[摘要]運用景觀生態學的一些原理和理論來指導河流生態系統恢復設計，使河道整治即滿足防洪排澇的安全需要，又能符合生態恢復的要求，同時還模擬了自然河道的形態和景觀效果，形成城市中難得的郊野風光。
　　[關鍵詞]景觀生態學；生態系統恢復設計
　　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的重點項目。隨著生態化的景觀設計理念越來越深入人心，越來越多的生態設計進入到濱水景觀中。
　　筆者在參與南寧市某河道環境綜合整治工程項目包含的生態恢復工程過程中，運用景觀生態學的一些原理和理論對項目中的河流生態系統恢復設計作了一些思考和設計嘗試，現將其總結成文，以與同行及專家探討商榷。
　　
　　二、 項目背景及設計構思
　　項目背景：該項目規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、生態恢復及環境景觀工程等幾大部分，規劃總面積為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置一處攔水壩，從而使現狀水系僅為一條2-6m的小水流在改造后，形成一個最寬處超過500m的內湖，其設計的常水位為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，依靠下游建設的補水泵站抽外江水進行補水，因此其可常年維持設計的常水位。洪水期時，有抽水泵站向外江抽排，可減少內江洪澇，同時在外江洪水期時，還可向內江排水，從而調蓄外江洪水。
　　與其他城市內河相似，內江除承擔泄洪排澇作用外，還成為受納沿岸地區生活污水的地點，心圩江水體污染嚴重，豐水期水質為地表水V類水質標準，但枯水期水質則超過國家地表水V類水質標準，為劣V類水。同時流域徑流時程分配不均，致使汛期發生洪水而枯水期水量不足。區內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，故經常發生內澇。而且流域內目前植物群落單薄，水體受到污染，水生生物稀少，整個生態系統十分脆弱。因此，現狀的內河可以說是一條“已經死亡的河流”，其僅具有天然河流的外部形態，內在的生態功能已基本喪失，對其進行生態恢復建設是勢在必行、刻不容緩的。
　　生態系統恢復的作用：a、通過各種生態恢復的措施后，心圩江的水質將得到改善，b、心圩江的生態多樣性將得以增加，生態系統的自我調節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境的調節作用，還能調節季節性的水量變化，提高其蓄洪滯洪能力。
　　設計構思：生態系統恢復的原理——結合河流防洪、整治和城市水景觀建設等工程項目，綜合開展河流生態恢復建設，充分利用生態系統自我設計、自我組織的功能，實現生態系統的自我修復，重點是減輕人類活動對河流生態系統的脅迫，包括強化治污和污水排放控制，保持最低生態需水量等．在河流恢復工程中，在初期投入少量資金，建設必要的人工輔助措施，主要是恢復和構筑河流的自然形態和生物棲息地，最大限度地發揮生態系統自我修復功能。
　　生態多樣性的恢復應該是結合河流防洪、整治和城市水景觀建設等工程項目，綜合開展河流生態恢復建設，充分利用生態系統自我設計、自我組織的功能，實現生態系統的自我修復，重點是減輕人類活動對河流生態系統的脅迫，包括強化治污和污水排放控制，保持最低生態需水量等．在河流恢復工程中，在初期投入少量資金，建設必要的人工輔助措施，主要是恢復和構筑河流的自然形態和生物棲息地，最大限度地發揮生態系統自我修復功能。同時這種生態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。
　　生態系統恢復的目標
　　通過河流生態多樣性的恢復，達到建設一個具有河流地貌多樣性和生物群落多樣性、動態穩定的可以自我調節的河流系統。
　　
　　三、 生態系統恢復設計的理論分析與設計
　　 3.1斑-廊-基分析——劃分規劃分區

                                       
　　理論分析：從上圖中可以看出，流域周邊都是城市已開發或待開發區，整個項目被限定在周邊的市政道路范圍內，西側2.5km處有另一條城市內河，兩河的上游之間規劃有一條運河帶。因此在城市這個層次來看，其斑塊-廊道-基底是比較明確的，城市的人工建設區為基底，兩條內河的流域范圍為斑塊，人工運河帶為廊道。
　　規劃設計：這樣的分析之后，從而就使我們規劃的大分區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域為生態保育段，以生態恢復及保育為主，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，不對周邊環境形成太大的承載壓力；下游為現狀的居住及休閑片區，規劃為休閑娛樂段，以活動強度較大、局部帶參與性的休閑活動為主題。
　　
　　 3.2生態系統的自我恢復——減少人類活動的干擾
　　理論分析：生態學家通過研究發現，一些生態環境遭到人類破壞甚至是嚴重破壞的區域，在人類活動退出后，其生態系統的恢復速度遠遠超出人類的想象。例如在一戰時，北大西洋海域由于戰事頻繁，從而導致捕撈漁船無法出海作業，結果在短短的兩三年內，范圍內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，原來已經被宣布為生命禁區，區域內的巨大多數生命都已被高劑量的核輻射所絞殺，但近來科學家發現，經過短短的二十多年的自然更替后，原來劃定的禁區內已經出現中型的食肉動物，由此可見其生態系統已恢復到一個較為樂觀的程度了。
　　由此可見，自然狀態下的自然界其自我調節與恢復的能力是驚人的，但要想生態系統能恢復一個動態平衡的程度，首先就是要減輕人類活動的干擾。從現在城市內河的狀況來看，要人類活動完全退出是不可能的，只能使減輕。
　　規劃設計：首先，為生態系統自我恢復提供了可能性。根據分析，我們認為以目前內河所處的環境來看，所有人類活動中對生態系統破壞最大的一項是——排污！！正是排污使水質嚴重富營養化，扼殺了水中的其他生命，也斷絕了河流生態系統自我恢復的可能性。因此要想生態系統重啟自我恢復的功能，首先便是要截污，因此我們結合河道整治工程對周邊居住區和工廠區進行了截污工程，將生活及工業污水集中收集統一輸往污水處理廠。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，便是要為生態系統恢復提供能重啟的條件。主要是在流域內建設大量的人工濕地，然后是在物質、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，從而為河流生態系統的恢復提供啟動環境及主要場所。在初期投入少量資金，建設必要的人工輔助措施，恢復和構筑河流的自然形態和生物棲息地。
　　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恢復提供啟動條件，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。因這些種類適應性強，養護強度低，能適應水邊多樣的環境，也較符合江現階段的生態環境。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，而且對水質的改善、對河流生態系統完整性的恢復工作都有著不可替代的重要性。
　　本次工程我們在經過多方面收集資料、咨詢相關的植物專家后，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，我們再結合生態護岸的建設，在滿足防洪排澇的基礎上，增加生態和景觀的因素。

                                     
　　
　　這一階段的內容也是本次工程所要作的主要工作，任務完成之后，流域的自然環境開始改善，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，河流生態系統的雛形開始呈現，進行生物鏈上層結構恢復的物質條件便已經具備了。
　　
　　 3.3能量流動與物質交換——生態系統恢復的核心理念
　　理論分析：通過人工手段改善河流生態系統的多樣性、流動性，通過促進各個子系統之間物質、能量的流動和交換，來推動整個生態系統的良性運轉和新陳代謝。在生態系統中，物質之間的交換及能量流動是至關重要的元素，只有交換和流動的才能使系統內的各個要素之間發生聯系，生態系統的自我平衡、自我調整、自我恢復的作用才能實現。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水底，隔絕了水體與基底的聯系，違背了生態學的要求，所以在當時引發了極大的爭議。
　　規劃設計：因此在進行具體設計時，在滿足基本的防洪排澇的安全基礎上，我們不再大量使用現澆混凝土、混凝土板、漿砌石等隔斷水和空氣交換的硬質護坡材料，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護岸。總之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）的物質交流與能量轉換。
　　
　　 3.4生態系統與生態位——多層面的物種恢復
　　理論分析：在自然界中，一個從水中到岸上的完整生態群落應依次包括植物（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系統才是一個能隨環境、季節變化而自我調節，能始終保持群落的穩定的系統，低維護成本而高效率的系統。

                                       
　　
　　利用人類的維護措施對已有的環境進行一些低強度的養護工作，使這階段尚顯脆弱的生態系統能夠得以運轉，使濕地及植物群落發育更為成熟；同時通過放養魚苗、水禽等措施，進一步完善生物鏈，使整個生態系統接近自我運轉、自我調節、自我維護的程度。
　　規劃設計：a、經過第一階段大面積的的綠化及截污措施之后，區域內綠化植物大面積增加，水質得到凈化，這些生態環境的改善都能大量促進昆蟲的生存和繁衍，從而構筑起動物生態系統的底層多樣性。
　　b、隨著水質的改善和食物的的增加，魚類的生存環境也大為改善。通過人工放養不同種類、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系統的多樣化進程。
　　c、水環境的改善、食物的增加，這些有利條件的逐步出現，將吸引大量水禽來此覓食、棲息，進而在此繁衍生息。

                           
　　
　　經過這些措施處理之后，流域內的自然環境能得到根本性的好轉，各種生物的種類都大為增多，生物鏈的復雜程度開始增加，應對環境變化、自然災害的能力大為增強，一個健康的完善的河流生態系統已基本成型。
　　
　　 3.5適度的人工干擾——可持續生長的生態系統
　　理論分析：適度的外界干擾能促進生態系統內的新陳代謝、吐故納新，也有利于系統得良性運轉。在河流生態系統已基本能良性循環自由運轉后，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生的干擾程度，提供其一個自主運行的空間；還應注意對水質、土壤等因子的監測。此外就是協助其抵御一些突發性的事件，如外來物種入侵、突發性的生態災害等。
　　規劃設計：通過交通設計、污水收集和處理工程設計、旅游設施設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、動物種群恢復等方式來縮短生態系統到理想狀態所需的時間。
　　a、通過開展垂釣等生態旅游，以對資源生物的中度干擾來維持該種群的持續增長。

                                                          
　　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的多樣性。
　　c、蚊蟲孳生是城市邊緣濕地區域的一大隱患，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）能有效移除營養物質，防止凋落物成為濕地的內源性污染源。同時也可以為多數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，發動周邊社區的力量來共同保護、維持生態環境的可持續性發展。

                                                                        
　　從這一階段開始，流域已形成一個完整的健康的河流生態體系，已進入優勝劣汰、吐故納新的良性運轉狀態，一些前期人工配置的不符合生態環境需要的物種將自然淘汰，一些前期未有優勢物種也將通過其生態系統對外的物質能量交流而補充進來。
　　
　　六、結語
　　在本項環境綜合整治工程項目設計中，通過對健康的河流生態系統的結構分析，并結合其目前的現狀與建設改造后的要求，將整個生態恢復規劃為一個動態的、持續的過程，這不是設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的維護和管理。
　　我們在設計方案中為生態恢復規劃設計了多種措施和手段，但又不拘泥于我們的設計內容，而是充分的考慮和借助了生態系統本身自我恢復、自我維護、自我完善的新陳代謝功能。
　　因此我們認為在生態設計中，應當認真分析設計范圍內生態系統的類別、層級、結構與相互關系是設計得以開展的基礎，其次是對設計內容的現狀與目標進行研究和分解，找出存在的問題，最后是結合當前的經濟能力和能達到的技術條件，提出切合實際、具有可操作性的解決方法，并最終形成設計方案。

                                             
　　
　　【附錄】
　　參考書目：
　　《濕地恢復手冊——原則•技術與案例分析》中國建筑工業出版社
　　《河流生態恢復的目標》董哲仁《中國水利》2004，10
　　《河流治理生態工程學的發展沿革與趨勢》董哲仁《水利水電技術》
　　《生態治河理念與設計思路探討》錢德琳《中國水利》2004，11
　　《河流再生設計—浙江黃巖永寧公園生態設計》俞孔堅等《中國園林》2005，05
　　《發展蘆葦濕地污水處理綠色生態工程初論》張潤通
　　《水資源管理與濕地》來自網絡