临颍县城总体规划(2008-2020)·说明书 (参考:Caro & Gillian,1999;刘海龙,2005)
评价指示物种较为重要的几个指标包括地理分布的广泛性、生境特异性、对其他物种的指示性、对人类干扰的敏感性、对其生物特性的了解程度以及迁徙特征等(刘海龙,2005)。对兽类而言,临颍地区没有丰富的地形变化,不能提供大型兽类隐匿栖息之所,因此兽类资源相对贫瘠。主要有野兔、黄鼬、鼠等小型兽类。就鸟类而言,以鸿雁等为代表的候鸟和以啄木鸟为代表的留鸟成为本地多样性最为丰富的生物资源。一方面,鸟类种类及数量丰富,其中很多物种具有较高的保护级别;另一方面,鸟类活动范围大,栖息环境多样,对人为干扰的敏感性强,因此对于区域内的生境异质性和环境扰动都具有较好的指示作用。黄鼬多在农田、灌丛和树林中分布,随着近年来新区内修建道路、开办工厂、新辟建设用地等所造成的干扰,使得其生境范围逐年减小。因此,黄鼬对人类的干扰敏感性较强。因此,鸿雁和黄鼬作为临颍县生物多样性保护的指示性物种较为合适。
2.基于鸿雁垂直过程的栖息地适宜性分析
从栖息环境来看,鸿雁常栖息于旷野、河川、沼泽和湖泊的沿岸。觅食以浅水水面捞食为主,具有杂食性,主要以水生物、植物为食。基于相关研究资料,得到以下鸿雁栖息环境适宜性分析评价体系并建立阻力面。
表 垂直过程--栖息环境适宜性分析评价体系
类型 1 土地覆盖类型 生态因子 林地 分级 分值 10 8 6 4 2 0 10 10 6 1 10 6 1 0 10 6 1 0 权重 0.6 池塘、小湖、 河道、水沟、果园 绿地、土坑、坟地、弃置地、耕地、菜地、田埂 广场、坯场 2 距水体的距离(m) 建成区、军事用地、道路、铁路 0 0-50 50-100 >100 >200 100-200 0-100 0 >100 30-100 0-30 0 0.15 3 距建成区的距离(m) 0.15 4 距主干道、铁路、次干道、国道的距离 0.1
表 垂直--空间运动阻力因子和阻力系数表
阻力因子 土地覆盖类型 分类 林地 水沟、果园、土坑、坟地、弃置地 池塘、小湖、河道 绿地、耕地、菜地 田埂、广场、坯场 村镇建设用地、支路、公路、 主干道、铁路、次干道、国道 建成区 阻力系统(0-500) 0 10 20 50 100 300 400 500 3.基于黄鼬水平过程的阻力面分析 (1)物种栖息地
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临颍县城总体规划(2008-2020)·说明书 在对宿迁湖滨新城的现场调查中观察到,黄鼬多分布在农田、森林和灌丛中,并对人的行为较敏感。基于相关研究资料,得到以下雉鸡栖息环境适宜性分析评价体系。
表 水平过程--黄鼬栖息环境适宜性分析评价体系
类型 1 土地覆盖类型 生态因子 分级 分值 10 8 5 2 0 0 10 5 10 6 2 0 10 6 4 0 权重 0.6 2 3 4 林地 水沟、果园、土坑、坟地、弃置地、 绿地、耕地、菜地 田埂、广场、坯场 池塘、小湖、河道、建成区、军事用地、道路、铁路 0 距水体的距离(m) 0-100 >100 >200 距建成区的距离(m) 100-200 0-100 0 距主干道、铁路、次干道、国道的距离 >100 30-100 0-30 0 0.1 0.2 0.1 (2)建立阻力面
通过适应性生境分析得到可作为黄鼬栖息地,运用最小累计阻力模型(MCR)分析黄鼬穿越不同土地覆盖类型的过程,生成阻力趋势面,从而模拟黄鼬水平扩散的行为模式。
根据以上适宜黄鼬生存的栖息地类型,临颍县的土地覆盖类型对于黄鼬空间运动的生态阻力等级可以进行如下排序:林地<水沟、果园、土坑、坟地、弃置地<绿地、耕地、菜地<田埂、广场、坯场<池塘、小湖、河道<村镇建设用地、支路、公路、军事用地<主干道、铁路、次干道<建成区。种土地覆盖的相对阻力系数分别拟定在0-500之间(参考刘海龙,2005)。根据阻力因子和阻力系数表,通过费用距离分析模块(cost distance)建立最小累计阻力面。
表 水平--黄鼬空间运动阻力因子和阻力系数表
阻力因子 土地覆盖类型 分类 林地 水沟、果园、土坑、坟地、弃置地 绿地、耕地、菜地 田埂、广场、坯场 池塘、小湖、河道 村镇建设用地、支路、公路、军事用地 主干道、铁路、次干道 建成区 阻力系统(0-500) 0 10 20 50 150 300 400 500 (三)人文过程
人文过程的驱动力对临颍区域景观的形成发挥着重要的作用。历史上城镇的演变发展、运河等水利工程的兴建都是人类改造自然景观的结果。以下主要针对这些过程分析区域景观形成的过程。
1.区域城镇历史发展沿革
临颍县城因县城濒临颍河而得名。临颍县历史悠久,早在新石器时代,先民就在这里繁衍生息。商时期为豫州之地,春秋时属许男国有城颍邑、大陵邑。战国时属魏。秦属颍川郡。西汉高祖五年(公元前202年)置临颍县,治在今固厢乡城顶村。新莽时临颍,东汉复称临颍。汉延康之年(220年),献帝在繁阳亭(临颍繁城)禅位于曹丕,将繁阳亭改为繁昌县。县境分繁昌、临颍西县。晋因之。南朝刘宋将繁昌县并入临颍县。东魏时复置。隋朝相沿,隋大业四年(公元608年)县城毁于水,南迁十五里于黄土岗上筑今城。宋属颍昌府(今许昌),金、元、明、清均属许州。民国21年(1932)属河南省第五行政督察区专员公署。1947年12月13日解放,以平汉铁路为界分沙北县,西临郾县。1949年恢复临颍县原建制,属许昌专员公署。1970年属许昌行政公署,1976年县治所搬迁今址。1986年属漯河市至今。
2.近现代城镇扩张过程
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临颍县城总体规划(2008-2020)·说明书 临颍城始建于隋,周长2.9公里,面积近1平方公里;砖砌城墙,护城河防御,“井”字道路网布局,是典型的中国古代传统城市格局。 近代1910年左右仍保持古城格局基本未变;到1980年代,随着京广铁路和107国道的修建,使老城西侧成为繁华的新市区,城区总面积达到4平方公里,人口近5万;20世纪90年代,伴随经济快速发展以及南街村的崛起带动了城市的进一步扩张,城区总面积达到10平方公里,人口近10万人;进入21世纪,第十个五年计划的实施,城市工商业得到快速发展,北部形成了新的行政中心和产业园区,城市进入新一轮增长期,同时京珠高速的开通为城市扩展带来了新的机遇,此时的城区总面积达到15平方公里。
四、景观评价:湖滨新城现状景观生态服务功能评价
(一)自然过程评价
随着临颍县城的开发建设,现有的河流水系正逐渐丧失其自然的雨水滞留、泄洪、生物栖息地、美学等功能。这一过程综合起来主要包括以下几个方面问题:
城镇建设,包括各类园区和居住区的建设。部分河流被填埋用作建设用地,自然的河流系统变得支离破碎。
水系的人工化改造,如固化河道、修建水闸等。部分河段被裁弯取直,堤岸采取固化的处理措施,割断了河道与周围环境的关系。 公路建设,包括场地内各级规划道路的建设。忽视了原有河流的自然功能,野蛮的将其填埋、改线或者仅留下狭窄的涵洞作为联系的通道,严重破坏了河流系统的完整性和连续性。
农业、工业以及居民生活等活动,都对规划区域内的水体造成了一定的污染。
同时,带来了人与水体的关系的改变,人们开始远离水,水除了具有泄洪通道、生产、航运的经济功能之外,调蓄洪水、生物保护、娱乐、游憩、教育、审美等功能正面临严重威胁。
表 河流湖泊过程与功能的改变
干扰 ◆“填河,填湖” ◆河道淤积,或者人为建设切断河道 ◆水库、水闸的兴建 ◆堤坝建设 ◆河道的裁弯取直。 ◆工业、农业和生活污水的任意排放 ◆水缺少交换和稀释等。 河流湖泊过程与功能的改变 ◆填埋湿地,致使水面面积减小,系统调蓄雨水能力下降,加大了防洪工程措施的压力。 ◆使得河流丧失其连续性,增大了洪水风险,加大洪水治理难度。 ◆影响了自然的水体交换,致使淤积严重。 ◆减少水体交换,同时增大污染风险。 ◆堤坝将河流与外界径流和湿地系统隔离,从而限制了水的天然游荡范围,加大堤防压力。 ◆割断了河道与周边环境的关系,水作为资源而白白流失,如用水、肥力、动力、以及生态资源等。 ◆污染带来水质的变化。 ◆水系连通性低,且比降低,造成水体流动性差,缺乏有效水体交换。 工程化措施影响 水质影响 (二)生物过程评价
临颍县城目前的景观格局对当地生物过程具有重要的影响。前文借助适宜性评价和最小累计阻力模型对该区域内的代表性候鸟(鸿雁)和留鸟(啄木鸟)的生境和迁徙特征进行了分析,从而可以评价景观格局的变化对于当地物种的生物过程具有重要的影响(见下表)。针对EI规划区域来说,目前对生物栖息生境产生较大干扰的人为活动包括:
(1)城镇建设,包括各类居住区及工厂的建设; (2)各级规划公路建设; (3)人工水利设施的建设;
(4)农业、工业及居民生活等活动造成的环境污染。
表 滨湖新城现状人工干扰活动对生物过程的影响评估
现状问题 对景观格局的干扰 对生物过程的影响评估 28
临颍县城总体规划(2008-2020)·说明书 近年来,临颍县政府北移,城市北部工业园区、造成对一些关键性生态格局的破坏,对生城镇建设,包括各类居住区及园区的建设 居住区大量开发建设。在开发中没有很好地考虑原有物栖息地破碎化带来威胁。 场地生态环境的保护,对自然水系和植被造成了一定的破坏。 各级规划公路建设 城市北部规划建设了颍川大道等多条道路,这些道路往往对区域生境起着切割,分隔和阻宽阔的道路将河流切断,而仅有的联系就是狭窄的涵抑的作用,公路常对空间产生分割,切断了各洞,这种工程措施不足形成河流廊道连续性的保证。 生态系统间物种流动的路径,使其交流存在高危险性,尤其对于穿越道路的迁徙动物。 人工水利设施的建设 黄龙渠等河流的部分河段修建了水闸、水坝等水在一定程度上,对于生物生境和生物的迁利设施,河岸被固化,这对河流廊道的连续性造成一徙活动都造成了很大的威胁。 定影响。 农业、工业及居民生活等活动造成环境污染 随着工业和农业的发展,以及城镇生活污水的无序排放,使得水体受到了一定程度的污染。 湿地生态系统的污染会对鸟类的气息造成很大影响。在被污染的水体里,两栖动物根本无法生存,导致两栖动物数量大幅度下降,爬行动物也受到极大影响。 (三)人文过程评价 人文景观主要包括以下问题:
(1)房地产开发等城市建设项目导致大量自然环境的破坏;
(2)规划区域内的河流污染严重,景观功能正逐步丧失,尤其是位于城区中部的黄龙渠已经成为一条排污沟渠,水体严重缺氧,变臭、发黑;
(3)具有一定历史文化遗存,集中于老城区;
(4)临颍县城及周边地区遍布教堂成为独具特色的景观;
(5)以南街村“红色旅游”为主体的城市休闲游憩场所颇具规模。
五、景观改变:临颍县城生态基础设施安全格局
通过上述评价,分析区域景观格局和生态服务功能存在的问题。以下研究主要讨论景观格局的优化设计,其目标是针对各个过程,建立景观安全格局,提供多个安全水平上的景观改变方案,建立综合的生态基础设施,保障生态服务功能的安全和健康。
总体上讲,针对某一过程的景观安全格局的确定分为两个方面:
第一,空间联系:确定以栖息地为核心的、对维护景观过程的安全和健康以及完整性起关键作用的区域和空间联系,包括缓冲区、连接廊道、战略点等。这一部分主要通过空间分析来确定。
第二,编制规划导则:制定保障实现景观安全格局和建立EI的具体的定性、定量原则。 (一)洪涝安全格局
进行防洪规划的出发点是:目前我国大江南北所采用河道渠化、通过加高和固化河堤、湖堤等方法进行防洪的做法是存在问题的。洪水不应是灾害而更应是资源。防洪之道重在流域管理和滞洪系统的建立。关键的问题是应该建立怎样的流域景观格局,特别是滞洪湿地格局来保障安全。
另一方面,大规模的城市建设严重破坏了雨水的自然过程,现行以排为主的治水模式导致雨水资源的大量浪费,造成许多城市严重缺水的同时洪涝灾害却很严重。因而应该改变思想观念把雨水当成一种资源,充分尊重雨水过程,最大程度的减小对其的影响。解决未来的城市的雨水问题关键在于雨水系统管理和雨水处理设施的构建。就是如何判别那些对于雨水过程具有重要意义的地表径流、坑塘、湿地系统,给雨水留出足够的空间来保障雨水过程安全,使其发挥自然功能。
综合考虑城市防洪与降雨情况,洪涝安全格局的目标在于建立符合水自然过程的空间格局。沿河的支流水系、湿地、水库以及一些低洼地是相互补充的雨洪水调节涵蓄系统,安全格局就是从流域出发,留出可供调、滞、蓄洪的湿地和河道缓冲区,满足雨洪自然宣泄的空
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临颍县城总体规划(2008-2020)·说明书 间。通过控制一些具有关键意义的区域和空间位置,最大程度地减少和减轻洪涝灾害,达到安全的目标。通过GIS技术,利用径流模型和数字高程模型可以进行洪涝过程的模拟,并据此判别不同洪涝安全水平下的景观安全格局。
由于缺乏该地区洪水相关资料,本规划综合临颍地区多年降水资料,利用GIS技术,通过非强制性溢出径流分析模拟自然径流,对地表径流进行分级,判别小流域内的水流疏导区域,并依据国家对降水强度等级的划分,在暴雨、大暴雨和特大暴雨下,分流域分别模拟暴雨淹没面积和空间范围(注:国家降水强度等级划分,暴雨指降雨量50-100mm,大暴雨指100-200mm,特大暴雨指降雨量>200mm;本研究采用下限值)。从而分析确定有关键意义的是湿地分布格局。
综合考虑多种因素,临颍县城的洪涝安全格局的低安全水平按照暴雨水平设防,中安全水平按照大暴雨水平设防,高安全水平按照特大暴雨水平设防。
具体规划导则如下:
(1)根据区域内季节性河流的特点,对应低、中、高安全水平,主要河道及沟渠(五里河、黄龙渠、北马沟及护城河)两侧控制绿地宽度分别为12米、30米和60米,其它河流两侧控制绿地宽度分别为6米、12米和30米。
(2)区域内坑塘、湿地的安全格局
A 低安全水平范围内(暴雨淹没范围):在未来的城市建设过程中,应保留坑塘自然面貌,满足滞水、生物栖息等过程的需要;保护其自然的植被覆盖;满足雨水自然过程所需空间。小流域下游的大面积湿地结合未来的城市开发,改造建设成为市区级公园绿地。
B 中等安全水平范围内(大暴雨淹没范围):应严格禁止该区域内的建设开发,保护自然的植被覆盖,保持其稀释污染物的缓冲带作用。尽可能与区域内的湿地结合改造成为公园绿地。
C 高安全水平范围内(特大暴雨淹没范围):严格控制该区域内的建设活动;禁止新建任何可能产生污染源的生产项目;加强污染管制。在不损害生态功能的前提下,发展结合水体的游憩活动。
(二)生物安全格局
前文以指示物种为出发点进行了生物过程分析和功能评价。基于上述分析和评价,进一步可以通过格局的优化来建立生物保护安全格局。生物保护从以物种为中心走向以生态系统为中心的途径的转变强调了建立整体的保护基础设施(Conservation Infrastructure)的意义(俞孔坚,1998;1999)。而通过将多个物种的生物保护安全格局相叠加,可以得到从生物保护出发的生态基础设施。本规划通过垂直过程分析得到了鸿雁栖息环境适宜性分析结果,通过水平过程分析得到了黄鼬水平迁徙过程分析结果。进而,将两种方法确立的生物保护安全格局进行叠加,在此基础上,建立和确定生物迁徙廊道和生态战略点,最终可以得到以上述作为指示物种的综合的生物保护安全格局。
安全格局因不同保护等级或安全水平,而呈现不同的格局和范围。低层次的安全格局意味着较小的保护区和较弱的空间联系,可能仅仅能维持某种群的生存,而高层次的安全格局可控制较大的地域范围,意味着较大的保护区域和更为健全的空间联系。规划范围面积较小,城市化较高,不能形成大规模的生物栖息地(源),因此只从廊道及战略点的两个方面制定规划导则。
具体规划导则如下:
(1)建立廊道:增加景观的连通性
对于破碎化景观,进行景观重建的关键途径是在景观碎片周围提供缓冲区和建立廊道,增加景观的连通性,提供更多的栖息地(Hobbs,2000)。河流以及沿岸的植被是廊道最佳的选择位置,因此要恢复和加强区内各条自然冲沟的连通性,使之具有生物保护、减缓灾害等多重作用。廊道植物应多选用乡土植物,并以自然形态为佳。
(2)景观战略点:用高效的方法完善景观安全格局
从理论上讲,阻力表面的形态特征可以分为三个类:岛屿型,网络型和高原型,相应的存在多种生态战略点:鞍部景观战略点,交汇处的景观战略点,中央、边缘及角落战略点。应用有关理论,通过以下规划导则来建立和完善多种生态战略点。
A 鞍部、中央、边缘及角落战略点:在距离较远的斑块之间、或在高阻力区域(如城市化较高的地带),通过填充空隙来增加景观连通性,建立湿地等栖息地“跳板”,完善整体景观的结构;
B 交汇处战略点:在生物流的关键性部位引入或恢复乡土景观斑块,通过退化景观重建和恢复来扩大栖息地。如撂荒建设用地以及廊道断裂处的生态重建;
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