魏松龄,弓 弼,何红云
(1.西北农林科技大学林学院,陕西杨凌 712100;2.西安市长乐公园;3.陕西省城乡规划设计研究院,西安 710082)
陕西关中地区作为西部地区实力最雄厚的城市密集区之一,具有带动全省乃至西北地区经济社会发展的巨大潜能,是西部大开发的排头兵,目前关中地区适逢关中-天水经济区建设大好机遇,奠定了其西部地区经济发展的战略引擎地位。在以科学发展为指南的今天,生态先行是可持续的社会经济发展的必要前提和根本保障。在关中-天水经济区的发展目标中,明确提出了生态环境建设具体目标:森林覆盖率达到47%,自然湿地保护率达到60%,中心城市空气二氧化硫和二氧化氮的含量达到国家二级标准。但是,2012年,关中地区的PM2.5 浓度是全国水平的5.1倍,PM10 浓度高出全国31%;与此同时,陕西2012年GDP为14451.18亿元,全国排名16位,但GDP含金量却为全国第27位,2012年陕西每万元GDP 二氧化硫排放高于全国平均水平43%,因此关中地区生态建设任务十分艰巨。因此科学规划关中平原地区的绿化体系及构建关中可持续的林业生态体系已成为关天经济区建设与发展的迫切任务。“十一五”期间全省在完成造林164.1万hm2,森林覆盖率达到41.42%的同时,关中地区城镇、村庄、道路、河流、旅游景区等人口聚集区的绿化依然薄弱,与建设绿色陕西、生态陕西的要求不相适应[1]。关中地区作为粮食主产区,唯寻求科学的绿化策略和科学的生态体系构建方法才能立足生产,拓展生态,本文将立足关中地区生产与建设的实际,从生态构架规划和生态体系构建方法等层面,探讨关中平原生态体系构建问题。
陕西关中平原又称陕西省中部平原、渭河平原和关中盆地,西起宝鸡,东到潼关,南界秦岭,北接渭河北山。西窄东宽,东西长约300km,海拔400m 左右,总面积39 064.5km2。关中平原由河流冲积和黄土堆积形成,地势平坦,土壤肥沃,气候温暖,灌溉农业自古著名,号称“八百里秦川”。渭河自西向东贯穿整个关中平原,渭河北岸二级阶地与陕北高原之间,分布着东西延伸的渭北黄土台塬,塬面广阔,一般海拔460~800m,是关中主要的产粮区。渭河南侧的黄土台塬断续分布,高出渭河约250~400 m,呈阶梯状或倾斜的盾状,由秦岭北麓向渭河平原缓倾,如岐山的五丈原,西安以南的神禾原、少陵原、白鹿原,渭南的阳郭原,华县的高塬原,华阴的盂原等,目前已发展成林、园为主的综合农业地带。
关中平原面积占陕西省总面积19%,以省会城市西安市为中心,拥有咸阳、宝鸡、渭南、铜川等四个市级城市和凤翔、岐山、陈仓、扶风、眉县、杨凌、武功、礼泉、乾县、周至、户县、兴平、泾阳、三原、富平、耀州、永寿、淳化、长安、蓝田、临潼、高陵、阎良、蒲城、白水、华县、华阴、大荔、潼关、合阳、韩城等县(市)。
属于温带大陆性季风气候,雨量适中,四季分明。冬季多西北风,夏季多西南风,年平均风速2.0m·s-1。无霜期207d。冬季受温带大陆气团控制,寒冷干燥,且南北气温差别较大;夏季受温带海洋气团或变性热带海洋气团影响,暖热多雨。
1月份最冷,平均气温-0.5~1.3 ℃;7月份最热,平均气温26.4~26.9 ℃;年平均气温13.6℃,极端最高气温41.8 ℃,极端最低气温-20.6℃,年活动积温约4 000 ℃,夏季南北温差小,冬季南北温差大,约相差4℃,沿渭河河谷地区气温接近。日均≥10 ℃的积温、持续时间的分布从东南向西北逐渐减少,持续日数最高值出现在渭南华县一带,为210d以上,其积温超过4 000℃。持续时间最少出现在宜君和彬县等地,其天数为160d以下,积温仅有2 800~3 000℃左右,比东部的渭南等地少1 400 ℃以上。
关中地区年均降水量西多东少。西部宝鸡一带680~700mm,东部及中部480~500mm,北部的宜君又为一高值中心,其值高达710 mm。关中地区年内降水呈多峰型,5—9月为多雨月,以9 月为最多。3—5 月总雨量可达100~160 mm 。7月是汛雨季节,多雷暴天气。8 月由于处于夏季风盛期,伏旱影响之下降水明显减少。9月冬季风开始南下,关中进入第三次降水高峰,多阴雨天气[2]。
关中平原生态综合分区可分为麟游—淳化黄土低山防护林区,渭北黄土台塬高阶地粮、油、棉区,渭河川地农工副贸城市区,渭南洪积扇群与台塬旱耕地、名优果区,骊山丘陵风景林灌草区,秦岭北麓浅山农林特灌草小区等六个区[3]。
麟游—淳化黄土低山区是关中平原的边缘地带;渭北黄土台塬高阶地区域分布在渭河北岸二级阶地与陕北高原之间,分布着东西延伸的渭北黄土台塬,包括岐山、乾县、礼泉、永寿、淳化、泾阳、三原、耀县、阎良、富平、蒲城、白水、大荔、合阳、韩城等县;渭河川地包括渭河流经的陈仓、眉县、扶风、杨凌、武功、兴平、咸阳、西安、华县、华阴、潼关等市、县、区;渭南洪积扇群与台塬区域包括蓝天、华县、华阴县的渭河以南的洪积扇群与台塬区区域。
关中平原林业生态体系构建应遵循景观生态学“基质、斑块、廊道”的基本原理,充分利用宜林地和政策性林业用地,并结合新农村建设和农业产业结构调整,结合区域内各级道路绿化、农田防护林建设、渠道绿化建设和河流生态治理,以渭河湿地林业廊道为主脉,路网林业为骨架,城市及村镇绿化为结点,坡台地翠屏工程为纽带,南北两山山麓绿化为绿肺,果林、经济林、农田防护林、景观林等点、线、面相结合的关中森林生态体系。最终形成“一轴、两环、三横、七纵、五大片区、十水绿廊绕关中”的关中林业生态体系总体格局。
一轴:渭水生态廊道轴线,既是生态之轴,也是历史之轴、还是文化之轴。是关中平原生态体系的主动脉。
两环:关中环线休闲旅游生态廊道和关中区域外缘环状防护林廊道。
三横:连霍高速和高铁绿化生态廊道、S104省道(西宝北线)绿化生态廊道和G108国道(西宝南线)绿化生态廊道,是保护渭河生态廊道的交通廊道,发挥过滤器的作用。
七纵:G312国道(西兰公路)绿化生态廊道、S107(周至到礼泉)绿化生态廊道、G65(包茂高速)绿化生态廊道、G5(西禹高速)国道绿化生态廊道、S202(大荔至华阴)绿化生态廊道、S201(白水至渭南)+S108(渭南至蓝田)绿化生态廊道、S217(汤峪至乾县)绿化生态廊道。
五大片区:以西安、咸阳、宝鸡、渭南和铜川为核心的绿化片区。
十水绿量绕关中:指渭河十大主要支流绿化生态廊道,即小韦河、漆水河、泾河、涝河、沣河、灞河、新河、皂河、尤河、洛河的绿化廊道建设。
绿色廊道建设是关中平原林业生态体系构建的重要组成部分,在规划与建设时要充分把握廊道的理论核心,建设规范高效的生态廊道。研究表明,当林带很窄时,边缘种很少,内部种更少.随着林带宽度的增加,边缘种和内部种均增加,但边缘种是在宽度略增加时即迅速增加,而内部种则当宽度增加到一定宽度阈值时,才会迅速增加,宽度效应才会明显地表现出来,这个阈值为7~12 m[4]。
2.2.1 渭河轴线生态廊道规划与建设 渭河是陕西人民的母亲河,是兼具自然特征和人工特征的河流,并且具有浓厚的历史文化特征和人文价值。陕西省政府早在21世纪初就提出了“维护渭河健康生命,实现人水和谐,推动社会可持续发展”建设思路,目前已经启动了投资规模为6亿元的渭河生态治理工程。
但是沿岸各县市都以围绕湿地或滨水休闲空间打造为目标,忽略了整体生态廊道建设问题。渭河生态廊道建设应关注以下几方面问题:
(1)结合产业结构调整,建设堤外果木、经济林花果景观带。该带既发展生产,又兼顾绿色廊道建设,不失为可持续的绿色廊道。花果景观带可根据实际,控制在50~100 m 的范围内,有条件的可再适当放宽。考虑到关中地区气候状况,可发展桃、樱桃、杏、李、山楂、核桃、猕猴桃、葡萄、元宝枫、山茱萸等果树或经济林木。一般来说以管理宜粗放者为宜。
(2)结合防洪工程,建设河堤内侧防浪林景观带。防浪林带以耐水湿的垂柳、旱柳为主要树种,带宽根据多年来堤内形成的冲击滩地宽度范围确定,既防护堤岸,又不影响排洪、泄洪。一般不宜超过30m。
(3)保护堤内滩涂地,形成自然恢复的滩涂植被景观带。据不完全统计,渭河河滩曾分布有50余科300余种野生植物,其中单子叶维管束类草本植物多达70余种,曾经维持着渭河良好的生态系统。只要严禁堤内挖沙取石和开垦耕作,滩涂植被将会快速得以恢复。
(4)滨水休闲景观应该在关键节点适度进行,避免人工游憩景观泛滥和节约建设投资。滨水休闲景观应注重渭水文化,传承渭水演绎的历史人文脉络。
2.2.2 渭河十大支流绿色廊道规划与建设 渭河十大支流绿色廊道规划与建设可分为湿地、滨水休闲生态长廊和一般河流绿化等三个不同类型,区别对待。对于河道宽阔的区域,尤其是穿过市镇繁华区的宽阔河道可考虑橡胶坝、翻闸坝拦水湿地建设。湿地建设包括两岸的防护林带、浅水区水生植物、孤岛绿化三个方面。两岸防护林带既可以是简单的防护绿化林带,也可以建成具有一定观光内容和休闲空间的滨水休闲长廊。防护林带树种可选择垂柳、旱柳、枫扬、薄壳山核桃、榔榆、丝绵木、乌桕、棕榈、构树、重阳木、白蜡、黄连木、侧柏、梧桐等较耐水湿的树种,尤其是堤外防护林和在孤岛栽植。滨水及浅水区的草本植物可选择富有野趣的芦苇、河芒、荻草,也可选择香蒲、水葱、泽泻、黄菖蒲等观赏价值较高的植物,还可选择荷花、睡莲等水生花卉。
滨水休闲生态长廊可选择离市镇较近的加宽河堤区,凡加宽至20 m 以上的河堤都具备营建休闲生态长廊的条件。休闲生态长廊除了选择以上耐水湿树木外,还可选择雪松、白皮松、油松、樱花、碧桃、三角枫、银杏等观赏价值高的树木。
一般河流绿化主要是指河流两岸的防护林绿化,可选择杨树、国槐、苦楝、臭椿、楸树、刺槐等速生树种。防护林宽度因地制宜,以7 m 以上为宜。
2.2.3 交通生态廊道规划与建设 按照《国务院关于进一步推进全国绿色通道建设的通知》要求:高速公路、国道、省道绿色通道建设每侧宽度5~10m,县、乡道路沿线绿化每侧宽度3~5m,大多与生态廊道宽度效应阈值7~12m 有一定差距,只有部分城市规划区内公路两侧防护林带宽度每侧30~50m,大于7~12m 阈值。所以关中平原绿色廊道建设中,道路绿化的宽度至少不应该低于7m,有条件的地区可以超过12m。
高速公路、国道、省道等主要交通线,车流量大。高速年平均日交通量6万~10万辆,一级公路年均日交通量2.5万~5.5万辆[5]。因此,应确保绿道宽度和绿化质量,有效治理交通污染。研究表明1hm2阔叶林(相当于1km 公路两侧单行行道树)每天能吸收1t二氧化碳,700kg 硫化物,释放出0.73t氧气,可以供1 000人所需。同时,还会吸收汽车尾气中的二氧化硫、氮氧化合物、氟化氢、铅蒸汽等,吸滞烟灰和粉尘,使飘尘量减少37%以上,降尘量减少23%[6]。公路交通噪声大约在70~85dB,主要为车辆驱动噪声和滚动噪声。45分贝以上,对睡眠就会有影响;50分贝以上,对会议的交流产生障碍。公路两侧15 m 宽的乔灌搭配林带可减低噪声10dB。快车道的汽车噪音穿过12 m 宽的树冠可降低3~5 dB[7]。因此高速公路、国道、省道等主要交通线的绿道宽度应不小于20m,其中市区段可结合经济林木生产,宽度增至50 m 以上。考虑到公路绿化管理的难度,主要交通线绿化应以速生、抗逆性强的阔叶树为主,如杨树、苦楝、白蜡等。
县乡级公路绿化虽然长度和范围有限,但是同样要按照廊道建设标准要求,每侧绿道的宽度最小不能低于7m。树种选择可适当兼顾观赏效果,如垂柳、栾树、楸树、水杉等。
村级公路绿化的绿带宽度可不做特别要求,单行即可。除国槐、杨树、柳树外,可尽量栽植柿子、核桃、李、苹果、山楂、梨、元宝枫、杜仲等果树和经济林木,生产绿化双兼顾。
总之,交通生态廊道建设应在不违背自然地形、当地气候及环境特质的前提下,以景观学和生态学的理论与技术为指导,统筹规划,路内外环境景观互融互借,建设功能完善、景色优美、生态效益突出、与周边生态及社会环境协调的绿色风景线,为驾乘人员提供优美、舒适、安全的外部环境。
平原林业生态斑块包括城市村镇绿化斑块、乡村农田生产性林业斑块两大类。在关中平原生态体系构建中,前者解决提高绿化覆盖率和树种多样性的问题,后者则要结合地方产业、社会经济等实际情况,有计划地结合农业生产发展平原林业,丰富林业生态斑块。
2.3.1 城市及村镇绿化斑块建设探讨 截止2011年,陕西省全省城市绿地率仅为32.12%。陕西省人民政府2012年4月13日发布的《陕西省人民政府关于关中大地园林化建设的实施意见》提出,2020年关中地区城市城市绿化覆盖率达到40%以上,人均公共绿地9m2以上,现状与目标还有很大的差距。因此关中地区城市绿化首先要加快绿化率提升进程,一方面在新城区规划建设中,提升相关绿地指标,另一方面在老城区改造中见缝插绿,加大屋顶绿化、垂直绿化。在城市绿地生态稳定性方面,要增加银杏、国槐、油松等长寿命树种的比例,还要提高树种多样性。
加强生态村镇建设是关中地区林业生态体系构建的重要组成部分。村镇绿化要注重“四旁”绿化和庭院绿化。村镇景观应本着淳朴和原生态的景观建设基调,不提倡城市化的园林建设模式。村镇绿化应以椿、榆、楸、槐、枸、桑、皂荚、旱柳等乡土树种和有经济价值的果树为主,形成群落自然、绿荫斑驳、桑果飘香的原生态村镇景观。村庄周边100m 的区域都可作为规划范畴,果业生产与村周边绿化相结合,形成果园环抱的生态格局。
2.3.2 关中平原生产性林业斑块建设探讨 关中地区自古都以粮食作物生产为主,自20 世纪80年代开始,产业结构不断调整,平原地区以果树为主的经济林木生产在局部地区得到发展,如礼泉、白水等县苹果基地,彬县酥梨基地,户县葡萄基地,周至县、眉县猕猴桃基地。这些一定程度提高了关中平原的森林覆盖率,但与47%的目标相比,还有一定的差距。《陕西省人民政府关于关中大地园林化建设的实施意见》中指出:“十一五”期间全省完成造林164.1万hm2,森林覆盖率达到41.42%。但是,关中地区城镇、村庄、道路、河流、旅游景区等人口聚集区的绿化依然薄弱,与建设绿色陕西、生态陕西的要求不相适应。因此应该探索新时期关中平原的农林复合经营模式。
农林复合经营模式符合恢复生态学原理和生物多样性原则,“农”包括粮食、经济作物、蔬菜、药用植物、食用菌等,“林”包括各种乔木、灌木和竹类组成的用材林、薪炭林、防护林和经济林。农林复合经营把这些成分从空间和时间上结合起来,使系统结构向多组分、多层次、多时序、多种产品和效益发展,具有生产和防护双重功能[8]。作为关中平原,农林复合经营重点应放在果木及经济林发展方面,并且要围绕“三农”问题,发展能够使农民增收的产业。为此,组织各方面专家做好产业策划与规划,避免盲目发展,同时要有一定的政策和技术队伍作支撑。
农田防护林建设也是农林复合经营的内容之一,可以提升农田(景观生态学中的基质)的异质性、生态效能及多样性。树木与作物间互相依赖,各得其所,充分利用土地的时空资源,协调和稳定生态环境,促进农林业持续稳定发展。
一般尽可能的利用现有林、路、渠确定农田林网,主副林带间距为300~400 m,农田防护林主林带设3行,宽6m,副林带2 行,宽4m,株行距1.5~2 m(林带宽度不含道路和渠道宽度)。林带达到最佳防护效果的高度为15m,无叶期林带的透风系数为0.55~0.65,是透风结构的林带。7a以后林带疏透度为0.3~0.4,基本上是疏透结构的林带[9]。
农田防护林以适地适树和尽量选用乡土树种为原则,在充分考虑速生、树高和树种寿命的基础上,引入灌木树种、经济树种,在树种选择和树种搭配上,还要尽可能提高林带直接经济效益和林业产值(能够提供木料、饲料、燃料、肥料)。关中地区可选择新疆杨、河北杨、银白杨、银中杨、国槐、白蜡、臭椿、椴树、旱柳、垂柳、金丝柳、泡桐、油松等,也可选择核桃、柿子、杏、元宝枫、沙棘等经济树种。
关中平原南有秦岭绿肺,北有子午岭及乔山绿肺,通过南北向生态廊道把南北贯通,增强南北向生态绿肺向盆地中部的辐射功能,与渭河廊道的生态大动脉融会贯通,使关中平原拥有充满活力的生态体系。廊道同时能为野生动物迁徙提供栖息环境,提高关中平原的生物多样性。
渭河是关中平原的景观轴线和生命之脉,与其它十大支流构成了关中平原的生态脉络,因此,加快渭河及其支流的生态修复和生态廊道建设就如同打通了关中平原的绿色大动脉,可作为生态体系建设的优先工程和核心工程。
西安、咸阳、宝鸡、渭南和铜川五大城市是关中平原的五大经济核心,其生态建设必然对整个关中平原生态和社会经济发展产生重大影响,应予以高度重视,并且通过与周边区县的生态连接,形成关中平原的五大生态片区。
充分认识关中平原生态综合分区的环境现状,从气候、环境、社会的差异性出发,打造特色鲜明的生态景观。如麟游——淳化黄土低山防护林区可结合退耕还林,建设以仁用杏、核桃、沙棘等为主的特色防护林带;渭北黄土台塬高阶地粮、油、棉区是苹果、梨、桃等果树的次适生带,可有计划地发展果业生产,建设生产性林业斑块;渭河川地工副贸城市区是人口密集区,坚持以粮食生产为主,完善农田防护林体系,保障生态建设,也可适度发展葡萄、猕猴桃、樱桃等果业;渭河以南洪积扇群与台塬旱耕地、名优果区则本着宜农则农、宜林泽林的原则,粮棉油及果树科学统筹,协调发展,农作物生产区应加强生态廊道及农田防护林建设;骊山丘陵风景林灌草区应以当地主导产业石榴为特色,同时围绕旅游业建设休闲风景林;秦岭北麓浅山农林特灌草小区应加大退耕还林力度,实施以经济林木为主的浅山绿化。
[1] 陕西省人民政府.关于关中大地园林化建设的实施意见(陕政发2012 20号)[Z].西安,2012.
[2] 董亚非,李兆元.关中地区气候资源特征分析[J].陕西气象,1995(6):35-36.
[3] 刘胤汉,管海晏,岳大鹏,等.陕西省生态环境综合分区研究[J].陕西师范大学学报:自然科学版,2002(2):100-114.
[4] 种秀灵.高速公路生态绿化植物的选择研究[D].武汉:武汉理工大学,2007.
[5] 郑海峰.公路绿化带植物群落特征与土壤质量研究—以新会两条公路为例[D].广州:中山大学,2005.
[6] 阎世龙.公路绿化的功能与设计[J].河北建筑科技学院学报,2005,22(1):21-22.
[7] 王钦.公路绿化带降噪特性和防护方法研究[D].南京:东南大学,2005.
[8] 李立伟.农林复合经营与河南平原林业可持续发展[J].防护林科技,2007,79(4):86-88.
[9] 任建民,刘永宏,刘元直,等.土默川平原高标准农田防护林规划设计研究[J].内蒙古林业科技,2002(增):48-51.