基于遙感技術(shù)的環(huán)巢湖區(qū)域濕地景觀格局及可持續(xù)設(shè)計(jì)

閆小滿，吳文友，周逢旭，趙弼皇

(1.合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程學(xué)院，安徽 合肥 238000；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園林學(xué)院，安徽 合肥 230036)

濕地是一種特殊的生態(tài)系統(tǒng)，兼有水生生態(tài)系統(tǒng)和陸生生態(tài)系統(tǒng)的特征，包括湖泊、河流、灘涂、沼澤地、泥炭地、池塘、養(yǎng)殖塘、水庫(kù)、水稻田以及低潮時(shí)水深不超過(guò)6 m的海域等類型[1]。濕地對(duì)地區(qū)、區(qū)域乃至全球的氣候變化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生存環(huán)境影響巨大，在保持淡水資源、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)氣候、儲(chǔ)碳、調(diào)蓄洪水、維持生物多樣性和區(qū)域生態(tài)安全等方面具有不可替代的功能[2]。尤其在凈化水質(zhì)方面功能十分顯著，每公頃濕地每年可去除氮1 000多千克、磷130多千克，可以有效降解污染物，被譽(yù)為“地球之腎”[3]。然而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化建設(shè)程度的顯著提高，人類對(duì)濕地的過(guò)度利用和不合理的開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致濕地斑塊的破碎化程度加劇，濕地面積大幅度減少，濕地功能也大大減退，直接影響了濕地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展。因此，制定科學(xué)有效的濕地保護(hù)、利用策略是實(shí)現(xiàn)濕地景觀可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

近年來(lái)，城市濕地公園研究受學(xué)界、業(yè)界和全社會(huì)廣泛關(guān)注，從廣義上說(shuō)，凡是屬于城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃范圍且具天然濕地特征的公園類型，都可稱為城市濕地公園[4]。城市濕地公園受城市環(huán)境系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)文化形態(tài)的影響，是一個(gè)復(fù)雜的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然生態(tài)系統(tǒng)，其復(fù)雜的斑塊和廊道在城市景觀中發(fā)揮著巨大作用，不僅為城市提供水源，補(bǔ)充地下水，調(diào)節(jié)和控制洪水，過(guò)濾有毒物質(zhì)，提供可利用的動(dòng)植物資源，調(diào)節(jié)城市氣候環(huán)境，還可以為人們提供游憩觀賞、觀光旅游場(chǎng)所以及環(huán)保教育科研基地[5]。巢湖流域濕地資源是合肥市重要的自然生態(tài)資源，是長(zhǎng)三角城市群的天然后花園。巢湖濕地是典型的城市濕地，位于城郊，鄰近城市空間，是城市空間構(gòu)成中的近自然板塊，在濕地生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。根據(jù)環(huán)巢湖濕地格局現(xiàn)狀以及周邊區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，打造“串珠式生態(tài)節(jié)點(diǎn)”公園群，將濕地功能效益最大化，真正實(shí)現(xiàn)城市濕地的可持續(xù)發(fā)展。這需要在開(kāi)發(fā)建設(shè)的過(guò)程中，堅(jiān)持“保護(hù)優(yōu)先、科學(xué)修復(fù)、適度開(kāi)發(fā)、合理利用”的總方針，并且堅(jiān)持可持續(xù)景觀設(shè)計(jì)。

1 研究區(qū)域概況

巢湖位于安徽省中部，地處江淮丘陵地區(qū)，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年平均氣溫16.3℃。巢湖為天然湖泊，是中國(guó)五大淡水湖之一，屬長(zhǎng)江下游左岸水系，湖區(qū)面積760 km2，外形宛如鳥(niǎo)巢，湖岸周長(zhǎng)176 km，東西長(zhǎng)55 km，南北長(zhǎng)22 km。巢湖與長(zhǎng)江自然相通，湖水經(jīng)裕溪河注入長(zhǎng)江，其水位變化隨著巢湖閘、裕溪河閘的建成受人為調(diào)控[6]。巢湖動(dòng)植物資源種類比較豐富，魚(yú)類共有10目18科89種，浮游動(dòng)物有35屬46種，底棲動(dòng)物共55種，兩棲類共6種，爬行類13種，鳥(niǎo)類有66種，獸類有11種，維管束水生植物有50種。

本研究區(qū)范圍為巢湖湖岸線外延10 km范圍內(nèi)，包括周邊的中廟街道、黃麓鎮(zhèn)、烔煬鎮(zhèn)、中垾鎮(zhèn)、柘皋鎮(zhèn)、銀屏鎮(zhèn)、散兵鎮(zhèn)、槐林鎮(zhèn)及巢湖市區(qū)等，面積約480.07 km2。

2 研究方法

2.1 濕地的分類及調(diào)查

根據(jù)實(shí)地調(diào)查，同時(shí)結(jié)合濕地分類系統(tǒng)，將研究區(qū)濕地分為兩大類：一類是自然濕地，包括河流、灘涂、沼澤地等；另一類是人工濕地，包括水稻田、水庫(kù)、水塘、養(yǎng)殖塘等。

2.2 數(shù)據(jù)的獲取

選取環(huán)巢湖區(qū)域480.07 km2作為研究對(duì)象，利用巢湖市2017年航空影像圖進(jìn)行人工目視判讀，同時(shí)應(yīng)用Google Earth和巢湖地形圖，利用地理信息系統(tǒng)軟件VIEW GIS技術(shù)對(duì)研究區(qū)的濕地要素進(jìn)行數(shù)字化，形成不同的圖層，生成相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，繪制環(huán)巢湖區(qū)域的濕地信息分布圖。為了提高判讀的準(zhǔn)確度，需對(duì)不明地類進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地踏勘。

2.3 分析方法

運(yùn)用ArcGIS軟件建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，統(tǒng)計(jì)計(jì)算濕地斑塊的景觀指數(shù)，包括景觀要素斑塊總數(shù)量、總面積、最大面積、最小面積、平均面積等，在此基礎(chǔ)上分析研究區(qū)濕地景觀格局。

3 結(jié)果與分析

3.1 濕地景觀特征

環(huán)巢湖區(qū)域主要有自然濕地、人工濕地兩種類型(表1)，總計(jì)4 879塊，總面積2 731.89 hm2，占整個(gè)研究區(qū)的5.69%，平均斑塊面積0.56 hm2；其中自然濕地1 714塊，面積1 142.71 hm2，占濕地景觀總面積的41.83%，最小斑塊面積0.001 3 hm2，最大斑塊面積76.61 hm2；人工濕地3 165塊，面積1 589.18 hm2，占濕地景觀總面積的58.17%，最小斑塊面積0.000 7 hm2，最大斑塊面積23.76 hm2。

表1 環(huán)巢湖區(qū)域研究區(qū)范圍內(nèi)濕地景觀構(gòu)成

3.2 巢南、巢北濕地景觀特征

以裕溪河及其延長(zhǎng)線為界，將研究區(qū)分為巢湖南和巢湖北兩部分。

巢湖南濕地斑塊總計(jì)1 094塊(表2)，面積577.62 hm2，占研究區(qū)濕地總面積的21.14%。其中：自然濕地斑塊311塊，面積237.85 hm2；人工濕地斑塊783塊，面積339.77 hm2。

巢湖北濕地斑塊總計(jì)3 785塊，面積2 154.27 hm2，占研究區(qū)濕地總面積的78.86%。其中：自然濕地斑塊1 403塊，面積904.85hm2；人工濕地斑塊2 382塊，面積1 249.42 hm2。

表2 研究區(qū)范圍內(nèi)巢南巢北濕地景觀構(gòu)成

3.3 濕地景觀的分布特征

在研究區(qū)范圍內(nèi)，濕地景觀分布格局如圖1。從圖中可以看出，研究區(qū)濕地景觀斑塊主要集中在巢湖北岸的中廟、黃麓、烔煬、柘皋等鎮(zhèn)街，分布不均勻，尺度變化范圍大，從0.000 7 hm2到76.61 hm2，小尺度的斑塊所占比例高，景觀破碎化程度較高，連通性較差。

圖1 研究區(qū)濕地景觀分布圖

自然濕地景觀主要集中在巢湖北岸的烔煬、中垾、巢湖市區(qū)等，該區(qū)域內(nèi)包含著月亮灣濕地、巢湖濕地、巢湖支流、裕溪河，南岸也有少量的零星分布。巢湖北岸多村莊、農(nóng)田，南岸靠近山體。人工濕地景觀多集中在巢湖北岸的中廟、黃麓、烔煬、柘皋等鎮(zhèn)街和南岸的槐林、散兵、銀屏等鎮(zhèn)。

4 環(huán)巢湖濕地景觀可持續(xù)設(shè)計(jì)

4.1 濕地開(kāi)發(fā)的總體思想

濕地開(kāi)發(fā)建設(shè)堅(jiān)持總體規(guī)劃設(shè)計(jì)的思想，在規(guī)劃設(shè)計(jì)前期綜合考慮巢湖當(dāng)?shù)刈匀弧⑷宋囊约吧鷳B(tài)資源特點(diǎn)，對(duì)濕地空間需要合理布局與營(yíng)造，進(jìn)行功能分區(qū)與規(guī)劃，可以分為濕地生態(tài)保育區(qū)、濕地生態(tài)修復(fù)區(qū)、濕地生態(tài)展示區(qū)、濕地游覽活動(dòng)區(qū)、濕地科普宣傳區(qū)、管理服務(wù)區(qū)等，結(jié)合時(shí)代要求進(jìn)行濕地景觀創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

4.2 濕地可持續(xù)設(shè)計(jì)方案

基于環(huán)巢湖區(qū)域濕地景觀格局及特點(diǎn)，對(duì)環(huán)巢湖區(qū)域濕地的建設(shè)、開(kāi)發(fā)、利用，提出“多點(diǎn)七廊兩區(qū)九片”濕地生態(tài)規(guī)劃總體布局。

多點(diǎn):環(huán)巢湖流域合理選取生態(tài)節(jié)點(diǎn)，形成串聯(lián)式濕地公園群。

七廊：濕地區(qū)域內(nèi)為一個(gè)綠色廊道和6個(gè)水系廊道，綠色走廊是巢湖區(qū)域內(nèi)環(huán)湖景觀帶，從巢湖東岸的巢湖市區(qū)湖光路起，沿巢湖北面堤岸一直向西到中廟，再沿巢湖南岸經(jīng)S316省道，回到巢湖市湖光路，形成一個(gè)圍著湖的半環(huán)形道路。水系廊道為裕溪河水系、柘皋河水系、雙橋河水系、雞裕河水系、烔煬河水系、兆河水系等(圖2)，這些水系是環(huán)巢湖流域重要的支流，是魚(yú)類以及其他水生動(dòng)物的重要棲息地，具有保護(hù)生物多樣性、調(diào)控洪水等功能，也是沿岸居民社區(qū)與巢湖水域連通的景觀鏈，是區(qū)域中重要的生態(tài)廊道。

圖2 研究區(qū)生態(tài)廊道分布圖

兩區(qū)：濕地區(qū)根據(jù)周邊環(huán)境，分為巢南和巢北兩個(gè)區(qū)域，巢南濕地斑塊較多，破碎化程度也較大。不難看出，由于城市發(fā)展、地塊改造等原因，濕地區(qū)內(nèi)有很多河道被吞沒(méi)、填堵，水質(zhì)下降，形成臭水溝，應(yīng)采取多種方式調(diào)活水體，疏通河道，增加濕地斑塊與水系廊道的連通性，構(gòu)建良好的水系生態(tài)網(wǎng)。

九片：濕地區(qū)內(nèi)9區(qū)主要為環(huán)湖周邊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，人口聚居片區(qū)，分別為北岸中廟、黃麓、烔煬、柘皋等鎮(zhèn)街和南岸的槐林、散兵、銀屏等鎮(zhèn)。對(duì)每個(gè)片區(qū)實(shí)施保護(hù)為主、適度開(kāi)發(fā)的濕地管理政策，制定合理的捕撈措施，嚴(yán)禁酷漁濫捕，發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，保護(hù)天然魚(yú)類資源。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)巢湖市環(huán)巢湖區(qū)域濕地景觀的實(shí)地調(diào)研，運(yùn)用GIS技術(shù)對(duì)研究區(qū)濕地進(jìn)行人工判讀，結(jié)合景觀生態(tài)學(xué)、景觀格局理論、景觀設(shè)計(jì)理論，得出環(huán)巢湖區(qū)域濕地景觀類型及景觀格局特征。

環(huán)巢湖區(qū)域濕地景觀類型包括永久性河流、沼澤地、水稻田、水塘、水庫(kù)五種類型，自然濕地包括永久性河流、沼澤地；人工濕地有水稻田、水塘、水庫(kù)。研究區(qū)濕地景觀斑塊共4 879塊，計(jì)2 731.89 hm2，自然濕地總面積1 142.71 hm2，占濕地景觀總面積的41.83%，人工濕地總面積1 589.18 hm2，占濕地景觀總面積的58.17%。

以裕溪河為界將研究區(qū)分為巢湖南和巢湖北兩部分，巢湖南濕地斑塊總計(jì)1 094塊，面積577.62 hm2，占研究區(qū)濕地總面積的21.14%，主要集中在巢湖北岸的中廟、黃麓、烔煬、柘皋鎮(zhèn)等；巢湖北濕地斑塊總計(jì)3 785塊，面積2 154.27 hm2，占研究區(qū)濕地總面積的78.86%，集中在南岸的槐林、散兵、銀屏鎮(zhèn)?？傮w上研究區(qū)濕地景觀斑塊分布不均勻，尺度變化范圍大，小尺度的斑塊所占比例較高，景觀破碎化程度較高。

根據(jù)環(huán)巢湖區(qū)域濕地景觀格局及特點(diǎn)，對(duì)環(huán)巢湖區(qū)域濕地可持續(xù)設(shè)計(jì)提出如下建議。

構(gòu)建線性景觀，組建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。整合破碎化的濕地資源，構(gòu)建濕地斑塊間的水系生態(tài)廊道和綠色生態(tài)廊道，增加濕地斑塊間的連通性，形成水系、植被生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提高生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量交流的通暢性，為城市野生動(dòng)物、鳥(niǎo)類、魚(yú)類以及其他水生動(dòng)物提供有效的遷移通道。疏通河道，凈化水體。調(diào)活水體，增加水系間的連接，采用生態(tài)型護(hù)坡，恢復(fù)河道天然自凈的能力。完善管理和監(jiān)測(cè)機(jī)制。建立完善的管理和監(jiān)測(cè)機(jī)制對(duì)環(huán)巢湖區(qū)域濕地進(jìn)行保護(hù)。