基于生態(tài)技術的綠色公路景觀設計

■林 文

(福建省交通規(guī)劃設計院，福州 350004)

1 引言

中國的高速發(fā)展、城市化進程，帶動了交通基礎設施的大規(guī)模建設，在飛速建設的過程中伴隨而來的一系列不恰當?shù)馁Y源利用方式和不可避免的建設破壞，由此帶來了嚴峻的環(huán)境生態(tài)問題。早在上個世紀60年代，蕾切爾卡遜就在《寂靜的春天》一書中描繪了人類對生態(tài)的破壞，最終給人類帶來了不堪重負的災難，時至今日，文中的觀點仍然可以為人們敲響生態(tài)危機的警鐘。2004年4月，交通部在全國開展了“轉(zhuǎn)變設計理念，實現(xiàn)公路建設與自然環(huán)境、人文環(huán)境和諧統(tǒng)一”的專題勘察設計示范工程活動，首次提出了生態(tài)公路建設的理念，自此開始，全國各省區(qū)陸續(xù)開展了從示范到全面推開的生態(tài)公路建設。隨著時間的推演，在實施生態(tài)公路的建設中，一些新的問題又擺在我們的眼前，那就是生態(tài)公路的建設，絕大部分是在公路運營管理階段來完成，其最主要的是通過公路的各種綠化工程改造來加以實施，在整體道路生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性上，有所退化。結(jié)合生態(tài)景觀學最新的理論研究以及國內(nèi)外一些最新的工程實例，近年來，在公路建設的目標理念方面，行業(yè)的先驅(qū)踐行者們，又提出了新的“綠色公路”的理念，本文將追尋前輩的腳步，以福建省連江縣某綠色公路的建設為例探討生態(tài)技術在綠色公路景觀設計中的影響。

2 生態(tài)景觀的概念與生態(tài)技術應用體系

2.1 生態(tài)景觀的原理

生態(tài)景觀指的是運用景觀生態(tài)學的原理，經(jīng)過生態(tài)設計對現(xiàn)有的自然資源進行重新再利用、整合并形成可持續(xù)性的自然和諧統(tǒng)一的景觀。景觀生態(tài)學這一名詞是由德國地理學家特洛爾在1939年首次提出的，它的研究對象包含了不同系統(tǒng)生態(tài)所組成的整體景觀，通過研究生物多樣性、物種流動性、養(yǎng)分再分配、動態(tài)變化與穩(wěn)定性等，是運用系統(tǒng)方法來研究景觀美化格局、優(yōu)化結(jié)構(gòu)、合理利用和保護的學科。

2.2 生態(tài)技術應用體系

生態(tài)技術在生態(tài)景觀的設計中有著廣泛的應用范圍，根據(jù)參與對象即空氣、水體、土壤、地貌以及人類活動形成的相互作用關系，將生態(tài)技術在整個設計中的應用歸納見表1。

表1 生態(tài)技術在景觀設計中的應用對象體系概覽

3 綠色公路的概念與基本特征

3.1 綠色公路的發(fā)展理念

發(fā)展綠色公路，就是以生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)為基本原則，在公路規(guī)劃、設計、建設、運營和養(yǎng)護的全壽命周期里，以最大限度節(jié)約資源、提高能效、控制排放、保護環(huán)境為目標，綜合運用各種措施建設出能夠與自然共生、景觀和諧優(yōu)美、可持續(xù)發(fā)展的公路工程，并實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)環(huán)境效益的有機統(tǒng)一。綠色公路將“生態(tài)文明”作為主要戰(zhàn)略思想，應當全面貫徹“生態(tài)文明”的核心思想，將綠色理念貫穿于項目全周期。公路生命周期可分為：建設前、建設中、運營期三大階段，以生態(tài)為核心的公路交通系統(tǒng)，必須樹立尊重自然、順應自然、保護自然的生態(tài)文明理念，走可持續(xù)發(fā)展道路，堅持系統(tǒng)論和周期成本思想，統(tǒng)籌公路建設質(zhì)量、運行效率、環(huán)境影響、資源利用之間的關系，把“節(jié)能、高效、環(huán)保、健康”等綠色要求貫徹到公路建設設計施工全過程。

圖1 綠色公路發(fā)展理念

綠色公路的生態(tài)景觀設計理念，必須要貫徹于整個項目建設周期之中，實現(xiàn)“技術可行、實施可能、經(jīng)濟合理、可持續(xù)發(fā)展”的目標，要保證構(gòu)造物與環(huán)境相互協(xié)調(diào)，從設計初期做好公路選線、勘測和精密計算控制，在施工過程中設計人員應該最大程度的參與配合，指導施工進行，最大限度減少對自然環(huán)境的影響，實現(xiàn)對公路沿線生態(tài)環(huán)境的美化，取得理想的建設目標，為地方公路交通行業(yè)的發(fā)展打下良好基礎。

3.2 綠色公路的基本內(nèi)涵

(1)綠色公路是基于生態(tài)文明的公路

基于生態(tài)理念的綠色交通公路是要求公路建設中以生態(tài)學為基礎，在遵守生態(tài)法則的基礎上實現(xiàn)公路建設與周圍地質(zhì)、地形、地貌和植被的協(xié)調(diào)一致。要求在公路設計中不僅要做好設計方案與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)，也要求設計中要盡量減少對自然資源的破壞和消耗，以此達到公路與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的目的。

(2)綠色公路是基于資源及能源節(jié)約型的公路

建設綠色公路要以節(jié)約能源、資源為基礎，而綠色公路工程體現(xiàn)出一定的系統(tǒng)性與專業(yè)性，因此在建設過程中要從設計、施工組織及運營維護等多個方面進行全面考慮，遵循利用為主、治理為輔的建設經(jīng)營原則，在整個公路建設過程中融入節(jié)約資源、降低能耗的綠色理念。

(3)綠色公路是景觀優(yōu)美的公路

公路是一個復雜的有機體系，而公路工程建設中的景觀不僅是指道路內(nèi)部的各類景觀元素，還要將其周邊環(huán)境包含在內(nèi)。要保證公路景觀設計的科學性、綠色化，就要基于宏觀整體的角度對其內(nèi)部景觀、道路整體景觀、周邊環(huán)境等各個元素進行全面考慮，實現(xiàn)公路線形、公路內(nèi)部景觀、公路視覺景觀與自然環(huán)境的有機融合，以保證公路建設過程中線形設計及沿線構(gòu)造對原有和諧景觀空間的破壞。

(4)綠色公路是低碳環(huán)保的公路

所謂綠色公路，即是以低碳理念為基礎實現(xiàn)碳平衡，在建設、施工及營運過程中充分利用先進的綠色技術，做好環(huán)境保護，在公路的整個生命周期內(nèi)融入環(huán)保理念、綠色理念，從而實現(xiàn)工程經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的雙贏目標。

圖2 綠色公路基本內(nèi)涵

3.3 綠色公路的基本特征

綠色公路是大自然這個整體的一個有機部分，應當參與到自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)能量循環(huán)中去，一條生態(tài)環(huán)境優(yōu)美的公路本身也是大地景觀的一部分，不能將其獨立于系統(tǒng)以外。歸納起來，綠色公路主要特征可歸納為“高效能、高效率、高效益”的“三高”特征，“低消耗、低排放、低污染”的“三低”特征。

(1)“高效能”綠色公路的整個生命周期通過綜合運用各種綠色生態(tài)技術和措施，達到整體工作效率和服務能力的最大化；

(2)“高效率”最有效地使用自然、社會及經(jīng)濟資源，為綠色公路帶來最大可能性的滿足程度的利用，達到資源最優(yōu)配置效率；

(3)“高效益”以最小的生態(tài)和資源代價獲得可持續(xù)發(fā)展的最大利益，實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的有機統(tǒng)一，實現(xiàn)綜合效益的最大化。

(4)“低消耗”綠色公路具有節(jié)能、低能耗等優(yōu)點，從材料使用的角度，綠色公路所采用的是可再生材料，或者是可降解材料，能進行循環(huán)利用；

(5)“低排放”綠色公路建設過程中能夠使對各種資源進行循環(huán)利用，少排放污染物甚至可以達到零排放；

(6)“低污染”綠色公路注重生態(tài)的平衡，是在環(huán)境承載力之內(nèi)進行的，其設計和施工不能以破壞大自然、破壞地表結(jié)構(gòu)，破壞生物多樣性為代價。

圖3 綠色公路的特征折線圖

4 生態(tài)技術與綠色公路景觀設計二者之關系

4.1 二者目標與定位一致

環(huán)境生態(tài)技術與綠色公路景觀設計，都是以可持續(xù)發(fā)展作為知道思想，都是為了創(chuàng)造和諧美麗的人居環(huán)境、為了實現(xiàn)社會、經(jīng)濟與環(huán)境共同協(xié)調(diào)發(fā)展而服務

4.2 生態(tài)技術為綠色公路的景觀設計提供豐富的保障與支持

(1)從生態(tài)學角度看，綠色植物是生態(tài)系統(tǒng)中的主要生產(chǎn)者,是地球生態(tài)系統(tǒng)最基本的構(gòu)成因子。綠色公路的景觀設計中，意味著在建設中要多效法綠色植物生態(tài)屬性，取之自然，回報自然，通過生態(tài)技術最大限度地減少資源消耗和環(huán)境破壞，為整個路域生態(tài)系統(tǒng)的完整、穩(wěn)定和美麗做出積極的貢獻，實現(xiàn)在發(fā)展中保護，在保護中發(fā)展。

(2)從生態(tài)文明角度看，“綠色文化”是致力于人與自然的和諧關系和可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)文明形態(tài)。綠色公路就是在這種文化的指導下，踐行新的生態(tài)文明，突出建設、管養(yǎng)、運營并重，降低全生命周期成本。

(3)二者互有制約，共同發(fā)展。在綠色公路的建設中，對生態(tài)技術的應用劃定了范圍和原則，而生態(tài)技術的應用對公路的景觀設計，提出了更高的要求。在景觀設計中融入生態(tài)的理念，利用公路建設區(qū)域在土地和空間等方面安排，最大程度的從生態(tài)著眼，實現(xiàn)景觀功能的協(xié)調(diào)和完善，將人、車、自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟、人文環(huán)境等有效結(jié)合，創(chuàng)造出豐富的自然效益和社會效益。

設計人員在項目設計時，需要盡可能的拓展自己的視角，對各個方面問題和因素有充分全面分析，有所突破，有所思考，不要受到修路架橋的固有思想的限制。一條美麗的生態(tài)景觀公路，不僅僅是保證公路運輸?shù)幕竟δ?，同時，也要能夠積極的展示出對環(huán)境的正面影響，把生硬的鋼筋混凝土建筑隱匿于漫漫綠色植物海洋中，形成路在林中游的令人賞心悅目的視覺感受。

圖4 綠色公路景觀設計項目中生態(tài)技術流程與項目流程關系

5 基于生態(tài)技術的綠色公路景觀設計實踐

5.1 工程概況

省道308連江蠣塢至官嶺段公路起點位于連江縣筱埕鎮(zhèn)蠣塢村，經(jīng)過定海灣旅游規(guī)劃山海運動小鎮(zhèn)項目、蛤沙二級漁港，與228國道銜接于官嶺互通，路線全長7.682158km。根據(jù)《福建省普通國省干線公路路線規(guī)劃實施方案》的總體規(guī)劃布局，本段公路的建設將縮短黃岐半島至連江縣的行程里程，極大地改善筱埕鎮(zhèn)和連江縣的整體交通條件；同時，因為該路段所處的定海灣周邊環(huán)境極為優(yōu)美，如何在公路建設的過程中保持對環(huán)境的保護，甚至能夠利用一些新的工程措施對環(huán)境進一步改善，形成和諧自然的生態(tài)景觀帶，種種嶄新命題的出現(xiàn)，促成了本次基于生態(tài)技術基礎的綠色公路景觀設計的產(chǎn)生。

圖5 現(xiàn)場剝蝕低丘地貌

圖6 現(xiàn)場沖海積平原地貌

在正式設計前，對公路沿線區(qū)域的景觀概貌進行實地勘察，形成明確的形象概念，希望從整個周邊環(huán)境入手，盡可能做到融入自然，妥善處理工程建設與水源地保護、環(huán)境敏感點等的矛盾。本項目公路走線背山靠海，沿著海灣邊緣帶起伏布置，靠山側(cè)以自然山坡為主，坡度在15°至30°之間，沿線海岸岸坡較穩(wěn)定，擁有豐富的自然海蝕地形可加以利用，可以打造成豐富的生態(tài)景觀廊道。路線兩側(cè)多為海邊自然相思林，植被情況良好，但是地形較陡處多處可見基巖裸露，植物群落形成了斷檔的現(xiàn)象，同時也存在部分因以往公路建設中開挖形成的破碎坡面，如圖6～圖7所示，亟待采取相關措施進行修復。此外，該段公路的建設，旨在為打造整體定海灣濱海運動休閑旅游區(qū)提供良好的基礎設施，需要能夠積極的展現(xiàn)出整個海灣的原貌特色，基于此，在本項目的設計中采取了多種不同的設計策略，打造優(yōu)美的生態(tài)景觀。

圖7 優(yōu)美的親水生態(tài)景觀

5.2 公路生態(tài)線形選擇

優(yōu)美的公路線條，其本身也是景觀的一部分，加強生態(tài)選線，依法避繞自然保護區(qū)、水源地保護區(qū)等生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)，在設計初期，充分利用沿線既有廊道，減少土地占用和環(huán)境破壞，盡可能通過改建而不是新建公路的方式，減少對土地資源的占用、植被砍伐等，將固有的植物群落利用起來，不破壞其實就是最好的生態(tài)。同時利用既有地形，隨坡就勢，避免大開大挖，減少土石方的產(chǎn)生，合理規(guī)劃取棄土場的數(shù)量和位置，也能夠很好地實現(xiàn)低碳集約的要求，實現(xiàn)對環(huán)境的最大保護。在本項目中，靈活應用了設計指標，在一些視線開闊的段落，為了讓司乘人員可以感受徐徐的海風景觀，還適當降低速度設計標準，優(yōu)化了線路弧形走向，在路基外側(cè)設置小型的擋土墻等措施，減少土地占用和植被破壞，對生態(tài)公路的建設從源頭上給與了支持。

圖8 優(yōu)美的海岸公路線形

圖9 公路生態(tài)線形保留原生植物

5.3 坡體生態(tài)修復

本項目為沿海公路，海風侵蝕較為嚴重，按照生態(tài)景觀的要求，需要重點加強對自然地貌、原生植被等的保護，同時要根據(jù)公路自身的性質(zhì)，做好加固和防護措施。傳統(tǒng)的坡面防護僅僅考慮加固坡體，采用混凝土或者大型塊石擋墻，線條非常生硬，很難滿足生態(tài)景觀的要求。在本項目中，充分調(diào)研相關類似工程的成功與失敗經(jīng)驗，結(jié)合項目自身特點，因地制宜根據(jù)邊坡不同坡率，借鑒采用了混合纖維植被恢復技術、生態(tài)護面墻技術、生態(tài)環(huán)保植生帶碼砌技術以及厚層基材噴射技術等多種國內(nèi)外較新的工藝，對不同的坡面進行生態(tài)修復，剛中帶柔的組合既能提高坡面的防護水平，又能達到較好的景觀效果。具體如圖10所示。

表2 主要采用的生態(tài)修復方式

圖10 綠色公路生態(tài)邊坡景觀示意

5.4 科學利用表土資源

在現(xiàn)階段的多數(shù)道路建設工程中，沿線路基和臨時用地的施工往往涉及大量表土資源，這些表土對于植物生長十分重要，表土層內(nèi)部富含作物生長所需的礦物質(zhì)、有機質(zhì)和微生物等元素，不僅為植物提供養(yǎng)分，還營造了適于生長的物理、生理環(huán)境，有機質(zhì)含量更高，表土資源可以快速的對生態(tài)景觀修復起到輔助作用。但很多時候，在工程建設中往往忽略了對表土的集中收納與再利用，對開挖出來的表土僅僅采用最原始的掩埋措施，殊不知不同種類的生土培育成為熟土還至少需要3到5年、甚至10年的時間，這種做法是對資源的極大浪費。本項目設計中充分意識到生態(tài)與景觀是互為依存關系的，只有尊重和保護利用好原有的生態(tài)，才能形成新的良好景觀效應，因此嚴格要求施工若遇到耕地，必須先剝離表土，根據(jù)土質(zhì)情況把表面15～30cm的表土單獨收集，并集中堆置于臨時場地，用于后期綠化，同時考慮海洋季風氣候帶來的雨水，為防止雨水沖刷，在表土堆場表面做簡單植草綠化處理。如圖11所示。

5.5 生態(tài)土壤滲濾

生態(tài)土壤是指在建設破壞用地之上重新覆蓋的包含植物—基質(zhì)—微生物系統(tǒng)的復合型土壤，可以看作是一個具有生命力的池體，具有一定的保水蓄水功能，建設污水、雨水等通過復合生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學和生物的三重協(xié)同作用去除水體中的污染物，實現(xiàn)對水質(zhì)的高效凈化。與此同時，在土壤頂部種植的挺水植物，經(jīng)由植物根部和生態(tài)填料表面附著的微生物的共同作用，實現(xiàn)了養(yǎng)分的充分吸收與循環(huán)利用，形成了穩(wěn)定的生態(tài)小群落，土壤肥力得到進一步的提升，形成的植物景觀更加鮮艷多姿，將建設造成的臨時性用地破壞綠色修復，豐富路線側(cè)面景觀帶變化。

圖11 表土剝離處理

圖12 生態(tài)土壤滲濾原理示意

生態(tài)土壤滲濾模擬自然的大地土壤系統(tǒng)，并通過人工干預強化，添加有益微生物及環(huán)?；模蟠筇岣吡怂w凈化的能力。水體中的污染物通過過濾、吸附、沉淀、反滲、植物根部離子吸收和微生物降解分解等作用，或形成沉淀和氣體從水中去除，或轉(zhuǎn)化為植物和微生物的養(yǎng)分，供其生長利用，進入大自然循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)水體的綠色凈化、水資源的充分循環(huán)再利用，對植物群落的養(yǎng)成提供更多途徑的保障。

5.6 生態(tài)慢道的建設

現(xiàn)有城市道路建設中，經(jīng)常會營建慢道系統(tǒng)，如搭建大型的懸挑的濱水木棧道、木平臺，利用鋼筋混凝土構(gòu)建大型觀景平臺，仿馬拉松賽道建設彩色瀝青跑道等等，這些人工設施在建成初期效果良好，但隨著時間的推移，往往會因缺乏管養(yǎng)或人為破壞等因素，逐漸荒廢破舊，甚至是被棄用，這有悖于建設者為民的初衷。結(jié)合本項目來看，在景觀設計初期便制訂了尊崇自然的原則，充分利用原有小路，結(jié)合當?shù)乜梢灾苯永玫纳绞佋O舒緩登山慢道，慢道設置于沿線民居或丘陵的地方，局部根據(jù)沿線地質(zhì)條件和周圍環(huán)境改造成石板路，在沒有條件設置慢道時小規(guī)模采用生態(tài)架空走廊形式，不進行大規(guī)模的連續(xù)人工鋪筑慢道，以最小的投入，使慢道系統(tǒng)能夠很好的融入周邊環(huán)境，既保護了生態(tài)環(huán)境，又保證了慢道的連通性。如圖13所示。

圖13 生態(tài)人行慢道系統(tǒng)示意

圖14 動物通道示意圖

人與自然是命運共同體，除了為人類提供舒適的慢行系統(tǒng)之外，也要考慮到野生動物原有依存的環(huán)境被打破，因此本項目在設計中，也考慮了設置動物通道，在動物經(jīng)常出沒的路段設置警示標牌，禁止鳴笛；在動物遷徙路線上設置動物通道，設置標牌提醒車輛減速慢行，或利用植物遮擋效果將涵洞、橋梁改造成動物通道，緩解路線的分隔效應；兩側(cè)路基外側(cè)在場地容許的情況下，盡量增加防護林種植，減少行車燈光對動物生境的干擾，保護野生動物棲息、覓食和遷徙不受影響。

5.7 加強對綠化植物的科學選擇

綠化植物的景觀營建，并不是簡單的對植物的堆疊?，F(xiàn)行的大部分公路植物景觀，都或多或少的摻雜了人工園林的痕跡，推行大樹種植，選擇各種造型樹作為造景的根基，在筆者看來都是流于形式浮于表面，缺乏深層次的挖掘和了解。對植物而言，其自身有很強的地域性，適地適樹這一原則現(xiàn)在已廣泛深入人心，但實際操作中往往無法貫徹，從各地移植而來的喬木、灌木、地被草花植物等等拼湊在一起，看似組團成群落，實則是一種偽生態(tài)的表現(xiàn)，因為假以時日，便會出現(xiàn)嚴重的退化現(xiàn)象，光鮮不在，雜亂無章，給人一種食之無味棄之可惜的感覺。因此，在設計的早期階段，就必須要深入發(fā)掘項目所處區(qū)域的小環(huán)境內(nèi)有多少種質(zhì)資源，有多少苗木可以改良應用，盡量少采取外調(diào)苗木的方式，甚至可以不需要人工移植，直接利用現(xiàn)狀植物自身種子傳播繁衍。

就本項目來看，設計中較好地執(zhí)行了鄉(xiāng)土植物的選擇，選擇了如臺灣相思、構(gòu)樹、南洋杉、蘆葦?shù)鹊乳L勢強健的速生品種，同時也選擇了如草海桐、海濱木槿、月見草、濱柃這些在本地適應極佳的灌木、草本開花植物，沒有特殊的去組合成群落，施法自然，從項目建設的初期開始，在路旁、溝旁、山體角落等等各種地方進行適量種植，在工程建設的過程中很快便取得了良好的綠化效果，選擇的植物品種均保有高成活率，很快形成了自然的植物群落，尊重植物本身的生態(tài)屬性，帶來的是成倍的景觀效應。

6 結(jié)束語

綜上所述，在進行公路綠色生態(tài)景觀設計過程中，要充分尊重自然，實現(xiàn)公路功能、人、自然環(huán)境相互作用的有機結(jié)合，從而建設人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的公路景觀設計與管理體系；其次，要加強對生態(tài)環(huán)境的保護，創(chuàng)新并積極采用生態(tài)恢復技術，實現(xiàn)自然景觀與人文景觀的和諧共存；此外，設計人員應樹立終身學習的學習理念，掌握最新的公路生態(tài)設計、環(huán)保設計知識，從而提高生態(tài)技術基礎上的綠色公路景觀設計質(zhì)量。