韌性視角下的城市水生態(tài)修復(fù)
——訪美國(guó)人類生態(tài)研究院院士李百煉

李百煉

2015普利高津金獎(jiǎng)獲得者，美國(guó)人類生態(tài)研究院院士，俄羅斯科學(xué)院外籍院士，美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)會(huì)士，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)河濱分校生態(tài)學(xué)終身教授，國(guó)際生態(tài)與可持續(xù)發(fā)展研究中心主任，世界生態(tài)高峰理事會(huì)Eco Summit主席

“只有用生態(tài)學(xué)的概念、原理和方法才能解決當(dāng)前所面臨的一系列環(huán)境問題、人與自然和諧問題。”

——李百煉

入汛以來(lái)，全國(guó)極端降雨頻發(fā)，北京、河北、山西、山東、四川等省市遭遇暴雨侵襲。不久前，河南鄭州、新鄉(xiāng)等地市遭遇強(qiáng)降雨，局地出現(xiàn)特大暴雨，人民的生命及財(cái)產(chǎn)遭受重大損失。河南暴雨?duì)縿?dòng)著全國(guó)人民的心。我們?cè)陉P(guān)注抗災(zāi)救援的同時(shí)，也在思考：城市應(yīng)如何對(duì)抗“未知性”，提升“韌性”？在近日召開的“生態(tài)的風(fēng)景 風(fēng)景的生態(tài)——2021生態(tài)保護(hù)修復(fù)創(chuàng)新實(shí)踐論壇”上，《城市住宅》雜志采訪了美國(guó)人類生態(tài)研究院院士，國(guó)際生態(tài)與可持續(xù)發(fā)展研究中心主任李百煉先生。

城市“水安全”大考

Q 每年汛期，城市防洪與內(nèi)澇話題都會(huì)沖刷大眾的耳膜，“城市看海”“市里劃船”等照片頻繁刷屏朋友圈。為應(yīng)對(duì)城市洪澇災(zāi)害，海綿城市建設(shè)應(yīng)運(yùn)而生。然而，不久前的暴雨讓人們對(duì)鄭州建設(shè)的海綿城市提出了大大的問號(hào)。對(duì)此，您怎樣看？

A海綿城市建設(shè)可解決城市防洪、防旱、防內(nèi)澇已成為當(dāng)下國(guó)內(nèi)的共識(shí)，但它應(yīng)是建立在宏觀尺度、流域?qū)用娴摹暗陀绊戦_發(fā)”。我們必須從區(qū)域、流域的尺度上重新考慮“治水”理念，重整山河，回歸鄉(xiāng)土、回歸自然、回歸大禹治水的疏和蓄。

“城市看海”是在區(qū)域或流域尺度上產(chǎn)生的問題，也只能在區(qū)域或流域的尺度上解決問題。這是生態(tài)學(xué)的基本常識(shí)，即一切生態(tài)關(guān)系是以生態(tài)尺度為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系。顯然，“海綿城市”可在城市內(nèi)小區(qū)域尺度上解決地表徑流、小區(qū)域尺度的雨水資源等問題。但它不可能，也不應(yīng)用于解決“城市看海”問題。準(zhǔn)確地說(shuō)，“海綿城市”并非海綿的城市，而是城市中的海綿體，或稱之為“城市海綿”。城市中大大小小的海綿體可實(shí)現(xiàn)其海綿功能，解決區(qū)域內(nèi)雨水下滲、地表徑流減少及面源污染等問題。

近年來(lái)，城市旱澇現(xiàn)象越來(lái)越普遍，頻發(fā)的自然災(zāi)害都在證實(shí)氣候正變得越來(lái)越不穩(wěn)定。據(jù)國(guó)家氣候中心預(yù)測(cè)，21世紀(jì)，中國(guó)極端降雨發(fā)生頻率和強(qiáng)度將持續(xù)增加；根據(jù)聯(lián)合國(guó)的預(yù)測(cè)，到2030年，全球洪災(zāi)數(shù)量將比今天增加3倍。

面對(duì)未來(lái)不確定及突發(fā)的洪澇災(zāi)害，我們必須提升城市“韌性”，提高風(fēng)險(xiǎn)管理意識(shí)。

嵌入“韌性”理念

Q 在您看來(lái)，建設(shè)“韌性城市”是新時(shí)代城市發(fā)展的新要求嗎？何謂“韌性城市”？

A在《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》中首次提出建設(shè)“韌性城市”。“韌性城市”作為新時(shí)代城市發(fā)展的要求，已引起社會(huì)廣泛關(guān)注。

“韌性城市”是全新的概念，其內(nèi)涵豐富，涉及范圍廣，是全時(shí)空、多領(lǐng)域、多學(xué)科交流延伸發(fā)展的復(fù)雜體系，并隨著城市規(guī)模、城市功能的更新不斷發(fā)展變化。

2002年，國(guó)際組織倡導(dǎo)地區(qū)可持續(xù)發(fā)展國(guó)際理事會(huì)(ICLEI)曾對(duì)“韌性城市”進(jìn)行定義——對(duì)于危害能及時(shí)抵御、吸收、快速適應(yīng)并作出有效反應(yīng)的城市。

20世紀(jì)末，“韌性城市”理念被引入我國(guó)，首先應(yīng)用于建筑行業(yè)，后延伸至城市建設(shè)中。其基本特征主要包括兩個(gè)方面：一是當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，城市通過一定的方式抵御、吸收和化解外界對(duì)其產(chǎn)生的影響，即抵御、適應(yīng)能力；二是城市可從災(zāi)害中快速恢復(fù)，保持正常運(yùn)行功能，即恢復(fù)能力。簡(jiǎn)言之，指城市憑借自身能力更好地應(yīng)對(duì)各類災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)前，城市風(fēng)險(xiǎn)種類繁多，需在城市規(guī)劃、城市空間、城市建設(shè)、生態(tài)治理等各個(gè)環(huán)節(jié)嵌入“韌性”理念，形成多元化的韌性城市建設(shè)與治理體系。

Q 當(dāng)我們進(jìn)行城市規(guī)劃建設(shè)時(shí)，什么才是有“韌性”的視角？從水安全方面講，如何提高城市“韌性”？

A韌性城市之“韌”，體現(xiàn)在其要具有“彈性”與“韌性”，能從容應(yīng)對(duì)不同類型的城市問題。而一座城市最大的“韌性”來(lái)自于城市發(fā)展與自然和諧共生。

城市存在于自然與人的共生環(huán)境中，城市系統(tǒng)時(shí)刻面臨各種自然或人為活動(dòng)的影響。在全球氣候變化、自然環(huán)境災(zāi)害頻發(fā)背景下，傳統(tǒng)城市防災(zāi)規(guī)劃往往強(qiáng)調(diào)治理與抵御，主要關(guān)注自然災(zāi)害本身而忽略其與城市間的互動(dòng)關(guān)系。

可以說(shuō)，自然環(huán)境要素是城市生態(tài)系統(tǒng)的核心組成部分，是保持城市韌性穩(wěn)定、促進(jìn)城市韌性發(fā)展的基本要素。

近年來(lái)，城市規(guī)模逐漸擴(kuò)大，城市人口不斷增長(zhǎng)，因城市發(fā)展需求引發(fā)的城市壓力大大超過城市的生態(tài)承載力，使城市生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)失衡，由此產(chǎn)生的城市環(huán)境問題日趨嚴(yán)重。為提高城市“韌性”，我們提倡師法自然的生態(tài)修復(fù)理念，即模擬自然,尤其是地形、地貌、水文、生態(tài)等,構(gòu)建人與自然和諧,依靠自然,人工促進(jìn)的生態(tài)修復(fù)過程。

從城市水安全角度看，我們應(yīng)重視六大生態(tài)工程措施以恢復(fù)城市水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)，包括：尊重河流的自然規(guī)律和自然形態(tài)（河漫灘、彎曲河道、坑塘系統(tǒng)、河床結(jié)構(gòu)、駁岸）；跌水堰是沉淀凈化與爆氧凈化的統(tǒng)一；原生微生物對(duì)水體凈化的強(qiáng)大功能；植物種群、空間格局至關(guān)重要；土壤微生物及土壤動(dòng)物對(duì)水質(zhì)凈化意義非凡；根據(jù)濕地空間形態(tài)營(yíng)造不同的濕地生境（見圖1）。與此同時(shí)，我們還需跳出城市小尺度視角，從城市區(qū)域大尺度上考慮不同生態(tài)尺度和生態(tài)等級(jí)的生態(tài)關(guān)系。

圖1 六大生態(tài)工程措施

生態(tài)優(yōu)先，以水定城

Q 何謂生態(tài)尺度、生態(tài)等級(jí)？其對(duì)解決城市水安全問題有怎樣的作用？

A生態(tài)學(xué)尺度的含義并非空間范圍或面積大小的問題，而是生態(tài)等級(jí)的概念。生態(tài)修復(fù)和生態(tài)保護(hù)在什么空間尺度上產(chǎn)生問題，也只能在該特定空間尺度上解決問題。

例如“城市看海”問題，從小區(qū)尺度，我們關(guān)心海綿體，關(guān)注地表徑流及就地下滲問題；從城市尺度，我們關(guān)心城市內(nèi)澇問題，關(guān)注城市“山水林田湖草城”的空間格局和空間關(guān)系問題；從流域尺度，我們關(guān)心“城市防洪”問題，關(guān)注流域水系、水面積及其對(duì)突發(fā)超強(qiáng)降雨的應(yīng)對(duì)能力問題。通俗地說(shuō)，生態(tài)學(xué)尺度即在不同的生態(tài)等級(jí)上處理不同的生態(tài)關(guān)系。

從城市小區(qū)尺度，需做好海綿建設(shè)，使雨水就地下滲，減少地表徑流；而在城市區(qū)域尺度上，為避免“城市看海”，應(yīng)把城市建設(shè)在安全高程之上，避免占用水面，應(yīng)“圍城”而不“圍水”；從流域尺度，應(yīng)保護(hù)水系的自然水文形態(tài)、河流彎曲度及河漫灘和濕地，更重要的是保護(hù)水系水岸植被，加大力度恢復(fù)城市區(qū)域濕地和水面面積。

Q 請(qǐng)您結(jié)合具體城市“治水”實(shí)例，談?wù)勎覈?guó)城市生態(tài)修復(fù)可借鑒哪些經(jīng)驗(yàn)？

A人類自古擇水而居，城臨水而建、因水而興。中國(guó)古代2000多年留存的城市建設(shè)經(jīng)驗(yàn)即“水中有城，城中有水”。以前蘇州城很少被淹，是因?yàn)槌莾?nèi)有“六縱十四橫加兩環(huán)”的河道水系，整個(gè)流域的自然水系統(tǒng)十分發(fā)達(dá)，可讓太湖的水平面保持相對(duì)恒定，讓雨水快速排出。

再以武漢為例，歷史上，武漢有“三山六水一分田”說(shuō)法。現(xiàn)今武漢的六分水（湖、河漫灘、濕地）變?yōu)槎炙溆嗨姆炙優(yōu)槌鞘小１┯杲蹬R，由原本四分水形成的城市出現(xiàn)“看海”很正常。

水資源管理方面頗有經(jīng)驗(yàn)的荷蘭，采用“與水共存”“還地于河”的策略，為河水創(chuàng)造更多的空間，提高水道區(qū)域的蓄水量，盡可能恢復(fù)河岸空間的生態(tài)體系。如位于荷蘭奈梅亨的瓦爾河，改造方案是在河的北部平原重新構(gòu)建河流支道，以增加瓦爾河的總?cè)菁{水量，豐富原先河岸生態(tài)系統(tǒng)的層次，增強(qiáng)了抵御洪水威脅的能力。

再談?wù)劽绹?guó)邁阿密的經(jīng)驗(yàn)。邁阿密城市臨水而建，由海岸濕地發(fā)展而來(lái)。整座城市水網(wǎng)交錯(cuò)，看不到防洪堤壩，建筑距水面（即海平面）高差僅2m（見圖2）。該區(qū)域的年降雨量超過2000mm，最大連續(xù)降雨量超過300mm，但并不擔(dān)心城市被淹問題。關(guān)鍵是城市建設(shè)保留大于20%的水面。通過簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)計(jì)算可得出，把100km2匯水面積產(chǎn)生的地表徑流匯集到20km2的水面上，300mm的降雨水位最多增加150cm，小于2m的高差，城市可免于洪災(zāi)。

圖2 美國(guó)邁阿密城市景觀

在對(duì)水面面積與陸地面積之比的研究中，我們發(fā)現(xiàn)田納西州作為美國(guó)最早成立流域管理局的區(qū)域，其水面面積與陸地面積之比為7%～11%。而中國(guó)許多省市水面面積與陸地面積之比皆在1%以下，這是值得關(guān)注的問題。

隨著中國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的提出，越來(lái)越多的城市開始注重生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作。如此次論壇召開的所在地重慶，是一座山水環(huán)繞、江峽相擁的山水之城，其緊緊圍繞“共抓大保護(hù)、不搞大開發(fā)”方針，尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然，持續(xù)推進(jìn)“長(zhǎng)江風(fēng)景眼，重慶生態(tài)島”的生態(tài)建設(shè)，強(qiáng)化城市發(fā)展韌性。再如建設(shè)中的雄安新區(qū)，遵循“生態(tài)優(yōu)先，以水定城”理念，先保護(hù)環(huán)境，再建城，雄安的藍(lán)綠色區(qū)域?qū)⒄?0%（藍(lán)色是水，綠色是植被），建設(shè)用地只占30%。

可見，城市“治水”應(yīng)以水動(dòng)力為基礎(chǔ)，以水質(zhì)為目標(biāo)，充分尊重自然，恢復(fù)自然，構(gòu)建科學(xué)完善的水陸空間格局和河流自凈化系統(tǒng)。總之，給自然以空間，生態(tài)優(yōu)先；與自然合作，而不是對(duì)抗它，才是最好的經(jīng)驗(yàn)。