LA专题 | 湿塘生境质量特征与营建管理策略——以重庆海绵城市试点为例 | 张继升 刘家琳 孟瑶 周剑锋

文化   2024-09-23 17:16   北京  

/ 文章信息 /

湿塘生境质量特征与营建管理策略——以重庆海绵城市试点为例

Quality Characteristics and Construction Management Strategies of Wet Pond Habitat: A Case Study of the Pilot Chongqing Sponge City Project

张继升 刘家琳* 孟瑶 周剑锋

全文刊登于《风景园林》2024年9期76-85页


/ 文章亮点 /

1、对重庆海绵城市试点区湿塘生境的植物、土壤、水体质量进行监测,反馈其生境质量特征与问题。

 

2、湿塘生境整体呈现植物群落稳定性偏低、土壤质量不佳、整体水质较好的状态。


3、提出湿塘布局、植被营建、管理养护层面的具体优化措施。


/作者简介 /

张继升

男 / 西南大学硕士 / 研究方向为海绵生境监测与技术优化


刘家琳

女 / 博士 / 西南大学园艺园林学院教授,风景园林系副主任、本刊特约编辑 / 研究方向为可持续景观技术、海绵城市技术、绿地生境监测与营建优化


孟瑶

女 / 西南大学园艺园林学院在读硕士研究生 / 研究方向为雨洪管理景观绩效评估与优化


周剑锋

男 / 重庆市住房和城乡建设行政审批服务中心副主任(五级职员) / 研究方向为城乡建设及管理


/ 文章精华阅读 /


湿塘生境质量特征与营建管理策略——以重庆海绵城市试点为例

Quality Characteristics and Construction Management Strategies of Wet Pond Habitat: A Case Study of the Pilot Chongqing Sponge City Project


摘要:【目的】中国海绵城市建设已逐步进入精细化营建阶段。湿塘作为具有常水位的海绵生境,在城市环境中有较大的生态服务潜力,分析与明确湿塘生境质量特征和问题,有利于推进海绵城市精细化发展。【方法】立足重庆海绵城市试点区域中已建成的湿塘生境,对湿塘植物、土壤、水体进行监测,通过M-Godorn稳定性测算法、内梅罗肥力指数法、内梅罗污染指数法分别评估植物、土壤、水体生境质量,探究建设用地与非建设用地中湿塘生境质量特征的差异。【结果】在监测期中,湿塘植物群落稳定性较低,欧氏距离范围为17.58~27.00,非建设用地中湿塘的植物群落稳定性、入侵植物盖度显著高于建设用地。湿塘土壤压实问题严重,容重均值为1.445 g/cm3;50%土样的饱和入渗率为6.604 mm/h,入渗能力偏低;土样的综合肥力指数在0.532~1.198之间,肥力较差。湿塘整体水质较好,内梅罗污染指数在1.087~3.757之间。前置塘结构有利于湿塘水质的提升,湿塘表面蓄水层周长面积比与内梅罗污染指数呈显著负相关。【结论】通过合理的营建与维护可以提升湿塘生境质量,如控制湿塘平面与竖向布局、加强植物设计与管理、应用人工有机堆肥与土壤管理等技术方法,研究结果对海绵城市精细化营建及管理有重要参考价值。

关键词:海绵城市;海绵生境;生境监测;湿塘;生境营建



1 背景

2022年,住房城乡建设部印发的《关于进一步明确海绵城市建设工作有关要求的通知》中明确提出应聚焦建成区用地,建立健全的海绵城市建设评估机制,强调海绵城市高质量建设,避免将项目数量、投资规模视为工作成效。2023年,财政部、住房城乡建设部、水利部共同印发《关于开展“十四五”第三批系统化全域推进海绵城市建设示范工作的通知》,将完善海绵城市设计方法、海绵设施关键参数、植物选型,建立运行维护制度作为工作内容。目前,海绵城市已进入精细化营建阶段。

湿塘作为海绵设施中具有常水位的生境,是城市绿地中关键的生境异质性斑块,有重要的生态服务潜力。湿塘生境要素——植物、土壤、水体的质量是保障湿塘发挥生态服务功能的基础条件。针对城市绿地中湿塘质量特征综合监测与问题分析的研究相对欠缺。本研究聚焦重庆海绵城市试点区域——悦来国际会展城,于2021—2023年对研究区域中湿塘生境的植物、土壤、水体进行监测,系统反馈其特征,分析湿塘设计、营造、管护层面的问题,旨在为海绵城市精细化营建提供建议。


2 方法与关键结论

本研究选取悦来国际会展城中的11处湿塘为样地。各样地面积、主塘平均水深、表面蓄水层周长面积比、前置塘结构等特征存在差异,湿塘生境包括水域及其常水位线外延15 m的范围(图1)。


1 悦来国际会展城湿塘样地航拍


植被物种信息采集采用样方法,各植物明确是否为乡土物种,并将植物分为栽培植物、非入侵自生植物、入侵植物3类。通过M-Godorn 稳定性测算法对植物群落稳定性进行测定。

土壤样品在湿塘生境范围内的陆地采集(图2)。考虑到土壤渗透性以及对植被生长的支持作用,选取容重、饱和入渗率、综合肥力指数作为评估指标。土壤综合肥力指数依据本研究测定的土壤理化性质,通过内梅罗肥力指数法进行测算。


2 湿塘土壤采集与测定


水样采集分别于晴天以及大雨、暴雨后48 h进行,采样点为主塘出水口及前置塘入水口(图3)。本研究以水质污染指数作为水体生境质量评估指标,通过内梅罗污染指数法测算,能够反映水体受污染的程度。


3 湿塘水体实景及水样采集


2.1  湿塘植物生境质量

监测期中湿塘样方中共出现176种植物,分属于77科、140属,以草本植物为主(124种),与以往研究海绵设施中的植物相比种类更丰富。乡土植物物种占比71.64%,高于重庆市公园绿地中同等规模样方的乡土植物物种占比。入侵植物物种占比3.41%,绝大部分湿塘有1~4种入侵植物,入侵盖度较高(图6)。湿塘因汇水功能较突出,相对于其他城市绿地生境可能有更高的植物入侵风险。


6 湿塘植物入侵


非入侵自生草本植物共57种。这些植物可预先填补目标入侵物种的生态位,提升植物群落稳定性。本研究中管护频次较低的样地的非入侵自生植物达22种,而管护频次较高的样地仅有2~4种。湿塘的管护频次和对象应结合入侵植物、非入侵自生植物的分布情况适当调整。另外,部分样地中栽培了不适宜相应生境的植物,可能是导致部分湿塘入侵植物盖度高的关键原因。

湿塘植物群落稳定性与以往研究中的城市绿地植物群落相比稳定性偏低,表明湿塘植物群落抵抗扰动的能力较弱,易受入侵植物与人类活动的干扰。应通过优化种植设计和管护方式提升湿塘群落稳定性。

2.2  湿塘土壤生境质量

湿塘土样容重偏高,样地中土壤压实现象较普遍。50%土样的饱和入渗率相对于海绵设施土壤入渗要求偏低。城市绿地生境营建存在回填土作业、机械压实、人为踩踏等现象,导致土壤物理性质退化,对入渗能力造成负面影响。湿塘作为广泛使用的海绵设施之一,生境中陆地地表入渗能力应得到保障。

土样整体肥力状况多为中等和贫瘠,整体偏碱性(图4),普遍存在土壤肥力质量较差的问题。合理控制湿塘凋落物清理频次,有利于中和土壤酸碱度,提升土壤的保水性、排水性、微生物数量及有效养分。


4 湿塘土壤肥力特征


2.3  湿塘水体生境质量

在监测期中,湿塘水质污染指标总体表现较好(图5)。水质较好的湿塘深度多在0.55~1.45 m,水体深度是影响水体磷循环的重要驱动因素,当水体深度在0.8~1.2 m时,湿塘可以产生较好的净化效果。相对于独立主塘,具有前置塘的湿塘的水质有明显提升效果。湿塘表面蓄水层周长面积比与内梅罗污染指数呈负相关。越狭长的湿塘,水体的滞留时间延长,水体与岸线植物的接触时间越长,利于发挥水质净化效果(图7)。


5 湿塘水体生境质量评价结果

7 湿塘岸线与水体形态


3 湿塘生境营建与管理建议

湿塘布局层面。建议增设前置塘并采用前置塘与主塘相结合的形式,加大湿塘表面蓄水层周长面积比,营造蜿蜒的岸线,建植丰富的水生植物类群。水体深度宜控制在0.8~1.2 m。在边坡区域可通过微地形设计等方式拦截枯枝落叶及草屑,防止水体污染的同时增强土壤营养。通过布设架空步道等方式避免人为踩踏,降低对生境海绵功能的干扰。

植物群落营建层面。对于湿塘边坡植物群落营建,营造疏林,预留林窗,促进林下自生植物繁殖。研究区大部分湿塘面积小于5 000 m2,对于此类湿塘,建议植物群落建植6~9个优势种,栽培植物种类不低于40种,乡土植物种类占比不低于70%。植物选择上尤其应重视生境适宜性,避免因种植种类不当导致入侵问题加剧。

管养维护层面。降低建设用地中湿塘的杂草管护频次,及时识别入侵物种。保留非入侵自生植物,以较低成本营造自生繁衍、低维护、可持续的景观。避免土壤物理压实,必要时进行改良,保持良好的容重与渗透性。水质管理方面,应对湿塘底泥定期进行疏浚,维持合理的湿塘水体深度,延长运行寿命。

本研究是对已建成的海绵设施生境质量特征研究的补充,研究结果对湿塘的近自然生境营建与更新具有参考价值。



致谢:

感谢重庆悦来投资集团有限公司规划设计部部长魏映彦、注册城市规划师申亚在研究过程中提供的支持,感谢西南大学园艺园林学院陈珏洁、阳佩琳、张蕊、晁欣然、徐颖参与植物数据采集工作,刘宇协助土壤样品采集工作。


图表来源:

文中图表均由作者拍摄或绘制。


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/ 引用链接 /

引用本文:张继升,刘家琳,孟瑶,周剑锋.湿塘生境质量特征与营建管理策略:以重庆海绵城市试点为例[J].风景园林,2024,31(9):76-85. doi: 10.3724/j.fjyl.202402220100

Citation: ZHANG J S, LIU J L, MENG Y, ZHOU J F. Quality Characteristics and Construction Management Strategies of Wet Pond Habitat: A Case Study of the Pilot Chongqing Sponge City Project[J]. Landscape Architecture, 2024, 31(9): 76-85. doi: 10.3724/j.fjyl.202402220100


文章链接:http://www.lalavision.com/article/doi/10.3724/j.fjyl.202402220100

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文章编辑 边紫琳

微信编辑 刘芝若

微信校对 边紫琳

审核 曹娟


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