中国干旱区湿地公园规划研究——以新疆玛纳斯国家湿地公园为例

丁戎 / DING Rong 白杨 * / BAI Yang   2017-05-29 00:18:27

摘要:干旱区湿地公园的保护对稳定绿洲、保护生物多样性、构筑人居环境具有重要意义。以典型的湿地科学调查为基础,分析干旱区湿地公园的特征,探讨湿地保护所面临的核心问题,提出协调城乡规划、协调水资源分配、科学划定湿地边界及保护分区、低扰动展示利用等对策。并结合天山北坡的新疆玛纳斯国家湿地公园规划的实际研究,解决其面临的生态缺水、城市建设威胁、农业生产干扰、生境破碎化等问题,以促进干旱半干旱地区湿地公园的健康发展。

关键词:风景园林;干旱区;湿地公园规划;新疆玛纳斯湿地;生态用水保障

文章编号:1000-6664(2017)03-0056-06

中图分类号:TU 986 文献标志码:A

收稿日期:2016-09-30; 修回日期:2016-11-24

Abstract: The protection of wetland park in arid areas is of great significance to the stability of oasis, the biodiversity conservation, and the construction of human settlements. The research is based on scientific investigations of typical wetland. The paper analyzed the characteristic of arid area wetland park and the core problem of wetland protection. Then it puts forward the strategy including coordination of urban and rural planning, coordination of water resources allocation, science delineated wetland boundary and protection zoning, low disturbance utilization. Taking Xinjiang Manasi National Wetland Park planning research as the example, the paper explained how to solve the problems such as ecological water shortage, the threatened by urban development, agricultural disturbance, habitat fragmentation.

Key words: landscape architecture; arid region; planning of wetland park; Manasi Wetland; ecological water resource

中国将年降水量在250mm以下的地区称为干旱区,年降水量在200~500mm的地区称为半干旱区,本次研究的干旱区是二者的总称。我国是世界上干旱区分布最多的国家之一,西北干旱区也是我国三大自然区之一,表现为降水量少,年蒸发量大于降水量,因干旱而缺水,一般作物和植物不能维持正常生长等。该地区湿地以湖泊、河流和湿地为主,通常依靠地形、高山融雪、地下水补给和降雨形成湿地并为其提供水资源[1]。干旱区湿地是我国重要的湿地类型,除一般的湿地功能外,对补充绿洲地区地下水、维持干旱区的物种多样性有着不可替代的作用,通常也作为鸟类迁徙线上的关键节点,为鸟类提供庇护场所,是珍稀、濒危鸟类的重要栖息地,对地区的生态系统平衡稳定有重要作用。但近年来随着城市化、工业化进程,干旱区湿地公园在生态环境保护、水资源协调、人为围垦干扰等方面受到威胁,面临着湿地萎缩、水环境恶化、沙漠化和盐渍化、生物多样性下降等问题[2]。本文结合在新疆玛纳斯湿地公园的实践,梳理干旱区湿地公园保护方面存在的问题,提出系统规划研究方法,提供一种综合保护途径。

1 干旱区湿地公园特征1.1 湿地生态系统不稳定

中国西北内陆干旱地区特殊的地貌格局,使得发源于高山地区的河流形成由高山向平原和盆地汇集的向心式水系,且成树枝状分布,从而形成许多孤立的内陆湿地,其形成演变与流域水系统存在密切联系[3]。由于高山融雪的季节性和降水的年际变化率大,造成湿地水源年际变化明显,湿地的面积,特别是水面面积年际变化很大。由于干旱区降水量少、蒸发量大的特点,湿地面积和分布呈现不稳定状态,如果生态水资源得不到保障,部分湖泊型湿地将会由于湿地蒸发量远远大于补给量,从淡水湖变为咸水湖,再发展成为干盐湖,最后变为盐沼而退化。

1.2 湿地生物多样性丰富

干旱区湿地是生物多样性保护的重要基地和绿洲发展的依托。干旱区的湿地分布呈现明显的不连续性,且与荒漠地区的基质有着密切的生态过程联系。在平原荒漠中,分布着平原湖泊、河流湿地,形成特殊的岛屿生物学现象,为动物扩散提供重要廊道和庇护所。大量国际易危、接近受危的鸟类及国家一、二级重点保护鸟类在该区域的湿地公园内繁殖或短途逗留。干旱区湿地公园多处于河流下游,中上游水体带来的大量养分为湿地中的水生植物提供营养元素,芦苇等水生植物生长得非常茂盛。

1.3 受人类活动影响大

西北干旱区的大部分农业属于灌溉农业,随着经济的发展,生产生活用水大量增加,进入湿地的水量减少。干旱区的湿地公园大多位于河流尾闾,流域水资源和水量分配不合理,通常造成上中游水资源利用过度,使得处于下游的湿地公园地下水位下降,湿地植物萎缩死亡。同时,西北区域承接产业转移,工业废气废水的污染、农业耕种的侵占及农药化肥的污染等危机也对湿地造成威胁。人类活动加剧湿地富营养化的情况在干旱区亦比较严重。干旱区的湿地生态系统十分脆弱,资源利用与湿地生态系统之间存在着微妙的平衡,一旦遭受破坏,就难以恢复。

2 研究方法

区别于湿润地区,干旱区湿地公园具有水源短缺、受人为影响大等特征。因此本文探讨针对干旱区特殊性的规划方法,结合规划实践,提出在科学研究的基础上,分析目前我国干旱区湿地公园的影响因素,并提出针对性的规划实施策略。

2.1 科学基础研究

在开展湿地公园规划相关现状调研工作的基础上,应该针对干旱区湿地公园水资源保障不稳定性的普遍问题,进行水生态环境和水资源方面的研究,掌握对湿地产生重大影响的基本水安全保障状况;针对干旱区特殊生物多样性资源的特点,开展动植物多样性研究工作,系统全面地掌握湿地资源的价值。

1)湿地生态环境保护研究。

湿地生态环境保护研究通过对湿地演变特征和机理进行分析评价,科学地认知湿地演替过程、类型、特征,对主要生态问题提出解决对策,为湿地可持续发展策略提供支撑。主要内容包括通过湿地水系布局、湿地类型研究,掌握湿地的特征,并针对干旱区湿地盐碱化、水体易受工农业生产污染等特点,进行水生态修复研究、盐碱地生态修复研究、区域环境综合整治研究等,提出湿地公园建设生态指引。

2)湿地水资源配置研究。

湿地水资源配置研究湿地水系特征、现状集水区及补给方式,分析湿地的水资源可开发利用量;分析湿地公园逐月水文数据与植物生长之间的关系,通过湿地公园保护分区建设目标的要求及植物生长周期提出湿地主要控制点的水位要求;计算规划湿地需水量,再结合流域水资源量及开发利用水平研究水资源优化配置方案。

3)动物多样性研究。

干旱区湿地公园是重要的内陆生态系统,对水禽的迁徙、繁殖、越冬有着重要作用,但近年来流域内水的分配不合理成为干旱区湿地鸟类种群减少的重要因素。湿地动物多样性的研究首先应掌握湿地中的鸟类种群及其空间和时间分布,了解栖息地的价值,梳理不同类型鸟类与湿地植物、湿地面积、水体水质特性的关系。分析周边环境对鸟类扰动的主要因素,总结湿地公园作为鸟类栖息地的缺陷和面临的威胁,有针对性地制定恢复方案。

4)植物多样性研究。

作为湿地生态系统中生产者的植物不仅为初级消费者提供了丰富的食物资源,而且还为其提供了营巢、觅食和栖息的场所,不同的植物多样性水平以及植物不同的空间分布格局对湿地公园生态系统功能的发挥将产生深刻的影响。

植物多样性研究应对湿地植物群落的基本特点和功能特性开展针对性的工作,包括分析湿地植物群落演替过程及其驱动力;研究湿地植物多样性的空间分布,明确湿地植物多样性与鸟类栖息地的关系;调查和研究城市建设、产业发展、农业活动对湿地植物多样性的影响等。在研究基础上,提出湿地公园植物多样性的保护与恢复策略。

2.2 干旱区湿地公园面临挑战

干旱区的湿地公园除了生物多样性保护和科普游赏功能外,还承担着水产养殖、农业灌溉、水力发电、工业用水等功能,人类的城市建设及经济活动对湿地造成了诸多影响,在进行湿地公园规划时,对其保护产生较大影响的因素应重点分析,找到问题、分析成因,并在规划中给出应对策略,以将对湿地公园的影响降至最低。

1)多方争水,生态水资源难以保障。

水是湿地之源,干旱区水资源短缺,因此水资源保障成为湿地保护的首要工作,稳定的水量和水位是湿地保护亟须解决的难题。在干旱区,城市生活用水、工业用水和农业用水占据绝大多数水资源,湿地生态用水得不到保障。在具体的管理中,各级水资源管理机构长期以来注重生产生活用水,忽视生态用水补给。其中农业生产用水对湿地生态水资源的挤占较为突出,尤其是农业灌溉需水高峰期也是鸟类繁殖和湿地植物生长的关键时期,这时,生态用水被侵占会对湿地生态造成巨大破坏。

2)城市建设对湿地影响日益增强。

近年来我国城市空间拓展呈上升趋势,城市新区会选择向自然生态环境优势显著的滨水方向拓展,造成城市建设用地侵占或靠近湿地生态用地的情况,对湿地保护带来长久持续的影响。其中部分城市建设用地会挤占自然河湖,影响湿地生态系统的自然过程,造成湿地生态板块破碎化;城市污水、城市垃圾等会对湿地水质产生影响,造成栖息地退化;人类的活动会对鸟类产生直接干扰,城市灯光会对候鸟栖息产生影响;城市道路穿越湿地核心区域,噪声和灯光会对鸟类产生影响。

3)工业污染危害严重。

目前我国西北地区承接东部地区产业转移,大量工业项目因有用水需求,往往布局在河湖水系周边,对湿地安全造成重大影响。具体危害包括工业废气、废水、光污染和噪声污染等。其中工业生产的废水排入湿地,严重影响湿地水质,造成鱼类死亡、鸟类数量锐减;工业废气污染会危害植物健康,造成鸟类食物短缺,污染颗粒物还会降低大气能见度,影响鸟类飞行视线,使得鸟类不敢降落停留;夜间灯火通明的生产企业会影响鸟类迁徙,扰乱鸟类栖息;噪声污染会惊动鸟类不敢停留。

4)农业生产生活持续扰动。

农业开垦挤占了湿地生存空间,是湿地面积萎缩和功能退化的另一个直接因素。河流湖泊周边原本适宜植被生长的区域,被用于种植经济作物,挤占湿地植物生长空间;同时农业生产中农药的使用,造成面源污染,对湿地影响持久、危害大。村镇建设往往选择在毗邻水资源的地方,近年来随着旅游发展,村庄等承接旅游服务接待职能,对环境的扰动也日益增加。

2.3 对策研究

1)与城乡规划协调,划定建设控制协调区。图1 玛纳斯国家湿地公园中的大天鹅(白杨摄)为解决城市建设、工业发展和农业生产生活对湿地的影响,湿地公园规划应立足湿地保护,分级划定建设控制区,并将其纳入城市总体规划,进行统筹管理。应分别设立农业生产生活控制区、城镇建设控制区和产业发展控制区,限制农业生产活动、城市建设活动、工业产业发展对湿地的影响。建议已有的工业随着产业结构调整逐步搬迁。有条件的地区可将湿地公园规划与城市总体规划协同编制,确保规划管控措施能够真正实施。

2)协调水资源分配,保障湿地生态用水。

针对干旱区工、农业与湿地生态环境争水矛盾突出的问题,合理确定维持湿地生态环境所需的生态水量,以流域水循环为基础,在保证基本生态用水的前提下,完成国民经济用水分配。同时,在进行湿地公园生态用水调度时需要同时考虑植物生长需要、防洪和灌溉的需求,适度降低植物发芽期的水位,增加湿地植物生长期水位,增加年内水位变化幅度,促使湿地植物的健康生长和湿地生态系统的修复。

3 )基于湿地演变过程,划定湿地公园范围。

湿地随着水资源状况的变化是连续动态变化的,针对此特征,湿地公园规划须充分研究湿地资源的演变过程。通过遥感技术、现状调研和历史资料研读判断湿地资源的演变,尤其是利用遥感技术可以科学客观地分析多年动态过程。将遥感技术识别的多年湿地出现范围进行同权叠加,结合现状的土地利用及城市规划划定湿地公园的合理范围,最大限度地使湿地公园生境恢复到受扰动之前的面貌。同时保护湿地环境的完整性。避免湿地环境的过度分割而造成环境退化,通过廊道连接破碎的湿地生境,有效地扩展生物的迁徙、移动范围。

4)严格保护分区,构建有安全保障的栖息地。

对可能持续扰动的人类活动进行限制是保护干旱区湿地公园的关键措施,合理地进行湿地公园功能分区,建立核心的栖息地保护区域保护核心的湿地动植物资源;建立栖息地恢复区域对已受到破坏的栖息地系统进行生态恢复;科学计算进入合理利用区的容量。

5)低扰动展示利用,降低人为影响。

在建立湿地公园保护与恢复体系后,除科研观测点、生态保育建设及必要的旅游设施外,不允许进行其他建设,所有人工设施应以最小干扰和确保原有生态系统完整性为前提。观鸟活动仅限于步行和自行车游览,限制游客数量,只允许开展湿地生态展示、科普教育等旅游活动,在鸟类繁殖期间应临时禁止游人进入。

3 新疆玛纳斯国家湿地公园规划探索3.1 玛纳斯湿地是干旱区湿地公园的典型代表

玛纳斯国家湿地公园位于新疆天山北坡,毗邻玛纳斯县城,是典型的沙漠边缘绿洲库塘型湿地,是新疆河流及水库型湿地的典型代表,在中国干旱区湿地中具有代表性,是国际公认的8条鸟类迁徙线中3条的交汇点,也是鸟类翻越沙漠和天山必经的补给点,已被纳入中国重要湿地名录、亚洲重要湿地和重点鸟区名单,其区域生态价值极为重要。

玛纳斯国家湿地公园在干旱区生物多样性保护方面作用突出,是天山北坡平原绿洲地区野生动植物的避风港。湿地公园的湿地种类占全疆的90%,鸟类资源种类量占全疆的60%,湿地维管植物种类占全疆的45.3%,兽类占全疆的14.6%,爬行动物占全疆的16%,两栖动物占全疆的33.3%,鱼类占全疆的24.4%[4]。

玛纳斯国家湿地公园是众多濒危、易危鸟类的重要栖息繁衍地,是候鸟翻越天山的重要停歇驿站和庇护所。这些稀有的鸟类资源对于中国乃至世界干旱区野生物种遗传基因研究都具有重要意义。国际上一些珍稀濒危鸟类定期光顾这里,每年(秋季)定期栖息有5万~10万只或更多的水禽,这些水禽对玛纳斯湿地及周边环境有比较高的依赖性,一些种类独特(国内其他地方罕见),一些数量较大,但是绝大多数是濒危珍稀物种,如:卷羽鹈鹕、白鹈鹕、黑鹳、疣鼻天鹅、大天鹅、豆雁、鸿雁、白眼潜鸭、白头硬尾鸭、长脚秧鸡、灰鹤、蓑羽鹤、遗鸥、黑浮鸥、游隼、猎隼等(图1)。湿地公园是一些中亚特色鸟类的重要繁殖地。湿地公园被纳入濒危野生动植物物种国际贸易公约(CITES)保护的物种约17种。国家重点保护鸟类47种,其中一级重点保护鸟类7种,二级重点保护鸟类40种;几乎1/4的种类已被纳入国内外保护名单,而属于“三有物种”(有益、科研、经济价值)的鸟类超过181种,约占所有种类的65%[5]。

3.2 环境扰动分析

玛纳斯国家湿地公园是沙漠边缘的绿洲湿地,对水资源的依赖程度极高,生态系统极其脆弱,易受到人为干扰,存在消亡的危险。由于近年来新疆快速城镇化的发展,玛纳斯湿地面临如生态用水的短缺、工业废气废水的污染、农业耕种的侵占及农药化肥的污染等危机。这些危机严重影响了玛纳斯湿地的生态平衡,给湿地植物和鸟类带来了致命的威胁。

城镇建设对湿地植被生境造成了破坏。玛纳斯河沿岸挖沙取石,堆砌粉煤灰等工程,改变了自然河岸的岸线属性,降低了河岸富含有机质的土壤含量,使得湿生植被无法生存。还存在一些偷猎盗猎现象。

农业生产用水挤占了湿地生态水资源。调查发现,每到夏季7—9 月,因为农业灌溉,地方与各团场用水紧张,争夺水资源,各湖泊几乎被排空,湿地名存实亡,水鸟难以栖息,形成“鸟荒”,种群数量锐减。稳定的水量和水位是湿地保护亟须解决的难题。地下水水位降低引起了原生植被的荒漠化。地下水过度开采、河道周边地下水回补不足导致区域地下水位整体降低,水库周边泉水溢出量减少,库塘周边植被在一定程度上有所衰减。

玛纳斯国家湿地公园周边工业产业布局已呈包围之势,石河子北部的重化工产业项目、玛河工业园区、旱卡子滩工业园区和塔西河工业园区,分别位于湿地公园的西侧、南侧和东侧。工业污染影响湿地的主要污染源有:造纸厂、印染厂、火力发电厂、供暖企业等。

3.3 应对措施

1)与玛纳斯城市总体规划协同编制,划定2级建设控制区。

湿地公园总体规划与玛纳斯县城总体规划协同编制,为玛纳斯县城的城市发展方向提供依据,协调县域工业园区布局,在湿地公园周边形成与城市交通网衔接的绿道游憩网络,并在总规中得到落实。建立2级管控区协调湿地周边的土地利用,其中一级管控区对农业、城市建设进行管控,二级管控区对城市工业用地布局进行管控(图2、3)。图2 2级建设控制区,协调湿地与工业、农业的关系

图3 城市与湿地之间规划隔离绿带,减少城市对湿地的干扰(刘圣维绘)

图4 基于流域的分水协调机制(莫罹绘)2)科学核定湿地用水量,严格实行用水总量控制, 推进节水科技。

用基于现状的湿地单位面积耗水量乘以规划湿地公园面积推算出规划最小生态湿地用水量,用基于湿地的植物需水量、土壤需水量、水面蒸发补水需水量之和计算湿地理想生态需水量。在分别计算满足最小生态需水量和理想需水量的供水缺水量和缺水率之后,结合现状水资源分配机制以及生态用水情况,充分考虑近远期经济社会发展对水资源需求的变化以及规划生态需水量变化,合理确定缺水率的控制目标,确定满足湿地生态系统平衡的补水量。同时依据关键湿地水位保证区域、关键物种需水量,分别提出不同水库的季节性水位控制要求。

3)建立自治区级水资源协调机制,保障湿地生态用水。

玛纳斯湿地水资源面临多级管理四方争水、人与自然争水等问题,这些问题使湿地在降水量最多的季节仍处于缺水状态,并对鸟类的生存繁殖有较大的干扰。为解决该问题,规划通过科学计算湿地公园生态用水量及所面临的水量缺口,由新疆维吾尔族自治区层面出面与新疆建设兵团协调,自上而下地建立玛纳斯流域的分水协调机制(图4),确保湿地在5、6月和8、9月的关键植物发芽期的生态用水。

4)基于多年湿地演变过程研究,划定湿地公园范围。

解译多年遥感卫片分析湿地植物出现频率,确定湿地区域和湿地潜在恢复区域,作为湿地管控和恢复的提供依据。加上一些重点的生态敏感点(泉眼溢出点)与廊道(水库与水库之间的联系区域),结合土地利用情况(基本农田),确定湿地公园范围。在原有界限上补充廊道、生态敏感区、资源核心区, 加强水库之间的联系性,最大限度地打破“孤岛效应”,有利于湿地的生物栖息(图5)。

5)严格保护分区,营造鸟类栖息地。

划定范围后,规划在生态敏感性分析、分区综合评述的基础上,对湿地进行5个功能分区:生态保育区、生态恢复区、科普宣教区、管理服务区和合理利用区,对每个区提出管控要求。其中生态保育及生态恢复区占到整个湿地公园面积的90%。另外,规划还提出了水系、珍稀植被、鸟类栖息地的保护和恢复体系,并加强湿地系统空间联系,营造丰富的景观和异质的生境以吸引多样的鸟类停留。

6)低扰动展示利用。

在进行有限利用的10%区域, 针对不同的湿地资源敏感度,确定不同梯度的利用方式。湿地范围内点状布置了低扰动、隐蔽型的设施,这些设施均采用自然乡土的可持续的材料,如结合现状道路规划少量游步道,在局部规划简单的观鸟点(图6)。

5-1

5-2图5 基于遥感技术的玛纳斯湿地植物演替规律研究

6-1

6-2图6 低扰动的湿地利用方式4 结语

干旱区的湿地公园受到地形、气候和降水条件的影响,呈现生态系统不稳定、人为干扰严重等特征,也面临着生态水资源不足、城市建设影响、工业污染危害严重、农业活动持续扰动等问题,如不妥善解决将影响湿地公园的保护与发展,也影响着干旱区的区域生态安全。干旱区的湿地公园规划应从科学认知其演变规律、生态价值及扰动因素入手,运用与城乡规划协调、协调水资源分配、科学划定湿地公园边界、严格保护分区、低扰动展示利用等对策解决湿地公园面临的问题,为干旱区湿地公园的开发利用和保护提供科学的决策依据。

湿地公园的保护立法过程应与土地利用总体规划、城乡规划、水资源规划、环境保护规划等相衔接,不仅强调对湿地公园界限范围的管控,还应加强对湿地流域的综合管理,对湿地公园周边的产业、用地进行规划管控,加强农业、城市节水用水的管理,采取综合措施从完整湿地生态系统的角度来考虑湿地公园的保护。

参考文献:

[1] 陈曦.中国干旱区自然地理[M].北京:科学出版社,2010.

[2] 周华容.干旱区湿地多功能景观研究的意义与前景分析[J].干旱区地理,2005(2):16-20.

[3] 王海星.西北半干旱区湿地植被群落特征研究及其LUCC评价体系构建[D].北京:北京林业大学,2012. [4] 马淼.玛纳斯湿地植物多样性调查报告[R].2013 .

[5] 马鸣.玛纳斯湿地动物多样性调查报告[R].2013.

(编辑/李旻)

作者简介:

丁戎/1983年生/女/湖南人/硕士/中国城市规划设计研究院风景园林和景观研究分院工程师/研究方向为湿地公园、绿道规划、大型绿色空间规划(北京 100044)

白 杨/1978年生/男/硕士/中国城市规划设计研究院风景园林和景观研究分院副总工程师,高级工程师/研究方向为大型绿色空间规划、旅游度假区(北京 100044)注:文中图片除注明外,均由作者提供。

上一篇回2017年3月第3期目录 下一篇 (方向键翻页,回车键返回目录)加入书签

© 2016 毕业论文网 > 中国干旱区湿地公园规划研究——以新疆玛纳斯国家湿地公园为例