城市过水区复原•湿地修复•湿地公园建设的三位

作者： 徐晞，刘滨谊
　 摘要： 研究美国城市拉斯维加斯过水区的历史来源、城市化进程引起的退化以及近期积极的水域生态复原计划的举措。介绍分析拉斯维加斯过水区水土保持措施、植被复原、外来植被入侵的管理、示范性湿地复原工程以及克拉克县湿地公园的规划设计，针对中国城市过水区复原、城市湿地修复、城市湿地公园建设提出了4 方面的启示与建议。

　　1 概述

　　拉斯维加斯过水区 ( L a s V e g a s W a s h )位于美国内华达州克拉克县拉斯维加斯山谷东南部， 作为一条城市河流， 全长约1 9 ． 3 k m ， 从斯隆渠道( S loa n C h a n n e I ) 到拉斯维加斯湾， 流量约6 9 5 5 5 1 m 3/d( 6.6 m 3／s )( 美国地质调查局的实时数据)。过水区养育着约3 0 0 种鱼类和野生生物，并为2 0 0 多种丘陵、河岸及湿地的植物提供了栖息之地， 并且它也是科罗拉多河一个回流的水源。

　　众所周知， 湿地作为该地区环境之“ 肾”，能够净化水体、过滤道路上及其周围荒漠中的化肥、油类以及其他有害的残留物。由于人口的增长，过水区面需要引入更多的来自拉斯维加斯山谷的水， 有很多机构参与保持其生态的平衡。在最近2 0 年里，拉斯维加斯山谷的人口大幅度增加，过水区是公认的一个重要的环境资源。首先，过水区是保证拉斯维加斯山谷的水质和可用性的水资源系统的关键的组成部分。再者，拉斯维加斯过水区为各类植物和动物提供了赖以生存、合适和稳定的湿地环境。最后，拉斯维加斯过水区和湿地也为人们提供了一个体验自然的开放空间。

　　 2 拉斯维加斯过水区历史发展

　　2 .1 拉斯维加斯过水区与城市发展

　　除了湿地生态的重要作用，千百年来， 它一直吸引着人们汇集此地。沿过水区的考古遗址表明，约6 0 0 年甚至更早，该地区的水、植物和动物资源，就使其成为一个具有吸引力的聚居区。在最初的1 000 年， 土著人就凭借过水区这一重要的自然资源，一直居住于此。过水区及整个山谷中的天然温泉， 为来往于西班牙之路的旅客提供了休息点。近代，在拉斯维加斯山谷的早期定居者，通过在过水区附近养殖和采矿， 为2 0 世纪初的社会经济作出了贡献。

　　拉斯维加斯山谷现代化城市的发展是1900年初伴随铁路的建成而发生的。此后，胡佛大坝的建设、合法赌场的设立以及第二次世界大战，都持续推动了该城市的扩展。

　　2 0 世纪3 0 年代，拉斯维加斯还是一个小铁路城市，只有5 0 0 0 多人口。在1 9 1 0 年赌博已合法， 出现了小规模的赌场( c a s in o s )。兴建胡佛水坝将工人带向南内华达州( Southern Nevada )。1 9 3 5 年，胡佛水坝建成， 旨在促进旅游业的发展。接着，第二次世界大战爆发，拉斯维加斯山谷的人口和工业均大幅增加， 人口从1 9 7 0 年的3 0万增至2 0 0 3 年的近1 6 0 万。

　　二战结束后，拉斯维加斯商会不想失去增长势头， 因此，建成了如今著名的拉斯维加斯国际中心。商会还推出广告：“阳光下的娱乐”， 这为拉斯维加斯吸引了众多的目光。随着人口的增长，各种需求亟须满足， 1 9 5 0 年建立了废水处理设施。过水区为处理后的废水提供了一个自然的渠道，也因此，过水区慢慢开始改变。

　　2 . 2 拉斯维加斯过水区的生态演变

　　2 0 世纪3 0 、4 0 和5 0 年代， 拉斯维加斯的都市化导致了拉斯维加斯过水区地表水的逐渐增加。渠道额外的水为湿地的发展提供了成熟的条件。1 9 5 5 年， 先前被地下水湿地织物 ( 根系可达地下浅水层) 占领的区域，转换成为包涵一个广泛的湿地植物物种的区域接下来的1 0年， 湿地已经对水质提高和野生动植物栖息发挥了极为重要的作用。

　　在1 9 4 2 年之前，地下水为拉斯维加斯的居民提供了生活用水的主要来源。之后， 出于市政和工业的需要，科罗拉多河水被引入山谷。因拉斯维加斯的人口增长， 同时对科罗拉多河水的更多引入造成了排入过水区的水量进一步增加。然而， 除了市政用水，城市地表水、浅层地下水、再生水和雨水同样是过水区水源的重要成分，直至今日，这4 种成分仍然非常重要。

　　2 0 世纪7 0 年代， 进一步的人口增长引发了早期扩张的湿地开始退化。水渠的阻断、两岸浅滩的侵蚀以及雨水的泛滥严重影响了拉斯维加斯过水区。浅层地下水位的降低和排放，使得业已形成的湿地大大减少。1 9 9 5 年，湿地植物减少到过水区渠道的外围。此外，河岸的区域开始被外来植物侵入。

　　近年， 许多团体开始致力于过水区和湿地的复原，1 9 9 1 年通过发行公债， 用于发展克拉克县湿地公园，并在1 9 9 8 年1 0 月成立了拉斯维加斯过水区协调委员会( 以下简称“ 拉协委” ) ，各类关于过水区的复杂问题正在得到协调解决。自1 9 9 9 年以来，拉斯维加斯过水区全面的复原计划正在逐步实施。

　　 3 拉斯维加斯过水区生态复原实践的分析

　　拉斯维加斯过水区近年的生态复原实践主要包括水土保持、示范湿地、植被覆盖率的提升、外来植被入侵的管理、水质改善、生物监测、考古资源、教育和发展等。以下拟就水土稳定措施、示范湿地复原工程、克拉克县湿地公园的规划设计、植被的复原、外来植被入侵的管理予以详细介绍。

　　3 .1 水土稳定措施

　　城市化的推进及每日流量的变化、易侵蚀的土壤、水质、野生动植物栖息地的保护以及其他环境问题，都使得控制过水区的水土流失成为目前艰巨的挑战。过去3 0 年中，水土流失已破坏了过水区渠道，造成米德湖沉积增加。“ 拉协委” 制定的综合适应性管理计划确定，将稳定过水区作为重点步骤进行长期管理， 包括3 个主要方面： (1 )河床的稳定；(2 )河岸的保护；(3 )植被的复原。

　　稳定河床的方法之一是在整个过水区设置侵蚀控制结构堰，计划共有2 2 个，截至2 00 7 年， 已建成1 0 座堰。过水区系统随着每一个堰的建成均有所改善，同时抵御季节性风暴与防洪泛能力也明显增强。此外，过水区还减少了7 0 ％ ～ 8 0 ％ 的沉积物， 使过水区和米德湖的水质得到了提升。

　　成功地稳定了渠道之后， 进一步的工作是发展河岸及湿地栖息地。侵蚀控制结构有助于减缓水流，形成结构后面的一个池塘，在此， 湿地植物才能得以生长。堰的施工工程，还包括清除过水区两岸大片的入侵植物，如柽柳等。然后再代以本土的湿地、河岸和陆生植物。目前正着手于减缓渠道的下切侵蚀( d o w n c u t t in g ) ， 降低河岸的水土流失，在河道边培育植被， 平衡输沙和提高生态系统，从而促进渠道的稳定(表1 )。

　　3 .2 拉斯维加斯过水区植被的复原

　　植被是恢复和改善拉斯维加斯过水区成功的关键。第一， 因为植物根系可以作为无形壁垒，减缓水和土壤向下游运动，使土地变得更加稳定；

　　第二， 它为鱼类和野生动物创造了栖息地。至今发现超过3 0 0 种鱼类和野生动物的生存依赖于过水区， 过水区是大多数鸟类繁衍以及迁移途中的栖息之所。美国约有8 0 ％ 的鸟类种群和5 0 ％ 以上受保护的候乌依赖于人工湿地和河岸栖息地；

　　第三，有些植物能够净化水体。过水区中湿地成为所有从拉斯维加斯山谷排放的污水的生物过滤器。

　　提高过水区的原生植被的种植， 除了对环境的益处，美国军方工程4 0 4 许可证将植被的主要功能确定为环境冲击的缓和剂。许可证要求，在过水区和各州的等级控制结构建设中，每0 .4 h m2因堰的建设活动而受冲击的开放水域栖息地必须相应地种植0 .4 h m2缓和性的植被。到目前为止，在2 0 h m2这样的开放水域栖息地中， 有1 7 h m2已种植了缓和性的植被。拉斯维加斯过水区设施改建计划中表明，须重新种植植被7 1 h m2， 以减轻其整个建设工程的影响。

　　过水区中植被的再生计划， 不只是为了稳定渠道，还有助于净化水体。在米德湖已完成的浮动湿地项目和目前在哈德森市正在进行的水体回收设施的湿地示范工程， 正在寻求提供植被在过水区和米德湖有效净化水体的量化数据。

　　最初，项目组需要了解特定地区的需求，如种植时考虑过水区中的特定位置，何种植物可以获得最优生存率。通过研究和试验， 得出了一个最具适应性的本土植物名单。此外，也在探索开发理想的灌溉方式， 以确保每一个领域的植被得以繁茂成长，并符合许可证中的执行标准。

　　到2 0 0 7 年止， 项目组已在过水区种植植被超过5 50 h m2。根据过水区设施改建计划和植被总体规划，估计7 1 0 h m2将重新进行植被绿化以控制过水区的水土流失。该5 5 0 h m2完成后，其中2 20 h m2可应用于控制水土流失的稳定计划， 其余3 3 0 h m2保留以满足内华达国家公园和克拉克县多生物物种栖息地保护计划的需要。

　　3 .3 拉斯维加斯过水区外来入侵植被的管理举措

　　作为水流从拉斯维加斯山谷到米德湖的拉斯维加斯湾的首要出路， 管理外来入侵植物是过水区改善工程的一个重要组成部分。由于城市排水的增加，过水区已成为一个不稳定的受侵蚀渠道， 极易受到来自上游支流和城市化地区的杂草入侵， 并成为米德湖和科罗拉多河下游潜在的杂草源头。只有积极有效地管理外来入侵植物， 乡土树种才能够重新生长，进而提高栖息地价值， 以利于改善水质、减少土壤退化并增加过水区的河床稳定。

　　据记载，过水区总共有超过6 0 7 h m2的杂草侵入。为解决这一日益严重的问题， 拉斯维加斯过水区杂草多机构合作组织已率先对过水区实行积极的杂草控制计划。自2 0 0 2 年以来， 国家公园管理局外来植物管理小组在克拉克县政府的协助下，每半年沿长2 3 k m 、宽1 6 k m 的过水区对杂草进行调查。调查包括地面和空中观测。所有站点均应用了G P S 定位技术，记录成图。

　　迄今， 共处理了2 7 5 h m2高大白鹭莞滋生区，清理了4 7 h m2柽柳，剔除了3 8 片区大型芦苇， 同时1 0 1 1 m2的巨型芦苇正在监测中以待再生的后续处理， 而俄国矢车菊已得到彻底根除。为处置杂草管理项目中切除的杂草材料， 已在过水区进行了4 次有控制的焚烧，从而节省了数十万美元的处置费用。社区的教育与参与也是成功的重要因素。一些文件和宣传材料已发放给公众， 以教育鼓励其参与过水区杂草清理项目， 也有一些志愿者常年驻扎在过水区参与治理工作。

　　3 . 4 湿地修复示范工程

　　哈德森水循环机构和皮特曼过水区湿地示范项目同时在进行湿地的示范工程。哈德森为期6 年的湿地项目包括：重点建设1 2 个2 ～ 3 h m2的废水收集方池，其中植入1 1 个没入水中的植被床和3 个漂浮岛， 为鸟类提供栖息点。该设计的特点是4 ／5 左右的开敞水域空间和1 ／5 的陆地面积供自然植被生长。之所以选择4 ：1 的比例， 是因为它能够改善水质， 同时又可限制蚊虫滋生。并采用了3 种生长繁茂的芦苇， 用以过滤流经湿地的水。

　　项目小组每月在进口、出口、中点和2 个站点周边沿线的湿地抽取5 个水质样本，进行分析，评价各级的污染物，衡量金属、氨氮、生化需氧量和总磷等。在结合了2 次及3 次处理过的废水环境中， 科学家通过这一人工湿地的研究， 以求更加清晰地预测水质可以得到多大程度的改善。

　　皮特曼湿地的试点项目， 主要是探寻人工湿地对城市径流的影响。皮特曼过水区是哈德森一条规模较小的支流， 主要承载城市径流。这种规模较小的人工湿地，分散了皮特曼过水区首次进入导流明渠的水量， 然后让它进入2 个种植了芦苇的相邻单元。一个单元的特点是地下径流，通过的水经过数米的碎石和植物根系，再返回到皮特曼过水区；另一个单元是地表径流，让水流交替通过3 个开放的水池和2 个芦苇植被床。水文学家汲取进出湿地的水样， 比较前后的水质。2 种不同单元的水流类型，使科学家们可以针对南内华达州的环境研究每一类型湿地的特征及其各自的效用。

　　3 .5 克拉克县湿地公园建设

　　克拉克县湿地公园位于拉斯维加斯山谷的东部， 占地1 1 ． 7 k m2，是克拉克县总体规划的一部分。目前一期建设的4 0 h m2自然保护区(图5 )业已完成并向公众开放。公园以步道系统为主， 外接相邻的步道系统， 北到彩虹花园、东到山区河流和湖泊。

　　3.5.1 公园功能

　　(1 )公共交通： 9 0 个停车位；3 8 k m 风景行车线、步道和公路。没有限制准入领域。

　　(2 )游客与教育中心：约3 2 5 1 m2的聚会、展览、教室和办公设施。

　　(3 )部分水坝后部： 为野生动物和植物的栖息提供的池塘。

　　(4 )8 5 h m2植被重建计划中增加的栖息地。

　　(5 )负责管理及维护的工作人员1 6 人。

　　(6 )游步道： 总长6 9 k m ， 供骑马， 多功能节点等；每8 0 0 m 设一休息站。

　　(7 )步道节点：6 个多功能步道节点，3 个骑马节点；3 0车位的停车场；指示牌(图6 )、厕所、座椅、太阳能路灯。

　　(8 )闭路式电话系统。

　　(9 )残障可达性。

　　(10)为游客活动，养护和维修园区提供政策支持。

　　3.5.2 人工构筑

　　(1 )保护区的人工构筑，均采用预制建筑材料和固定模数的漆色钢管柱。

　　(2 )顶棚均为金属桁架结构。地板“ 浮”于地面9 0 c m以上，从而允许湿地在下方穿过。

　　(3 )从停车设施到游客／教育中心蜿蜒的墙壁引导均以石材与混凝土为材料。

　　(4 )在5 2 h m2的公园中， 自然中心的建筑包括一个面积为3 2 5 1 m2的游客信息中心，绿荫入口广场，木板铺道和观景平台：1 6 h m2游客中心广场和拥有9 0 个车位的停车场。

　　(5 )野餐区包括野餐亭、单个的桌凳区、停车场、儿童游乐场及无水厕所。

　　(6 )垃圾桶和信息方向指示牌(图6 )。

　　3 .5 .3 景观路径

　　(1 )骑马步道，利用现有的公路走廊和自然游步道连接分期实施的区域、游步道节点和野餐区。骑马步道宽3 7 m ， 天然土壤铺成。

　　(2 )更新植被区的路径使用3 0 c m 钢筋路肩和7 ． 6 c m砂石材料， 以防止路径边缘退化。仅在交通繁忙的地区如游客中心，才允许铺设9 1 m 宽的沥青道路。

　　(3 )砾石肩( 颜色和纹理须符合本地沉积物)宽3 0 c m ，置于路缘以限制道路的使用。

　　(4 )游步道须有植被和起伏的地形，在维持5 ％ 残障边坡的同时，提供多样化的游步道线型。

　　(5 )卵石步道的边缘，需有植栽和天然材料(残障可达性要求如上)。

　　(6 )原始铺地。由砾石充填， 以加强引流。沿步道种植植物， 以巩固和限制步道。

　　(7 )木板步道。用于进入湿地动植物观察区，架空于地面之上，宽度3 m ，高度以防止干扰水流和湿地植物为准。