居住區(qū)人工濕地景觀設計研究

羅曉琴,代曉芳

(西南林業(yè)大學園林學院,昆明 650224)

1 引言

濕地作為“自然之腎”,在涵養(yǎng)水源、提高水體質(zhì)量、減輕水體污染、保持生物多樣性等方面的作用眾所周知。自然濕地的逐漸減少意味著自然生態(tài)的人類生產(chǎn)和生活的場所漸行漸遠。人類得到了他們想要的某些物質(zhì),卻正在失去自然的純凈滋養(yǎng)和天人合一發(fā)自內(nèi)心的祥和,全世界范圍內(nèi),全球變暖、環(huán)境污染、水資源緊缺等惡果已經(jīng)逐漸凸現(xiàn)。針對愈演愈烈的環(huán)境危機,近年來,在世界濕地組織的倡導下,在各地政府和市民的共同努力下,人工濕地包括各類濕地保護區(qū)、濕地公園的規(guī)劃建設,正在逐漸恢復和再生因為城市化建設被侵蝕的自然濕地。在我國,人工濕地事業(yè)雖然剛剛起步,但正在以不可逆轉之勢,開始吐露生機。

2 居住區(qū)人工濕地景觀設計的內(nèi)涵

2.1 居住區(qū)人工濕地景觀設計概念

濕地是指陸地上常年或季節(jié)性積水和土壤過濕的地區(qū),并與其生長、棲息的生物物種構成獨特的生態(tài)系統(tǒng),包括天然或人工、長久或暫時的沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶,帶有靜止或流動、咸水或淡水、半咸水水體,低潮時水深不超過6m的水域。

天然濕地是在自然營力作用下形成的,而人工濕地是經(jīng)過人工設計和建設形成的濕地,供人類利用并給人類帶來益處的由飽水基質(zhì)、挺水或沉水植物、動物與水組成的復合生態(tài)系統(tǒng)。開展城市人工濕地研究,就是要創(chuàng)造一個模擬自然生態(tài)濕地的人造濕地系統(tǒng),這對改善城市環(huán)境質(zhì)量及促進城市可持續(xù)發(fā)展將起到重要的作用。

2.2 居住區(qū)人工濕地景觀設計的意義

濕地環(huán)境是與人們聯(lián)系最緊密的生態(tài)系統(tǒng)之一,對城市濕地景觀進行生態(tài)設計,加強對濕地環(huán)境的保護和建設,具有重要意義。

(1)能充分利用濕地滲透和蓄水的作用,降解污染,疏導雨水的排放,調(diào)節(jié)區(qū)域性水平衡和小氣候,提高城市的環(huán)境質(zhì)量。

(2)為城市居民提供良好的生活環(huán)境和接近自然的休憩空間,促進人與自然和諧相處,促進人們了解濕地的生態(tài)重要性,在環(huán)保和美學教育上都有重要的社會效益。一定規(guī)模的濕地環(huán)境還能成為常住或遷徙途中鳥類的棲息地,促進生物多樣性的保護。

(3)利用生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能,可減少殺蟲劑和除草劑等的使用,降低城市綠地的日常維護成本。

在生態(tài)、環(huán)保思想日益深入人心的今天,人工濕地被廣泛運用到居住區(qū)的水景設計中,將景觀與環(huán)保有機地結合到一起。由于以城市為中心的經(jīng)濟迅猛發(fā)展和人口的急劇增長,使得城市生態(tài)環(huán)境受到污染,特別是景觀水域絕大部分富營養(yǎng)化,亟待進行治理;目前綠地過分地人工雕琢與堆砌的傾向,使城市中十分珍貴的自然生態(tài)信息對現(xiàn)代人的身心滌蕩作用受到干擾,人們渴望能夠親近自然。正是在這種日益高漲的對自然環(huán)境的關注及可持續(xù)發(fā)展思想的影響下,人工濕地應運而生了[1]。

3 居住區(qū)人工濕地景觀設計研究概況

3.1 居住區(qū)人工濕地景觀設計國外研究概況

20世紀初,隨著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展,全世界的濕地開始經(jīng)歷退化、喪失和恢復的過程。國外對濕地景觀規(guī)劃設計的研究也因此展開。忽視自然環(huán)境的城市濕地生態(tài)系統(tǒng)改造工程,已被普遍否定。在國外的現(xiàn)代城市建設中強調(diào)突出豐富的水邊空間,沿河建設大規(guī)模的中央公園、城市公園,一方面讓現(xiàn)有的濕地環(huán)境盡量接近自然狀態(tài),充分發(fā)揮濕地的生態(tài)功能;另一方面增加濕地周邊的空間和綠化,強調(diào)創(chuàng)造城市富有情趣的親水空間,增加城市環(huán)境舒適性。

(1)歐洲國家的“重新自然化”。20世紀70年代中期,德國進行了對自然保護與創(chuàng)造的嘗試,提出了“重新自然化”的理念,在全國范圍內(nèi)拆除了被混凝土渠道化了的河道,將河流恢復到接近自然的狀況。1983年瑞士頒布的河流保護法規(guī)中明確規(guī)定,在河流整治的各種方法中,從生態(tài)學的觀點出發(fā),采用如下的優(yōu)先級順序:生物材料方法(植物)——混合方法(植物與木材或石料合用)——剛性材料方法(木材、石料、混凝土);在需要實施河道整治工程時,對生態(tài)學和景觀方面存有缺陷的河流部分,必須同時努力地予以改善,例如增加植被,或者在水流中拋石,為魚類營造藏身之處等。

(2)日本的“推進多自然型河流建設”。20世紀90年代初在日本建設省河川局“推進多自然型河流建設”的法規(guī)中規(guī)定:尊重自然所具有的多樣性;保障和創(chuàng)造出滿足自然條件的良好的水循環(huán);水和綠形成網(wǎng)絡,避免生態(tài)體系的互相孤立存在。在強調(diào)自然保護的同時,積極推進旨在不斷恢復自然的水邊環(huán)境建設。具體的做法是,在河流整治時,利用自然石料和水生植物恢復水體的自凈能力;在河岸的高水位淹沒處增加綠化,保障魚和動物的生息環(huán)境;在確保河流的防洪、水資源利用功能的同時,創(chuàng)造出優(yōu)美的自然環(huán)境,增添城市景觀魅力。

(3)美國波士頓的“自然濕地”設計。波士頓市由于快速的空間擴展,導致查爾斯河水質(zhì)急劇惡化,而上游城市和沿河排水系統(tǒng)又引起了頻繁的洪水泛濫。為此,波士頓制定了被稱為“自然濕地”的水體邊界規(guī)劃。其主要特征是以河流為系統(tǒng),以河流邊界的灘地作為公園帶,保持河岸與河漫灘的自然狀態(tài),并沿河流發(fā)展帶狀綠化系統(tǒng),同時將市內(nèi)的數(shù)個公園連為一體。為此,波士頓市疏散了河邊的居民,通過疏浚河流、種植能抵抗周期性洪水變化的樹木來恢復河流的自然演進過程,使過去污水橫流、泛濫成災的河流轉變成為由自然過程控制的、最有吸引力和最具自然活力的地方[2]。

3.2 居住區(qū)人工濕地景觀設計國內(nèi)研究概況

3.2.1 設立濕地公園

2005年5月,我國的第一個國家級濕地公園在杭州西溪對外開放。從而標志著濕地景觀達到了一個國家級的認可高度,在這個公園的規(guī)劃設計中,設計者結合了很多規(guī)劃設計的理論方法與生態(tài)規(guī)劃方法,在國內(nèi)作出了一次全新的嘗試。西溪濕地被定為全國首個濕地公園試點,相應確立了“積極保護”的思路,即在保護的前提下進行適度利用,通過適度利用實現(xiàn)更好的保護。“從生態(tài)角度看,西溪濕地也不適合純粹的自然保護區(qū)模式。”浙江大學生命科學院常杰教授解釋,西溪濕地目前面積僅10km2,這樣小的范圍,如果完全封閉保護起來,自我維持、自我循環(huán)的能力會減弱,當物種衰退或死亡后,缺少補充,有成為生態(tài)“孤島”的危險。因此,科學、適度的人為干預,有助于西溪濕地生態(tài)環(huán)境的修復和保護。根據(jù)西溪濕地作為次生濕地、城市濕地、農(nóng)耕濕地、文化濕地的獨特性,綜合保護工程確定了環(huán)境優(yōu)先,最小干預,修舊如舊,注重文化,可持續(xù)發(fā)展,以民為本等六大原則。西溪濕地公園建設對國內(nèi)目前濕地景觀的規(guī)劃設計現(xiàn)狀來說是一次破繭,但是我們還是應該看到,景觀生態(tài)規(guī)劃的整體水平不高,是我國濕地景觀規(guī)劃最大的欠缺,怎么樣在國內(nèi)進行人才整合,專業(yè)整合,是目前兩方面都需要考慮的問題,相信未來濕地景觀規(guī)劃設計會有一個全新高度。

3.2.2 人工濕地景觀營造

(1)濕地景觀設計在我國居住區(qū)中的應用,始于20世紀90年代前,我國城市居住環(huán)境總體規(guī)劃設計主要受前蘇聯(lián)小區(qū)模式的影響,普遍采用分級規(guī)劃模式,即居住區(qū)一居住小區(qū)一組團模式,這種規(guī)劃模式也在一定程度上適應了我國當時國情;與此相對應,居住區(qū)綠地景觀也采用分級布置方式:居住區(qū)公園(中心花園)一小區(qū)游園(小游園)一組團綠地一宅間綠地。這一時期的建筑設計和布局居于主導地位而居住環(huán)境景觀設計只是它的一個附屬設計,僅是建筑設計完成后的工作延伸和深化。隨著改革開放的深入,社會經(jīng)濟的發(fā)展,人的居住觀念也發(fā)生了變化,對居住環(huán)境提出了新的要求:景觀優(yōu)美、設施完善、環(huán)境和諧、管理到位。景觀設計在國內(nèi)的應用領域從最初的大尺度范圍景觀規(guī)劃逐步進入到與人們生活最為密切的居住環(huán)境設計領域。這時期居住區(qū)環(huán)境設計開始關注水體景觀的營建,噴泉、跌水、水池等水體景觀形式層出不窮,給居住區(qū)居民帶來強烈的視覺感受。

(2)生態(tài)學思想的融入,賦予了居住環(huán)境景觀設計更深刻的內(nèi)涵,使居住環(huán)境景觀設計走出了狹義的視覺美學的范疇,研究對象從單純的物質(zhì)空間環(huán)境走向社會、經(jīng)濟、自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的層面;生態(tài)設計思想的融入,使環(huán)境設計將城市居住區(qū)的各環(huán)境構成要素視為整體生態(tài)系統(tǒng);環(huán)境設計從單純的物質(zhì)空間形態(tài)設計轉向整體生態(tài)環(huán)境的設計;使居住區(qū)從人工環(huán)境走向綠色的自然環(huán)境。目前,已有設計師將人工濕地水體景觀引入居住區(qū)的環(huán)境景觀設計中,通過生態(tài)學的環(huán)境設計思想來營造水體景觀,不僅追求如畫的美學效果,更注重環(huán)境內(nèi)部的生態(tài)效益。居住區(qū)人工濕地景觀設計就是要以生態(tài)優(yōu)先為原則,以人為本作理念,逐步建立適合居住環(huán)境的生態(tài)網(wǎng)絡,就目前許多大城市的居住環(huán)境體而言,景觀環(huán)境的視覺美學已經(jīng)達到相當?shù)乃?但生態(tài)設計的理念有待進一步加強。

4 居住區(qū)人工濕地景觀設計發(fā)展趨勢

人工濕地污水處理系統(tǒng)是對自然濕地的模擬,它是以污水處理為目標,經(jīng)人工設計、建造的工程化的濕地系統(tǒng)。而人工濕地作為一種天然的污水處理廠,對于發(fā)展中國家具有更大的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。然而,目前我國應用人工濕地處理工業(yè)廢水和生活污水雖然有一些成功的范例,但還很少。它利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學和生物的三重協(xié)同作用來實現(xiàn)對污水的凈化作用,使水質(zhì)得到不同程度的改善,實現(xiàn)對廢水的生態(tài)化處理。在我國,一方面廢水排放量日益增加,水污染問題日趨嚴重,另一方面我國的城市污水處理主要采用傳統(tǒng)的二級活性污泥處理工藝,其工程投資高、耗能大、運行管理要求高,而對于資金有限、技術力量薄弱的中小城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn),無力拿出太多的資金用于污水處理廠的建設和運行[3]。

人工濕地以良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益,無疑成為城市居住區(qū)水景設計的首選,但是在很多地區(qū),居住區(qū)人工濕地的應用尚處于初級階段,但隨著人們環(huán)保意識的加強,這種環(huán)保的可持續(xù)居住區(qū)水景模式將會越來越受青睞,具有極大的發(fā)展空間。這項技術同樣適合于廣大農(nóng)村,中小城鎮(zhèn)的污水處理之中,在我國具有極其廣闊的應用前景。此外,最近發(fā)達國家已經(jīng)將重點轉移到利用人工濕地處理特殊工業(yè)廢水方面。將人工濕地用于處理特殊工業(yè)廢水,這是人工濕地未來發(fā)展的一個新特點和趨向。

[1]聶蘭生,鄒 穎,舒 平.21世紀中國大城市居住形態(tài)解析[M].天津:天津大學出版社,2004.

[2]華萊士S,帕金G,考思C.寒冷地區(qū)污水處理的人工濕地設計與運行[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),2003(6):40～42.

[3]劉學燕,代明利.人工濕地在我國北方地區(qū)冬季應用的研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2004,23(6):1077～1081.