萬園生態

Ⅰ 人工林與天然林生態系統在結構和功能方面的差別

從圓明園生態系統發展談遺址公園環境整治

□ 馬曉林 周鳳嫻

隨著科學的發展和社會進步 ,越來越多的人認識到環境保護與生態恢復的重要性,城市園林也從傳統的遊憩、觀賞功能發展到維持城市生態平衡、保護生物多樣性和再現自然的高層次階段。圓明園遺址公園作為北京市城市綠地系統的組成部分,其生態功能與景觀功能同樣重要。近十幾年來，圓明園人工濕地生態系統逐步退化，因此深入調查研究其發展變化過程和特徵，分析退化原因，探索人為促進濕地系統恢復的方法和措施，已成為圓明園管理處近年研究的重點課題。

1 圓明園概況

圓明園位於北京西北郊，歷史上該地區主體地貌形式為河谷低地，水源豐沛，土壤肥沃，自然條件十分優越。因此，自金代起，這一帶即開始興建園林，至清代時，園林建設達到頂峰，形成以「三山五園」為主要格局的園林風景區，圓明園即是其中的傑出代表。

以園林特色而論，圓明園是一處人工建造的水景園林，園內平地疊山理水，廣植珍稀樹木，遍種奇花異草，名景佳境美不勝收。遺憾的是，這一園林傑作於 1860年被英法聯軍無情焚毀，昔日美麗的「萬園之園」淪為一片廢墟。

百餘年來，由於人類活動和自然演變，圓明園的生態環境也在逐步發生變化，其人工濕地生態系統退化嚴重。目前除綺春園東部水域、長春園的部分水域和福海景區因每年採取人工補水措施還保留了部分濕地景觀外，西部未整治區河湖內水源已枯竭多年，植物群落演替為以陸生灌木為主。近年來，圓明園水源缺失更為嚴重，長春園的東部河湖內，土壤逐步沙化，已少見植物生長。

2 圓明園歷史變遷中植被演替及水文變化情況

在生態系統中，植物作為初級生產者，既是系統的重要結構成分，更是改變生態結構復雜程度和功能的核心力量。研究圓明園生態系統的發展問題首先要研究植被演替過程以及作用於植物的主導生態因子 —— 水的變化情況。

2.1 焚毀前（史料記載）

植被情況：史料中關於圓明園內樹木花卉種類、數量及配置的詳細記載甚缺。國家圖書館藏《圓明園內工則例》記載有 70餘種花、木名稱，其中松、竹、柳、荷是主要的園林植物，此外，銀杏、玉蘭、梧桐、胡桃、山楂、黃櫨、牡丹、梅花、桂花、芍葯等均有種植。另外,據歷史文獻記載，一些南方花卉如棕櫚、蘇鐵、夾竹桃等也有盆栽。

水文情況：盛時的圓明三園大、中、小水面合計約 2080畝，佔全園總面積的40%左右，園內大小水面結合，形成一個完整的水系，園中水域之間以及地面水和地下水之間具有良性的水循環。圓明園水系的供水主要來源於外部。根據國家圖書館、故宮博物院藏樣式雷圖及相關歷史檔案資料得知，圓明園的來水水源有2個，入水口有9個，出水口有3個，供水與泄洪系統設計完善，安排巧妙。加之嚴格的來水管理以及清代海淀地區自身的水資源優勢，圓明園、綺春園、長春園三園的水源供應充足。

2.2 1860至1949年

1860年圓明園慘遭罹難後，清帝曾對園內部分建築進行修繕和重建，1898年「戊戌政變」的發生徹底結束了圓明園的重修歷史。1900年庚子之役後，圓明園又遭受了官僚、軍閥、地痞、奸商的長期盜竊和破壞，古樹名木被大肆砍伐。20世紀30年代後，農戶陸續入園開山填湖，墾田種稻，對園內植被和山形水系均造成了不同程度的破壞。此時期，由於園外水源尚能滿足圓明園的補水需求，水域面積得以維持。

2.3 1949至1983年

1949年全國解放後，黨和政府非常重視圓明園遺址的保護工作。1956年開始，北京市政府先後徵用了園內旱地，並進行了大規模的植樹綠化。經過6年的人工造林，共種植了10萬株樹木，形成綠地87公頃，占遺址總面積的1/4，使遺址的荒涼景象開始改觀。十年動亂期間，園內的綠化成果又一次遭到破壞，2萬株樹木被砍伐，10多公頃綠化地帶被侵佔。1976年圓明園管理處成立後園內的綠化狀況相繼得到改善，重點充實了西洋樓景區的綠化配置，種植了常綠喬木4萬余株。這些工程極大地豐富了圓明園遺址的植被景觀。

但就總體而言，圓明園的植樹造林水平處於比較初級的階段，尤其是 50年代樹木種植的隨意性較強，一是樹種選擇缺乏歷史依據，主要以速生、經濟的楊、柳、胡桃、白蠟、國槐、洋槐等落葉喬木和油松、檜柏為主，植物種類不夠豐富；二是配置方式、栽植密度等均未按生態學、造林學等相關學科理論進行系統規劃，完全屬於盲目的一窩蜂式造林。加之駐園單位、園居人口眾多，沒有也不可能進行系統規范的管理，圓明園已成為建築雜亂無章、垃圾成堆、人員繁雜的城郊村落。這些因素都直接導致了園內林相單一，喬、灌、草比例不合理，植物病蟲害嚴重等後果。昔日規模宏偉、景色秀麗的園林景象早已盪然無存，甚至難以達到普通園林綠地的基本要求。

從 50年代起，玉泉山等歷史上圓明園的補水水源地水資源枯竭，園內供水來源減少，西北入水口也隨之關閉。此階段初期，由於地下水位較高，土壤的保水能力較強，補給的水量尚可以留存。但隨著北京市整體地下水位的持續下降，圓明園地區滲漏加劇，河湖內由常年積水逐漸變為季節性積水。在大規模的農業生產活動蓬勃發展以後，圓明園的一些河湖被填平成農田，並採取人工打井方式進行旱地供水。這些行為導致了圓明園生態系統的水文狀況持續惡化。

2.4 1983年至今

1983年，經中共中央、國務院批準的《北京市城市建設總體規劃方案》中明確規定：「整建圓明園，在本世紀末建成圓明園遺址公園。」正式確定了圓明園遺址的保護發展方向。1984年12月1日，首期工程 —— 福海景區整修工程正式破土動工，共完成整修面積 800餘畝；之後又陸續對綺春園東部、長春園進行了整修。到90年代初，整修范圍內約有1200餘畝的山形水系基本恢復歷史原貌，植被也得以調整和增加，共新植樹木花卉15萬株（叢），圓明園遺址東半部山青水碧、林木蔥茂、花草芬芳，形成了良好的游覽開放環境。

圓明園西部景區，由於未在整治開放范圍內，近年人工植樹行為較少，植被中喬木仍以 50、60年代所造林木為主，且缺乏正規的管理養護。同時，由於駐園單位和居民的人為破壞，西部景區的喬木長勢逐年衰退，病蟲害嚴重，種群數量呈持續下降趨勢。另外，導致這種現象發生的一個不容忽視的客觀原因，就是氣候的乾旱、地下水位的下降和水源的供應嚴重不足。

90年代初期，圓明園西部未開放區內遺存的水面僅有前湖和後湖的東半部，土壤滲漏狀況嚴重。進入90年代中後期，北京市整體缺水的狀況使圓明園水資源短缺的矛盾日益突出。每年由京密引水渠經萬泉河引入圓明園的來水量逐漸減少，水質沒有保障。1999年後供水指標更是嚴格控制，供水量嚴重不足。為此園內採取了控制注水區域等措施，但到2000年以後，福海、綺春園東部、長春園的湖面在每年人為補水的情況下仍有7個月的時間處於乾涸狀態，而圓明園西區基本是常年乾旱，大量動植物死亡、消失。

生境條件的這一明顯改變，對植物多樣性造成了直接影響。以下引用中國農業大學提供的有關數據來說明圓明園從 60年代至今植物種類的變化情況。

表 1 三次調查植物科、種比較

蕨類植物

裸子植物

被子植物

總 計

所有

植物
科
種
科
種
科
種
科
種

*1960'
4
4
3
5
75
343
82
352

1988-1989
4
4
3
5
83
316
90
325

2005
2
2
4
8
79
301
85
311

陸生植物
1960'
2
2
3
5
58
313
62
319

1988-1989
2
2
3
5
68
292
73
300

2005
1
1
4
8
65
284
70
291

陸地野生植物
1960'
2
2
0
0
54
285
56
287

1988-1989
2
2
0
0
54
246
56
248

2005
1
1
0
0
49
218
50
219

陸生栽培植物
1960'
0
0
3
5
10
27
13
32

1988-1989
0
0
3
5
24
47
27
52

2005
0
0
4
8
29
64
33
72

從表中數據可以分析得出： 60年代至今，圓明園的植物種類總量有所下降，但減少的速度較慢，平均速率為0.9種/年。減少的物種主要集中在濕生植物類型，由 60年代的33種減少為2005年的20種，其下降比例為39%；陸生植物由60年代的319種減少為291種，下降比例為8.8 %。另據中國農業大學調查結果顯示，濕生植物數量、分布面積的減少也較為明顯，「濕生種類僅見於乾涸的湖底和稍有水的湖邊或低窪地，如蘆葦、石龍芮、綿毛酸模葉蓼。」這表明植物種類、數量和分布與生境的水分因素密切相關。 2.5 探討與分析

通過對圓明園歷史變遷中植被狀況及水文變化情況的分析，我們認為：

（1）就整體而言，圓明園遺址公園是個遭受連續破壞的、不穩定的、嚴重退化的人工濕地生態系統。但東部開放區和西部未整治區由於人工干預的程度不同，在園林景觀、生態特徵、退化程度等方面又呈現出明顯的差異。東部開放區是近年來持續整治和人工管理而形成的生態系統，西部未整治區則是在人類反復破壞以及多年棄管的狀況下形成的退化嚴重的生態系統。這一生態系統的破壞不可能自然恢復，必須依靠人為干預逐步恢復其生態結構、生物量及功能。科學研究表明，退化生態系統的恢復時間是不同的，一般來說，退化程度輕的生態系統恢復時間要短些，因此，及早地進行人工干預有利於遏制生態系統的繼續退化，加快系統恢復的進程。

（2）圓明園內植被是人為干預形成的半自然植物群落，屬華北地區常見的地帶性植被，而非北京地區特有的模式樣地。圓明園遺址是獨一無二的，但圓明園的植被、群落並不是獨特僅有的。對待這樣的植物群落機械的保留和靜態的保護是不可取的，必須改善植物生存和發展的生境條件，才是保護生物多樣性和穩定性的積極的、科學的措施。

（3）多年來的實踐證明，環境整治有助於保護生物多樣性，提高生態系統穩定性。圓明園遺址公園環境整治工程在豐富植物種類，擴大種群規模方面具有積極的作用和顯著的成果。通過人工種植樹木花草，園區內喬木、灌木的種類、數量不斷增加，而野生草本植物由於種子庫的良好保存，其植物群落得以自然恢復。實踐表明，環境整治後的生態系統植物多樣性得到較好保護和豐富，群落的穩定性也隨之提高，這也驗證了「種類多樣性導致群落穩定性」的生態學原理。

（4）環境整治不是完全的復原，而是以歷史記載為依據，對山形水系的恢復和植被的調整與充實。那種主張將圓明園植被恢復到被焚毀前的觀點是不現實的，因為關於植物配置的詳細情況已無從考證；還有主張恢復到20年前的水平的觀點更是荒唐的，因為那時垃圾成堆、人為破壞嚴重，植物種植缺乏科學性和審美觀，病蟲害嚴重，植物群落處於衰退狀態。環境整治的目標是再現圓明園獨特的園林格局與特色，發揮其作為遺址公園的特殊價值與功能作用，有效促進人工生態系統的資源利用。

3 圓明園人工濕地生態系統退化的主要原因

3.1圓明園水資源缺乏的客觀原因

圓明園水資源缺乏的客觀原因主要有幾點：第一，北京地區水資源的整體缺乏。北京市屬於典型的大陸季風氣候，降水受季風氣候的影響，年季間相差懸殊，尤其是 1999年以後，北京連續乾旱，作為主要水源的密雲水庫已達枯水警戒狀態，用水原則上進入應急供水預案。在這種情況下，2000年以後圓明園的環境用水很難列入北京市城市環境用水計劃指標。另外，北京高度的城市化導致了地區人口密度高，各類建築用地比例較大，綠地面積比例較小，熱島效應增強。這些因素都直接導致乾旱程度加重。第二，潛水水位的持續下降。近年來圓明園周邊地區城市化建設加快，周邊硬化區域加大，再加之南北兩側的萬泉河及小清河河道都經過硬化處理，圓明園地區的潛水層得不到有效補充。第三，土壤滲水性較強。圓明園位於清河古河道上，部分地區滲水性強，湖水滲到潛水層後隨著清河古河道流向下游。

3.2人為破壞干擾

三年自然災害時期（ 1960 ～ 1962年），人民公社將國家征購回的圓明園土地要了回去。農民大規模地挖山、填湖、砍樹、造地、毀遺址、蓋房子。同時，公社一級的馬場、豬場、雞場、機械修造廠、打靶場等都在這里相繼建立起來，初見保護成效的圓明園遺址再次遭到破壞。這種破壞活動在十年動亂期間又進一步加劇。據不完全統計，僅1967年至1971年間，就有216處土山和106處古建基址被挖掘破壞，2萬株樹木被砍伐，10多公頃綠化帶被侵佔。另外，又有10多個企事業單位遷入園中，佔地約23公頃，並有20多個居民點相繼形成，且大多坐落在遺址的中心地帶。這些人類的生產與生活行為對圓明園人工濕地生態系統造成了不可逆轉的破壞。

由於大環境造成天然水文情勢的改變，以及人為破壞和干擾，圓明園人工濕地經歷了常年積水→季節性積水→土壤季節性過濕→乾旱的退化過程。

4 圓明園遺址環境整治與維護圓明園生態系統平衡

4.1 圓明園遺址環境整治的生態必要性

生態學研究表明，濕地的恢復就是依靠人類活動，逐步把退化的濕地生態系統恢復成健康的功能性生態系統，因此，為阻止圓明園人工濕地生態系統繼續惡化，必須採取有效的、科學的人為措施。圓明園遺址環境整治工程則是依據這一原則而進行的具體實踐。這一工程嚴格以《圓明園遺址公園規劃》為依據，通過對圓明園歷史與環境背景研究、生態系統退化主導因素與退化現狀的分析、目標生態系統和生態恢復途徑的選擇，最終確定生態恢復的主要內容側重於水文保護、景觀的再現、水生植物的再引入與植被調整、生物的豐富等方面，並制定了圓明園遺址環境整治生態恢復方案。

4.2 圓明園遺址環境整治的生態學依據

圓明園遺址環境整治是為了維護圓明園遺址生態系統平衡、保護圓明園遺址和有效發揮圓明園遺址公園功能而組織和使用各種資源的過程。它在 ?圓明園遺址公園規劃?基礎上，運用技術、經濟、法律、行政、教育等手段，限制自然和人為損害圓明園遺址人工濕地生態質量的活動，通過人為定向干預、管理，恢復其生態系統穩定，維護生態平衡。

圓明園遺址環境整治是一項涉及多學科、多領域的綜合工程，生態學原理則是其依據的主要技術支持之一。

4.2.1 在圓明園遺址生態系統眾多生態因子中，水資源短缺是制約圓明園遺址生態系統效益的最為重要的限制因子，恢復退化濕地的水文條件是圓明園遺址退化生態功能恢復的關鍵。通過環境整治之水利工程的實施，恢復河湖水系原貌，防止湖底水分快速滲漏，形成開放、貫通的水域生境，恢復生境的復合性。根據生態演替規律，有選擇地引入有利的水生植物，合理地控制入侵物種蘆葦的蔓延，逐步恢復退化的植被與濕地生態系統。

圓明園管理處為論證防滲工程的可行性，衡量其生態效益的利與弊，於前期進行了大量的調研工作。在效果得到充分肯定後，又進行了小面積的防滲試驗： 2004年3月對長春園荷花區進行了湖底防滲處理。下面（表2）是長春園內進行防滲後的景區與其它景區水生植物種類（以2004年7月調查結果為據）以及生長狀況的對照、比較、分析。

表 2 防滲試驗植物對照表

地 點
水位情況
水生植物狀況

防滲試驗區
0.2-1.4
植物種類豐富，有荷花、睡蓮、黑三棱、瀌草、針藺、香蒲、狹葉香蒲、蘆葦、野菱、野慈菇、澤瀉、千屈菜、荇菜、雨久花、水蔥、槐葉萍、燈心草、眼子菜、金魚藻、黑藻、狐尾藻、輪葉狐尾藻、角果藻、菹草、苦草、茭筍等 26種

海岳開襟景區
0-0.6
水生植物種類較豐富，主要有黑三棱、瀌草、香蒲、蘆葦、野菱、野慈菇、澤瀉、槐葉萍、荇菜、雨久花、紅蓼、水蔥、眼子菜、芡實

得勝概景區
10%區域濕潤，1%低窪區積水
以莎草、瀌草、酸模葉蓼、藜為主，兼有蘆葦、香蒲

含經堂西側景區
偏乾旱，雨季局部區域濕潤
蘆葦，兼有少量藜、紅蓼