珍稀鸟类栖息地生境营造的景观设计语言研究

赵红斌 杨伊婷 赵维杰 Zhao Hongbin Yang Yiting Zhao Weijie   2018-07-20 10:03:09

Study on Landscape Design Language of the Habitat for Rare Birds—Take the Planning and Design of Shaanxi Ibis Ecological Park as an Example

摘 要:珍稀鸟类朱鹮曾经濒临灭绝,经过各方努力,朱鹮濒危状况得到缓解。其中对洋县朱鹮栖息地生境进行保护与改善是导致朱鹮数量增加的重要原因之一。通过分析朱鹮数量逐年增加过程中朱鹮栖息地生境变化特征,将栖息地生境因子进行类型划分,根据各种类型朱鹮栖息地生境特点,选取栖息地典型生境空间进行研究。尝试探讨运用景观设计语言的设计方法,将栖息地生境概括为不同空间尺度的景观语言,并在朱鹮栖息地景观设计过程中运用这些景观语言营造设计出适宜度较高的朱鹮栖息地。

  关 键 词:风景园林;朱鹮栖息地;景观格局;生态过程;景观设计语言;景观设计;适应性设计文章编号:1000-6664(2018)06-0075-06

中图分类号:TU 986

文献标志码:A

收稿日期:2017-10-18

修回日期:2018-01-05

基金项目:陕西省教育厅科研计划项目(编号18JK0477)和国家自然科学基金项目(编号51578437)共同资助

Abstract: Ibis, which is a species of rare birds, was once in danger of extinction. Thanks to the efforts of many people, the crisis facing the endangered species has been mitigated. The protection and improvement of the ibis habitat in Yangxian County has been one important reason for the increasing number of the species. Besides analyzing the characteristics of the changing ibis habitat during the process of the increasing number of the species in recent years, this paper has classified some habitat factors. According to the features of various ibis habitats, this paper has chosen the typical habitat space for the research. Some attempts have been made to utilize the landscape design language system. The habitat is first summarized into landscape languages with different spatial dimensions. During the process of landscape design for ibis habitat, the landscape languages have been used to shape and design the ibis habitat with a high degree of suitability.

Key words: landscape architecture; ibis habitat; landscape pattern; ecological progress; landscape design languagesystem; landscape design; adaptive design

1 鸟类栖息地生境研究背景及研究目的

近年来,随着人们保护生物多样性意识的提高,鸟类栖息地保护研究逐渐引起鸟类学者和生态学家的重视,国内外针对珍稀鸟类栖息地已经开展了大量研究,涉及鸟类栖息地研究方法、栖息地选择、栖息地评价、栖息地破碎化及城市化对鸟类栖息地影响等多个方面[1-5]。风景园林领域对于鸟类栖息地的相关研究集中出现于近20年,呈现出三方面的特点:一是关注鸟类栖息地自身空间特征的研究[6-8];二是关注鸟类栖息地保护途径与空间区划方法研究[9-10];三是关注鸟类栖息地与人类活动空间的规划设计研究[11-13]。比较风景园林视野与生态学视野对于鸟类栖息地相关研究的差异,我们发现:1)生态学更关注“栖息地保护”,风景园林不但关注“保护”还进一步关注“生境修复”甚至“生境营造”;2)生态学更关注“濒危珍稀鸟类”栖息地研究,而风景园林则更关注“城市区域的鸟类多样性保护”,对于野生濒危珍稀鸟类关注不够;3)“空间途径”“空间语言”与“空间尺度效应”是风景园林开展相关研究的关键工具,也是风景园林学开展鸟类栖息地研究得天独厚的优势所在。

朱鹮是当今世界最濒危、最珍稀的鸟类之一,被列入国家Ⅰ级保护动物、IUCN濒危(E)物种名录。20世纪中叶以来,由于环境污染导致的繁殖成功率下降、食物资源短缺、营巢树被砍伐以及湿地面积缩小等原因,朱鹮野生种群逐渐濒临灭绝[14]。1981年5月陕西洋县八里关乡姚家沟重新发现了群数量仅为7只的朱鹮种群,当时被认为是世界上唯一的野生朱鹮种群。三十多年来,经过社会各方的共同努力,目前野生朱鹮种群数量已经超过1380只[15]。

野生朱鹮种群的数量和分布范围已有较大的发展,但总体而言仍然是单一的野生种群,朱鹮尚未彻底摆脱濒危状态。因此有必要评估潜在的朱鹮栖息地,积极营造适宜的朱鹮生态环境,建立第2、3个异地野生种群,使朱鹮摆脱濒危状况[16]。因此本文试图将栖息地生境进行类型划分,梳理朱鹮数量逐年增加过程中朱鹮生境变化特征,选取朱鹮典型生境空间进行研究,将栖息地生境概括为不同空间尺度的景观设计语言,并在景观设计过程中加以运用,营造出适宜度较高的朱鹮生境。图1 朱鹮栖息地生境类型结构图[18]

2 洋县朱鹮栖息地生境体系构成

陕西洋县是朱鹮生物种群赖以生存的地理空间。洋县的生境状况条件对朱鹮的生息繁衍起着至关重要的作用。洋县位于陕西省西南部,北依秦岭,南屏巴山。东部为秦岭、巴山山脉向东延伸的余脉,中部、西部为汉江平坝地带。汉江由西向东横贯其中,各类水域丰富,总体土壤肥沃,适合多种植物生长,森林覆盖率在60%以上。洋县境内野生动物种类繁多,尤其以世界珍禽朱鹮闻名全球。

朱鹮常年活动规律一般是在海拔较高的地区营巢,在海拔低的地方觅食、夜宿、过冬。尽管朱鹮逐渐演化成留鸟,但朱鹮目前仍保留着短距离迁徙的习性。即在冬季其活动区向气温较高的低海拔地区转移,繁殖季节再回到高海拔地区。因此朱鹮栖息地可分为繁殖区、游荡区和越冬区[17]。根据朱鹮不同的空间环境活动范围,可以建立起朱鹮的生境体系。朱鹮生境体系包括生境类型和生境等级两方面内容,前者从场地性质出发探讨朱鹮对各种生境的需求,后者从场地尺度出发探讨朱鹮在生境中的空间活动范围。

2.1 朱鹮栖息地生境类型

鸟类生态学者赵洪峰等人选择了与朱鹮栖息地密切相关的各类主要影响因子作为评价指标建立了朱鹮栖息地质量评估体系[18]。其中就朱鹮栖息地提炼出3个类型空间环境:营巢生境、夜栖生境和觅食生境(图1)。本次研究以此为基础,重点对构成每个生境类型的不同生境因子展开研究,对这3个生境类型中的重要的6个生境因子进行提炼,构成了朱鹮生存的不同场地特征。

1)营巢生境及主要生境因子。2—6月中旬,朱鹮在繁殖季节喜欢集群在繁殖区峪口19m以上的马尾松、栓皮栎、油松等树木上营巢,朱鹮最大繁殖种群——花园村繁殖区所在的栖息地分析表明,这一地区栖息地内共有6种栖息地生境因子,分别为马尾松林占73.1%,次生疏林占16.9%,农田占4.8%,稀疏灌木林占4.2%,油松栎类混交林占1.0%[19]。且营巢附近基本都有居民点。

2)夜栖生境及主要生境因子。6月中旬—11月底,朱鹮迁移到汉江及其支流的沿岸地区,开始游荡生活。洋县洋洲镇的草坝、党水河纸坊段河滩及汉江大桥桥头西端河滩等地是朱鹮主要的夜栖地。夜栖树高大、径粗、冠层厚;主要夜栖树有麻栎、槲栎、栓皮栎、油松和马尾松等,其中栎树是最适宜的夜栖树种。15m以上的树高最适宜朱鹮夜宿[18]。栖息地周边有水田,与居民点的距离趋近,能有效阻止天敌袭击[20]。

3)觅食生境及主要生境因子。朱鹮的觅食地主要有3种类型:冬水田、河滩湿地、水库周边。冬水田为朱鹮冬季的主要觅食地类型之一,内有丰富的泥鳅、田螺、黄鳝、青蛙以及软体动物,为朱鹮提供了充足的食物资源。这3种斑块的面积变化是直接导致朱鹮数量变化的重要原因。如20世纪80年代初,朱鹮冬季取食地冬水田大面积被改为旱田,面积由3 000多亩(约200hm2)减少到400多亩(约26.7hm2),与朱鹮种群濒危灭绝有着直接的关系[21]。

2.2 朱鹮栖息地生境等级

朱鹮生境体系不仅要从生境类型进行横向划分,还需从生境等级进行纵向划分,从而构成朱鹮生境体系网络。朱鹮的生境类型共有3个等级(表1)。

1)一级生境:依据栖息地生态类型划分为林地生境、湿地生境、农田生境。

2)二级生境:细分为营巢林地生境、夜栖林地生境、稀疏灌木林及次生疏林生境,河流生境、水库(湖泊)生境及池塘生境。

3)三级生境:细分为常绿阔叶林、落叶阔叶林及针阔混交林,浅水、漫滩及岛屿,冬水田及秧田等小生境。

图2 洋县丘陵浅山段(繁殖区)景观格局

图3 洋县平坝丘陵段(越冬区)景观格局

图4 洋县河流平坝段(游荡区)景观格局

3 洋县朱鹮栖息地景观格局及生态过程

在研究种群、群落与生境之间的相互关系,揭示种群、群落变化的原因方面,景观生态学理论提供了可行的方法。景观格局过程研究是景观生态学研究的核心内容之一。将朱鹮生境类型落实到地理三维空间便形成了朱鹮栖息地的景观格局。朱鹮繁殖、游荡、越冬生存习性的空间与洋县基础景观格局高度吻合,而朱鹮种群数量变化取决于近三十多年来洋县景观格局的变化过程。从华阳镇向南到洋县汉江段40~50km的区域内,繁殖区主要位于海拔840~1 200m的丘陵浅山区,游荡区位于海拔450~840m汉江支流两岸的河流平坝区。越冬区位于繁殖区和游荡区之间的平坝丘陵区。运用eCogition对洋县县域遥感影像进行解译,提取3个典型区域分析适合朱鹮栖息的典型景观格局特征,同时利用ArcViewGIS对洋县县域不同时期的景观格局过程进行对比分析,分析朱鹮种群变化的原因。

3.1 丘陵浅山段景观格局及生态过程

朱鹮最适宜的繁殖地区主要分布于洋县华阳镇、洋县花园乡周边地区、酉水河两岸山区[19]。这些地区基本都处于丘陵浅山地段。丘陵浅山段森林茂密,沟壑纵横,气候较为寒冷,人口密度小,交通闭塞,为朱鹮创造了有利繁衍生息的条件。

丘陵浅山段林地为基质,有少部分河流以及农耕田镶嵌,整体基质较为统一,景观破碎化程度不高(图2)。河流湿地的面积没有较大变化,农耕田面积略有减少,整体景观斑块呈现团聚化的趋势,景观破碎化程度降低。近30年来,当地对于林地斑块的保护力度较大,适宜朱鹮繁殖的高栖树种面积稳步增加,林地斑块的景观优势度上升,朱鹮繁殖期适宜度提升。

3.2 平坝丘陵段景观格局及生态过程

平坝段为农业区,有农田、水库、池塘、沟渠和众多的溪流,丘陵区有呈块状分布的次生林及大面积的水田、旱地和草坡,河流水库密布。是朱鹮越冬期主要的觅食区和夜宿地。

近些年来,平坝丘陵段景观斑块总数逐步减小,平均斑块面积逐步增加,斑块形状及边界趋于复杂,景观斑块呈现团聚化的趋势,景观破碎化程度减轻(图3)。其中,耕地斑块总面积与斑块数减小,平均斑块面积略有增大,林地斑块总面积增加。20世纪80年代前,水田斑块逐年减少。建立朱鹮保护区后水田面积,尤其是冬水田面积逐年增加,朱鹮种群的数量也在稳步增长。

3.3 河流平坝段景观格局及生态过程

河流平坝段为靠近汉江洋县段,地势平坦,有大片的农田、湿地、池塘、河流漫滩。这段也包括了洋县县城城市建设区、各类道路、村落等。

河流平坝段形成了以农耕田为基质,道路河流和灌溉渠为廊道,居民点和水塘为斑块的景观镶嵌结构。基质、廊道、斑块分化较为明显,破碎化程度也较高(图4)。河流平坝段靠近洋县城区景观变化最大。在城市化过程中,这一区域生态压力较大。随着农业机械化生产普及,集中化耕作降低了农田景观的破碎度,土地形状和作物的整体性都较为统一,农耕田斑块整体空间异质性降低,除洋县县城建设区外,河流平坝段适宜朱鹮游荡期生长。

图5 朱鹮栖息地景观图式原型提取方法

图6 朱鹮栖息地景观图式总结4 构建朱鹮栖息地景观设计语言体系

王云才建立的景观图式语言是以图式为表达形式,构建起以生态过程为依据,由景观要素、空间单元、空间组合依次耦合形成的具有尺度、秩序、语法、意义等功能的生态景观语言的嵌套体[22]。本文尝试利用该方法提炼出朱鹮栖息地的景观图式并运用到景观设计过程中,以此设计出适宜度较高的朱鹮生境,从而形成一套完整的景观设计语言体系。

4.1 朱鹮栖息地景观设计语言体系的基本构成

从生态系统尺度转到鸟类个体尺度的景观规划设计是理论难点。岳邦瑞提出“尺度嵌套与尺度转向”理论,通过生态的转化,可以明确生态系统对应的可操作空间格局尺度,在正确的空间尺度中提出合理的目标和解决方案[23]。因此将朱鹮生境体系中的生态学组织尺度——区域生境尺度、群落尺度、种群尺度等转化为可供景观规划设计的空间尺度:1)空间组合与格局尺度;2)基本空间单元尺度;3)景观要素尺度(表2)。尺度转向为景观规划设计师打开了领域之门。

4.2 朱鹮栖息地景观图式原型与提取方法

朱鹮栖息地景观基本图式是选取景观设计语言体系表中典型生境因子原型影像图片进行信息提取并归纳总结(图5)。选择的原型影像需满足以下条件:1)为保证景观图式的有效性,结合鸟类学家的研究成果,确保朱鹮在原型影像处具有较高的适宜度;2)为涵盖朱鹮的整个生命周期,栖息地原型包含了繁殖期的中低山区,游荡期的汉江支流两岸的丘陵、平坝区及越冬期的低山和丘陵地带3个典型生境类型;3)朱鹮行为活动受人类干扰影响逐步增多[24-25]。增添朱鹮营巢、夜栖周边的居民点及道路元素的提取。

4.3 朱鹮栖息地景观图式汇总

通过遥感影像对洋县县域内朱鹮栖息地景观要素、空间单元等进行图式提取(图6)。

“字”方面:提取平地田地、坡地田地、道路、水库(湖泊)、河流等12种基本景观要素,共计38个景观设计词汇。

“词”方面:提取落叶林地单元、常绿林地单元、旱田单元、水田单元、居民点单元、河道单元、河漫滩单元7种典型景观空间单元,共计40个景观设计词汇。

“词组”方面:通过分析总结各种景观空间单元的相互关系,提炼出林地+农田格局、林地+农田+水体格局、林地+农田+建筑格局、农田+建筑+道路格局、农田+水体+建筑格局、林地+农田+水体+建筑格局6种复合格局,共计12个景观设计词汇。

“句法”方面:根据景观生态学的格局过程理论,总结出适宜朱鹮栖息地景观格局与生态过程相对应关系,这一生态过程体现在自然过程和人文过程2个方面。句法在景观设计中的应用主要表现在分析2个过程中的普遍性规律,合理选取图式,设计出多层次、多类型,适合朱鹮生存发展的栖息地景观格局。

图7 洋县朱鹮生态园景观设计语言体系应用 5 洋县朱鹮栖息地生境景观设计语言体系的应用——洋县朱鹮生态园景观设计为例

洋县朱鹮生态园是一个集朱鹮保护、研究、科普、养殖、野化、游览等多功能为一体的生态园区。洋县朱鹮生态园景观设计采用景观设计语言体系方法,通过将生境等级、景观生态系统转化为景观设计语言体系,进行朱鹮栖息地的适宜性设计(图7)。

5.1 句法的景观设计应用

句法在景观设计中没有具体的图式,通过句法的总结可以提出景观设计的原则。因此本次设计应充分分析洋县朱鹮栖息地范围内景观自然过程中朱鹮种群的短距离迁移过程、朱鹮与栖息树种之间的种间关系、河道迁移及湿地的变化过程,以及人文过程中人群聚集及居民点的变化过程、人地作用机制的转变导致水田湿地变化过程、人为增加各类高栖树种变化过程,并总结出具有针对性的规律,将提炼出来的山地、草地、森林、农田、溪流、坑塘等景观要素转化为图式语言,结合陕南生态及景观特质,构建适宜朱鹮生存发展的景观体系。

5.2 词组的景观设计应用

洋县具有典型的陕南山水景观格局,因此场地内的景观格局选用山水结合的图式语言。分别选取“林地+农田格局”“林地+农田+建筑格局”“林地+农田+道路格局”“林地+农田+水体格局”形式。依据选取的4个图式形成的综合景观格局,园区可以规划为梯田景观区、茶园景观区、平地水田景观区、油菜花田景观区、湿地景观区五大景观特色。这样多变的空间组合与格局的图式创造出丰富多样的生境和景观类型。

5.3 词的景观设计应用

根据朱鹮生存的3种一级生境,在场地内依据所在的景观格局,营造朱鹮栖息地的基本空间单元。场地北侧在“林地+农田”的景观格局下,分别营建林地生境、湿地生境、农田生境。其中高栖树种以松栎林为主,乔木密度大于5棵/m2,平均高度超过8m、胸径大于16cm、周围1km2内的水田面积超过3hm2。夜栖林地生境主要营建树高超过15m的栎林群落、占比为33.8%的高大树木。稀疏灌木林及次生疏林构成疏松的植物结构群落,保证朱鹮起飞时所需的开阔度。为增加生态效应和提升朱鹮的栖息适宜度,增添河漫滩涂单元,依托现状曲折的河道单元贯穿始终。

5.4 字的景观设计应用

根据朱鹮不同时期行为活动所需不同的生境因子,构建湖泊、河流、湿地和池塘等二、三级生境。将场地北侧的朱鹮栖息区细化为繁殖区、水田区、湿地区等5个区域。水田区根据地形的复杂程度分别赋予自由式和规则式坡地田地的图式。湿地区中增加岛屿,并将原有驳岸参照滩涂图式改造为生态驳岸,种植低矮灌木及草本,既营造方便朱鹮到达和觅食的生境,也形成具有梯度变化植物景观。水体生境种类比较丰富,水深小于30cm,不仅各类生境相互穿插衔接,并且与林地生境、农田生境相互渗透融合。

6 结语

本文对朱鹮栖息地的生境构成进行类型化和等级化划分,利用尺度转向原理将朱鹮栖息地生境概括为不同空间尺度的景观图式,共得出91种景观设计语言模型,构建起朱鹮栖息地景观设计语言体系,并在朱鹮栖息地景观设计过程中运用,尝试营造出适宜度较高的朱鹮栖息地。本研究进行的实践应用有限,尚未得到全面实践反馈,希望研究能在以后不断修正和完善,从而构建起珍稀鸟类栖息地营造研究的系统方法。

注:文中图片除注明外,均由作者拍摄或绘制。

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作者简介:

赵红斌

1971年生/男/山西长治人/西安建筑科技大学副教授/研究方向为风景园林设计及理论(西安 710055)

杨伊婷

1993年生/女/陕西西安人/西安建筑科技大学在读硕士研究生/研究方向为风景园林设计及理论(西安 710055)

赵维杰

1992年生/男/河南商丘人/西安建筑科技大学在读硕士研究生/研究方向为风景园林设计及理论(西安 710055)

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