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            城市河道的景觀生態破壞機理及協調途徑探討

            來源:環保新聞網|上海市環境保護產業協會(滬環協)官方網 作者:環保新聞網|上海市環境保護產業協會(滬環協)官方網 發布時間:2012-02-20 查看次數:3022

            摘要:針對當前城市河道的景觀生態問題,運用景觀整體性原理,通過分析城市化建設對河道景觀生態破壞的機理,闡明了城市化建設所引起的河道系統整體性破壞,是導致流域水災加重、水質惡化及人居環境質量下降的主要原因。運用景觀規劃原理,探討了維護城市河道景觀生態特征的協調途徑及方法。

            關鍵詞:城市河道;景觀生態;破壞機理;景觀規劃

            Discussion on damage mechanism and coordination way for landscape ecology of the urban river

            Chen Caiming,Zeng Guang’en,Li Chunjin

            Abstract: For the landscape ecological problems of urban river channel, under the landscape integrity principle, through analyzing the damage to landscape ecological mechanism caused by urban construction, it clarifies the urban construction is the main reason for destruction of the integrity of river systems, water quality deterioration and living environment quality decline. Finally under the landscape planning principles, it discusses the methods of maintaining landscape of urban river channels.

            Key words: urban river;landscape ecology; damage mechanism; landscape planning

            中圖分類號:TV14+P343.1 文獻標識碼:B 文章編號:1000-1123(2011)02-0063-03

            人類生活離不開水,而河道是水的重要載體。許多城市依水而建,河道為城市發展提供物質與能量,為城市居民提供良好的生活、娛樂、休閑環境與場所。河道系統是城市系統發展不可缺少的支撐體系,維持著城市系統的正常運作和新陳代謝。人們的親水天性,包括對水的親近、接觸、感受,以及精神和心理需求等都離不開河道。因而,河道系統不僅關系城市發展,還直接影響城市居民的身心健康與心理感受,對城市的可持續發展有著重要的作用。

            然而,隨著城市化的加快與推進,城市與河道的關系變得十分敏感而強烈,甚至發生沖突。一方面,城市發展所引起的人口劇增,工業、企業集中,以及城市土地利用方式根本性改變等,導致河道結構破壞和功能退化,引起河道水文條件失衡、水災加重、水質惡化等問題;另一方面,忽視城市與河道的內在聯系,割裂人與自然的關系,嚴重阻礙了城市的可持續發展與人居環境質量的提高。

            一、城市河道景觀生態的破壞機理分析

            河道是具有一定結構和功能的整體,其構成要素包含河流、河床、河灘、河岸帶及沿岸階地等。它們通過相互作用構成河道系統的結構,并具有一定的功能。河道的功能是指各組成部分之間在物質、能量與信息上的相互關系,這種相互關系表現為各要素之間功能的有序性和聯系性。而各要素之間形成的結構、功能上的有機聯系,使河道具有一定的穩定性。穩定性是指景觀對干擾的抵抗能力及干擾過后的恢復能力。當系統遭到外部干擾時,通常是通過要素及其關聯的改變致使系統結構發生變異,進而引起系統穩定性破壞,改變系統的結構和功能。改變的程度取決于外部干擾的性質、方式及作用時間等。隨著城市化建設的深入,人為干擾已成為穩定性破壞的主導因素。

            1.防洪堤建造與水災加劇、生物多樣性消失的關系

            防洪筑堤是普遍采用的傳統防洪措施。從水力學角度通過改善河道的水力性能,達到行洪排澇的目的,在局部范圍內能對減輕水災起到一定的作用,但忽視了洪水的不可消除性,反而使水災向下游轉移,致使下游洪水聚集,加劇了防汛薄弱地帶的水災問題。由于修建防洪堤,過度擠占河道,使河道斷面縮減,一方面,增加了河岸的水力性能,使水流流速加快,水體動能增加,水流具有更強的破壞力;另一方面,防洪堤建造與河床深挖嚴重破壞了河道的自然結構,使大面積河灘、河岸植被帶、洼地等消失,導致河道內在滯洪功能消失,加劇了流域水災的危害性和嚴重性。

            此外,防洪堤建造容易引起生物多樣性消失和水質惡化問題。河道自然結構的嚴重破壞,如河岸植被帶的去除,使水、土、植物、生物等之間形成的物質和能量循環系統被徹底破壞,切斷了地下水的補充通道,使地下水水位不斷下降。而且河岸植被帶與溪灘的大面積消失,致使生物生態環境破壞。許多生物無處安身,物種也隨之消失,導致生物多樣性消失。河流的生態過程使河流中夾帶的泥沙與有機質等物質沉積在河灘之上,有助于河岸植物生長形成植被帶。河岸植被帶能緩減土壤侵蝕和水土流失,穩固河岸和改善魚類的生存環境;河道形態彎曲,河床起伏,水流有緩有急,形成豐富多樣的生態環境組合,為多種生物提供適宜的生存環境。但是,混凝土堤壩窒息了土壤的呼吸,抑制了植物的生長和魚類的生存,減弱了水體的自凈能力,降低了河流環境容量;而城市用水和污染物的不斷增加又使河道不堪重負,導致河流水質惡化。

            2.土地利用方式與城市水文失衡的關系

            從水文學角度看,水的自然循環過程為:水在太陽能的作用下不斷蒸發而成水汽,上升到高空隨大氣運動散布到各處,水汽在適當條件與環境下凝結成降水,降落到地面;到達地面的雨水,除部分為植物截留并蒸發外,一部分沿地面流動成為地面徑流,另一部分滲入地下沿含水層成為地下徑流,最后通過河道,歸入大海,形成水文循環過程。因而,流域水文過程與其下墊面有著密切的關系。

            人類活動對水文系統的干擾,就是通過改變其水文下墊面類型而破壞水文平衡的。因而,城市用地方式的根本性變化所引起的水文下墊面性質的改變,是引起水文失衡的主要原因。城市土地的規模擴張和硬質化地表的增加,改變了地表的滲透系數和徑流系數,因混凝土地面的滲透系數遠小于自然地表,而徑流系數遠大于自然地表,導致地表徑流量迅速增加,匯流時間也縮短,而且發達的排水管道將雨水快速收集并就近排入河道,大大增加了河流徑流量。一方面,河道的洪峰流量的增加,特別是在暴雨季節,容易加劇城市洪澇災害;另一方面,地下含水量補充不足,容易造成水資源短缺及地面沉降等問題。此外,大面積擠占河道、池塘、洪泛區等,使大量滯水空間被占用,調蓄能力降低,增加了排入河道的徑流量,促進了洪峰的快速到達,加劇了流域水災。

            3.河道渠化與環境景觀質量下降的關系

            河道治理中,把河道作為排污與行洪的渠道,而忽視其作為自然美學景觀中的要素;過于強調河道的行洪功能,而忽視了河道的自然特征;大面積去除河岸植被與溪灘,建造人工河岸,使河道渠化,導致河道結構單一;景觀多樣性消失,破壞了河道所具有的自然美感。河道結構和功能的破壞,最直接的影響是河道自然特性的消失與河道美學環境的不復存在。如堤岸混凝土化使河岸自然植被消失,水質惡化使清新感覺消失等,使河道景觀單一雷同,河水發黑發臭。而且河道作為城市景觀的自然廊道,其景觀直接影響城市景觀的總體品質。

            二、城市河道的協調途徑及方法探討

            通過分析城市河道的景觀生態破壞機理,認識到在城市化建設中,忽視城市河道的整體性,是導致河道景觀生態問題嚴峻的重要原因之一。因而運用景觀生態學和景觀規劃原理及方法,結合城市河道的多功能要求,合理規劃河道的空間結構,使河水、河岸、河灘、河槽等景觀要素構成有機的整體,不僅要符合生態學原理,還要有一定的景觀價值。由此,一方面應該維護河道的自然特征,減少城市人為嚴重干擾和破壞,改善城市水文過程,控制城市污染;另一方面運用協調設計方法,緩解城市與河道的不協調關系,改善河道景觀生態,建立修復和補償系統。因而,防洪不是河道規劃的唯一目標,一條良好的河道應該通過以下協調方法來實現:

            1.半自然型的柔性河岸建設

            通過對防洪堤建造與水災加劇、生物多樣性消失的關系分析,可知河岸應該設計成柔性,可以吸收水分并慢慢地釋放,恢復自然河岸及具有自然可滲透性、有利于生物棲息的多孔隙、孔洞的半自然的生態河岸,以滿足河岸與水體之間的水分交換、功能調節以及防澇等要求。

            目的在于維護河道的生態過程,對河道水文過程、生態過程都有一定的促進作用。如日本在堤岸工程建設中,采用泥土、植被、柳條、卵石及毛石等生態材料或魚巢式結構,建造半自然型的柔性河岸,有利于水邊植物生長和魚類棲息,恢復河岸原有的自然生境,有助于維護河道自然特征和生物多樣性,同時具有緩沖消能、防洪減災、水質凈化等功能。

            另一方面,河岸是人們接近河流水體的媒介,是人們親近自然和感受自然美的主要場所。為了維護人們與河道之間的天然關系,滿足人們的心理需求,在河岸設計中,應該考慮河道景觀特性,根據河道的位置和水量、流速、水位、水質、河寬等情況,在河岸設置通達和親近水體的臺階、閣樓、淺水步道等設施。河岸邊種植適合的水生植物,為城市居民提供舒適、休閑的河道景觀與休閑場所。

            2.采用可滲下墊面與雨水利用規劃

            水文下墊面是影響水文過程的重要因素,因而,在下墊面類型設計中,應該采用可滲的城市下墊面類型,如綠化、植被、可滲路面,以及保存沼澤、池塘、濕地等滯水空間,并結合街區綠化和雨水利用,綜合考慮雨水的滯留、滲透與開發利用。根據雨水的流經場地,采用屋頂花園、街區綠化、水池和水景建造等方法,以增加透水地表面積,增加地下徑流,削減地表徑流,緩減城市河道徑流;同時,也可增添自然氣息,改善人居環境質量。

            在雨水利用方面,將雨水利用和居民用水結合起來,通過雨水利用設備,收集、處理、儲存、使用雨水,形成生態居住區雨水利用系統,起到節約水資源和減緩洪災作用,也為生態居住區和生態城市建設奠定基礎。日本的雨水貯留滲透系統利用雨天不常使用的場所,如公園、綠地、停車場、運動場等,有效地補充涵養地下水,恢復河川基流,改善了生態環境條件和城市水文系統,也緩減了流域水災的發生。

            3.河道生態恢復與補償系統探討

            河道生態恢復是指將受人類干擾而退化的河道恢復到某種合適的狀態。通過原有河道的自然結構形態,發揮河道的物理、化學及生物學特性,逐步修復和增強河道系統,達到改善河道景觀生態功能的目的。歐洲一些國家積極改造混凝土河堤,修建生態河堤,復原河道形態,恢復河岸水邊植物群落與河畔林,強調生態、環境、水文及景觀美學方面的統一、協調。荷蘭提出還給河道原有空間,恢復以前的洪泛區以滿足蓄洪的需要;同時傾向于恢復河道的自然形態過程,把過去從灘地圍墾的土地重新恢復為灘區。在某些情況下,在河中設置木結構或樹干來增加河流形態的動態特征,通過恢復河道系統的形態變化多樣性來改善生物多樣性。此外,考慮河道的整體性和連續性,應該加強對河道流域的恢復研究。

            而對于已遭到破壞而無法恢復的河道,應該通過景觀生態技術,建立相應的補償系統。補償系統包括生態補償和人工補償兩種。生態補償是指利用生態工程技術,改善河道系統。如建造人工濕地公園,對城市污水進行處理,利用濕地生態功能,改善河流水質。而人工補償是指通過增加工程的方法來改善河道系統。如建造地下洪水蓄水庫、地下水回灌井、地下渠道等,進行正面積極干預,起到調節河道系統的作用。

            三、結語

            隨著城市化進程的加快,城市化建設對城市河道的破壞影響是巨大和不可挽回的。通過城市河道景觀生態破壞機理分析,認識到城市化建設是導致水災加劇、水文失衡、生物多樣性消失及人居環境質量下降的根本原因。因此,在當前的城市建設中,應該運用景觀生態學和景觀規劃原理,認識城市與河道、人與自然的內在聯系,把他們看成一個整體,在維護河道景觀生態特征基礎之上,加強對開發建設的控制與管理,改善河道的景觀生態功能,積極發揮河道在城市發展中的重要作用,促進城市的可持續發展和未來生態城市建設。

            參考文獻:

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