城市濕地公園景觀格局及多樣性設(shè)計(jì)

劉華斌

(南昌工程學(xué)院水利與生態(tài)工程學(xué)院，江西 南昌 330099)

濕地是地球3大最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一，是維持人類生存空間的重要生態(tài)資源，被稱之為“地球之腎”。城市濕地構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)及其生物多樣性特征，對改善城市環(huán)境的生態(tài)與景觀質(zhì)量發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用。濕地也是最敏感的自然區(qū)域，人類活動對濕地的干擾和破壞影響顯著，并成為濕地格局演變的主要驅(qū)動因素[1]，最終影響了城市生態(tài)環(huán)境可持續(xù)性。

景觀安全格局對維護(hù)景觀中某種過程的健康和安全具有關(guān)鍵性的意義[2]。以南昌城市濕地——艾溪湖濕地為例，運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)的景觀格局指數(shù)分析方法，借助景觀分析工具Fragstats 4.2軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，分析探討和揭示艾溪湖濕地在建成后各類型景觀斑塊的分布狀況、生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀、景觀格局特征[3]，針對存在的問題提出公園修復(fù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)策略，旨在為城市濕地公園景觀格局規(guī)劃維護(hù)管理提供理論基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)域概況

艾溪湖濕地公園，位于南昌市高新區(qū)，地理坐標(biāo)為E115.98°，N28.69°，總面積約為6.1km2。屬于北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候濕潤，四季分明，雨量充沛，無霜期長。艾溪湖與中國最大的淡水湖——鄱陽湖距離約30km，在地理、氣候、動植物資源等方面受鄱陽湖影響，是鄱陽湖濕地系統(tǒng)的組成部分，也是各類留鳥棲息地和候鳥遷徙鄱陽湖的重要通道。

艾溪湖濕地公園具有湖泊、灘涂、島嶼、長堤、陸地等多類型用地。公園現(xiàn)有種植樹木160余種，其中水生植物共有39種。有脊椎動物120種，隸屬于20目49科，其中鳥類有10目25科51種，包括候鳥和留鳥類，其中絲光椋鳥為艾溪湖的優(yōu)勢種[5]。艾溪湖有較大面積的樹林及豐富的食物，適合大量的鳥類生存。

2 研究方法

2.1 景觀類型劃分

艾溪湖濕地公園的景觀格局是由不同類型、不同大小、不同形狀的地塊(生態(tài)系統(tǒng))在空間上構(gòu)成的鑲嵌體。分析景觀格局的前提是景觀要素的分類，借助景觀生態(tài)學(xué)中斑塊(Patch)—廊道(Corridor)—基質(zhì)(Matrix)模式，將面積最大、連通性最好的景觀要素作為景觀的基質(zhì)(背景)，不同于兩側(cè)基質(zhì)的線性地帶作為廊道(通道或阻隔)，不同于周圍背景并相對均質(zhì)的非線性區(qū)域作為斑塊(時(shí)空異質(zhì)性)。艾溪湖濕地公園中，水域分布最廣，所占面積呈顯著優(yōu)勢且連接度遠(yuǎn)大于其它類型，因此作為公園的基質(zhì)；確定以林地、草地、濕地、水塘、建筑服務(wù)用地為景觀斑塊；以道路、沿湖沿路植被帶為景觀廊道[6]，共同構(gòu)成艾溪湖濕地公園景觀基本格局。

2.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與信息處理

以艾溪湖濕地公園規(guī)劃設(shè)計(jì)圖紙、建成后的Google Earth遙感地圖及最新Quick bird影像為基礎(chǔ)信息源，經(jīng)過配準(zhǔn)后利用Arcgis 10.5對圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量化處理[7]，對遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行判讀和解譯，通過野外實(shí)地踏查和驗(yàn)證，提取各類型用地的基本信息，獲得艾溪湖濕地公園景觀分類圖。

2.3 景觀格局分析指標(biāo)的選擇

根據(jù)艾溪湖濕地公園用地類型特點(diǎn)及現(xiàn)狀景觀格局，選用了斑塊面積、平均大小、破碎度指數(shù)等斑塊指數(shù)，廊道長寬、密度等廊道指數(shù)，景觀多樣性指數(shù)、優(yōu)勢度、均勻度指數(shù)等綜合格局指數(shù)[8]，具體見表1。

表1 景觀指數(shù)類型與特征

3 結(jié)果分析

3.1 斑塊格局特征分析

艾溪湖濕地公園評價(jià)面積為1.68km2，由林地、草地、濕地、水塘、建筑服務(wù)用等5類景觀斑塊要素組成，共計(jì)109個(gè)斑塊，各景觀組分?jǐn)?shù)目、面積、破碎度等都各不相同。

基于現(xiàn)場勘測與景觀類型分析，提取得到艾溪湖濕地公園景觀斑塊原始數(shù)據(jù)，經(jīng)Fragstats軟件處理，獲得相應(yīng)景觀指數(shù)，具體見表2。

從表2可以看出，面積上，艾溪湖水體所形成的面積比例最大，是景觀的背景組分，也是基質(zhì)。林地斑塊面積最大，確保了濕地公園生態(tài)服務(wù)功能的優(yōu)勢發(fā)揮。艾溪湖林地主要由觀賞性和生態(tài)型突出的常綠或落葉闊葉喬木、灌木等組成，如樟樹、杜英、欒樹、楓香、垂柳、桂花、紅楓等，在調(diào)節(jié)城市氣候、改善生態(tài)環(huán)境、景觀營造方面發(fā)揮積極影響，為市民康養(yǎng)健身、娛樂科普等活動提供了良好綠色基礎(chǔ)條件。

表2 斑塊景觀指數(shù)

就斑塊數(shù)而言，林地斑塊數(shù)目最多，共計(jì)62個(gè)，占總斑塊數(shù)的56.9%，景觀破碎程度最高。而草地、濕地、池塘斑塊因分布具有較強(qiáng)連續(xù)性，斑塊數(shù)目較均衡，分別為11個(gè)、16個(gè)、17個(gè)，分別占總斑塊數(shù)的10.1%、14.7%、15.6%。濕地斑塊主要由季節(jié)性淹沒的池岸、灘涂、原生態(tài)島嶼、池塘邊緣所構(gòu)成，主要分布蘆葦、再力花、荷花等濕生植物，所占比例為14.8%，說明濕地景觀是艾溪湖濕地公園主要景觀要素之一，但仍需進(jìn)一步加強(qiáng)。

3.2 廊道格局特征分析

廊道是不同于基質(zhì)的狹長地帶，主要起到物質(zhì)和能量傳輸、引導(dǎo)交通等作用。艾溪湖濕地公園中，主要廊道為道路、沿湖路綠帶(行道樹防護(hù)林帶為主)2種類型。道路作為主要的交通系統(tǒng)為車行和人行通過流動通道，構(gòu)成公園的主要廊道框架；路側(cè)栽植觀賞性行道樹，配置灌木草花植被，則形成兼具防護(hù)、生態(tài)、景觀、生物遷徙與物質(zhì)能量交換的綜合廊道系統(tǒng)。

廊道系統(tǒng)由南北貫通的主游覽機(jī)動車道、局部段的游覽步道、連續(xù)的植被覆蓋的帶狀綠地組成。其中，道路長達(dá)12280m，道路寬4m，沿路及沿湖兩側(cè)防護(hù)綠化帶寬約15m不等，平均寬度20m。廊道構(gòu)成方面，道路廊道密度指數(shù)為0.0072，表明廊道構(gòu)成較為單一。相關(guān)指數(shù)計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 廊道景觀指數(shù)

3.3 艾溪湖濕地公園綜合景觀格局

公園綜合格局指數(shù)H景觀多樣性指數(shù)為2.963，均勻度指數(shù)為0.853，表明艾溪湖濕地公園景觀多樣性較高，整體景觀要素斑塊分布較為均勻。景觀優(yōu)勢度指數(shù)則較為適中，表明景觀組分布局總體基本合理。

4 景觀多樣性設(shè)計(jì)

景觀多樣性是指一定時(shí)空范圍內(nèi)景觀生態(tài)系統(tǒng)類型的豐富性及各景觀生態(tài)系統(tǒng)中不同類型的景觀要素在空間結(jié)構(gòu)、功能機(jī)制和時(shí)間動態(tài)方面的多樣化和復(fù)雜性。研究分析結(jié)果表明，艾溪湖濕地公園在景觀多樣性方面，仍存在明顯不足，包括斑塊多樣性、類型多樣性和格局多樣性等方面。因此，對艾溪湖濕地公園可提出有針對性的基于景觀生態(tài)格局的優(yōu)化設(shè)計(jì)策略。

4.1 發(fā)揮廊道系統(tǒng)生態(tài)功能，提高景觀類型多樣性

類型多樣性是景觀中不同的景觀類型(如農(nóng)田、森林、草地等)的豐富度和復(fù)雜度，不同的景觀類型對濕地公園整體格局有重要意義，水體、森林、草地等數(shù)目及其所占面積的比例應(yīng)處于合理水平。艾溪湖濕地公園的景觀生態(tài)學(xué)分析表明存在較明顯不足，如道路廊道密度較低，園內(nèi)道路較為單一。優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)補(bǔ)充加強(qiáng)公園東西向的聯(lián)通，促進(jìn)各景觀類型的聯(lián)系、活化和增長，從而提高景觀類型多樣性，見圖1a。

4.2 做好生態(tài)修復(fù)示范，增加景觀斑塊多樣性

濕地公園中不同的景觀斑塊包括斑塊、廊道和基質(zhì)，可通過改變景觀中斑塊的數(shù)量、大小、形狀等設(shè)計(jì)和工程措施，達(dá)到景觀斑塊的多樣性和復(fù)雜性。以植物多樣性為例，根據(jù)濕地濱岸的水位變化情況營造植物的分帶格局，從水體向陸地過渡依次為沉水植物帶、浮水植物帶、挺水植物帶、濕生植物帶，形成濱岸水平空間上的多帶生態(tài)緩沖系統(tǒng)。對濕地修復(fù)區(qū)域內(nèi)的陸上植物群落，根據(jù)不同植物物種對光的適應(yīng)差異，形成林下垂直空間上的喬灌草分層格局。運(yùn)用垂直混交技術(shù)構(gòu)建“喬木加灌木加地被植物”群落，形成豐富的植被層次。

4.3 基于景觀阻力模型的建設(shè)服務(wù)用地布局，優(yōu)化景觀格局多樣性

格局多樣性是景觀類型空間分布的多樣性及各類型之間以及板塊與板塊之間的空間關(guān)系和功能聯(lián)系的多樣性。以公園建設(shè)服務(wù)用地為例，艾溪湖濕地公園建設(shè)服務(wù)用地斑塊數(shù)量少(Ni=3)，且較為分散(Ci=0.18)，使得公園在提供交通、休息、娛樂、科普服務(wù)方面較為不便利。景觀格局優(yōu)化植物方面，選擇艾溪湖中南端人工干擾較小、生物多樣性較高的區(qū)域，重新整合區(qū)域內(nèi)散布獨(dú)立的池塘及灘涂地，增加水生濕生和旱生植物種類，豐富種植層次，在原有地形的基礎(chǔ)上，通過小范圍的挖方和填方營造各種類型的灘地，同時(shí)將區(qū)域內(nèi)水體與中心湖區(qū)水體連通，見圖1b。

圖1 景觀廊道與濕地景觀格局優(yōu)化

4.4 突出候鳥通道功能，加強(qiáng)公園地域獨(dú)特性和生物多樣性

公園擁有4.5km2的水面及1.6km2的綠地，可以構(gòu)建以候鳥觀光保護(hù)為內(nèi)容的場所，有意識地提供和保護(hù)候鳥棲息地，最大限度地減少人類活動的干擾。保護(hù)野生動植物，確保候鳥棲息的基礎(chǔ)上，放養(yǎng)多種魚類；濕地生態(tài)功能修復(fù)，退耕還濕，種植蘆葦、蒲草以及水蔥等水生植物，為鳥類提供棲息地并凈化水質(zhì)。營造更豐富的原生態(tài)島嶼、灘涂，這些往往是生物多樣性的豐富點(diǎn)，是許多濱水生物覓食活動的空間，也為候鳥停歇提供更多覓食和休憩空間。

5 結(jié)語

艾溪湖濕地公園在規(guī)劃建設(shè)和管理過程中盡量維護(hù)生物多樣性和營造景觀豐富性，已經(jīng)成為南昌城市公園集生態(tài)保護(hù)、觀光旅游于一體的典范。但是研究結(jié)果進(jìn)一步表明，艾溪湖濕地應(yīng)盡量克服景觀格局方面的不足，合理化各類型斑塊的面積數(shù)量分布及相互關(guān)系，提高公園的景觀多樣性，使其生態(tài)、景觀價(jià)值得到充分發(fā)揮，減少人工對濕地斑塊的干擾的同時(shí)，豐富游客對濕地景觀的認(rèn)識。將濕地公園的保護(hù)和開發(fā)以及生態(tài)和景觀功能的發(fā)揮，最終落實(shí)到具體的景觀格局及其要素上。將艾溪湖濕地公園與鄱陽湖濕地進(jìn)行有效連接，聯(lián)通物質(zhì)流、生物流、能量流及其相互之間的交換，能讓城市濕地公園更具活力，更具可持續(xù)的生態(tài)潛力，發(fā)揮城市濕地公園的生態(tài)與景觀效益，維護(hù)濕地公園景觀格局的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。在艾溪湖濕地公園景觀格局分析基礎(chǔ)上所提出的優(yōu)化設(shè)計(jì)思路和措施，有利于改善濕地生態(tài)景觀，提升城市人居環(huán)境品質(zhì)，促進(jìn)人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展。