田倩倩 梁繼業(yè) 暢昕

摘要：新疆維吾爾自治區(qū)塔克拉瑪干沙漠邊緣城鎮(zhèn)由于特殊的地理環(huán)境和氣候特點(diǎn)，限制了綠地的規(guī)模化發(fā)展，許多城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施已初步具備，但未形成功能完整的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，影響城市生態(tài)景觀格局發(fā)展。結(jié)合塔克拉瑪干沙漠北緣的阿拉爾市土地利用現(xiàn)狀，提出把市域范圍內(nèi)的渠道納入城市綠地生態(tài)系統(tǒng)中，強(qiáng)調(diào)林網(wǎng)水網(wǎng)綠網(wǎng)一體化，借鑒阿克蘇市成功的經(jīng)驗(yàn)，利用地理信息技術(shù)，構(gòu)建出阿拉爾市的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)鍵詞：沙漠邊緣城鎮(zhèn)；生態(tài)網(wǎng)絡(luò)；綠地建設(shè)；阿拉爾市

中圖分類號：S728.4：TU985.12（453ALR） 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）14-0081-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.14.019 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Abstract： Due to the special geographical environment and climate characteristics， the edge town of the Taklimakan Desert in China have restricted scale of green space. Many urban green infrastructures have been initially established， but they have not formed a functional green land ecological network， which affects the development of urban ecological landscape pattern. Based on the current situation of land use in Alar City on the northern edge of the Taklimakan Desert， this study proposes to integrate the channels within the city into the urban green space ecosystem， emphasize the integration of the green network of the forest network， and draw on the successful experience of Aksu to utilize geographic information technology to build a green ecological network of Alar city.

Key words： desert edge town； ecological network； green space construction； Alar city

塔克拉瑪干沙漠邊緣城鎮(zhèn)氣候干旱，土壤鹽堿化程度比較嚴(yán)重，降水稀少，水資源匱乏，植被生長困難，植被覆蓋率較低，植物生長受風(fēng)沙和水資源的影響很大；尤其是在相對干旱的地區(qū)，植物群落單一，生物多樣性差。這在自然狀態(tài)下，沙漠邊緣城鎮(zhèn)的生態(tài)穩(wěn)定性和植物群落恢復(fù)能力很差，生態(tài)環(huán)境及其自我調(diào)節(jié)功能較弱，城區(qū)和外圍防護(hù)綠地缺乏有機(jī)的聯(lián)系，城市外圍雖然擁有一定規(guī)模的防護(hù)林，但還未形成城市外圍的完整的生態(tài)防護(hù)體系，對城市周邊風(fēng)沙和揚(yáng)塵的抵御能力薄弱[1]。因此在相對惡劣的環(huán)境條件下，建立基于整個(gè)城市范圍的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)就十分必要。沙漠邊緣有著廣闊的地理范圍，干旱地區(qū)人口較少、地勢平坦，未利用的土地面積很大，有很大的發(fā)展?jié)摿Α６以谝呀ǔ傻沫h(huán)境中影響綠地建設(shè)的因素比較單一，在解決了制約綠地建設(shè)的問題之后，沙漠邊緣地區(qū)的城市建成近乎理想的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)就成為可能。綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)以點(diǎn)、帶結(jié)合，綠網(wǎng)布置，形成一個(gè)以“點(diǎn)、帶、網(wǎng)”為主體的網(wǎng)絡(luò)。在國內(nèi)外關(guān)于綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的研究中，基于GIA（Green infrastructure accessment）方法的研究最為廣泛[2]，GIA是在規(guī)劃領(lǐng)域上運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)和生物保護(hù)方面的知識，解決快速城市化進(jìn)程中帶來的生態(tài)環(huán)境被破碎分割的問題，最終確保城市生態(tài)環(huán)境處在平衡和安全的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)城市的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)化。

1 研究概況

阿拉爾市位于新疆維吾爾自治區(qū)塔里木盆地，北起天山南麓山地，南至塔克拉瑪干沙漠北緣，東臨沙雅縣，西抵柯坪縣，傍依阿克蘇河、塔里木河、臺蘭河、多浪河水系。東西長281 km，南北寬180 km。師部駐地阿拉爾市，距烏魯木齊市1 010 km，阿拉爾市距阿克蘇市120 km。全師市總面積693 968 hm2，其中阿拉爾市規(guī)劃面積625 668 hm2[3]。

阿拉爾市是一個(gè)降水稀少、蒸發(fā)量大、水資源嚴(yán)重匱乏的地區(qū)，區(qū)域中的城鎮(zhèn)多位于沙漠邊緣地帶，受風(fēng)沙的影響很大。各團(tuán)場目前還未形成功能完整的綠地生態(tài)格局，在綠地的建設(shè)中存在著很多障礙，如生態(tài)效益低、連通性較差等，主要表現(xiàn)在林地板塊破碎程度高，綠地覆蓋率低，現(xiàn)有的水網(wǎng)僅提供農(nóng)田灌溉用水，并沒有充分發(fā)揮出水體應(yīng)有的價(jià)值，森林和水體缺乏多種功能上的協(xié)同，城市水體和主要道路兩側(cè)缺乏用以防護(hù)的綠地系統(tǒng)，沒有形成城市內(nèi)外圍的帶狀生態(tài)防護(hù)體系，對城市周邊風(fēng)沙和揚(yáng)塵的抵御能力薄弱。部分團(tuán)場的綠地系統(tǒng)規(guī)劃方面工作還處在空白中，現(xiàn)有綠地布局先天不足，不具備完整的結(jié)構(gòu)體系；城市綠地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不完整、不連續(xù)，沒有形成良好的空間結(jié)構(gòu)。但是在兵團(tuán)現(xiàn)有的布局中，渠道和大量防護(hù)林的建成又為該地區(qū)綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供了良好的基礎(chǔ)條件。并且與阿拉爾市接壤的阿克蘇市在生態(tài)環(huán)境改善方面取得了顯著成就，阿克蘇市已建成國內(nèi)西北地區(qū)首個(gè)“國家森林城市”[4]的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。

2 分析評價(jià)

2.1 影像分析

2.1.1 土地利用類型圖 利用ArcGIS 10.2軟件，從谷歌地球上獲取精度為9.1 m的阿拉爾市衛(wèi)星影像圖（圖1），用其進(jìn)行“地理配準(zhǔn)”（Georeferncing工具，WGS 84投影坐標(biāo)系），根據(jù)文獻(xiàn)[5]的分類標(biāo)準(zhǔn)實(shí)地調(diào)查，選擇“訓(xùn)練樣本”，運(yùn)用“影像分類”（Image Classification Tool）工具對阿拉爾市衛(wèi)星影像圖進(jìn)行分析處理，得到阿拉爾市土地利用類型圖（圖2）。

2.1.2 “二值化”圖像 接著利用ArcGIS的“空間分析”（Spatial Analyst）工具的擴(kuò)展模塊進(jìn)行操作。運(yùn)用“重分類”（Reclassification）工具在圖2中提取阿拉爾市土地類型中需要作為分析對象的樣本。本次研究共提取了水域、林地、公園綠地3種樣本，得到“二值化”的圖像數(shù)據(jù)（圖3）。以水域樣本“二值化”為例，對水域的“二值化”圖像使用“眾數(shù)濾波”（Majority Filter）和“邊界清理”（Boundary Clean）工具進(jìn)行處理，最后使用“聚合”得到能夠組成綠地系統(tǒng)中廊道的樣本區(qū)域，即重分類的最終圖片（圖4）。重分類之后做出的一系列處理的目的是為清除影像中較小的和孤立的柵格，因?yàn)槠渌瑯颖敬笮≡趯?shí)際情況中也很難形成綠色斑塊和廊道。提取其中的林地、公園和綠地、水域區(qū)域，分別進(jìn)行空間分析，得到整合度較大的水域、林地。公園和綠地樣本因?yàn)槠浔旧韺?yīng)的土地類型在市域范圍內(nèi)的部分就極少，所以在對重分類之后的圖像再分析時(shí)，將公園和綠地樣本劃入林地樣本進(jìn)行分析。

2.2 林網(wǎng)化與水網(wǎng)化

本研究對阿拉爾市農(nóng)田灌溉的渠網(wǎng)也作為水網(wǎng)的一部分納入阿拉爾市城市綠地系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)水網(wǎng)化和林網(wǎng)化的結(jié)合，達(dá)到以林涵水、依水建綠、水綠相連的生態(tài)格局[6]。

2.2.1 干旱區(qū)林網(wǎng)化水網(wǎng)化建設(shè)原因與特殊性 沙漠干旱地區(qū)的水分條件限制了城市綠地系統(tǒng)建設(shè)以成片綠地為主[4]；但是新疆各地團(tuán)場的灌溉農(nóng)業(yè)十分發(fā)達(dá)，渠道數(shù)量眾多，渠網(wǎng)系統(tǒng)比較完善。

然而目前阿拉爾市的建成渠道多數(shù)都是功能單一的，僅供農(nóng)田灌溉使用，綠地和水體缺乏多功能協(xié)作，沒有充分發(fā)揮各自的作用。由于缺乏植被保護(hù)，水網(wǎng)中尤其是灌溉渠道中的水流失和蒸發(fā)現(xiàn)象也十分嚴(yán)重。充分利用各團(tuán)場建設(shè)的灌溉渠道，將林網(wǎng)化與水網(wǎng)化相結(jié)合，納入城市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)當(dāng)中具有重要的生態(tài)價(jià)值和景觀價(jià)值。

2.2.2 水網(wǎng)林網(wǎng)一體化 結(jié)合之前在本地的濕地調(diào)查分析，提取阿拉爾市地圖標(biāo)準(zhǔn)畫法示意圖（圖5）中的水網(wǎng)（圖5中水域部分）部分，得到阿拉爾市現(xiàn)有水網(wǎng)分布圖（圖6）。利用Arc GIS 10.2軟件進(jìn)行影像圖分析后，得到阿拉爾市水網(wǎng)分布圖（圖7）和林網(wǎng)分布圖（圖8）。把以上4幅圖整合，得到阿拉爾市現(xiàn)有水網(wǎng)、林網(wǎng)分布圖（圖9），便于水網(wǎng)、林網(wǎng)一體化分析。

2.3 現(xiàn)存問題及對策

阿拉爾市影響城市生態(tài)景觀格局發(fā)展現(xiàn)存的主要問題：一是阿拉爾市處在沙漠邊緣，四周地勢十分平坦，風(fēng)沙（圖10中的影響因素）對綠地植物的生長威脅很大。二是水資源比較充足，但在分布上（主要是空間分布）不均勻；人工水體的功能單一，僅用于灌溉，對景觀和生態(tài)的價(jià)值體現(xiàn)不是很明顯，缺乏與自然水體及已有綠地的功能協(xié)同。三是在灌渠甚至一些自然水體兩側(cè)缺少生態(tài)防護(hù)林。四是現(xiàn)有的林地中生產(chǎn)林地占大部分，原生的林地和防護(hù)林散布，缺少有機(jī)的連接和協(xié)同，綠地生態(tài)和景觀效益沒有充分發(fā)揮出來。五是阿拉爾市域范圍內(nèi)尚有大面積的棄置地、鹽堿地和荒漠，立地條件差，且在各處都有分布，對周邊城鎮(zhèn)、村落、農(nóng)田和城市外圍防護(hù)林建設(shè)都產(chǎn)生很大影響，加重了阿拉爾市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的負(fù)擔(dān)。

結(jié)合以上問題，在總體規(guī)劃上采取以下主要應(yīng)對策略：一是在風(fēng)沙和荒漠的威脅背景下，阿拉爾市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)以建設(shè)防風(fēng)固沙林為主。二是阿拉爾市雖然降水稀少，但地下水和河流水比較充足，由于阿拉爾市城區(qū)建設(shè)用水和工業(yè)用水比重較高，合理分配和充分利用綠地建設(shè)用水就非常必要，所以采取水網(wǎng)林網(wǎng)化布局。三是被沙漠和荒漠包圍的阿拉爾市在植物選擇上要注意合理的群落結(jié)構(gòu)，即在防風(fēng)林地和水體周圍綠地選擇不同功能的植物，結(jié)構(gòu)上注意疏密結(jié)合和喬木、灌木的選擇，以滿足不同綠地的要求。

3 綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

3.1 綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)布局要點(diǎn)

根據(jù)彭鎮(zhèn)華[6]的林網(wǎng)水網(wǎng)一體化建設(shè)理念和城市森林理念，結(jié)合沙漠邊緣地區(qū)氣候的具體情況，阿拉爾市的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)布局應(yīng)遵循以下原則：

3.1.1 合理布局 在地域跨度上考慮城市和邊緣地區(qū)以及遠(yuǎn)郊的綠地規(guī)劃，將這些作為一個(gè)整體納入城市綠地網(wǎng)絡(luò)；林網(wǎng)水網(wǎng)在布局時(shí)要在渠道的兩旁分別種植寬度為20 m的能夠灌溉排堿、保水防滲的林帶；整個(gè)體系構(gòu)成中要加強(qiáng)生態(tài)連續(xù)性和異質(zhì)性，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.1.2 注重結(jié)構(gòu) 注意解決城市內(nèi)工業(yè)地區(qū)的污染問題，保證有足夠?qū)挾龋?0 m以上）的林地作為綠地系統(tǒng)的主體；綠地以喬木為主，喬木高大的樹體既能保證最大化地利用空間來營造綠地，也能形成足夠的遮陰環(huán)境供人們休憩，減緩城市熱島效應(yīng)和環(huán)境污染；并且要以森林形式出現(xiàn)，而不是以單一的喬木、灌木林地為主，保證其中的物種多樣性和群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免林地結(jié)構(gòu)過于通透和單一物種種群出現(xiàn)。

3.1.3 注重生態(tài)效益和多種功能 在不同空間中，使用不同類型的綠地營造微氣候，發(fā)揮適合空間特點(diǎn)的功能，比如在工業(yè)區(qū)要注意防塵防污染，以建設(shè)防護(hù)綠地為主；灌溉渠道結(jié)合林網(wǎng)發(fā)揮營造濕地環(huán)境、調(diào)節(jié)局部氣候，利用多種手段，如增加渠道寬度、加大兩旁寬度等，盡可能達(dá)到自然水體能夠發(fā)揮作用的規(guī)模。

3.2 阿拉爾市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

“阿拉爾”在維吾爾語中是“綠色島嶼”的意思。因?yàn)榘浪锬竞?、葉爾羌河、多浪河等水系，因水而生的阿拉爾市在景觀格局方面十分倚重于水，三大水庫和塔里木河周邊的自然與人工綠地形成了阿拉爾市現(xiàn)有的景觀節(jié)點(diǎn)和景觀帶，其中阿拉爾市區(qū)、10團(tuán)、12團(tuán)綠地構(gòu)成了阿拉爾市的景觀核心。各團(tuán)場中綠地系統(tǒng)從無到有、從簡到繁、從點(diǎn)到帶再到更大規(guī)模的發(fā)展趨勢使得相鄰團(tuán)場之間的聯(lián)系變得更為密切（圖11），依水而建的各團(tuán)場構(gòu)成一個(gè)完整的綠地網(wǎng)絡(luò)在不久的將來會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。

3.2.1 水網(wǎng)化 阿拉爾市依托水體的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建主要以自然水體的保護(hù)、恢復(fù)為主，兼顧人工渠道的功能擴(kuò)展。市域范圍內(nèi)的自然水體以塔里木河為主體，存在極少數(shù)的干流依附，可在人工水庫和自然河流、溪流兩旁分別建立寬度至少為30 m的水源涵養(yǎng)林地，林地的群落結(jié)構(gòu)沒有過多地要求，多用保水性較強(qiáng)的功能性植物來構(gòu)建；人工渠道可以利用其延伸性較好的特點(diǎn)，建設(shè)多層次的垂直結(jié)構(gòu)，植物種類組成以混交林為主，以增加整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的物種多樣性及覆蓋范圍。

3.2.2 林網(wǎng)化 用作水土保持的防護(hù)林地主要分布在河水沖刷較重的塔里木河兩側(cè)，規(guī)劃寬度在50 m以上，以保證鳥類的最小生境和內(nèi)部物種較豐富的多樣性以及河流生態(tài)系統(tǒng)不受生產(chǎn)林地砍伐的影響；風(fēng)景林地多分布在城市建成區(qū)，沿自然水體和水庫分布，具體規(guī)劃要考慮生態(tài)環(huán)境保護(hù)、人類休憩的舒適程度和局部的人文地理特征；農(nóng)田防護(hù)林在原有農(nóng)田林地的基礎(chǔ)上建立，保證30 m寬度和適量的密植程度，并增加原有林地連接程度；防沙林布局從沙漠邊緣開始到農(nóng)田邊緣為止，從天然灌木叢過渡到防風(fēng)固沙林，東北部地區(qū)依托處在惡劣環(huán)境中的原有水體逐步建立起防護(hù)林帶。各類林帶結(jié)構(gòu)除了滿足不同功能需要外，內(nèi)部要有足夠的物種數(shù)量和相似程度，以利于網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

綜合綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、綠地系統(tǒng)規(guī)劃等方面的理論和實(shí)踐案例中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，結(jié)合現(xiàn)有的綠地系統(tǒng)，融入水網(wǎng)林網(wǎng)一體化概念和阿克蘇市建設(shè)森林城市的經(jīng)驗(yàn)，以及實(shí)地調(diào)查，分析阿拉爾市綠地發(fā)展的有利條件、制約因素和發(fā)展趨勢，得到阿拉爾市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，具體見圖12。

4 小結(jié)與討論

課題組基于Arc GIS軟件和衛(wèi)星影像資料，分析得到阿拉爾市的用地類型，通過對要素的提取分析，應(yīng)用綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建理論，結(jié)合適宜本地實(shí)際，建立了阿拉爾市綠地系統(tǒng)規(guī)劃。

1）比較清晰地說明了綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的步驟和方法，應(yīng)用在阿拉爾市后得到了以水庫和各團(tuán)場為節(jié)點(diǎn)的核心綠地、沿塔里木河等自然水體和主要水渠的兼具生態(tài)與觀賞功能的帶狀綠地以及由此組成的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。在城市和農(nóng)田外圍建立防護(hù)林帶，在東北部和南部地區(qū)分布較多的沙地、鹽堿地依托水體采用地被植物和喬木、灌木先達(dá)到固沙作用，再進(jìn)行多層次的防護(hù)林建設(shè)，保證阿拉爾市生態(tài)格局的安全穩(wěn)定。

2）綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建是一項(xiàng)過程復(fù)雜、內(nèi)容具體的工作。目前流行的基于GIA的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法需要良好的硬件條件和熟練掌握相關(guān)軟件來支撐，由于條件限制，無法滿足本次研究中全程運(yùn)用GIA方法要求；但是在足夠的理論和實(shí)踐案例支持下，運(yùn)用其他方法也可以完成比較完整的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

3）運(yùn)用軟件進(jìn)行分析處理對綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建來說是比較方便的，但在數(shù)據(jù)處理上不夠準(zhǔn)確就會(huì)造成誤差，如果方案實(shí)施就會(huì)出現(xiàn)或大或小的問題，這是不可避免的。

4）阿拉爾市綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建不能在注重綠地的景觀功能的需求下而忽略其更重要的生態(tài)功能，要盡最大可能做到相關(guān)各部分之間的連接，并與自然融為一體[6]。

參考文獻(xiàn)：

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