（环境科学专业论文）基于生态恢复的湿地公园设计方法研究.pdf

摘要 摘要 湿地公园作为一种新兴的湿地生态系统保育或恢复措施，与其高涨的建设 浪潮相比，对其设计理念和设计方法等方面的探讨研究还相对滞后，这对湿地 公园设计方法的研究提出了客观的要求。 通过查阅大量的国内外相关文献，对当前湿地恢复领域的研究以及湿地公 园的相关研究内容进行了定位与把握，本文首次将生态恢复理论引入湿地公园 设计过程，分析了生态恢复理论在湿地公园设计中应用的必要性，并在对生态 恢复理论进行系统研究和比较的基础上，重点选择了以下几个相对成熟的理论 进行较为详细的分析研究，包括：根据岛屿生物地理学理论确定湿地公园最佳 设计面积，利用边缘效应与中度干扰理论对公园的整体外形构造进行研究，通 过景观连接度理论与渗透理论对公园内部廊道连接进行评价和改进，凭借设计 与自我设计理论提供的依据对湿地公园中物种进行选择。 其次，通过对湿地公园中湿地生态系统恢复模式的研究，创造性的提出了 “多层次 生态恢复模式，在对生态恢复理论进行重要扩充与完善的同时，对 湿地公园的生态恢复模式进行了宏观把握和目标定位。此模式将生态恢复的实 践模式由开始启动阶段到恢复终点，自下而上串联成一个相互独立而又彼此联 系的模式，即包含“点 、“线 、“面 和“多维立体”四种模式在内的多层次 生态恢复模式。 同时，湿地生态系统具有物质循环变化幅度大和空间异质性大等特点，不 同湿地类型和环境条件下，湿地公园的类型、结构和功能会有较大差异，因此 要做到根据不同湿地公园的类型，提出有针对性的设计方案和参数计算方法， 从而对湿地公园中湿地生态系统的功能和价值进行有针对性地保护和恢复。 另外，湿地公园作为湿地生态系统的重要保育和恢复措施，应该通过对其 后续维护与管理方式的创新性设计，巩固前期设计的内容，甚至成为对湿地公 园保护或恢复性策略与技术的点睛之笔。本文提出了三种主要的管理体制：大 规模湿地公园纳入城市基础设施管理体系，中小规模湿地公园由私人部门运营 管理，倡导应用p p p 模式公私合营共同管理。 关键词：生态恢复湿地公园多层次模式设计方法 a b s t r a c t a b s t r a c t t h ed e s i g na n dc o n s t r u c t i o no fw e t l a n dp a r k sh a sb e c o m eo n eo ft h eh o t s p o t si n t h ef i e l do fw e t l a n dc o n s e r v a t i o na n dr e s t o r a t i o n h o w e v e r , c o m p a r e dw i t ht h e u p s u r g ei nw e t l a n dp a r kc o n s t r u c t i o n , t h es c i e n t i f i cd e s i g ns y s t e m sr e s e a r c h e sa r e r e l a t i v e l yl a gb e h i n d s u c c e s s f u ld e s i g n sf o rw e t l a n dp a r k sn e e dt ol o o kt ot h et h e o r y o fe c o l o g i c a lr e s t o r a t i o n b yc o n s u l t i n g w i t hg r e a ta m o u n to fr e l a t i v es e a r c h e sa b o u tw e t l a n da n d e c o l o g i c a lr e s t o r a t i o n , s p e c i f i cr e s e a r c ho r i e n t a t i o nh a sb e e ne d u c e d f i r s t , t h et h e s i s i n t r o d u c e st h et h e o r yo fe c o l o g i c a lr e s t o r a t i o ni n t ot h ef i e l do fw e t l a n dp a r kd e s i g n a n ds e l e c ts e v e r a ld e t a i l e dt h e o r i e st og i v ed e s i g ng u i d a n c e b yu s i n gt h et h e o r yo f i s l a n db i o g e o g r a p h y , w h i c hi sa ni m p o r t a n tt h e o r yo fl a n d s c a p ee c o l o g y , t h e m i n i m u ma r e ao fw e t l a n dp a r kn e c e s s a r yt oa c h i e v es p e c i f i e d g o a l sc a nb e d e t e r m i n e d t h ec o n f i g u r a t i o no ft h ep a r ka n dt h ep a r k st o l e r a n c ef o rd i s t u r b a n c e c o m i n gf r o mn a t u r ea n dh u m a nb e i n g sc a nb ed e t e r m i n e du s i n gt h ee d g ee f f e c tt h e o r y a n dt h ei n t e r m e d i a t ed i s t u r b a n c eh y p o t h e s i s l a n d s c a p ec o n n e c t i v i t ya n dp e r c o l a t i o n t h e o r yc o u l db eu s e di nt h ep r o c e s so fw e t l a n dp a r kd e s i g n i na d d i t i o n , o t h e rt h e o r i e s s u c ha ss e l f - d e s i g nv e r s u sd e s i g nt h e o r yc a l lb eu s e di nt h es e l e c t i o no fa p p r o p r i a t e v e g e t a t i o n s e c o n d ，t h e o r i e so fe c o l o g i c a lr e s t o r a t i o na r es t i l lo nt h ed e v e l o p i n gp h a s ea n d c o u l db ef u r t h e re x t e n d e da n dc o n s u m m a t e db yw e t l a n dp a r kd e s i g na n dw e t l a n d r e s t o r a t i o nr e s e a r c h c o n s i d e r i n gp r e v i o u se x p e r i e n c e sa n da c c o r d i n gt od i f f e r e n t p h a s e s i nt h e r e s t o r a t i o n p r a c t i c e s ，t h et h e s i s a d v a n c e dam u l t i l a y e rm o d e l o f e c o l o g i c a lr e s t o r a t i o n f r o mt h ev e r yb e g i n n i n gt ot h ee n d p o i n t ，t h er e s t o r a t i o n p r o c e s sc a r lc o m p r i s eo ff o u rs t a g e sw h i c ha r en a m e da s ： p o i n t ”m o d e l ，“l i n e m o d e l ， “p l a n e ”m o d e l ，a n d “m u l t i - d i m e n s i o n a ls p a c e ”m o d e l t h ef o u rm o d e l sa r ei n t e r a c t e d w i t he a c ho t h e ra n dc o n s t i t u t et o g e t h e rah o l i s t i cm o d e lf o rt h ep r a c t i c eo fe c o l o g i c a l r e s t o r a t i o n 1 1 1 i r d t h e r ea r ea l s om a n yu n c e r t a i n t i e st h a tn e e df u r t h e rr e s e a r c h d i f f e r e n t a b s t r a c t w e t l a n dp a r k sw i t hd i f f e r e n te n v i r o n m e n t a lc o n d i t i o n sc a nh a v ed i f f e r e n tc o n s t r u c t i o n t a r g e t sa n dv a r i o u sd e s i g nm e t h o d s t h e r e f o r e ，u n d e rt h eg u i d e l i n eo ft h ea b o v e d i s c u s s i o n st h et h e s i sd i s c u s s e ss e v e r a li m p o r t a n t p a r a m e t e r si nw e t l a n dp a r kd e s i g n ， s u c h 嬲w e t l a n d sc o n f i g u r a t i o n ，a r e a ，n a t u r a ls o u r c e ，w a t e rq u a l i t y , v e g e t a t i o na n ds o 0 n t h el a s tb u tn o tt h el e a s t , w e t l a n dp a r ki sn o to n l yap a r kf o re n t e r t a i n m e n t ，b u t a ni m p o r t a n tf o r mo fw e t l a n dr e s t o r a t i o na n dp r o t e c t i o n t h u s ，t h em a n a g e m e n t s h o u l db ec r e a t i v ea n dh i g h l yd i f f e r e n tf r o mt h eo r d i n a r yp a r k s t h et h e s i sd i s c u s s e s t h r e ef o r m so fm a n a g e m e n ta n dm v a n c e du s i n g “p u b l i c p r i v a t ep a r t n e r s h i p ”t o e n h a n c ew e t l a n de c o - s y s t e mp r o t e c t i o n k e y w o r d ：w e t l a n dp a r k e c o l o g i c a lr e s t o r a t i o nm u l t i l a y e rr e s t o r a t i o nm o d e l d e s i g nm e t h o d 目录 目录 第一章绪论1 第一节选题背景与问题提出1 1 1 1 选题背景1 1 1 2 问题提出2 第二节研究目的与意义3 1 2 1 保护脆弱的湿地生态系统3 1 2 2 为湿地公园设计提供科学理念指导3 1 2 3 推动生态恢复理论研究4 第三节国内外相关研究进展情况4 1 3 1 国外相关研究进展4 1 3 2 国内研究进展6 第四节研究内容和技术路线8 1 4 1 主要研究内容8 1 4 2 技术路线9 第二章多层次生态恢复模式在湿地公园设计中的应用研究1 0 第一节多层次生态恢复模式探讨1 0 2 1 1 现阶段生态恢复理论及实践模式中存在的问题1 0 2 1 1 多层次生态恢复模式的构建1 1 第二节多层次生态恢复模式在湿地公园设计中的应用1 6 2 2 1 湿地公园生态恢复目标定位1 6 2 2 2 多层次湿地公园恢复模式定位及原因分析1 7 i v 目录 第三章生态恢复理论在湿地公园设计中的应用研究2 1 第一节生态恢复理论的必要性及内容2 1 3 1 1 生态恢复理论的必要性2 1 3 1 2 生态恢复理论概述2 3 第二节生态恢复理论的具体应用方法2 5 3 2 1 岛屿生物地理学理论2 5 3 2 2 边缘效应与中度干扰理论2 5 3 2 3 景观连接度理论与渗透理论2 8 3 2 4 设计与自我设计理论2 9 第四章基于理论模式下的湿地公园设计参数3 1 第一节湿地公园面积3 1 4 1 1 动植物保护湿地公园3 1 4 1 2 污水处理湿地公园3 2 第二节湿地公园结构与布局3 2 第三节湿地公园的物种选择3 3 第四节湿地公园工程设计指标3 5 第五章湿地公园维护与管理3 8 第六章结论4 1 第一节主要研究结论与创新点4 1 6 1 1 首次提出“多层次”生态恢复模式4 1 6 1 2 首次提出用生态恢复理论指导湿地公园设计4 1 6 1 3 对湿地公园后续管理进行创新性设计4 2 v 第二节需要进一步研究和解决的问题4 2 6 2 1 湿地公园有待于更为深入的研究4 2 6 2 2 湿地公园模式有待于推广到其他生态系统4 3 参考文献4 4 致谢4 8 第一章绪论 1 1 1 选题背景 第一章绪论 第一节选题背景与问题提出 1 1 1 1 湿地破坏危机四伏 湿地( w e t l a n d s ) 是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统，是重要的生存 环境和自然界最富生物多样性的生态景观之一。在抵御洪水、调节径流、改善 气候、控制污染、美化环境和维护区域生态平衡等方面有其它系统所不能替代 的作用。被誉为“地球之肾 、“生命的摇篮”、“文明的发源地 和“物种的基 因库。但非常遗憾的是，由于人类的短浅目光以及迫于生存的压力，长期以 来对湿地进行的过度开发和破坏，使世界湿地的数量和质量都急剧下降。千年 生态系统评估报告和世界自然基金会的l i v i n gp l a n e tr e p o r t ) ) 都指出，湿地 是全球被破坏最为严重的生态系统。湿地破坏与退化带来的环境功能丧失和生 态问题触目惊心，客观上也为湿地科学的发展提供了前所未有的机遇和动力。 1 1 1 2 国际重视湿地研究 伴随着全球城市化进程的加快，人类越来越认识到湿地对人类社会生存和 发展的重要价值幢3 。湿地退化机制、退化湿地恢复与重建和人工湿地构建研究已 成为国际湿地科学研究的一个热点。1 9 9 6 年9 月在澳大利亚佩斯召开了第五届 国际湿地会议，大会的主题是“湿地的未来 ，主要议题是讨论如何增强湿地 效益、防止和解决湿地丧失、功能衰退、生物多样性减少等问题及保护与重建 湿地的策略和措施。1 9 9 9 年召开的湿地公约第七届缔约方大会，做出了开 展湿地评价、加强湿地质量监测、恢复湿地及对丧失的湿地功能进行补偿的决 议。可以认为湿地科学( w e t l a n ds c i e n c e ) 已成为当前国际上生态学、环境科学 的一个新的研究热点，而湿地恢复( w e t l a n dr e s t o r a t i o n ) 是2 1 世纪湿地科学发 展的重要使命，对湿地生态系统进行相应的恢复与重建已成为世界各国科学家 普遍关注的热点。 第一章绪论 1 1 1 3 国内兴起湿地公园建设浪潮 近年来，全国各地广泛兴起了建设湿地公园的浪潮：2 0 0 4 年2 月1 1 日国家 建设部正式批准山东省荣成市桑沟湾城市湿地公园为国家城市湿地公园，这是 我国首个国家级城市湿地公园；2 0 0 5 年5 月1 日西溪国家湿地公园作为首个国 家湿地公园开始对外开放。到目前为止又陆续设计和建造了两个国家湿地公园 分别是江苏省姜堰市溱湖国家湿地公园、宁夏银川国家湿地公园和九个国家城 市湿地公园如浙江省绍兴市镜湖国家城市湿地公园等h 3 。另外，在盐碱地上设计 建造的上海东滩国际湿地公园，因其突破了设计中的种种难点包括：滨河滩涂 盐碱地土质、水质差及受季风气候影响较大，而成为湿地公园设计领域的一大 亮点副。 同时，人工湿地也越来越多地以公园、科普教育区、生态农业园、甚至小 区主景观的形式进入人们的生活。成都活水公园的建设实际上提出了一种新理 念，即对人工湿地进行景观化公园化设计，这种理念逐渐受到了广泛的重视； 随后中关村生命科学园、中国矿业大学南湖新校区、哈尔滨水上公园等都采用 了类似的人工湿地模式进行设计建造。拥有“湿地景观 的生态活水住宅已经 在上海等地开始广泛建设，并且很有可能会成为房地产界最新流行的趋势之一 6 j 1 1 2 问题提出 1 1 2 1 如何实现湿地公园的保护功能 湿地生态系统的过程具有明显的异质性、物质循环变化幅度大和空间异质 性大等特点，而这些特点将导致湿地恢复的模式具有极大的多样性和不确定性。 并且，湿地公园作为一种新的湿地恢复模式，目前还没有成熟的经验可以借鉴。 如何按照生态学知识和自然演替规律进行理性设计，如何通过系统的科学的人 为设计使湿地公园更有效地保护或恢复湿地生态系统而不是相反，如何创新性 的设计公园后续维护与管理系统，从而防止因为后续不合理地管理和利用而对 湿地造成范围更大程度更深的破坏，均需要进行全面系统的探讨。 1 1 2 2 如何对生态恢复模式进行改进 2 第一章绪论 生态恢复理论为湿地公园设计提供了重要指导，然而生态恢复作为一个新 兴学科其自身也需要进一步的成熟完善，特别是由于工程时空跨度大、恢复对 象复杂等特点，生态恢复实践仍然存在着理论研究滞后、投入产出率相对低下、 恢复模式单一缺乏灵活性、项目达标情况难以监测等问题，日益成为限制生态 恢复工程有效发展的瓶颈问题之一。如何通过对湿地这一重要生态系统的恢复 实践研究，突破或改进生态恢复现行的理论模式，促进生态恢复理论的完善， 从而提高恢复工程投入产出率，也是本文要重点探讨的内容。 第二节研究目的与意义 1 。2 1 探索保护脆弱湿地生态系统的新途径 受到高强度的城市化、工业化和地球温室效应等人类活动及种种自然因素 的影响，当前湿地生态系统正面临着面积不断减少、景观破碎化、外来物种入 侵、水污染增加、盐碱化程度增加和范围扩大等生态胁迫。通过湿地公园这一 形式，恢复已退化或正在退化的湿地生态系统、保护脆弱的湿地生态系统是本 文研究的重要目的之一。 1 2 2 为湿地公园设计提供科学依据和理论指导 以湿地生态系统为基础而设计建造的湿地公园不同于传统意义上的风景园 林，除去观光和休闲价值以外，更多的是一种对湿地资源进行恢复和综合利用 的生态工程，包括对湿地的保护与管理、生态教育、为野生动物提供栖息地， 以及滞洪和处理污水等多方面功能。湿地公园建设的浪潮之所以日渐高涨，在 很大程度上得益于人们对湿地资源的珍视以及对其多种功能价值的保护口1 ，因而 其设计理念也应不同于传统的风景园林，即在参考美学设计原理的基础上，更 多的要遵循生态学原理，尽可能缓解现存湿地所受到的威胁和压力，以保护或 恢复湿地的结构和功能。 然而，由于许多湿地公园设计师缺乏对湿地生态系统独特生态特性的认识 以及相应的生态学理论研究的缺位，导致湿地公园设计上的盲目性甚至在一定 程度上单纯地沿袭传统的园林设计理念，将湿地公园建设的重点偏向于对湿地 第一章绪论 休闲娱乐价值的利用，而忽略了对湿地结构和功能的保护与恢复。湿地公园作 为一种大范围、高强度的湿地资源利用方式，如果不按照生态学规律加强对湿 地资源的保护或恢复，而是无章法、无理论指导的盲目建设，可能会成为一把 双刃剑对湿地系统造成新一轮的破坏，其后果的严重程度是不堪设想的。 本文以期将生态恢复的理论引入到湿地公园的设计和建设中，即在生态学 家和湿地公园设计师之间架起一座桥梁，从保护与恢复湿地资源的角度为湿地 公园的设计提供一定的理论指导，即利用生态学理论知识，实现湿地公园理性 化设计。 1 2 3 深化生态恢复理论体系的研究 生态威胁是当今世界与战争威胁同等严重的全球三大威胁之一阳，而生态恢 复是解决当前全球自然生态、经济生态和人文生态退化等威胁的基本手段，因 而孕育着巨大的研究和应用前景。e r i ch i g g s 认为生态恢复是该领域内一切实践 活动的总和，其研究实施内容以及相关的影响因素包括：恢复生态学理论，自 然科学技术理论，与实践活动密切相关的政治、经济、文化等层面的影响，以 及所有参与人员的素质和水平呻1 。对于目前生态危机，生态恢复体现出了极大的 理论指导价值和实用性，然而与其他几乎所有的新兴生态学科类似，生态恢复 理论还存在着很大的发展空间，需要在实际应用中不断的探索。 通过对湿地生态恢复的相关研究完善生态恢复理论，也是本文研究的重要 目的之一。面对国内日益高涨的湿地公园建设浪潮，在生态恢复的大背景下对 湿地公园进行的研究，不但可以保护珍稀的湿地生态系统，使湿地公园设计更 加理性化，而且可以将湿地公园设计理论的研究成果反馈生态恢复理论，以湿 地生态系统恢复模式的研究为契机，对生态恢复模式展开一种全新探讨，并对 生态恢复的理论做出进一步的扩充，从而促进对生态恢复理论体系的研究。 第三节国内外相关研究进展情况 1 3 1 国外相关研究进展 由w j m i t s c ha n dj g g o s s e l i n k 合作撰写的( ( w e t l a n d s ) ) ( 湿地) 和由r o b e r t 4 第一章绪论 h 1 k a d d l e 撰写的( ( t r e a t m e n tw e t l a n d s ) ) ( 处理的湿地) 代表了当代国际湿地理 论综合研究的最高水平，这些著作基本建立了湿地科学理论体系的主要框架， 是湿地功能与应用技术最权威的著作。随着研究的进一步加深，湿地恢复已经 不再局限于单个湿地保护区和独立湿地试验的狭隘认识，而是从景观和生态系 统范围的保护与管理，进行跨地区与全球范围的相互合作。美国、加拿大、澳大 利亚、德国、英国、瑞典均深入开展对湿地恢复的研究，最为成功的是美国和 澳大利亚人工湿地构建以及佛罗里达大沼泽地退化湿地恢复与重建研究。概括 起来，国外相关研究主要可以分为以下两个大的方面： ( 1 ) 利用景观方法( 1 a n d s c a p ea p p r o a c h ) 进行湿地恢复研究 j e g r a y s o n ( 1 9 9 9 ) 认为应该合理的管理干扰( d i s t u r b a n c e ) ，将湿地恢复到一 种半自然的状态( s e m i - n a t u r a lh a b i t a t s ) n 帕。c h a r l e ss i m e n s t a c l 等认为湿地恢复正 在从单个的实验田恢复迅速的扩展到景观水平上的设计和恢复，令人满意的恢 复方法是公园化恢复( g a r d e n i n ga p p r o a c h ) 1 1 od a l e w h i t e 等( 2 0 0 5 ) 开发了一种 基于g i s 技术的模型，来预测美国俄亥俄州某河流整个流域系统湿地恢复的可 行性( s u i t a b i l i t y ) d 2 。s t e p h e nc n e w b o l d ( 2 0 0 5 ) 提出了一种水利模拟和景观设 计模型，对湿地恢复进行优先次序排列n 引。e s b e r n h a r d t ( 2 0 0 5 ) 和其他2 0 多位 学者研究建立了美国河道恢复的数据库，以便于研究决定恢复成功的关键性因 素是什么u 劓。g e o f f r e yj s y m e 根据心理策略学和人类行为的特点，对湿地的面 积和湿地公园的结构进行了研究n 射。 ( 2 ) 从深度和广度上对人工湿地的深化研究 一些发达国家的水环境治理，大体经历了三个阶段：即从侧重于工程经济 治水阶段；到着重于污染控制和水质恢复的保水阶段；直到现在着重于生态恢 复，追求河流自然化、人文化的综合管理及可持续利用的亲水阶段。人工湿地 的研究是亲水阶段的典型。人工湿地模拟天然湿地的结构和功能，一方面可以 用来净化污水，另一方面能有效的提高城市中的绿量、丰富城市中的生态景观。 由于人工湿地具有重要的研究价值，在国际范围内开展了深入的研究，以期能 扩大人工湿地的使用范围及其功能。 北美湿地工程公司( n a w e ) 开发了循环流湿地工艺和通风强化床工艺，使 得人工湿地污水处理技术可以在冬季温度较低的地区或污水浓度较高的情况下 使用。c r a i gs c a m p b e l l 等将人工湿地净化水体的作用与其美化环境等多种功能 融合在一起，以充分发挥土地、林荫道、野生动物走廊和缓冲地带的综合功能6 1 。 5 第一章绪论 美国国家环保局的j n c a r l e t o n ( 2 0 0 1 ) 尝试计算天然或人工湿地在雨水管理应 用方面的标准化数据，为将来的设计提供参考n 。美国佛蒙特州大学的j o h nt o d d ( 2 0 0 3 ) 等研究了在湖面上漂浮移动的人工湿地污水处理技术以及在室内设立 的人工湿地污水处理系统，均取得了较好的处理效果。瑞典b a r h e i m e f ( 2 0 0 4 ) 提出调整农业耕作方法和建立人工湿地的方法，来达到控制河流富营养化的目 的n 8 3 。 1 3 2 国内研究进展 1 3 2 1 湿地生态恢复研究 我国对湿地生态系统的恢复一直在进行相关研究，近2 0 年来，我国对东湖、 巢湖、滇池、太湖、洪湖、草海、保安湖、鸭儿湖、白洋淀等浅水湖泊的富营 养化控制和生态恢复也进行了大量的研究，获得了许多成功的经验。其中，最 为成功的例子是贵州威宁的草海：1 9 7 0 年曾排水疏干草海，湖中的鱼类和水生 昆虫等几乎绝灭，所剩水禽也寥寥无几，自然生态失去平衡；1 9 8 0 年政府决定 恢复草海，实施蓄水工程，恢复水面面积2 0 k m 2 ；目前生物物种以得到恢复，黑 顶鹤、白头鹤等1 6 种国家一、二级保护鸟类的数量日渐增多，湿地恢复效果良 好被国外专家视为中国湿地生态恢复的成功典范n 9 别。 对于湿地恢复的研究主要集中在对植被的恢复、对典型动物的恢复以及对 湿地结构和功能的恢复，通过湿地生态工程，建设高效复合的生态系统。崔保 山等认为所谓湿地恢复，是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进 行修复或重建，再现干扰前的结构和功能，以及相关的物理、化学和生物学特 性，使其发挥应有的作用。具体的实施手段包括：提高地下水位来养护沼泽， 改善水禽栖息地；增加湖泊的深度和广度以扩大湖容，增加鱼的产量，增强调 蓄功能；迁移湖泊、河流中的富营养沉积物以及有毒物质以净化水质；恢复泛 滥平原的结构和功能以利于蓄纳洪水，提供野生生物栖息地以及户外娱乐区等 方式心。唐娜等通过以恢复水文条件为核心的技术措施，对恢复黄河三角洲芦 苇湿地的恢复进行了研究心羽。彭逸生等对红树林湿地恢复进行了综述研究乜羽。 李晓文在对涨渡湖区湿地恢复生境改造规划设计的基础上，以该区域越冬水禽 生境为标准，分析了涨渡湖区湿地恢复与生境改造所导致的水禽生境适宜性变 化心钔。严梅芳等分析鸭绿江口湿地恢复对迁徙涉禽保护的影响心6 1 。丁玉华等从 6 第一章绪论 1 9 8 6 年开始，在南黄海湿地开展恢复麇鹿野生种群的研究，进行了种群动态监测 并编制麇鹿生命表啪1 。为了恢复合理利用湿地，王克林( 1 9 9 8 ) 提出了洞庭湖 的湿地景观结构和生态工程模式，设计了浅水水体农业、过水洲滩和渍水低湖 田等不同类型湿地的生态工程模式n 引。熊鹰等对洞庭湖区湿地恢复的生态补偿 效应进行了评估2 。 1 3 2 2 湿地公园的研究实践 根据湿地公园的结构特点，目前国内的湿地公园大致可以将其分为两类， 即天然湿地公园和人工湿地公园，前者较多的保留了天然湿地的结构和特征， 如西溪国家湿地公园；后者是在已经消亡的湿地或异地恢复与重建的湿地生态 系统，如成都活水公园。在湿地公园建设浪潮高涨的同时，对湿地公园的相关 研究也成大幅增长的趋势，2 0 0 0 年前湿地公园的相关文章发表数为o 篇，从2 0 0 1 年章怡维发表文章：园林设计师手记之十四：建个湿地公园如何开始湿地公 园的研究成指数级增长，到2 0 0 8 年初已经可以检索到1 9 7 篇论文，包括博士学 位论文2 篇，优秀硕士学位论文1 8 篇。 其中有典型代表意义的包括：钱海龙( 2 0 0 8 ) 根据上海崇明东滩湿地公园 的营建实例，对盐碱地绿化建设技术进行了相关探索，并总结出了适合盐碱环 境的湿地植物啼1 。吴悦等( 2 0 0 7 ) 等对位于银川市的鸣翠湖湿地公园的旅游资源 进行了评价。陆健健等( 2 0 0 7 ) 认为湿地公园是湿地生态恢复的一种有效途 径和主要模式，是湿地保护体系的重要组成部分；其主旨在于培育自然资产， 拓展环境容量；在发挥湿地多种生态服务功能的同时，满足人类社会经济发展 的需求啪1 。杨姿新等以湛江绿塘河湿地公园为案例，探讨了城市湿地公园植物 配置在规划设计及施工管理过程中的关键技术，提出多样的湿地植物群落种植 模式、乡土化植物材料选择、因地制宜的植物空间布局和精细的施工技术等修 复保护措施啪1 。薛亮等( 2 0 0 7 ) 以层次分析法为主要研究方法，综合考虑湿地 公园对城市生态安全的影响，建立了湿地公园对城市生态安全影响评价指标体 系口。黄新民等分析了拟建的湖南东江湖国家湿地公园的资源( 产) 与服务功 能体系，主要包括物质生产、生态、旅游休闲功能和科研文化功能4 个方面， 并对其价值进行了定量估算羽。建设部副部长仇保兴2 0 0 6 年在风景园林中 发表文章，阐释了城市湿地公园的社会、经济和生态意义口羽，并且认为，通过 湿地公园的建设使水在建筑中间循环利用，水在小区里循环利用，水在城市中 7 第一章绪论 循环利用，水在城市与大自然之中的良性循环利用，这四层次水循环利用是微 观和宏观水循环利用的有机结合，是每一个城市所要努力的万向，同时也揭示 了城市湿地作为“大地之肾 在水资源循环利用过程中的重要作用。 我国在“七五 期间已开展了人工湿地的研究，1 9 8 7 年，天津市环境保护研 究所建成我国第一座芦苇湿地工程，处理规模为1 4 0 0m 3 d - 1 ：1 9 9 0 年，华南环境 保护研究所建成深圳白泥坑人工湿地示范工程，以及近年来沈阳市马官桥污水 生态处理厂，都是人工湿地污水处理的典型范例，另外北京昌平、山东荣城、深 圳、温州等地也建成了不同规模的人工湿地污水处理工程，用于处理生活、生 产污水，改善水体环境，均取得了较好的效果。 1 4 1 主要研究内容 第四节研究内容和技术路线 本文研究内容主要可以分为四个部分： ( 1 ) 从宏观层面上，对湿地公园生态恢复模式及其恢复目标进行宏观的定 位和把握，一方面可以使公园设计和工程实践有的放矢，另一方面通过对湿地 生态系统生态恢复模式的研究可以回馈生态恢复理论研究，使其更完善更科学。 ( 2 ) 在中观层面上，结合湿地生态系统的复杂性和公园功能的多元化，探 讨在湿地公园设计过程中应用生态恢复理论的必要性；同时有针对性地选取几 个核心理论，并对其在湿地公园设计中的应用进行探讨，从而使湿地公园真正 具备或实现对生态系统的保护和恢复功能。 ( 3 ) 从微观层面上，在上述宏观定位把握和具体理论指导之下，根据湿地 公园的不同功能分类，对湿地公园在设计过程中的重要参数进行选择和界定。 ( 4 ) 最后画龙点睛，湿地公园作为一种保护或恢复湿地系统的重要模式， 除了其设计理念不同于一般的游园或自然保护区之外，在维护和管理方式方面 也有必要进行相应的创新，以作为与上述保护或恢复性设计理论的呼应和整体 升华。 第一章绪论 1 4 2 技术路线 点模式 线模式 面模式 多维立体模式 湿地特殊性 复多 锤 修 公园功能复杂叫必要性 生态系统不确定性 恢复生态学 景观生态学m 理论概述 基础生态学 湿地公园面积 湿地公园结构与布局 国家级湿地公园纳入城市 基础设施管理体系 中小规模湿地公园由房地 产商运营管理 湿地公园恢复模 式及目标确定 生态恢复具体理论对 湿地公园设计指导 基于理论模式下的湿地 公园设计参数确定 湿地公园维护与 管理创新 结论与创新点 9 复多 琵 修 哩 论 具 体 直 用 基础模式 核心模式 终极目标 点模式 线模式 面模式 多维立体模式 岛屿生物地理学理论 边缘效应与中度干扰理论 景观连接度与渗透理论 设计与自我设计理论 物种选择 工程设计指标 应用p p p 模式公私合 营共同管理 第二章 多层次生态恢复模式在湿地公园设计中的应用研究 第二章多层次生态恢复模式在湿地公园设计中的应用研究 第一节多层次生态恢复模式探讨 2 1 1 现阶段生态恢复理论及实践模式中存在的问题 2 1 1 1 恢复理论有待深入和完善 生态学及其分支学科恢复生态学为生态恢复提供了理论知识背景，恢复生 态学的理论研究和生态恢复的工程实践被认为是目前该领域研究的两极，前者 是概念上的恢复( c o n c e p t u a lr e s t o r a t i o n ) 而后者则是实践上的恢复( p r a c t i c a l r e s t o r a t i o n ) 1 ，这两者之间存在着密切的联系，但又不完全等同于理论与实践 的一一对应关系：许多恢复生态学中的理论未能在生态恢复的实践中得到较好 的实践，而生态恢复实践工程又因缺乏充足的理论指导而不能得到完善的贯彻 实施，这种矛盾一度成为阻碍生态恢复成功实施的关键影响因素。 同时，将恢复生态学等生态学理论作为生态恢复实践的唯一指导理论有失 妥当。作为生态学的分支理论，恢复生态学更多的是对自然生态系统过程及其 功能的研究，较少考虑到人类以及社会经济的因素口1 ；而生态恢复作为一项涉 及范围广、综合性强、时间跨度大的实践工程，仅仅依靠自然科学的指导还远 远满足不了工程实践的要求，必须要考虑到社会经济学的理论；并且在生态恢 复的实践过程中，人类不但是恢复项目的设计者和引导者，而且是恢复的参与 者，甚至人类作为社会经济自然复合生态系统的重要组成部分而成为被恢复的 对象之一。恢复生态学没有考虑或较少考虑社会经济和人的因素，因此不足以 为生态恢复这一项庞大的技术工程提供全部指导理论。 因此，加强生态恢复的理论研究，尤其是加大对社会经济等层面理论研究 的力度，扩大生态恢复的理论根基，成为促进生态恢复实践成功的关键因素。 2 1 1 2 恢复目标和模式偏于静态 一个明确的、切实可行的恢复模式和恢复目标是成功完成每一个生态恢复 项目所必需具备的条件。目前生态恢复主要可以分为以下三个模式：( 1 ) 对物 1 0 第二章多层次生态恢复模式在湿地公园设计中的应用研究 种的恢复，最初起源于保护生物学；( 2 ) 在生态系统或景观层面上，对生态系 统结构和功能进行的恢复，最初起源于地理学和景观生态学；( 3 ) 对生态系统 为人类社会所提供的服务价值进行恢复汹3 。这三种模式分别有独立的起源和发 展，在具体实践中也是相互独立，并且偏于静态而没有呈现出一种发展变化的 趋势，这三种模式与生态恢复实践工程的关系可以用图1 来表示。 图2 1 当前生态恢复模式 m a r ka ( 2 0 0 0 ) 认为目前生态恢复模式存在着一个重要的缺陷是恢复的目 标通常趋于静态：将生态系统通过技术恢复到未退化前的某种状态，并期望通 过后续管理使其保持该状态。然而自然界的发展规律极少是静态的，生态系统 也永远处于发展变化中，这就导致了生态恢复也需是一种动态的过程，偏静态 的生态恢复模式不符合自然发展规律怕7 1 。 因此当前的恢复模式偏于静态，不足以涵盖生态系统和生态恢复工程丰富 的内涵，按照这种模式进行的恢复工程必然存在着很大的局限性，这也是目前 许多生态恢复项目失败的原因之一。按照发展的观点，提出一种动态的、连续 的恢复模式是提高生态恢复项目成功率的必然选择。 2 1 2 多层次生态恢复模式的构建 基于当前生态恢复理论欠缺和模式相对不完善的现状，并在总结归纳实践 经验的基础之上，本文提出一种新的生态恢复模式，一方面将社会、经济、政 治和文化等因素与生态恢复的科学技术综合考虑，共同作为指导生态恢复实践 的理论；另一方面根据发展的观点，将生态恢复的实践模式由开始启动阶段到 恢复终点自下而上串联成一个相互独立而又彼此联系的发展式恢复模式，每一 个模式都是恢复的步骤和层次之一，相互连接、层层递进共同构成恢复的全部 内容。根据生态恢复的不同层次和阶段，将生态恢复实践分为四种阶段性子模 第二章 多层次生态恢复模式在湿地公园设计中的应用研究 式，其形象的表述为“点”模式、“线”模式、“面 模式和“多维立体”模 式，这四种模式相互联系，并呈递进发展的关系，见图2 2 。 _ 、 厂、 ：蚓黼动卜 “点”“线”“面” “多维立体” 一蝴复燃： 模式 模式 + 模式 _ -模式 图2 2 多层次生态恢复实践模式 ( 1 ) “点一模式 “点”模式是在物种层面上对退化生态系统进行的生态恢复。对物种层次 的研究是较为基础的恢复阶段，其中对植物恢复的研究较为普遍，具体的研究 和实践内容可以集中在以下几个方面： 选择能够适应特定区域环境的物种，并在时间和空间层面上进行合理的 乔灌草搭配。这方面已经开展了广泛深入的研究，其中较为具有代表性的有： 包志毅( 2 0 0 4 ) 等根据工业废弃地及其污染物的种类和特点，有针对性的提出 了适用于工业废弃地恢复的植物，对固氮植物、先锋植物、超富集植物、外来 种以及乡土种的情况进行了一一分析啪3 ；于长青等针对北京市门头沟区西山采 石矿场生态恢复的实际研究，提出了一年生草本植物狗尾草、牛筋草等重要建 群种，荆条、胡枝子等灌丛群落，以及椿树、榆树等乔木的乔灌草合理搭配m 1 。 有些物种层次恢复的研究还受到了遗传学和进化论思想的影响，认为要实现恢 复目标，首先要了解当代各物种的遗传结构，即遗传多样性的空间模型m 1 。 加强对参照系植被组成与生态因子的研究。人工干预下的植被恢复只能 在遵循其内在自然规律的基础上改善其中某个或某几个因子，从而改善其生存 环境，促进植被的自然繁衍、演替，使整个生态系统向良性方向转化h 。这就 要加强对参照系的研究，选择合理的参照系，按照参照系的物种组成结构和环 境特点来组织设计植被生态恢复的具体步骤。一方面加强对本土植物组成及其 搭配的研究，谨慎对外来种的选择；另一方面要研究参照系中出现的生态因子， 对于关键因子要在恢复生态系统中完全保留，非关键因子和没有出现的物种要 慎重选择。 ( 2 ) “线一模式 “线 模式是根据生态系统内部的食物链、能流、物流以及营养级等相互 1 2 第二章多层次生态恢复模式在湿地公同设计中的应用研究 关系对退化生态系统进行的恢复，即在通过“点 模式对物种进行恢复的基础 上，加强对生态系统中物种组成结构及其相互关系的研究，以期通过恢复或重 建物种之间的各种相互关系，加快恢复的速度、提高恢复的质量。“线”模式的 内容及其实施的具体步骤包括以下几点： 对于栖息地的恢复 “梦境 假说( t h ef i e l do fd r e a m sh y p o t h e s i s ) ( 如果建造了物种所需要的 栖息地，它们自然就会迁徙而至) 表述了栖息地在生态恢复中的重要性。这个 假说最有力的