杭州西溪湿地生态系统的保护与修复

杭州西溪湿地生态系统的保护与修复

1东南角思想湿地—杭州西溪湿地简介杭州西溪湿地1）位于杭州城西，西湖流域之间只有一座峡谷。它是目前中国大城市中罕见的城市湿地，被称为“城市肾”。本研究的湿地范围东起紫金港路绿化带,南至老和山山麓,西接绕城公路绿化带,北至余杭塘河,涉及五常乡、闲林镇的两块湿地水网区域,面积约为76.96km2。其核心区域是占地1万多亩的沼泽地(图1)。西溪湿地内水网交错,河塘重叠,芦苇茂密。湿地内河港、池塘、湖漾、沼泽等水域面积约占总面积的70%左右,其中滩地20余处;6条河流流经湿地,总长110多km;大小鱼塘2770多个,重叠交错呈“鱼鳞状”。图2为西溪湿地航拍图,清晰地展示西溪湿地独特的肌理特征。“东晋发现,唐宋发展,明清全盛”的西溪湿地经过人类1600多年来的干预和利用,已成为典型的次生湿地。先人们在湿地上开荒种地,围塘养鱼,沿塘种树,已经改变了湿地原生的地形地貌,形成了新的次生湿地生态系统。次生湿地上人类干扰从未间断过(表1)。这样的生态系统不像原生生态系统那样完全排斥人的介入,在合理的限度内人的活动不仅不会干扰次生湿地的生态系统,反而是实现其生态、社会、经济价值——“人地共生”的途径。2从“人治化”到“文化网”受到上世纪80年代至今的城市扩张的影响,西溪湿地的生态环境遭到严重破坏。原先完整的湿地自然地貌的面积日渐萎缩(由原来的50多km2,缩减到现在的10.08km2)。图3反映了从1980年至2003年西溪湿地上“人进水退”的状况。在西溪湿地上,不恰当的人为干扰是引起湿地生态环境恶化的最主要原因。居民在湿地上随处倾倒垃圾;当地居民的生活污水无序排放;自建民居侵占水域;城市绕城高速公路穿越湿地,成为景观和生态流的阻碍……(图4、5)。为了保护杭州的“城市之肾”,西溪湿地生态系统的修复工程已经启动。2005年2月2日—第9个世界湿地日,杭州西溪湿地被国家林业局批准为中国第一个国家湿地公园2)。公园于2005年5月1日正式对公众开放。通过一系列的生态修复措施,公园所在湿地的生态、景观、环境等都得到了极大的改善(图6)。然而,西溪湿地公园的建设并不仅仅是西溪湿地保护的全部内容。公园以外的湿地环境还没有得到相应的保护和修复。我们需要找到一条合理的途径来全面保护湿地的生境。3生态工程与景观界面西溪湿地是自然—社会—经济复合的生态系统,在这个系统的运行过程中,无时无刻不在体现着整体原理、自生原理和平衡原理,这些原理是生态工程学的基本原理,属于生态工程学研究的范畴。我国生态学家马世骏教授提出:生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理,结构与功能协调原则,结合系统分析的最优化方法,设计的促进分层多级利用物质的生产工艺系统,生态工程的目标是在促进自然界良性循环的前提下,充分发挥资源的生产能力,防治环境污染,达到经济效益与生态效益同步发展。在西溪湿地这块典型的次生湿地上,根据生态工程学原理,其可实施度很大。为了更加方便地研究湿地复合生态系统的特征和发展规律,我们需要在景观尺度上找到相当的语汇来表述。在景观生态学的领域中,找到的契合点就是景观空间格局和景观形态设计。这两个方向,是可以用景观、规划甚至建筑语汇来表达的。综上所述,我们构建出如图7的理论框架。4斑块的基本特征面对西溪的美景,我们更容易用感性的思维去欣赏,而科学的研究是要理性思维和逻辑推理的。基于以上提出的理论框架来解析西溪湿地的景观空间格局特征,笔者采用了网格分析和数理统计的方法。根据2000年杭州西溪湿地航拍图,在图上画出300m×300m的网格,每个网格再平均划分为8×8=64个单元格。按照水面面积比例的不同,将这些单元格分成五种类型,并用不同深度的颜色在图上表示出来(图8),西溪湿地呈现显著的块状景观空间格局特征。不同特征的单元格以不同规律聚集在一起,形成了不同性状的斑块,用统计数据来表达(图9,表2)。在64个单元格中,如果一类格数量较多,说明该斑块中水面分布较为集中,明水面积较大;如果二类格或三类格数量较多,则水面分布较均匀且量多;如果四类格数量较多,则该斑块以农田地貌为主或水面面积较少;五类格的数量说明了该斑块内建设用地所占比例较大。在图上我们清晰的看到:斑块一位于湿地最西面,也被称作闲林湿地。斑块中明水面积较大,水塘与河流水面的分布较为均匀,农田用地和陆地面积相对较少。村镇建设用地占用近20%的用地。斑块二介于斑块一、三之间,属于过渡性斑块。该斑块内的水面所占比例在七个斑块中是最少的。该地建设用地并不多,以农业种植为主,农业用地占近50%,城乡公路从中穿过。斑块三紧邻斑块七,与斑块七在水面分布特征上也很接近,只因高速公路从两者间穿过,被人工划分为两处,在制定保护和修复策略时也要考虑高速公路的影响。此处也称为五常湿地。斑块四位于五常湿地北侧,是容易被人忽略的一块湿地区域。此处明水面积不大,农田较多,建设用地以靠高速公路沿线分布较多。斑块五与四特征接近,也相互近邻,一条河流及其沿岸分布的住居将两者分开。建设用地较斑块四多,分布不集中,与水塘交错在一起。斑块六与斑块二性质接近,为过渡性斑块,介于斑块四、五和斑块七之间,是湿地天然的缓冲带。斑块七是所有斑块中面积最大,水面积比例最大的区域。该斑块位于西溪湿地核心保护区,也是湿地国家公园所在地。该斑块内明水面积大,且分布较均匀;有少量农田;建设用地多为当地民居,面积不大,但分布较集中在湿地核心位置。5景观地图上的位置湿地上显著的块状景观空间格局特征是实行湿地保护的基本依据。我们据此勾画出西溪湿地自然保护区分区示意图(图10)。西溪湿地自然保护区中包括:一级核心保护区、二级核心保护区、生态缓冲区、保护性开发区、外围景观保护区、旅游区域六个层次。在西溪地图上的对应位置如图11。每个保护层次有不同的生态合理容量,人类活动应受此条件的约束,适度开展,如果不遵守这个约束,湿地的生态环境必将继续恶化。5.1缓解生态压力即西溪湿地国家公园所在地。西溪湿地核心区生态环境修复并没有一味的去增加湿地面积,扩大水面与陆地面积比例,主要采取了迁出居民、减少建设用地、补充绿化、减轻人为干扰的方法来缓解生态压力。这种方法是针对湿地核心区生态问题的本质:人类干扰太过严重,生态环境已经急剧恶化所采取的。目前看来,取得了良好的效果。由此可见,湿地生态环境恢复没有定则,湿地自然保护区的格局和形态都要适合当地湿地自身的特征。这一判断只是阶段性的,随着时间的推移和工程进展,需要进一步的跟踪研究方能得出更科学的结论。5.2保持渔农耕种的生产方式,体现当地居民的人文关怀位于一级核心保护区西面,块状分布明显,斑块间距离不大,沿南北向排列,包含五常、闲林湿地水网。这块湿地上,大多数居民还在继续从事渔业、农业(图12)。此区域内可继续保持渔农耕种的生产方式。渔业和农业是人与自然互惠的生态工程,这样做,不仅能保护生态环境,而且人类能从中获利,产生湿地的生产效益。每年的秋季,西溪湿地的火柿节都会吸引众多的游客,这个传统延续至今,很有地方特色。其次,西溪湿地是次生湿地、农业湿地,桑基鱼塘是它1600多年来形成的特有风貌。湿地公园由于管理的局限,只能把渔农耕种的风情风貌作为展示品般陈列,农民已经散失了在土地上耕种的权利。而在五常和闲林湿地上,这是活生生的生活场景。相信在不久的将来,这些渔农耕种地将成为西溪湿地旅游的另一路径。保持渔农耕种的生产方式也体现了对当地居民的人文关怀:湿地上的居民不用卖地搬迁,离开世代居住的地方,也不用放弃维持生存的土地。在这个区域内不提倡再增加建设用地,而当地居民的住宅可以在统一规划下进行一定的改造和外观修整。5.3增设生态过渡区生态缓冲区一般位于核心保护区外围,作为核心区的屏障,保护核心区不受人为的干扰。在西溪湿地的保护中,由于人为干扰在次生湿地中的必然存在,生态缓冲区成为了生态过渡区,也起到了生态保护的作用,保证湿地不受城市发展的侵袭。在这个区域内不允许居住区建设和城市设施建设。但为了配合湿地公园的开设,适当的科普和旅游设施已经在这里营建。建筑形式符合公园总体风格,且均为低层。5.4保护的意识保护性开发区,位于生态缓冲区和二级核心保护区外围。这个区域内,城市建设和湿地保护势均力敌,要把握开发的尺度。在经济利益的驱使下,湿地保护往往容易被忽略。区域内没有明显的湿地地貌特征,更易使得人们失去保护的意识。实际上,考察各地湿地保护的实践中,留出这样一个保护性开发区,如同公路的减速墩,使得城市建设在接近湿地时减速,直至停止。从生态和景观上考虑,湿地肌理最好是与城市肌理交融,用柔软的边界来过渡,以形成丰富优美的城市意象。图13为此区域内的浙大紫金港校区平面,校区内至今还保留有湿地自然地貌,湖面是利用原有水体产生的。水系环绕的校区延伸了湿地意象。校区至今还保留着部分湿地沼泽,不允许人随意进入。当然这是因为有大学校园这样的载体才能保留如此的水体和沼泽,如果是居住区可以适当借鉴这样的做法,而不必拘泥于形式,一定要做出大面积的水体。5.5保护区域内的建设顾名思义,这个保护区域将注重景观的保护,保护在区域内的建设不会影响到湿地的景观。这个保护区域内需要限定的是建筑物的高度,保证人在湿地远眺时视线不被突出的构筑物遮挡。6透射出生态工程作用于湿地生态修复中的具体做法景观形态设计涉及从中观到微观的层面,较之景观空间格局,增加了建筑、场地设计语汇的表述方式,可以从中透射出生态工程作用于西溪湿地生态修复中的具体做法。6.1围堰池塘景观西溪湿地以“千塘百堰”的地理形态为其主要特征,而这些“鱼鳞状”的水塘并不是天然形成的,而是长久以来人们围堰养鱼的结果。分割池塘的是纤细的堤岸,高出水面不过1米,堤岸时断时续,一些毗邻的池塘因此连成一气,形成“珠箔银屏迤逦开”的丰富景观层次。湿地内也有清晰的较宽阔的河道以及蜿蜒曲折,窄小幽暗的河道。水岸多样,概括起来可以分为:池塘垂直驳岸、河道驳岸、开阔河岸护坡3类(图14)。6.2交界面为生态敏感区域尊重湿地原有的水岸水形是我们做界面处理的基础。构筑物与水的交界面为生态敏感区域,是需要特定生态设计手法来处理的。这里首先解析西溪湿地上原有的交界面模型,通过分析、演绎获取更多的发展模型,同时也展示了分析、演绎的方法,以供后续研究。6.2.1湿地公园形态模型的处理手法西溪湿地上的旧有民居有多种类型,居民将多年临水而居的经验凝结在不断变换的界面处理上(图15)。从中,我们提炼出形态模型A.B.C。湿地公园中不乏新的形态的建筑和界面的处理手法,如模型D。在湿地二级核心保护区域内,为了适应新的生产生活的需求,农民自己新修了二楼的房屋,在河道驳岸上见缝插针种上了蔬菜:如模型E。6.2.2两两重叠得到的新形态解析的原始模型两两结合可以发展出更多种适于湿地的交界面形态(图16)。表中形态为A—E中两两分别重叠得出的新的形态。以此类推,其中三者或四者结合也将形成新的形态;将驳岸改为生态缓坡,将得到更多新形态……以上形态可以作为在西溪湿