景觀生態設計方法探討

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景觀生態設計方法探討

【摘要】從技術層面上看,采取正確與有效的設計方法和手段將城市活動對生態環境的破壞降到最低水平,并在此過程中達到將原本遭受破壞的生態系統恢復的目的,越來越成為設計工作中的主導思想。以西部地區黃河首曲瑪曲縣高寒濕地景觀為例,基于對其格局演變的分析,研究濕地景觀的生態設計方法。

【關鍵詞】黃河濕地;功能;濕地景觀;生態設計

森林、海洋以及濕地共同構成三大生態系統,在這三個生態系統中,濕地能夠將涵養水源以及為生物多樣性提供重要保護等諸多重要的生態功能有效地發揮出來。不過,與我國社會經濟以及科學技術的迅猛發展及日益進步相伴隨,近年來,在城鎮化和土地利用方式合理性欠佳、氣候變化明顯而又無規律等各種相關因素的影響下,濕地景觀出現了破碎化的問題?,F如今,我國黃河流域的生態保護及優質發展已經上升到國家戰略的高度,強調要加大力度做好對黃河流域生態的大保護以及大治理[1]。在環境中,景觀是具備普遍價值且可以被人的視覺感知到的一類物質形態綜合體,它其實是人和自然兩者之間相互協調及作用的結果,可以彰顯人類的文化及創造力,在一定程度上是人類理想及希望的體現。景觀可以對美進行傳遞,給人以美的體驗,為人的精神生活提供服務,亦對人的生活品質產生積極影響。現如今,科學技術呈現出迅猛發展之勢,技術的支持力也愈加強化,在此背景下,景觀設計也被理解為和產品設計相類似,優美的自然景觀以及自然因子則被視作背景支撐。也正是受此觀念的影響,景觀設計與應用在一定程度上演變為人們基于對現代化科學技術的有效運用,采用集中、集成的方式和手段獲得食品、燃料、水以及建筑材料,并在此過程中產生很多廢棄物。很顯然,這些生產與消費行為并沒有受到應有的管制,它們是在市場經濟的引導之下得到鼓勵的行為,但這顯然與科學性和合理性要求不相符,然而卻成為時下經濟社會發展中比較流行的形式,在一定程度上造成了人們所面臨的環境問題的加劇。

一、濕地功能

在人類各項活動的開展中,濕地是最為重要的一類環境資本,不僅如此,它還以自然界中非常重要的生態系統形式之一而存在,表現出非常明顯的生物多樣性特點。濕地中的很多資源都非常寶貴,它們可以將自然生態系統中很多無可替代的生態服務功能有效發揮出來,可以在很大程度上為生態安全提供保障,對于可持續發展目標的實現具有積極的支持作用[2]。

(一)生態功能

1.蓄水防洪與凈化水質。這是濕地所具有的非常重要的一種功能,針對降水季度與年度分布均衡性比較差這一情況,天然和人工濕地都可以很好地將調節作用有效發揮出來,可以對足夠多的雨水進行儲存,同時對洪水災害現象的出現加以規避,最大限度地保證水源處在一個穩定的狀態之下。另外,濕地還能對污染物進行降解處理,將凈化環境的作用有效發揮出來,例如香蒲以及蘆葦等濕地中的植物都已經在污水處理中得到成功的應用。如果有工業生產中排放的污染物或是其他類似物質甚至是有毒有害物質進入濕地,濕地可對其進行物理、生物以及化學等處理,讓它們完成沉淀、降解以及轉化等相應過程。

2.保護生物與遺傳多樣性。生物多樣性為人類社會的生存與發展提供重要的基礎條件,對生物以及遺傳多樣性進行保護,在生態建設中發揮著尤為重要與特殊的作用。在生物多樣性的維護上,濕地所處的地位十分重要,對于很多的野生動物而言,它們的生存以及繁衍都在很大程度上以濕地為支持,依賴性非常明顯,生物多樣性的程度越高,生態系統的穩定性也會基于這一支撐而越高??梢哉f,濕地在生物種群生存、篩選以及改良等方面的積極意義都堪稱顯著。

3.對區域氣候進行調節。濕地會在一定程度上對小氣候產生影響,其蒸發作用可以對所在區域濕度以及降雨量予以保持,可為區域條件的穩定性提供保證,優化區域環境質量。若濕地遭受破壞,會在一定程度上導致區域的降雨量降低,受此影響,區域內空氣會變得干燥。

(二)景觀功能

1.美學價值。濕地中的各種自然和人工景觀會在很大程度上讓人感受到視覺上的壯觀及美麗,自然而又寧靜的環境可以陶冶人們的情操,凈化其心靈,對于人們文化修養的提升具有不容忽視的積極意義。

2.區域文化載體。在人類歷史以及地理環境的變遷過程中,濕地以物質與精神文化遺產的形式而存在。濕地景觀的建設常常會將當地的歷史、民族、園林、建筑以及宗教等各種各樣的文化蘊涵其中,它們的景觀價值有著顯著的獨特性特點。

3.濕地可以為多種活動的開展提供場所。濕地能夠將很多娛樂休閑功能發揮出來,讓當地居民和游客開展垂釣、劃船、標本采集、寫生、健身以及自然觀光等一系列活動,讓人們重新返回自然環境之中,使其生產生活過程中嘈雜、喧囂的精神心理壓力得以緩解。

4.為科普教育提供重要場所。我國有很多非常珍惜甚至是瀕臨滅絕的鳥類都選擇在濕地繁殖、棲息與遷徙,在一定程度上,濕地的存在為人們觀察鳥類生態行為提供了便利,有利于人類更好地了解鳥類的遷徙路徑,同時,在持續性的觀察及分析中讓他們更好地掌握鳥類生態以及生物學規律。從規模上來看,濕地特別是城市濕地能夠為課外教育活動提供大型、中型與小型的場所,基于自然歷史博物館的建立,或者是組織人們進入濕地進行現場考察,能夠對他們開展關于濕地的宣傳教育活動,豐富其自然科學知識,讓其更好地樹立起并不斷提升熱愛與保護自然的意識。部分濕地由于保留著以往及現在生態過程的痕跡而被研究人員作為重點考察對象,他們對濕地環境進行密切監測,并分析與總結其變化趨勢,同時,還圍繞區域的熱島效應以及對照實驗展開深入的研究。目前部分濕地物種在或大或小的程度上將生物進化以及環境演變等相關信息記錄了下來,通過對這些信息的收集與分析,研究人員又能進一步開展環境教育以及科研工作。

(三)社會服務功能

1.提供食品資源以及工業生產所需原料和能量。濕地中的動植物資源十分豐富,可以為輕工業生產提供重要的原料,不僅如此,由濕地中各種資源生產出來的很多副食品都具備非常豐富的營養,基于合理技術與手段的有效支持,對濕地動植物資源進行開發及利用,能夠在很大程度上帶動加工業的發展。另外,濕地還可以為人類生產與生活提供類型多樣化的能源,從濕地中進行泥炭的采挖,可以作為燃料直接燃燒,濕地有著很高的水運價值,還可以在水電開發領域得到相應的發展。

2.涵養水源。提供居民用水。水是人類生產與生活中必不可少的一類要素,濕地恰恰能夠為人們生產活動的進行以及生活環境的優化提供非常重要的水資源,在輸水、儲水以及供水等諸多方面,濕地發揮的效益都稱得上是巨大的。

3.為周圍居民和游客提供多種活動的場所。濕地有著非常突出的自然觀光以及旅游功能,我國很多地區均對所在區域內的濕地進行開發,將其作為當地非常重要的旅游資源而加以利用,這些濕地旅游資源不僅能夠實現對直接和間接經濟價值的創造,文化價值亦十分突出。

二、黃河首曲瑪曲縣高寒,濕地景觀格局演變

瑪曲濕地屬于我國西部地區青藏高原濕地,有著“黃河之腎”的美譽[3]。在該保護區內部,泥炭的儲存量非常豐富,大約可達15.9億立方米。在瑪曲縣境內,大大小小的湖泊和沼澤非常多,它們的分布錯綜復雜,和瑪曲濕地一起構建起黃河上游有著很高完整度的水源體系。然而,在水土流失以及荒漠化等諸多不利因素的影響之下,瑪曲濕地面積曾經面臨著嚴重萎縮的重大問題。由20世紀60、70年代的40多萬公頃曾經一度萎縮到20世紀末的30多萬公頃。統計數據顯示,在1995年-2010年,黃河首曲高寒濕地的面積依舊呈現出逐年減少之勢,自2010年起,濕地面積才在相關政策及措施的實施下逐漸得到改觀。根據薛鵬飛等學者的研究,黃河首曲濕地面積曾經由1995年的8.48×104hm2降低至2010年的6.61×104hm2,在15年的時間里,濕地面積的減少高達1.87×104hm2,減少幅度超過22.03%;另外,當地的景觀比率亦明顯降低,由1995年的8.88%降低至2010年的6.92%。從擁有的斑塊數量上來看,由1995年的759個增加到2010年的1142個[4]。雖然濕地面積從2010年至今呈現出波動式增加之勢,但是相較于1995年而言,目前濕地面積仍未恢復至當時的水平。為了對濕地面積的實際變化情況有一個更加深層的把握,將斑塊面積的大小作為分析依據,針對所有的斑塊作一共4個等級的劃分,對各級濕地的總面積進行統計。根據統計結果可以知道,2010年濕地面積與1995年相較在面積<50hm2與50-1000hm2的級別上分別增加了55.2%與10.6%,另外,在1000-10000hm2以及>10000hm2的級別上分別降低了17.9%與45.8%。對這15年來濕地面積降低的類型進行分析,主要是大斑塊向小斑塊的轉化以及小斑塊的消失。2000年,級別為1000-10000hm2的濕地面積降低得非常明顯,相較于1995年而言,<50hm2以及50-1000hm2的則呈現出增加之勢,說明這一階段濕地面積的變化形式以1000-10000hm2的類型向<50hm2和50-1000hm2轉化為主。2018年濕地面積與2010年相較的主要變化為1000-10000hm2級別增加了40.4%,在2010年-2018年8年時間內,小斑塊向大斑塊的轉化是濕地面積增加的主要形式。

(一)濕地景觀破碎化

濕地景觀的破碎化程度可以用斑塊的實際數目、平均面積以及密度等相關指標表示出來,一般規律如下:斑塊的數量越多,面積越小,密度越大,景觀的破碎程度就會越高,相反的,若是斑塊的數量越少,面積越大,密度越小,景觀的破碎程度就會越小。結合圖1所示結果能夠發現,在1995-2018年,黃河首曲瑪曲縣高寒濕地景觀斑塊數量以及斑塊密度指數從整體層面上有著一致的變化趨勢,平均斑塊面積指數的變化則與以上兩個指標的變化趨勢相反。細化來看,在1995年-2010年,濕地斑塊數目有逐年增加的發展之勢,斑塊的密度也在持續性增加,與之相伴隨,則是平均斑塊面積的不斷減小,這些變化趨勢意味著斑塊數目在單位面積內是增加的,而這又是景觀破碎程度增加的證明;另外,在2010-2015年,濕地斑塊不僅是數目還是密度,變化趨勢都是減少,2015-2018年變化方向則相反,綜合而言,景觀的破碎程度在此時間區間內的變化趨勢為先降低后升高。

(二)濕地景觀多樣性

斑塊類型的多少。以及各斑塊類型在面積上分布的均勻程度的高低都是影響景觀多樣性的重要因素,與多樣性指數的持續性增加相伴隨,景觀的結構組成也會變得越來越復雜。均勻度指數所反映的其實是各個斑塊在面積上分布的均勻情況,若是該指數數值比較小,表明景觀的斑塊分布并不是非常均勻。根據研究可以知道,區域內景觀多樣性以及均勻度指數在1995-2010年的變化趨勢都表現為逐漸降低,意味著濕地的面積在不斷減少,受此影響,濕地和非濕地兩者之間的面積差異也越來越大,從結構上來看,濕地景觀越來越簡單,而從面積上來看,各個斑塊分布的均勻程度越來越低,景觀類型的分布則有著愈發集中的表現。另外,在2010-2018年,區域內景觀的多樣性和均勻度指數都表現出小幅度增加,意味著這些年份的濕地面積也在不斷增加,濕地和非濕地兩者之間的面積差異越來越不明顯,與之相伴隨,是濕地景觀結構的愈發復雜化,以面積分布為視角進行分析,各個斑塊的均勻程度更高,與之相伴,則是景觀類型分布分散性的持續增加。

三、黃河首曲瑪曲縣高寒濕地,景觀格局演變驅動力

(一)主要氣候因子

在研究時間區間內。首曲瑪曲的年平均氣溫呈現出波動式上升之勢,年降水量則大體上沒有很大的變化,趨勢相對平穩,大致呈現出上升之勢,2018年,瑪曲降水量達794.7mm,較之研究時間區間內的平均值599.5mm而言明顯升高,在降水量的增長速度上,2015-2018年是近年來的最大值,另外,年蒸發量的增長趨勢并不是很明顯。有一點需要強調,此處的蒸發量指的是近地面的空氣蒸發量,由于觀測位置在草地上,因此蒸發量數據只可以作相應的參考,溫度的上升應當是重點分析的因素。

(二)人類經濟活動的影響

在瑪曲。畜牧業將傳統支柱產業的重要作用發揮出來,此產業的發展及其變化可以通過牲畜頭數的變化反映出來。在1995-2010年,當地的牲畜數量快速增加,這在較大程度上表明此時該地區的生產與生活水平均是上升的,進一步的,這又意味著當地居民在對草原濕地進行不斷的侵蝕。在2010-2018年,當地的牲畜數量呈現出逐漸減少之勢,對其原因進行分析,可能是當地在此階段實施的是退耕還林政策。從整體層面上來看,瑪曲人均生產總值呈現出逐年增加之勢,2018年人均2.878萬元。從1995年開始一直到現在,人均GDP有一個相對較快的上升速度,這是當地經濟快速發展的體現,從結構上來看,產業發展愈發合理,第一產業在所有產業中所占比例呈現出逐漸減小之勢,與之相伴,則是第三產業比例增加,第二產業相對穩定,發展至目前,第三產業已成為當地GDP的主要增長源。

四、黃河首曲瑪曲高寒濕地景觀生態設計方法

(一)重視生物多樣性

在對濕地景觀進行生態設計之時。需要對生物多樣性的保護給予足夠的重視,如果生物多樣性遭到破壞,相較于動物而言,植物無論是在自我的恢復能力上還是在適應性上都明顯強得多[5]。從目前的實際情況來看,動物在尤為快速的城鎮化以及城鄉一體化建設進程中駐足地越來越少,為了讓動物有足夠的生存空間,濕地景觀設備需要對動物的生存需求作出優先考慮。所以,不只是黃河首曲瑪曲縣高寒濕地景觀生態設計,整個西部地區黃河濕地景觀的生態設計都需要從嚴格意義上提高對生物多樣性的重視,為其創造足夠大且理想的生存空間,如此才可以將濕地景觀設計的生態意義更好地彰顯出來。

(二)遵循鄉土原則

在黃河首曲瑪曲高寒濕地景觀生態設計過程中。需要最大限度地對區域內的歷史與人文文化加以利用,同時,保證區域物種利用的合理性,這種做法既能夠向外界更好地展示區域文化,又可以對鄉土物種合理利用,把區域生物的保護作用更加積極與有效地發揮出來,避免出現外來物種入侵的問題,這對于建設成本的節省亦具有重要意義。

(三)建筑與自然環境相融合

景觀存在的區域或多或少都會有一些建筑物存在其中,不過,若是建筑物的形式太過單一和刻板,就會將濕地的自然環境破壞[6]。出于對這一問題的考慮,黃河首曲瑪曲高寒濕地景觀生態設計中對建筑的選址需要最大限度地做到和周圍自然環境的有效協調,建筑物需要表現出樸實而又典雅的風格,在造型上需要對非線性設計手段進行較多利用,以此達到與周圍環境充分契合的目的。在材料的選擇上,應盡可能就地取材,環保用材,避免資源浪費,建筑表面則適宜對垂直綠化加以運用,達到將建筑效果弱化的重要目的。

(四)保證生態系統的連續性與完整性

黃河首曲瑪曲高寒濕地景觀設計需要對當地的地形地勢、植被以及水系等諸多原有景觀要素進行充分利用,從嚴格意義上保證設計要素能夠與周圍環境實現相互協調,為生態系統的完整性提供切實可靠的保證。而為了實現對整個濕地生態系統連續性的有效保持,針對一些生態系統遭到較為嚴重破壞的濕地,可以在自然濕地外圍進行人工濕地的建設,讓人工濕地發揮出對內部自然濕地的保護屏障作用,基于隔離或過濾等相關技術的采用,對有害物質進行處理,進一步利用內部自然濕地進行反哺,逐漸將自然濕地的自我調節功能恢復到正常狀態??紤]到濕地在整體上有很大的部分都被水體所覆蓋,水系在濕地中發揮著對各生態系統進行連接的重要橋梁作用,所以,在濕地景觀生態設計過程中,還需要對水系統進行充分利用,以此為支持為濕地生態系統連續性與整體性提供保證,同時,達到濕地同外界良好的物質與信息交換目的。

(五)濕地植物配置

植物是可以從直接層面上對濕地生態環境予以彰顯的要素。進行多樣化植物的配置,既能夠將視覺豐富的效果有效發揮出來,又可以很好地處理水中的污染物。濕地植物類型有灌木與草本等植物的劃分,另外,還對挺水植物(水芹)、浮水植物(鳳眼蓮)以及沉水植物(狐尾藻)等均有涉及[7]。對莖葉類植物加以采用,對于水土流失現象的規避具有積極意義,可以更好地滿足對功能的要求。植物的多樣化配置能夠達到對濕地生態系統完整性的有效保持,黃河首曲瑪曲高寒濕地景觀生態設計中,植物配置可以對原有生態系統中的植物加以利用,同時,搭配一些有著濃厚鄉土氣息的樹種,不僅能為本土物種提供重要保護,避免外來物種侵害現象的發生,還可以實現對建造成本的有效節省。

(六)保證駁岸環境的友好性

基于駁岸的精心設計。能夠將駁岸環境所具有的對水體和陸地進行連接的作用有效發揮出來。瑪曲縣高寒濕地景觀生態設計中,駁岸岸線的設計需要將原有岸線的土壤作為基質,盡可能避免有人工痕跡留下的砌筑形式,針對一些土壤裸露現象比較嚴重的地塊,可做好草皮的覆蓋工作,或者是為其配置親水性的植物。此種做法具有以下兩點積極意義:一是可以讓水體和陸地之間實現更加自然的過渡,讓濕地將更好的過濾作用發揮出來;二是可以實現對水陸兩棲動物生存空間的拓展,將更為顯著的景觀效果充分發揮出來。

【參考文獻】

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[2]劉曉林,高佳.濕地景觀生態設計研究[J].黑龍江科學,2020,11(18):118-119.

[3]褚琳.黃河源瑪曲高寒濕地生態退化與修復適宜性評價研究[D].武漢:華中農業大學,2012.

[4]薛鵬飛,李文龍,朱高峰,等.黃河首曲瑪曲縣高寒濕地景觀格局演變[J].植物生態學報,2021,45(5):467-475.

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[7]付圍福,杜永會,袁小鵬,等.六盤水市龍池濕地公園生態景觀設計及應用策略[J].現代園藝,2021,44(20):93-94.

作者:萬學灰 單位: 蘭州文理學院 美術與設計學院

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