隨著城市化進程快速推進以及全球氣候變化加劇,高溫、旱澇等極端天氣頻現,城市雨洪問題形勢日益嚴峻[1]。在中國,現有的雨洪設計多以“直流快排”為主,在面對巨大泄洪排澇壓力時存在著較大的雨洪風險,當雨水徑流激增、短時匯集時,往往會出現排水系統無法負荷,造成交通堵塞、人員被困等情況[2],對經濟和環境造成顯著的影響與破壞,使得城市發展面臨巨大的威脅和挑戰[3]。為緩解此類問題,韌性已成為城市主動應對風險與災害的關鍵能力[4],多個西方國家如美國、英國,已從應對氣候變化層面制定了提升城市韌性的計劃[5-7]。在生態學領域,韌性概念于1973年由加拿大生態學家霍林引入,定義為“受到擾動后恢復到穩定狀態的能力”[2],此后,國內外關于韌性的理論逐步得到發展,根據福克總結大致經歷了3 個階段:工程韌性、生態韌性或社會韌性、社會-生態韌性。由對系統抵御干擾維持穩定的單一認識,逐漸轉變為對自然-社會系統耦合及互動的關注[8],強調系統學習及可變的適應能力[9]。
歷經千百年自然-社會雙重驅動力演化形成的鄉村聚落,是以自然環境為基礎、人文因素為主導的,由自然環境、物質要素和非物質文化要素共同組成的和諧的人居環境復合體。在“天人合一”思想引導下,通過對土地等自然資源的利用,形成了特有的生產技術、管理體系和生活方式,不斷地改變著區域的地表形態,形成了獨特而富有韌性的鄉村景觀[10],呈現出不同的風貌特征和文化個性,蘊藏著豐厚的生態、社會、美學內涵[11],不僅在古代醞釀出自給自足的生產生活系統[12],也為現代城市建設提供重要的借鑒意義。研究表明,鄉村是中國發展的根基和主體[12],傳統鄉村聚落景觀在動態發展過程中形成“自然-經濟-社會”復合生態網絡關系,構建了物質能量信息循環機制,實現了資源和能源的高效循環利用[13],在形態、空間、環境、場所和活動等方面,均對現代聚居環境產生影響和啟示;以鄉村聚落作為城市社區建設的韌性智庫,以鄉村聚落空間組織模式引導現代生態實踐,有助于打破科技至上的思維模式,探索傳統生態智慧與現代生活結合的途徑與方法。基于此,研究以傳統鄉村聚落的坑塘理水生態智慧為重點,選取堰塘沖田系統和基塘系統,分析其產生的環境背景特征、演變過程及應對雨洪的運行機制特征,識別異化的原因,探討兩類模式蘊含韌性智慧的異同點,解析其如何通過對環境的綜合適應實現社會-生態韌性耦合,進而為城市雨洪建設提供一定的啟示與借鑒(圖1)。
傳統鄉村聚落坑塘理水體系是人們在農耕過程中為充分利用水土資源,應對水環境變化而形成的生產-生活-生態空間的集成與融合[14],是人們在長期的雨洪管理實踐中,通過對自然塘系統生態結構、功能和自然演變歷程的觀察[15],依據積累的生態實踐智慧指導形成的適應性景觀[14,16],不僅體現了對于生態技術的了解與掌握,更是對所涉及到的生態環境問題中機制、價值、審美與倫理等多方面多角度的認知與理解[17]。
坑塘作為地表洼地系統,從人類農業文明、工業文明到生態文明時期,經歷了由傳統農業景觀轉變為自然與人文特性兼具的多功能生態景觀的過程[14],每一階段都有其獨特的作用,發揮著經濟生產、氣候調節、雨水蓄滯、水質凈化、生物棲息地營造、審美游憩等多種生態系統服務功能[14],是鄉村地區進行水文調節、水環境保護、水資源合理利用的重要功能結構和景觀單元[15],對雨洪管理起著關鍵的作用。其通常可以理解為坑和塘的總稱,坑常態為無水,塘一年之中至少4 個月存有淡水水體[15],通過組合為完整的體系進行削峰填谷、滯納蓄積等雨水調節生態過程[18],其基本原理可以概括為:在暴雨時期通過截留地表徑流蓄滯雨水實現延緩峰值時間、減少峰值徑流、凈化水質等功能,降低下游洪峰水量與水位[19];在干旱時期通過下滲回補地下水、將蓄存的雨水資源用于周邊灌溉、綠化并提高空氣濕度,體現了較強的雨洪韌性。

圖1 研究框架圖
在不斷的發展過程中,在中國山地地區和平原地區兩種不同環境背景下,由于地形地勢等地理環境、氣候條件及水系空間存在差異,坑塘體系逐漸形成了兩種不同的表現形式,演化出兩類人工的坑塘系統——堰塘沖田系統和基塘系統(圖2)。
堰塘沖田系統多出現于中國西部山地丘陵鄉村地區。山地丘陵地區具有地貌復雜、地形起伏、地表滲透性差等特征。其建設依托自然地形和山水格局,水系空間緊湊集約。降雨季節性明顯,時空分布不均,汛期集中在4~8 月,多為暴雨、陣雨,具有產流時間短、產流量大、徑流速度快、沖擊力大等特點;冬季多干旱,呈現明顯的旱澇交替規律[20]。豐水期和枯水期水位落差大,因而面臨排水蓄水的雙重困境。為應對此類水旱變化問題,實現儲水、排水、用水,重慶等山地地區形成了堰塘沖田系統。此系統中,堰塘為人工修建,具有簡易堤壩的水塘,多為堰塘群,由大堰塘和多個散布于山丘中的小型堰塘組成,一般修筑在地勢高、巖性保水性好的上游洼地,水庫作為其水量的后備水源;沖田由位置不同的兩類田地組成:正沖田位于徑流區,是直接匯水的水田,順著徑流路徑和坳谷逐層開墾,側沖田為布置于正沖田兩側丘坡的旱田[21]。降雨時,地表徑流率先順坡地匯集于堰塘,當徑流匯集總量超過堰塘蓄水量后,流入層層的沖田,再流入河溝。正沖田、側沖田和堰塘群共同構成一個理水單元,兩個理水單元交匯的節點為沖口。

圖2 堰塘沖田系統與基塘系統的環境肌理與運行機制圖
基塘系統多出現于中國珠江三角洲平原鄉村地區。珠江平原地區具有地形平坦、地勢低洼、河網密布、泥沙易沉降等特征。降雨存在季節性,但冬季水資源仍充沛,雨洪同期,降雨總量大、汛期長,洪水發生多為6~8月,短時徑流量大,水位變化復雜。受夏季臺風等極端性風暴影響,在汛期,外江水位常高于內部,阻礙水流排放至外河形成內澇,因此,面臨著較強防洪防汛壓力[22]。在長期農業實踐中,為解決水高于田造成的暴雨內澇和洪水風險問題,珠江三角洲人民對低洼地進行改造,挖地成塘、堆泥成基,形成了基塘系統的農業形式。基塘由水塘和包圍水塘的田基組成,與溝渠、內河、外河、堤防共同組成系統。外河大型堤防、內河堤防和內部小堤圍環環相套相互連接,周圍河渠連通,與基塘共同進行水文循環。在塘內進行水產養殖,并在汛期接納集中產生的大量地表徑流,進行儲水;在基上種植果樹、桑樹、甘蔗等,并在汛期發揮防止塘水泛濫的防洪功能,形成混合農業的同時實現雨洪調蓄。
堰塘沖田系統和基塘系統通過長期對自然節律變化和自然事件干擾的適應與演化,其結構和功能的組織設計充分反映了雨洪管理的韌性智慧[17]。梳理已有的韌性理論研究,提出韌性系統具有的幾個關鍵特征:冗余性、多樣性、適應性及自組織能力[23]。冗余性通常與模塊化相關聯,保持一定程度功能重疊和模塊重復,以在時空上分散風險、減少擾動;多樣性即系統資源與功能的多元化;適應性即具備調整適應環境的能力;而自組織能力則側重系統內資源的靈活調動,形成多重反饋循環[24-25]。解讀堰塘沖田系統和基塘系統的韌性智慧特征,包括三個方面:生態韌性的冗余性與適應性特征、社會韌性的自組織特征以及社會-生態韌性耦合的多樣性特征。
自然環境作為生態韌性重要的空間載體,對生態韌性的發揮至關重要。堰塘沖田系統和基塘系統依托山水特征演化形成多重嵌套結構,并根據氣候差異形成獨特的雨洪調節系統,能夠通過系統內部協同調整,形成較好的環境適應能力以維持系統穩定,共同抵御外部環境的擾動,減少沖擊與危害,充分體現了生態韌性的冗余性和適應性智慧。
3.1.1 形成多層級嵌套的防洪系統
堰塘沖田系統通過垂直維度的縱向嵌套進行理水過程的空間組織,利用地形地勢形成的高差,在高處通過堰塘從源頭匯水,發揮蓄滯作用。超出承載量后,雨水通過堰塘、沖田組成的垂直嵌套單元下排,在徑流過程中流經多層沖田,拉長徑流路徑,并在垂直流動的基礎上增加水平流動,擴展了原本徑流路徑的長度和寬度,在水田實現緩慢下滲,以地下徑流形式補給地下水,實現對水流流速和流量的雙重緩沖,從而實現削峰減流、延緩峰值、防洪排澇的作用。
基塘系統通過水平維度的橫向嵌套進行理水,利用廣闊的水平空間,以小尺度空間單元的重復排列形成更大尺度空間單元,共同形成密集的理水網絡,通過大型堤防和小堤圍的結合,形成多層級的防洪保護系統,應對不同規模的雨洪威脅。堤防抵御外部河海洪汛,堤圍則保障內部短時暴雨形成的水位上升,在系統內部基塘單元間橫向流動水文交換的過程中,通過自然微地形進行排水。在筑堤時,不緊鄰河流,留出充足空間距離,利用自然水體空間提供緩沖,消納部分雨水,減輕堤防的壓力(圖3)。
3.1.2 形成動態調節理水體系
堰塘沖田系統響應旱澇交替的氣候特征。在系統中,水田、堰塘、水庫三者的容量和調蓄能力逐級擴大。在汛期,水田、堰塘、水庫共同蓄水,且堰塘分散分布,以小型集水洼地形式,實現多處蓄水,充分吸收蓄積雨水資源。旱期,通過高差,塘庫水形成自流,且水庫對堰塘進行水量補給,維持給水系統的穩定。沖田不沿山脊線整坡開發,而是沿徑流路徑而建,能夠在汛期解決大容量排水問題,在旱季實現雨水的最大化收集。
基塘系統由于珠江地區的濕潤性,以響應洪汛為主。在汛期,暴雨會導致基塘、相連河流等水量的迅速增加,大量橫向嵌套連通的基塘單元與溝渠網絡配合堤圍堤防,能實現將洪水儲存在內部系統中,當水位降低或堤防水閘開放,水通過排水孔或水閘從基塘排出。旱期,利用內外水位差,通過排水孔可將河流水反向引入基塘,實現動態調控水位。
空間發展要滿足人類社會系統適度的需求,堰塘沖田系統和基塘系統就是人類在基本農業生產過程中對自然的適度改造和利用,在理水結構基礎上發展農漁種植,實現物質供給與經濟發展。在此過程中,借助自然做功,發展可持續的灌溉系統,形成高效穩定節能可循環的農業體系,以及發展自循環的物質系統,實現物質的反饋循環,是其社會韌性自組織智慧的重要表現,為當地發展農業提供了充足的條件,使人們生計獲得長久穩定的保障。

圖3 堰塘沖田和基塘的多層級嵌套防洪系統示意圖
堰塘系統通過將原徑流末端形成的洼地改造成塘庫群,并沿著徑流路線布置小塘庫群,于坳谷布置沖田的方式,利用重力促使塘庫區的水自流進沖田。自流過程中,土壤及泥沙沖刷至坳谷,形成淤積,為沖田提供了養分和蓄水性較好的土壤[21],為種植水稻提供了適宜條件。在此過程中,降雨為生態系統的物質循環與能量交換提供了不可或缺的生態過程。
基塘系統通過建立立體的生物群落,促進生態系統的良性互動。在基塘中,田基種植植物,樹葉作為重要的養料供養禽類牲畜,再將動物的排泄物作為塘中魚類的食物來源,是一種典型的生產模式。在此過程中,利用河水動力促進水體交換,實現自灌溉,利用河泥、魚塘底泥補充田基地力,再通過雨水沖刷田基補充塘內有機物,形成自封閉的生態系統。通過此類復合模式,構成自循環的物質能量系統,往復于水陸之間,互利共生,提升了物質轉化效率和經濟效益。
人文社會系統和自然生態系統之間的良性互動,對于社會-生態韌性構建有著重要的積極作用[8]。堰塘與基塘系統在發揮生態韌性的過程中與社會系統相互耦合,提供多樣化生態系統服務,實現了多元功能的復合使用,提升了生態空間綜合效益,形成人水和諧共處的局面。
堰塘沖田系統和基塘系統涵蓋了雨洪管理、徑流調節、水質凈化、氣候改善等生態系統調節服務;生境營造與生物多樣性保護等生態系統支持服務;農業生產、魚類養殖等生態系統供給服務兼具提供游憩娛樂、生態審美、環境教育等生態系統文化服務,是自然與經濟相互協調后形成的動態平衡結果,承載著人與自然、社會協同進化的生態智慧,能夠有效應對環境變化,彰顯文化個性。
生態實踐智慧是人類在對人與自然互利共生關系深刻感悟的基礎上,成功從事生態實踐的能力。生態知識只有通過成功的生態實踐,才可能轉化為生態實踐智慧。生態實踐智慧通過巧妙連接各類生態知識與整體實踐行動,引導著人類應對雨洪管理實踐,對指導城市雨洪管理具有極其重要的作用[14]。通過堰塘沖田系統和基塘系統中社會-生態韌性的解讀,探索傳統智慧的當代價值,可為現代城市雨洪建設提供以下4 方面的實踐啟示。
以系統性冗余性思維整治城市防洪體系,是轉變防洪理念,促進城市協調發展的重要保障。針對洼地-河流-流域等多尺度區域,建立多層級嵌套化的防洪體系,分別賦予不同的防洪功能,形成差異化的防洪目標與要求,以應對不同的水文情況,改善城市防洪的協同關系與靈活性。針對城市空間,提升水綠連通性,形成多級網絡以強化生態空間對雨水的滯納作用,減輕河道泄洪壓力。針對既有基礎設施,促進水敏性改造,提升空間網絡的冗余性和多向互補能力,保證應對災害具有一定的承載能力,以維護防洪體系的完整有效。
長期以來,城市普遍采用防洪堤、溝渠、排水管網等高效快速的灰色基礎設施管理雨洪,忽視了雨水資源的使用價值。長期的雨洪抗災實踐證實,僅依靠工程手段應對洪澇問題效益有限且代價高昂。引介堰塘沖田和基塘系統所采用的軟質防洪思想,不僅以“排”為首要目標,而將“滲、滯、蓄、用”共同納入排水過程,結合“產-匯”關系,實現源頭蓄水,過程滲水用水,從工程排水的對抗關系轉變為生態排水的協同關系。通過微地形營造、提供雨水花園、生物滯留池、調蓄池、海綿濕地等生態空間的方式,盡量維持場地原有水文狀況,減少建設量,借助自然空間和生態過程緩解擾動,完成對水文的干預。以低影響的手段化解災害,保持自然與社會系統的動態活力。
適應性規劃是提升城市韌性的重要手段,傳統理水智慧的適應性包括時間和空間兩個維度。其一是對時間變化的充分考量。氣候具有動態變化特性,倡導在規劃設計中融入動態思想,制定適應性規劃策略,尊重空間生態過程可有效減弱不確定氣候因素的擾動。通過優化風廊道,規劃緩沖空間,提升公共空間的功能轉換能力,以及根據不同的氣候條件,形成多樣化人水互動景觀等措施提升時間韌性。其二,強調因地制宜。坑塘體系根據山地丘陵和平原城市的不同特質,形成了不同表現形式的理水空間。在城市規劃設計實踐中,也需依托當地環境特征,提升空間韌性。在山地雨洪管理中,可考慮利用地形地勢進行豎向設計,增加綠地、鋪地的雨水下滲能力和蓄滯能力,通過垂直多向的徑流路徑設計延長雨水滯留時間。在平原雨洪管理中,可通過綠色屋頂、雨水花園、濕地建設等水平向綠色基礎設施展開徑流路徑,同時,增加植物設置以控制徑流污染。
城市生態空間承擔多種生態系統服務功能,對維持區域生態平衡和可持續發展具有重要作用。然而,由于土地資源緊缺,現有生態空間存在著被侵占、形態破碎、環境惡化等多重危機,為實現城市社會-生態韌性協調,應積極推動生態空間多維復合發展。
促進城市水綠網絡的生態功能、景觀功能、游憩功能、水質凈化功能與防洪管理功能的復合。引導水系生態化改造,拓寬自然空間,降低河岸渠化硬質化比率,以改善河流生態功能和雨洪調節能力,同時,充分考慮周圍社區游憩服務需求,發揮濱水空間的社會文化經濟效益;通過靈活的豎向設計引導綠地進行適應性景觀改造,提升景觀趣味的同時,加強綠地雨水滯留能力,在滿足生活游憩基礎上,優化綠地系統的復合效能。
鄉村是人類為適應最基本的生存條件,進行各種生產、生活活動而形成的人類聚落的一種最基本的形態。傳統鄉村聚落景觀與特定的地理環境相適應而產生和發展,是鄉村地方性歷史文化的積累和體現[26];其中蘊含的生態智慧,是人類在與自然協同進化的漫長過程中,領悟和積累的各種能使環境更適于生存與生活的策略和理念,融合生態學、人文地理學、風景園林學等,突出體現地域性、生態化和實用化的思想,是人類建設和諧美好生存環境的有效途徑[27-28]。筆者嘗試從韌性視角,對傳統鄉村聚落水資源管理方式的生態智慧和運行機制進行剖析,解析不同環境資源條件下,堰塘沖田系統和基塘系統內生的社會-生態韌性耦合機制及雨洪韌性特征,進而提出現代雨洪管理的4 則啟示,旨在架構地方性、歷史性生態知識與現代雨洪城市設計的橋梁[22],為現代城市建設提供富有本土與民族特色的參考。
高速城市化、現代化進程下,鄉村受到強烈沖擊,原有的人與自然融合的鄉村景觀受到嚴重威脅,面臨破碎化、邊緣化等困境,人地關系明顯割裂,許多鄉村景觀特有的生態、文化、美學價值正在丟失。在當下倡導城鄉融合、鄉村振興、生態轉型的時代背景下,從傳統鄉村聚落汲取發展智慧,探索與當今社會經濟相契合的生態范式并有效引導實踐,具有三方面意義:一是發掘隱藏在傳統鄉村聚落景觀表象下的空間邏輯與生態智慧,豐富專業視角下鄉村景觀的生態內涵;二是彰顯傳統鄉村聚落景觀的當代價值,保護與傳承傳統鄉村人地相協的文化基因;三是探索現代生態規劃設計理論的地方性表達,提出的生態啟示更加貼近中國環境背景,有助于因地制宜地建立既高效又可持續的實踐解決方案。