张庆费 周开叙
城市化进程深刻改变城乡土地自然景观格局和自然地形地貌,尤其是自然植被的减少与生境片段化(habitat fragmentation)导致生物物种减少,也降低物种迁移和扩散通道,已经成为生物多样性降低与物种灭绝的重要因素。利用生态廊道将岛屿状分割的孤立生境相连接,并与较大的自然斑块相连,能够降低和弥补景观片段化对生物多样性分布与演化的影响。因此,生态廊道源于自然生境锐减与片段化,而对野生生物迁徙难以逾越的孤岛效应的补偿和修复,恢复自然系统内部的连接性和生态系统的完整性,并作为自然保育的理念和途径应运而生。
然而,随着对生态廊道实践的扩大和深入,尤其是引入城市化区域,生态廊道的结构和功能发生了巨大变化,不断赋予和拓展新的形式和功能,多功能和多用途更加明显,生态保育、游憩休闲、运动健身、文化景观、遗产保护等功能不断叠加,而绿道、绿色生态网络、绿链、公园道、步道等名称也流行和共存,并赋予廊道更多的内涵和形式,而景观化、人工化、均质化倾向也更加明显,甚至偏离生态廊道的生态主体功能方向。
1. 贵阳市花溪国家城市湿地公园十里河滩的人工植被景观
2. 上海市南园公园绿道江滩自然植被与人工绿带
因此,如何保护和发挥生态廊道的物种与栖息地保护的初衷和核心功能,本文重点对生境廊道的特点和构建途径进行分析,以“结构、过程与功能”相融合的视角,促进城市生物栖息地的重建和恢复,促进城市自然保育,构筑和完善自然多样的城市绿色基础设施。
生境一般指生物生活居住的空间环境,是生物栖息、繁衍、迁徙的场所,保护和营造生态良好的生境廊道,对生物多样性保育具有不可替代的作用。生境廊道(habitat corridor)指连接片段化生境并适宜生物生活、移动或扩散的线性通道或带状绿色空间,有时也称为生物廊道(biological corridor)。
根据生境廊道的构建目标,一般可区分以物种为目标和以生态系统为目标的生境廊道类型。以物种为目标的生境廊道主要以保护生物物种为重点,根据目标物种的生物习性和生态规律,突出短距离的扩散或者生境斑块间的连接通道,为生物物种间扩散和建立新种群创造机会;而以生态系统为出发点的生境廊道主要从生态过程和系统健康角度出发,突出生态系统的整体观,以生物等级系统的各个层次的受胁成分或节点作为保护对象[1],通过廊道连接成为整体的保护网络,突出生态过程的时空镶嵌。
栖息地的隔离和流失使得自然物种无法存活或者无法在均衡状态下得以幸存[2]。因此,生境廊道主要针对生物多样性保育目标,提供目标物种栖息和迁徙扩散是生境廊道的基础。因此,适宜的廊道宽度、多样的内部结构、稳定的生态系统是生境廊道的主要特点,以确保物种生存、扩散与繁衍。
廊道宽度的生态功能与边缘效应密切相关,也受生物行为特征影响,只有满足物种栖息和生态过程的最小宽度阈值,才能正常发挥生境廊道的生物保育功能,尽管宽度的增加更有利于提升廊道的生态功能,但廊道宽度受土地、资源、投入等因素深刻影响,适宜宽度,尤其是最小功能宽度的研究和应用具有特别现实的意义和价值。
廊道内部结构与保护物种的栖息生境相关,在提高生境连通性基础上,不仅要促进生物过程,为动物的迁徙行为和植物种子的传播定居创造良好生境结构,也要完善非生物过程,促进水流、能流和物质流顺畅的景观生态结构。
廊道生态系统稳定性是廊道功能的基础,通过恢复丰富多样生物群落(图1),维系自然生态过程平衡和良性发展,确保食物链的连续,提高生态系统的多样性和复杂性,增加对外界干扰的抵抗力和韧性。
针对生物多样性保育目标,生境廊道构建需全面分析生物物种习性、栖息地生境景观格局和生物生态过程,以提高生境景观连通性为基础,增强生物群落自然度和多样性,优化动植物分布与扩散格局,为生物多样性保育营造友好的栖息生境。
连续的栖息地网络是物种空间扩散的基础,根据保护对象和目标,分析物种特征及其对栖息地形态和规模的需求,开展土地适宜性分析与评价,寻找区域最适宜的生境廊道场地及连接方式,确保连接种源栖息地廊道满足生物保育最低宽度要求。
3. 城镇河道改造后,溪滩丰富的自然生境和自然植被消失
4. 上海市徐汇滨江废弃铁路自然植被改造
5. 吉林省长白山城镇河道自然生境
6. 上海市龙华地区废弃铁路自然发育的构树林
生境廊道区位、类型和功能具有差异性,对廊道连接度也不尽相同,针对不同类型廊道选择适宜宽度、形态等,实现不同的连接度和栖息质量。因此,确定廊道宽度和形态是生境廊道规划建设的重点和难点,许多学者从不同角度进行了有益探讨。如根据保护动物行动圈大小,估算廊道最小宽度,以边长之比为2∶1,面积等于行动圈面积的长方形短边长作为最小廊道宽度,减少外界干扰和意外伤害[3]。再如美国新泽西州某纪念林大于12 m宽度的树篱带草本植物平均总数是窄带的2倍以上,12 m的宽度也是廊道宽度的一种选择[4]。河道也是生境廊道的重要组成部分,根据河流宽度和被保护物种来确定廊道的最小宽度(图2),河岸缓冲带宽度应达到7~12 m[5]。
空间异质性与生境多样性度密切相关,多样的景观单元提高了廊道结构和功能多样性,有利于物种的生存和扩散,也有利于廊道整体生态系统的健康稳定。事实上,不少物种需要两种或以上类型的栖息地,才能正常生长繁衍和扩散。而多空隙生境作为丰富多样的微生境,有利于野生动物筑巢藏身、储存食物、繁衍后代等,在城市化区域生物多样性保育具有特殊的意义,也更容易被忽视[6]。
值得指出的是,近年来河道整治如火如荼,在打造“河畅、水清、岸绿、景美”的目标下,却在工程化过程中随意或过度改变和改造河势,时常看到河道展宽、裁弯取直、驳岸硬化、炸礁除障等整治措施,许多天然河岸线、河滩地被破坏或消失,虽然河道显得整洁和规则,但丰富多样的河滩景观异质性明显下降(图3),自然河滩植被更是减少甚至消失,降低了河滩生态系统的渗透、过滤、净化、沉积等生态过程,也影响了河道植被缓冲带的栖息地功能,增加动物穿越景观的阻力。因此,作为生境廊道的河流生态系统,应尽量维持自然河道形态和生态格局,尤其是保护河道滩地和湿地植被,避免建设性破坏。
7. 浙江省衢州市石梁溪鹿鸣公园两岸植物景观
生境廊道植被应以生物群落为构建单元,营造和培育接近自然植被的稳定而有序的群落结果,使地带性植被的优势乡土物种得以恢复,并遵循群落发育与动态演替规律(图4),尽量确保群落依照自然生态发生和发育规律演变,为生物提供适宜的栖息地和广阔的生境空间,增加群落物种的潜在共存性(图5),避免廊道成为“有绿无鸟”的“绿色沙漠”。目前,廊道建设也存在物种单一、栽植方式单调等现象,还有大江南北过度应用柳叶马鞭草、大花金鸡菊、波斯菊等入侵性强的高观赏花卉,不仅挤压了廊道的乡土植被空间,也有潜在的生态风险。
野生动物往往是生态廊道的重要保育目标,栖息地的植物物种丰富度和群落多样性具有突出的意义(图6)。根据不同食性和活动特点的野生动物对植物生境的偏好,尤其是乔木层发达的生境更是多数鸟类的偏好。应用野生动物友好的植物,特别是鸟嗜植物、蜜源植物等食源植物,丰富栖息地食物链结构,使得虫食、杂食、植食等多种食性的鸟类都能利用栖息地植物作食物补充[7],创造充足的食物源和安全的栖息空间(图7)。
城市化是导致生物多样性退化和丧失的重要因素,如何在建设城市绿色基础设施的同时,促进城市生物多样性保育,已经成为城市绿化和城市生态建设的不可回避的重大课题。生境廊道有助于促进生物在片段化生境之间的扩散和流动,减少种群隔离,增加物质基因交流,在满足廊道基本功能的基础上,发挥更大的生物栖息地和生物多样性保育功能。
当然,廊道建设也有风险,尤其是过度强调廊道的景观功能,可能引进大量外来观赏植物,甚至入侵性强的物种,导致外来种扩散,不仅生态功能低下,更不利于保护物种的生存繁衍和自然植被的发育;而过度迁就工程便利化和快速成型,也往往导致原有丰富多样的原生生境遭到建设性破坏,新建的均质性景观随处可见,生物栖息地功能退化。
生物多样性不是人工可以随意营造的,而是需要长期的自然发育过程。在生境廊道建设中,应尊重自然规律,重视生态过程,避免少数物种的集中栽植,充分利用自然拓殖植被和野生花草,促进生物群落自维持机制与功能的发挥,避免“假生态真破坏”现象的发生,让城市不仅有“花香”,更有“鸟语”,实现人与自然的和谐共处。