长江干流岸线缓冲带生态构建方案研究——以长江江阴段为例

许盛凯，朱韻洁，袁哲，李国文，许秋瑾*

1.江苏澳洋生态园林股份有限公司

2.中国环境科学研究院

3.吉林建筑大学市政与环境工程学院

开展长江生态环境保护修复，推动长江经济带发展是党中央作出的重大决策，是关系国家发展全局的重大战略，是贯彻落实习近平总书记重要讲话精神的必然要求，是加快推进生态文明建设的客观需要。为贯彻习近平总书记在深入推动长江经济带发展座谈会上的重要讲话精神和全国生态环境保护大会精神，落实《长江保护修复攻坚战行动计划》，创新科研组织实施机制，促进科学研究和行政管理深度融合，2018年4月生态环境部决定开展长江生态环境保护修复驻点跟踪研究工作，技术支撑沿江各省市生态环境保护与修复工作。

仅依靠污染治理设施建设、污染治理工艺提标改造等减排措施，难以确保全区域水生态环境的持续改善，也难以保障顺利实现水生态环境质量目标[1]。在长江经济带沿线城市，污染防治水平总体较高，在“减排污、扩容量、防风险”3项主要措施中，河湖生态缓冲带等“扩容量”系列措施成为污染防治的重要举措，在改善长江经济带生态环境过程中发挥着重要的作用，对长江生态环境保护修复具有十分重要的意义[2]。

河流生态缓冲带，又称河岸缓冲带，指河流与陆地之间一定区域内由水生植物、乔灌草等相结合组成的立体植被带，是保护河流水质的一道天然屏障，是流域保护的一项重要措施，是河流生态系统的重要载体，具有阻控面源污染、保护水质、稳固河岸、保持物种多样性等生态功能[3-4]。

河流生态缓冲带的构建需要根据流域地形地貌特征、植被特征、流域生态目标等因素，满足位置选择、缓冲带面积与流域面积比和宽度设置，并遵循保护程度、污染强度、经济发展程度和土壤类型及侵蚀强度等方面的构建原则[2]。

目前，国内许多河流、湖泊，如太湖[5]、巢湖[6]、辽河[7]等都开展了缓冲带建设的研究与示范实践，实施过程中主要采用的技术有人工湿地、养分拦截沟渠、生态围堰、植草沟、生态沟渠等[4]。但长江干流岸线缓冲带研究和示范不多，笔者以长江干流江阴岸线为例，构建缓冲带生态建设方案，旨在为长江下游干流岸线缓冲带建设提供参考和借鉴。

1 研究区域概况与主要生态环境问题

1.1 研究区域概况

江阴市（119°59′00'E～120°34′30'E，31°40′34'N～31°57′36'N），地处长江三角洲太湖平原北端，北枕长江[8]。江阴市千百年来一直是长江下游南北交往的重要交通枢纽，长江江阴段西起老桃花港，东至长山陆家庄，全长34.8 km，水面面积56.7 km2[9]。老桃花港口江面宽3.5 km；中部申港口江面稍宽，约4.3 km；经黄山地段，江面最窄，仅1.25 km；过黄山向东，江面扩展呈喇叭形；至双山沙两侧，宽达6 km。

河流岸线缓冲带宽度的确定从功能定位出发，一般考虑与现有生态红线、河湖管理范围、城市蓝线等空间管控有机衔接[4]。结合实际情况，设定江阴长江干流岸线缓冲带宽度为500 m，即从江岸向陆地延伸 500 m（图1）。

图1 长江干流江阴岸线缓冲带范围示意Fig.1 Schematic diagram of Jiangyin shoreline buffer zone in the mainstream of the Yangtze River

1.2 主要生态环境问题

1.2.1 工业沿江布局，开发强度偏高

江阴市拥有34.8 km长的长江岸线。历史上江阴市人民就开始利用长江岸线作为南来北往的渡口，随着早些年大规模开发利用缓冲带进行经济活动，宝贵的长江缓冲带几乎完全被码头和工厂占用[10-11]。

长江干流江阴岸线缓冲带现状构成见图2，其中江阴港口岸线已利用21 km（包括规划未建岸线、码头间空余岸线等），约占自然岸线总长度的60%，实际占用长江干流岸线约13 km，占自然岸线总长度的37%。沿江布局有石利港、申夏港、黄田港和长山港4个港区，生产码头泊位89个，其中万吨级以上泊位47个。此外，城市生活、饮用水水源保护区、过江电缆、过江桥梁、军事基地等利用岸线约10 km。已利用岸线中，公用码头和企业码头间存在突出的结构性矛盾，其占用岸线长度分别为10 503和10 232 m，但岸线吞吐量平均分别为12 069和3 320 t/m，差距巨大。企业码头利用效率偏低，而公用码头明显供给不足。沿江分布3个以发展化工、石化行业为主的工业园区以及4座污水处理厂和12座化工专用码头，危险化学品码头存在环境风险，大型煤炭和物料堆场、沿江港口码头等存在扬尘现象，长江江阴段生态安全存在一定隐患。

图2 长江干流江阴岸线缓冲带现状构成Fig.2 Current situation and composition of Jiangyin buffer zone of the Yangtze River

1.2.2 水质难以稳定达标

长江干流江阴岸线缓冲带主要涉及水体有桃花港河、利港河、申港河、老夏港河、石牌港河、新沟河、长江（小湾），包含的国/省考断面分别是新河闸、卫东桥、申港口、老夏港桥、堤闸管理处5个省考断面和新沟桥、小湾（右岸）2个国考断面（图1）。其中，小湾断面水质总体可稳定达标（国家及江苏省“水十条”制定的水质目标，全文同），且水质变化幅度不大；堤闸管理处断面可稳定达标，但断面水质变化幅度大；新河闸、卫东桥、申港口、老夏港桥、新沟桥5个断面水质难以稳定达标。

难以稳定达标的断面中，新河闸、卫东桥、申港口、新沟桥4个断面在汛期无法稳定达标，超标因子主要为总磷、氨氮、高锰酸盐指数等。老夏港桥断面在“十三五”期间年均水质较差，除2018年为Ⅳ类、2019年为Ⅴ类，其余年份均为劣Ⅴ类，主要超标因子为氨氮、总磷，超标情况较为严重，2020年有4个月处于劣Ⅴ类，4个月处于Ⅴ类。

1.2.3 生境破碎化严重、生态空间连通性不足

斑块数量、面积和密度反映景观的破碎化程度，同时也反映景观空间异质性程度[12]。一般而言，斑块个数和密度越大，平均斑块面积越小，则景观的破碎程度越高，景观异质性越高[13]。江阴市各类生态斑块景观聚合度均小于0.25，景观破碎化程度较高。其中，江阴岸线缓冲带生态资源分散，大多被码头、企业和交通设施切割，缺少连续的生物廊道，生态系统连通性不足。区域内景观格局异质性较高，生境破碎化较为严重。

1.2.4 生物多样性较低，生态完整性亟待提升

江阴岸线缓冲带主要植物群落物种多样性指数偏低，其中Simpson指数和Shannon-Winner指数均表明该区域生物多样性较低，种群结构单一。岸线缓冲带和入江河流岸线人工硬化现象较为严重，缺乏多自然缓冲带，生态环境容量下降，动、植物缺乏相应的栖息地，生物多样性下降[14]。江阴岸线缓冲带物理、化学和生物完整性亟待提高[15]。

2 生态缓冲带构建方法

2.1 缓冲带土地利用变化

通过采集影像数据得到1984年和2020年长江干流江阴岸线缓冲带土地利用情况（表1）。由表1可见，2020年江阴岸线缓冲带主要土地利用类型为建筑用地。江阴岸线以南，即陆向离江岸500 m内缓冲带土地面积共52.42 km2，其中水体面积3.03 km2，耕地面积 1.47 km2，林地面积 1.79 km2，建筑用地18.41 km2，绿地面积11.63 km2，未利用地及其他占地面积16.09 km2。江阴岸线以南未利用地及其他用地、建筑用地、绿地、水体、耕地和林地面积占比分别为30.70%、35.13%、22.18%、5.77%、2.81%和3.41%。

表1 2020年和1984年长江干流江阴岸线缓冲带土地利用对比分析Table 1 Comparative analysis of land use in Jiangyin shoreline buffer zone of the mainstream of the Yangtze River in 2020 and 1984

2.2 缓冲带分类

对比1984年和2020年的土地利用遥感影像，结合现场调研并综合分析江阴岸线缓冲带的土地利用现状、产业开发程度、土地利用功能以及未来规划等，可将缓冲带分为3个类型：自然生境保护段、生境生态修复段、城镇生境维持段（表2），对应分区见图3。由图3可见，江阴段最上游岸线主要是自然生境保护段，其余为城镇生境维持段；中下游部分岸线为生境生态修复段。其中，自然生境保护段主要是饮用水水源区，是自然滩涂，属于自然岸线。但自然生境保护段内还存在少量正在使用的码头，对生境存在一定干扰，对野生动物的活动与栖息可能有一定影响。生境生态修复段主要是指在已腾退的企业与码头原址上，修建的黄田港、韭菜港、鲥鱼港和船厂4个公园。这些公园整体陆域生态修复工作已完成，但缓冲带污染削减和生态景观2个功能有待提升。部分缓冲带尚未进行生态修复，而已完成生态修复的区域中，陆域与水域之间缺少过度，多数堤岸为硬质堤岸，缺少湿生植被，景观和生物多样性有

图3 1984年和2020年长江干流江阴岸线缓冲带土地利用及分区示意Fig.3 Schematic diagram of land use along Jiangyin shoreline buffer zone of the mainstream of the Yangtze River in 1984 and 2020

表2 长江干流江阴岸线缓冲带分区分类Table 2 Zoning and classification of Jiangyin shoreline buffer zone in the mainstream of the Yangtze River

相较于1984年，2020年江阴岸线缓冲带土地利用总面积增加了31.73 km2，其中建筑用地、绿地和未利用地及其他用地面积分别增加了12.47、11.28和15.77 km2，水体和林地面积各增加了3.03和0.81 km2，而耕地面积减少了11.63 km2。其中面积占比变化最大的是耕地，减少了60.53个百分比，未利用地及其他用地、绿地、建筑用地、水体面积占比则分别增加了29.17、20.49、6.44和5.77个百分比，林地面积占比减少了1.34个百分比。待进一步提升。城镇生境维持段则指仍在开展生产和人类活动的岸线缓冲带，主要有工厂、码头、农田等。城镇生境维持段人为干扰强度大，经济快速发展，城镇点源、面源污染较为严重。

2.3 生态缓冲带构建原则与思路

长江干流江阴岸线缓冲带构建方案设计遵循江河自然规律，尊重历史遗留痕迹，因地制宜，充分利用现有立地生境条件，不搞大规模拆建。利用原有的沟塘和自然地形地貌，如缓坡、浅沟等营造多自然的生境，进行生态恢复工程，减少过多人工构造的景观痕迹，顺应江河水文水利自然规律的工程方式，营造适合动植物自然恢复的生境条件。

其次，江阴岸线缓冲带构建采取分区、分类的方式开展生态修复工程。其中，自然生境保护段是自然滩涂，土地利用功能为饮用水水源区，对该岸线缓冲带实施自然保护，加强环境管理，旨在增加生物多样性，防止自然湿地退化，保障饮用水水源区安全。生境生态修复段主要针对已进行恢复的岸线的缓冲带，采用透水丁坝、防浪林种植、客土喷播和植物种植包等方式和技术进一步营造生境条件，为水生植物恢复创造条件，提升缓冲带的生态和景观效果。城镇生境维持段有效利用其中的城市绿地、道路绿化、沟塘水渠等，因地制宜，利用生态沟塘、下凹式绿地等多种技术，充分发挥缓冲带对地表径流和城镇面源污染的截留、过滤和净化，同时美化缓冲带生态景观。

3 生态缓冲带构建方案

3.1 自然生境保护段

对自然生境保护段（图4），应进行生物多样性调查和评估。江苏省人民政府批准将长江自常州圩塘至黄山港口划定为长江江阴饮用水水源区，全长29 km，2020年水质保护目标为Ⅲ类，不得在该区内进行破坏水质的开发利用活动[16]。江阴饮用水源区段位于沿江分布的555.78 hm2的自然湿地保护区内，是自然缓冲带，以自然保护为主。其中长江窑港口生态湿地保护区位于江阴临港开发区利港街道，是江阴岸线缓冲带中唯一的3 km天然滩涂，分布着0.93 km2天然芦荡和湿地灌丛，芦苇、菖蒲等绿色植物生长茂盛，白鹭、鸬鹤、野鸭、黄岫、鱼、虾等野生动物活动频繁，形成了独特的长江下游自然湿地景观。作为自然湿地型缓冲带应对其定期评估，加强保护，并可作为长江下游干流岸线缓冲带建设的参照状态[17]。

图4 江阴岸线缓冲带自然生境保护段构建示意Fig.4 Jiangyin drinking water source wetland reserve of the Yangtze River

3.2 生境生态修复段

对沿江企业和城建区的拆除段，需进行生态缓冲带建设，开展生境和生态的修复。生境生态修复段，主要指企业和港口已腾退、目前已恢复的4个公园岸段。对此岸段内的块石抛岸缓冲带以及腾退船企业遗留下来的废旧码头可进一步实施生态修复，以充分发挥缓冲带截留污染物和提升景观的功能。可对紧邻岸线的沙洲浅滩等宜林地，种植耐水淹的乡土乔木树种（包括水杉、池衫、旱柳、杨树等），形成防浪林，或构筑防浪的水工措施进行防浪。防浪措施能大大降低水流对堤防的淘蚀，提高抗洪能力，同时可营造相对封闭的静水环境，为水生植物恢复创造条件[18]。

3.2.1 块石抛岸带

块石抛岸带生境生态修复剖面示意如图5所示，对于缓坡块石抛岸可采用边坡治理的客土喷播技术和植物种植包技术，将客土改良为种植土，混入草灌木的种子，然后喷播到堤岸块石的缝隙中。具体可将芦苇根茎或黑麦草等包裹在植物种植包内，填塞到块石之间的缝隙，加快自然植被的恢复速度。而自然植被诱导工程是一种不需要进行播种或栽植，通过构建适宜植物生长、定居的基质，促进植物向周边扩展生长，并促进多种植物定居和生长的技术。可就近利用自然滩涂湿地的土壤资源，或缓冲带建设过程中采集施工场地30 cm的表层土，以种植包或5 cm覆土的形式抛撒在石驳或裸地上，进行恢复。在潮间带营造适宜的生境条件，利用现有稳定的护岸结构，在适应自然水文的条件下，加速构建稳定的植物生长基质，并恢复挺水植物，待植物稳定生长后，自然可吸引水生动物的栖息和繁殖。

图5 块石抛岸带生境生态修复剖面示意Fig.5 Schematic diagram of habitat ecological restoration in rubble riprap zone

3.2.2 废弃码头岸带

废弃码头带生境生态修复如图6所示，对于废弃码头形成的相对封闭的岸段，首先开展生境基底改造工程，旧码头近水面可采用丁坝阻隔带消浪，地形地貌稍加改造以适应水位落差，以及长江的水流、风浪和潮汐变化对植物定植和生长的影响，可利用现有码头的立柱或利用透水丁坝方式，在码头近陆地之间汇聚泥沙形成滩涂，为软体动物和水生植物生长营造生境条件。利用丁坝淤积泥沙，形成滩涂，以利于生态修复。通过生境改造工程，形成的近自然的滩涂地形，可适应长江水位落差，便于人工种植植物。植被恢复工程中以挺水植物芦苇作为先锋物种进行种植，后期主要依靠自然演替来增加生物多样性。岸线缓冲带内植被物种丰富、覆盖率高，既可以改善水质，又可为小型定居性鱼类、虾类提供良好的产卵场和索饵场，可改善长江沿岸生物栖息地和繁衍生境，对逐步恢复成斑块状的生物聚集地具有生态意义。

图6 废弃码头带生境生态修复示意Fig.6 Schematic diagram of habitat ecological restoration of abandoned wharf zone

3.3 城镇生境维持段

城镇生境维持段主要是指目前仍在开展生产和人类活动的岸段。此类岸线缓冲带主要是因地制宜控制面源污染，可采用净化塘截留或低影响开发等技术，运用特定的植物或植物群落搭配，并利用自然的沟塘或人工对地形地貌进行适当改造，以利于截留和削减面源污染，主要包括净化塘（图7）、植草沟（图8）等措施[19]。该类技术从成本节约策略的需求出发，相对成本费用较低，景观效果较好。

图7 面源污染净化塘示意Fig.7 Schematic diagram of non-point source pollution purification pond

图8 植草沟示意Fig.8 Schematic diagram of grass planting ditch

经调查，对江阴长江大保护展示馆西侧岸线，其缓冲带构建可利用目前现有的池塘进行生态化改造，以拦截、净化、利用为指导思想，以人工湿地为核心技术，构建包含初雨收集的高效生态拦截沟、生态护坡、生态净化塘、人工湿地的多级拦截系统。通过物理、化学、微生物、植物的多重作用有效削减面源径流中的氮、磷负荷，特别是拦截初期雨水径流中的营养盐和污染物，实现水质的净化。生态化改造过程中，构建以不同水生动植物和微生物为净化主体的多种生境区域，各生态净化单元之间协调作用，依靠其中的藻、菌、水生植物共生原理来充分调动水体的自净能力，达到去除氮、磷，改善水体景观的目的。

4 缓冲带构建的内生动力及机制

江阴岸线缓冲带生态构建的内生动力符合环境库兹涅茨曲线（EKC）。1993年Panayotou借用1955年库兹涅茨界定的人均收入与收入不均等之间的倒U型曲线，首次将环境质量与人均收入间的关系称为EKC[20-21]。EKC揭示出环境质量开始随着收入增加而退化，收入水平上升到一定程度后随收入增加而改善，即环境质量与收入为倒U型关系[22]。一般认为，当人均GDP达到1万美元时，就处于倒U形的拐点。随着经济增长、技术水平的提高，以及经济结构向第三产业调整，环境恶化减缓；原因是随着经济增长、人均收入增多，人们就会越来越关注周围生活环境，对环境要求越来越高，会加强对环境保护的压力；环境保护压力能促使政府加强环保能力建设，提升环境质量管理能力，制定合理的环境规划，减少环境污染。

江阴市位于长江下游南岸，是天然的深水港，得天独厚的地理优势使其工业发展多集中于沿江岸带。改革开放以来，全市地区生产总值逐年提升，位居全国前列。《2020年江阴市国民经济和社会发展统计公报》显示，全市实现地区生产总值4 113.75亿元，增长3.0%，三次产业结构调整为0.9:50.9:48.2。随着经济发展，民众对生态环境改善的需要越来越迫切，江阴市于2012年开展沿江产业结调整。2013年，江阴市启动搬迁了中国最大的民营造船企业扬子江船厂，原址改建为船厂公园。扬子江船业集团率先“一让”，标志着江阴主城区“八公里沿江”地区开始从工厂码头林立的生产区向生态宜居的生活区转型。扬子江船业集团等沿江企业从江阴岸线缓冲带退出，显示了江阴市加快提升沿江生态环境质量的决心，在长江经济带发展思路的指引下，这一决心更是深入腹地。2016年，习近平总书记在推进长江经济带发展座谈会上，明确提出把修复长江生态环境摆在压倒性位置，江阴市更加积极深入推进长江生态环境修复，启动了无锡（江阴）港规划修编，主动将港口规划岸线由23.4 km调减到17.48 km，只占江阴岸线的50%。成立于1955年的港口集团关闭了黄田港港区码头，2016年将业务全部迁入申夏港区，在减少岸线占用近40%的情况下，2017年货物吞吐量、实现利润、上缴税金分别是2015年的1.58、3.46、2.17倍。2017年沿江无证建设项目整治行动处理了19个无证项目，保护了相关岸线缓冲带。2017年启动了263专项行动，落实1 586项年度重点任务，关停化工企业45家、畜禽养殖场1 191家，顺利迁建长江窑港口水源地取水口。2018年8月，韭菜港、黄田港2个渡口完成搬迁，腾退出将近4 km 岸线缓冲带，原址建设韭菜港和黄田港公园，实现还江于民。2018年底，振华港机、肖山码头等一批工业企业和码头完成搬迁，腾退出岸线2 km。目前，江阴实施岸线总量控制、严守22 km2生态红区和316 km2耕地保护红线，主城区约20 km寸土寸金的长江、运河岸线将变为生态岸线。

从上述经济发展和环境治理的历程来看，江阴市作为全国百强县，地区生产总值超千亿，经济水平较高，人均GDP及收入也高于全国平均水平，2006年人均GDP即超过了10 000美元，即进入了EKC环境改善阶段[23]。因此，江阴市从2012年，早于全国其他地区开始实施岸线生态环境整治，江阴市政府不断加强环保投入，促进产业结构升级，搬迁沿江高污染企业，还江于民，三产比例不断向第三产业调整，第一、二产业占比不断减少，从而减小环境压力，促使环境质量得到不断改善。总体上，江阴市先于全国其他城镇，启动开展长江岸线缓冲带生态构建，是符合EKC的，是经济发展到一定阶段，与人民日益增长的优美生态环境需求相匹配的。

5 结论

（1）2020年长江干流江阴岸线缓冲带土地利用总面积较1984年增加了31.73 km2，主要土地利用类型由1984年的耕地改变为2020年的建筑用地。目前江阴岸线缓冲带主要面临工业沿江布局、开发强度偏高，水质难以稳定达标，生境破碎化严重、生态空间连通性不足，生物多样性较低、生态完整性亟待提升等生态环境问题。

（2）因地制宜，分类提出自然生境保护段、城镇生境维持段以及生境生态修复段3种岸线缓冲带的生态保护和生态构建思路和方法。自然生境保护段以生态保护为主，并可作为长江下游岸线缓冲带生态构建的参照状态；生境生态修复段宜营造生境条件，恢复以芦苇为建群种的水生植物群落，起到截留面源污染和恢复生态景观的效果；城镇生境维持段采用生态沟塘、下凹式绿地等措施进行污染物的截留和净化。

（3）江阴市2006年人均GDP超过了10 000美元，即超过了环境库兹涅茨曲线倒U形的拐点，因此，江阴市在2012年就率先开展沿江产业结构调整，启动长江岸线缓冲带生态构建，2016年党中央、国务院提出长江生态环境保护修复计划后，江阴市更加积极深入推进岸线生态整治，该过程符合环境库兹涅茨曲线。

致谢：感谢无锡市生态环境局李秋宇副局长、黄晓东处长，江阴市人民政府金丹青副市长以及江阴市生态环境局潘咏虎科长的指导和支持。