基于低碳韌性理念的城市小微濕地公園設(shè)計研究

李濤 蔣倩

摘要：隨著城市高速發(fā)展，高碳排放量導(dǎo)致全球氣候惡化，生態(tài)環(huán)境問題日益凸顯，而城市小微濕地在改善和保護城市生態(tài)環(huán)境方面發(fā)揮著極其重要的作用。文章簡述低碳韌性理念的概念和意義，總結(jié)城市小微濕地的概念、功能和各歷史時期下與城市的關(guān)系。通過甘肅省臨洮縣濕地公園改造提升項目，探討城市小微濕地公園設(shè)計策略、方法和措施。具體而言，從三個層面提出城市小微濕地公園的改造策略。在規(guī)劃設(shè)計階段，在尊重場地現(xiàn)狀的前提下設(shè)計方案，并在設(shè)計中應(yīng)用低碳韌性的景觀材料和植物；在建造階段，建造低碳源且具有良好排水蓄水能力的地形，用抗逆性強且適合當?shù)厣L條件的多年生草本植物代替觀賞草坪，還要提升硬質(zhì)景觀和打造垂直綠化空間，為市民提供更滿意的體驗；在維護階段，加強對植物的養(yǎng)護和管理，并重視小微濕地水域的維護，再通過建立完善的科普宣教體系讓受眾自發(fā)保護公園。文章旨在為城市小微濕地研究、規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)和維護管理提供借鑒，低碳韌性理念為今后的城市小微濕地公園設(shè)計提供了新的方向。

關(guān)鍵詞：低碳韌性；小微濕地；公園設(shè)計；碳匯

中圖分類號：TU986.5 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）17-0-04

0 引言

當前，全球人口數(shù)量已突破80億，人類活動對生態(tài)環(huán)境的負面影響加劇，導(dǎo)致氣候不斷惡化、災(zāi)害頻發(fā)。因此，各個國家針對高碳排放量和生態(tài)破壞的問題提出了相應(yīng)的解決方法。例如，波士頓提出低碳韌性發(fā)展愿景，哥本哈根構(gòu)建聚焦“碳中和”和適應(yīng)氣候風險的氣候規(guī)劃，溫哥華探索現(xiàn)實氣候變化適應(yīng)和緩解的共同效益［1］。各國所提的策略雖有不同，但核心理念基本相同。因此，低碳韌性理念成為全球緩解氣候變化和增強城市承載、抵御及應(yīng)對災(zāi)害能力的共識。

1 低碳韌性概述

低碳是指減少化石能源的使用，實現(xiàn)溫室氣體排放量相對降低；韌性主要是生態(tài)韌性，它所強調(diào)的是在外界干擾來臨時抵御、吸收、學習并達到新的平衡［2］。低碳強調(diào)節(jié)約，低碳需從減少碳源和增加碳匯兩個方面進行控制，減少碳源主要控制景觀材料碳源和景觀維護碳源；增加碳匯主要受植物的種類、數(shù)量、葉面積、冠幅等影響［3］。韌性強調(diào)冗余，韌性是在自然災(zāi)害發(fā)生后，呈現(xiàn)出一種彈性承載力和快速恢復(fù)力，持續(xù)應(yīng)對不斷發(fā)生的自然災(zāi)害。低碳韌性強調(diào)的是低碳和韌性兩個策略優(yōu)勢的疊加，是低碳和韌性這兩個集合的交集部分。

低碳韌性是一種綜合性解決氣候變化和突發(fā)性災(zāi)害的方法，既可以從源頭控制氣候惡化甚至改善氣候，又可以迅速應(yīng)對突發(fā)災(zāi)害并達到新的平衡狀態(tài)。低碳韌性建設(shè)在一定程度上保障和推動了經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

2 小微濕地概述

2.1 小微濕地概念

基于《國際濕地公約》的濕地定義和規(guī)范，將小微濕地界定為：全年或部分時間有水，面積在8 hm2以下，或?qū)挾仍?0 m以下、長度在5 km以下的水域，并形成一定文化生態(tài)服務(wù)功能的系統(tǒng)，包括城區(qū)內(nèi)外的自然濕地和人工濕地［4］。

2.2 各歷史時期城市與小微濕地的關(guān)系

在農(nóng)耕文明時期，人類與小微濕地關(guān)系融洽，為方便生活，開鑿引流一些人工小微濕地用于灌溉農(nóng)田、交通運輸?shù)?。如蘇州的“六縱十四橫加兩環(huán)”水系，可將其看作我國農(nóng)耕時期小微濕地在城市發(fā)展的輝煌時期［5］。隨著工業(yè)時代的到來，建設(shè)用地快速增加和環(huán)境破壞導(dǎo)致氣候異常，小微濕地的數(shù)量和面積銳減，人類與小微濕地的關(guān)系惡化。但近年來，人們逐漸意識到小微濕地的重要性，2018年《國際濕地公約》第十三屆締約方大會接受并通過了《小微濕地保護與管理》決議草案，小微濕地成為關(guān)注的焦點［6］。

2.3 小微濕地的功能

小微濕地雖然無法為生物群落提供完整的生境，但其具有獨特的水文和地理特性。

第一，提供特殊物種生境。小微濕地因面積受限和季節(jié)性降水，大型動物很少在此處活動，從而為兩棲動物和中小型動物提供了生存保障。

第二，生物遷移踏腳石。小微濕地可以為遷移中的物種提供暫時的棲息地，并增強景觀的連通性［7］。

第三，更高效的雨洪調(diào)節(jié)能力。與大型濕地相比，同面積的小微濕地岸線更長，植物種類和數(shù)量更多，擁有更高的蒸散率，因此能更有效地減少徑流。

第四，凈水能力更強。小微濕地岸線較長，植物數(shù)量更多、種類更豐富，因此凈水能力更強。

3 基于低碳韌性理念的城市小微濕地公園建設(shè)策略

低碳韌性理念下城市小微濕地公園不僅要有減少碳源、增加碳匯的能力，而且要抵御或減緩雨洪災(zāi)害對城市生活的干擾，增強城市的韌性?；诘吞柬g性理念的城市小微濕地公園建設(shè)主要包括規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)和維護管理三個階段。

3.1 規(guī)劃設(shè)計階段

3.1.1 尊重場地現(xiàn)狀

在小微濕地公園規(guī)劃之初，務(wù)必依據(jù)當?shù)貧夂驐l件、地形地貌、資源分布等合理進行場地規(guī)劃設(shè)計，將后期施工和維護所產(chǎn)生的碳排放量盡量降到最低。同時，保留較完善的生態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較強的生態(tài)修復(fù)能力和能動性，可以更好地抵御雨洪災(zāi)害，高效恢復(fù)且達到新的平衡狀態(tài)。

3.1.2 低碳韌性景觀材料的應(yīng)用

低碳韌性景觀材料是指既滿足低碳環(huán)保要求，又具備冗余性的景觀材料。涉及安全性的材料應(yīng)著重考慮材料的工程韌性，但仍要盡量滿足低碳理念。例如，在構(gòu)筑物材料的碳排放量方面，鋼結(jié)構(gòu)＞混凝土結(jié)構(gòu)＞木質(zhì)結(jié)構(gòu)［8］，因此在不考慮其他因素時，公園中的構(gòu)筑物建議首選木質(zhì)結(jié)構(gòu)。未涉及安全性的材料應(yīng)盡量就地取材，合理利用廢棄物，降低材料生產(chǎn)和運輸中的碳排放量。例如，公園中的雕塑小品可以利用園林廢棄物等進行藝術(shù)創(chuàng)作，園路和種植區(qū)之間的路緣石可以用廢棄磚替代，公園中的座椅可以用枯木就地加工而成。

3.1.3 低碳韌性景觀植物的應(yīng)用

植物作為生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者，也是園林中唯一具有生命力的要素，低碳韌性景觀植物對公園的碳匯能力、抗災(zāi)害能力、生境營造和景觀效果等都有顯著影響。一是要選擇鄉(xiāng)土植物，鄉(xiāng)土植物的運輸成本和碳排放量較低，又適應(yīng)當?shù)氐臍夂颦h(huán)境，對極端災(zāi)害有較強的抵御和適應(yīng)能力［9］。二是要注重植物的多樣性，在有限的面積內(nèi)形成更完善的植物群落，增強城市小微濕地公園的碳匯能力和韌性。景觀植物可以考慮引進外來抗逆性強的植物，但需要采取當?shù)卦耘?、物候觀測、病蟲害發(fā)生情況、示范點建設(shè)等系統(tǒng)的引種措施［10］，進而豐富當?shù)貓@林植物資源。

3.2 工程建設(shè)階段

3.2.1 打造低碳韌性地形

低碳韌性地形是指既減少碳排放量，又能形成良好的雨洪韌性系統(tǒng)的地形。在場地土方工程施工中，不僅會產(chǎn)生較多碳排放，而且會影響土壤碳匯能力，削弱公園的碳匯能力［11］，因此需要減少土方工程量，在園區(qū)內(nèi)做到土方平衡。低碳韌性地形，還需通過合理高差形成良好的雨洪排水系統(tǒng)，凈化水質(zhì)、控制徑流、儲存水源等，從而增強公園的韌性。

3.2.2 抗逆性草本代替觀賞草坪

觀賞草坪需要經(jīng)常修剪和施入大量化肥，這些措施增加了碳排放量，因此要通過采用抗逆性強的多年生草本代替觀賞草坪。一是選擇適合本地生長的多年生草本，不僅維護成本低，而且碳匯能力優(yōu)于觀賞草坪。二是抗逆性草本有較強的抵御病蟲害和適應(yīng)環(huán)境的能力，具有更強的能動性?？鼓嫘灾饕紤]耐寒、耐旱、耐澇、耐鹽堿、抗病蟲害等，根據(jù)不同地理環(huán)境需要考慮相應(yīng)的抗逆性。例如，小微濕地的植物選擇因季節(jié)性特征明顯，所以一定要注意植株的抗旱和抗?jié)承?；高緯度地區(qū)需要注重草本植株的抗寒性；我國南方地區(qū)草本植株的選擇要注重抗有害生物特性。

3.2.3 優(yōu)化硬質(zhì)景觀

硬質(zhì)景觀在公園中使用的頻率較高，因此優(yōu)化硬質(zhì)景觀對公園具有重要意義。濕地的駁岸建議采用自然式生態(tài)駁岸，其施工量小并且?guī)缀鯖]有碳排放，還可以豐富濕地生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，增強公園韌性［12］。因為公園面積小，所以不建議設(shè)置停車場，但要設(shè)置自行車停放處和公交車站，以此鼓勵周邊服務(wù)半徑內(nèi)的游人步行、騎行或者乘坐公共交通工具前往，低碳出行。場地硬質(zhì)鋪裝采用透水材料，讓雨水補充地下水或者流入雨水花園中凈化后儲存在蓄水池中。園林中的建筑采用綠色建筑理念，合理利用自然條件并通過建筑布局、設(shè)計等方式來改善建筑室內(nèi)環(huán)境，創(chuàng)造舒適環(huán)境［13］。

3.2.4 打造垂直綠化

垂直綠化能增加公園豎向綠化面積，從而提高公園碳匯能力和豐富植物群落，進而增強公園生態(tài)韌性。垂直綠化也可以結(jié)合廊架、橋梁、墻面等的垂直面，種植藤本植物或者草本花卉，讓設(shè)施與自然更好地融合。在公園構(gòu)筑物上打造屋頂綠化，滯留部分落在屋頂綠化的雨水，避免地面雨水徑流量壓力過大。植物配置采用復(fù)層栽植形式，通過大喬木、中喬木、小喬木、大灌木、小灌木和地被植物多層組合，豐富公園豎向植物種類。

3.3 維護管理階段

3.3.1 植物養(yǎng)護管理

植物的后期養(yǎng)護不僅注重單株植物生長，而且要提升整個公園的植物群落韌性，進而增強整個公園的能動性，讓其充分發(fā)揮自我調(diào)節(jié)能力，最終降低養(yǎng)護成本。根據(jù)一年的降雨量和生長發(fā)育階段來確定不同植株的澆水次數(shù)和澆水量，結(jié)合濕地做好排水、滯水、凈水、蓄水、用水，增強公園韌性。整形修剪，可以調(diào)節(jié)植株生長造型、開花結(jié)果、衰老更替［14］，在滿足游人欣賞需求的同時，增強植物生態(tài)功能。針對植株生長的不同階段、不同時期，采用不同方式進行連續(xù)有效的養(yǎng)護。對于一些古樹需要重點養(yǎng)護，因為古樹不僅是公園文化底蘊的體現(xiàn)，更對公園的碳匯量和生態(tài)系統(tǒng)的韌性有巨大貢獻［15］。

3.3.2 水域維護

自然水域是濕地公園的基礎(chǔ)，城市小微濕地公園要持續(xù)發(fā)揮重要生態(tài)作用，保障物種多樣性，首先要確保水域的水質(zhì)良好，對于受污染的水域，除了種植能夠凈化水質(zhì)的植物以外，還要從污染源頭控制污水的排入，對直接排入公園的用水或雨水在入園前必須進行處理。另外，增強公園水體的流動性，避免水域中溶解氧含量低導(dǎo)致厭氧微生物大量繁殖，最終水域發(fā)黑發(fā)臭。

3.3.3 科普宣教

科普宣教的目的是讓公眾了解到城市小微濕地公園的相關(guān)知識并增強環(huán)境保護意識，最終讓公眾為保護公園生態(tài)環(huán)境付出實際行動，從而降低維護成本?？破招炭梢圆捎梦淖?、圖片、語音、標識牌等形式，也可以通過公眾與公園設(shè)施的親身互動實現(xiàn)有效科普。

4 臨洮縣濕地公園概況及改造建議

4.1 公園建造背景

臨洮縣濕地公園地處甘肅省臨洮縣城市北部，公園東面和北面是北關(guān)村、紅星莊城中村，南面是紙坊新村城中村，西臨金林小區(qū)、秀水園、陽光水岸等居住小區(qū)，總占地面積2.45 hm2。

4.2 公園現(xiàn)狀分析

臨洮縣濕地公園是在小微濕地的基礎(chǔ)上以生態(tài)、休閑、娛樂為定位而建造的綜合性濕地公園，為市民提供了一定的休閑活動空間，但同時對原有濕地生態(tài)造成了一定破壞，且公園內(nèi)部存在如下問題。

一是公園水域在建造中被劃分為一個個孤立的小板塊，而且水中溶解氧大量減少導(dǎo)致水體發(fā)黑發(fā)臭。二是公園中有6棵近百年的旱柳，雖然對古樹進行了保護，但是保護力度依舊不足。公園中植物配置較為單一，陸生植物基本以草坪搭配灌木為主，整體喬木占比低，且缺少觀花觀葉樹種。三是公園中垂直混凝土硬質(zhì)駁岸嚴重影響了生態(tài)系統(tǒng)的平衡。四是公園基礎(chǔ)設(shè)施不完善，沒有導(dǎo)向、標識，也沒有任何體驗活動項目，不利于公園和游人的互動。五是照明系統(tǒng)未利用新能源，不符合低碳理念。六是排水系統(tǒng)等設(shè)施未能與前沿理論結(jié)合，不符合韌性理念。

4.3 公園改造措施

4.3.1 濕地水質(zhì)提升

城市小微濕地公園的水質(zhì)對整個公園的生態(tài)系統(tǒng)和游覽參觀極為重要，提升公園水質(zhì)主要采用韌性優(yōu)化和低碳配置的策略。

本公園水質(zhì)改造的韌性優(yōu)化策略，首先選擇適合本地生長、根系發(fā)達、輸氧能力強、抗逆性強、凈化能力強并具有良好景觀價值的植物，如香蒲、菖蒲、蘆葦、西伯利亞鳶尾和菹草；其次對基質(zhì)的選配須適應(yīng)所選植物的生境和公園水質(zhì)情況，選用沸石、火山巖等除去水中多余的氮，選擇無煙煤、陶粒等吸附水中的磷［16］；最后通過底棲動物投放捕食、富集水中污染物，同時可以改善基質(zhì)促進養(yǎng)分交換，增強水域生態(tài)韌性［17］。

本公園水質(zhì)改造的低碳配置策略，首先將太陽能曝氣機放置在水域中心，提高水中溶解氧的含量，形成能耗較低且較為穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)［18］；其次連通公園水域與西側(cè)水渠，形成內(nèi)外交替的流動性水域；最后通過雨水花園、屋頂花園和植草溝提前吸附或凈化雨水，最終實現(xiàn)公園整體水質(zhì)提升。

4.3.2 優(yōu)化和完善植物種類

植物是公園建設(shè)中不可或缺的重要組成部分，因此本項目通過對古樹的保護、豐富植被多樣性、打造垂直綠化等措施優(yōu)化公園植物景觀。

古樹長時間生長于此地，不僅有更高的碳匯量，而且擁有更強的生態(tài)韌性，所以針對公園內(nèi)6棵近百年的旱柳，采用支架支撐保證其安全生長，并提供所需的營養(yǎng)液，對樹洞通過封閉法、開方法、填充法進行填補。

豐富植被多樣性，不僅能增強公園的碳匯能力，而且會提升災(zāi)害抵御能力。針對公園內(nèi)喬木占比低的問題，增加欒樹、云杉、垂柳、旱柳等樹種，這些喬木適應(yīng)性強，而且種植在城市近郊，運輸成本和碳排放量低。增加丁香、西府海棠、紫葉李、玉蘭、連翹等觀花觀葉樹種，以豐富公園植物多樣性。挖除公園內(nèi)長勢不良的觀賞草坪后，種植芝櫻、麥冬、石竹、馬藺、鳶尾、蒲葦?shù)瓤鼓嫘詮姷闹参?，以增強碳匯能力。在地勢較低、靠近水域的地方種植水生鳶尾、香蒲、千屈菜、蘆葦、水蔥等水生植物［19］，豐富植物多樣性，增強公園雨洪韌性。

垂直綠化可以與構(gòu)筑物相結(jié)合，運用五葉地錦、爬山虎、紫藤、扶芳藤、藤本薔薇和一些時令花卉，在增加綠化面積、提高碳匯量的同時，使生硬的建筑材料和自然景觀融為一體。

4.3.3 完善公園基礎(chǔ)設(shè)施

公園基礎(chǔ)設(shè)施對生態(tài)環(huán)境和游人活動具有重要作用，基于低碳韌性理念改造臨洮縣濕地公園的基礎(chǔ)設(shè)施，提升公園碳匯能力與韌性。

第一，公園現(xiàn)狀駁岸皆為混凝土硬質(zhì)駁岸，嚴重影響了植物的生長、動物的棲息和濕地的水質(zhì)，可將其優(yōu)化為生態(tài)駁岸，提高小微濕地生態(tài)韌性。形成鄉(xiāng)土植物群落并增加動物棲息的淺灘，在保障安全性的同時，增設(shè)更多親水設(shè)施供游人活動。

第二，在保障夜間安全的前提下，保留核心活動區(qū)域的燈具，其他非核心區(qū)域的照明燈可以利用太陽能燈具替代。特別注意在動物棲息地，應(yīng)減少燈光對動物的影響。

第三，公園地勢低于周邊道路，為打造微型海綿設(shè)施提供了天然的匯水優(yōu)勢。在公園中大面積硬質(zhì)鋪裝改用透水磚和嵌草磚，讓雨水能夠更均勻地下滲。增設(shè)植草溝、雨水花園能減少公園雨水徑流壓力并初步凈化雨水，最終將凈化后的水源儲存在蓄水池中以便再次利用，雨季時超過蓄水池上線的水源可以排入臨近的水渠中。

第四，公園中缺少導(dǎo)向牌和警示牌，可在臺階和水池邊設(shè)置有燈光的警示牌，在公園入口處增設(shè)公園平面圖，在園內(nèi)岔路口處增設(shè)導(dǎo)向牌。

4.3.4 建設(shè)公園科普體系

公園缺少科普宣教體系，本次改造通過濕地基礎(chǔ)知識科普和互動項目設(shè)置兩個途徑建設(shè)完善的科普宣教體系?；A(chǔ)知識科普是將小微濕地的定義、功能、植物、動物通過文字或語音的形式傳達給公眾，或通過掃描標示牌上的二維碼獲取相關(guān)資料。為增強科普宣教體系的互動參與性，增設(shè)觀鳥亭、觀察區(qū)和親水區(qū)。通過望遠鏡觀察濕地內(nèi)的鳥類和其他禽類動物；在較僻靜的地段打造一些小型觀察區(qū)，讓公眾可以觀察和記錄昆蟲和濕地植物的種類和習性等；將原公園的泉水景觀改建為親水區(qū)，讓公眾與水親密接觸，感受濕地與城市的密切關(guān)系，最終加入保護濕地的行列之中。

5 結(jié)語

小微濕地雖然面積小，但其以數(shù)量多、分布廣等獨特優(yōu)勢在城市生態(tài)發(fā)展中占據(jù)重要地位。基于低碳韌性理念的小微濕地公園建設(shè)將極大減少城市碳排放量，增強城市的碳匯能力，豐富物種多樣性，更好地發(fā)揮生態(tài)能動性，抵御更多災(zāi)害的侵襲并達到新的平衡狀態(tài)，同時也為周圍居民提供更加舒適便捷的休閑娛樂空間。

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作者簡介：李濤（1997—），男，甘肅臨洮人，碩士在讀，研究方向：風景園林規(guī)劃與設(shè)計。

蔣倩（1974—），女，甘肅榆中人，本科，副教授，系本文通訊作者，研究方向：風景園林規(guī)劃與設(shè)計。