城市生態學理念下的棕地再利用研究

郭諶達

（湖南大學建筑學院 湖南長沙 410082）

1 城市生態學理念

我國生態學界對于城市生態學的最新表述是以人類活動密集的城市為研究對象，探討其結構與功能和調節控制的生態學極力和方法，并將其應用到城市規劃、管理和建設中去，為城市環境、經濟的持續發展和居民的生活質量的提高尋找對策和出路的學科[1]。此外還有從城市生態學的發展現狀、發展歷史、發展趨勢等不同角度對城市生態學進行定義[2]。根據這些定義，城市生態學的研究內容基本可分為兩大部分，一部分是基于還原論思想的城市與自然、資源、環境之間相互作用機制和過程研究，另一部分是基于整體論思想的城市系統生態研究。前者以微觀闡述城市與自然、資源、環境之間的關系為主要目標，旨在為城市發展提供具體指導；后者以宏觀把握城市生態系統結構、功能、調節機制為主要目標，旨在為城市發展提供戰略指引，兩者互為補充和促進[2]。

2 棕地再利用的內涵

“棕地”最早是作為與“綠地”相對應的規劃術語，出現在英國的規劃法中。目前關于棕地的定義各國不盡相同，較廣泛認可的定義有“棕地為已被廢棄的、閑置的或未被完全利用的工業或商業用地，其擴展或再開發受現有或潛在的環境污染（影響）而變得復雜”（美國環保局和住房與城市發展部），“被以前的工業使用污染，可能會對一般環境造成危害，但有逐漸增強與再開發需求的用地”（英國）等[3]。從這些定義中可將棕地的特征歸納為四點：（1）棕地是已經開發過的土地；（2）棕地部分或全部遭到廢棄或閑置；（3）棕地可能遭受（工業）污染，環境較差；（4）棕地外部負相應較明顯，其重新開發與再利用可能存在障礙。因此，通過對棕地進行再利用來改善棕地環境條件、消除棕地的外部負效應，并適應城市新的發展需要。

3 棕地再利用案例

3.1 英國Woolston 城市生態公園運河段棕地生態恢復措施[4]

3.1.1 生態環境背景

Woolston城市生態公園建在沃靈頓的一片工業廢棄地上，總面積約6.4 hm2，包括舊式垃圾填埋場、廢棄工業區和運河及一些居住區，約400m長的Woolston運河是生態公園的一部分。該運河始建于1821年，作為工業和貿易的運輸通道，沿運河發展了包括化工廠、火藥廠等工業。長期船只運行和工廠排污導致運河水質下降、沉積物增多，加之草本植物入侵、水位下降等因素，運河于1978年停航?？紤]到干涸河道影響城市景觀以及殘留的污染物可能導致地下水等受到污染，運河采用了多項生態恢復措施。3.1.2土壤基質固定

這是整個棕地生態恢復的基礎，首先清理運河兩岸的自生樹，再將運河內淤泥堆積并與普通水泥按1%的比例混合得到與硬粘土能力相似的穩定材料，處理后污染物質的流動性下降。最后搭建生態石籠網墻，網墻內下部為巖石填充物，用機織土工膜鋪蓋，進一步阻止沉積物或其它潛在污染物的流動，在河床內形成一個新的自然水道；上部放置堆肥或纖維卷棕色袋，以減少運河兩岸受到侵蝕并為植物提供生長介質，并回填可以保持填充物整體營養成分不至過高的粘土骨料。

3.1.3 植被恢復

首先用土工布層覆蓋運河兩岸穩定的沉積物，再覆蓋適合植物恢復的低營養土壤混合物（含碎磚、碎石灰石、細骨料、砂土等），共同作為運河兩岸不同地表野生植物群落的生長介質[5]，每一塊土壤的重疊部分沿著運河放置見圖1，最后在該區域混合播種花草等植物。

3.1.4 生態恢復

首先用高抗腐蝕、高強度、具有延展性的低碳鋼絲編制成生態網格，在網內填充具有一定的空隙的物質，后期適當覆土，從而起到加固河岸、增大抗洪能力的作用，還可以營造適合植物生長的條件，促使生態系統的恢復。

3.1.5 廢棄物再利用

主要是將處理后的淤泥轉化為建設材料，以減輕對未來環境造成的潛在影響。該項目主要通過修復污染土壤、運用生態技術、促進植被恢復、增加生物多樣性和資源循環利用來實現棕地的生態修復目標，修復后的棕地形成一處綠色景觀，提升了該區域的生態功能。

3.2 中國北京首都鋼鐵廠原址棕地再利用的土壤修復處理[6]

在北京舉辦“綠色奧運”之際，原位于北京城區內的首都鋼鐵廠被遷出原址，原廠址即成為棕地。由于這些場地可能受到原生產活動遺留的有毒或有害物質的污染，如果直接轉化為其它用地性質可能會給公眾帶來健康風險并影響生態環境[7]。因此需對其進行土壤修復處理，分為先期土壤分析、中期土壤修復模式制定和后期土壤修復實施三個階段。

先期土壤分析主要包括土壤取樣分析、土壤污染風險評價和污染源分析三部分內容。先根據原廠址的平面布置圖和實地勘查，選取原料場、焦化料場、污水處理廠和老排水溝進行土壤取樣并分析；再采用內梅羅污染指數法對土壤環境進行評價和質量分級，并參照《國家工業企業土壤環境質量風險評價基準》進行土壤污染風險評價[8]；最后根據研究區的生產性質和周邊環境進行污染源分析并對土壤污染途徑進行分類，該區域土壤被分為了面狀滲透、淋濾下滲和局部點狀滲漏彌散三類[9]，之后將根據不同種類的特征采取不同的處理方案。中期土壤修復模式主要有環境標準治理模式和基于環境風險治理模式[9]。前者治理目標偏剛性，費用往往較高，也不易將污染物治理達到環境標準值的要求；后者在相當程度上解決了這些缺陷，尤以美國材料與試驗協會的RBCA(Risk-basedCorrective Action)模式[6,7]應用較為廣泛。在土壤修復技術上目前應用較多的有焚燒、穩定—固化、挖掘—填埋等[8,9]，可根據不同方法技術經濟特征和項目實際需求進行優選。后期土壤修復實施即按照先期和中期的成果指導具體實施。

北京首都鋼鐵廠原址的土壤修復工程通過一系列土壤修復措施完成了對棕地的生態治理的基礎工作，為最終實現棕地再利用的目標打下不可或缺的基礎。

圖1 Woolston 城市生態公園土壤填放示意圖[4]

4 棕地再利用的城市生態學意義

可以看到棕地的再利用具有了十分重要的城市生態學意義。首先，棕地再利用可以緩解棕地自身及周邊相關區域的生態風險。棕地是工業化及城市化進程中難以避免的產物，往往帶來土地閑置、環境污染、城市空間破碎等不良后果[9]，對棕地及其所在區域的城市經濟、社會、生態、景觀等會產生不利影響。將棕地進行減害減污處理后轉化為綠地，可以有效降低棕地原有的生態風險，提高城市生態容量。

其次，通過棕地再利用將棕地轉化為建設用地，可以減少對其它綠地的消耗。世界城市化率不斷提高，對土地的需求仍然居高不下，如果任由棕地荒置，而到原本尚屬非建設用地的生態良好的土地上開發建設，那么不僅棕地自身得不到有效治理致使自身環境污染等問題繼續發酵甚至禍及周邊，還將可能帶來新的生態破壞，使城市的生態環境面臨更加嚴重的威脅。事實上，為了能更好地進行建設開發而不得不對棕地污染等生態問題進行解決，客觀上也降低了棕地原有的生態風險。因此，棕地再利用不僅可以保護尚未建設開發的生態條件優良的區域，還能夠改善生態環境已遭到破壞的區域的狀況。

因此，棕地再利用對其自身及周邊的生態環境意義重大，通過對這些空間進行生態修補，消除或減少其負面效應來降低棕地包括生態和環境風險在內的多種風險，遏制城市生態環境惡化，帶來不可替代的生態效益。

5 結語

棕地再利用可以有效解決已發生的城市生態問題，使棕地成為可供城市再次使用的開發用地，有利于促進城市生態恢復，有利于推動現階段城市規劃從增量型向存量型的轉變，有利于保障城市持續健康發展。

在我國城市未來的規劃發展中，棕地再開發仍然可能遇到如污染治理風險大、再開發資金成本高、需要政府協調、缺少規劃方案等問題，為此可從以下幾個方面來促進棕地再利用的實現。（1）建立多部門合作機制，如國家環保局、國土資源部等多部門聯合開展全國土壤污染狀況調查，聯合規劃等部門共同制定相關標準，確定生態環境規劃并監管實施；（2）采用多手段運營管理，如行政手段、財政手段、市場手段等，多管齊下，共同為棕地再開發創造條件，推動城市生態進程，不斷適應新常態下的城市發展需求。

[1]陳昌篤.中國的城市生態研究[J].生態學報,1990(01).

[2]閻水玉.城市生態學學科定義、研究內容、研究方法的分析與探索[J].生態科學,2001,Z1:96-105.

[3]曹康,何華春.“棕地”揭秘[J].中國土地,2007,08:43-44.

[4]王芳,李洪遠,陳小奎.Woolston城市生態公園棕地生態恢復的經驗和啟示[J].農業科技與信息(現代園林),2013,11:11-18.

[5]Hartley,W.,Dickinson,N.M.,Riby,P.,Shutes,B..Sustainable ecological restoration of brownfield sites through engineering or managed natural attenuation A case study from Northwest England[J].EcologicalEngineering,2012,40:70-79.

[6]李建萍,張建紅,王存政,滑鐵鋼,顧成海.工業廢棄場地再開發的土壤環境評價與修復研究[J].環境工程,2011,04:109-111+120.

[7]張興慶,李小風,白娟,劉斌,彭緒亞.搬遷企業原址場地土壤污染環境風險評價——以重慶某搬遷企業為例[J].四川兵工學報,2009(10).

[8]李晨.從“化工廠上的經適房”看我國污染場地及土壤修復制度[J].環境保護,2011(05).

[9]王宏新,甄磊,周拯.發達國家棕地再開發經驗及啟示[J].中國土地科學,2011,02:92-96.