植物和动物控制要素

(二)植物和动物控制要素

虽然水是生态系统的核心,但城市湿地最大的面积不是水,而是动植物。

植物的生态调控因子主要分为两类。第一类与植物的生长习性和环境有关,是植物的类型匹配模式。城市湿地不同的植物群落会形成不同的环境,适合人类的行为也不同。通过不同区域的人与自然关系,选择合适的植物群落进行匹配,结合地形和建筑物,可以控制区域内的人类行为,进而确定城市湿地恢复的最终效果。二是植物景观类型模型。以同一类型的森林景观为例,不同的植物可以形成不同的视觉效果,特别是在以人类行为为主的区域和混合区,植物景观是城市湿地生态恢复的重要组成部分。

与植物相比,城市湿地的动物控制因子略为简单。它们主要是根据动物的生活习性和环境资源条件的分布而决定的。主要分为两类:一类是环境资源条件控制,另一类是动物生存空间的需求控制。

1.植物类生态控制要素

(1)理论基础

生态学者认为湿地具有自我设计和自我恢复的功能。Der Valk、mitsch和JOrgensen提出了一个完善的湿地自我设计理论:只要有足够的时间,湿地将合理地组织内部结构,并最终根据环境条件改变其组成部分。根据米奇和约根森的说法,植物是否种植在重建的湿地上并不重要。最终,环境将决定植物的生存和分布。Mitsch比较了两个外部环境基本相同的湿地,一个是人工种植,另一个不是人工种植。他通过比较观察了两个湿地的生长过程。在最初的几年里,这两个湿地之间的差异并不显著,然后有了差异,最后它们发展得几乎相同。[18]但要重建或恢复湿地自行设计的容量,大约需要15到20年甚至更长的时间。因此,相关设计理论认为,湿地工程措施和植物重建可以加快湿地恢复重建的进程。这一理论认为,植物的生命周期(种子的传播、生长和定居过程)是一个重要因素。通过提高人工播种、育苗、植树等物种的生命周期,可以加速湿地的恢复。[19]

自我设计和相关设计理论的指导意义在于:在规划城市湿地公园种植时,必须在保护原有湿地生态系统的基础上,通过工程措施创造多种生境,适当引入多种植物,促进湿地生境的自然演替,最终形成具有典型区域特征、生物多样性高、稳定性好的生态系统。

(2)植物类选择与配置

不同植物种类搭配形成的植物群落环境是不同的,人类的行为也不同,有的为人类活动,有的为人类休息。

城市湿地不同区域人类行为的发生是不同的。通过不同的植物物种匹配模式,可以创造出适合人类行为的不同植物环境。城市湿地界面空间常见的植物种类有乔木、灌木、草本和水生植物。这4种植物不仅可以形成4个单种模式,还可以形成乔、灌、草和水生植物的复合模式,共11个模式。

根据从陆地到水体的顺序,湿地植被可分为六大类:湿地植被、应急植被、漂浮植被、漂浮植被、淹没植被和浮游植物。常见的有以下几种。

1)湿润植被(从岸边生长到50厘米水深的植物):杂型莎草、鸭舌草、葱、杂型雨衣。

2)突发性植被(水深50—100厘米的浅水区,根或地下茎长在泥底,茎叶伸出水面):莲花、莲花、菱角、芦苇、葛根、香蒲、洋葱、灯草、箭等。

3)浮叶植物(生长在浅水中的植物,漂浮在水面上的叶子,固定在土壤中的根或地下茎):睡莲、菱角、芡实、葫芦等。

4)漂浮植物(漂浮在水面上,无根或不固定在水下土壤中,漂浮在水面上,分布在浅水区和深水区):水葫芦(又称水葫芦)、满江红、浮萍等。

5)沉水植物(全部或大部分根固定在水下或漂浮在水中):金鱼藻、石尾藻、苦草、圆叶黑藻等。

6)浮游植物(主要是生活在水中的浮游植物):蓝藻、甲藻、金藻等。

不同的植物配置模式具有不同的景观效果,适宜的动物和人类行为也不同。因此,在城市湿地生态修复过程中,应根据不同地区人与自然的关系,选择合适的植物类型匹配模式。在城市湿地植物群落生态保护与恢复过程中,应遵循以下三个原则。

首先,在湿地植物种类的选择上,应采取优势种在原湿地或一定辐射范围内优先的策略。这些优势种是长期群落演替和物种竞争留下的优势种。它们不仅具有独特的地带性特征,而且具有较强的抗污染、清洁和演替能力,具有较好的生态修复效果。同时,通过乔、灌、草的合理组合,营造优美的湿地景观。(https://www.daowen.com)

其次,外来物种的引入使整个湿地生态环境更加完整,保证了湿地生态多样性的发展。不过,还应注意的是,选择外来物种应非常谨慎。在充分认识原始湿地植物生长习性和环境的前提下,引进外来物种,形成完整的植物群落,与当地优势种相结合,而不是限制当地物种的生长,起到辅助作用。例如,水葫芦是一种漂浮的水生植物,繁殖速度快,适应性强,容易争夺当地物种的生存空间,导致不可逆转的生态灾难。

三是考虑湿地植物的净化。在植物种类的选择上,可以采用水生植物的合理组合,达到污染控制和净化的效果。值得注意的是,一些水生植物适应性强,生长周期短。在选择过程中,要充分预期增长速度和增长所需空间,合理配置。除就地种植外,还可根据植物需水量设置不同高度和层次的种植池,以保持自身景观的稳定性,控制水生植物的扩散。

在生态修复过程中,针对不同的植物群落和植物分类有不同的策略,可以从以下五个方面进行。

1)基本条件:不同的基本条件具有不同的植物群落特征和不同的植物种植设计方法。例如,原来的基地是湖泊型城市湿地公园,如绍兴镜湖湿地公园。基地为湖泊,以当地优势种选择为骨干,适当引种配套。原始基地是一个农田型城市湿地公园,如西溪湿地公园,基地是农田。因此,本次配置设计以农田植物为基础,原基地为工业用地,湿地公园如上海后滩湿地公园,均围绕适应性强、生长量大的物种进行配置。

2)功能区:功能区的主体部分设计用于工厂配置。例如,西安虎鱼湿地公园有五个区域,分别是展览观光区、生态保护与恢复区、农业与渔业体验区。根据不同区域和植物配置,物种恢复是生态保护区的主要途径。因此,只有通过当地植物群落保护进行小规模区划,基本上随自然生长,在突出“野趣”效应的同时具有生态修复功能;农渔业体验区以体验为主,有很多游客和丰富的植物搭配颜色。设有荷花、垂柳、杨树等主题植物。

3)生境:根据湿地生物(包括鸟类、水禽、两栖类等)对生境的要求,利用湿地本身的湖面、水岸线、滩涂、浮岛等进行设计,创造多种生境,吸引更多湿地生物建立生境。在设计中充分考虑了植物冠层密度对湿地生物学的影响,为湿地生物学提供了良好的藏匿场所、觅食场所和繁殖场所。

4)气候条件:根据季节变化对植物的影响,结合当地气候特点,制定符合自然特点的植物配置设计。例如,在寒冷地区种植抗冻性强的植物,在湿热地区种植高温优先的植物;当一些植物冬季生长活性降低时,净化效果会减弱,应充分考虑和避免;同时,植物在冬季会受到破坏,这也会降低城市湿地的色彩丰富性和缺乏游憩兴趣。

5)植物群落的稳定性:层次的安排、多物种的组合和垂直空间的处理,不仅可以增强植物群落的稳定性,而且有助于群落的健康更新和演替。根据乔、灌、草等不同植物的生态习性,以及不同生长环境的相应要求,进行了植物配置设计。垂直层次丰富,平面开合,种植科学可靠,观赏性好。

通过植物配置和设计,营造良好的湿地生境环境,通过合理的植物种植,保证湿地生物生境的建设,呈现良好的湿地植物景观,对城市湿地公园的生态恢复起到重要作用。

2.动物生态控制要素

影响城市湿地界面空间控制的因素有两个,一是资源环境条件的控制,二是与动物生存空间和生活习性有关的控制。

(1)资源环境条件控制要素

和人类一样,动物也有追求利益、避免伤害的本能。因此,动物会在内部环境相对舒适、资源丰富的地区迁徙。由于城市湿地界面空间的边缘效应,生物多样性往往更加丰富。日照充足、土壤肥沃、植被丰饶、水分充足是其共同的有利因素。这些地区是有利地区,其城市影响主要表现在没有城市污染源、下风和城市道路。相比之下,日照不足、土壤贫瘠、水源匮乏、植物稀少的地区则是不利地区。

(2)控制动物的生存空间和习性

动物利用的空间有三种:觅食空间、繁殖空间和逃逸空间。在城市湿地界面空间的设计中,必须综合考虑这三类空间,并保持它们之间的连通性。

在第一种情况下,觅食空间和逃逸空间位于繁殖空间的两侧。这意味着一条完整的逃生路线非常重要,即一条生物走廊。生物廊道有许多常见的设计模式,如下沉式道路或空中动物运动路径,即使动物运动路径是连续的,也只有一个目的。当然,对于不同的动物,逃跑方式的形式也不同。例如,墙上的洞穴是兔子的逃生通道,但对于哺乳动物等动物来说,规模太小,无法成为逃生通道。

在动物系统控制界面空间设计模式的第二种情况下,觅食空间与繁殖空间存在交叉。该模型需要注意觅食空间和繁殖空间的差异化设计。因为繁殖空间对动物来说是最重要的,所以我们必须确保生态安全。动物在寻找食物时会吸引食肉动物或食物链顶端的其他动物。因此,只有通过异质性有效地设计动物的繁殖空间,动物才能生存和繁殖。

动物系统控制界面空间设计模式的第二个例子是三种空间的整合。此时,需要通过人工引导设计来区分不同类型的空间,通过一些设施、地形设计等来保证动物繁殖空间的生态安全,为动物繁殖创造适宜的环境。