城市湖泊生态恢复与景观设计

1丨城市湖泊生态恢复与景观设计

1.1生态恢复与景观设计

生态恢复是改善城市湖泊水体的常用方法,在我国及世界各地得到了广泛的应用。

鉴于城市湖泊在整个城市景观体系中的重要地位和作用 ,可以在对其实施生态恢复的同时进行与之相适配的景观设计 , 从而使城市湖泊具有水质净化与景观美化的双重功能。在城市水体的景观设计中 ,景观生态学正发挥着越来越重要的作用。

根据景观生态学原理 ,景观是由“斑块 (patch) - 廊道 ( corridor) - 基质 ( matrix) ”组成的镶嵌体。

生态恢复和景观生态学都强调生态学原理和方法 ,二者在城市湖泊的生态恢复和景观设计中紧密结合 ,可以达到“双赢”的效果。城市湖泊以浅水湖居多 , 它们的生态修复和景观设计包含 3个层次的内容 : 浅水区水生植被 ( 水生生态系统) 、湖滨带 ( 水生、陆生生态系统交错带) 以及湖岸和进出水通道和沟渠 ( 陆生生态系统) 的生态恢复与对应的景观设计。

1.2城市湖泊生态恢复与景观设计总体思路

对城市湖泊实施生态恢复和景观建设应遵循4 个原则 : ( 1) 综合性、功能和经济原则 ; ( 2) 生态稳定、完整和生态安全原则 ; (3) 整体性和连续性 ;(4) 体现地方精神。在满足城市湖泊生态环境功能的前提下 , 景观设计要体现不同城市的地方特色。

总体技术路线设计以生态恢复为主 , 将景观规划技术纳入功能区划、群落配置中去 ; 在基质( 湖泊恢复区) 上设计不同的斑块 ( 具备生态恢复功能的湿地及生物群落等) , 并通过合适的廊道(水面和亲水步道等) 将它们紧密地联系在一起 ;最终通过景观设计把湖泊景观融入到城市景观中。

2丨城市湖泊浅水区水生植被生态恢复及景观设计

湖泊浅水区水生植被是指生长在浅水区的沉水 、浮水、挺水植物 ,在对其进行恢复的过程中 ,技术核心是植被选择和水生群落的组建。

操作时要考虑两方面的因素 :

(1) 水深、透明度、悬浮物、光、底质和波浪等因素对植物的生长和分布的影响 ;

　　(2) 景观方面的因素 , 即园林植物配置方法的要求。水生植被生态恢复和景观设计有以下几个主要的步骤 :

　　(1) 水生植被恢复基本条件的创建。

　　(2) 先锋物种的选择。先锋物种的选择要分析水生植物生物学特性、耐污性、对氮磷去除能力及光补偿点等几个因素 , 筛选出几种具有一定耐受性的 ,能适应湖泊水质现状的物种作为恢复物种 ,并为水生植被群落恢复提供物种。

　　(3) 群落配置。群落配置是通过人为设计 ,将恢复区的水生植被群落按照环境条件和景观要求 ,进行时空上的分布 , 满足生态、环境功能和视觉效果。

在水平空间上 , 恢复区功能决定了植被分布和类型。对于大部分的城市湖泊来说 , 水生植被恢复的主要目的是改善水体水质 , 因此选择耐污性好、去除氮磷等能力强的植物 , 如凤眼莲、满江红等 ; 从景观角度考虑 ,则需要在满足生态恢复的前提下 ,对植物的色彩进行搭配。在垂直空间上 ,主要根据水文条件来配置挺水、浮水和沉水植物群落 ; 从景观角度考虑 ,主要是考虑不同植被的层次搭配和时间搭配 , 覆盖于水面生长的植物同暴露水面的比例要保持适当 , 水生植物与在水面漂浮生长的植物也要保持一定的比例。如果不保持这种平衡 , 会产生水体面积缩小的不良视觉效果。同样 ,由于很多植物不是多年生 ,因此植被群落配置还需要考虑到一年四季中不同植物间的功能替代。

　　(4) 植被种植和养护。主要是植被栽培技术 ,对死亡腐烂的植物 ,要将其收割 ,防止二次污染和破坏水体景观。

3丨城市湖泊湖滨带生态恢复及景观设计

3.1湖滨带及其恢复

湖滨带湖泊中水生与陆生生态系统间的过渡地带，具有重要功能。

目前的主要的湖滨带恢复技术有：湖滨湿地工程技术、水生植被恢复工程技术、人工浮岛工程技术、河道廊道水边生物恢复技术等。其中，人工湿地 ( constructed wetland) 恢复是最常用的生态恢复技术。

3.2湖滨带人工湿地生态恢复和景观设计

人工湿地是人为建造的湿地系统。湖滨带湿地生态恢复和景观建设以人工湿地技术为核心 ,结合水利工程技术和园林景观技术 ,恢复湖滨带的自然条件和植物类型 , 形成以湿地为主的滨水景观。将人工湿地建设成为生态公园在国内已经有了先例 ,中关村生命科学园的设计中就引入了人工湿地 ; 成都市活水公园以人工湿地系统和水为主体 ,建设环境科学公园。

湖滨带湿地生态恢复和景观设计主要由 4 部分组成：

(1) 湿地位置和面积的确定。

根据湖泊水文情况 ( 主要是水位变化) 、湖泊景观整体规划以及湿地进水量、污染负荷确定湿地的面积。技术方法见参考文献。

(2) 湿地基质恢复。

选择透水性材料对湿地恢复区的底质进行改造 ,常用生态砾石等 ; 在底层铺设防渗层 ,防治污染地下水。

(3) 水流系统配置。

主要是进水系统、排水系统和水流方向的布置 , 为了充分利用湿地的环境功能 , 要均匀配水、增加停留时间和水流的流线长度。

(4) 植物选择和群落配置。

根据环境和景观、经济功能以及与水生植被和陆生植物的景观衔接要求 ,选择植物种类 ,常用芦苇、香蒲等。

作为湖泊水体的缓冲区 , 湖滨湿地景观设计时要注意几方面 : 

(1) 提供合适的水源 , 水中不含对湿地生物有害的物质 ;

(2) 保护当地物种多样性 ;

(3) 按照水流方向 , 在紧邻湿地的上游提供缓冲区 ,保障在湿地边缘生存的物种 ( 如水鸟) 的栖息场所和食物来源 , 保持生态系统中物种的连续性 ;

(4) 在不同湿地、水道和周围地区建立能供物种迁徙的廊道 ;

(5) 在湿地中建立走道来规范人类活动 ,防止对湿地系统的随意破坏。

在湖滨带的景观建造中 , 有 3 个核心技术 ：

(1) 保持亲水性和维护生态系统的完整性之间的矛盾；

(2) 湖滨带水位变化与植物配置方法；

(3) 湿地植被产生的味道对景观的影响。

(1) 和 ( 2) 主要是通过挺水、浮水和沉水植物的搭配和设计临水栈桥来解决 ,栈桥随水位呈现错落叠置的变化 ,水体在栈桥的底部保持相通。湿地臭味的产生可以通过植物类型的搭配来解决 , 使植物和枯枝落叶层形成一个自然生物滤器来控制臭味 , 并阻止杂草生长 ,进而控制昆虫的过多繁殖 ,避免在感观上造成负面影响。

4丨城市湖泊湖岸 、沟渠生态恢复及景观设计

在目前我国的湖岸、连通沟渠的改造以及在湖滨带湿地外堤的建造中 , 整治工程往往着眼于工程本身 ,没有意识到周围生态系统的重要性 ,忽视了对原有生态系统的恢复 ; 堤岸的迎水坡面多采用硬质材料 , 如混凝土、浆砌块石等 , 使得植物难以生长 ,也影响了湖滨带湿地生态系统的连续性。因此有必要在实施这些改造工程的同时 , 采取生态护坡、驳岸技术 ,一方面恢复堤岸和沟渠的生态功能 , 另一方面结合景观建设 , 美化湖岸、沟渠的视觉效果。

生态护坡技术主要有： 发达根系固土植物、土工材料复合种植基、植被型生态混凝土等。

生态驳岸有 ：自然原型驳岸、自然型驳岸、多种人工自然型驳岸。

在进行城市湖泊岸堤和沟渠生态恢复时，需要根据不同的情况采取不同的技术。对于景观湖泊和沟渠，则主要采用自然原型驳岸、自然型驳岸 ,在岸边种植耐涝树木如杨、柳和其他一些喜水性植物。对于兼有防洪作用的湖泊和沟渠，则需要采取多种人工自然型驳岸，首先用植被型生态混凝土等生态材料护坡，然后在稳定化的坡上种植耐涝植物。

为了使湖岸景观与湖滨和陆地景观紧密结合 ,还要实施 3 方面的设计：

(1) 将湖岸改造成为不规则的河湾，延长湖岸线长度，并根据不同物种需要将湖岸改造成平缓型、陡峭型、泥泞型等多种类型，美化视觉效果。

(2) 在湖岸外侧种植阔叶林或高大乔木，减少热辐射，为湖岸内侧的湿地生物提供遮荫场所，但要避免成行成排的树木所带来的视觉单一以及树木密度太大影响水面阳光直射。

(3) 向外采取过渡性的景观设计方法使湖泊景观与周围景观自然相连，思路是设计立体层次的景观。从湖岸向外，按一定的层次顺序排列植被的高度和类型，循序变化 ，构成软质景观；在湖岸周围建设滨水道路，穿插以水为主题的设施 ( 如喷泉和小型水池等) 构成硬质景观。最终将湖泊景观和城市景观相结合，从湖面向外形成“亲水区- 见水区 - 远水区 - 望湖区”4 个层次的景观格局，在三维空间内丰富湖区景观。

5丨结论

将生态恢复和景观建设结合是未来城市水体功能恢复和水质改善的方向 , 其中涉及到多学科知识 ,如 : 生态学、环境生物学、景观生态学和园林设计等 ,实质意义上的交叉还十分困难。总体上 ,城市湖泊生态恢复和景观设计就是要形成一个“湖心 - 浅水 - 湖滨 - 湖岸 - 陆地”、“沉水植物 -浮水植物 - 挺水植物 % 湿生植物 - 林木 - 外围景观”交错的生态系统以及软质与硬质景观结合的景观格局 , 具备生态、环境、景观和经济等综合功能。