太原汾河公园生态设计调查分析

任鹏成，冯蕾，雒峰，武小钢，杨秀云

（1.山西农业大学林学院，山西太谷030801；2.山西农业大学城乡建设学院，山西太谷030801）

太原汾河公园生态设计调查分析

任鹏成1，冯蕾1，雒峰1，武小钢2，杨秀云1

（1.山西农业大学林学院，山西太谷030801；2.山西农业大学城乡建设学院，山西太谷030801）

城市滨水区由于其独特的生态敏感性与复杂性，对滨水区的生态设计显得尤为重要。从营造改善滨河生态环境的目的出发，通过对太原汾河公园植物种类、群落结构、水陆界面、能源结构以及生态教育展示等内容进行实地调查和研究，并利用景观分析软件对汾河公园现状进行分析，以探讨生态设计在汾河公园的应用现状。结果表明，汾河公园共有陆生植物136种分属于50科74属，其中，本地植物物种的比例均在50%左右，数量比例在42.91%～74.84%；二期中，恢复河道的天然形态，自然蜿蜒的河道避免了岸线直线化，自然生态驳岸比例大；样地中普遍斑块和景观的空间形状复杂，绿地斑块数量多，相比水体斑块更离散，受人为活动影响强烈；新型能源的使用仅限于太阳能路灯，废弃物的再利用较少，公园内缺乏植物指示牌及宣传教育内容。

汾河公园；景观设计；现状分析；太原

城市滨水区即城市中的一个特定空间，是城市中陆地与水体相连的区域的总称[1]。滨水区是2种不同的环境交错组成的生态交错带，具有一定的特殊性[2]。滨水区具备丰富的陆生和水生动植物资源以及独特的生态环境。在这样的环境下，物质和能量流动性高，为丰富的生物多样性创造了基础[3]。同时，滨水区作为人们休闲游憩空间，生态系统易受到人类活动的干扰，具有生态脆弱性[4]。当受到人类活动的干扰时，生态系统原本的稳定就会遭到一定的破坏，从而影响生物群落结构，甚至改变滨水区的生态系统。一旦出现人类活动的失调，就容易导致城市滨水区景观生态功能的衰退。

城市滨水区作为人类历史和文明发展进程的见证者和供给者，同时为城市居民提供信息、文化、情感交流以及休闲和娱乐的场所。城市滨水区不合理的土地利用方式、开发强度以及景观设计，使城市滨水区景观要素不协调且景观生态功能削弱，甚至会使城市滨水环境恶化[5-6]。城市滨水区的生态设计不仅能解决目前普遍存在的城市滨水公园景观结构不合理、景观功能低下等生态问题，而且对美化和改善人们生活及环境、优化城市公共开放空间、提升城市的可居住性、加大滨水公园的生态净化功能等意义重大[7]。因此，只有通过生态设计才能改善优化利用滨水区景观资源，调节人与自然的关系，更好发挥滨水区景观生态效益与价值，使景观的空间结构和格局达到最优，最终实现可持续发展。

本研究从植物的种植、水陆界面、景观格局、能源结构以及生态教育展示4个方面，对太原汾河公园的生态设计现状进行了调查与分析，旨在为滨水景观生态设计和建设提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

汾河古称“汾”，又称汾水，是黄河的第二大支流。太原汾河公园是汾河在太原城区段内通过水利治理和绿化后形成的滨水公园，分2期建设完成[8]。1998年10月建成的太原汾河公园一期北起胜利桥，南至南内环桥，全长6 km，占地300 hm2；2001年，获得国家建设部颁发的“中国人居环境最佳范例奖”，并于2002年获联合国人居署“联合国迪拜国际改善人居环境最佳范例称号奖”[9]。二期工程向北延伸2.4km至森林公园西门，南端延伸5.1km至南中环桥。2014年汾河公园景区被全国旅游景区质量等级评定委员会评定为国家AAAA级旅游景区[10]。

1.2 调查指标的选取

著名景观设计师STUART COWS和SIMVAN DER RYN最早提出生态设计“任何与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计形式”[11]。马来西亚著名建筑设计师杨经文从系统角度定义了生态设计，认为生态设计是通过设计获得一种整体全面的考虑，它包括在一个被设计系统生命周期的全过程中，对系统中能源和材料的审慎使用，以及通过设计减少这种使用对自然环境的影响[12]。因此，生态设计应该满足在设计时符合自然生态发展的规律，减少对原有环境的破坏以及对能源物质的消耗，保护或恢复自然环境，有助于改善人居环境及生态系统的健康，最终实现滨水公园系统生态服务功能的可持续发展。

从生态学原理方面可知，乡土物种的应用调查能够体现景观生态学原理中的地方性原则；公园水陆界面的边缘效应能够体现景观生态学原理中让自然做功的原则；对新能源新技能的运用能够体现景观生态学原理中保护与节约自然资本的原则。

1.3 调查方法

通过查阅相关资料和研究公园竣工图以及2015年公园苗木维护表（一期、二期），获取公园具体的物种组成，并进行详细分析。根据植物群落的垂直结构，把太原汾河公园的植物群落4种结构类型，分别在一期和二期各取样5个30 m×30 m的样方，依据无人飞机拍摄的高清平面图按照比例测量。对公园护岸形式进行实地勘察和测量；对公园中新能源使用方面的相关情况进行实地勘察。利用汾河公园的高清航片，采用GIS软件（ArcGIS 10.4.1）的空间分析功能，对汾河公园进行分析统计，获取相应的空间信息，再将这些空间信息数据导入景观分析软件Fragstats 4和Exce1 2007进行分析和计算。所选景观格局指数及其对生态过程描述如表1所示。并对汾河公园一期和二期进行比较，依据景观生态学原理对结果进行分析概括。运用景观生态学原理对所获取的相关资料进行具体的分析探讨。

表1 几种景观格局指数及其对生态过程描述举例

2 结果与分析

2.1 植物分析

2.1.1 植物概况分析植物的使用是生态设计的一个重要方面。乡土物种不但最适宜于在当地生长、管理和维护成本较低，还因为物种的消失已成为当代最主要的环境问题，所以，保护和利用乡土物种也是时代对景观设计师的要求[13]。通过对汾河公园内植物种类汇总分析可以看出，在汾河公园中共有陆生植物136种，分属于50科74属，其中，乔木种类占46%（62种），分属于26科38属；灌木种类占32%（43种），分属于13科29属；地被种类占22%（31种），分属于18科24属；水生植物7种，分属于7科7属。对植物种类的研究发现，汾河公园的陆生植物种类较多，大多以中生植物为主，旱生与湿生植物较少甚至没有；水生植物种类很少，并且缺乏浮叶、沉水和漂浮植物。

在62种乔木中，乡土植物有29种，占46.77%，占乡土植物总数的48.3%，以蔷薇科、杨柳科、松科为主；在43种灌木中，乡土植物有18种，占41.9%，占乡土植物总数的25%，以蔷薇科、忍冬科为主；在31种地被植物中，乡土植物有13种，占41.9%，占乡土植物总数的21.6%，以鸢尾科、景天科、毛茛科为主；在7种水生植物中，乡土植物有3种，占42.86%，占乡土植物总数的5%，优势科不明显。通过数据分析发现，所有物种中本地植物物种的比例均在50%左右。对植物数量进行统计，结果显示，汾河公园中乡土植物的种植比例在42.91%～74.84%。

根据陆生树种的生态习性分为常绿树种和落叶树种2种类型。由表2可知，在汾河公园2期中，乔木、灌木的种类比例与数量比例落叶植物均大于常绿植物。

表2 公园绿地群落的常绿落叶树种比例

表3 公园绿地群落的不同观赏树种比例%

公园有一个重要的功能就是观景的功能。由表3可知，汾河公园中观花植物的种类占到了40%以上，有着较高的观赏价值；相比之下，观叶与观果树种相对较少。设计时基本上遵循三季有花、四季常绿的原则。

2.1.2 植物垂直群落构成调查植物群落垂直结构越复杂则生态效益越高，系统稳定性越强[14]。根据植物群落的垂直结构，把太原汾河公园的植物群落分为灌木—地被类型、乔木—地被类型、单一地被、乔木—灌木—地被复合样式4种结构类型（表4）。

表4 汾河公园植物种植样式

由表4可知，在汾河公园绿地垂直结构中，一期中单一地被植物面积平均比例为59.2%，较二期的45.27%多；一期灌木—地被植物面积所占的平均比例为11.68%，与二期的12.13%大致持平；一期与二期很多乔木—地被植物面积为0，不列为比较项，只作参考；一期乔木—灌木—地被植物混合面积所占的平均比例为18.82%，较二期的34.65%少了很多。通过比较可知，汾河公园一期单一地被的种植样式所占比例较大，乔木—灌木—地被混合样式则相对少了很多，单一乔木的种植样式最少。通过对比，结果表明，汾河公园一期中的乔木—灌木—地被组合虽然在物种的数量上很多，但是在使用面积的运用上却并不乐观。从侧面反映出汾河公园一期绿地建设中不是很重视复层群落结构的营造，随着时间的推移对乔木—灌木—地被混合的复层群落营造的观念明显增强，能够提高生态效益、增强系统稳定性与受干扰后的恢复能力。

2.2 水陆界面分析

2.2.1 河道线型设计由现场调查得知，在汾河公园一期工程中，河道设计采用的是传统的直道，其特点是对驳岸的护岸能力要求高、建设费用大，但其生态功能不足，河道基本成为了泄洪渠道。

在太原汾河公园二期工程北延中，恢复了河道的天然形态，宜弯则弯，宽窄结合，避免河道直线化。对比一期的河道岸线，二期工程中河道的自然弯曲有很大的不同，特别是在北延的湿地公园中，模仿自然修建了很多的小岛，并使其水陆连接处曲折蜿蜒。这种自然蜿蜒的河道和滨水地带能够为各种生物创造适宜的生存环境，是生物多样性的景观基础[11]。从工程角度，自然曲折的河道能够缓解洪峰，消减流水能量，控制流速，所以也减少了对下游护岸的冲刷，对沿线护岸起到了保护作用[16]。

2.2.2 驳岸设计驳岸是滨河公园的设计与建设中必不可少的项目之一，它具有安全防护、景观亲水及一定的生态功能[17]。其良好的生态性能够为水生植物和两栖动物提供栖息的空间，使该区域一定程度上保持着生态平衡。

一期驳岸在设计和建设时考虑的是防洪蓄水的问题，设计没有做生态驳岸，而是硬质的防洪驳岸。在二期北延湿地公园段，大量地运用自然式驳岸和结合工程材料的生态驳岸，并有意地去拉长驳岸的入水长度，使得在生物固岸的同时，美化环境、减缓河水冲刷、丰富生境多样性；在二期南延的驳岸，目前大多数用的铅丝石笼驳岸和柳桩护岸驳岸（图1），是防洪驳岸与生态景观相结合的模式。

2.3 景观格局分析

对汾河公园2期的高清航片用GIS软件进行处理分类统计，再将获取的数据导入景观分析软件Fragstats 4和Exce1 2007进行景观格局分析和计算，结果如表5所示。

表5 汾河公园的景观指数

从表5可以看出，汾河公园2期中水体和绿化比例大致相等，水体在研究区内占绝对优势。但是从2期水体的斑块密度与边缘密度的比较可以发现，二期的水体较一期的水体破碎化程度高，整体形状较为复杂。而且可以发现，2期的绿化斑块和景观的空间形状较为复杂，破碎化程度都比较高，但斑块之间的连通性较好，受人为活动影响强烈。

2.4 能源与教育

能源在生态设计中的运用主要包括新能源的使用和建成后的低能耗。新能源的使用主要包括对太阳能、风能等的利用，低能耗则包括建园时和公园的日常维护。

新能源的使用方面，只有在二期的湿地公园中设有200盏太阳能路灯，其中，有48盏已经损坏。太阳能路灯虽然运用了新能源，但存在起始价格贵、损坏率高、人工维护量大等问题。同时太阳能路灯的照明亮度不高，时间不长，且随着天气的变化亮度变化也会很明显，在阴雨天或者冬天更是如此。

低能耗方面，汾河公园在节能上的做法最主要的，就是通过自然地恢复减少其人工或材料耗能。例如雨水的收集，修剪废弃物的利用等等。相反新技术与新能源的推广往往都由于建造成本与养护成本比较昂贵，且得不到大范围的应用。

教育宣传的目的是向社会公众传播生态文化、普及生态知识、增强生态意识以及倡导人与自然和谐相处的价值观。加强公园的生态宣传，让更多人认同生态文明建设，使人们牢固树立和增强对公园自然生态环境的保护意识。

通过调查发现，在汾河公园内缺乏植物指示牌，园内游客缺少对植物的认知；同时园内的宣传栏没有专门针对生态保护和设计的教育内容，园内广播系统也是仅仅播放轻音乐，针对公园以及环保方面的宣传内容较少。

3 结论

笔者通过对太原汾河公园植物、驳岸、能源和教育的现状的调查和分析，结果发现了汾河公园在生态设计上存在的一些问题，并给出了相关的建议。滨水公园的建设不是一蹴而就的，它具有持续性，应该从历史文化内涵深入挖掘与分析，依托河流建立历史文化长廊，增加景观的文化内涵，从而提升城市整体形象[18]。

4 建议与改进

通过对太原市汾河公园的植物、驳岸、能源和教育的现状进行调查和分析，形成了一个简单的生态调查体系。通过调查、分析和研究提出以下建议。

4.1 植物方面

在合理利用本地植物的同时，可以增加特色乡土植物的使用，打造地域性植物景观。同时在种植时合理搭配各种植物，避免大面积种植同一植物或者同一规格的植物，形成色彩丰富、层次丰富的景观效果。水生植物应该适当增加并从挺水—浮水—沉水的模式去设计种植[19]。在遵循适地适树的原则上，增加植物群落的类型及种类，以便提高群落系统的稳定性和多样性，同时也为其他生物提供更多的生存环境。

4.2 水陆界面方面

在缺乏生态驳岸的一期中，应在符合防洪条件的基础上增加一些半自然化的人工形态，如湿地、河湾、浅滩、深潭、沙洲等，不仅使河流形态的多样性加以利用，还使生境和生物群落的多样性得到改善，从而增添自然美感[20]。

4.3 能源方面

公园建设时宜和相关企业进行合作，为新能源或新技术提供一个可供试验的基地，用以解决造价高、修理昂贵的问题。另外，不能局限地使用太阳能，应该适当增加风能或者其他清洁能源作为能源的供给，从而使各种新能源与新技术互补，增强其利用率。

4.4 教育宣传方面

建议适当地增加一些植物指示牌，修建相关场馆或者通过广播电视的形式向公众宣传更多的生态保护方面的内容。同时也可与学校合作，使公园成为在校学生课外实践基地，发挥公园的更多属性。

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Investigation and Analysis of Ecological Design in Fenhe Park of Taiyuan

RENPengcheng1，FENGLei1，LUOFeng1，WUXiaogang2，YANGXiuyun1
（1.College ofForestry，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China；2.College ofUrban and Rural Construction，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

The urban waterfront is particularly important for the ecological design of the waterfront because of its unique ecological sensitivityand complexity.Fromthe purpose ofimprovingthe ecological environment and create a riverside view,the contents ofthe Fenhe park in Taiyuan plant species,communitystructure,land and water interface,the energystructure and ecological education were surveyed and studied.The status of the Fenhe park was analyzed by using landscape and analysis software,and discussed the status of the application ofecological design in Fenhe park.The results showed that the Fenhe Park had total 136 kinds ofterrestrial plants belongingto 50 families,74 genera,species wherein the proportion of native plants were about 50%,the number ratio between the amount of 42.91% and 74.84%.The Fenhe park in project II,the natural shape ofthe river was restored,the natural meandering river to avoid the shoreline ofa straight line,a large proportion ofthe natural ecological revetment.The plots ofthe plots and landscapes in the plots were complex,and the number ofgreen patches was much larger than that ofwater plaques，affected byhuman activities.The use ofnewenergywas limited to solar street light,recyclingofwaste was less.There was a lack ofplant signage and publicityand education in the park.

Fenhe park;landscape design;situation analysis;Taiyuan

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.05.34

TU986.5

：A

：1002-2481（2017）05-0809-05

2017-03-07

山西省科技攻关项目（20140311027-1）

任鹏成（1989-），男，山西孝义人，在读硕士，研究方向：风景园林设计。武小钢为通信作者。