基于生境適宜性評估的危廢填埋場景觀設計研究

摘要：目的：文章基于生境適宜性評估體系對填埋場封場后的生態(tài)恢復建設進行指導，以解決危廢填埋場封場后存在的生態(tài)環(huán)境惡化、棲息地退化、景觀形式單一等問題，探索出一套適用于危廢填埋場生境恢復和景觀改造的方法及模式。方法：本次研究采用ArcGIS軟件，通過實地調研和模型構建的方法對場地進行生境適宜性評估分析和景觀設計。文章以長沙危險廢物處置中心作為研究對象，基于生境適宜性評估結果，完成自然參照對象的選擇和生態(tài)恢復策略的制定，并為場地的景觀改造設計提供指導。結果：分析結果顯示，長沙危險廢物處置中心西側張公村等區(qū)域的生境適宜程度一般，適合作為填埋場短期內進行生境恢復的參照點位；場址北側的曾家山、黑麋峰等區(qū)域生境狀況為較高適宜等級，適合作為生境恢復中期的參照點位；場址南部的張家沖、深坑里等區(qū)域的生境狀況為高適宜等級，適合作為生境恢復長期工作的參照點位。結論：本次研究基于分析結果為長沙危險廢物處置中心制定了未來15年的生態(tài)恢復策略，并結合該填埋場三期工程不同程度的生境狀況完成場地的空間格局規(guī)劃、景觀設計以及雨水導排處理等內容，旨在為危廢填埋場的生境恢復提供新的分析流程和實踐依據(jù)，為其他類似地區(qū)的危廢填埋場景觀改造設計提供一定的參考和借鑒。

關鍵詞：生境適宜性評估；景觀設計；危廢填埋場；改造；GIS

中圖分類號：TU993 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）24-0-06

0 引言

危廢填埋場是國內不可或缺的城市基建，是大部分工業(yè)危險廢棄物銷毀和填埋的重要場所。近年來，隨著國內科技水平的不斷提高以及國民經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的危險廢棄物逐漸增加。參照《2020年中國生態(tài)環(huán)境統(tǒng)計年報》，全國工業(yè)危險廢物產(chǎn)生量為7281.8萬噸，因此國內危廢填埋場產(chǎn)業(yè)得到了相應的發(fā)展［1］。

危廢填埋場主要由危險廢物填埋設備、危險廢物預處理措施、危廢滲濾液收集處理設施組成，其不僅為工業(yè)廢棄物提供了安全的處理流程，還有效解決了后續(xù)填埋運行的問題，避免危險廢棄物對人們的生活環(huán)境造成不良影響［2］。然而，隨著填埋作業(yè)的完成，封場覆土后的危廢填埋場因為占地面積大、場地內植被破壞嚴重、景觀形式單一等，不能很好地滿足工廠生產(chǎn)和工作人員生活的需求，同時場地的生態(tài)問題無法得到解決。因此，危廢填埋場在完成封場后，需要適當進行景觀改造，以滿足當下的社會需求和生態(tài)需求。

我國危廢填埋場景觀改造起步較晚，直到20世紀90年代國家有關部門才開始制定生活垃圾填埋的相關標準和規(guī)范，國內填埋場的建設才逐步標準化［3］。其中，較為常見的改造方式是對原有場地進行基礎性的綠化種植，并在此基礎上進行公園重建。然而，危廢填埋場的生態(tài)問題并未得到有效解決。單一的綠化種植和硬質化廣場的建設會使場地與周邊原始林地的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生裂痕，生境質量無法恢復到填埋前的水準，生態(tài)肌理與周邊地區(qū)形成差異。面對上述嚴峻問題，生境適宜性評估被廣泛運用于檢測生態(tài)質量問題及變化情況，為生態(tài)建設提供了有效依據(jù)。

本文以長沙危險廢物處置中心為例，通過ArcGIS構建生境適宜性評估模型，為危廢填埋場的生態(tài)恢復提供可靠參照對象，為危廢填埋場的景觀設計提供科學的生態(tài)恢復策略。

1 研究對象概述

1.1 區(qū)位及周邊環(huán)境

長沙危險廢物處置中心位于湖南省長沙市長沙縣北山村萬谷嶺，工程占地面積20萬平方米（約合300畝），該項目于2013年12月開工建設，并于2015年9月全面建成（見圖1）。長沙危險廢物處置中心主要包括危險廢物臨時存放間、焚燒處理線、穩(wěn)定及固化處理車間、危廢物化處理車間、污水處理車間、安全填埋場、辦公樓及其他配套設施等［4］。其中，安全填埋場是本次景觀改造的主要設計對象（見圖2）?，F(xiàn)階段的安全填埋場主要由三期工程組成，分別為填埋一期、填埋二期以及北部的未開發(fā)區(qū)域。其中，一期場地已填埋完畢，二期仍在開展填埋作業(yè)，北部其余未開發(fā)區(qū)域在未來的10～20年有填埋可能。

填埋場周邊自然條件優(yōu)越且生態(tài)資源豐富。場地外四面環(huán)山并存在水域空間，周邊的影響因素主要為村莊、水系、原始林地和農(nóng)田這四類環(huán)境要素。場地東南方向2千～3千米處是北山村、先鋒村等村落，有住宅、水塘及大量耕地；場地西北側以原始林地為主，生態(tài)條件最為優(yōu)越。

1.2 現(xiàn)狀及問題

在生態(tài)方面，填埋場的不斷開發(fā)和建設致使場址的生態(tài)環(huán)境破碎化，廠區(qū)日常運作所產(chǎn)生的工業(yè)廢氣也對周邊村落的空氣質量造成了影響。同時，場地內植被碎片化、動植物棲息地退化等問題尚未得到關注。在空間格局方面，場地破壞了原有的生態(tài)結構，并且填埋區(qū)域尚未完成覆土，與周圍的原生植被區(qū)域形成斷層。在功能方面，場地內景觀形式單一，無法滿足工廠日常生活和生產(chǎn)的需求。在調研過程中，場地方表達了對填埋場進行旅游業(yè)轉型的需求。在雨洪管理方面，場地排水方式單一，僅靠外側排水渠進行雨水導排，且路面材質透水性能差，雨水徑流極易生成，進一步對周邊林地造成污染。

2 生境適宜性評估

2.1 評價因子選取

本次研究基于ArcGIS對場地所在的長沙市進行生境適宜性綜合評估，并從中選擇生境適宜性高、聚集程度密、距離廠區(qū)近的區(qū)域作為填埋場進行生態(tài)恢復建設時的參照對象。研究采用的數(shù)據(jù)來自中國科學院地理科學與研究所網(wǎng)站提供的高程數(shù)據(jù)、Landsat8影像數(shù)據(jù)，歐洲航空地理利用數(shù)據(jù)以及實地調研數(shù)據(jù)。其中，評價主要的影響因子包括坡度、高程、植被覆蓋率、土地利用類型數(shù)據(jù)、距水距離、道路距離。以下是使用緣由及分析結果。

坡度是生境適宜性評估分析的重要因子之一。在生境適宜性方面，坡度偏小的區(qū)域往往地勢平坦，更適宜野生動物生存和覓食。同時平坦的地勢更有利于濕地形成，能促進生態(tài)恢復（見圖3）。場地的高程是生境質量評估過程中不可忽視的環(huán)境因素，區(qū)域的高程值與海拔相關，海拔越高的區(qū)域，空氣越稀薄，晝夜溫差變化越大，動植物群落越稀少。同時，與填埋場高程近似的區(qū)域周邊氣候條件更加相似，更符合作為自然參照系的標準（見圖4）。植被覆蓋率是評價研究區(qū)域生境質量的重要因素，經(jīng)常被國內外研究者用于反映研究場址的森林資源與綠化水平，是重要的生態(tài)指標。通常情況下，植被覆蓋率越高的區(qū)域，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定，并且相關研究表明，植被覆蓋率與降雨呈顯著正相關，與氣溫呈顯著負相關。因此，植被覆蓋率數(shù)值越高的地區(qū)，生境質量越高，更適合作為研究區(qū)域的參照對象（見圖5）。土地利用類型數(shù)據(jù)同樣是評價場地生境適宜性的重要因子，能夠有效反映長沙市林地、水域等高質量生境的區(qū)位和面積，這些數(shù)據(jù)能夠反映本土動物食物源地的面積，蘊含當?shù)乇就羷游锏幕顒有畔ⅲㄒ妶D6）。場地水源距離是評估研究區(qū)域內生境質量的自然因素之一，動植物的生存都離不開水源。此外，水源會影響周圍溫度，尤其在夏季能起到降溫作用，使生態(tài)環(huán)境相對適宜（見圖7）。道路是影響生態(tài)環(huán)境質量的重要人為因素。隨著城市面積的不斷擴大，硬質道路逐漸增多，開山造路導致區(qū)域內原本完整的生態(tài)大環(huán)境被割裂，本土動物的棲息地逐漸縮小直至消失。因此，距離道路較遠的區(qū)域更適合作為自然參照點位（見圖8）。

2.2 生境適宜性綜合評估

完成對長沙市生境質量影響因子的選取后，基于文獻閱讀及實地調研數(shù)據(jù)以及yaahp軟件對各個影響因子進行重新分類并重新賦值，按生境適宜性依次分為高適宜、較高適宜、一般、較低適宜、低適宜五個等級。之后再對比各個因素的重要程度，推導出各個生境質量影響因子所占的權重（見表1）。最后通過柵格計算器實現(xiàn)長沙市的生境適宜性綜合評估（見圖9）。

2.3 參照對象的選取

基于生境適宜性綜合評估的結果，結合長沙市衛(wèi)星數(shù)據(jù)圖對長沙危險廢物處置中心周邊高適宜性生境分別進行提取。通過柵格轉面工具和屬性表排序對場地周邊聚集度高、面積較大的高適宜生境區(qū)域、較高適宜生境區(qū)域和一般生境適宜區(qū)域進行提?。ㄒ妶D10）。其中，一般適宜性區(qū)域作為場地近5年生境恢復的參照標準，代表區(qū)域是張公村。較高適宜性區(qū)域作為場地近10年生境恢復的參照標準，代表區(qū)域是曾家山、黑麋峰。高適宜性區(qū)域作為近15年生境恢復的參照標準，代表區(qū)域是張家沖、深坑里。其余較低及低適宜性的區(qū)域則不作為參照對象。

2.4 生態(tài)恢復策略

依據(jù)生境適宜性的分析結果，危廢填埋場的生態(tài)恢復分三個階段執(zhí)行。主要策略是在前5年以一般適宜性區(qū)域的生態(tài)環(huán)境為參照，利用人工干預手段配合植被種植，初步改善場地的生態(tài)環(huán)境。在5～10年以較高適宜生境區(qū)域的生態(tài)環(huán)境為參照，使場地的生態(tài)恢復過程由人工干預逐步轉為自然演替。之后10～15年以高適宜生境區(qū)域的生態(tài)環(huán)境為參照，使場地形成生態(tài)可持續(xù)性恢復的自然生境。

在生態(tài)恢復前5年的人工干預階段，可以在土壤中注入少許表面活性劑和有機改性物質，達到提高土壤質量的目的［5］。在植被種植方面，可以選擇一些演替較快、適宜性較強、抗性較強的草本植物提高土壤質量。再通過種植更新能力較強、競爭適應性強、耐干旱的先鋒樹種改良土壤，讓綠色生態(tài)在場地中先站穩(wěn)腳跟，使填埋場在短期內實現(xiàn)大面積的植被覆蓋，為后續(xù)的生態(tài)恢復工程打下基礎。

在生態(tài)恢復的5～10年，場地的土壤經(jīng)過人工干預和先鋒植物的催化得到一定程度的改良，一些多年生草本科植物孕育而生。這一階段，場地可以通過引入當?shù)販\根性的本土樹種強化生態(tài)建設，引入色葉鄉(xiāng)土樹種進一步提升場地的美觀性。

在生態(tài)恢復的10～15年，植被群落經(jīng)過長時間自然演替和磨合，各類本土動植物的競爭使場地的生態(tài)系統(tǒng)趨于平衡，場地的生態(tài)環(huán)境逐步達到能夠自我修復、抗干擾能力強、凈污能力強的境界。場地的生態(tài)環(huán)境初步實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展態(tài)勢，此時可以引入一些深根性的鄉(xiāng)土色葉樹種增強美觀性，并在部分區(qū)域外圍增設觀景和游憩設施，定期對游客開放。景區(qū)外圍要做好生境保護，防止人為活動導致生態(tài)破壞。同時，場地可引入本土產(chǎn)果樹種，吸引本土鳥類或其他小型動物入駐，強化生態(tài)循環(huán)，促進生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。

3 景觀設計策略

3.1 空間格局規(guī)劃

完成生境適宜性分析后，為了盡快落實場地生態(tài)建設，滿足場地對填埋場在未來旅游轉型的需求，需重新對場地的空間結構及功能進行規(guī)劃。根據(jù)填埋場各部分的工期進度及周邊環(huán)境特征，將場地劃分為危廢生態(tài)公園、靜謐風景區(qū)、生態(tài)涵養(yǎng)林區(qū)三個部分進行建設（見圖11）。其中，危廢生態(tài)公園為主要人流活動區(qū)域，景觀節(jié)點包括危廢科教園、花境走廊、生態(tài)旱溪；靜謐風景區(qū)是為游客提供生態(tài)體驗的區(qū)域；景觀節(jié)點包括自然風光體驗林、本土動植物科普長廊。生態(tài)涵養(yǎng)林區(qū)域是重要的生態(tài)恢復區(qū)，在生境恢復過程中，要盡量避免人為因素干擾，以原始林地風光為主。

3.2 主要景觀節(jié)點

危廢科教園（見圖12）是危廢生態(tài)公園區(qū)域的重要景觀節(jié)點。長沙危險廢物處置中心作為危險廢物安全填埋場，在社會、環(huán)境及經(jīng)濟等方面為國家作出了巨大的貢獻，場地不僅解決了城市日常危險廢物的處理問題，還通過安全的處理流程，避免了污染物對場地周邊生態(tài)造成污染。然而，大部分人對危廢填埋場運行的工序及作用知之甚少。為了使游客及附近居民進一步了解和學習危廢填埋知識，認識到生態(tài)環(huán)境質量可持續(xù)發(fā)展的重要性，在危廢生態(tài)公園區(qū)域設置危廢科教園景觀節(jié)點，進行知識普及和宣傳教育。同時，該區(qū)域也可以作為休憩區(qū)域，為游覽者提供便利服務。

自然風光體驗林（見圖13）是靜謐風景區(qū)重要的景觀節(jié)點。建設自然風光體驗林旨在為游客及附近居民提供更多與自然環(huán)境接觸的機會。在植物配置上會盡量選擇本土色葉樹種進行栽種，銀杏、紅楓等本土樹種對當?shù)丨h(huán)境、氣候的適應力強，生長效果更好。同時，區(qū)域內會栽種產(chǎn)果林，用來吸引場地周邊的野生小動物，擴充生態(tài)圈，進一步強化人與自然之間的關聯(lián)性。

原始林地（見圖14）是生態(tài)涵養(yǎng)林區(qū)的主要節(jié)點。生態(tài)涵養(yǎng)林區(qū)域是重要的生態(tài)恢復區(qū)，主要通過種植本土色葉樹種、花草，打造層次豐富的生態(tài)景觀節(jié)點，旨在增強危廢生態(tài)公園的觀賞性和生態(tài)性。該區(qū)域會選擇不同花季的樹種，打造四季異景的生態(tài)風光帶，成為其他景觀節(jié)點的優(yōu)異襯景，為周邊居民提供優(yōu)秀的觀景場所。

3.3 雨水導排策略

在雨水導排處理方面，首先受北高南低地勢的影響，在南側危廢生態(tài)公園建設生態(tài)旱溪，主要功能是能在過量降雨時起到緩沖作用，無雨時也可作為生態(tài)景觀供人觀賞。其次，在場地南部區(qū)域外側配備人工蓄水池，場地主干道路的側部設置人工排水渠，將人工干預作為最終的保險措施，更易于對雨水徑流或極端氣候造成的影響采取應急管控措施。最后，在各道路、廣場、建筑等硬質區(qū)設置透水性鋪裝，并在鋪裝下方安置過濾砂石層，便于雨水徑流的凈化和吸收，避免極端降雨及其他惡劣天氣導致場地內部積水，同時防止雨水滲透或與污染氣體結合而產(chǎn)生滲濾液，造成次生污染。

4 結語

危廢填埋場的建設使場地的生態(tài)環(huán)境遭到長期破壞，因此填埋場覆土后的生態(tài)恢復需要一個過程，而生境適宜性評估能為生態(tài)恢復過程提供科學的指導，使填埋場的生態(tài)恢復建設有了參照目標，預期效果得到保證。本次研究以長沙危險廢物處置中心為設計對象，借助ArcGIS對長沙市進行生境適宜性分析，完成了自然參照對象的選擇和提取，為填埋場未來5～15年的生態(tài)恢復標準提供了參照和策略，使場地生態(tài)環(huán)境逐步形成可持續(xù)發(fā)展的良好趨勢。在景觀改造方面，文章圍繞廠方的旅游轉型需求，基于危廢填埋場內部的生境特征和改造情況，從空間格局規(guī)劃、景觀節(jié)點、雨水導排設計三個方面完成景觀策略的制定，擬將長沙危險廢物處置中心打造為生態(tài)恢復可持續(xù)性強、觀賞價值高、功能性設施齊全且具有文化教育意義的生態(tài)旅游區(qū)，為其他危廢填埋場的生態(tài)恢復和景觀改造提供參考。

參考文獻：

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［2］ 李成福.我國危險廢物處理現(xiàn)狀及方法［J］.環(huán)境與發(fā)展，2019，31（3）：245，247.

［3］ 王雅琳.生活垃圾填埋場封場后景觀化改造研究［D］.杭州：浙江大學，2015.

［4］ 陳大揚，朱藝，陳科.危險廢物處理項目工藝概述及環(huán)評技術要點［J］.中國資源綜合利用，2019，37（12）：6.

［5］ 湯宣林，徐鵬飛，費騰.基于生態(tài)修復的垃圾填埋場綠化技術探討［J］.皮革制作與環(huán)?？萍?，2022，3（8）：168-170.

作者簡介：王海鈺（1999—），男，江蘇鎮(zhèn)江人，碩士在讀，研究方向：生態(tài)規(guī)劃設計。