《园林》学刊·专题导读(2023.02)丨湖泊型湿地公园中两栖类动物栖息地营建研究
湖泊型湿地公园中两栖类动物栖息地营建研究
Research on Restoration of Amphibian Habitat in Lake-type Wetland Park
杨云峰 郝晶晶 蒋梦琪
杨云峰
南京林业大学风景园林学院副院长、副教授,硕士生导师,研究方向为湿地公园设计、园林史
郝晶晶
河南省城乡规划设计研究总院助理工程师,研究方向为风景园林规划设计
蒋梦琪
南京林业大学风景园林专业在读硕士研究生,研究方向为风景园林规划设计
·全文刊登于《园林》2023-02期P4-10.
·全文引文格式:杨云峰,郝晶晶,蒋梦琪.湖泊型湿地公园中两栖类动物栖息地营建研究[J].园林,2023,40(02):4-10
摘要:两栖类动物对栖息地高度敏感导致其在城市化大背景下受到栖息地退化、破碎和丧失的严重威胁。相关研究表明,湿地公园已经成为两栖类在城市中最主要的栖息地。针对城市湖泊型湿地公园中两栖类动物栖息地的营造展开论述,综合国内外关于两栖类动物栖息地的动物学、生态学等学科的相关研究,归纳湿地公园中两栖类动物栖息地特征,提出基于两栖类动物栖息地营建的湖泊型湿地公园景观格局、水系、植被、道路和桥涵等方面的设计方法与营建措施,以期为湿地公园中两栖类动物栖息地的保护和修复提供参考。
关键词:风景园林;湿地公园;两栖类动物;栖息地;栖息地营建
1 研究背景
城市化进程导致全球城市湿地资源锐减,以至于依赖湿地生存的动植物丧失了栖息环境,其中两栖类种群对此变化极为敏感。根据IUCN数据显示,两栖类动物(简称两栖类)在2014年濒危物种数量已达到两栖类物种总数的41%[1-2]。正是由于两栖类其自身对环境的高度敏感,导致其在城市化大背景下面临着栖息地退化、破碎和丧失的危险。
湿地公园已经成为两栖类在城市中最主要的栖息地。其中湖泊型湿地因其开阔舒展的空间和稳定的水资源,能够为动植物提供充足的生长空间和养分,营造丰富多样的栖息地环境,而且城市湖泊通常具有丰富的人文历史底蕴。因此,文章对湖泊型湿地公园中的两栖类栖息地营建进行研究。
2 国内外相关研究概况
2.1 国内相关研究概况
国内关于两栖类栖息地的相关研究多集中在动物学、生态学领域,从两栖类行为习惯、栖息地特征和实际应用等方面展开,而从风景园林学角度探讨城市绿地中两栖类栖息地营建、修复的研究较少。相关研究大多根据具体的建设项目,提出相应的具体实施措施与营造手段。
2.2 国外相关研究概况
国外关于两栖类栖息地的研究较多,主要涉及以下三方面:比较人工湿地公园与天然湿地中两栖类栖息地质量,推导出湿地公园中两栖类栖息地应具备的各项特征;从动物学角度入手,通过对两栖类自身习性、生物学特征等方面的研究,得出适宜的栖息环境要求;围绕人工建设的湿地水体能否为两栖类提供栖息地这一问题,探讨人工湿地对天然湿地丧失的补偿作用。国外研究更关注湿地特征如湿地结构、水体面积大小、数量和分布等因素对两栖类种类和数量的影响,大部分研究不针对特定种,因此对梳理两栖类栖息地营建方法有重要借鉴意义。
3 两栖类栖息地质量影响因素
3.1 水体
水体主要分为静水和流水两大类,其中静水可分为面积较大的湖泊、面积较小的水池;流水可分为河流、溪流等。对静水来说,水域面积、水深、水文周期、天敌存在状况、池塘数量、距离其他池塘的最近距离、驳岸坡度、驳岸类型、植被盖度、水质、水的可获得性等都会影响两栖类水生栖息地的质量。
3.2 陆地
陆地因素主要包括草地、农田、林地等。草地主要是指城市中被草本植被覆盖的陆地栖息地,主要是为两栖类在主要栖息地之间迁移提供通道和临时性栖息[3]。农田属于比较适宜两栖类栖息的土地类型,两栖类的存在也可以较好地控制农田虫害问题。林地一般包括公园、城市绿地、道路防护绿地和果园等。通常从林地植被覆盖面积、林地与主要水源的距离、林地与其他栖息地之间的联系等方面考虑其对于栖息地的影响[4]。
3.3 道路
道路主要指的是城市车行道。城市化导致栖息地被道路分割成孤立个体,严重阻碍两栖类的扩散迁徙,道路的边缘效应导致道路周边的生境遭到极大破坏。相关研究大多从道路密度、主要栖息地距离道路的距离、车速、道路宽度等方面进行考虑。
3.4 其他因素
城市人工灯光照明、噪声污染也会影响两栖类繁殖、鸣叫、迁徙、交配等行为,进而影响种群数量。所以城市灯光、噪声污染以及湿地公园中的人为干扰也是应当考虑的影响两栖类栖息地的要素之一。
4 湖泊型湿地公园中
两栖类栖息地营建方法
4.1 景观格局确立
相关研究证明两栖类物种丰富度与景观异质性程度、景观破碎度有关,而与区域面积无关[4]。景观结构才是影响物种数量与质量的重要因素。所以应尽量提高景观中不同斑块类型的团聚程度,降低景观破碎化程度[5],同时确保景观廊道的通畅度,为两栖类提供迁徙扩散走廊和临时的栖息环境,也能大大提高两栖类的物种丰富度(图1)。
图 1 景观结构示意图
4.2 水体栖息地设计
4.2.1 水体面积
由表1可得大部分两栖类更倾向于选择面积在1hm2左右的水体作为主要栖息地,而将小面积的水体(小于0.3hm2)作为临时栖息地。两栖类对于水体面积的选择与其本身的扩散能力也有一定的关联。当两栖类扩散能力小于250m时,水体面积越大,生境多样性和可利用程度越高;当扩散能力在500m左右时,水体平均面积与两栖类物种丰富度有关;当扩散能力大于1000m时,水体平均面积成为首要决定因素[5]。
面积适中的水体拥有相对充足的动植物资源和多样的生境特征,能够为两栖类提供丰富的栖息环境,更适宜两栖类成体长时间的栖息。小面积的水体则因两栖类的主要天敌存在较少且能为卵的孵化提供充足的营养,从而降低了两栖类幼体死亡率,更适合两栖类繁殖。
表 1 栖息地水体面积相关研究概况
4.2.2 水文周期
水文周期的变化决定水体持续时间的长短,形成永久性水体与临时性水体。大部分生命周期复杂的两栖类多选择永久性水体作为栖息地。永久水是湿地的关键资源,在此基础上营造多种水文周期的临时性水体为两栖类和湿地中的其他生物提供多样化的生境。
在人工湿地中通过人为的水文管理措施来控制水文变化周期,可以在短时间内有效提升两栖类在人工湿地中的占有率和繁殖变态过程的成功率,对未来两栖类长期的复合种群多样性产生积极影响。
4.2.3 水深与流速
两栖类理想的栖息环境是水深小于2m且有水生植物的地方,公园中可通过设置围堰、水闸、堤坝等来控制水深,从而满足不同降水情况下两栖类栖息地的完整。流速较慢的水体适合大部分两栖类生存,平均流速小于80cm/s,可通过种植水生植物、设置小型丁坝减缓流速,或内凹岸线营造缓流区。
4.2.4 水体形态
多样水体形态可以降低两栖类种群数量的波动幅度,较长的湿地水体边缘也能够增加栖息地的连通性,方便两栖类的扩散行为,为其提供觅食和冬眠的栖息地。
4.2.5 驳岸设计
一般情况下,坡度小于30°的自然生态驳岸有利于两栖类水陆活动的展开[6]。同时保证驳岸没有过多障碍物的存在,确保迁移的通畅性。可设计多种类型的驳岸,为两栖类提供丰富的驳岸生境。
4.3 植被设计
4.3.1 水生植物设计
水生植物的存在有利于两栖类躲避天敌、繁殖后代、保持身体湿度与温度避免干燥、提供食物与多样生境。不同水生和湿地植物种类通常不是影响两栖类栖息地质量的关键因素,所以普通人工湿地的植物配置就能够满足两栖类对栖息地的要求。
4.3.2 陆生植物设计
较高郁闭度的陆生植物能够防止土壤干燥和提供较高的空气湿度,维持两栖类所必须的湿润环境和温度。大部分的两栖类倾向于选择植被覆盖度相对较高,且能够获得充足光照的环境作为栖息地。
4.4 陆地栖息地设计
(1)地形设计。陆地作为水体与城市之间的缓冲区,或栖息水体之间的过渡区域,其通畅性十分重要。陆地栖息地需要在保证通畅性的前提下,尽可能地通过小地形的营造给两栖类提供产卵、越冬、迁徙的空间。
(2)土质。城市土壤质量因大气污染物和人为原因改变了其性质,使土壤呈现酸化,土质变差,间接导致两栖类的死亡[7]。所以确保公园场地的土壤质量非常重要。
4.5 道路设计
(1)城市道路。要尽量确保栖息地之间直线距离上没有道路的阻断,确保繁殖地与非繁殖地之间的畅通性,避免道路或公路的围合(图2)。如果存在道路阻断,则应设计迁移走廊与诱导生境,满足两栖类的通行需求,提高路侧栖息地的利用率(图3,图4)。
图2(左上) 道路对栖息地的阻断示意图
图3(右上) 跨水道路涵洞内部两栖类迁移通道效果图
图4(下)陆地诱导生境断面示意图
(2)园路。园路设计应满足在不干扰两栖类活动的同时,给游客亲近自然的机会。主园路一般联通主要出入口、游览活动区和生态展示区,避免进入核心保育区。次园路主要联通各个节点和通往安静的展示区,避免深入核心保育区。其设计形式可根据不同的场地需求进行设计,如木栈道要留足够的下层空间,降低对两栖类活动的影响。
4.6 人为活动干扰
人为活动产生的噪音与灯光成为主要的干扰因素。因此,需要从设置隔离带、控制照明强度两方面着手。
(1)设置隔离带。各区域及公园边界应设置隔离带,可以是植物林带、水体或隔音构筑,降低外围环境对场地内的影响。
(2)控制照明。过度的灯光照明会影响两栖类迁徙活动和繁殖活动的展开,所以湿地公园照明在满足安全前提下,减少照度、照明范围,降低对两栖类的影响。并且定时关闭部分区域的灯光,避免影响两栖类夜间活动。
参考文献
[1] BAILLIE J, HILTON T C, STUART S N. 2004 IUCN Red List of Threatened Species: A Global Species Assessment[M]. IUCN-The World Conservation Union, 2000.
[2] 谭剑波, 李爱农, 雷光斌, 等. IUCN生态系统红色名录研究进展[J]. 生物多样性, 2017, 25(05): 453-463.
[3] 张伟. 城市化过程中栖息地和景观变化对两栖类种群动态和遗传结构的影响[D]. 上海: 华东师范大学生命科学学院, 2017.
[4] 李贲. 景观结构与栖息地类型对上海市不同城市化区域两栖类的影响[D]. 上海: 华东师范大学生命科学学院, 2018.
[5] 张丽, 梁国付, 郭豪杰, 等. 黄河下游平原农业景观异质性对两栖类生物栖息地可用性的影响[J]. 应用生态学报, 2016, 27(7): 2154-2160.
[6] 谢汉宾, 张伟, 李贲, 等. 两栖类栖息地的构建技术及效果评估[J]. 应用生态学报, 29(8): 2771-2777.
[7] SKELLY D K, FREIDENBURG L K, KIESECKER J M. Forest Canopy and the Performance of Larval Amphibains[J]. Ecology, 2002, 83: 983-992.
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