景观生态设计方法探讨

景观生态设计方法探讨

【摘要】从技术层面上看,采取正确与有效的设计方法和手段将城市活动对生态环境的破坏降到最低水平,并在此过程中达到将原本遭受破坏的生态系统恢复的目的,越来越成为设计工作中的主导思想。以西部地区黄河首曲玛曲县高寒湿地景观为例,基于对其格局演变的分析,研究湿地景观的生态设计方法。

【关键词】黄河湿地;功能;湿地景观;生态设计

森林、海洋以及湿地共同构成三大生态系统,在这三个生态系统中,湿地能够将涵养水源以及为生物多样性提供重要保护等诸多重要的生态功能有效地发挥出来。不过,与我国社会经济以及科学技术的迅猛发展及日益进步相伴随,近年来,在城镇化和土地利用方式合理性欠佳、气候变化明显而又无规律等各种相关因素的影响下,湿地景观出现了破碎化的问题。现如今,我国黄河流域的生态保护及优质发展已经上升到国家战略的高度,强调要加大力度做好对黄河流域生态的大保护以及大治理[1]。在环境中,景观是具备普遍价值且可以被人的视觉感知到的一类物质形态综合体,它其实是人和自然两者之间相互协调及作用的结果,可以彰显人类的文化及创造力,在一定程度上是人类理想及希望的体现。景观可以对美进行传递,给人以美的体验,为人的精神生活提供服务,亦对人的生活品质产生积极影响。现如今,科学技术呈现出迅猛发展之势,技术的支持力也愈加强化,在此背景下,景观设计也被理解为和产品设计相类似,优美的自然景观以及自然因子则被视作背景支撑。也正是受此观念的影响,景观设计与应用在一定程度上演变为人们基于对现代化科学技术的有效运用,采用集中、集成的方式和手段获得食品、燃料、水以及建筑材料,并在此过程中产生很多废弃物。很显然,这些生产与消费行为并没有受到应有的管制,它们是在市场经济的引导之下得到鼓励的行为,但这显然与科学性和合理性要求不相符,然而却成为时下经济社会发展中比较流行的形式,在一定程度上造成了人们所面临的环境问题的加剧。

一、湿地功能

在人类各项活动的开展中,湿地是最为重要的一类环境资本,不仅如此,它还以自然界中非常重要的生态系统形式之一而存在,表现出非常明显的生物多样性特点。湿地中的很多资源都非常宝贵,它们可以将自然生态系统中很多无可替代的生态服务功能有效发挥出来,可以在很大程度上为生态安全提供保障,对于可持续发展目标的实现具有积极的支持作用[2]。

(一)生态功能

1.蓄水防洪与净化水质。这是湿地所具有的非常重要的一种功能,针对降水季度与年度分布均衡性比较差这一情况,天然和人工湿地都可以很好地将调节作用有效发挥出来,可以对足够多的雨水进行储存,同时对洪水灾害现象的出现加以规避,最大限度地保证水源处在一个稳定的状态之下。另外,湿地还能对污染物进行降解处理,将净化环境的作用有效发挥出来,例如香蒲以及芦苇等湿地中的植物都已经在污水处理中得到成功的应用。如果有工业生产中排放的污染物或是其他类似物质甚至是有毒有害物质进入湿地,湿地可对其进行物理、生物以及化学等处理,让它们完成沉淀、降解以及转化等相应过程。

2.保护生物与遗传多样性。生物多样性为人类社会的生存与发展提供重要的基础条件,对生物以及遗传多样性进行保护,在生态建设中发挥着尤为重要与特殊的作用。在生物多样性的维护上,湿地所处的地位十分重要,对于很多的野生动物而言,它们的生存以及繁衍都在很大程度上以湿地为支持,依赖性非常明显,生物多样性的程度越高,生态系统的稳定性也会基于这一支撑而越高。可以说,湿地在生物种群生存、筛选以及改良等方面的积极意义都堪称显著。

3.对区域气候进行调节。湿地会在一定程度上对小气候产生影响,其蒸发作用可以对所在区域湿度以及降雨量予以保持,可为区域条件的稳定性提供保证,优化区域环境质量。若湿地遭受破坏,会在一定程度上导致区域的降雨量降低,受此影响,区域内空气会变得干燥。

(二)景观功能

1.美学价值。湿地中的各种自然和人工景观会在很大程度上让人感受到视觉上的壮观及美丽,自然而又宁静的环境可以陶冶人们的情操,净化其心灵,对于人们文化修养的提升具有不容忽视的积极意义。

2.区域文化载体。在人类历史以及地理环境的变迁过程中,湿地以物质与精神文化遗产的形式而存在。湿地景观的建设常常会将当地的历史、民族、园林、建筑以及宗教等各种各样的文化蕴涵其中,它们的景观价值有着显著的独特性特点。

3.湿地可以为多种活动的开展提供场所。湿地能够将很多娱乐休闲功能发挥出来,让当地居民和游客开展垂钓、划船、标本采集、写生、健身以及自然观光等一系列活动,让人们重新返回自然环境之中,使其生产生活过程中嘈杂、喧嚣的精神心理压力得以缓解。

4.为科普教育提供重要场所。我国有很多非常珍惜甚至是濒临灭绝的鸟类都选择在湿地繁殖、栖息与迁徙,在一定程度上,湿地的存在为人们观察鸟类生态行为提供了便利,有利于人类更好地了解鸟类的迁徙路径,同时,在持续性的观察及分析中让他们更好地掌握鸟类生态以及生物学规律。从规模上来看,湿地特别是城市湿地能够为课外教育活动提供大型、中型与小型的场所,基于自然历史博物馆的建立,或者是组织人们进入湿地进行现场考察,能够对他们开展关于湿地的宣传教育活动,丰富其自然科学知识,让其更好地树立起并不断提升热爱与保护自然的意识。部分湿地由于保留着以往及现在生态过程的痕迹而被研究人员作为重点考察对象,他们对湿地环境进行密切监测,并分析与总结其变化趋势,同时,还围绕区域的热岛效应以及对照实验展开深入的研究。目前部分湿地物种在或大或小的程度上将生物进化以及环境演变等相关信息记录了下来,通过对这些信息的收集与分析,研究人员又能进一步开展环境教育以及科研工作。

(三)社会服务功能

1.提供食品资源以及工业生产所需原料和能量。湿地中的动植物资源十分丰富,可以为轻工业生产提供重要的原料,不仅如此,由湿地中各种资源生产出来的很多副食品都具备非常丰富的营养,基于合理技术与手段的有效支持,对湿地动植物资源进行开发及利用,能够在很大程度上带动加工业的发展。另外,湿地还可以为人类生产与生活提供类型多样化的能源,从湿地中进行泥炭的采挖,可以作为燃料直接燃烧,湿地有着很高的水运价值,还可以在水电开发领域得到相应的发展。

2.涵养水源。提供居民用水。水是人类生产与生活中必不可少的一类要素,湿地恰恰能够为人们生产活动的进行以及生活环境的优化提供非常重要的水资源,在输水、储水以及供水等诸多方面,湿地发挥的效益都称得上是巨大的。

3.为周围居民和游客提供多种活动的场所。湿地有着非常突出的自然观光以及旅游功能,我国很多地区均对所在区域内的湿地进行开发,将其作为当地非常重要的旅游资源而加以利用,这些湿地旅游资源不仅能够实现对直接和间接经济价值的创造,文化价值亦十分突出。

二、黄河首曲玛曲县高寒,湿地景观格局演变

玛曲湿地属于我国西部地区青藏高原湿地,有着“黄河之肾”的美誉[3]。在该保护区内部,泥炭的储存量非常丰富,大约可达15.9亿立方米。在玛曲县境内,大大小小的湖泊和沼泽非常多,它们的分布错综复杂,和玛曲湿地一起构建起黄河上游有着很高完整度的水源体系。然而,在水土流失以及荒漠化等诸多不利因素的影响之下,玛曲湿地面积曾经面临着严重萎缩的重大问题。由20世纪60、70年代的40多万公顷曾经一度萎缩到20世纪末的30多万公顷。统计数据显示,在1995年-2010年,黄河首曲高寒湿地的面积依旧呈现出逐年减少之势,自2010年起,湿地面积才在相关政策及措施的实施下逐渐得到改观。根据薛鹏飞等学者的研究,黄河首曲湿地面积曾经由1995年的8.48×104hm2降低至2010年的6.61×104hm2,在15年的时间里,湿地面积的减少高达1.87×104hm2,减少幅度超过22.03%;另外,当地的景观比率亦明显降低,由1995年的8.88%降低至2010年的6.92%。从拥有的斑块数量上来看,由1995年的759个增加到2010年的1142个[4]。虽然湿地面积从2010年至今呈现出波动式增加之势,但是相较于1995年而言,目前湿地面积仍未恢复至当时的水平。为了对湿地面积的实际变化情况有一个更加深层的把握,将斑块面积的大小作为分析依据,针对所有的斑块作一共4个等级的划分,对各级湿地的总面积进行统计。根据统计结果可以知道,2010年湿地面积与1995年相较在面积<50hm2与50-1000hm2的级别上分别增加了55.2%与10.6%,另外,在1000-10000hm2以及>10000hm2的级别上分别降低了17.9%与45.8%。对这15年来湿地面积降低的类型进行分析,主要是大斑块向小斑块的转化以及小斑块的消失。2000年,级别为1000-10000hm2的湿地面积降低得非常明显,相较于1995年而言,<50hm2以及50-1000hm2的则呈现出增加之势,说明这一阶段湿地面积的变化形式以1000-10000hm2的类型向<50hm2和50-1000hm2转化为主。2018年湿地面积与2010年相较的主要变化为1000-10000hm2级别增加了40.4%,在2010年-2018年8年时间内,小斑块向大斑块的转化是湿地面积增加的主要形式。

(一)湿地景观破碎化

湿地景观的破碎化程度可以用斑块的实际数目、平均面积以及密度等相关指标表示出来,一般规律如下:斑块的数量越多,面积越小,密度越大,景观的破碎程度就会越高,相反的,若是斑块的数量越少,面积越大,密度越小,景观的破碎程度就会越小。结合图1所示结果能够发现,在1995-2018年,黄河首曲玛曲县高寒湿地景观斑块数量以及斑块密度指数从整体层面上有着一致的变化趋势,平均斑块面积指数的变化则与以上两个指标的变化趋势相反。细化来看,在1995年-2010年,湿地斑块数目有逐年增加的发展之势,斑块的密度也在持续性增加,与之相伴随,则是平均斑块面积的不断减小,这些变化趋势意味着斑块数目在单位面积内是增加的,而这又是景观破碎程度增加的证明;另外,在2010-2015年,湿地斑块不仅是数目还是密度,变化趋势都是减少,2015-2018年变化方向则相反,综合而言,景观的破碎程度在此时间区间内的变化趋势为先降低后升高。

(二)湿地景观多样性

斑块类型的多少。以及各斑块类型在面积上分布的均匀程度的高低都是影响景观多样性的重要因素,与多样性指数的持续性增加相伴随,景观的结构组成也会变得越来越复杂。均匀度指数所反映的其实是各个斑块在面积上分布的均匀情况,若是该指数数值比较小,表明景观的斑块分布并不是非常均匀。根据研究可以知道,区域内景观多样性以及均匀度指数在1995-2010年的变化趋势都表现为逐渐降低,意味着湿地的面积在不断减少,受此影响,湿地和非湿地两者之间的面积差异也越来越大,从结构上来看,湿地景观越来越简单,而从面积上来看,各个斑块分布的均匀程度越来越低,景观类型的分布则有着愈发集中的表现。另外,在2010-2018年,区域内景观的多样性和均匀度指数都表现出小幅度增加,意味着这些年份的湿地面积也在不断增加,湿地和非湿地两者之间的面积差异越来越不明显,与之相伴随,是湿地景观结构的愈发复杂化,以面积分布为视角进行分析,各个斑块的均匀程度更高,与之相伴,则是景观类型分布分散性的持续增加。

三、黄河首曲玛曲县高寒湿地,景观格局演变驱动力

(一)主要气候因子

在研究时间区间内。首曲玛曲的年平均气温呈现出波动式上升之势,年降水量则大体上没有很大的变化,趋势相对平稳,大致呈现出上升之势,2018年,玛曲降水量达794.7mm,较之研究时间区间内的平均值599.5mm而言明显升高,在降水量的增长速度上,2015-2018年是近年来的最大值,另外,年蒸发量的增长趋势并不是很明显。有一点需要强调,此处的蒸发量指的是近地面的空气蒸发量,由于观测位置在草地上,因此蒸发量数据只可以作相应的参考,温度的上升应当是重点分析的因素。

(二)人类经济活动的影响

在玛曲。畜牧业将传统支柱产业的重要作用发挥出来,此产业的发展及其变化可以通过牲畜头数的变化反映出来。在1995-2010年,当地的牲畜数量快速增加,这在较大程度上表明此时该地区的生产与生活水平均是上升的,进一步的,这又意味着当地居民在对草原湿地进行不断的侵蚀。在2010-2018年,当地的牲畜数量呈现出逐渐减少之势,对其原因进行分析,可能是当地在此阶段实施的是退耕还林政策。从整体层面上来看,玛曲人均生产总值呈现出逐年增加之势,2018年人均2.878万元。从1995年开始一直到现在,人均GDP有一个相对较快的上升速度,这是当地经济快速发展的体现,从结构上来看,产业发展愈发合理,第一产业在所有产业中所占比例呈现出逐渐减小之势,与之相伴,则是第三产业比例增加,第二产业相对稳定,发展至目前,第三产业已成为当地GDP的主要增长源。

四、黄河首曲玛曲高寒湿地景观生态设计方法

(一)重视生物多样性

在对湿地景观进行生态设计之时。需要对生物多样性的保护给予足够的重视,如果生物多样性遭到破坏,相较于动物而言,植物无论是在自我的恢复能力上还是在适应性上都明显强得多[5]。从目前的实际情况来看,动物在尤为快速的城镇化以及城乡一体化建设进程中驻足地越来越少,为了让动物有足够的生存空间,湿地景观设备需要对动物的生存需求作出优先考虑。所以,不只是黄河首曲玛曲县高寒湿地景观生态设计,整个西部地区黄河湿地景观的生态设计都需要从严格意义上提高对生物多样性的重视,为其创造足够大且理想的生存空间,如此才可以将湿地景观设计的生态意义更好地彰显出来。

(二)遵循乡土原则

在黄河首曲玛曲高寒湿地景观生态设计过程中。需要最大限度地对区域内的历史与人文文化加以利用,同时,保证区域物种利用的合理性,这种做法既能够向外界更好地展示区域文化,又可以对乡土物种合理利用,把区域生物的保护作用更加积极与有效地发挥出来,避免出现外来物种入侵的问题,这对于建设成本的节省亦具有重要意义。

(三)建筑与自然环境相融合

景观存在的区域或多或少都会有一些建筑物存在其中,不过,若是建筑物的形式太过单一和刻板,就会将湿地的自然环境破坏[6]。出于对这一问题的考虑,黄河首曲玛曲高寒湿地景观生态设计中对建筑的选址需要最大限度地做到和周围自然环境的有效协调,建筑物需要表现出朴实而又典雅的风格,在造型上需要对非线性设计手段进行较多利用,以此达到与周围环境充分契合的目的。在材料的选择上,应尽可能就地取材,环保用材,避免资源浪费,建筑表面则适宜对垂直绿化加以运用,达到将建筑效果弱化的重要目的。

(四)保证生态系统的连续性与完整性

黄河首曲玛曲高寒湿地景观设计需要对当地的地形地势、植被以及水系等诸多原有景观要素进行充分利用,从严格意义上保证设计要素能够与周围环境实现相互协调,为生态系统的完整性提供切实可靠的保证。而为了实现对整个湿地生态系统连续性的有效保持,针对一些生态系统遭到较为严重破坏的湿地,可以在自然湿地进行人工湿地的建设,让人工湿地发挥出对内部自然湿地的保护屏障作用,基于隔离或过滤等相关技术的采用,对有害物质进行处理,进一步利用内部自然湿地进行反哺,逐渐将自然湿地的自我调节功能恢复到正常状态。考虑到湿地在整体上有很大的部分都被水体所覆盖,水系在湿地中发挥着对各生态系统进行连接的重要桥梁作用,所以,在湿地景观生态设计过程中,还需要对水系统进行充分利用,以此为支持为湿地生态系统连续性与整体性提供保证,同时,达到湿地同外界良好的物质与信息交换目的。

(五)湿地植物配置

植物是可以从直接层面上对湿地生态环境予以彰显的要素。进行多样化植物的配置,既能够将视觉丰富的效果有效发挥出来,又可以很好地处理水中的污染物。湿地植物类型有灌木与草本等植物的划分,另外,还对挺水植物(水芹)、浮水植物(凤眼莲)以及沉水植物(狐尾藻)等均有涉及[7]。对茎叶类植物加以采用,对于水土流失现象的规避具有积极意义,可以更好地满足对功能的要求。植物的多样化配置能够达到对湿地生态系统完整性的有效保持,黄河首曲玛曲高寒湿地景观生态设计中,植物配置可以对原有生态系统中的植物加以利用,同时,搭配一些有着浓厚乡土气息的树种,不仅能为本土物种提供重要保护,避免外来物种侵害现象的发生,还可以实现对建造成本的有效节省。

(六)保证驳岸环境的友好性

基于驳岸的精心设计。能够将驳岸环境所具有的对水体和陆地进行连接的作用有效发挥出来。玛曲县高寒湿地景观生态设计中,驳岸岸线的设计需要将原有岸线的土壤作为基质,尽可能避免有人工痕迹留下的砌筑形式,针对一些土壤裸露现象比较严重的地块,可做好草皮的覆盖工作,或者是为其配置亲水性的植物。此种做法具有以下两点积极意义:一是可以让水体和陆地之间实现更加自然的过渡,让湿地将更好的过滤作用发挥出来;二是可以实现对水陆两栖动物生存空间的拓展,将更为显著的景观效果充分发挥出来。

【参考文献】

[1]杨志国.高寒民族地区旅游景观特征及其开发研究———以甘肃省玛曲县为例[D].兰州:西北师范大学,2014.

[2]刘晓林,高佳.湿地景观生态设计研究[J].黑龙江科学,2020,11(18):118-119.

[3]褚琳.黄河源玛曲高寒湿地生态退化与修复适宜性评价研究[D].武汉:华中农业大学,2012.

[4]薛鹏飞,李文龙,朱高峰,等.黄河首曲玛曲县高寒湿地景观格局演变[J].植物生态学报,2021,45(5):467-475.

[5]马斌,黎鹏志.城市湿地景观生态设计的理论与方法初探[J].山西农业科学,2008,36(2):84-86.

[6]彭德天,毛志睿,郑晨阳.高原湿地景观生态设计的理念与方法———以大理洱源西湖为例[J].云南建筑,2010(3):49-51.

[7]付围福,杜永会,袁小鹏,等.六盘水市龙池湿地公园生态景观设计及应用策略[J].现代园艺,2021,44(20):93-94.

作者:万学灰 单位: 兰州文理学院 美术与设计学院