城市河道的景观生态破坏机理及协调途径探讨
摘要：针对当前城市河道的景观生态问题，运用景观整体性原理，通过分析城市化建设对河道景观生态破坏的机理，阐明了城市化建设所引起的河道系统整体性破坏，是导致流域水灾加重、水质恶化及人居环境质量下降的主要原因。运用景观规划原理，探讨了维护城市河道景观生态特征的协调途径及方法。
关键词：城市河道；景观生态；破坏机理；景观规划
Discussion on damage mechanism and coordination way for landscape ecology of the urban river
Chen Caiming，Zeng Guang’en，Li Chunjin
Abstract: For the landscape ecological problems of urban river channel, under the landscape integrity principle, through analyzing the damage to landscape ecological mechanism caused by urban construction, it clarifies the urban construction is the main reason for destruction of the integrity of river systems, water quality deterioration and living environment quality decline. Finally under the landscape planning principles, it discusses the methods of maintaining landscape of urban river channels.
Key words: urban river；landscape ecology； damage mechanism； landscape planning
中图分类号：TV14+P343.1 文献标识码：B 文章编号：1000-1123（2011）02-0063-03
人类生活离不开水，而河道是水的重要载体。许多城市依水而建，河道为城市发展提供物质与能量，为城市居民提供良好的生活、娱乐、休闲环境与场所。河道系统是城市系统发展不可缺少的支撑体系，维持着城市系统的正常运作和新陈代谢。人们的亲水天性，包括对水的亲近、接触、感受，以及精神和心理需求等都离不开河道。因而，河道系统不仅关系城市发展，还直接影响城市居民的身心健康与心理感受，对城市的可持续发展有着重要的作用。
然而，随着城市化的加快与推进，城市与河道的关系变得十分敏感而强烈，甚至发生冲突。一方面，城市发展所引起的人口剧增，工业、企业集中，以及城市土地利用方式根本性改变等，导致河道结构破坏和功能退化，引起河道水文条件失衡、水灾加重、水质恶化等问题；另一方面，忽视城市与河道的内在联系，割裂人与自然的关系，严重阻碍了城市的可持续发展与人居环境质量的提高。
一、城市河道景观生态的破坏机理分析
河道是具有一定结构和功能的整体，其构成要素包含河流、河床、河滩、河岸带及沿岸阶地等。它们通过相互作用构成河道系统的结构，并具有一定的功能。河道的功能是指各组成部分之间在物质、能量与信息上的相互关系，这种相互关系表现为各要素之间功能的有序性和联系性。而各要素之间形成的结构、功能上的有机联系，使河道具有一定的稳定性。稳定性是指景观对干扰的抵抗能力及干扰过后的恢复能力。当系统遭到外部干扰时，通常是通过要素及其关联的改变致使系统结构发生变异，进而引起系统稳定性破坏，改变系统的结构和功能。改变的程度取决于外部干扰的性质、方式及作用时间等。随着城市化建设的深入，人为干扰已成为稳定性破坏的主导因素。
1.防洪堤建造与水灾加剧、生物多样性消失的关系
防洪筑堤是普遍采用的传统防洪措施。从水力学角度通过改善河道的水力性能，达到行洪排涝的目的，在局部范围内能对减轻水灾起到一定的作用，但忽视了洪水的不可消除性，反而使水灾向下游转移，致使下游洪水聚集，加剧了防汛薄弱地带的水灾问题。由于修建防洪堤，过度挤占河道，使河道断面缩减，一方面，增加了河岸的水力性能，使水流流速加快，水体动能增加，水流具有更强的破坏力；另一方面，防洪堤建造与河床深挖严重破坏了河道的自然结构，使大面积河滩、河岸植被带、洼地等消失，导致河道内在滞洪功能消失，加剧了流域水灾的危害性和严重性。
此外，防洪堤建造容易引起生物多样性消失和水质恶化问题。河道自然结构的严重破坏，如河岸植被带的去除，使水、土、植物、生物等之间形成的物质和能量循环系统被彻底破坏，切断了地下水的补充通道，使地下水水位不断下降。而且河岸植被带与溪滩的大面积消失，致使生物生态环境破坏。许多生物无处安身，物种也随之消失，导致生物多样性消失。河流的生态过程使河流中夹带的泥沙与有机质等物质沉积在河滩之上，有助于河岸植物生长形成植被带。河岸植被带能缓减土壤侵蚀和水土流失，稳固河岸和改善鱼类的生存环境；河道形态弯曲，河床起伏，水流有缓有急，形成丰富多样的生态环境组合，为多种生物提供适宜的生存环境。但是，混凝土堤坝窒息了土壤的呼吸，抑制了植物的生长和鱼类的生存，减弱了水体的自净能力，降低了河流环境容量；而城市用水和污染物的不断增加又使河道不堪重负，导致河流水质恶化。
2.土地利用方式与城市水文失衡的关系
从水文学角度看，水的自然循环过程为：水在太阳能的作用下不断蒸发而成水汽，上升到高空随大气运动散布到各处，水汽在适当条件与环境下凝结成降水，降落到地面；到达地面的雨水，除部分为植物截留并蒸发外，一部分沿地面流动成为地面径流，另一部分渗入地下沿含水层成为地下径流，最后通过河道，归入大海，形成水文循环过程。因而，流域水文过程与其下垫面有着密切的关系。
人类活动对水文系统的干扰，就是通过改变其水文下垫面类型而破坏水文平衡的。因而，城市用地方式的根本性变化所引起的水文下垫面性质的改变，是引起水文失衡的主要原因。城市土地的规模扩张和硬质化地表的增加，改变了地表的渗透系数和径流系数，因混凝土地面的渗透系数远小于自然地表，而径流系数远大于自然地表，导致地表径流量迅速增加，汇流时间也缩短，而且发达的排水管道将雨水快速收集并就近排入河道，大大增加了河流径流量。一方面，河道的洪峰流量的增加，特别是在暴雨季节，容易加剧城市洪涝灾害；另一方面，地下含水量补充不足，容易造成水资源短缺及地面沉降等问题。此外，大面积挤占河道、池塘、洪泛区等，使大量滞水空间被占用，调蓄能力降低，增加了排入河道的径流量，促进了洪峰的快速到达，加剧了流域水灾。
3.河道渠化与环境景观质量下降的关系
河道治理中，把河道作为排污与行洪的渠道，而忽视其作为自然美学景观中的要素；过于强调河道的行洪功能，而忽视了河道的自然特征；大面积去除河岸植被与溪滩，建造人工河岸，使河道渠化，导致河道结构单一；景观多样性消失，破坏了河道所具有的自然美感。河道结构和功能的破坏，最直接的影响是河道自然特性的消失与河道美学环境的不复存在。如堤岸混凝土化使河岸自然植被消失，水质恶化使清新感觉消失等，使河道景观单一雷同，河水发黑发臭。而且河道作为城市景观的自然廊道，其景观直接影响城市景观的总体品质。
二、城市河道的协调途径及方法探讨
通过分析城市河道的景观生态破坏机理，认识到在城市化建设中，忽视城市河道的整体性，是导致河道景观生态问题严峻的重要原因之一。因而运用景观生态学和景观规划原理及方法，结合城市河道的多功能要求，合理规划河道的空间结构，使河水、河岸、河滩、河槽等景观要素构成有机的整体，不仅要符合生态学原理，还要有一定的景观价值。由此，一方面应该维护河道的自然特征，减少城市人为严重干扰和破坏，改善城市水文过程，控制城市污染；另一方面运用协调设计方法，缓解城市与河道的不协调关系，改善河道景观生态，建立修复和补偿系统。因而，防洪不是河道规划的唯一目标，一条良好的河道应该通过以下协调方法来实现：
1.半自然型的柔性河岸建设
通过对防洪堤建造与水灾加剧、生物多样性消失的关系分析，可知河岸应该设计成柔性，可以吸收水分并慢慢地释放，恢复自然河岸及具有自然可渗透性、有利于生物栖息的多孔隙、孔洞的半自然的生态河岸，以满足河岸与水体之间的水分交换、功能调节以及防涝等要求。
目的在于维护河道的生态过程，对河道水文过程、生态过程都有一定的促进作用。如日本在堤岸工程建设中，采用泥土、植被、柳条、卵石及毛石等生态材料或鱼巢式结构，建造半自然型的柔性河岸，有利于水边植物生长和鱼类栖息，恢复河岸原有的自然生境，有助于维护河道自然特征和生物多样性，同时具有缓冲消能、防洪减灾、水质净化等功能。
另一方面，河岸是人们接近河流水体的媒介，是人们亲近自然和感受自然美的主要场所。为了维护人们与河道之间的天然关系，满足人们的心理需求，在河岸设计中，应该考虑河道景观特性，根据河道的位置和水量、流速、水位、水质、河宽等情况，在河岸设置通达和亲近水体的台阶、阁楼、浅水步道等设施。河岸边种植适合的水生植物，为城市居民提供舒适、休闲的河道景观与休闲场所。
2.采用可渗下垫面与雨水利用规划
水文下垫面是影响水文过程的重要因素，因而，在下垫面类型设计中，应该采用可渗的城市下垫面类型，如绿化、植被、可渗路面，以及保存沼泽、池塘、湿地等滞水空间，并结合街区绿化和雨水利用，综合考虑雨水的滞留、渗透与开发利用。根据雨水的流经场地，采用屋顶花园、街区绿化、水池和水景建造等方法，以增加透水地表面积，增加地下径流，削减地表径流，缓减城市河道径流；同时，也可增添自然气息，改善人居环境质量。
在雨水利用方面，将雨水利用和居民用水结合起来，通过雨水利用设备，收集、处理、储存、使用雨水，形成生态居住区雨水利用系统，起到节约水资源和减缓洪灾作用，也为生态居住区和生态城市建设奠定基础。日本的雨水贮留渗透系统利用雨天不常使用的场所，如公园、绿地、停车场、运动场等，有效地补充涵养地下水，恢复河川基流，改善了生态环境条件和城市水文系统，也缓减了流域水灾的发生。
3.河道生态恢复与补偿系统探讨
河道生态恢复是指将受人类干扰而退化的河道恢复到某种合适的状态。通过原有河道的自然结构形态，发挥河道的物理、化学及生物学特性，逐步修复和增强河道系统，达到改善河道景观生态功能的目的。欧洲一些国家积极改造混凝土河堤，修建生态河堤，复原河道形态，恢复河岸水边植物群落与河畔林，强调生态、环境、水文及景观美学方面的统一、协调。荷兰提出还给河道原有空间，恢复以前的洪泛区以满足蓄洪的需要；同时倾向于恢复河道的自然形态过程，把过去从滩地围垦的土地重新恢复为滩区。在某些情况下，在河中设置木结构或树干来增加河流形态的动态特征，通过恢复河道系统的形态变化多样性来改善生物多样性。此外，考虑河道的整体性和连续性，应该加强对河道流域的恢复研究。
而对于已遭到破坏而无法恢复的河道，应该通过景观生态技术，建立相应的补偿系统。补偿系统包括生态补偿和人工补偿两种。生态补偿是指利用生态工程技术，改善河道系统。如建造人工湿地公园，对城市污水进行处理，利用湿地生态功能，改善河流水质。而人工补偿是指通过增加工程的方法来改善河道系统。如建造地下洪水蓄水库、地下水回灌井、地下渠道等，进行正面积极干预，起到调节河道系统的作用。
三、结语
随着城市化进程的加快，城市化建设对城市河道的破坏影响是巨大和不可挽回的。通过城市河道景观生态破坏机理分析，认识到城市化建设是导致水灾加剧、水文失衡、生物多样性消失及人居环境质量下降的根本原因。因此，在当前的城市建设中，应该运用景观生态学和景观规划原理，认识城市与河道、人与自然的内在联系，把他们看成一个整体，在维护河道景观生态特征基础之上，加强对开发建设的控制与管理，改善河道的景观生态功能，积极发挥河道在城市发展中的重要作用，促进城市的可持续发展和未来生态城市建设。
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