的，城市的人工建設(shè)區(qū)為基底，兩條內(nèi)河的流域范圍為斑塊，人工運河帶為廊道。
　　規(guī)劃設(shè)計：這樣的分析之后，從而就使我們規(guī)劃的大分區(qū)可以較為明朗的確定下來，上游有運河連接、且人類活動強度較低的區(qū)域為生態(tài)保育段，以生態(tài)恢復(fù)及保育為主，盡量減少人類活動的干擾活動；中游為游憩生活段，引入適度的人類活動，以低強度的觀賞游憩活動為主，不對周邊環(huán)境形成太大的承載壓力；下游為現(xiàn)狀的居住及休閑片區(qū)，規(guī)劃為休閑娛樂段，以活動強度較大、局部帶參與性的休閑活動為主題。
　　
　　 3.2生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)——減少人類活動的干擾
　　理論分析：生態(tài)學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn)，一些生態(tài)環(huán)境遭到人類破壞甚至是嚴重破壞的區(qū)域，在人類活動退出后，其生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)速度遠遠超出人類的想象。例如在一戰(zhàn)時，北大西洋海域由于戰(zhàn)事頻繁，從而導(dǎo)致捕撈漁船無法出海作業(yè)，結(jié)果在短短的兩三年內(nèi)，范圍內(nèi)的魚類資源得到急劇的增長。還有在失事后的切爾諾貝利地區(qū)，原來已經(jīng)被宣布為生命禁區(qū)，區(qū)域內(nèi)的巨大多數(shù)生命都已被高劑量的核輻射所絞殺，但近來科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過短短的二十多年的自然更替后，原來劃定的禁區(qū)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)中型的食肉動物，由此可見其生態(tài)系統(tǒng)已恢復(fù)到一個較為樂觀的程度了。
　　由此可見，自然狀態(tài)下的自然界其自我調(diào)節(jié)與恢復(fù)的能力是驚人的，但要想生態(tài)系統(tǒng)能恢復(fù)一個動態(tài)平衡的程度，首先就是要減輕人類活動的干擾。從現(xiàn)在城市內(nèi)河的狀況來看，要人類活動完全退出是不可能的，只能使減輕。
　　規(guī)劃設(shè)計：首先，為生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)提供了可能性。根據(jù)分析，我們認為以目前內(nèi)河所處的環(huán)境來看，所有人類活動中對生態(tài)系統(tǒng)破壞最大的一項是——排污�。≌�是排污使水質(zhì)嚴重富營養(yǎng)化，扼殺了水中的其他生命，也斷絕了河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)的可能性。因此要想生態(tài)系統(tǒng)重啟自我恢復(fù)的功能，首先便是要截污，因此我們結(jié)合河道整治工程對周邊居住區(qū)和工廠區(qū)進行了截污工程，將生活及工業(yè)污水集中收集統(tǒng)一輸往污水處理廠。同時進行了雨污分流工程，避免了污水隨雨水排入河道。
　　其次，便是要為生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)提供能重啟的條件。主要是在流域內(nèi)建設(shè)大量的人工濕地，然后是在物質(zhì)、能量的流動與交換過程都十分頻繁的濱水地帶，利用濕地的生態(tài)原理采用一定的工程處理手段加植物綠化的方式增加河灘等濱水地帶生物多樣性，從而為河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)提供啟動環(huán)境及主要場所。在初期投入少量資金，建設(shè)必要的人工輔助措施，恢復(fù)和構(gòu)筑河流的自然形態(tài)和生物棲息地。
　　具體做法是：采用一定的植物綠化加工程方法的方式為生態(tài)恢復(fù)提供啟動條件，為久已缺失的和仍在困境中掙扎的水禽、魚類、微生物等的回歸和繁盛提供初始條件。
　　a、植物以本地種、適生型強又具有良好景觀效果的水生植物為重點選擇對象，如蘆葦、香蒲、旱傘草、千屈菜等。因這些種類適應(yīng)性強，養(yǎng)護強度低，能適應(yīng)水邊多樣的環(huán)境，也較符合江現(xiàn)階段的生態(tài)環(huán)境。大面積種植后，可成為城市中難得的野趣景觀，也有利于水禽、昆蟲、微生物等的覓食棲息。水生植物在濱水生態(tài)景觀中卻占有極其重要的地位。它不但對濱水空間的豐富性起到很關(guān)鍵的作用，尤其是對岸線的變化及豐富起著直接的作用，而且對水質(zhì)的改善、對河流生態(tài)系統(tǒng)完整性的恢復(fù)工作都有著不可替代的重要性。
　　本次工程我們在經(jīng)過多方面收集資料、咨詢相關(guān)的植物專家后，確定了水松、水杉、香蒲、蘆葦、花葉蘆竹等植物為主要的選用品種。
　　b、與此同時，我們再結(jié)合生態(tài)護岸的建設(shè)，在滿足防洪排澇的基礎(chǔ)上，增加生態(tài)和景觀的因素。

                                     
　　
　　這一階段的內(nèi)容也是本次工程所要作的主要工作，任務(wù)完成之后，流域的自然環(huán)境開始改善，各種生物的生長條件開始具備，生物鏈的底端開始趨向完整，河流生態(tài)系統(tǒng)的雛形開始呈現(xiàn)，進行生物鏈上層結(jié)構(gòu)恢復(fù)的物質(zhì)條件便已經(jīng)具備了。
　　
　　 3.3能量流動與物質(zhì)交換——生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的核心理念
　　理論分析：通過人工手段改善河流生態(tài)系統(tǒng)的多樣性、流動性，通過促進各個子系統(tǒng)之間物質(zhì)、能量的流動和交換，來推動整個生態(tài)系統(tǒng)的良性運轉(zhuǎn)和新陳代謝。在生態(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)之間的交換及能量流動是至關(guān)重要的元素，只有交換和流動的才能使系統(tǒng)內(nèi)的各個要素之間發(fā)生聯(lián)系，生態(tài)系統(tǒng)的自我平衡、自我調(diào)整、自我恢復(fù)的作用才能實現(xiàn)。圓明園水體整治方案中就是因為使用不透水不透氣的硬性材料鋪設(shè)水底，隔絕了水體與基底的聯(lián)系，違背了生態(tài)學(xué)的要求，所以在當時引發(fā)了極大的爭議。
　　規(guī)劃設(shè)計：因此在進行具體設(shè)計時，在滿足基本的防洪排澇的安全基礎(chǔ)上，我們不再大量使用現(xiàn)澆混凝土、混凝土板、漿砌石等隔斷水和空氣交換的硬質(zhì)護坡材料，而采用干砌石、卵石籠、大塊石等更為通透的材料來防止水流的沖刷，并可在這些材料之間和表面覆土，從而為植物提供必要的種植條件。還可采用“火山巖植生材料”、“植物生長砌塊”、“土工籠”等新型材料。另一方面是盡量采用土質(zhì)護岸�？傊�就是盡量增強河流各組成部分（如水體與土壤、水體與植被、植被與動物等）的物質(zhì)交流與能量轉(zhuǎn)換。
　　
　　 3.4生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)位——多層面的物種恢復(fù)
　　理論分析：在自然界中，一個從水中到岸上的完整生態(tài)群落應(yīng)依次包括植物（水濕植物、中生植物、旱生植物）、微生物、昆蟲、水禽等。只有這樣一個完整的生態(tài)系統(tǒng)才是一個能隨環(huán)境、季節(jié)變化而自我調(diào)節(jié)，能始終保持群落的穩(wěn)定的系統(tǒng)，低維護成本而高效率的系統(tǒng)。

                                       
　　
　　利用人類的維護措施對已有的環(huán)境進行一些低強度的養(yǎng)護工作，使這階段尚顯脆弱的生態(tài)系統(tǒng)能夠得以運轉(zhuǎn)，使?jié)竦丶爸参锶郝浒l(fā)育更為成熟；同時通過放養(yǎng)魚苗、水禽等措施，進一步完善生物鏈，使整個生態(tài)系統(tǒng)接近自我運轉(zhuǎn)、自我調(diào)節(jié)、自我維護的程度。
　　規(guī)劃設(shè)計：a、經(jīng)過第一階段大面積的的綠化及截污措施之后，區(qū)域內(nèi)綠化植物大面積增加，水質(zhì)得到凈化，這些生態(tài)環(huán)境的改善都能大量促進昆蟲的生存和繁衍，從而構(gòu)筑起動物生態(tài)系統(tǒng)的底層多樣性。
　　b、隨著水質(zhì)的改善和食物的的增加，魚類的生存環(huán)境也大為改善。通過人工放養(yǎng)不同種類、不同食性、不同活動水深的魚苗，可以大大的加快水生動物生態(tài)系統(tǒng)的多樣化進程。
　　c、水環(huán)境的改善、食物的增加，這些有利條件的逐步出現(xiàn)，將吸引大量水禽來此覓食、棲息，進而在此繁衍生息。

                           
　　
　　經(jīng)過這些措施處理之后，流域內(nèi)的自然環(huán)境能得到根本性的好轉(zhuǎn)，各種生物的種類都大為增多，生物鏈的復(fù)雜程度開始增加，應(yīng)對環(huán)境變化、自然災(zāi)害的能力大為增強，一個健康的完善的河流生態(tài)系統(tǒng)已基本成型。
　　
　　 3.5適度的人工干擾——可持續(xù)生長的生態(tài)系統(tǒng)
　　理論分析：適度的外界干擾能促進生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的新陳代謝、吐故納新，也有利于系統(tǒng)得良性運轉(zhuǎn)。在河流生態(tài)系統(tǒng)已基本能良性循環(huán)自由運轉(zhuǎn)后，人類的維護工作可以大為降低。但仍需注意控制人類活動所產(chǎn)生的干擾程度，提供其一個自主運行的空間；還應(yīng)注意對水質(zhì)、土壤等因子的監(jiān)測。此外就是協(xié)助其抵御一些突發(fā)性的事件，如外來物種入侵、突發(fā)性的生態(tài)災(zāi)害等。
　　規(guī)劃設(shè)計：通過交通設(shè)計、污水收集和處理工程設(shè)計、旅游設(shè)施設(shè)計等來控制人為活動的干擾，還可以通過移植植株、清理入侵物種、動物種群恢復(fù)等方式來縮短生態(tài)系統(tǒng)到理想狀態(tài)所需的時間。
　　a、通過開展垂釣等生態(tài)旅游，以對資源生物的中度干擾來維持該種群的持續(xù)增長。

                                                          
　　b、通過營造具有斑塊狀明水面的蘆葦群落、投放底棲生物（螺、蟹、蚌等）、搭建多樣性的人工鳥巢以及保留自然狀態(tài)下的樹杈、草叢、倒木等多種措施來吸引不同種類的鳥類，從而不斷豐富禽鳥類系統(tǒng)的多樣性。
　　c、蚊蟲孳生是城市邊緣濕地區(qū)域的一大隱患，可以通過培育食蟲魚類及蜻蜓的幼蟲來捕食蚊蟲在水中的幼蟲，通過引入蛙類、蝙蝠等動物來捕食成年蚊蟲。
　　d、收割挺水植物（如蘆葦）打撈漂浮植物（如浮萍）能有效移除營養(yǎng)物質(zhì)，防止凋落物成為濕地的內(nèi)源性污染源。同時也可以為多數(shù)捕食蚊蟲的魚類和無脊椎動物提供富含氧氣的的開闊水域。
　　e、通過開展各種宣傳活動，發(fā)動周邊社區(qū)的力量來共同保護、維持生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展。

                                                                        
　　從這一階段開始，流域已形成一個完整的健康的河流生態(tài)體系，已進入優(yōu)勝劣汰、吐故納新的良性運轉(zhuǎn)狀態(tài)，一些前期人工配置的不符合生態(tài)環(huán)境需要的物種將自然淘汰，一些前期未有優(yōu)勢物種也將通過其生態(tài)系統(tǒng)對外的物質(zhì)能量交流而補充進來。
　　
　　六、結(jié)語
　　在本項環(huán)境綜合整治工程項目設(shè)計中，通過對健康的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析，并結(jié)合其目前的現(xiàn)狀與建設(shè)改造后的要求，將整個生態(tài)恢復(fù)規(guī)劃為一個動態(tài)的、持續(xù)的過程，這不是設(shè)計與施工方能最終達到的目標，而是需要項目完工后后期管理者持續(xù)的維護和管理。
　　我們在設(shè)計方案中為生態(tài)恢復(fù)規(guī)劃設(shè)計了多種措施和手段，但又不拘泥于我們的設(shè)計內(nèi)容，而是充分的考慮和借助了生態(tài)系統(tǒng)本身自我恢復(fù)、自我維護、自我完善的新陳代謝功能。
　　因此我們認為在生態(tài)設(shè)計中，應(yīng)當認真分析設(shè)計范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的類別、層級、結(jié)構(gòu)與相互關(guān)系是設(shè)計得以開展的基礎(chǔ)，其次是對設(shè)計內(nèi)容的現(xiàn)狀與目標進行研究和分解，找出存在的問題，最后是結(jié)合當前的經(jīng)濟能力和能達到的技術(shù)條件，提出切合實際、具有可操作性的解決方法，并最終形成設(shè)計方案。

                                             
　　
　　【附錄】
　　參考書目：
　　《濕地恢復(fù)手冊——原則•技術(shù)與案例分析》中國建筑工業(yè)出版社
　　《河流生態(tài)恢復(fù)的目標》董哲仁《中國水利》2004，10
　　《河流治理生態(tài)工程學(xué)的發(fā)展沿革與趨勢》董哲仁《水利水電技術(shù)》
　　《生態(tài)治河理念與設(shè)計思路探討》錢德琳《中國水利》2004，11
　　《河流再生設(shè)計—浙江黃巖永寧公園生態(tài)設(shè)計》俞孔堅等《中國園林》2005，05
　　《發(fā)展蘆葦濕地污水處理綠色生態(tài)工程初論》張潤通
　　《水資源管理與濕地》來自網(wǎng)絡(luò)