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三灘分治:鄭州黃河灘區生態修復模式探索 | 土人設計

景觀設計學 2022-08-24
原創
  • 項目名稱:
    鄭州黃河灘地公園規劃設計
  • 項目地點:
    河南省鄭州市
  • 項目規模:
    44km2
  • 設計公司:
  • 委托方:
    鄭州市惠濟區規劃發展中心
  • 建成時間:
    2020年8月至今

注:本文為刪減版,不可直接引用。原中英文全文刊發于《景觀設計學》(Landscape Architecture Frontiers)2021年第3期“大河流域生態系統保護與修復”???。獲取全文免費下載鏈接請點擊此處。


導 讀

當前黃河下游灘區自然環境相對復雜,加之受到防洪政策、農業活動、村莊建設、生產堤等諸多因素的影響,自然生態系統遭受到較大破壞,生態系統服務功能受損嚴重,影響黃河流域的健康發展。鄭州黃河灘地公園規劃設計項目通過科學識別黃河嫩灘、二灘和高灘的特征,落實分區、分類施策的三灘生態修復措施,突出黃河灘地原真性和自然特色,完善供給、調節、支持、文化全方位的生態系統服務;同時引入沿黃慢行系統與休閑創意產業,提供高品質的文化感知與休閑體驗。


基于生態系統服務的黃河灘區生態修復模式探索

——以鄭州黃河灘地公園規劃設計為例

Exploration on Ecological Restoration Model

for the Improvement of Ecosystem Services

of Yellow River Floodplains

—A Case Study of Zhengzhou Yellow River

Floodplain Park Planning and Design


俞孔堅

北京大學建筑與景觀設計學院教授

龔瑤

景觀設計師,土人設計第三分院副院長


1 黃河下游灘區的生態特征和“三灘分治”

黃河下游灘區位于黃河主河槽與防汛大堤之間,過洪能力雖次于主槽,但也可起到削峰、減緩洪水演進速度等作用[1]。灘區內具有豐富的濕地、農田、草地等生態系統,承載著水源涵養、水土保持、維持生物多樣性、氣候調節等服務功能[2]。小浪底水利樞紐工程建成之后,黃河下游洪水的控制能力增強,同時黃河下游的水文特征發生了重大變化,下游濕地周期性過水面積減少,濕地被圍墾面積增加[3][4]。

灘區地勢平坦開闊,方便取水,大面積土地被兩岸農民開墾耕作。灘地內有耕地、園地、林地、建設用地等多種土地利用類型,已形成一定規模的生產生活空間。灘區群眾不斷修建生產堤,生產堤的存在雖然保障了灘區生產生活安全,但也影響了河道正常的灘槽水沙交換,甚至給防洪總體利益帶來危害[5]。

黃河下游灘區根據過水差異劃分為嫩灘、二灘和高灘三類灘地類型[6]~[8]。相關研究提出了“三灘分治”的基本思路,即“在高灘上安置生態移民,滿足群眾居住和產業發展需求;在二灘上開展生態治理,發展高效農業;在嫩灘上恢復生態濕地,限制居住和生產活動”[9],為黃河灘區生態修復提供了新思路。

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黃河鄭州惠濟段三灘的水文及土壤特征 ? 土人設計


2 場地現狀

鄭州黃河灘地公園規劃設計項目位于黃河下游南岸,為黃河大堤以內的黃河灘區,總面積約44km2。近年來黃河上游來水來沙進入偏枯序列,河勢越來越穩定,但項目場地所在的小浪底至花園口之間區域仍存在無工程控制區,是黃河“下大型”洪水的集中區域。場地內設有抵御黃河洪水的重要工程設施,灘區本身也承擔重要的蓄滯洪功能。

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黃河鄭州惠濟段河流岸線變化與現狀防洪工程。圖中岸線變化代表黃河主河槽擺動對鄭州惠濟灘帶來的影響,圖中控導工程的作用是引導河水流向、保護堤岸。? 土人設計

灘地公園所在場地地勢整體平坦,地表徑流為西南向東北方向。灘區內現狀耕地占地7200畝,大多為水澆地和旱地,種植蔬菜和草莓;魚塘面積6767畝,主要分布在嫩灘區域;園地面積6287畝,以花圃、果園和苗圃為主?,F狀林地21956畝,主要為經濟林與農田防護林。灘區內人口約0.73萬,擁有較多休閑農業園。

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鄭州黃河灘地公園場地現狀 ? 土人設計

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鄭州黃河灘地公園土地利用現狀圖 ? 土人設計

公園北部屬于鄭州黃河濕地省級自然保護區,東部為鄭州黃河國家濕地公園,黃河大堤以內的灘區為鄭州市地下飲用水源保護區,且包含永久基本農田逾兩萬畝,灘地公園的生態保護面臨多重要求和挑戰。

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鄭州黃河灘地公園生態限制 ? 土人設計

本研究結合灘區洪水淹沒風險,以控導工程及20年一遇流量(12300m3/s)的水位線為界劃分三灘:

1)嫩灘為控導工程及相鄰控導工程連線與水邊線合圍區域,高程范圍為85.77~100.74m,面積為7.63km2。該區域包含自然保護區核心區、緩沖區。

2)二灘在控導工程及相鄰控導工程連線以南,20年一遇流量水位線以北,高程范圍為88.77~105.76m,面積為14.86km2。

3)20年一遇流量洪水不漫灘的灘區屬于高灘,高程范圍為88.87~111.92m,面積為11.74km2。

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鄭州黃河灘地公園三灘劃分及修復單元布局 ? 土人設計


3 場地問題

鄭州黃河灘地公園所在場地因受到防洪政策、農業活動、村莊建設、生產堤等諸多因素的影響,自然生態系統遭受到較大的破壞。

調節服務

灘地公園最重要的調節服務為黃河灘區調水調沙。然而位于控導工程以內的生產堤阻隔了嫩灘與主河槽的水沙交換,原有大面積的灘涂濕地被人工魚塘所替代,造成大量泥沙淤積在河漕,容易導致橫河、斜河現象,危及黃河大堤安全。

供給服務

灘區具有食物及水源供給的功能。灘地公園內有基本農田兩萬余畝,但農業生產結構單一,糧食產量低且不穩定,灘區的農業結構處于粗放型的自然經濟狀態。同時灘區作為鄭州市地下飲用水源保護區,面臨著突出的水環境問題。

支持服務

灘地公園北部的鄭州黃河濕地自然保護區是中國三大候鳥遷徙通道中線的重要節點,也是黃河中下游最具代表性的濕地之一。然而區域內人為活動干擾明顯,原有生境遭到破壞,濕地生態系統萎縮,自然植被減少,灘區支持生物多樣性和穩定性的功能降低[10][11]。

文化服務

因灘區特殊的功能和用地管理要求,村莊及農業園的配套設施建設存在較大阻力,現狀產業單一且低端,區域經濟發展水平落后。灘區內部道路體系不完善,以生產和防汛為主要功能;道路通達性差,且沿途體驗不佳;缺乏慢行交通配套設施,難以支撐灘地公園的休閑游憩功能。

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鄭州黃河灘地公園三灘現狀。由上至下:嫩灘被大量開墾為魚塘,人為活動干擾明顯,濕地自然植被萎縮;二灘被大量開墾為耕地,生產方式不可持續,植被多樣性下降;高灘人工林種類單一,河渠受人為影響較大,原生植被比例較少,自然生境脆弱。? 土人設計


4 設計策略

設計團隊期望通過三灘生態修復全方位完善生態系統的調節、供給、支持和文化服務,突出黃河灘地的原真性和自然特色;基于生態系統服務優化生態慢行體驗,提倡綠色的生產生活方式,進一步提升文化服務功能。

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鄭州黃河灘地公園規劃平面圖 ? 土人設計


完善三灘生態修復,提升生態系統服務

嫩灘生態修復

嫩灘生態修復的重點是減少人為干擾,實施生態隔離,改善生態系統服務的調節功能與支持功能。首先通過出臺濕地補償政策,使位于自然保護區核心區內的永久基本農田和耕地全部退出,嫩灘其他區域內的基本農田和耕地逐步退出。其次以自然恢復為主、人工修復為輔開展生態修復。破除位于嫩灘的生產堤,通過放淤將主槽及嫩灘泥沙淤至高灘和二灘,增加灘地的過水能力,加速水沙交換,與河槽一起承擔行洪輸沙功能;利用黃河的水文周期、本土植物種質資源、自然肥力等恢復原生濕地景觀。種植灘地優勢物種,加速嫩灘植物群落演替,逐漸形成黃河灘地原生生境[8]。

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嫩灘生態修復模式 ? 土人設計

二灘生態修復

二灘面積廣闊,淹沒概率小,洪水風險中等,農業生產基礎較好,現狀土地利用情況復雜;受人為活動干擾較大,應全方位提升生態系統服務,促進灘區防洪防災、生態保護與農業發展齊頭并進。

需清除不必要的農業設施,構建生態農田基底;借鑒傳統農業智慧,增加陂塘作為農田海綿設施[10][12];進一步緩解生產與生態用水緊張問題。在此基礎上構建復合生態農業,提倡輪作、間作、套種等生產模式,提高土地利用效率,改善土壤物理和養分結構,減少農藥和化肥使用及農業面源污染;鼓勵發展特色都市農業,實現生態保護與經濟發展的良性循環。

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二灘農田生態修復模式。灘區農田因防洪功能和用地管理限制,無法大規模引入標準化的農業設施,并且灘區普遍存在水資源緊張的問題,農業生產不穩定且不可持續。? 土人設計

現狀魚塘簡單粗暴的生產方式破壞了自然濕地系統的穩定性,帶來了嚴峻的水體污染問題。魚塘修復首先計劃恢復濕地生境,促進物質循環,按照食物鏈和生物與環境協同進化原理,營造良好的水域生態環境,推動生態產品溢價。

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二灘人工魚塘生態修復模式 ? 土人設計

高灘生態修復

灘地公園內高灘農村居民點相對聚集,栽有成片的人工防護林,季節性河流枯河貫穿其中。高灘生態修復應著重提升其調節服務、支持服務與文化服務。通過增加鄉土樹種及地被,可提高生物多樣性及群落穩定性[8],豐富林地的季相變化。加強對枯河的生態治理,在河道兩側營造海綿濕地,土方就地平衡堆疊生態樹島島嶼。在提升水體凈化效率的同時,為周邊居民提供休閑游憩的親水場所。

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高灘防護林生態修復模式 ? 土人設計

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高灘河道生態修復模式 ? 土人設計

構建沿黃慢行系統,優化生態感知體驗

根據慢行尺度研究,將灘地公園劃分為若干個尺寸約為2km×2km的慢行單元。慢行道路充分利用現狀農村道路、田埂路,避免對路面進行不必要的硬化,通過應用碎石路面等自然材質契合黃河灘地原生自然風貌。新增道路的高程確保不影響灘地的防洪滯洪功能。慢行道路沿途設置功能完善的服務驛站,且盡可能與周邊鄉村的公共服務設施、農業休閑園的旅游接待設施結合設置。為減少黃河大堤對兩側慢行聯系的阻隔,局部場地會結合大堤安全防護要求設置慢行路聯系兩側。

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已建成的慢行道路 ? 鄭州市惠濟區住房和城鄉建設局

推動綠色生活方式,實現生態產品價值

灘地公園的防洪、生態、生產的復合功能屬性在較長時期內很難改變,因此需探索富有灘區地域特色的高質量發展途徑。規劃提出4項策略:

1)充分利用灘區生態和人文資源,發展綠色低碳旅游,建立生態保護的反哺機制;

2)引入創意產業和業態,充分利用治黃工程文化遺存與水利設施,發展黃河研學,推廣自然教育和大河文化,滿足審美啟智需求;

3)塑造黃河優農品牌,探索生態產品價值轉化途徑,促進生態產品溢價;

4)積極引導綠色建筑、智慧科技等的應用,推動綠色生產和生活方式,實現生態保護與經濟發展的良性循環。


5 結語

目前,鄭州黃河灘地公園在規劃方案引領下正有序開展三灘生態修復工作,形成的相關經驗也隨著“三灘分治”地方標準的建立,逐漸推廣應用于黃河鄭州段的其他灘區,未來可結合實際落地的情況進一步深入研究三灘生態修復模式對生態系統格局、質量和生態脅迫等方面的影響,以及探討實施后的生態適宜性、技術可行性和社會接受性等內容。


項目信息

項目地址:中國河南省鄭州市

項目面積:44km2

項目委托:鄭州市惠濟區規劃發展中心

景觀設計:北京土人城市規劃設計股份有限公司

首席設計師:俞孔堅

設計團隊:石春、龔瑤、徐興中、熊威、姚蘇珂、楊凡、張英武、李波、陳洋洋、林里、徐愷、袁景娜、常賀星、孫博、高冰、張培杰、于文測、胡峽賓、魏丹檸、岳雨杉

設計時間:2020年1月~2021年3月

建設時間:2020年8月至今


部分參考文獻

[1] Tian, Y., Sun, Y., Li, Y., & Ma, J. (2019). Study on the Management Strategy of the Floodplain of the Lower Yellow River. Yellow River, 41(3), 16-20, 35. doi:10.3969/j.issn.1000-1379.2019.03.004.

[2] Xu, X., Tan, L., & Li, Y. (2020). Thoughts and Suggestions on Land Use Control in Beach Areas of the Lower Yellow River. Online publication. Consulting Research Center of Ministry of Natural Resources.

[3] Xia, J., Li, J., & Zhang, S. (2016). Channel Adjustments in the Lower Yellow River After the Operation of Xiaolangdi Reservoir. Yellow River, 38(10), 49-55. doi:10.3969/j.issn.1000-1379.2016.10.010

[4] Tian, Y., Qu, B., Li, Y., & Gu, Z. (2019). Research and Perspective on Floodplain Treatment in the Lower Yellow River. Yellow River, 41(2), 14-19. doi:10.3969/j.issn.1000-1379.2019.02.004

[5] Zhang, J., Liu, J., Wan, Z., & Lu, J. (2018). Channel Morphology Evolution and Corresponding Coping Strategy in the Lower Yellow River “Study on Ecological Reconstruction and Management of the Floodplains in the Lower Yellow River” (I). Yellow River, 40(7), 1-6, 37.

[6] Pei, Z. (2014). Analysis of Land Ecological Utilization Regionalization Construction in Beach Area of Lower Yellow River. China (International) Water Summit Forum—2014 River and Lake Health and Ecological Civilization Construction Conference Papers (pp. 222-227). Hu’nan, China.

[7] Zhang, M., Zhang, Y., Zhu, W., Liao, C. & Zhao, S. (2010). Wetland Restoration Models in Zhengzhou Yellow River Nature Reserve, Henan Province. Wetland Science, 8(1), 67-73.

[8] Wu, S., Wang, H., Li, Q., & Wang, P. (2021). Study on landscape plant design and ecological restoration in floodplain area of the Lower Yellow River—A case study of floodplain area of Yellow River in Changyuan City, Henan Province. Jiangsu Agricultural Sciences, 49(8), 141-148, 157. doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2021.08.025

[9] Zuo, Q. (2020). Critical problems and construction of synergy governance system in the beach area of the lower Yellow River. Science and Technology Review, 38(17), 23-32. doi:10.3981/j.issn.1000-7857.2020.17.002.

[10] Yao, X., Wang, X., Hu, Y., Chen, Y., He, P., & Tian, G. (2021). Study on diversity of herbaceous plants along the Yellow River Wetland in Zhengzhou City. Jiangsu Agricultural Sciences, 49(1), 186-191. doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2021.01.034

[11] He, X., Zheng, D., Guo H., & Ma, G. (2014). The Vegetation Species Diversity and Its Response to the Human Activities in Zhengzhou Yellow River Wetland Reserve. Wetland Science, 12(4), 459-463. doi:10.13248/j.cnki.wetlandsci.2014.04.008

[12] Yu, K. (2019). Large scale ecological restoration: empowering the nature-based solutions inspired by ancient wisdom of farming. Acta Ecologica Sinica, 39(23), 8733-8745. doi:10.5846/stxb201905311146


本文引用格式 / PLEASE CITE THIS ARTICLE AS

Yu, K., & Gong, Y. (2021). Exploration on Ecological Restoration Model for the Improvement of Ecosystem Services of Yellow River Floodplains—A Case Study of Zhengzhou Yellow River Floodplain Park Planning and Design. Landscape Architecture Frontiers, 9(3), 86-97. https://doi.org/10.15302/J-LAF-1-040025


編輯 | 周佳怡 王穎

翻譯 | 王穎 田樂

制作 | 王穎


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