城市生態(tài)學理念下的棕地再利用研究

郭諶達

（湖南大學建筑學院 湖南長沙 410082）

1 城市生態(tài)學理念

我國生態(tài)學界對于城市生態(tài)學的最新表述是以人類活動密集的城市為研究對象，探討其結(jié)構(gòu)與功能和調(diào)節(jié)控制的生態(tài)學極力和方法，并將其應用到城市規(guī)劃、管理和建設中去，為城市環(huán)境、經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和居民的生活質(zhì)量的提高尋找對策和出路的學科[1]。此外還有從城市生態(tài)學的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展歷史、發(fā)展趨勢等不同角度對城市生態(tài)學進行定義[2]。根據(jù)這些定義，城市生態(tài)學的研究內(nèi)容基本可分為兩大部分，一部分是基于還原論思想的城市與自然、資源、環(huán)境之間相互作用機制和過程研究，另一部分是基于整體論思想的城市系統(tǒng)生態(tài)研究。前者以微觀闡述城市與自然、資源、環(huán)境之間的關(guān)系為主要目標，旨在為城市發(fā)展提供具體指導；后者以宏觀把握城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、調(diào)節(jié)機制為主要目標，旨在為城市發(fā)展提供戰(zhàn)略指引，兩者互為補充和促進[2]。

2 棕地再利用的內(nèi)涵

“棕地”最早是作為與“綠地”相對應的規(guī)劃術(shù)語，出現(xiàn)在英國的規(guī)劃法中。目前關(guān)于棕地的定義各國不盡相同，較廣泛認可的定義有“棕地為已被廢棄的、閑置的或未被完全利用的工業(yè)或商業(yè)用地，其擴展或再開發(fā)受現(xiàn)有或潛在的環(huán)境污染（影響）而變得復雜”（美國環(huán)保局和住房與城市發(fā)展部），“被以前的工業(yè)使用污染，可能會對一般環(huán)境造成危害，但有逐漸增強與再開發(fā)需求的用地”（英國）等[3]。從這些定義中可將棕地的特征歸納為四點：（1）棕地是已經(jīng)開發(fā)過的土地；（2）棕地部分或全部遭到廢棄或閑置；（3）棕地可能遭受（工業(yè)）污染，環(huán)境較差；（4）棕地外部負相應較明顯，其重新開發(fā)與再利用可能存在障礙。因此，通過對棕地進行再利用來改善棕地環(huán)境條件、消除棕地的外部負效應，并適應城市新的發(fā)展需要。

3 棕地再利用案例

3.1 英國Woolston 城市生態(tài)公園運河段棕地生態(tài)恢復措施[4]

3.1.1 生態(tài)環(huán)境背景

Woolston城市生態(tài)公園建在沃靈頓的一片工業(yè)廢棄地上，總面積約6.4 hm2，包括舊式垃圾填埋場、廢棄工業(yè)區(qū)和運河及一些居住區(qū)，約400m長的Woolston運河是生態(tài)公園的一部分。該運河始建于1821年，作為工業(yè)和貿(mào)易的運輸通道，沿運河發(fā)展了包括化工廠、火藥廠等工業(yè)。長期船只運行和工廠排污導致運河水質(zhì)下降、沉積物增多，加之草本植物入侵、水位下降等因素，運河于1978年停航?？紤]到干涸河道影響城市景觀以及殘留的污染物可能導致地下水等受到污染，運河采用了多項生態(tài)恢復措施。3.1.2土壤基質(zhì)固定

這是整個棕地生態(tài)恢復的基礎，首先清理運河兩岸的自生樹，再將運河內(nèi)淤泥堆積并與普通水泥按1%的比例混合得到與硬粘土能力相似的穩(wěn)定材料，處理后污染物質(zhì)的流動性下降。最后搭建生態(tài)石籠網(wǎng)墻，網(wǎng)墻內(nèi)下部為巖石填充物，用機織土工膜鋪蓋，進一步阻止沉積物或其它潛在污染物的流動，在河床內(nèi)形成一個新的自然水道；上部放置堆肥或纖維卷棕色袋，以減少運河兩岸受到侵蝕并為植物提供生長介質(zhì)，并回填可以保持填充物整體營養(yǎng)成分不至過高的粘土骨料。

3.1.3 植被恢復

首先用土工布層覆蓋運河兩岸穩(wěn)定的沉積物，再覆蓋適合植物恢復的低營養(yǎng)土壤混合物（含碎磚、碎石灰石、細骨料、砂土等），共同作為運河兩岸不同地表野生植物群落的生長介質(zhì)[5]，每一塊土壤的重疊部分沿著運河放置見圖1，最后在該區(qū)域混合播種花草等植物。

3.1.4 生態(tài)恢復

首先用高抗腐蝕、高強度、具有延展性的低碳鋼絲編制成生態(tài)網(wǎng)格，在網(wǎng)內(nèi)填充具有一定的空隙的物質(zhì)，后期適當覆土，從而起到加固河岸、增大抗洪能力的作用，還可以營造適合植物生長的條件，促使生態(tài)系統(tǒng)的恢復。

3.1.5 廢棄物再利用

主要是將處理后的淤泥轉(zhuǎn)化為建設材料，以減輕對未來環(huán)境造成的潛在影響。該項目主要通過修復污染土壤、運用生態(tài)技術(shù)、促進植被恢復、增加生物多樣性和資源循環(huán)利用來實現(xiàn)棕地的生態(tài)修復目標，修復后的棕地形成一處綠色景觀，提升了該區(qū)域的生態(tài)功能。

3.2 中國北京首都鋼鐵廠原址棕地再利用的土壤修復處理[6]

在北京舉辦“綠色奧運”之際，原位于北京城區(qū)內(nèi)的首都鋼鐵廠被遷出原址，原廠址即成為棕地。由于這些場地可能受到原生產(chǎn)活動遺留的有毒或有害物質(zhì)的污染，如果直接轉(zhuǎn)化為其它用地性質(zhì)可能會給公眾帶來健康風險并影響生態(tài)環(huán)境[7]。因此需對其進行土壤修復處理，分為先期土壤分析、中期土壤修復模式制定和后期土壤修復實施三個階段。

先期土壤分析主要包括土壤取樣分析、土壤污染風險評價和污染源分析三部分內(nèi)容。先根據(jù)原廠址的平面布置圖和實地勘查，選取原料場、焦化料場、污水處理廠和老排水溝進行土壤取樣并分析；再采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法對土壤環(huán)境進行評價和質(zhì)量分級，并參照《國家工業(yè)企業(yè)土壤環(huán)境質(zhì)量風險評價基準》進行土壤污染風險評價[8]；最后根據(jù)研究區(qū)的生產(chǎn)性質(zhì)和周邊環(huán)境進行污染源分析并對土壤污染途徑進行分類，該區(qū)域土壤被分為了面狀滲透、淋濾下滲和局部點狀滲漏彌散三類[9]，之后將根據(jù)不同種類的特征采取不同的處理方案。中期土壤修復模式主要有環(huán)境標準治理模式和基于環(huán)境風險治理模式[9]。前者治理目標偏剛性，費用往往較高，也不易將污染物治理達到環(huán)境標準值的要求；后者在相當程度上解決了這些缺陷，尤以美國材料與試驗協(xié)會的RBCA(Risk-basedCorrective Action)模式[6,7]應用較為廣泛。在土壤修復技術(shù)上目前應用較多的有焚燒、穩(wěn)定—固化、挖掘—填埋等[8,9]，可根據(jù)不同方法技術(shù)經(jīng)濟特征和項目實際需求進行優(yōu)選。后期土壤修復實施即按照先期和中期的成果指導具體實施。

北京首都鋼鐵廠原址的土壤修復工程通過一系列土壤修復措施完成了對棕地的生態(tài)治理的基礎工作，為最終實現(xiàn)棕地再利用的目標打下不可或缺的基礎。

圖1 Woolston 城市生態(tài)公園土壤填放示意圖[4]

4 棕地再利用的城市生態(tài)學意義

可以看到棕地的再利用具有了十分重要的城市生態(tài)學意義。首先，棕地再利用可以緩解棕地自身及周邊相關(guān)區(qū)域的生態(tài)風險。棕地是工業(yè)化及城市化進程中難以避免的產(chǎn)物，往往帶來土地閑置、環(huán)境污染、城市空間破碎等不良后果[9]，對棕地及其所在區(qū)域的城市經(jīng)濟、社會、生態(tài)、景觀等會產(chǎn)生不利影響。將棕地進行減害減污處理后轉(zhuǎn)化為綠地，可以有效降低棕地原有的生態(tài)風險，提高城市生態(tài)容量。

其次，通過棕地再利用將棕地轉(zhuǎn)化為建設用地，可以減少對其它綠地的消耗。世界城市化率不斷提高，對土地的需求仍然居高不下，如果任由棕地荒置，而到原本尚屬非建設用地的生態(tài)良好的土地上開發(fā)建設，那么不僅棕地自身得不到有效治理致使自身環(huán)境污染等問題繼續(xù)發(fā)酵甚至禍及周邊，還將可能帶來新的生態(tài)破壞，使城市的生態(tài)環(huán)境面臨更加嚴重的威脅。事實上，為了能更好地進行建設開發(fā)而不得不對棕地污染等生態(tài)問題進行解決，客觀上也降低了棕地原有的生態(tài)風險。因此，棕地再利用不僅可以保護尚未建設開發(fā)的生態(tài)條件優(yōu)良的區(qū)域，還能夠改善生態(tài)環(huán)境已遭到破壞的區(qū)域的狀況。

因此，棕地再利用對其自身及周邊的生態(tài)環(huán)境意義重大，通過對這些空間進行生態(tài)修補，消除或減少其負面效應來降低棕地包括生態(tài)和環(huán)境風險在內(nèi)的多種風險，遏制城市生態(tài)環(huán)境惡化，帶來不可替代的生態(tài)效益。

5 結(jié)語

棕地再利用可以有效解決已發(fā)生的城市生態(tài)問題，使棕地成為可供城市再次使用的開發(fā)用地，有利于促進城市生態(tài)恢復，有利于推動現(xiàn)階段城市規(guī)劃從增量型向存量型的轉(zhuǎn)變，有利于保障城市持續(xù)健康發(fā)展。

在我國城市未來的規(guī)劃發(fā)展中，棕地再開發(fā)仍然可能遇到如污染治理風險大、再開發(fā)資金成本高、需要政府協(xié)調(diào)、缺少規(guī)劃方案等問題，為此可從以下幾個方面來促進棕地再利用的實現(xiàn)。（1）建立多部門合作機制，如國家環(huán)保局、國土資源部等多部門聯(lián)合開展全國土壤污染狀況調(diào)查，聯(lián)合規(guī)劃等部門共同制定相關(guān)標準，確定生態(tài)環(huán)境規(guī)劃并監(jiān)管實施；（2）采用多手段運營管理，如行政手段、財政手段、市場手段等，多管齊下，共同為棕地再開發(fā)創(chuàng)造條件，推動城市生態(tài)進程，不斷適應新常態(tài)下的城市發(fā)展需求。

[1]陳昌篤.中國的城市生態(tài)研究[J].生態(tài)學報,1990(01).

[2]閻水玉.城市生態(tài)學學科定義、研究內(nèi)容、研究方法的分析與探索[J].生態(tài)科學,2001,Z1:96-105.

[3]曹康,何華春.“棕地”揭秘[J].中國土地,2007,08:43-44.

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[5]Hartley,W.,Dickinson,N.M.,Riby,P.,Shutes,B..Sustainable ecological restoration of brownfield sites through engineering or managed natural attenuation A case study from Northwest England[J].EcologicalEngineering,2012,40:70-79.

[6]李建萍,張建紅,王存政,滑鐵鋼,顧成海.工業(yè)廢棄場地再開發(fā)的土壤環(huán)境評價與修復研究[J].環(huán)境工程,2011,04:109-111+120.

[7]張興慶,李小風,白娟,劉斌,彭緒亞.搬遷企業(yè)原址場地土壤污染環(huán)境風險評價——以重慶某搬遷企業(yè)為例[J].四川兵工學報,2009(10).

[8]李晨.從“化工廠上的經(jīng)適房”看我國污染場地及土壤修復制度[J].環(huán)境保護,2011(05).

[9]王宏新,甄磊,周拯.發(fā)達國家棕地再開發(fā)經(jīng)驗及啟示[J].中國土地科學,2011,02:92-96.