畢世波 楊 超 戴 菲

1 華中科技大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院 武漢 430074 2 湖北省城鎮(zhèn)化工程技術(shù)研究中心 武漢 430074

已有研究證明水體污染增加了人們的致癌風(fēng)險(xiǎn)，且與發(fā)達(dá)國家相比，發(fā)展中國家的健康風(fēng)險(xiǎn)更大[1-2]。近年來我國廣大城鄉(xiāng)濱水地帶面臨嚴(yán)重的生態(tài)退化、湖泊與河流調(diào)蓄功能削弱及由此導(dǎo)致的水體污染問題[3-5]。在此背景下，流域綜合治理的迫切性愈加凸顯。

目前，我國在流域綜合治理方面已取得諸多成果。無論從政策、管理層面[5，6-7]，還是工程建設(shè)視角均有學(xué)者提出綜合性治理舉措[8-9]；還有研究針對流域的農(nóng)業(yè)面源污染、洪澇治理、水土流失或生態(tài)修復(fù)等問題提出解決方案[10-15]。但是，一方面由于流域治理涉及范圍廣，內(nèi)部各要素存在共生關(guān)系，沒有實(shí)施統(tǒng)籌治理舉措[16]。另一方面，目前對流域內(nèi)的生態(tài)、生產(chǎn)、生活“三生”空間要素進(jìn)行統(tǒng)籌考慮的實(shí)踐研究成果相對較少。

生態(tài)智慧以生態(tài)知識為基礎(chǔ)，在場地特征、利益相關(guān)者要求以及相關(guān)方法之間尋求平衡，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能力受到廣泛關(guān)注[17]，其中，由沈清基、象偉寧等[18]提出的“生態(tài)智慧引導(dǎo)下的生態(tài)實(shí)踐”的議題為不同學(xué)科融合促進(jìn)流域綜合治理提供了思路。在眾多生態(tài)實(shí)踐中，陂塘系統(tǒng)作為水系統(tǒng)構(gòu)建的經(jīng)典生態(tài)實(shí)踐，其水文調(diào)節(jié)、雨洪調(diào)蓄等智慧受到學(xué)者的廣泛研究并在當(dāng)今實(shí)踐活動中得以運(yùn)用[19-20]。但這些研究多以微觀尺度為主，而在當(dāng)下國土空間規(guī)劃的時(shí)代背景下，在宏觀尺度上繼承與發(fā)揚(yáng)陂塘系統(tǒng)等生態(tài)實(shí)踐蘊(yùn)含的思想，不僅為陂塘智慧的傳承提供思路而且對當(dāng)下人居環(huán)境的建設(shè)有一定的啟示作用。

鑒于此，本文探索如下問題:1)宏觀、中觀、微觀尺度的陂塘系統(tǒng)構(gòu)建途徑；2)以風(fēng)景園林學(xué)為基礎(chǔ)、結(jié)合生態(tài)學(xué)、水利工程學(xué)等學(xué)科的流域治理模式；3)以景觀為觸媒整合“三生”空間的流域振興思路。最終，從生態(tài)智慧視角為流域的綜合治理與振興提供思路。

1 大盈江流域概況

1.1 自然與人文資源

研究區(qū)位于中國云南省騰沖市，面積約1042 km2，其中，耕地、建設(shè)用地與水域占比分別約15.98%、2.70%與0.45%，森林覆蓋率72.83%，其他用地約占8.04%。大盈江(騰沖段)長約46 km，流經(jīng)北海鄉(xiāng)、騰越鎮(zhèn)、和順鎮(zhèn)、中和鎮(zhèn)、荷花鎮(zhèn)和清水鄉(xiāng)6個鄉(xiāng)級行政區(qū)。

大盈江(騰沖段)為亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均降雨量為1531 mm，年平均氣溫14.9℃，年平均相對濕度為77%。黃壤是主要的山地土壤，占山地土壤總面積的43.68%；其次是紅壤和黃棕壤，分別占山地總面積的28.39%和18.78%。就植被而言，主要喬木林有櫟樹(QuercusLinn)、栲樹(Castanopsis fargesiiFranch)、木荷(Schima superbaGardn.et Champ.)等為主的亞熱帶常綠闊葉林；水生植物有蘆葦(Phragmites communi)、水蔥(Scirpus validusVahl)、香蒲(Typha orientalisPresl)、馬來 眼子菜(Potamogeton wrightiiMorong)、輪葉黑藻(Hydrilla verticillata)等。此外，還有八寶樹(Duabanga grandiflora)、鐵 杉(Tsuga forrestiiDownie)、木香(Radix aucklandiae)等野生植物資源。

整體而言，研究區(qū)規(guī)劃范圍較大，涉及村莊、城鎮(zhèn)、農(nóng)田、水系、山體、林地、濕地等諸多空間類型；水環(huán)境豐富，但匯水點(diǎn)不均衡，大盈江流域涵蓋17條主要支流，包含瀑布、濕地、湖泊等多種環(huán)境類型，干流的上(花園水庫—大竹園)、中(大竹園—和順鎮(zhèn)雨洲亭)、下(和順鎮(zhèn)雨洲亭—荷花鎮(zhèn)熱水塘)3段各具特色。上游段有7個主要水源匯水點(diǎn)，自然環(huán)境較為優(yōu)越；中游穿越城鎮(zhèn)區(qū)，人文資源雄厚；下游地?zé)豳Y源豐富，但僅有和順濕地與野鴨湖2處主要水源匯水點(diǎn)。研究區(qū)特色文化濃厚、多樣，大盈江上游和下游以傳統(tǒng)農(nóng)耕文化為主，中游城鎮(zhèn)區(qū)則以少數(shù)民族文化、宗教文化為主。

1.2 存在的主要問題

1.2.1 水土流失與面源污染較嚴(yán)重

大盈江河道水質(zhì)主要問題為含沙量較大，其中，大盈江上游年平均總輸沙量約13.38萬t，推移質(zhì)約3.35萬t，輕度與重度土壤侵蝕面積分別約549.91 km2與6.96 km2，年平均侵蝕土壤約490萬t。干流水體除花園水庫段較清澈外，其他區(qū)域呈墨綠色；支流河道水質(zhì)主要呈土色，較為渾濁。此外，由于缺乏科學(xué)的用水、排水體系導(dǎo)致較嚴(yán)重的面源污染問題。

1.2.2 綠地斑塊化分布

研究區(qū)內(nèi)河道形式多樣，主河道以硬質(zhì)駁岸為主，生態(tài)駁岸與土質(zhì)駁岸為輔；支流河段多為未治理的土質(zhì)駁岸，植被基底破碎化嚴(yán)重。

通過生態(tài)學(xué)視角的形態(tài)空間格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis，MSPA)將研究區(qū)綠地分為核心、橋接、孤島、孔隙、支線、環(huán)、邊緣7類互補(bǔ)重疊的組分[21-23]。從表1可知:核心類綠地形態(tài)占16.3%，孤島類形態(tài)約占35.7%，說明研究區(qū)綠地相對破碎；作為廊道類的橋接與支線形態(tài)分別占9.3%和18.7%，說明不同大型綠色斑塊間及大型斑塊與其他區(qū)域相連的綠廊連通性較弱；孔隙和邊緣作為其邊緣效應(yīng)的過渡地帶分別占比0.4%和18.6%，而且環(huán)作為同一核心區(qū)內(nèi)部相互連接的通道僅占1.1%，說明研究區(qū)的景觀破碎化主要由大型綠地斑塊與非植被用地的過渡地帶受破壞導(dǎo)致的。

表1 研究區(qū)2018年的MSPA綠地類型及其面積占比

2 大盈江流域生態(tài)治理模式與途徑

2.1 水環(huán)境治理生態(tài)智慧的汲取

2.1.1 自然環(huán)境主導(dǎo)的水環(huán)境治理智慧

都江堰作為迄今為止年代最久的水利工程，以魚嘴、寶瓶口、飛沙堰為代表的每處工程都與周邊環(huán)境渾然一體[24]，體現(xiàn)出最樸素的“道法自然、天人合一”理念，彰顯了“通過對自然最小干預(yù)達(dá)到利用自然之目的”的理水智慧。陂塘是古代城市中兼具城市防洪、蓄水和調(diào)控功能的灌溉系統(tǒng)。其階梯式的空間結(jié)構(gòu)形成了不同水位間的蓄水單元，實(shí)現(xiàn)了“引水-蓄水-灌溉-排水”的彈性調(diào)節(jié)機(jī)制[25]，充分體現(xiàn)了古人建設(shè)宜居環(huán)境時(shí)，巧妙地結(jié)合地理環(huán)境的“整體觀與系統(tǒng)觀”，從而因地制宜地保障城市生態(tài)安全的智慧。

2.1.2 技術(shù)與多學(xué)科知識主導(dǎo)的水環(huán)境治理智慧

如今的水利工程學(xué)、生態(tài)學(xué)、風(fēng)景園林學(xué)等學(xué)科知識的發(fā)展為水環(huán)境的治理實(shí)踐提供指導(dǎo)。例如，哈爾濱群力公園通過生物、物理技術(shù)處理污染水源，以低影響開發(fā)技術(shù)指導(dǎo)水體的利用，體現(xiàn)了以水利技術(shù)為依托，修復(fù)水環(huán)境的生態(tài)理念；韓國清溪川通過塑造生態(tài)駁岸，發(fā)揮岸線的生態(tài)與景觀功能，提供了多元化的濱水活動空間，體現(xiàn)了依托濱水線性空間，建設(shè)綠廊與綠徑，恢復(fù)沿線城市空間活力的水環(huán)境治理智慧；此外，廣東增城綠道結(jié)合水域，挖掘地區(qū)歷史與文化資源，依托綠廊構(gòu)建景觀廊道，串聯(lián)破碎化的歷史文化資源與生態(tài)資源，促進(jìn)區(qū)域生態(tài)與生產(chǎn)和諧發(fā)展，體現(xiàn)了以水為基底，以綠道為媒介，實(shí)現(xiàn)區(qū)域綜合發(fā)展的理念。這三個案例為理水實(shí)踐中側(cè)重生態(tài)、生活、生產(chǎn)的典型代表。

2.2 基于生態(tài)理水智慧的大盈江流域治理模式

基于上述分析，本研究提出“生態(tài)優(yōu)先-以水為核心-以綠道為觸媒”的流域綜合治理模式(圖1)。其實(shí)現(xiàn)途徑為:基于流域水網(wǎng)，首先在宏觀尺度依托GIS技術(shù)平臺，構(gòu)建流域尺度“陂塘系統(tǒng)”，達(dá)到活水之目的；其次，中觀尺度上依托水利工程技術(shù)，在水系上設(shè)置壩體、構(gòu)建沉沙系統(tǒng)，達(dá)到凈水之目的；再次，在微觀尺度上依托生態(tài)修復(fù)技術(shù)與植被凈化，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田與水塘的“陂塘”化構(gòu)建，通過科學(xué)用水，促進(jìn)凈水、塑景與產(chǎn)業(yè)升級等綜合目標(biāo)。此外，結(jié)合生態(tài)學(xué)與水利工程學(xué)等學(xué)科構(gòu)建流域綠廊網(wǎng)絡(luò)，并以綠道為觸媒，整合流域資源，將生活融入生態(tài)與生產(chǎn)，從而促進(jìn)流域復(fù)興。

圖1 大盈江流域綜合治理框架

3 生態(tài)智慧主導(dǎo)的大盈江流域治理措施

3.1 生態(tài)理水智慧下的水環(huán)境修復(fù)

依托研究區(qū)的地形地勢與豐富的水系與水塘資源構(gòu)建“陂塘系統(tǒng)”能體現(xiàn)“對自然最小干預(yù)以利用之”的理水智慧。本研究的“陂塘系統(tǒng)”構(gòu)建體現(xiàn)為宏觀、中觀、微觀3個尺度。

3.1.1 宏觀尺度：依托GIS平臺構(gòu)建流域水網(wǎng)系統(tǒng)

在宏觀尺度聯(lián)通水域?qū)μ岣咚淖詢裟芰τ蟹e極作用。依托GIS平臺的水文分析模塊識別陂塘區(qū)位，依托水網(wǎng)構(gòu)建流域尺度陂塘系統(tǒng)(圖2)。

圖2 流域陂塘系統(tǒng)

首先，通過ENVI5.3提取水域與植被要素，對破碎的林地區(qū)域依據(jù)針葉林帶、落葉林帶、竹林帶等不同林地類型進(jìn)行鄉(xiāng)土植被織補(bǔ)。其次，將區(qū)域匯水為大盈江、緬箐河、清水鄉(xiāng)3個等級，匯水區(qū)域共計(jì)611.43 km2。再次，通過識別匯水單元與農(nóng)業(yè)區(qū)的分布關(guān)系，選取適合灌溉農(nóng)業(yè)的集水區(qū)域以及可灌溉的徑流路徑，利用高程數(shù)據(jù)模型與集水區(qū)疊加分析，將每個集水區(qū)高程通過自然斷點(diǎn)法分為7個梯度，選取最小的兩個梯度作為新建陂塘區(qū)位。最后，選擇在大盈江主軸共建北海濕地、侍郎壩濕地、和順濕地、緬箐河、萬畝荷塘濕地5處一級陂塘。在大盈江下游的騰越鎮(zhèn)、和順古鎮(zhèn)等區(qū)域，依靠邦老山等現(xiàn)狀山體建立陂塘濕地，并由明朗河由南向西連通張家壩水庫等水域；上游區(qū)域陂塘依據(jù)現(xiàn)狀集水單元如花園水庫、青海湖等構(gòu)建；東部則通過清水鄉(xiāng)匯水單元連通硯湖、閻家塘以及飲馬水河附近的陂塘。

3.1.2 中觀尺度：依托水利工程技術(shù)構(gòu)建干流沉沙系統(tǒng)

水塘與農(nóng)田交錯分布是該區(qū)域重要的環(huán)境特征，水土流失是河流的主要問題之一，這就需要統(tǒng)籌水田關(guān)系，在治理土壤流失、水域渾濁等問題的同時(shí)兼顧全域旅游的目標(biāo)。本規(guī)劃將古人陂塘系統(tǒng)的營建智慧與農(nóng)業(yè)、景觀旅游相結(jié)合，依托水利工程技術(shù)，在大盈江干流區(qū)域構(gòu)建由攔沙壩、沉沙池、沉沙濕地組成的沉沙系統(tǒng)(圖3)。

圖3 農(nóng)田沉沙系統(tǒng)

具體而言，在大盈江上、中游新建3座液壓壩，同時(shí)對下游原躍進(jìn)閘進(jìn)行改造。為了沉淀泥沙，在大盈江干流上游下村和大竹園的“山-田-水”分布地帶，通過挖填技術(shù)，引河入田，建立多層級沉沙系統(tǒng)。依據(jù)農(nóng)田形態(tài)特征，下村沉沙系統(tǒng)設(shè)計(jì)成近矩形(約10.6 hm2)，而大竹園處的沉沙系統(tǒng)則設(shè)計(jì)成團(tuán)塊狀(約13.7 hm2)。此外，在沉沙系統(tǒng)的堤壩處，以景觀為主導(dǎo)，沿田水交接帶構(gòu)建由果林、藥作物、農(nóng)業(yè)景觀等多元素構(gòu)成的景觀風(fēng)貌綠道體系，促進(jìn)“治田、理水、塑景”三目標(biāo)結(jié)合。

建成后，1號、2號和3號沉沙系統(tǒng)每年分別沉淀推移質(zhì)0.86萬t、1.20萬t和2.40萬t，共沉淀推移質(zhì)約4.46萬t(表2)，理論上可100%清除大盈江上游河段的推移質(zhì)。

表2 沉沙池主要參數(shù)

3.1.3 微觀尺度：依托植被凈化實(shí)現(xiàn)農(nóng)田與水塘的陂塘化

基于現(xiàn)有水塘、洼地與農(nóng)田，建設(shè)具有鄉(xiāng)土景觀風(fēng)貌的濕地凈化塘與農(nóng)田陂塘系統(tǒng)。首先，中和鎮(zhèn)、北海鄉(xiāng)、清水鄉(xiāng)3地原有的大量水塘為之提供了條件，通過挖填工程技術(shù)，貫通臨近水塘，形成水塘系統(tǒng)；其次，基于下游多為硬質(zhì)駁岸，上游為自然駁岸的環(huán)境特征，選取上游北海鄉(xiāng)的河田交匯處構(gòu)建農(nóng)田陂塘系統(tǒng)。具體而言，一方面，將河道引入農(nóng)田，與輸水、排水系統(tǒng)結(jié)合，既為農(nóng)業(yè)提供充足的灌溉用水，又能解決因不科學(xué)的灌、排水系統(tǒng)導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)面源污染問題，同時(shí)營造了由自然河道與農(nóng)田灌、排水渠組成的特色農(nóng)田陂塘景觀；另一方面，在河田之間設(shè)置生態(tài)隔離帶，防止農(nóng)田土壤流入河道。

此外，在水塘與農(nóng)田灌、排水渠內(nèi)選種抗污、凈水能力強(qiáng)的鄉(xiāng)土水生植物。在兼顧景觀風(fēng)貌的基礎(chǔ)上通過浮動濕地等措施進(jìn)行水塘與農(nóng)田的生態(tài)化、景觀化改造。結(jié)合流域特征，除選種馬來眼子菜、輪葉黑藻等本土植物外，還可選種如蓮(Nelumbo nucifera)、菰(Zizania latifolia)、水竹(Phyllostachys heteroclada)等挺水植物，眼子菜(Potamogeton distinctus)與 睡 蓮(Nymphaea tetragona)等浮葉植物，千屈菜(Lythrum salicaria)與紅蓼(Polygonum orientale)等濕生植物，絲葉眼子菜(Stuckenia filiformis)與海菜花(Ottelia acuminata)等沉水植物。

規(guī)劃后，植被在水域的覆蓋率約占25%。通過檢測儀檢測，處理總懸浮物與總氮的能力與之前相比分別提升約89%與40%；處理BOD5的能力與之前相比約提升46%，有效地改善了流域水質(zhì)。

3.2 基于MSPA構(gòu)建綠廊網(wǎng)絡(luò)

帶狀綠地是解決生態(tài)破碎、綠斑連通性弱的重要途徑，依據(jù)水系“繞城而行”的流域特征，本規(guī)劃通過MSPA與流域水系統(tǒng)疊加的方法構(gòu)建綠廊網(wǎng)絡(luò)。

基于“陂塘”智慧構(gòu)建的大盈江流域水網(wǎng)系統(tǒng)為綠廊的構(gòu)建提供了天然基底?；谘厮扑榛G色斑塊與周邊用地屬性進(jìn)行植被織補(bǔ):于農(nóng)田斷裂處作物織補(bǔ)，于果林處果林補(bǔ)，于山地處水源處涵養(yǎng)林織補(bǔ)。最終沿水系構(gòu)建流域生態(tài)安全格局，形成“水綠相映、景觀多元”的綠廊體系。

若單純依據(jù)“繞城而行”的水系特征進(jìn)行綠廊構(gòu)建，難以提升城內(nèi)綠廊的連通度。為此，本研究通過MSPA方法提取流域核心生態(tài)斑塊發(fā)現(xiàn)，其主要位于和順鎮(zhèn)與中和鎮(zhèn)(圖4A)；而后借助Conefer 2.2軟件將dIIC值大于10的10塊核心區(qū)斑塊作為重要生態(tài)源地，其中最小的綠源面積為0.055 km2，而位于和順鎮(zhèn)西部公益林面積最大，約8.11 km2，dIIC值高達(dá)84，是生態(tài)資源最集中的匯集地(圖4B)；最后，基于最短路徑法構(gòu)建研究區(qū)的費(fèi)用成本面(圖4C)形成基于MSPA方法的流域綠廊網(wǎng)絡(luò)(圖4D)，提升了流域綠網(wǎng)的連通性。

圖4 研究區(qū)綠廊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

規(guī)劃后的綠廊從南向北穿過城區(qū)，不僅加強(qiáng)了南部的熱海河、飲馬水河與萬畝荷塘景觀節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系，還連接了緬箐河與大寬邑小河，加強(qiáng)了對周邊，如侍郎壩等水域的保護(hù)。此外，廊道從西向東連接了寶峰、滇西軍都督府及綺羅文昌宮等，加強(qiáng)了流域內(nèi)人文景點(diǎn)的聯(lián)系，體現(xiàn)了該綠廊在整合流域資源方面所發(fā)揮的重要作用。

3.3 構(gòu)建“一軸兩環(huán)”綠道系統(tǒng)

得天獨(dú)厚的瀑布、地?zé)?、少?shù)民族文化等提供了豐富的旅游資源。基于GIS平臺疊加綠廊網(wǎng)絡(luò)與水系網(wǎng)絡(luò)，以綠道為觸媒連接流域內(nèi)的自然與人文資源。西部通過綠道連接麻雅灣古道槽谷路和一里槽古道槽谷路兩處國家級人文保護(hù)單位；東部連接玉璧坡古道石板路、劉輔國故居等人文景點(diǎn)，形成景觀與綠道交融的特色綠道風(fēng)貌。

以大盈江沿江綠道為主線，以支流為綠道支線(圖5A)，在大盈江上游，基于自然景觀優(yōu)美的特點(diǎn)，打造生態(tài)探秘主題綠道；在中游，基于特色民族文化建造城鎮(zhèn)文化主題綠道；下游則基于獨(dú)特的地?zé)豳Y源營造休閑療養(yǎng)主題綠道。此外，通過二級綠道串聯(lián)支流附近的山澗、瀑布、梯田等資源，從而形成了溫泉度假、歷史巡禮、高端度假、特色農(nóng)業(yè)、田園牧場為主題的“兩環(huán)”綠道網(wǎng)絡(luò)(圖5B)；構(gòu)建水道、花道、林道、田道與山道相融的濱水沿廊式自然與人文復(fù)合的綠道網(wǎng)絡(luò)(圖5C)。

圖5 流域綠道體系

以綠道為觸媒將流域內(nèi)的旅游資源進(jìn)行整合。結(jié)合大盈江3段不同的特色資源，在上、中、下3段分別規(guī)劃為以自然景觀、歷史文化及健康養(yǎng)生為主要特色的18個景觀節(jié)點(diǎn)；在內(nèi)環(huán)與外環(huán)綠道建設(shè)20個景觀節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成濕地生態(tài)、休閑度假、農(nóng)業(yè)體驗(yàn)、老城慢生、歷史巡禮、民族風(fēng)情與溫泉療養(yǎng)7個景點(diǎn)群，形成產(chǎn)業(yè)與綠道交融的格局。最終，構(gòu)建“一軸(大盈江綠道軸線)、兩屏(東西部兩道綠色屏障)、兩環(huán)(內(nèi)環(huán)與外環(huán)綠道)、七群(七大旅游群)、五區(qū)(七群未來可能輻射區(qū))、多點(diǎn)(景觀節(jié)點(diǎn))”的流域規(guī)劃結(jié)構(gòu)(圖6)，以期為流域綜合治理提供規(guī)劃啟示。

圖6 景觀節(jié)點(diǎn)分布及規(guī)劃結(jié)構(gòu)

4 結(jié)語

本文通過對古今生態(tài)智慧的挖掘與融合，以大盈江流域?yàn)閷?shí)踐對象提出“生態(tài)優(yōu)先-以水為核心-以綠道為觸媒”的流域綜合治理模式。首先，在宏觀尺度強(qiáng)調(diào)發(fā)揮技術(shù)平臺的優(yōu)勢、中觀尺度強(qiáng)調(diào)水利工程技術(shù)的運(yùn)用、微觀層面?zhèn)戎剜l(xiāng)土植被的生態(tài)修復(fù)作用，構(gòu)建了流域多層次的陂塘系統(tǒng)；通過不同生態(tài)實(shí)踐的融合，為生態(tài)智慧的繼承與創(chuàng)新提供了視角。其次，基于流域水網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建了流域綠廊網(wǎng)絡(luò)和“一軸兩環(huán)”的綠道體系，并以綠道為觸媒盤活資源，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，為生態(tài)智慧指引下的流域綜合治理提供借鑒與參考。