生態(tài)存量視角下鋼鐵廠景觀改造策略研究

南京理工大學 陳文露 譚振 徐偉

湯普森在《對制造業(yè)地理的幾點理論思考》一文中提出了區(qū)域生命周期理論，他認為一個工業(yè)區(qū)建成后，工業(yè)區(qū)如同一個生命有機體一樣遵循規(guī)則的變化次序而發(fā)展，不同的發(fā)展階段將面臨著不同的問題[1]。工業(yè)廠區(qū)景觀系統(tǒng)在當代城市景觀建設(shè)中是非常重要的，但由于我國對鋼鐵廠區(qū)景觀的改造設(shè)計研究仍處于探索階段，景觀改造浮于表面且發(fā)展不均衡[2]。目前，現(xiàn)存研究多是對老舊鋼鐵廠區(qū)進行改造，對仍具有產(chǎn)能效應的鋼鐵廠進行景觀改造研究的可參考和借鑒的資料相對較少，且鮮少有深入利用廠區(qū)內(nèi)部現(xiàn)存生態(tài)存量進行景觀改造的研究及實踐。因此，文章通過研究鋼鐵廠區(qū)內(nèi)環(huán)境中現(xiàn)存的生態(tài)存量，概括鋼鐵廠區(qū)內(nèi)自然生態(tài)存量的特征，總結(jié)不同生態(tài)存量的評價標準，闡述生態(tài)存量在廠區(qū)景觀改造中起到的具體作用。

1 鋼鐵廠區(qū)中生態(tài)存量的概念解讀

1.1 廠區(qū)內(nèi)生態(tài)存量的內(nèi)涵

生態(tài)存量是指在一定時間、空間內(nèi)能夠創(chuàng)造價值的自然存量，不同工業(yè)廠區(qū)中存在的生態(tài)存量也不盡相同，生態(tài)存量一般可被劃分為綠色生態(tài)存量、藍色生態(tài)存量和灰色生態(tài)存量三種類型。綠色生態(tài)存量代表區(qū)域內(nèi)的人工景觀斑塊，包括小游園、休憩綠地、植被群落及垂直覆被等，以及植被形成的自然廊道空間；藍色生態(tài)存量代表區(qū)域內(nèi)的人工水坑、自然湖泊、河流等；灰色生態(tài)存量是具有一定生態(tài)功能并且能夠加以改造利用的空間，包括廣場、屋頂、廊道空間等。

1.2 廠區(qū)內(nèi)生態(tài)存量的特征

大部分工業(yè)區(qū)中的生態(tài)存量都具有自然性、累積性和片面性三個主要特征[3]。城市中的工業(yè)區(qū)在建設(shè)初期并未充分考慮生態(tài)存量的系統(tǒng)化建設(shè)，大部分生態(tài)存量大都通過自身積累及自然發(fā)展的衍生，呈現(xiàn)出其自然生長性與累積性。在工業(yè)區(qū)中綠地等生態(tài)用地被大型設(shè)備、廠房及建筑分割劃分，也導致了生態(tài)存量的碎片化與片面性。

2 鋼鐵廠區(qū)的生態(tài)存量評估

鋼鐵工業(yè)區(qū)從建立伊始便逐漸形成各類生態(tài)資源，即為各種區(qū)域中的生態(tài)存量，并且隨著鋼鐵廠區(qū)的發(fā)展而不斷演化、豐富。鋼鐵廠區(qū)中衍生出來的生態(tài)存量在鋼鐵生產(chǎn)的特殊環(huán)境下發(fā)展成熟，勢必帶有獨特的區(qū)域特色和時代烙印，從而成為鋼鐵工業(yè)區(qū)內(nèi)的標志性景觀之一。

2.1 廠區(qū)內(nèi)生態(tài)存量的評估因素

生態(tài)存量可用不同類型的評價指標及影響因素進行評估，如藍色生態(tài)存量可從水體面積、連通度、凈化程度等方面進行評價；灰色生態(tài)存量可從不同類型的可利用空間為觸點進行評價；綠色生態(tài)存量則可以從綠地率、破碎度、垂直綠化面積、植被生態(tài)特性等方面進行評估。

以重慶長壽新區(qū)鋼鐵廠焦化廠為例，根據(jù)廠區(qū)的生態(tài)存量分析重慶長壽新區(qū)鋼鐵廠焦化廠的實際情況，運用模糊分析法中的AHP 層次分析法對重慶長壽新區(qū)鋼鐵廠焦化廠景觀進行簡要評估，目的是通過影響因素對主要成分進行分析，對區(qū)域內(nèi)生態(tài)存量集中體現(xiàn)的各種問題進行分析與降維處理。

首先形成以區(qū)域生態(tài)存量為主的目標層，以綠色生態(tài)存量、藍色生態(tài)存量、灰色生態(tài)存量為準則層。綠色生態(tài)存量下的二級指標依次為生態(tài)功能、抗干擾功能、美學功能，主要是指區(qū)域內(nèi)綠化的各項功能及植物的特性；灰色存量下的二級指標依次為扁平車間屋頂、辦公建筑屋頂、管線通廊、大型設(shè)備架空空間等。

在確定灰色存量定量指標中可以運用相對頻度RF計算的數(shù)量分析方法，相對頻度是指某個物種在調(diào)查范圍內(nèi)出現(xiàn)的頻率，公式為RF=Fi/T×100（式中Fi表示第i物種出現(xiàn)于調(diào)查單位數(shù)的總和，T是指所有調(diào)查單位的總和）。

在焦化廠區(qū)域內(nèi)分別標記四個指標所對應的空間面積，然后根據(jù)RF相對頻度公式進行計算，根據(jù)計算得出相應數(shù)據(jù)，RF（扁平車間）=0.21165，RF（辦公建筑）=0.7501，RF（管線通廊）=13.1991，RF（大型設(shè)備）=27.4209。將不同指標對應的RF數(shù)值作為確定權(quán)重的指標之一，選取1—9 比率標度法進行判斷與打分，得出判斷矩陣及權(quán)重（如表1）。再比較各個矩陣的λ（max）（最大特征根）、CI（一致性指標）、CR（一致性比率），最后根據(jù)權(quán)重進行排序（如表1—表3）。

圖1 焦化區(qū)灰色生態(tài)存量RF 頻度

表1 綠色存量層的判斷矩陣及其權(quán)重

表2 灰色存量層的判斷矩陣及其權(quán)重

表3 焦化區(qū)定量評價指標體系因子權(quán)重表

2.2 生態(tài)存量評估結(jié)果分析

將AHP 分析后的結(jié)果與廠區(qū)實地調(diào)研對照，并結(jié)合部分國內(nèi)外老工業(yè)廠區(qū)改造案例，綜合分析不同區(qū)域內(nèi)不同生態(tài)存量的主要問題，把握區(qū)域景觀改造提升的具體方向，做到因地制宜對癥下藥。

在焦化過程中會產(chǎn)生大量有害的固體懸浮物及有毒氣體，導致這一區(qū)域的整體環(huán)境污染比較嚴重[4]。綜合綠色生態(tài)存量數(shù)據(jù)分析得出，該區(qū)域植物的抗性功能尤其重要，以應對焦化區(qū)中存在的大氣污染、土壤污染等。焦化廠區(qū)主要為煤焦化生產(chǎn)線，因此結(jié)合灰色生態(tài)存量數(shù)據(jù)得出，區(qū)域內(nèi)的灰色存量主要為大型設(shè)備及其他大型輔助設(shè)備、管道通廊等，且普遍具有密度大、高度高、體量大的特點。部分區(qū)域為了達到標準綠地率，大多盲目地采用見縫插針式覆綠的方式，不能深入結(jié)合基地現(xiàn)存的綠色生態(tài)存量，無法有效地形成系統(tǒng)綠化及高效利用景觀用地[5]。

隨著處理污染的技術(shù)發(fā)展，目前鋼鐵廠大多采用化學設(shè)備、除塵車及人工方式進行環(huán)境清潔工作[6]。但由于技術(shù)及場地的限制，此方法技術(shù)成本較高，實際效果一般，且經(jīng)凈化處理過后仍然存在一些不可避免的污染，所以如何利用景觀設(shè)計的手段對焦化區(qū)存在的污染進行凈化是需要重點考慮的問題。

3 基于生態(tài)存量的鋼鐵廠區(qū)改造策略

3.1 組合靈活景觀模塊

鋼鐵廠區(qū)部分區(qū)域內(nèi)灰色存量中的管線通廊眾多，同時管道附近會產(chǎn)生高溫灼傷植物的葉片等，模塊化植物可以利用它拼裝簡易、易于拆除的特點，有效避免管線管道高溫時對植物的傷害。同時鋼鐵廠內(nèi)也存在部分預留的發(fā)展用地，目前多用草皮直接覆蓋，并未做深入的景觀設(shè)計，利用植物模塊可對預留用地進行臨時簡易的綠化處理，在需要利用預留地時也可快速拆卸。在一些廠區(qū)內(nèi)小空間的營造中尤其要注意生態(tài)存量相互融合的細節(jié)處理。應該先分析灰色生態(tài)存量的具體作用及對周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響，如在會產(chǎn)生高溫的設(shè)備下應使用較低矮的灌木[7]，并利用景觀框架作為靈活的可移動景觀模式，這種方式形式多變，可以在結(jié)構(gòu)形態(tài)各異的設(shè)備下進行景觀綠化，同時模塊結(jié)構(gòu)中的植物可以根據(jù)不同的污染進行及時更換。例如，在眾多形態(tài)各異的大型設(shè)備下方，由結(jié)構(gòu)支撐形成了景觀空間的區(qū)域，為綠色生態(tài)存量的發(fā)展創(chuàng)造了空間，可以利用環(huán)保材料結(jié)合抗性強的地被植物和開花灌木形成植物塊，放置在大型設(shè)備下方，并且模塊化結(jié)構(gòu)形式靈活，以應對不同的空間形狀，如圖2 所示。

圖2 景觀模塊圖

3.2 提煉特色工業(yè)元素

大型構(gòu)筑物、工業(yè)設(shè)施、管線等代表性灰色生態(tài)存量具有獨特的空間形態(tài)與工業(yè)化特征，代表了鋼鐵企業(yè)最具特色的工業(yè)元素。所以，只有把握鋼鐵廠區(qū)中最具有特色的工業(yè)元素，才能塑造出具有特色的鋼鐵企業(yè)廠區(qū)景觀環(huán)境[8]。在進行設(shè)計前需要對現(xiàn)有的工業(yè)元素進行分析和整理，分析工業(yè)元素的形態(tài)、色彩、材質(zhì)等方面的特征，并運用在景觀設(shè)計中。例如，廠區(qū)內(nèi)林立的管線、管道等可以作為區(qū)域中的空間指引，并結(jié)合植物形成框景或透景效果，如圖3 所示。

圖3 廠區(qū)工業(yè)元素用途示意圖

3.3 挖掘場所精神要素

部分鋼鐵企業(yè)為了營造廠區(qū)的特色，盲目地使用并非適合場地的歐陸景觀，導致景觀整體毫無特色且缺乏創(chuàng)新。所以在有限的場地空間中能夠凸顯企業(yè)的精神特征是非常重要的[9]。在景觀設(shè)計中不能粗淺地將人文特色強加在景觀設(shè)計中，應該先深入挖掘鋼鐵企業(yè)所在地域的場所精神，結(jié)合區(qū)域內(nèi)生態(tài)存量的主導因素，為景觀設(shè)計奠定基調(diào)。接著再從廠區(qū)建廠的歷史、廠區(qū)員工精神等方面尋找切入點，從中提煉企業(yè)文化符號和工業(yè)語言，從而營造真正能體現(xiàn)工業(yè)特色、彰顯中國文化的景觀。

3.4 形成防治功能組合

由于鋼鐵廠區(qū)內(nèi)大部分綠色存量的空間被大型設(shè)備、廠房等分割，呈現(xiàn)碎片化、不規(guī)則的特性[10]，且部分綠地因地形形狀、周圍環(huán)境的影響，只能進行簡單的地被覆蓋或栽植草皮，無法形成植物復合結(jié)構(gòu)群落。利用模塊化方式組成植物小群落，可以根據(jù)場所特性、材料特性，從而選擇不同形式的組合方式及不同類型的植物搭配。植物模塊還可對應處理不同區(qū)域存在的污染問題，選擇滯塵、防火、降溫、降噪不同功能特性的植物，裝配靈活，組合巧妙。

3.5 改善生態(tài)服務系統(tǒng)

鋼鐵廠區(qū)內(nèi)整體污染相對嚴重，所以綠色生態(tài)存量的抗性功能較強，根據(jù)這一特性可以利用特殊植物作為環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測植物，預防污染擴散、污染泄漏等突發(fā)事件[11]。實施策略為利用特定植物作為區(qū)域環(huán)境監(jiān)測員，并在相應植物區(qū)域植入GPS 模塊，形成生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，同時結(jié)合植物生理及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，隨時隨地采集植物信息數(shù)據(jù)，還可根據(jù)不同區(qū)域污染指標設(shè)置不同污染指數(shù)異常警報，隨時應對突發(fā)情況。

焦化區(qū)中在大型設(shè)備下方形成背陰區(qū)域可以栽種如葫蘆蘚等喜潮濕陰涼的苔蘚類植物，這是一種對環(huán)境質(zhì)量很敏感的植物，因為它的葉片只有一層細胞，所以土壤中的重金屬物質(zhì)和其他有害物質(zhì)容易侵入植物細胞從而威脅葫蘆蘚的生存[12]。利用這一敏感特性可以將它栽種在大型設(shè)備附近的背陰處，用于監(jiān)測有害物質(zhì)是否發(fā)生泄漏、超標等情況。此外，大葉黃楊、天竺葵、美人蕉、秋海棠等植物對二氧化硫等有害氣體反應敏感，當空氣中二氧化硫含量過高時，植物葉片會呈現(xiàn)出深色斑點等癥狀。

3.6 豐富特色濱水藍帶

藍色生態(tài)存量即是鋼鐵廠區(qū)北部緊臨的長江水體空間，濱江風貌恢弘壯觀，工業(yè)風貌完整，但尚未系統(tǒng)梳理，沿線缺乏景觀節(jié)奏、豎向?qū)哟尾磺逦??？梢詫I水、護坡、工業(yè)景觀等進行逐層打造，形成完整的、大氣的濱江形象展示帶。通過結(jié)合綠色、藍色生態(tài)存量，建立廣場、濱江公園等聚會空間，塑造濱江景觀路徑時，打造親水互動接觸點，納江入景，豐富人們的濱水活動。通過優(yōu)化原有的景觀，豐富缺乏過渡空間的濱江岸線，如圖4 所示。

圖4 監(jiān)測植物分布圖

4 結(jié)語

在相關(guān)環(huán)保法律法規(guī)的要求下，鋼鐵企業(yè)廠區(qū)環(huán)境必將做出改變提升，這對廠區(qū)內(nèi)的景觀環(huán)境提出了更高的要求，不光要保證正常的產(chǎn)能效應，還要兼顧廠區(qū)內(nèi)各類污染對綠地的要求，以及如何結(jié)合企業(yè)精神和人文特征等多方面因素，綜合分析總結(jié)鋼鐵企業(yè)景觀提升的背景。文章在生態(tài)存量的視角下，從場地、空間、生態(tài)三個方面較為系統(tǒng)地分析了總體鋼鐵廠區(qū)生態(tài)存量的特殊性，并根據(jù)評估結(jié)果提出了鋼鐵廠區(qū)可利用生態(tài)存量進行的改造策略。未來的鋼鐵企業(yè)工藝生產(chǎn)線必將更加自動化、智能化，生產(chǎn)污染更少，所以廠區(qū)內(nèi)的景觀設(shè)計也應該進行相應地提升。未來的鋼鐵廠區(qū)景觀設(shè)計應該更加貼合廠區(qū)現(xiàn)狀，真正解決痛點問題。