海濱的未來：混合基礎(chǔ)設(shè)施與濱海景觀的彈性互動

楊啟瑤

摘 要：文章基于彈性理念，提出通過整合自然棲息地與人工基礎(chǔ)設(shè)施的方法，構(gòu)建更具適應(yīng)性的混合基礎(chǔ)設(shè)施，并通過案例進(jìn)一步分析如何通過混合基礎(chǔ)設(shè)施增強濱海景觀面對自然災(zāi)害的適應(yīng)與調(diào)節(jié)能力。

關(guān)鍵詞：彈性;城市濱海景觀;人工基礎(chǔ)設(shè)施;自然棲息地

城市濱海景觀作為沿海城市的門戶，是集生態(tài)、文化、游覽等多項功能的城市景觀綜合系統(tǒng)。然而隨著城市化進(jìn)程的加快，過度的土地利用打破了城市與濱海景觀協(xié)調(diào)共生的關(guān)系，全球氣候變化更加劇了濱海區(qū)自然災(zāi)難的發(fā)生。種種挑戰(zhàn)使如何構(gòu)建更具彈性的濱海社會-生態(tài)系統(tǒng)成為研究熱點，而景觀基礎(chǔ)設(shè)施作為城市的重要組成部分，在城市濱海區(qū)的災(zāi)害適應(yīng)性建設(shè)中具有極大的潛力。基于此，本文將彈性理念作為切入點，提出通過構(gòu)建混合基礎(chǔ)設(shè)施（hybrid infrastructure）的方法提升濱海景觀帶的社會-生態(tài)彈性，并通過案例進(jìn)一步論證這種方法。

一、彈性視角下的濱海社會-生態(tài)系統(tǒng)

（一）彈性與社會-生態(tài)系統(tǒng)的概念

彈性原指力學(xué)上物體受到壓迫后恢復(fù)到原來狀態(tài)的能力，之后其概念被擴展至社會-生態(tài)系統(tǒng)的研究中，并被定義為“系統(tǒng)能夠承受外界干擾并保持其功能結(jié)構(gòu)和特性的能力”[1]。社會-生態(tài)系統(tǒng)是人與自然緊密聯(lián)系的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)（complex adaptive system），它往往依賴于社會和生態(tài)系統(tǒng)的相互作用，以應(yīng)對不斷變化的外界環(huán)境和不確定性的外部沖擊，具有不可預(yù)期和自組織等特征[2]。

（二）濱海社會-生態(tài)系統(tǒng)

城市濱海區(qū)作為重要的社會-生態(tài)系統(tǒng)類型，是海陸交界的景觀綜合系統(tǒng)。由于其獨特的地理位置、豐富的海陸資源與宜人的生態(tài)環(huán)境，濱海地區(qū)已成為最適合人類生存與發(fā)展的地區(qū)[3]。然而，城市濱海區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱且面臨氣候變化與城市化的雙重干擾。風(fēng)暴潮等突發(fā)性大規(guī)模災(zāi)害會對濱海自然系統(tǒng)造成極大的破壞，而城市擴張也導(dǎo)致了濱海水質(zhì)污染、棲息地破壞以及生物多樣性減少等一系列問題。人類不斷尋求城市的進(jìn)一步發(fā)展以滿足未來生活需求，而脆弱不堪的濱海生態(tài)系統(tǒng)已無法為城市提供可持續(xù)的基礎(chǔ)資源保障，這種城市需求與自然供給的失衡對濱海社會-生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能產(chǎn)生了負(fù)面影響，并導(dǎo)致其彈性下降[4]。

二、混合基礎(chǔ)設(shè)施與濱海景觀的彈性互動

（一）未來基礎(chǔ)設(shè)施

基礎(chǔ)設(shè)施作為連接人類與自然系統(tǒng)的橋梁，是應(yīng)對濱海社會-生態(tài)系統(tǒng)彈性下降的關(guān)鍵。由于濱海地區(qū)風(fēng)暴潮、海嘯等災(zāi)害頻發(fā)，城市面臨著維護(hù)和修復(fù)已有基礎(chǔ)設(shè)施的高成本[5]。與此同時，發(fā)展中的沿海城市還在不斷規(guī)劃和建設(shè)新的基礎(chǔ)設(shè)施以提高物質(zhì)生活水平。因此，設(shè)想未來的基礎(chǔ)設(shè)施能夠同時應(yīng)對氣候變化和城市化，從而創(chuàng)造更具彈性的濱海社會-生態(tài)系統(tǒng)是至關(guān)重要的。

（二）人工與自然基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)勢與劣勢

迄今為止，海堤、防波堤等防御性人工基礎(chǔ)設(shè)施在濱海災(zāi)害適應(yīng)性建設(shè)中始終占主導(dǎo)地位。然而，人工基礎(chǔ)設(shè)施通常擁有固定的壽命，其有效性會隨著時間的推移而降低，且無法應(yīng)對海平面上升等不斷變化的條件[6]。與此同時，傳統(tǒng)的防御結(jié)構(gòu)會對濱海地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的負(fù)面影響，例如棲息地破壞和泥沙輸移的變化。此外，沙丘、鹽堿灘、堰洲島、牡蠣礁以及紅樹林在內(nèi)的自然棲息地可以有效地減輕風(fēng)暴潮對濱海地區(qū)的危害并降低海岸侵蝕的風(fēng)險，但外部干擾以及自然棲息地自身的脆弱性使其很容易被破壞[7]。

（三）整合人工基礎(chǔ)設(shè)施與自然棲息地

由于人工基礎(chǔ)設(shè)施與自然棲息地具有的不同優(yōu)勢與劣勢，將兩者整合后的混合基礎(chǔ)設(shè)施（hybrid infrastructure）可以有效地趨利避害，為城市濱海區(qū)帶來更持久的社會與生態(tài)效益。例如，堤壩可以重新設(shè)計，使其不僅可以用于海岸防御，還可以適應(yīng)不同的淹沒機制，促進(jìn)泥沙沉積，從而支持濕地、沼澤等自然棲息地的發(fā)展并在早期階段保護(hù)這些棲息地免受大型自然災(zāi)害的干擾。隨著時間的推移，成熟的自然棲息地不僅為濱海區(qū)災(zāi)害適應(yīng)性建設(shè)提供了巨大的支持，還可以為市民提供觀賞與休閑的場所。

這種整合方式在合理利用人工基礎(chǔ)設(shè)施與自然棲息地的同時，也積極地塑造著濱海社會與生態(tài)系統(tǒng)之間的動態(tài)關(guān)系。在整合人工基礎(chǔ)設(shè)施與自然棲息地的過程中，混合基礎(chǔ)設(shè)施被賦予了生命，并隨著時間的推移不斷生長和發(fā)展，通過自身的變化不斷適應(yīng)外部環(huán)境，從而達(dá)成自然界的動態(tài)平衡[8]。因此，景觀設(shè)計師可以在時間尺度上編排自然與基礎(chǔ)設(shè)施間的關(guān)系，使基礎(chǔ)設(shè)施在抵御自然災(zāi)害的同時參與到自然過程中，從而利用其動態(tài)的調(diào)節(jié)能力構(gòu)建更具彈性的濱海社會-生態(tài)系統(tǒng)。

三、案例分析

（一）“Oyster-Tecture”

“Oyster-Tecture”是SCAPE景觀設(shè)計公司為2010年MOMA舉辦的展覽“Rising Currents”而設(shè)計的提案。該項目以牡蠣養(yǎng)殖場為概念框架，通過整合紐約布魯克林濱海區(qū)的人工基礎(chǔ)設(shè)施與自然棲息地以構(gòu)建一系列相互依賴的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，從而促進(jìn)清潔水的循環(huán)以及安全海岸的建設(shè)。

牡蠣具有強大的營養(yǎng)過濾能力以及對于富含氮的水環(huán)境的適應(yīng)能力。設(shè)計師使用低成本的浮升系統(tǒng)（FLUPSYs）充當(dāng)牡蠣發(fā)育階段的生長棲息地，并在牡蠣發(fā)育成熟后將其轉(zhuǎn)移至潮間帶，隨后通過牡蠣在繩網(wǎng)上的附著為人類、水生動物和鳥類創(chuàng)造了“活體牡蠣礁”。隨著時間的推移和不同生物之間的相互作用，牡蠣礁作為一個集人工結(jié)構(gòu)與生態(tài)棲息地于一體的活體防波堤，不僅創(chuàng)造了獨特的生態(tài)系統(tǒng)，還可以作為凈化水體、防止海岸侵蝕和抵御風(fēng)暴潮的天然緩沖器（圖1）。

（二）“漂浮濕地”

“漂浮濕地”是美國巴爾的摩水族館園區(qū)內(nèi)的可恢復(fù)性浮動潮汐沼澤生態(tài)系統(tǒng)。該項目通過自然濕地與人工設(shè)施干預(yù)（工程化解決方式）相結(jié)合的方式創(chuàng)造了可持續(xù)的潮汐漂浮濕地，在改善巴爾的摩內(nèi)港城市水質(zhì)的同時也促進(jìn)了生物多樣性的恢復(fù)。此外，“漂浮濕地”也為濱海混合基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建提供了模板，并榮獲了2018年ASLA研究類榮譽獎。