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三滩分治:郑州黄河滩区生态修复模式探索 | 土人设计

景观设计学 2022-08-24
原创
  • 项目名称:
    郑州黄河滩地公园规划设计
  • 项目地点:
    河南省郑州市
  • 项目规模:
    44km2
  • 设计公司:
  • 委托方:
    郑州市惠济区规划发展中心
  • 建成时间:
    2020年8月至今

注:本文为删减版,不可直接引用。原中英文全文刊发于《景观设计学》(Landscape Architecture Frontiers)2021年第3期“大河流域生态系统保护与修复”专刊。获取全文免费下载链接请点击此处


导 读

当前黄河下游滩区自然环境相对复杂,加之受到防洪政策、农业活动、村庄建设、生产堤等诸多因素的影响,自然生态系统遭受到较大破坏,生态系统服务功能受损严重,影响黄河流域的健康发展。郑州黄河滩地公园规划设计项目通过科学识别黄河嫩滩、二滩和高滩的特征,落实分区、分类施策的三滩生态修复措施,突出黄河滩地原真性和自然特色,完善供给、调节、支持、文化全方位的生态系统服务;同时引入沿黄慢行系统与休闲创意产业,提供高品质的文化感知与休闲体验。


基于生态系统服务的黄河滩区生态修复模式探索

——以郑州黄河滩地公园规划设计为例

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


俞孔坚

北京大学建筑与景观设计学院教授

龚瑶

景观设计师,土人设计第三分院副院长


1 黄河下游滩区的生态特征和“三滩分治”

黄河下游滩区位于黄河主河槽与防汛大堤之间,过洪能力虽次于主槽,但也可起到削峰、减缓洪水演进速度等作用[1]。滩区内具有丰富的湿地、农田、草地等生态系统,承载着水源涵养、水土保持、维持生物多样性、气候调节等服务功能[2]。小浪底水利枢纽工程建成之后,黄河下游洪水的控制能力增强,同时黄河下游的水文特征发生了重大变化,下游湿地周期性过水面积减少,湿地被围垦面积增加[3][4]

滩区地势平坦开阔,方便取水,大面积土地被两岸农民开垦耕作。滩地内有耕地、园地、林地、建设用地等多种土地利用类型,已形成一定规模的生产生活空间。滩区群众不断修建生产堤,生产堤的存在虽然保障了滩区生产生活安全,但也影响了河道正常的滩槽水沙交换,甚至给防洪总体利益带来危害[5]

黄河下游滩区根据过水差异划分为嫩滩、二滩和高滩三类滩地类型[6]~[8]。相关研究提出了“三滩分治”的基本思路,即“在高滩上安置生态移民,满足群众居住和产业发展需求;在二滩上开展生态治理,发展高效农业;在嫩滩上恢复生态湿地,限制居住和生产活动”[9],为黄河滩区生态修复提供了新思路。

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黄河郑州惠济段三滩的水文及土壤特征 © 土人设计


2 场地现状

郑州黄河滩地公园规划设计项目位于黄河下游南岸,为黄河大堤以内的黄河滩区,总面积约44km2。近年来黄河上游来水来沙进入偏枯序列,河势越来越稳定,但项目场地所在的小浪底至花园口之间区域仍存在无工程控制区,是黄河“下大型”洪水的集中区域。场地内设有抵御黄河洪水的重要工程设施,滩区本身也承担重要的蓄滞洪功能。

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黄河郑州惠济段河流岸线变化与现状防洪工程。图中岸线变化代表黄河主河槽摆动对郑州惠济滩带来的影响,图中控导工程的作用是引导河水流向、保护堤岸。© 土人设计

滩地公园所在场地地势整体平坦,地表径流为西南向东北方向。滩区内现状耕地占地7200亩,大多为水浇地和旱地,种植蔬菜和草莓;鱼塘面积6767亩,主要分布在嫩滩区域;园地面积6287亩,以花圃、果园和苗圃为主。现状林地21956亩,主要为经济林与农田防护林。滩区内人口约0.73万,拥有较多休闲农业园。

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郑州黄河滩地公园场地现状 © 土人设计

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郑州黄河滩地公园土地利用现状图 © 土人设计

公园北部属于郑州黄河湿地省级自然保护区,东部为郑州黄河国家湿地公园,黄河大堤以内的滩区为郑州市地下饮用水源保护区,且包含永久基本农田逾两万亩,滩地公园的生态保护面临多重要求和挑战。

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郑州黄河滩地公园生态限制 © 土人设计

本研究结合滩区洪水淹没风险,以控导工程及20年一遇流量(12300m3/s)的水位线为界划分三滩:

1)嫩滩为控导工程及相邻控导工程连线与水边线合围区域,高程范围为85.77~100.74m,面积为7.63km2。该区域包含自然保护区核心区、缓冲区。

2)二滩在控导工程及相邻控导工程连线以南,20年一遇流量水位线以北,高程范围为88.77~105.76m,面积为14.86km2

3)20年一遇流量洪水不漫滩的滩区属于高滩,高程范围为88.87~111.92m,面积为11.74km2

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郑州黄河滩地公园三滩划分及修复单元布局 © 土人设计


3 场地问题

郑州黄河滩地公园所在场地因受到防洪政策、农业活动、村庄建设、生产堤等诸多因素的影响,自然生态系统遭受到较大的破坏。

调节服务

滩地公园最重要的调节服务为黄河滩区调水调沙。然而位于控导工程以内的生产堤阻隔了嫩滩与主河槽的水沙交换,原有大面积的滩涂湿地被人工鱼塘所替代,造成大量泥沙淤积在河漕,容易导致横河、斜河现象,危及黄河大堤安全。

供给服务

滩区具有食物及水源供给的功能。滩地公园内有基本农田两万余亩,但农业生产结构单一,粮食产量低且不稳定,滩区的农业结构处于粗放型的自然经济状态。同时滩区作为郑州市地下饮用水源保护区,面临着突出的水环境问题。

支持服务

滩地公园北部的郑州黄河湿地自然保护区是中国三大候鸟迁徙通道中线的重要节点,也是黄河中下游最具代表性的湿地之一。然而区域内人为活动干扰明显,原有生境遭到破坏,湿地生态系统萎缩,自然植被减少,滩区支持生物多样性和稳定性的功能降低[10][11]

文化服务

因滩区特殊的功能和用地管理要求,村庄及农业园的配套设施建设存在较大阻力,现状产业单一且低端,区域经济发展水平落后。滩区内部道路体系不完善,以生产和防汛为主要功能;道路通达性差,且沿途体验不佳;缺乏慢行交通配套设施,难以支撑滩地公园的休闲游憩功能。

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郑州黄河滩地公园三滩现状。由上至下:嫩滩被大量开垦为鱼塘,人为活动干扰明显,湿地自然植被萎缩;二滩被大量开垦为耕地,生产方式不可持续,植被多样性下降;高滩人工林种类单一,河渠受人为影响较大,原生植被比例较少,自然生境脆弱。© 土人设计


4 设计策略

设计团队期望通过三滩生态修复全方位完善生态系统的调节、供给、支持和文化服务,突出黄河滩地的原真性和自然特色;基于生态系统服务优化生态慢行体验,提倡绿色的生产生活方式,进一步提升文化服务功能。

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郑州黄河滩地公园规划平面图 © 土人设计


完善三滩生态修复,提升生态系统服务

嫩滩生态修复

嫩滩生态修复的重点是减少人为干扰,实施生态隔离,改善生态系统服务的调节功能与支持功能。首先通过出台湿地补偿政策,使位于自然保护区核心区内的永久基本农田和耕地全部退出,嫩滩其他区域内的基本农田和耕地逐步退出。其次以自然恢复为主、人工修复为辅开展生态修复。破除位于嫩滩的生产堤,通过放淤将主槽及嫩滩泥沙淤至高滩和二滩,增加滩地的过水能力,加速水沙交换,与河槽一起承担行洪输沙功能;利用黄河的水文周期、本土植物种质资源、自然肥力等恢复原生湿地景观。种植滩地优势物种,加速嫩滩植物群落演替,逐渐形成黄河滩地原生生境[8]

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嫩滩生态修复模式 © 土人设计

二滩生态修复

二滩面积广阔,淹没概率小,洪水风险中等,农业生产基础较好,现状土地利用情况复杂;受人为活动干扰较大,应全方位提升生态系统服务,促进滩区防洪防灾、生态保护与农业发展齐头并进。

需清除不必要的农业设施,构建生态农田基底;借鉴传统农业智慧,增加陂塘作为农田海绵设施[10][12];进一步缓解生产与生态用水紧张问题。在此基础上构建复合生态农业,提倡轮作、间作、套种等生产模式,提高土地利用效率,改善土壤物理和养分结构,减少农药和化肥使用及农业面源污染;鼓励发展特色都市农业,实现生态保护与经济发展的良性循环。

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二滩农田生态修复模式。滩区农田因防洪功能和用地管理限制,无法大规模引入标准化的农业设施,并且滩区普遍存在水资源紧张的问题,农业生产不稳定且不可持续。© 土人设计

现状鱼塘简单粗暴的生产方式破坏了自然湿地系统的稳定性,带来了严峻的水体污染问题。鱼塘修复首先计划恢复湿地生境,促进物质循环,按照食物链和生物与环境协同进化原理,营造良好的水域生态环境,推动生态产品溢价。

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二滩人工鱼塘生态修复模式 © 土人设计

高滩生态修复

滩地公园内高滩农村居民点相对聚集,栽有成片的人工防护林,季节性河流枯河贯穿其中。高滩生态修复应着重提升其调节服务、支持服务与文化服务。通过增加乡土树种及地被,可提高生物多样性及群落稳定性[8],丰富林地的季相变化。加强对枯河的生态治理,在河道两侧营造海绵湿地,土方就地平衡堆叠生态树岛岛屿。在提升水体净化效率的同时,为周边居民提供休闲游憩的亲水场所。

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高滩防护林生态修复模式 © 土人设计

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高滩河道生态修复模式 © 土人设计

构建沿黄慢行系统,优化生态感知体验

根据慢行尺度研究,将滩地公园划分为若干个尺寸约为2km×2km的慢行单元。慢行道路充分利用现状农村道路、田埂路,避免对路面进行不必要的硬化,通过应用碎石路面等自然材质契合黄河滩地原生自然风貌。新增道路的高程确保不影响滩地的防洪滞洪功能。慢行道路沿途设置功能完善的服务驿站,且尽可能与周边乡村的公共服务设施、农业休闲园的旅游接待设施结合设置。为减少黄河大堤对两侧慢行联系的阻隔,局部场地会结合大堤安全防护要求设置慢行路联系两侧。

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已建成的慢行道路 © 郑州市惠济区住房和城乡建设局

推动绿色生活方式,实现生态产品价值

滩地公园的防洪、生态、生产的复合功能属性在较长时期内很难改变,因此需探索富有滩区地域特色的高质量发展途径。规划提出4项策略:

1)充分利用滩区生态和人文资源,发展绿色低碳旅游,建立生态保护的反哺机制;

2)引入创意产业和业态,充分利用治黄工程文化遗存与水利设施,发展黄河研学,推广自然教育和大河文化,满足审美启智需求;

3)塑造黄河优农品牌,探索生态产品价值转化途径,促进生态产品溢价;

4)积极引导绿色建筑、智慧科技等的应用,推动绿色生产和生活方式,实现生态保护与经济发展的良性循环。


5 结语

目前,郑州黄河滩地公园在规划方案引领下正有序开展三滩生态修复工作,形成的相关经验也随着“三滩分治”地方标准的建立,逐渐推广应用于黄河郑州段的其他滩区,未来可结合实际落地的情况进一步深入研究三滩生态修复模式对生态系统格局、质量和生态胁迫等方面的影响,以及探讨实施后的生态适宜性、技术可行性和社会接受性等内容。


项目信息

项目地址:中国河南省郑州市

项目面积:44km2

项目委托:郑州市惠济区规划发展中心

景观设计:北京土人城市规划设计股份有限公司

首席设计师:俞孔坚

设计团队:石春、龚瑶、徐兴中、熊威、姚苏珂、杨凡、张英武、李波、陈洋洋、林里、徐恺、袁景娜、常贺星、孙博、高冰、张培杰、于文测、胡峡宾、魏丹柠、岳雨杉

设计时间:2020年1月~2021年3月

建设时间:2020年8月至今


部分参考文献

[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


编辑 | 周佳怡 王颖

翻译 | 王颖 田乐

制作 | 王颖


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