基于生態(tài)彈性的北京市“二道綠隔”溫榆河段郊野公園設(shè)計(jì)

孫 越

江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 南昌 330013

隨著中國(guó)城市化的持續(xù)高速推進(jìn)，城鄉(xiāng)形態(tài)急劇變化，生態(tài)問(wèn)題日益突出。中共十九大報(bào)告中高度重視生態(tài)文明的體制改革與“美麗中國(guó)”建設(shè)，城市居民對(duì)自然與游憩場(chǎng)所的渴求日益提升，郊野公園憑借其建造成本低、生態(tài)效益高、適宜實(shí)行低影響開(kāi)發(fā)等優(yōu)勢(shì)，成為城市發(fā)展階段中提高居民精神文化、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的必然產(chǎn)物，對(duì)統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展、維持城市空間布局起到了重要作用[1]。

郊野公園體系誕生于英國(guó)，隨后在美國(guó)得到持續(xù)發(fā)展。國(guó)外對(duì)郊野公園的研究從最初對(duì)游憩需求的重視，逐漸轉(zhuǎn)移到對(duì)自然資源的保護(hù)，后來(lái)發(fā)展至整體規(guī)劃實(shí)施、設(shè)備與財(cái)政方面的管理，目前則更強(qiáng)調(diào)游憩與生態(tài)保護(hù)的并重與平衡[2]。在國(guó)內(nèi)，香港為保護(hù)自然環(huán)境，向市民提供郊野康樂(lè)設(shè)施與教育設(shè)施[3]，率先進(jìn)行郊野公園的建設(shè)，并出臺(tái)相關(guān)條例進(jìn)行規(guī)范管理；此后，內(nèi)陸城市如深圳、南京、上海等也陸續(xù)將郊野公園編入綠地系統(tǒng)規(guī)劃，并取得了一定成果。2007年，北京市首次啟動(dòng)了“郊野公園環(huán)”的建設(shè)，對(duì)四環(huán)與五環(huán)之間的第一道綠化隔離帶進(jìn)行近自然化與公園化改造[4]。2017年，《北京市城市總體規(guī)劃(2016—2035年) 》 中提出要提升第二道綠化隔離地區(qū)的綠色空間比重，形成以郊野公園和生態(tài)農(nóng)業(yè)為主的環(huán)狀綠化帶，初步擬定21個(gè)郊野公園的建設(shè)計(jì)劃。但是在推進(jìn)過(guò)程中，綠地格局破碎化、景觀過(guò)度人工化、公眾參與不足、生態(tài)規(guī)劃控制缺乏等問(wèn)題逐漸浮現(xiàn)，影響“郊野公園環(huán)”的進(jìn)一步落實(shí)。因此，如何用現(xiàn)代、科學(xué)的風(fēng)景園林理念技術(shù)為其提供支撐，并歸納具有普適性的設(shè)計(jì)策略對(duì)城市郊野公園體系營(yíng)造尤為重要。

1 基于生態(tài)彈性郊野公園設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)

“彈性”的概念最早于1973年由生態(tài)學(xué)家霍利引入，指的是系統(tǒng)對(duì)抗各種災(zāi)難、負(fù)面影響和不確定性(包括生態(tài)環(huán)境氣候變化、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化、道德、發(fā)展機(jī)制、建筑空間物和城市空間等方面) 的能力[5]。此后，高速城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境惡化等問(wèn)題促使“彈性”理念與城市規(guī)劃學(xué)科結(jié)合并發(fā)展延伸，誕生了“彈性城市”理論。全球性研究機(jī)構(gòu)“彈性聯(lián)盟”將“城市彈性”定義為城市或城市系統(tǒng)能夠消化并吸收外界干擾，并保持原有特征、結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵功能的能力，可分為生態(tài)彈性、工程彈性、經(jīng)濟(jì)彈性、社會(huì)彈性4個(gè)研究維度[6]。生態(tài)彈性是指城市生態(tài)系統(tǒng)在重新組織并更新為新的結(jié)構(gòu)和過(guò)程之前，忍受外界干擾變化、化解外來(lái)沖擊，并在危機(jī)出現(xiàn)時(shí)仍能維持其主要功能運(yùn)轉(zhuǎn)的能力[7]。眾所周知，人類的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)構(gòu)成依賴于作為底層基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)，故生態(tài)彈性的主要研究?jī)?nèi)容在于社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和生物自然系統(tǒng)之間的相互作用[8]，其強(qiáng)弱取決于自然棲息地的完整度、能量流與營(yíng)養(yǎng)循環(huán)的連續(xù)性等諸多因素，影響城市生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)健康發(fā)展。

國(guó)外學(xué)者廣泛研究了生態(tài)彈性對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和資源管理政策的影響，并提出了相應(yīng)的思想觀點(diǎn)。他們認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)承受外部干擾的閾值的驅(qū)動(dòng)因素與變量水平是讓系統(tǒng)維持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的核心因素，慢變量則是推動(dòng)系統(tǒng)跨越閾值的關(guān)鍵力量，它會(huì)有效地改變系統(tǒng)的資源整合度與聯(lián)系度，從而影響生態(tài)系統(tǒng)的彈性，使其轉(zhuǎn)移至一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)[9]。國(guó)內(nèi)研究除了對(duì)國(guó)外思想的綜述與總結(jié)外，理論研究多聚焦于以某區(qū)域?yàn)槔纳鷳B(tài)彈性力指數(shù)估算[10]、彈性材料的探索[11]等，同時(shí)也在部分景觀改造設(shè)計(jì)項(xiàng)目[12]、區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)策略[13]中得以付諸實(shí)踐。

由于郊野公園往往位于城市近郊邊緣區(qū)，特殊的地理位置使空間環(huán)境要素更加復(fù)雜。因此，“生態(tài)彈性”理論可充當(dāng)城市海綿體系與郊野公園體系間的媒介優(yōu)化區(qū)域整體生態(tài)格局，提升城市邊緣區(qū)綠色空間質(zhì)量。本文以彈性城市的宏觀理論框架作為立足點(diǎn)，從城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分出發(fā)，通過(guò)對(duì)相關(guān)概念理論的闡釋，結(jié)合郊野公園的自身特點(diǎn)，將基于生態(tài)彈性的郊野公園的內(nèi)涵概括為:以人類活動(dòng)與生態(tài)系統(tǒng)的相互影響為設(shè)計(jì)重點(diǎn)，利用相關(guān)技術(shù)理念，盡可能使人為改造活動(dòng)與環(huán)境達(dá)到和諧統(tǒng)一的動(dòng)態(tài)平衡，通過(guò)低干預(yù)、低成本的開(kāi)發(fā)，促進(jìn)景觀良性自我發(fā)展；它具有應(yīng)對(duì)氣候變化與外界干擾，以及自我組織與再更新的能力，維護(hù)城市的生態(tài)完整性。

2 基于生態(tài)彈性郊野公園設(shè)計(jì)的應(yīng)用

2.1 研究場(chǎng)地現(xiàn)狀與生態(tài)問(wèn)題

研究區(qū)域位于中心城區(qū)的東北方向，面積約285 km2，橫跨通州、順義、朝陽(yáng)、昌平4區(qū)，綠色空間質(zhì)量良莠不一，生態(tài)系統(tǒng)敏感脆弱，生態(tài)不利因素繁多。場(chǎng)地內(nèi)有6個(gè)已建成郊野公園，2個(gè)擬建郊野公園，但總規(guī)模遠(yuǎn)不能達(dá)到上位規(guī)劃中“綠色開(kāi)敞空間占比70%”的要求，亟待對(duì)大量潛力用地進(jìn)行整合利用。目前主要存在以下3方面的問(wèn)題。

1) 水質(zhì)污染嚴(yán)重。來(lái)自農(nóng)田村莊的生活污水、機(jī)場(chǎng)周邊加工制造業(yè)的工業(yè)污水造成點(diǎn)源污染，水文生態(tài)系統(tǒng)明顯退化。溫榆河在研究區(qū)段內(nèi)水質(zhì)全段呈V類或劣V類水，難以滿足郊野公園的生態(tài)需求。

2) 雨洪問(wèn)題突出。溫榆河流域內(nèi)降水量在年際和年內(nèi)分配極不均衡，多年平均降水量約為600 mm，其中80%集中在汛期6—9月，河道兩側(cè)已多按50年一遇洪水位(24.41 m) 進(jìn)行滯洪設(shè)計(jì)。但研究場(chǎng)地中城市建設(shè)用地面積大、硬質(zhì)鋪裝占比高、排水高度依賴管網(wǎng)系統(tǒng)、暴雨季節(jié)易形成城市內(nèi)澇、缺乏雨水的收集利用設(shè)施，導(dǎo)致雨水資源流失(圖1)。

3) 生態(tài)系統(tǒng)脆弱。研究場(chǎng)地地處城市向自然的過(guò)渡區(qū)域，現(xiàn)狀開(kāi)放空間分散破碎，擬建郊野公園處存在如高壓電網(wǎng)、高架橋等對(duì)生態(tài)不利的基礎(chǔ)設(shè)施。植物群落中種類單一，生物多樣性低，缺乏適宜動(dòng)植物與微生物繁衍生存的良好生境。

2.2 基于生態(tài)彈性的設(shè)計(jì)策略

結(jié)合該區(qū)域典型的自然條件與城市風(fēng)貌特點(diǎn)，本文基于生態(tài)彈性理念與城市綠色空間的功能需求，對(duì)研究范圍內(nèi)的規(guī)劃郊野公園組團(tuán)提出總體建設(shè)目標(biāo):以海綿彈性體系為基礎(chǔ)，以生態(tài)游覽為核心，著重從彈性水系統(tǒng)與彈性生境系統(tǒng)兩方面入手，打造集雨洪調(diào)蓄、生態(tài)保育、社會(huì)參與、科普教育等多項(xiàng)功能為一體的濱河郊野公園體系。

2.2.1 彈性水系統(tǒng)構(gòu)建

根據(jù)生態(tài)彈性的尺度嵌套形式，可將水系統(tǒng)劃分為宏觀、中觀、微觀3個(gè)功能獨(dú)立的層級(jí)，確保其相互的連通性、整體性。通過(guò)低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的植入，提高其水彈性閾值，增強(qiáng)郊野公園防御暴雨、洪澇、干旱等氣象災(zāi)害以及凈化水質(zhì)污染的能力，成為保障區(qū)域雨洪安全的重要載體。

1) 宏觀尺度:緩解河道行洪壓力。生態(tài)彈性理論認(rèn)為，外界的干擾也是生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)新發(fā)展的機(jī)會(huì)，系統(tǒng)應(yīng)隨外界的變化而變化[15]。為增強(qiáng)其抵御洪水災(zāi)害的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性，可在各公園中設(shè)計(jì)引水渠和水閘設(shè)施，連通內(nèi)部水體與河道。在暴雨期間，開(kāi)啟進(jìn)水閘、關(guān)閉出水閘，通過(guò)場(chǎng)地內(nèi)綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施緩解河道短期的行洪壓力，避免洪泛災(zāi)害；在常態(tài)情況下，同時(shí)開(kāi)啟進(jìn)、出水閘，保證公園內(nèi)外水體聯(lián)通，維持正常景觀湖面；在干旱情況下，關(guān)閉進(jìn)、出水閘，公園通過(guò)之前蓄積的雨水與少量市政用水自給自足，并通過(guò)植物、豎向設(shè)計(jì)使雨季、旱季皆有景可觀。此外，由于溫榆河水質(zhì)較差，可根據(jù)立地現(xiàn)狀在引流處設(shè)計(jì)潛流型與表流型人工濕地，利用基質(zhì)對(duì)水中有害物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，并通過(guò)植物氧化塘等生物功能區(qū)進(jìn)行凈化后匯入公園內(nèi)水體(圖2)。

圖2 人工濕地處理模式圖

2) 中觀尺度:形成區(qū)域海綿網(wǎng)絡(luò)。各系統(tǒng)斑塊之間的連通性通常是維持城市生態(tài)系統(tǒng)正常健康運(yùn)作的關(guān)鍵。劃定研究區(qū)域的生態(tài)海綿單元，通過(guò)控制場(chǎng)地高程，使郊野公園與其他海綿綠地相互聯(lián)系、協(xié)同作用，充分接納周邊硬質(zhì)場(chǎng)地的溢流雨水，減輕市政管網(wǎng)的排水壓力，從而削弱城市水生態(tài)系統(tǒng)破碎化的風(fēng)險(xiǎn)，提升水生態(tài)彈性。

3) 微觀尺度:公園水網(wǎng)循環(huán)建設(shè)。因地制宜選擇雨洪調(diào)蓄設(shè)施，在郊野公園內(nèi)部形成“滲、滯、蓄、凈、用、排”的雨水管理系統(tǒng)。通過(guò)透水鋪裝、下沉式綠地、綠色屋頂、生物滯留設(shè)施等吸收滯留雨水徑流，確保其下滲并回灌地下水；多余的雨水通過(guò)植草溝、旱溪、植被過(guò)濾帶等進(jìn)行轉(zhuǎn)移輸送并凈化，澆灌植物；隨后在雨水花園、濕塘、雨水濕地等終端處理設(shè)施中進(jìn)一步滲透、凈化，用于景觀水面的維持與公園基礎(chǔ)灌溉，盡可能減少對(duì)市政用水的依賴(圖3)。

圖3 微觀彈性水系統(tǒng)建設(shè)流程

2.2.2 彈性生境系統(tǒng)構(gòu)建

生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性對(duì)保障物質(zhì)與能量的循環(huán)流通至關(guān)重要，如何合理進(jìn)行減量化、低影響開(kāi)發(fā)，誘發(fā)系統(tǒng)逐漸達(dá)到平衡狀態(tài)是基于生態(tài)彈性的郊野公園設(shè)計(jì)重點(diǎn)。可將高程、與水體關(guān)系作為依據(jù)，結(jié)合雨洪管理體系，將郊野公園劃分為高、中、低3種地勢(shì)區(qū)域[16]。尊重現(xiàn)有的生物資源格局，對(duì)現(xiàn)狀不穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)輔以適當(dāng)?shù)娜斯じ深A(yù)，推進(jìn)群落生態(tài)演替進(jìn)程，提高植物群落豐富度，構(gòu)建旱雨兩宜生境，使其逐步“自發(fā)”演變?yōu)楦m宜動(dòng)植物生存的環(huán)境[17]，從而完善區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

1) 推進(jìn)適應(yīng)性生態(tài)演替。地帶性植被是指由水平或垂直生物氣候帶決定或隨其變化的有規(guī)律的植物群落，是自然選擇、優(yōu)勝劣汰的必然結(jié)果，具有自主性、生物多樣性與穩(wěn)定性[18]。在進(jìn)行彈性演替規(guī)劃時(shí)，由于各演替序列階段的植被群落生態(tài)彈性能力不同，可根據(jù)不同立地條件的特色，遵循生態(tài)位原則，采用耐蔭性、葉型、根系深淺、養(yǎng)分需求和物候期各方面差異大的植物[18－19]模擬處于演替后期穩(wěn)定階段的群落類型，推進(jìn)演替過(guò)程，恢復(fù)地帶性植物群落。對(duì)現(xiàn)狀植被條件良好、已處于演替中后期的區(qū)域，盡可能尊重、激發(fā)場(chǎng)地自愈力，在原植被基礎(chǔ)上適當(dāng)補(bǔ)植，加速自然演替的生態(tài)過(guò)程，保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的多樣性與活力；對(duì)現(xiàn)狀植被結(jié)構(gòu)處于演替初期的區(qū)域，可先通過(guò)鄉(xiāng)土地被恢復(fù)土壤肥力，通過(guò)速生先鋒樹(shù)種和中生、慢生樹(shù)種混植與逐年淘汰使半自然群落順應(yīng)自然力演替形成穩(wěn)定群落。由此將一次性的規(guī)劃設(shè)計(jì)演變?yōu)閰⑴c性的設(shè)計(jì)與管理，先后進(jìn)行“自愈力演替－人工改良－自然力演替－人工管理維護(hù)”的過(guò)程，通過(guò)人力與自然力的交互作用[20]，逐漸形成生態(tài)、游憩相對(duì)平衡的可持續(xù)新系統(tǒng)。北京的地帶性植被是溫帶落葉闊葉林與溫性針葉林，據(jù)研究，以油松 (Pinus tabuliformis)、栓皮櫟(Quercus variabilis)、槲櫟(Quercus aliena)、槲樹(shù)(Quercus dentata) 為主的松櫟混交林廣泛分布在北京海拔800m以下的西、北部山區(qū)[19]，多數(shù)建群種與伴生種在北京城區(qū)栽植成活率高，適合在位于城鄉(xiāng)交界處的生態(tài)敏感區(qū)域的郊野公園進(jìn)行地帶性植被群落模擬?？紤]到群落景觀效果，喬木層可選擇槲櫟、栓皮櫟、油松、君遷子(Diospyros lotus)、白蠟(Fraxinus chinensis)、杜梨 (Pyrus betulifolia)、暴馬丁香 (Syringa reticulatavar.amurensis) 等；灌木層可選用胡枝子(Lespedeza bicolor)、白丁香 (Syringa oblatavar.alba)、華北紫丁香(Syringa oblata)、珍珠梅 (Sorbaria sorbifolia)、繡線菊 (Spiraea salicifolia)、金銀忍冬 (Lonicera maackii)、紅瑞木(Swida alba)、天目瓊花 (Viburnum opulusvar.calvescens)、榆葉梅(Amygdalus triloba) 等；地被層可選用馬藺(Iris lacteavar.chinensis)、沙地柏 (Sabina vulgaris)、匍枝毛茛 (Ranunculus repens)、委陵菜 (Potentilla chinensis)、莢果蕨(Matteuccia struthiopteris) 等。

2) 旱雨兩宜生境構(gòu)建。在盡可能尊重、激發(fā)場(chǎng)地自愈力的基礎(chǔ)上，對(duì)不同地勢(shì)區(qū)進(jìn)行生境設(shè)計(jì):低地勢(shì)區(qū)為水體與雨季會(huì)被長(zhǎng)時(shí)間淹沒(méi)的區(qū)域，宜栽水生與耐水濕植物，形成“沉水－浮葉－漂?。λ瓭裆懮钡倪^(guò)渡群落結(jié)構(gòu)；在植物選取上，一是選有密集根部結(jié)構(gòu)和可過(guò)濾污染物的植物，以減緩雨水徑流、凈化水質(zhì)；二是選動(dòng)物的食源草本、遮蔽水草、棲息喬木，以吸引魚(yú)類、昆蟲(chóng)、游禽等(表1)。中地勢(shì)區(qū)為水陸交錯(cuò)區(qū)，干旱、淹沒(méi)兩種狀態(tài)交替并存，應(yīng)種植適應(yīng)性強(qiáng)、生命力強(qiáng)且干濕兩宜的鄉(xiāng)土植被，營(yíng)造適合水位變化的多樣化景觀(表2)。高地勢(shì)區(qū)處于排水的頂端區(qū)域，栽植多年生耐干旱植物最為適宜，這是郊野公園中最廣泛的生境類型，包括密林、疏林草地、灌叢等；群落配置應(yīng)注意植物種類的多樣化、垂直層次結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性與林緣植物的豐富度，并考慮種植有漿果、核果的食源植物吸引鳴禽、攀禽和小型哺乳動(dòng)物[21](表3)。

表1 低地勢(shì)區(qū)域生境設(shè)計(jì)

表2 中地勢(shì)區(qū)域生境設(shè)計(jì)

表3 高地勢(shì)區(qū)域生境設(shè)計(jì)

2.2.3 生態(tài)游覽系統(tǒng)構(gòu)建

在彈性水系統(tǒng)與生境系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建生態(tài)游覽系統(tǒng)，開(kāi)展生態(tài)科普教育，結(jié)合室內(nèi)展館和室外實(shí)地展覽，展示公園內(nèi)的生態(tài)措施。在園內(nèi)的生物島、濕地、林地處，通過(guò)科普牌與人機(jī)交互等模式展示生境構(gòu)建與維護(hù)的知識(shí)；也可在現(xiàn)有農(nóng)田、苗圃處開(kāi)發(fā)田園觀光與林下經(jīng)濟(jì)，通過(guò)各類用地間多樣化生產(chǎn)方式實(shí)現(xiàn)資源利用彈性；或結(jié)合林地資源開(kāi)展森林康養(yǎng)活動(dòng)。

3 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前中國(guó)的城市人口規(guī)模、用地總量與能源消耗仍在上升，人類社會(huì)與自然系統(tǒng)之間的矛盾日益尖銳。綠化隔離區(qū)的郊野公園環(huán)建設(shè)作為抑制城市建設(shè)用地?zé)o序蔓延、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境的重要舉措對(duì)維護(hù)城市生態(tài)安全意義重大?！吧鷳B(tài)彈性”理念可為如何平衡人類社會(huì)系統(tǒng)與自然系統(tǒng)、提高城市應(yīng)對(duì)生態(tài)問(wèn)題的應(yīng)激能力提供可靠的理論支撐。

當(dāng)前，我國(guó)從戰(zhàn)略高度推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，生態(tài)彈性理念下的城市郊野公園為此提供了一種新的途徑。隨著彈性理念的不斷發(fā)展，生態(tài)彈性將作為郊野公園體系的能量源泉推動(dòng)郊野公園自我發(fā)展、自我運(yùn)營(yíng)，為未來(lái)的綠色開(kāi)放空間建設(shè)提供更多可能性，從而實(shí)現(xiàn)集雨洪調(diào)蓄、生態(tài)保育、社會(huì)參與、觀光游憩、科普教育為一體的綜合城市綠地格局。