LA专题 | 袁嘉罗嘉琪侯春丽杨柳青 | 大江之上，山城碧岸——长江上游山地城市江岸景观修复设计

Original 袁嘉罗嘉琪等风景园林杂志

2024-08-31

全文刊登于《风景园林》2021年第7期 P76-82

袁嘉，罗嘉琪，侯春丽，杨柳青.长江上游山地城市江岸景观修复设计研究：以重庆主城为例[J].风景园林，2021，28（7）：76-82.

大江之上，山城碧岸——长江上游山地城市江岸景观修复设计

袁嘉

男 / 博士 / 重庆大学建筑城规学院副教授、博士生导师，山地城镇建设与新技术教育部重点实验室研究人员 / 中国科学院成都生物研究所山地生态恢复与生物资源利用重点实验室合作研究人员 / 研究方向为生态景观设计、园林植物应用

罗嘉琪

女 / 重庆大学建筑城规学院在读硕士研究生 / 研究方向为江岸生态景观设计

侯春丽

女 / 重庆大学建筑城规学院在读博士研究生 / 研究方向为草本植物景观设计

杨柳青

女 / 重庆大学建筑城规学院在读硕士研究生 / 研究方向为小微湿地设计

作者写作心得

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摘要：在长江上游众多沿江山地城市中，复杂地形与水文过程、物质与结构失稳以及生境退化等复杂环境挑战，导致江岸景观的生态缓冲、生物多样性保育及观赏游憩等重要功能严重衰退。选取长江重庆主城段江岸为研究区域，针对其典型生态特征与环境挑战，提出江岸景观修复设计的3项策略：1）应对多重水位变化的分圈层韧性植物筛选；2）护坡立体生态种植；3）河漫滩“植被—底质—微地貌”耦合设计。在重庆主城典型江岸九龙外滩实施修复实践，定量评估修复后江岸的植物群落结构及多样性变化，结果表明：修复后的江岸景观呈现出优美的立体生态外貌，群落多样性逐渐提升，景观韧性与生态服务功能持续优化。可为长江上游流域生态修复及山地城市韧性江岸景观建设提供科学依据和可参考的应用范式。

关键词：风景园林；长江上游流域；山地城市；城市河流；江岸景观；生态修复；韧性景观；植物设计

0 引言

在长江上游山地城市江岸中，地形地貌、水文情势和人类活动干扰产生耦合效应，造成急剧的环境梯度变化、复杂的生态过程以及敏感脆弱的界面生态系统。过去，相关实践缺少对其特殊生态特征和复杂环境挑战的综合考虑，导致江岸生态系统与服务功能衰退，缺乏应对环境变化的韧性。针对退化江岸的生态恢复及其管理方面的工作大多局限于理论总结和定性介绍，缺乏系统性的技术创新和实证性的定量研究。

本研究以长江重庆主城段江岸为例，辨识其中的复杂环境挑战；在此基础上，开展景观修复技术创新，选择典型江岸断面实施修复并开展实证研究；对典型断面中的修复区域和未修复区域植被进行定量分析，完成景观修复效益评估。研究成果旨在为长江上游流域生态修复和山地城市江岸景观优化提供科学依据和可参考的应用范式。

1 长江上游山地城市江岸中的复杂环境挑战

以重庆主城江岸为例，河谷地带的剧烈高程变化、水力作用及人工水利设施，使江岸景观呈现出江岸高地、护坡护岸、河漫滩及消落带等多种典型侧向圈层结构。受气候变化与城市建设的复杂影响，重庆主城夏季洪水频发，对江岸形成淹没、侵蚀或淤积；同时，由于三峡库区“冬蓄夏排”的反季节蓄水调控影响，又在江岸形成水位高差近20 m的消落带。上述河库水文交替引发的多重水位变化，导致江岸的侧向多圈层结构失稳，诱发次生地质灾害，严重影响居民生存环境和景观质量；原有江岸物种难以适应不断变化的水文环境，植物群落敏感脆弱，造成水陆交互界面的生态失衡。

以重庆主城为例，江岸中存在大面积的陡坡护岸，其中的物质、结构与植物群落极不稳定。由于洪水冲蚀与淤积，陡坡护坡的地表沉积物难以维持稳定；坡面回填土壤瘠薄、集雨面积小、产汇流速率快；强径流造成坡地下垫面侵蚀，土壤深度、渗透性、有机质养分含量及蓄水保墒能力随坡度增加而剧减。因此，护坡的植被种植与管护十分困难，植被退化同时会加剧径流产量和冲刷力，使坡地径流中的污染物及泥沙含量增高，进而对下方的河漫滩和消落带生态系统造成影响，引发恶性循环。

河漫滩是长江上游山地城市江岸中动植物群落生存与河流能量转换的重要场所，需要丰富的生境单元类型来激活河流生物生产力。过去，重庆主城段河道裁弯取直等做法使河流侧向与纵向水生态过程遭受破坏，导致河漫滩的结构、功能与生境大幅退化，植物群落多样性急剧下降。过度的游憩与开发等人为干扰，对河漫滩界面底质造成破坏，迫使生物多样性下降。同时，多重水位变化、面源污染、泥沙淤积与入侵植物等因素，进一步加剧了河漫滩植物的生长胁迫以及生态系统服务的损失。

2 修复区域概况及修复设计框架

2.1 修复区域

本研究选取重庆主城的九龙外滩江岸为案例地，实施修复并开展实证性研究。该区域位于长江干流左岸，整体沿长江主河道南北向延伸，从高到低依次为：城市广场（191 m）、直立式硬质挡墙（185~191 m）、菱形水泥格框护坡（178~185 m）、完全硬化的水泥砌筑岸坡（175~178 m）、以泥沙和卵石为主要底质的大型河漫滩消落带区域（175 m以下）。护坡最大高程低于重庆主城区防洪标准的5年一遇设计洪水位（185.9 m），修复区域内的河漫滩和消落带则面临每年长达6个月的秋冬季深水淹没。受前文所述的多重水位变化、护坡系统失稳及河漫滩植被衰退等复杂环境影响，修复前江岸生境退化严重，整体生物多样性与生态系统服务水平较低，景观效果单调。

九龙外滩区位、江岸结构及原有退化植被

2.2 修复设计技术框架

本研究提出3项设计策略：1）适应多重水位变化的分圈层韧性植物筛选；2）以修复护坡物质、结构与生物群落为目标的护坡立体生态种植设计；3）为恢复河漫滩结构完整性与提高生物生境丰富度的河漫滩“植被—底质—微地貌”耦合设计。所有设计策略顺应山地城市江岸生态界面的典型立体特征与环境梯度，并且有机耦合、协调互补，形成对复杂环境挑战的多重分层生态缓冲，从而组织起有效的江岸景观修复设计技术框架。自2018年4月起，实施九龙外滩江岸景观修复，工程于当年5月末竣工。

应对复杂环境挑战的长江上游山地城市江岸景观修复设计技术框架

2.2.1 应对多重水位变化的分圈层韧性植物筛选

针对江岸侧向结构的高程变化与复杂水文情势，分圈层筛选适生并具备良好韧性的植物种类，为营建不同韧性圈层提供有效的植物资源库；同时，构建结构与功能有机耦合的韧性圈层植被以实现分层生态缓冲，包括：高护岸野花草甸（178~185 m）、水泥砌筑岸坡生态柔化（175~178 m）、水际线林泽（170~175 m）、河漫滩灌丛草甸（165~170 m）以及河漫滩湿草甸（165 m以下，表1）。

表1 分圈层韧性植物筛选表

应对多重水位变化的九龙外滩韧性圈层植被设计

2.2.2 护坡立体生态种植

研究设计了立体生态种植系统，对175~185 m高程下陡岸护坡进行界面生态调控与景观优化，解决坡面物质与结构不稳定、人工植被快速衰退以及入侵植物竞争等复杂挑战。

在178~185 m高程的菱形水泥格框陡坡护岸中种植野花草甸覆盖护坡，通过冠层截流与蒸腾作用降低坡面径流影响；野花草甸既能缓冲洪水侵蚀，其地上生物量又明显低于木本植物群落，能有效减少每次洪水脉冲造成的泥沙淤积，有利于坡面沉积物稳定。同时，在护岸的回填土壤中铺设枯枝篱网和使用秋华柳带根幼苗（株径1~2 cm）编制的鲜枝篱网；2层生物篱网与野花草甸的植物根系相互盘结，从而有效增强护岸土壤稳定性。利用不同种类交错混栽、塑造镶嵌分布的水平格局，增加坡面野花草甸的群落多样性与观赏效果，并形成2种“植物–动物关键种”物种团：1）蜜粉源丰富的“阔叶野花集群–传粉昆虫”物种团；2）以高大的观赏禾草为优势种的“高草野花集群–草丛鸟”物种团。物种团设计目标是吸引和保育具有授粉、植物传播等重要生态功能的动物种群，强化坡面植物群落的自我维持功能。

178~185 m 高护岸的野花草甸

在175~178 m完全硬化的水泥砌筑岸坡中，打入膨胀螺丝并张拉耐水腐蚀的镀锌钢丝网，种植地锦、葡萄、秋华柳与常春油麻藤等耐水淹灌木、悬垂或攀缘植物。多种植物在挂网上生长盘错，有利于洪水沉积物在水泥岸坡的附着和积累，实现硬质护坡界面的生态柔化并加强缓冲功能。

2.2.3 河漫滩“植被—底质—微地貌”耦合设计

研究充分利用175 m以下河漫滩中由于山地河流的不均匀冲蚀与沉积等不同水力方式交互作用所产生的丰富微型地貌、界面底质和多变的水湿条件，与植物群落的种植设计形成耦合系统，从而恢复河漫滩的生态结构完整性并优化生物生境。

在170~175 m高程的水际线林泽中，将乔木种植成蜿蜒的“柳龙”形态，在顺直型水泥砌筑岸坡（175~178 m）之外，重塑江岸的自然蜿蜒形态并增加水力粗糙度，在洪水期间减缓水流冲击并形成小区域的回水，促进淤泥与河流中营养物质的沉积，改善河漫滩土壤肥力条件，为植被生长建立良好基础。

“柳龙”林泽

设计充分保留了河漫滩原有的浅沼、水塘、洄水洼地、卵石滩等界面底质、土壤湿度、水位高度、营养成分和光照条件各异的微型环境单元，并在它们之间的空隙空间置入一系列大小、形状、深浅不一的人工凹地形。丰富的河漫滩微地貌与种植的多种耐水淹灌丛草甸以及自生湿草甸群落组合出类型繁多的高异质性生境，并形成水平格局上的复杂镶嵌。

河漫滩“植被—底质—微地貌”耦合设计

3 江岸景观修复效果评估

2020年5月，本研究选择九龙外滩江岸中实施生态修复的区域（简称修复区），并将修复区以北、未实施生态修复的相邻区域作为对照区，开展定量调查。

研究区域共发现高等维管植物43科113属135种，其中，修复区植物种类明显增加，共记录42科106属129种；未修复区域植物仅发现17科38属40种。研究结果显示，修复区内植物群落的多样性指数显著高于对照区，在引入大量具有良好生态功能的植物种类、提升群落多样性的同时维持植物个体数量分布的均匀程度，兼顾了植被结构和功能的优化以及群落稳定性维持。

研究区域植物群落多样性特征

研究亦对陡坡护岸及河漫滩植物群落的优势种群和分布格局进行分析，结果表明修复区内优势种群相较对照区更为丰富，且分布格局更加合理。陡坡护岸修复区内蜜粉源植物和高大禾草占据群落优势地位，既有效抑制了葎草等入侵植物的扩繁，又能够为传粉昆虫和草丛鸟等动物关键种提供更加适宜的取食和庇护条件，有利于保障并提升江岸护坡的生物多样性和景观自我维持功能。河漫滩修复区的植物群落逐步形成合理分布的稳定格局，增加了江岸植被连续性；随着高程增加，修复区植被的优势种群逐渐从一年生小型湿生草本过渡成多年生禾草，地上生物量和生产力显著提高，群落结构更加稳定。

护坡修复区与对照区优势物种分析

河漫滩修复区与对照区优势物种分析

修复后九龙外滩江岸景观改善显著，连续3年（2018—2020年）承受了夏季洪水脉冲的反复冲蚀、淤积及冬季深水淹没，提供了持续全年的良好景观效果。原本植物种类单一、景观单调的菱形水泥格框护坡中，形成了层次与色彩丰富、季相多变的野花草甸。“水际线林泽—灌丛草甸—湿草甸”复合群落与丰富的河漫滩微地貌有机镶嵌形成复合格局，呈现出优美的立体生态外貌；同时增加了江岸垂直结构的丰富度，能够满足更多鸟类和昆虫栖息繁衍的生态位和实际微生境需求。170~175 m的河漫滩林泽复合群落能够发挥滞洪削峰的生态屏障作用，并防止上游来水中携带的入侵植物繁殖体向护坡空间扩繁。修复后的河漫滩植物群落发育良好，显著增加的净初级生产力能够促进浮游动物和无脊椎动物生长，为随夏季洪水和冬季蓄水迁徙至此的鱼类提供丰富饵料，并吸引鸟类前来取食，有效完善了河漫滩景观内的食物网结构，有利于长期可持续的江岸生物多样性保育。

江岸景观修复效果

4 结论

本研究针对长江上游山地城市江岸中的复杂环境挑战提出修复设计技术框架，并通过重庆九龙外滩江岸的实证性修复研究，检验了技术方法的可行性。设计修复后的江岸景观能够有效适应场地的复杂逆境胁迫，优化了江岸界面中物种流、营养流及水文流的交互作用与生态联系，这些创新技术的系统性应用、定量监测和集成示范在长江流域尚属首次。研究区域是长江上游山地城市江岸的代表性景观空间，这一区域江岸复杂问题的技术瓶颈攻关，对整个长江上游江岸生态修复与景观综合整治具有积极的参考价值和普遍适用性。

在今后的研究与实践中，需要进一步明确山地城市江岸景观系统的关键调控因子及其梯度变化特征，探究在水文变化以及高强度人工干扰影响下的江岸景观环境适应机制。通过定量数据收集，分析山地城市江岸生态系统的演变规律以及与水陆交汇过程中物种流、营养流及水文流的交互作用，从而完善山地城市韧性江岸生态系统的科学设计，实现其生态缓冲、生物生境及观赏游憩等多功能服务目标。

图片来源：

文中图表均由作者绘制；图3、4、9由作者自摄；图1底图来源于谷歌地图（2018-05-12）。

为了微信阅读体验，文中参考文献标注进行了删减，详见杂志。

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文章编辑 肖书文王一兰