从自然科学技术原理向风景园林设计语言转译——河段尺度下的生态设计手法研究

在河流生态修复的研究中,理论与实践之间存在着落差,风景园林学正是整合不同学科理论并最终转化为实践的最佳途径。本研究的核心工作是将河流生态修复中的理论转化为风景园林设计语言,即生态设计手法,主要采用 T-P-C（Theory-Pattern-Case）法。首先对河流空间要素进行分析,再依据相关自然科学技术原理,转译出一组设计法则,最后结合河流生态问题,提炼出“改造边滩蜿蜒度”“生态河床”“生态筑坝”等 15 种河段尺度的生态设计手法,为设计师提供一套生态性、空间性、归纳性、尺度性和类型性的设计工具。     

基于河段尺度的太湖流域城市河流生境评价

快速城市化背景下,太湖流域城市河流水环境与生态功能退化问题日益突出,系统开展城市河流生境评价尤为重要.本研究参考和修正了英国城市河流调查评价体系,基于太湖流域城市河流特点,构建了太湖流域城市河段生境质量指数(SHQI)评价体系,分析太湖流域城市河流生境现状及空间差异.结果 表明:50个河段的SHQI值介于8～21,3个...     

近自然化改造对马尾松和杉木人工林生物量及其分配的影响

近自然化改造作为森林新增碳汇的最有希望的选择之一,将如何通过改变林分结构影响林分生物量和生产力进而影响林分固碳能力和潜力目前尚不清楚,因此,了解近自然化改造对人工林生物量及其分配的影响,对人工林生态系统碳管理具有重要意义。以马尾松近自然化改造林(P(CN))、马尾松未改造纯林(P(CK))、杉木近自然改造林(C(CN))和杉木未改造纯林(C(CK))4种人工林为研究对象,采用样方调查和生物量实测的方法,分析4种林分生物量差异,旨在揭示近自然化改造对马尾松和杉木人工林生物量及其分配的影响。结果表明:马尾松杉木人工林近自然化改造通过调整林分结构显著提升马尾松和杉木人工林生物量和生产力,8a后马尾松和杉木林分生物量分别增加46.71%和37.24%。乔木层生物量在林分生物量总量中占主导地位(95.48%-98.82%),并对林分生态系统总生物量变化起决定性作用。林分生物量和生产力的增加主要因为近自然化改造改变了林分群落结构,进而提高了乔木层生产力。研究结果表明,合理的经营措施不仅可以改善林分结构,提升林分生产力,并可为增强植被固碳能力创造有利条件。     

城市近自然林的群落生态学剖析--以沈阳树木园为例

中国科学院沈阳树木园位于沈阳市人口密集,商业文化中心地带。于1955年建园,引种东北地区木本植物546种,隶属118属51科。由于林木的天然更新,已形成一个多世代、多层次近自然林群落。本文从植物群落生态学角度研究了森林树种组成与植物区系特征,群落的生活型和层片结构,群落的垂直结构与成层现象。群落的水平结构与镶嵌现象,森林天然更新与发展,野生动植物的种群定居与保护,进而阐明了该园森林群落是我国北方典型城市近自然林类型。     

近自然化改造对马尾松人工林土壤团聚体有机磷组分含量变化的影响

有机磷(Po)是土壤磷库的重要组成部分.为探究马尾松人工林近自然化改造对土壤团聚体Po分布特征的影响,该研究以南亚热带的马尾松纯林(PP)和近自然化改造后的马尾松-阔叶树种混交林(CP)为对象,采集 0～10 cm土样后利用干筛法将其筛分为>2 mm、0.25～2 mm和<0.25 mm三部分粒径团聚体,并测定原土及各粒径团聚体中各Po组分、微生物生物量磷(MBP)含量和酸性磷酸酶(ACP)活性.结果表明:(1)CP的土壤Po组分与PP相比发生了变化,高稳定性有机磷(HRO-P)和中度活性有机磷(MLO-P)在原土以及各团聚体径级中均显著高于PP(P<0.05),而活性有机磷(LO-P)和中度稳定性有机磷(MRO-P)在CP和PP中并无显著差异,PP和CP各组分Po在原土和各团聚体径级中无明显变化规律.(2)各形态Po在PP中占比大小为HRO-P>MRO-P>MLO-P>LO-P,而在CP 中为HRO-P>MLO-P>MRO-P>LO-P.(3)CP中的MBP含量和ACP活性在原土及各团聚体径级中均显著高于PP,并且随着团聚体径级的减小,ACP 活性上升.(4)冗余分析发现,土壤有效磷(AP)、土壤团聚体平均重量直径(MWD)、MBP 和全氮(TN)为土壤Po组分的主要驱动因子.综上认为,近自然化改造有利于马尾松人工林土壤中磷的积累与转化,该研究结果为马尾松人工林土壤质量和生产力的提升提供了理论依据.     

马尾松人工林近自然化改造对植物自然更新及物种多样性的影响

中国人工林面积居世界第一位,而马尾松是中国人工林面积较大的树种之一,广泛分布于中国的亚热带区域。马尾松适应能力强,耐干旱、瘠薄,是南方低山丘陵区群落演替的先锋树种,也是荒山绿化造林的主要树种,马尾松人工林对生态防护、生态治理有着重大的意义。但是,绝大部分马尾松人工林为人工纯林,生态系统比较脆弱,生态服务功能较差。人工林的近自然改造对于增加林地生物多样性,提升人工林的生态服务功能具有重要意义。2005年,对中国林业科学院热带林业试验中心1993年造林的马尾松人工林进行4种不同强度(50%、40%、30%、20%)间伐后,套种大叶栎(Castanopsis fissa)、米老排(Mytilaria laosensis)、润楠(Machilus pingii)、红锥(C. hystrix)4个乡土阔叶树种,各种套种密度皆为120株/hm²。分别于间伐前(2004年)及2010年对群落生物多样性及人工套种树种生态情况进行调查,结果表明:(1)间伐处理后,自然更新至乔木层的物种种类和数量都有显著的增加,600 m²的样方中,物种数由(2.75±2.56)种增加到(11.17±4.32)种,个体数由(5.75±4.31)株增加到(32.17±19.09)株,群落中乔木亚层的优势种变化不大,主要有南酸枣(Choerospondias axillaris)、水锦树(Wendlandia uvariifolia),枫香(Liquidambar formosana)、破布木(Cordia dichotoma)、白背桐(Mallotus paniculatus)等。新增加到乔木层的物种大都为之前群落中灌木层的种类,主要有三桠苦(Evodia lepta)、鸭脚木(Schefflera minutistellata)、白花龙(Styrax faberi)、中平树(Macaranga denticulata)、黄毛榕(Ficus esquiroliana)、华南毛柃(Eurya ciliata)、罗浮柿(Diospyros morrisiana)、猴耳环(Pithecellobium clypearia)、木姜子(Litsea pungens)、毛黄肉楠(Actinodaphne pilosa)等。(2)间伐处理前,600 m²样方中出现的灌草种类数量为(24.63±4.24)种,间伐处理后,600 m²样方中出现的灌草种类数量为(27.58±3.80)种,不同间伐强度处理后林下灌草的优势种与间伐前大致相同,灌木层优势种为三桠苦,草本层优势种为弓果黍(Cyrtococcum patens)。不同间伐强度处理林分间,灌木层和草本层的物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数均无显著差异,且与间伐前林分也无显著差异。(3)间伐促进了4个乡土树种幼树的生长,随着间伐强度的增加,大叶栎、红锥幼树的高度和胸径显著增长;50%的间伐强度的林分中,阔叶树种幼树的长势要显著好于其他间伐强度,50%的间伐强度最有利于马尾松林下套种的阔叶树种生长。(4)在马尾松林下套种的4个阔叶树种幼树的初期生长有明显差异。总体而言,大叶栎与米老排幼树的早期生长速率要明显高于红锥和润楠。     

生态智慧引导下的太原市棕地修复逻辑与策略

城市生态系统是一个复杂的人工系统,城市经过快速掠夺式的发展已经造成绿地生态空间锐减,水体资源缺乏且污染严重,热岛效应突出和城市棕地面积大且污染严重等一系列生态问题。以资源枯竭型城市内大量存在的棕地为研究对象,认为城市棕地的修复需要生态智慧的引导,在建立生态智慧引导的城市棕地修复逻辑和框架的基础上,结合太原市棕地生态修复实践,建立从棕地安全性修复、棕地功能修复和棕地景观修复的综合修复框架,提出分期分类多元化再生,分类利用城市功能活化,去棕还绿抗污染植物配置棕地修复的生态智慧策略。     

北京市门头沟区工业废弃地生态修复工程的关键技术

随着改善城市环境质量、加强城市生态建设工作的呼声日益提高,工业废弃地的生态修复和环境建设工程越来越受到重视。以北京市门头沟区永定镇大砂坑生态修复二期工程为例,提出了这类工程的技术关键,首先是进行科学的规划设计,二是稳定坡体,三是建立排水系统,四是土壤改良,五是充分发挥植物的生态效益。重点论述了植物选择和种植中的有关问题,并结合该项目在前期立项、勘察、设计、施工中出现的一些问题进行了探讨和总结。     

青海东部人工生态公益林近自然经营的林分结构调整

依据研究区5种典型人工林近自然状况,以人工生态公益林的近自然经营管理为目标,提出林分结构调整策略与方法。主要从林分结构、物种组成、年龄及枯死木几个方面考虑选取了垂直结构、水平结构、草本盖度及其多样性、天然更新、物种多样性、组成系数、直径分布、枯木比例、健康木比例10个指标,应用基于单位圆的π值法则,采取定性与定量相结合的方法,对5种林分的近自然状态做出评价并依据评价结果提出相应改造措施。青海云杉-白桦混交林（ω_PB=0.4786）属于远近自然林分,此类林分在密度合理的情况下无需过多人为抚育;青杨-白桦混交林（ω_BP=0.2664）属于近人工林,此类林分以伐除病虫害严重的青杨、调整密度和补植青海云杉为主;青海云杉-青杨混交林（ω_PP=0.2283）属于近人工林,此类林分以伐除病虫害严重的青杨、调整密度和补植白桦为主;青海云杉-落叶松混交林（ω_PL=0.1872）属于人工林,此类林分以调整密度和补植白桦为主;青海云杉纯林（ω_P=0.0190）属于人工林,此类林分以调整密度和营造杉桦混交林为主。通过近自然度评价与分析,为当地近自然经营提供了直观可靠的依据。在进行林分结构调整时,首先通过伐除干扰木来调整林分密度,其次要营造针阔混交林分,其中以青海云杉和白桦混交林为主要目标林分。     

退化生态系统近自然精准修复—基于自然的解决方案

生态系统退化导致生态系统服务功能丧失,对人类福祉产生了深远影响。修复退化生态系统并提升其生态服务功能是全球面临的重大挑战。本文梳理了目前退化生态系统修复的使命与目标,提出“基于自然的解决方案”是生态修复的必然选择;提出“近自然精准修复”的概念,并阐述了近自然精准修复的理论基础和主要技术途径,介绍了南水北调中线工程水源地—丹江口水库库周退化生态系统近自然精准修复的实践案例,从而建立了“近自然精准修复”的理论框架。     

River restoration concepts — goals and perspectives

An analysis of restoration projects carried out both in Austria and abroad shows that most projects are limited to design measures within the river bed with the general intention to increase habitat diversity. The various measures are not based on the type-specific characteristics of the river and thus there is a danger of creating uniform restoration stretches, independent of the specific landscape area, river morphology, discharge regime or site specific biocoenoses. Such proceeding lacks in considering a comprehensive improvement of ecological functioning of the whole river-system. To meet those demands a type-specific guiding view (Leitbild) has to be developed based on the pristine river conditions.The comparison of the river pattern including the characteristic features of its unmodified state with the actual situation leads to a comprehensive set of measures. The essential goals of such management-concepts are the integrity of the river habitat, self-regulation and self-regeneration, the preservation of intact resources, as well as the possibility to experience the uniqueness, diversity and beauty of natural river landscapes.     

基于二元水循环效率提升的城市湿地修复策略

城市湿地对人地系统的水循环调节起着关键作用。随着城市的发展,水资源短缺问题日益突出,探讨湿地在缓解城市水资源危机中的作用具有重要意义。基于“自然-社会”二元水循环理论,综合分析了我国城市用水量在全国总用水量占比急剧增加的现状,以及城市水循环效率低下的重点问题;基于城市水循环途径的取水、输水、用水、排水和回水五个阶段,系统提出湿地的保护恢复有助于改善城市水资源利用状况,增强城市湿地空间优化配置和水资源可持续利用的协同效应;充分考虑城市生态空间整体优化及湿地布局,全面阐释在城市国土空间规划指导下,通过增加城市水循环中社会水回归容量和缩短社会水回归距离,提升城市水循环效率,充分发挥湿地生态工程对城市水循环优化的调控作用;最后,兼顾城市中长期规划发展的协调性、适应性,探讨了湿地保护修复以提升水循环效率的策略,包括多功能水源地建设、缩短汇水距离、多级净水、营建小微湿地以及构建自循环理念的再生系统等具体措施,为城市湿地资源空间规划的整体布局提供重要依据,对促进城市水资源可持续利用和建设人与自然和谐共生的韧性城市具有重要意义。     

富平石川河的生态修复

自国家提出构建山水林田湖草生命共同体以来,已启动第三批山水林田湖草生态保护修复工程试点申报,但一些工程设计缺乏整体性,造成“真破坏”和“伪生态”的现象时有发生.本研究以石川河综合整治项目为例,针对石川河乱采乱挖河道砂石,工业污染,附近村民焚烧垃圾造成气、水和土污染极其严重,生态、人居环境持续恶化,鱼虾绝迹,污水横流,垃圾成堆等问题,采用重建生态河道、恢复生态、景观重塑、土地平整、PE复合土工膜、土壤修复等技术构建山水林田湖草生命共同体,并分析了生态、经济和社会效益,通过项目实施,为石川河流域提供了洁净的土壤环境、稳定的土体结构,有效改善了生态环境,提高了生活质量,实现生产发展、生态良好,不断满足社会发展建设美丽乡村的需要,同时为构建流域山水林田湖草生命共同体提供理论依据和实践支撑.     

\"生态修复、城市修补\"政策对城市碳排放的影响

城市扩张所导致的绿地减少、生态环境退化等问题,影响碳达峰、碳中和(简称\"双碳\")目标的实现。\"城市双修\"通过对被破坏的城市自然生态系统的恢复与重建,有效发挥森林、草原、湿地和土壤的固碳作用,以及优化城市及社区更新方式,改变居民出行和生活方式,有助于城市碳汇能力提升和碳排放的降低。基于2005-2021年我国287个地级市的非平衡面板数据,运用交错双重差分模型 评估\"生态修复、城市修补\"(简称\"城市双修\")政策的碳减排效应。研究发现:(1)\"城市双修\"政策使城市碳排放显著降低了5.6%,但该效应有3年的滞后期;(2)机制分析揭示了城市绿地的增加是\"城市双修\"政策实现\"双碳\"目标的重要途径,绿地面积每增加1000hm²,城市碳排放降低1.5%;(3)异质性分析表明\"城市双修\"政策会扩大碳排放最高和最低城市之间的碳排放差距,城市的生态基础、财政基础以及政策执行力度会影响\"城市双修\"政策的碳减排效力,并对位于经济发达的东部地区的城市的碳减排助推作用更强。研究据此提出了充分总结推广试点经验、系统推进城市低碳转型、因地制宜开展\"城市双修\"工作等对策建议。     

让自然做功的河道生态修复——以呼和浩特大黑河城区段景观概念规划为例

河道是生态敏感、脆弱而又具有显著景观价值的重要生态廊道。只有在规划设计实践中发现和顺应河流的自然形态和自然演变规律,在尊重和保护的基础上进行生态修复,才能真正走向人地和谐。本文以呼和浩特大黑河城区段为研究对象,分别在时间和空间维度上分析总结了大黑河河道形态演变的主要规律和自然诱因,并在此基础上提出了引导洪水对河道形态进行自我修复的生态修复方法。在整体生态系统修复策略上,提出了建立“四维一体”的生态系统修复模型。从林、堤、滩、水4个方面分别探讨了生态景观设计的过程,突出了河道生态功能和景观特色的结合。