摘要 以水资源缺乏为主的资源环境问题使得西北地区城市化与城市生态环境之间的矛盾和胁迫作用尤为突出,严重制约了干旱区生态城市建设的进程。人工干预下完整持续的城市化生态过程
以水资源缺乏为主的资源环境问题使得西北地区城市化与城市生态环境之间的矛盾和胁迫作用尤为突出,严重制约了干旱区生态城市建设的进程。人工干预下完整持续的城市化生态过程,是西北地区国土生态安全的重要保障,是营造良好城市生活环境的现实需要[1]。海绵城市建设为建立这一生态过程提供了局部生境条件改善的可能性,是一种营建生态化过程的契机。城市绿地作为其主导因素,既是构成城市生态环境的关键,也是LID策略实施的关键。然而,作为城市最大的“海绵体”,城市绿地的场地竖向、光照、土壤、水文等生境条件在城市建设中有显著改变。新的生境条件与传统植物种植设计的矛盾日益凸显,在实践中亟须结合西北地区生态环境特征,并根据城市中不同类型建设用地的LID策略和实施方案,探索如何利用和改善场地生境条件,从而营建生物群落多样化的城市绿地空间,形成人工干预下新的生态过程。2015年4月,西咸新区获批成为西北唯一的海绵城市建设试点,其肩负着西北地区及其他半干旱地区海绵城市建设示范和技术推广的重任[2]。在历时近三年的建设中,西咸新区沣西新城在“渗、滞、蓄、净、用、排”等方面取得了一定的成效,同时城市绿地建设的一些问题也日益突出。对西咸新区沣西新城海绵城市植物景观设计实践的问题进行思考和解析,将从方法层面对其他地区海绵城市建设提供可借鉴的思路,并对西北地区脆弱生态环境下的海绵城市建设具有一定的指导意义和推广价值。
1西北城市绿化建设的挑战
1.1西北地域性挑战
1.1.1降雨特征根据全国气候区划,沣西新城属半湿润气候区,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥,四季分明,全年降雨量较少、水资源短缺。根据临近的秦都区国家基本气象站1960—2014年日最大降雨量和1981—2010年月平均降雨量的统计分析,西咸新区多年平均降雨量520.2mm,其中,7—9月降雨量占全年降雨量的50%左右,且夏季降水多以暴雨形式出现,易造成洪涝和水土流失等自然灾害[3]。面对地域性降雨特征,沣西新城的城市绿地建设面临着旱期长、季节性降雨量差异大的严峻考验。
1.1.2土壤特征西咸新区整体地势平坦不利排水,既有湿陷性黄土堆积其间,又有渭河及其两侧支流携带大量泥沙填充淤积其中,土质类型复杂且具有代表性。沣西新城地处渭河以南,以黏土和砂土为主,土壤渗透系数大。部分地区存在湿陷性黄土,对海绵城市建设中的雨水入渗技术存在一定的限制和影响[2]。湿陷性黄土是一种特殊性质的土,其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时一般强度较高,压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿,土结构会迅速破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低[4]。因此,在进行场地开发时,LID设施的选择需要根据土壤情况确定。在湿陷性黄土地区,车行道则不宜采用透水沥青和水泥等透水材料[3],这无疑会给道路绿地消纳雨水带来巨大的挑战。
1.2西北城市绿化建设长期存在的问题
由于西北地区的季节特点,动植物群落的“萧条”景象持续时间长,植物成景时间长等问题,西北城市长时间出现照搬模仿东部和南方城市绿化建设模式,追求“三季有花、四季常绿”和整齐速生的植物景观效果。再加上脆弱的生态环境的限制,城市中生物群落自然演替呈弱化倾向,现状人工绿化维护成本比东部高[5]。然而,西北地区的植物原型是以“草甸型”为主的地被植物群落,盲目对“干净整齐”植物景观效果的追求会带来更为普遍的区域生态安全问题。
2沣西新城城市绿地建设存在的现实问题
城市绿地作为生态系统的一部分,作为用地的一种类型,自身承担着改善生态环境、美化城市风貌的职能。通过将均匀分布的点状绿地、纵横交错的带状绿地以及具有重要生态价值的面状绿地有机地联系在一起,可以形成具有稳定结构的绿色空间[6]。植物在城市绿地空间中具有重要的作用,近年的建设中,沣西新城的绿地植物景观出现了生长状况差、观赏性低和后期管理维护成本高等诸多问题。究其原因,一方面是植物本身的适宜性较差,不能充分利用场地的光照、水分和土壤等生境因子;另一方面,由于不同的绿地类型具有不同的功能需要,其建设条件和整体景观格局也有所不同,所以不同绿地类型需要面临不同的雨水问题和对应的LID策略;加之LID技术设施是LID策略实施的保证,不同的技术设施又具有不同的功能和工程结构,其内部形成的新的生境条件,对植物的生长产生了显著的影响。
2.1LID策略和不同绿地类型植物景观营建的矛盾
2.1.1道路绿地道路绿地占城市用地总面积的8%~15%,城市雨水径流以及污染主要集中在道路用地之中。在海绵城市建设中,道路的纵坡横坡以及路网的联通性,表明其不但具有雨水收集管理方面的潜力,还是城市建成环境中不可多得的绿色廊道。然而道路绿地的空间往往有限,LID设施的选择也较为单一,并且道路绿地在海绵城市建设中承担着大量消纳道路雨水的作用,绿地中的水质水量、土壤等生境因子改变显著,其中污染物对水质和土壤的改变以及积水浸泡对植物的影响最为严重。城市道路初级雨水污染非常严重,不经处理就直接排入城市绿化带将严重危害植物生长和污染土壤(图1)。水的富营养化,可以通过自然做功解决。但是重金属和某些人造毒性物质却无法自然消解,将长期以混合态、络合态或化合态存在土壤之中,如果强行向土壤中灌注雨水让污染物进入地下水,将会造成更大的生态灾难[7]。积水也是影响道路植物景观的重要因子之一,长时间积水就会严重影响植物的生存。一方面季节性降雨特征导致绿地有时需要短时间消纳大量的雨水,另一方面,施工因素导致的LID设施不能正常运转也会导致积水问题(图2)。
2.1.2居住绿地居住用地在城市建设用地中所占比例最高,是城市居民日常生活的重要场所。作为附属绿地的重要组成部分,其在绿地斑块数量上占有一定优势,同时居住绿地环境建设一般较好,养护水平较高,对城市的生态效益具有重要作用。由于其与居民的日常生活密切相关,公众的认知度对雨水景观的建设也具有重要的现实意义。在沣西新城海绵城市建设中,由于人们对海绵城市建设的理念及相关的设施并没有了解,公众对LID工程项目与一般项目在植物种植设计和施工上的区别没有基础认知,雨洪设施作为景观设施的教育性意义没有得到充分发挥,更有甚者被当做闲置对待(图3)。同时,由于没有充分考虑易积水地带的生境条件对植物生长的影响,在雨水花园地势低洼处整体植物长势不良,所选植物不能够充分适应其场地生境条件(图4)。此外,沣西新城采取LID策略建设的所有介质土土壤介质配比是黄土∶砂土∶椰糠(4∶4∶2),这种土壤选择会造成土壤保水性能下降、不耐冲刷等现象,进而引起植物根系大量裸露,导致植物长势不佳。并且土壤介质配比中椰糠的比例失调,在降雨量较大时,由于土壤介质的椰糠质地较轻,例如沣西新城康定和园居住区的雨水花园表土层出现椰糠介质上浮的现象,造成雨水花园土壤的板结,从而影响植物的正常生长。
2.1.3公园绿地公园绿地具有较为稳定的生态系统与丰富的游憩功能。公园绿地的斑块数量虽少于附属绿地,但是在绿地规模上却占有绝对优势,对于周边区域的辐射作用也较为明显,其丰富的绿地形态也易与附属绿地相结合,共同控制雨水径流量[6]。在沣西新城的公园绿地建设中,普遍存在生物多样性不足的特征,其中植物种植品种单一,缺少对乡土物种的使用,大量成片种植的外来园艺物种对区域生态安全存在一定的威胁。
2.2植物适宜性研究不足
由于现阶段海绵城市建设中关于观赏性和适宜性同时兼具的可选择植物种类研究较少,针对西北地区海绵城市建设的乡土植物选择和种植研究更是不足,导致沣西新城海绵城市建设中园林植物群落多样性不足,植物生长状况和存活率较差,维护管理费用颇高,其观赏性和生态性难以实现。
3基于LID策略的生境营造方法
生态系统的组分由生物群落和生境构成,生物群落包含植物群落和动物群落,生境由气候环境和土壤环境共同影响[8]。通过人工介入的方式营建和改善植物群落生长演替所需要的生境因子,营造展示自然内在秩序的空间组织,可以为物种提供适宜的生长演替空间,为人居提供适宜的小气候环境[9]。
3.1LID策略影响绿地生境因子的主要表现
3.1.1竖向地形作为场地的一种“基础平面”,所有的设计要素和外加在景观中的其他要素都在某种程度上依赖地形,因此可以作为其他风景园林设计要素布局和使用功能布局的基础或场所[10]。在海绵城市建设中,由于雨水花园、植草沟、下凹式绿地等LID设施的出现,使得城市绿地的竖向变化更为丰富,同时地形的改变将直接或间接影响水文、光照和土壤因子的改变,有利于引发场地生境条件的丰富化。
3.1.2水文传统的城市绿地多依赖于人工补给水源,在海绵城市建设中引入LID策略。通过改变场地的竖向、打开路缘石等方式收集和消纳场地雨水。但与此同时,周边的污染物也容易被带入土壤,污染物会严重影响植物生长,并污染土壤,这在道路绿地中表现尤为明显。其次,平整的场地中,水文条件一般比较单一,但是在具有丰富地形变化的LID设施中,则可以产生多样化的水文生境条件,可以为生境营造提供前提条件。最后,不同的LID设施对土壤要求有所不同,原土和介质土的保水性和透水性有较大的差异,从而会导致同一场地中的土壤水分显著不同。
3.1.3土壤在海绵城市建设中,土壤的渗透性是一项十分重要的影响因素。因此,根据不同的LID设施和指标要求,需要对场地的土壤进行换填或者优化,从而表现在不同土壤介质的含水率有明显不同。其次,结合地形和水文因子对土壤带来的影响,也可以产生丰富的土壤环境。
3.2适宜性生境营造策略
3.2.1营造生境多样化的城市绿地空间LID策略的介入,改变了场地内竖向、水文、土壤、光照等生境因子,丰富和改善了场地内的生境条件。基于西北城市气候特点,在根据海绵城市建设中不同绿地类型的功能、建设条件和景观格局优化基础上,充分考虑LID实施中为场地水质水量、土壤理化性质带来的变化,将LID策略引入不同类型绿地系统,以场地竖向、水因子和土壤介质作为场地内可控的主导因子,利用和改善场地水文、土壤条件,引发场地生境条件的丰富化,营造适生植物群落,在建立自然稳定的植物群落的同时解决城市绿地雨水问题,实现城市绿地的生态效益。
3.2.2适宜性植物群落设计研究挖掘植物应用与群落设计在海绵城市建设中的潜力和意义,探讨西北地区海绵城市建设中场地条件分析与植物选择的原则和方法。植物群落是城市生态系统的重要组成部分,适宜性植物群落设计可以提高海绵城市建设中适生植物群落观赏性和多样性的研究。植物群落设计模式可以通过渗入城市灰色基础设施网络,参与优化城市空间布局,构建城市范围内的生态廊道,连接城市与城郊的野生动物栖息环境[11]。
3.2.3丰富LID设施的景观和教育价值挖掘LID设施的场地设计机遇,赋予雨洪管理设施丰富的景观审美价值,并通过普及雨洪管理设施及相关知识来实现其作为景观设施的教育性意义,不仅能更好地解决雨洪管理问题,而且将雨洪管理系统转变为场地设计的宝贵财富[12]。这些内容既可以通过展板直接展示,也可以间接整合在场地设计中,丰富场地的感受。
结语
海绵城市建设中关于解决“水问题”的核心目标,需要整合水、植物、土壤、竖向等景观设计要素来系统管理、保护和恢复,其带来的新的生态过程应该密切耦合于城市水循环系统构建、城市小气候营造和城市生物多样性建设之中。同时,不同类型建设用地的低影响开发策略和实施方案不同,应在根据功能需要、建设条件及整体景观格局优化的基础上,利用和改善场地水文、土壤条件,营建生物群落多样化的城市绿地空间,形成人工干预下的城市化生态过程,提高西北地区人居生态环境质量。
参考文献:
[1]刘晖,董芦笛.脆弱生态环境压力与人居建设疏解途径——基于风景园林学学科的思考[J].中国园林,2011,27(06):7-11.
[2]徐岚,郭鹏.基于自然地理的西咸新区海绵城市本土化建设探析[J].华中建筑,2017,35(04):88-92.
[3]张亮.西北地区海绵城市建设路径探索——以西咸新区为例[J].城市规划,2016,40(03):108-112.
[4]仝贺,王建龙,车伍,李俊奇,聂爱华.基于海绵城市理念的城市规划方法探讨[J].南方建筑,2015(04):108-114.
《城市建设中的景观设计问题与思考》来源:《建筑与文化》,作者:邓朝显 梁行行 马笑 姬国强 胡艺泓 张哲
转载请注明来自:http://www.lunwenhr.com/hrlwfw/hrgylw/13821.html