海绵城市理念下的江河流域生态修复

海绵城市理念下的江河流域生态修复

1城市滨水区建设景观中的气候变化问题近年来，中国主要城市的防洪体系基本建成，洪水问题得到妥善解决。然而，气候变化及其环境问题需要重新评估城市滨河走廊的建设。据统计,2017年全国因洪涝灾害受灾人口5515万人,洪涝灾害直接损失2143亿元。2006~2016年,我国洪涝灾害平均每年导致农作物受灾面积10018.9khm2城市滨江绿地植物景观构成分析自1995年起,柳州针对洪涝采取多重应对策略,2003年建成防洪大堤一期工程,2004年至今展开防洪堤建设二期工程,然而高标准的堤防虽然解决了洪灾对滨江区域的破坏,但也打破了原有驳岸自然生态系统的稳定性。除部分公园地带,城市中心区滨江绿地原生植被铲除殆尽,并以修剪整齐造型美观的景观植物替代,西堤路、滨江西路、滨江东路为垂落式堤坝,滨江绿地较狭窄,群落层次单薄,多种植美丽异木棉、羊蹄甲、异叶榕、鱼尾葵、鸡冠刺桐、朱槿、鹅掌柴、苏铁等;江流转折处江滨公园和柳堤、金沙角两岸为城市核心景观区,主要采用阶梯式硬化堤路与柔性绿地相结合的方式,实现防洪与观景综合功能,多种植木棉、美丽异木棉、蒲葵、羊蹄甲、柳树、竹类、红千层、夹竹桃、三角梅、红檵木、海桐、灰莉、杜鹃等;蟠龙公园、窑埠古镇、东堤路沿线以亲水栈道、自然草坡和休闲商业区联动形成宽阔的洪水过渡带,多种植木棉、羊蹄甲、蒲桃、高山榕、构树、泡桐、幌伞枫、夹竹桃、紫荆、黄蝉、鹅掌柴、红檵木、假连翘、蓝花草等。3不同级别洪水对植被的影响3.1灾后恢复能力滨江绿地植被洪灾抗性的影响因素除了考虑植物本身的耐水淹能力,还应考虑被洪水波浪冲击的耐受能力,以及受灾后的恢复能力。笔者在2016、2017年对柳州市沿江洪水淹没地带实地调查,洪水淹没沿江绿地时间较短,平均不足20d,重点调查江滨公园(图1)、潘龙公园、窑埠古镇、柳堤、滨江东路、东堤、滨江西路沿线,对比各类植物灾后当月和灾后3月表现情况,分析不同植物的一般洪灾抗性。3.1.1自然条件对树木的影响大部分乔木仅在洪灾期间被短期淹没部分树干,少数全株淹没时间不足3d,短期水淹不致于造成乔木致死,因而耐水淹能力并非乔木洪涝灾害抗性评估的主导因子。枝下高较高的乔木基本不受影响,如木棉、美丽异木棉、鱼尾葵、假槟榔、棕榈等仅被短暂淹没树干基部,灾后当月无不良症状;耐水淹能力强的乔木基本不受影响,如小叶榕、柳树、重阳木等,仅在枝叶间夹杂少量泥垢;部分庭院树种对生存环境要求较高,不耐受湿涝水淹,如桂花、玉兰、广玉兰等,灾后当月出现明显落叶和枝条枯黄萎靡的情况,且灾后3月恢复缓慢,影响开花结实;在临江区域浅根系植物容易被波浪冲击或因土壤松动导致落叶歪斜甚至枯槁死亡,如黄槐决明、羊蹄甲、蓝花楹等,受冲刷严重区域可以种植枫杨、无患子、泡桐、海南蒲桃等深根且耐水淹植物。3.1.2耐水淤结构植物洪水淹没灌木一般达到5~15d,长时间的全株淹没致使灌木受洪灾影响较为严重。调查中发现部分叶肉质、纸质或茎肉质的木本灌木洪灾抗性较差,如海桐、灰莉、鹅掌柴、杜鹃、月季、梅花、蜡梅、桃花、含笑、海棠、瑞香等,一方面这类灌木耐水淹能力不强,另一方面由于茎叶柔软受到洪水冲击后容易弯折损伤或病菌感染,灾后恢复情况不佳。分梢较多,枝干过于茂密的植被同样表现不佳,受灾后容易夹杂污渍泥垢,挂落垃圾,对清理和恢复造成负担,并且散发异味影响短期景观,如三角梅、扶桑花、假连翘、檵木、龟甲冬青等,三角梅和扶桑花灾后当月全枝落叶,但恢复能力极强。3.1.3灾后主要情况多年生植物中凡肉质根、球根及多浆类花草均不耐涝,如仙人掌科植物、兰科、芍药科大部分植物,以及滨江常见错误种植的姜科植物、酢酱草、矮牵牛、四季秋海棠等。滨江绿地常见的多年生草本植物如水鬼蕉、鸢尾、吉祥草、合果芋、细叶麦冬等灾后表现情况与种植方式有关,种植密度大年限久的同种植物根系纠集呈网状,能保护土壤不受冲击而流失,灾后当月仅出现倒伏且恢复情况较好;种植稀疏或种植年限短的同种植物周围土壤塌软,呈波浪形起伏,导致地被植物被撅起,根系外露或被冲散冲走。调查中发现相邻区域同为天南星科植物的海芋生长状况不如合果芋,叶体量大且茎叶韧脆的海芋为减小江涛冲击压力,多呈现出体量矮小且叶片稀疏的特征;而合果芋自身体量小且茎叶短,多生长茂盛形成叶面屏障,分散压力灵活抵御江涛冲击。对比可知体量小、柔韧性强且具有较好耐水淹能力的多年生草本更适合于江缘种植,体量大、耐水淹能力强的多年生草本可种植于高水位线区域。一、二年生草本植物中仅维护成本低的部分菊科、鸭跖草科、禾本科植物常种植于滨江区域,由于大部分生命力顽强且抗逆性良好,因而即便受到洪水严重破坏,也能很快在灾后数月中迅速恢复,如地毯草、结缕草、狗牙根等草坪植物自我更新能力极强。藤本地被蟛蜞菊、地锦、爬山虎、常春藤等灾后当月表现良好,但受藤本植物本身景观效果限制和藤本对堤岸建筑表面破坏的影响,故较少使用。特别注意调查中发现的藤本三裂叶蟛蜞菊为外来入侵物种,虽然洪灾抗性高但会对地区生态系统造成严重威胁,不宜种植(图2)。3.2耐水淤能力对根系浅的影响通过调查滨江绿地古树现状来看,面对20年、50年、100年一遇的大型及特大型洪水,灌木和地被都受到严重冲击,补种和灾后清理不可避免。而大部分乔木也面临“灭顶”之灾,即便是耐水淹能力强的乔木,“冠大”、“根浅”依旧有致命影响,例如,耐水淹能力强的小叶榕却因为冠幅较大导致被洪水浸泡到树冠后,受江涛冲击严重,且根系较浅依赖驳岸浅层土,株龄小的被冲倒、冲断、冲歪的情况普遍,株龄大的由于根系网状盘结保护水土而不受影响,耐水淹能力差的浅根系植物羊蹄甲、栾树、黄槐决明等受灾情况更为严重;而“冠小根深”的乔木中,即便是耐水淹能力差的也对洪水有一定的抵抗能力,如木棉由于生长迅速且植株高大,根系扎实,能经久考验;此外,竹类虽然根系浅但冠幅小、韧性高、适应性强,少有灾后表现不佳的情况。由此可知,挑选滨水区具有长期抗洪能力的景观植物兼或考虑植株的株龄、体量、枝下高、冠幅、根系类型、耐水淹能力、抗冲击能力和自我更新能力。4滨河绿地选择植被4.1耐洪水能力分析滨江绿地植物的选择应因地制宜,柳州城市西部和中南部大部分区段设置有垂落式和阶梯式防洪堤坝,绿地窄而过渡急,滨江植被带多为短期分层式淹没。低洪水位线灌木受洪水淹没影响严重,考虑植被本身耐水淹能力的同时,优先选择叶片革质、草质,茎干强韧,根系扎实的灌木,如棕竹、紫薇、小叶蚊母、红千层等;高洪水位线区域受淹时间较短,优先选择自我更新能力强或能耐受洪水涨退冲击力的灌木地被,如红绒球、苏铁、木槿、朱槿等。大部分乔木对短期洪灾的抵抗能力较强,与自身耐水淹能力关系不大,体量大、枝下高较高、根系稳固或树冠不易因冲刷受损的乔木即便灾后当月表现不佳也能很快恢复正常,建议在洪灾来临前加强对滨江乔木低矮枝丫的修剪,不在该时间段内新种小乔木,种植浅根系和不耐水淹的乔木时要注意体量和群落关系,灾后扶正维护冲倒冲歪的乔木,形成稳定的洪灾防护林带。柳州城市东部和中北部多滩涂式硬化驳岸,以宽阔的硬化滨江休闲娱乐区为主,该类驳岸长期受洪水涨落影响,多积累淤泥土质和沙土质,应重点考虑植物的耐水淹能力、耐贫瘠能力和抗逆性,同时该类驳岸也容易积累垃圾和腐殖质散发恶臭,不宜种枝稍坚硬且分叉多的灌木和枝下高低矮的乔木。地方常见的柳树、夹竹桃兼具良好的景观效果、耐水淹能力、耐贫瘠能力和良好抗逆性,可配合榕属植物、蒲桃、秋枫、泡桐等大乔木作群落中层(图3)。4.2植物种植规划自然式驳岸相较硬化式驳岸多出水陆绿地过渡带,受潮汐涨落影响,该区域在设计中常被忽视,仅以简单的草坪植物种植的方式处理,然而该区域却是滨水环境建设中的重要环节,合理的植被种植有助于水体净化、减缓水势、减少水土流失,同时营造良好的两栖环境,城市整体规划中应适当增加自然式驳岸或在已建成硬化驳岸外增加一定宽度的水陆过渡带,可种植千屈菜、芦苇、菖蒲、梭鱼草、芦竹、纸莎草、鸭跖草等改善局部环境。5生态、防洪和植被选择大部分城市的滨江区域早已规划建设完成,即便存在问题也不能拆除重建,但一方面可以在现有基础上对滨江驳岸模式进行改造,如增加水陆过渡绿化带,在直落式护堤外增加分级式绿堤;另一方面对机动性极强的滨江绿地植被进行调整,根据高、低洪水位线分布、驳岸类型、水淹时间、受冲击影响、灾后清理等情况的不同选择适当的植被匹配,特别是受洪灾影响极大的灌木和地被,急需更新种群而非补种;此外,已建成的滨江绿地洪灾应对研究也能给城市新区或新城市建设提供参考。此外,滨江绿地设计为了保持统一的基调和现代化景观效果,时常陷入采用的树种过