“軌道機(jī)動車”游憩活動對公園生態(tài)環(huán)境的影響研究
——以上海共青森林公園“森林小火車”游憩活動為例

文／熊世寶 浙江大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司

引言

森林小火車本是一種通行在森林覆蓋地區(qū)的交通方式，著名的線路包括阿里山森林火車線[1]等。隨著現(xiàn)代交通方式的改變，這種交通方式已漸漸退出人們的生活。然而，因為森林機(jī)車運(yùn)行速度較慢、視線開闊、適合觀賞等游憩行為的特點(diǎn)，在公園等城市游憩地中大量出現(xiàn)以森林小火車為藍(lán)本的游憩活動方式，并有一些相關(guān)的開發(fā)和研究[2]。

上海共青國家森林公園作為上海市區(qū)內(nèi)重要的森林生態(tài)公園，公園總占地面積為1965 畝，其中對外開放的綠地面積為1870.6 畝，是首批國家級森林公園[3]。其內(nèi)部豐富的游憩活動，包括燒烤、垂釣、森林小火車等，也符合森林公園的整體游憩目標(biāo)。本文通過對共青森林公園內(nèi)的游憩活動——“森林小火車”運(yùn)營情況及沿線環(huán)境的調(diào)查，分析其對環(huán)境的影響方式及結(jié)果，并針對這些影響嘗試進(jìn)行一些空間上的改造。

1 軌道機(jī)動車游憩活動的行為特點(diǎn)

（1）作為穿越森林的線性活動，上海共青森林火車軌道長1km，環(huán)形封閉式游覽，設(shè)1 個站臺和一個山洞停放點(diǎn)（圖1）。站臺為運(yùn)營時使用，配有售票站等管理設(shè)施，其中售票處面積約10m2，站臺乘客自由活動區(qū)域面積約76m2。山洞為每天停止運(yùn)營后的停放點(diǎn)，也是日常檢修的地方。

（2）運(yùn)行中游客不得上下車，坐行觀賞，上海共青森林公園森林火車設(shè)有40 個座位，一次游覽最大可容納游客40 人，每次行駛約5 分42 秒，運(yùn)營間隔時間由乘坐量決定，平均為6 分鐘。運(yùn)營時間為早9 點(diǎn)至下午4 點(diǎn)30 分。

（3）森林小火車是一種獨(dú)特的慢行體驗方式，乘坐體驗與視覺移動的觀賞、穿越森林的情景相結(jié)合，不同于步行、自行車等慢行游覽方式。柴油火車本身代表工業(yè)文明的一個階段，是歷史文化的一種象征，森林火車集合了兩種獨(dú)特的元素，融文化感受和生態(tài)體驗于一體。

2 小火車活動對生態(tài)環(huán)境的影響特征

2.1 影響類型

該項游憩活動對環(huán)境的直接影響包括“森林小火車”活動在空間上對于沿線周邊植物生長的影響、機(jī)車地面滴油以及鐵軌潤滑油對地表環(huán)境的影響、“森林小火車”運(yùn)動產(chǎn)生的震動對環(huán)境的影響、軌道線路對于公園水系的影響、機(jī)車產(chǎn)生的柴油廢氣對于環(huán)境的影響、機(jī)車運(yùn)行時產(chǎn)生的噪音污染、軌道對生態(tài)的阻斷作用。該項游憩活動對環(huán)境的間接影響包括鐵軌沿線踩踏對植被的影響、踩踏對土壤板結(jié)的影響以及鐵軌沿線遺留的路面垃圾對環(huán)境的影響。

以下分別為植被破壞（圖2）、震動（圖3）、油污（圖4）的影響分布圖。

2.2 直接影響

該項游憩活動對環(huán)境的直接影響包括“森林小火車”活動在空間上對于沿線周邊植物生長的影響、機(jī)車地面滴油以及鐵軌潤滑油對地表環(huán)境的影響、“森林小火車”運(yùn)動產(chǎn)生的震動對環(huán)境的影響、軌道線路對于公園水系的影響、機(jī)車產(chǎn)生的柴油廢氣對于環(huán)境的影響、機(jī)車運(yùn)行時產(chǎn)生的噪音污染以及軌道對生態(tài)的阻斷作用。

2.2.1“森林小火車”活動在空間上對于沿線周邊植物生長的影響

圖1 運(yùn)行軌道及站點(diǎn)分布圖（圖片來源：作者自繪）

圖2 植被影響（圖片來源：作者自繪）

圖3 震動影響（圖片來源：作者自繪）

圖4 油污影響（圖片來源：作者自繪）

（1）空間上的影響：考慮到植物不受限制地自由生長有可能會侵入火車的行駛空間，對火車的行駛造成安全隱患，所以火車軌道兩側(cè)2m范圍內(nèi)的種植基本上為雜生草本植物，無灌木與喬木。同時，為防止喬灌木枝椏的自由生長對小火車行駛造成影響，距小火車行駛空間一定范圍內(nèi)的喬灌木被修剪。

（2）溫度帶來的影響：火車在經(jīng)過軌道時摩擦產(chǎn)生高溫，會對軌道旁的植物造成損傷，軌道之間的植物也無法自然生長。

（3）其他影響：其他影響還包括柴油廢氣等對于植物的影響，具體在后文中闡述。

2.2.2 機(jī)車地面滴油以及鐵軌潤滑油對地表環(huán)境的影響

森林小火車通過后，會在鐵軌周邊的土壤留下少量的機(jī)械性廢油，同時鋼軌上會殘留有潤滑油，這些廢油隨雨水流入沿線的水體中，對土壤和水體環(huán)境造成不良影響。油污多集中于軌道的連接節(jié)點(diǎn)和兩個停靠區(qū)（站臺和山洞），具體統(tǒng)計出的油污表面積為：軌道墊層油污46.6m2，軌道接頭處油污面積8.2m2，山洞停放點(diǎn)油污表面積11.2m2，站臺停靠區(qū)油污面積18.4m2，總計油污面積84.4m2。

根據(jù)相關(guān)研究[4]，含油廢水流到土壤，由于土層對油污的吸附和過濾過程中，會在土壤中形成油膜，使空氣難以透入，故而阻礙土壤微生物的繁殖，破壞土層的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。

流到水體的油污形成油膜后會阻礙大氣復(fù)氧，斷絕水體氧的來源，水中的乳化油和溶解油由于需氧微生物的作用，在分解過程中消耗水中溶解氧，生成二氧化碳和水，使水體成缺氧狀態(tài)，水體的二氧化碳濃度增高，使水體PH 值降低到正常范圍以下，影響魚類和水生植物的生長。

2.2.3 軌道線路對于公園水系的影響

共青森林公園中的水體為死水，流動緩慢，水質(zhì)較差[5]。森林小火車軌道路線在與公園水系相交時，部分橋梁的基座是完全夯實(shí)的，對公園的水體流動造成阻斷，使得公園內(nèi)水系的活動能力繼續(xù)降低，水質(zhì)進(jìn)一步惡化。水體的靜止使得大氣的復(fù)氧能力降低，大量的厭氧微生物繁殖，水體富營養(yǎng)化。同時污染物質(zhì)自凈降解速率隨著水流紊動強(qiáng)度的減弱而減弱，使得目前共青森林公園內(nèi)水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重[6]。

2.2.4 機(jī)車產(chǎn)生的柴油廢氣對于環(huán)境的影響

柴油燃燒會產(chǎn)生氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、醛類和不完全燃燒時的大量黑煙。黑煙中有未經(jīng)燃燒的油霧、碳粒、一些高沸點(diǎn)的雜環(huán)和芳烴物質(zhì)，并有些致癌物如3，4-苯并芘[7]。在現(xiàn)場觀察到森林小火車在運(yùn)行時產(chǎn)生大量黑煙，故會產(chǎn)生很多油霧、碳粒等物質(zhì)，對于公園中的植被表面、水體等環(huán)境單位造成嚴(yán)重的污染。同時，由于森林小火車與旁邊的游人距離很近，故會直接影響到游人的身體健康[8]。

2.2.5 機(jī)車運(yùn)行時產(chǎn)生的噪音污染

森林小火車在運(yùn)營過程中發(fā)出的噪聲主要包括：信號噪聲、機(jī)車噪聲和輪軌噪聲。其中信號噪聲的持續(xù)時間最短但分貝最高，通常是提醒前方游客的警示鳴笛。由于森林小火車機(jī)車功率僅為24kW，機(jī)車在運(yùn)行時自身噪聲較弱，基本不會對游客產(chǎn)生較大影響。從現(xiàn)場感受判斷，輪軌噪聲分貝較小，主要影響乘車的游客，而對周邊環(huán)境影響較小。

機(jī)車所使用鳴笛分貝約在90dB，根據(jù)上海市綠化和市容管理局2013年6月24日發(fā)布的《上海市綠化和市容管理局關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)公園社會生活噪聲污染防治工作的通知》（滬綠容[2013]213號）文件，公園活動噪音不得高于70dB（噪聲源測試距離和認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)為活動團(tuán)隊外圍邊緣20m處為測試點(diǎn)，對測試點(diǎn)的聲源噪聲≥70dB 的，公園管理方應(yīng)及時進(jìn)行勸阻，勸阻不聽者，報公安部門處理），故應(yīng)在鳴笛本身，或是使用方式上予以改進(jìn)。

2.2.6 軌道對生態(tài)的阻斷作用

鐵路軌道的存在一定程度上是對自然植被的分割，導(dǎo)致動物的活動區(qū)域縮小，活動領(lǐng)域被重新劃分，可能導(dǎo)致動物種群變小，種群間交流減少，生態(tài)環(huán)境島嶼化。

2.3 間接影響

該項游憩活動對環(huán)境的間接影響包括鐵軌沿線踩踏對植被的影響、踩踏對土壤板結(jié)的影響以及鐵軌沿線遺留的路面垃圾對環(huán)境的影響。

2.3.1 鐵軌沿線踩踏對植被的影響

關(guān)于小火車鐵軌沿線的踩踏，結(jié)合相關(guān)研究[9]進(jìn)行分析，大致歸類為三點(diǎn)：

（1）游客的獵奇心理

共青森林公園的游客多為上海常住人群，而森林小火車游憩活動在上海地區(qū)并不多見，對于他們來說森林小火車是一項新奇有趣的活動，所以在火車道沿線會發(fā)生一些探尋活動。游客對于小火車的好奇心驅(qū)使了這項活動的發(fā)生，這也帶來沿線植被被踩踏的問題。

（2）小火車游覽活動和步行游覽活動在空間上交錯

森林小火車的環(huán)形路線和公園步道系統(tǒng)在空間上形成了交錯點(diǎn)，這些點(diǎn)形成了植被踩踏的放大點(diǎn)和主要節(jié)點(diǎn)。園路上的行人經(jīng)過這些節(jié)點(diǎn)會駐足拍攝，甚至滲透入軌道沿線，這種由小火車引發(fā)的觀賞活動加重了植被的負(fù)擔(dān)。且因為園路與軌道空間上是交錯的，管理方很難設(shè)置一些攔網(wǎng)等設(shè)施，不能進(jìn)行高效的管理，游客的踩踏超出植被的承載極限，帶來了很大的破壞。

（3）從眾心理

游客的從眾心理也是原因之一，往往一個游客的行為會引發(fā)其他人的從眾行為，這在很多草坪上也會經(jīng)常出現(xiàn)，而踩出道路之后對于之后的游客也會形成心理暗示，從而進(jìn)一步惡化。

這三方面的因素，引發(fā)的高強(qiáng)度的踩踏使得原本植被豐富的軌道兩側(cè)形成了兩條幾乎沒有植物能夠存活的線性區(qū)域。

我們在對典型區(qū)域進(jìn)行測繪后得到了踩踏作用導(dǎo)致的鐵道兩側(cè)的植物生長情況的斷面圖。根據(jù)現(xiàn)狀中的問題我們結(jié)合相關(guān)研究[10]，通過以下實(shí)驗，對土壤板結(jié)程度、植物生長情況進(jìn)行了調(diào)查。

2.3.2 踩踏對土壤板結(jié)的影響

（1）實(shí)驗方法：

壓力固定（人的體重60kg），受力面積固定（截面積約6.25cm2的立方體石子），對土壤進(jìn)行壓力測試，壓強(qiáng)約為9.4×105Pa，以石子的陷入深度作為統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行硬度測算，多次測量取平均值消除偶然誤差。

（2）取樣點(diǎn)選擇：

以軌道為原點(diǎn)向外推進(jìn)，因為30cm 內(nèi)土壤均為碎石覆蓋不宜作為取樣點(diǎn)，故以30cm 處為第一個取樣點(diǎn)（與軌道平行），每隔10cm 進(jìn)行取樣，到200cm 處基本為自然土壤，共有18 個取樣區(qū)，與軌道距離分別為3、4、5……20dm，每個區(qū)域內(nèi)進(jìn)行五次實(shí)驗取平均值。

（3）數(shù)據(jù)分析

①取樣點(diǎn)數(shù)據(jù)為18 個采樣點(diǎn)的平均壓入深度（表1）。

②對其進(jìn)行取整并進(jìn)行等級劃分，將土壤板結(jié)程度分為10 個等級：1，2，3……10。

自然土壤（無人類活動干擾，無踩踏活動）：板結(jié)程度1。

被踩踏為路面的土壤：板結(jié)程度10。

③最大值為11.2mm（自然土壤）對應(yīng)板結(jié)程度1，最小值為2mm（被踩踏為路面的土壤中心處）對應(yīng)板結(jié)程度10。

④對壓入深度進(jìn)行等級劃分，為方便分類，將其分為10 個區(qū)間：1.5 ～2.5、2.5 ～3.5……10.5 ～11.5，分別對應(yīng)等級10、9……1（表2）。

⑤將平均壓入深度、板結(jié)等級、植被高度進(jìn)行對比（圖5）。

（4）實(shí)驗數(shù)據(jù)與結(jié)果

（5）結(jié)論

從實(shí)驗結(jié)果明顯看出，鐵軌沿線的踩踏行為嚴(yán)重地影響了土壤的板結(jié)程度。一方面，說明該帶狀空間的氣候環(huán)境和地下土壤條件已經(jīng)不能滿足植物正常生長發(fā)育對于水肥氣熱的需求，阻礙了植物的氣體交換、水分平衡、能量平衡和養(yǎng)分循環(huán)，影響了植物的正常生長發(fā)育；另一方面則證明了高頻率的踩踏對于植物具有直接性的破壞作用。鐵道邊已產(chǎn)生幾乎沒有植物能夠生存的帶狀空間，產(chǎn)生了比軌道本身更具有生態(tài)阻斷效應(yīng)的空間，對于公園的整體生態(tài)格局有著消極的影響。

表1 取樣點(diǎn)數(shù)據(jù)（單位：mm）（表格來源：作者自繪）

表2 鐵軌沿線踩踏行為對土壤板結(jié)程度的影響（表格來源：作者自繪）

2.3.3 鐵軌沿線遺留的路面垃圾對環(huán)境的影響

森林小火車現(xiàn)已成為共青森林公園中最具特色的游客活動之一，其穿梭在森林中的場景也十分吸引游客。鐵路左右兩側(cè)只有地被植物的空間容易進(jìn)入，但并不是預(yù)設(shè)的人行道路，故沒有設(shè)置垃圾桶等設(shè)施，這使得很多乘客在沿著鐵路的空間活動時會將垃圾扔在該區(qū)域內(nèi)。目前在火車道沿線，地表存在很多垃圾，這在很大程度上影響了該空間的環(huán)境質(zhì)量。遺留在土壤的垃圾會通過垃圾滲濾液滲入土壤，滲濾液污染物在土壤中產(chǎn)生一系列物理、化學(xué)和生物作用，如過濾、吸附、沉淀，或為植物根系吸收或被微生物合成吸收，從而使污染質(zhì)留在土壤內(nèi)，或通過土壤孔隙進(jìn)入地下水，造成范圍更廣的污染[11]。

3 針對“小火車”對環(huán)境影響的設(shè)計對策

3.1 油污防治的對策

為解決小火車油污對環(huán)境的影響，我們結(jié)合相關(guān)研究[12]，提出兩種方法：

3.1.1 人工清理方法

定期由小火車養(yǎng)護(hù)人員，在小火車沿線進(jìn)行人工物理吸附式清理，通過使用吸油纖維等材料，手動對軌道及周邊受到油污的污染區(qū)域進(jìn)行刷洗。該方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠直接便捷地清理小火車帶來的油污，且清理具有很強(qiáng)的針對性；缺點(diǎn)是需要大量人力，與此同時清理效果的持續(xù)性較差，需要周期式的重復(fù)作業(yè)。

3.1.2 微生物清理方法

在軌道及周邊投放有較強(qiáng)吸附能力的細(xì)菌形成長期的吸附油污的效果，其主要原理是微生物對油污中的碳源進(jìn)行的同化降解。其優(yōu)點(diǎn)是只需要一次性的人工投放就可以產(chǎn)生明顯并較為長久的清污效果，同時對環(huán)境不會產(chǎn)生新的污染。運(yùn)用微生物進(jìn)行清理的關(guān)鍵在于微生物的生長和繁殖需要一個較為固定的環(huán)境，需要對微生物生存環(huán)境進(jìn)行PH 值、溫度、營養(yǎng)鹽等的測算，同時不同的細(xì)菌對于P、N 等元素有一定的需求，可能需要在土地中投入相對應(yīng)的營養(yǎng)鹽。

3.2 小火車沿線空間改造

森林小火車沿線的游憩活動的開展以及其引發(fā)的觀賞活動行為，與其對沿線生態(tài)環(huán)境的影響有著一定的沖突，其中最突出的為游人進(jìn)入軌道空間時對軌道兩側(cè)地被植物的踩踏破壞。保持其生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性對自然環(huán)境以及發(fā)展更深層次的沿線游憩活動有著重要作用，故應(yīng)做出改變以緩解該矛盾。共青森林公園作為城市中的自然環(huán)境，不應(yīng)過多地加入人工痕跡，故采用生態(tài)改造的方法。

具體改造方法為：在距鋼軌兩側(cè)0.7m 處，修建寬為0.7m 的木棧道。具體實(shí)施步驟為先將原土質(zhì)路面過渡性地下挖0.3m，形成種植溝，在自然土壤上種植耐陰草本植物；上面覆蓋金屬板支撐棧道，對金屬板打孔來為植物生長提供縱向生長空間；金屬板上鋪設(shè)5cm 厚的防腐木材；最后在上面散鋪碎石，植物可從縫隙間生長，同時保證視覺上棧道與周圍的環(huán)境融為一體（圖6）。

結(jié)語

通過對上海共青森林公園森林小火車的研究，發(fā)現(xiàn)盡管森林小火車給公園帶來了噪音、油污等多種方面的影響，但森林小火車始終是共青森林公園中人氣最高的游樂項目，在森林小火車站臺等待乘坐森林小火車的游客絡(luò)繹不絕，它無疑也成為了整個共青森林公園最具有特色和代表性的游憩活動之一。

圖5 鐵路沿線踩踏行為影響分析圖（圖片來源：作者自繪）

圖6 改造設(shè)想剖面（圖片來源：作者自繪）

對于森林小火車帶來的種種問題以及對于其他游憩活動的影響，我們相信在很大程度上都可以通過對森林小火車整體運(yùn)營系統(tǒng)的設(shè)計使其得到改善。總體而言，森林小火車對于公園吸引力和游憩活動豐富度的促進(jìn)作用遠(yuǎn)大于其帶來的影響，所以應(yīng)該在城市的公園中鼓勵森林小火車這種極具特色的游憩活動的開展。但值得注意的是，森林小火車這項游憩活動對于周邊環(huán)境的要求，尤其是對于場地面積的要求是較為苛刻的，所以如果不具備森林小火車所需求的活動面積和場地類型，則不鼓勵設(shè)置該類游憩活動。