■ 張璐璐 ZHANG Lulu 朱 丹 ZHU Dan 宋德萱 SONG Dexuan
人與自然的關系是人類發展史上歷久彌新的議題。人類面臨的生態困境提醒我們:人類的續存和福祉取決于我們對地球有限空間和資源的謹慎使用,以及保護和恢復生態系統的能力[1]。城市作為人類聚居空間和各類活動的匯聚點,在城市內部重建人與自然的良性互利關系,這對于解決人類發展帶來的各類環境問題至關重要。因此,對生態系統的保護和修復應延伸至人類工作與生活的城市[2]。
住區是城市最重要的組成單元之一,是城市生活的重要載體。在“存量更新”和“生態轉型”的雙重發展模式下,老舊住區建成環境更新需妥善處理人、空間和生態系統的關系,但以往的建成環境物質空間更新模式已難以應對城市發展生態、可持續的復雜問題。如何通過自然營造修補、整合建成環境物質空間,修復、重建生物棲息地,發揮建成環境生態效益,提升建成老舊住區生態品質,在人居環境和生態環境兩個維度找到平衡點,成為高密度城市老舊住區更新及生態修復的新議題。
城市發展帶來的自然環境被城市建成環境所取代,必然會改變乃至破壞自然生物原本的棲息環境[3]。由城市擴張引起的生境面積減少、破碎化及生境結構的改變,被認為是自然生境衰退乃至喪失功能的主要原因[4-5]。但城市與自然并非是二元對立的,生態系統存在于自然環境中,同樣也存在于城市建成環境中,城市中的生態系統同時服務于城市中的人和生物[6]。生態修復視角下的城市更新,既可創造舒適、宜居的人居環境,回應城市居民“日益增長的美好生活需要”,又可以恢復建成環境“生境”功能、修復受損的環境生態因子,從而提升城市生態豐富性和物種多樣性,實現城市發展的生態、可持續。
生境(Habitat)也稱棲息地,即生物賴以生存的環境,是生物個體、種群或群落生活和完成生命過程的空間或環境類型[7],它包含生物生存與繁衍所需的資源與環境,是特定區域對生物起作用的生態因子的總和,是生物多樣性的基礎[4,8]。“Biotope”(生境單元)一詞由德國科學家Friedrich Dahl 提出,最初被定義為“特定動、植物物種生存的棲息地”[8-9],常作為“Habitat”的同義詞使用。隨著相關研究的推進,許多學者對“Biotope”進行了進一步的定義,但總的來說,與“Habitat” 相比,“Biotope”更關注“生物群落”,強調“特定的環境條件”。在本文中,將選擇“城市生境”(Urban Biotope)來定義研究對象,即城市建成環境中的生物棲息環境。
城市生境指城市范圍內維持生命機體生存于繁衍的環境條件[9]。這一概念被廣泛應用于生態、景觀及規劃設計等不同研究領域;根據研究對象和關注點的不同,對“城市生境”的解釋和定義也有所區別。干靚[8]將“城市生物棲息環境”定義為城市中保證一個或多個種群野生動物遷徙、求偶、基因交流的環境;陳天一等[9]則根據Sukopp 等對“Urban Biotope”的解釋,將其定義為“由建筑、動植物、土壤以及人類干擾活動等多個因素共同形成的景觀生態單元”;王向榮[10]指出,城市生境包含了綠地、林地、水體、荒地等自然和近自然區域,同時也包括建筑、橋梁、各種管網、軌道等構筑物或基礎設施。雖側重點有所不同,但既有研究都認可城市建成環境“生境”對城市生態系統和生物多樣性的積極作用;“城市生境”雖然不同于原始自然生境,但依然蘊含著生物多樣性恢復的潛力[11-12]。
“城市雙修”發展理念的正式提出,明確了存量更新時期城市人居環境和生態環境協同發展目標。然而,以往與生態修復割裂的物質空間改造和更新方式,已無法滿足“人與自然和諧共生”的城市發展愿景。由此,在整合城市物質空間、優化人居環境品質的同時,改善建成環境生態質量和穩定性,在城市內部重塑生境豐度,已成為實現城市可持續發展和人類福祉的必由之路。城市生境營造兼顧城市建成環境更新和城市生物庇護所、棲息地的修復與營造,無疑是生態修復、城市修補的有效手段。
城市生境可為建成環境提供豐富多樣的生態服務。城市中的綠地空間也可在一定程度上提供生態服務;但綠地空間不等同于生物生境和棲息地,在生態功能和生物多樣性表現上不盡如人意[10,13]。以上海為例,為了滿足特定時期綠化管理條例的規定,大量老舊住區的公共綠地采用價格低廉、四季常綠的麥冬作為地被層綠化(圖1)。此類綠地空間,一方面難以滿足居民日常公共活動需求;另一方面,單一物種的植物即使密度很大,對生態系統和生物多樣性的作用也十分有限。只有將城市建成環境的更新與生境營造相結合,才能夠充分挖掘城市綠地空間生態潛力,改善建成環境生態質量和穩定性,充分發揮其生態功能。

圖1 上海老舊住區綠地空間現狀
城市生境可為城市生物提供棲息地,繼而為生物多樣性保護創造條件。城市的生物多樣性對于維護城市生態安全和生態平衡、改善城市人居環境具有重要意義,在生態文明理念的指導下,城市的發展乃至續存理應為其他生物讓出部分生存空間。通過在城市中營造生境,鼓勵居民參與到建成環境中的同時,控制人的活動對生物棲息地的干擾,進而在城市中創造野生動、植物的庇護所和棲息地,是在城市中展現自然的內在秩序、加強對環境和場所依戀、建立和修復人與自然聯結的重要手段(圖2)。

圖2 城市生境與建成環境和生物棲息地的關系
從目的和功能上,城市生境營造有別于傳統的城市建成環境改造和更新實踐,它是為了改善和修復建成環境內生物群落演替的生境因子,為植物群落提供適宜的生長條件,為昆蟲、動物提供水源、食源、掩蔽場所乃至棲息地。將城市日常生活空間與生物棲息地聯系起來,建立具有視覺審美、生態價值,同時能夠容納居民日常公共活動的場所,需在居民對空間的內在需求、城市生態修復和生物多樣性保護間尋求平衡。
從尺度和方法上,也有別于傳統的生態修復和生物多樣性保護實踐。城市更新中的生境營造通常是小尺度的空間格局、景觀要素和生境因子的設計整合,構建的是相對較小的孤立生物生境。通過對建成環境生態現狀的深入理解,對場地內蘊藏的小規模生態系統進行保護和改良,組織自然秩序、恢復自然的自我調節和自我演替能力,具有零散化和異質性的特點。此類城市生境還需依賴部分人工干預以助力自然演替,來達到生物群落良性發展和動態平衡的目的,從而維持生物多樣性和場地生境功能的可持續性。
生境花園以豐富城市生物多樣性和締造城市生態環境福祉為目標,是城市綠地系統中通過生境營造技術設計建造的、具有生物棲息功能的花園。它既包含城市花園基本的綠色基礎設施、景觀要素,能夠為城市居民提供休憩、休閑的戶外公共空間,又滿足花園的生物生境功能。與傳統城市花園綠地最重要的區別在于,生境花園強調場地作為城市生物生境的生態服務功能,主要包括以下3 個方面。
(1)可持續的本土環境。生境花園的營造需綜合考慮場地生態基質、空間特征和區域小氣候,順應場地的自然力和生境因子,挖掘場地生態潛力,合理利用場地自生生物群落,創造低成本、低維護的可持續生境。
(2)生物多樣性保護。這是生境花園設計營造的重要目標,通過人工設計的種植模式建立不同植物群落在空間和時間兩個維度的分層結構關系,形成豐富而穩定的植物群落組合;同時,為各類野生動物提供良好的生存環境,實現不同物種在垂直空間和時間兩個維度上的和諧共存。
(3)自然演替和生態平衡。基于場地多層次群落結構、自生生物群落的自然演替,結合適度的人工干預和適應性管理,生境花園內部可以形成一個相對健康、穩定的生態系統,同時建立了遵循季節變化的循環、可持續的景觀周期。
對城市和區域而言,老舊住區生境花園作為高密度城市中量大面廣的小型生境,在生態網絡中起到連接大型生態板塊通道和節點的角色,對保護城市生物多樣性、構建城市生態網絡、修復城市生態具有積極作用。對住區自身而言,生境花園的營造能為居民提供親近自然、集約利用土地的高品質生態景觀空間和公共活動空間。因此,城市老舊住區生境花園營造,需綜合考慮場地生態效益、景觀功能和公共活動空間屬性,實現多目標協同。
(1)發揮場地生境功能,改善建成環境生態效益。一是通過建成環境生態資源要素統籌和合理的人工干預,引入本土植物群落,提供野生動物生存所需的水源、食源和掩蔽場所;二是恢復建成環境生境的自我調節功能,建立積極有序的生態循環體系,發揮建成環境生態服務功能;三是保護和維持區域原生生物多樣性,構建老舊住區良好生態環境。
(2)構建高質量綠色空間,提供多維度景觀體驗。老舊住區生境花園營造,通過人工設計的植物群落,營造植物群落豐富、生態結構穩定的高品質建成環境綠色空間。植物群落結構設計應在空間和時間兩個維度回應四季變化,形成積極的自然演替和周期性循環,在不同的維度提供多樣的景觀美學體驗。
(3)將自然生態融入日常生活,提升公眾對自然價值的認知。老舊住區生境花園營造,應以居民日常室外活動需求為設計依據,將“自然”與“生態”融入居民日常生活。以生境花園為載體,搭建人與自然、人與人之間的聯系,提升公眾對于城市自然價值的認知。
生境花園的營造,需要對場地內綠化條件、植物配置、人的活動等生態機制和景觀原型進行分析和梳理,通過調整綠化結構、優化景觀要素配置、補充生態基質和資源要素等實現空間生境營造。基于自然的解決方案,大自然保護協會[14](The Nature Conservancy,簡稱TNC)提出了生境花園營造應遵循的5 項基本科學原則,即:①使用本土植物;②杜絕外來入侵植物;③豐富植物群落;④減少農藥化肥使用;⑤為城市野生動物提供輔助的食物、水源或庇護所。
以上原則分別從場地生態基質和植物自然力、人工干預、植物群落結構設計、環境生態和生物多樣性保護、生物棲息地和生存空間構建5 個層面,對生境花園的營造進行規定。
2017 年,上海生境花園項目啟動。作為上海國土空間生態修復“提升棲息地質量,維護生物多樣性”的示范點,該項目被納入《上海市國土空間生態修復專項規劃(2021—2035)》,從政策層面引領城市生態文明建設[15]。通過對高密度城市老舊社區邊角及廢棄公共空間的改造,營造城市小型生物生境,打造人與自然和諧共存的公共空間環境,是城市小尺度生境營造的代表性探索與實踐。生境花園的設計和營造不但拓展了城市生物多樣性保護的方法和途徑,也為上海城市老舊住區公共空間更新與建成環境生態修復的協同發展提供了有效路徑。以上海市長寧區為例,迄今已建成了以虹旭生境花園為代表的8 個生境花園,另有7 處正在建設中(至2022 年8 月);根據規劃,至2025 年,長寧區將完成共計30 處生境花園的建設[16]。本章節以長寧區已建成生境花園為例,對老舊住區生境花園營造流程及關鍵方法進行梳理。
城市建成環境更新中的生境花園營造可分為4 個階段,包括:①現狀分析與設計定位,主要分析建成環境空間特征和生態基質,確定場地景觀原型;②功能分區與布局設計,關鍵是制定框架重塑人與自然的關系,對建成環境功能空間和生態格局進行分區和再設計;③要素設計,需保留、優化、補充場地生態因子,重構場地生物群落,優化空間品質同時營造場地生境;④管理維護,通過持續設計和維護,平衡自然干擾和人工干預,實現生境良性循環(圖3)。

圖3 城市建成環境更新中的生境花園營造程序
老舊住區生境花園兼具公共活動、景觀綠化和生物生境的功能,標準的格局設計應包括3 個部分,即:居民日常公共活動區、人與自然交流的自然互動區和生境保育區。居民在不同的功能區可以分別進行參與性活動、限制性交流互動及禁止活動(圖4)。在實際設計營造過程中,根據場地所處區位、大小和空間形態,區域小氣候和周邊生態基質,以及社區居民日常公共活動特征及需求等建成環境現狀特征,對生境花園功能定位的側重點有所不同。對于居民日常公共活動對原場地依賴度較高的區域,生境花園布局與分區設計功能上應側重居民公共活動,場地內人的活動以休憩和與自然互動為主,因此在公共活動區和自然互動區之間通常不設置明確界限;其場地生境功能主要是為野生生物提供食源和掩蔽場所,棲息地功能被弱化。對于小區邊緣且周邊生態基質較好的區域,生境花園功能上相對均衡并關注與自然的互動和生境保育,部分區域對居民公共活動限制性較強,強調場地的生物棲息地功能。已建成生境花園實踐案例的布局與分區設計見表1。

表1 生境花園實踐案例布局與分區設計

圖4 老舊住區生境花園布局與功能分區示意圖
根據TNC 提出的營造原則,生境花園包含觀鳥墻、花境、自然水源、人工水源、昆蟲箱、堆肥箱、石籠和枯枝堆等8 個基本生態要素[14-15],分別從互動體驗、食源、水源、庇護所與棲息地等不同層面為人和生物提供生態服務(圖5)。對于生境花園而言,場地固有的空間、自然要素是生境花園營造的先決條件和生態基質,生態要素是具體的營造形式,而功能要素是服務于人(社區居民)、植物群落和野生動物(圖6)。

圖5 虹旭生境花園布局及要素設計

圖6 老舊住區生境花園營造要素及相互關系
生境花園的營造基于住區既有的建成環境,因此需考慮場地已有空間環境和自然要素。在自然要素的選擇和設計過程之初,應對建成環境和場地生境現狀進行調研。在此基礎上,將人工介入與群落自我演替方式相結合,通過場地原生植被的保留與優化、本土植物的引入、功能性植物的補充等過程,構建功能性的植物群落,建立不同植物間的合理關系,提升場地內植物多樣性(圖7)。

圖7 生境花園植物群落構建:原生植物保留和花境設計
生境花園的營造并不嚴格要求包含所有生態要素,但通常情況下,需同時滿足所有的功能要素,為人、植物群落和野生生物提供活動空間和生態服務。例如,觀鳥墻和水源(自然、人工)在生境花園中為人和野生生物提供景觀、生態服務(與自然的互動、景觀功能、水源),但并不是所有的生境花園均需要設置,而是根據場地的地形地貌、水文條件和周邊生態基質,基于生境花園設計定位和服務目標,有選擇地進行設置(圖8、9)。

圖8 生境花園生態要素設計:自然水源和人工水源

圖9 生境花園生態要素設計:觀鳥墻(觀鳥臺)
人工修復或營造生境的可持續性,在很大程度上取決于適應性管理水平。因此,老舊住區生境花園營造不僅要針對場地進行空間格局設計,對生態要素進行選擇,還要為生境的動態演替和人為管理制定相應的過程管理程序。
在設計階段,通過對場地原生植被進行改良和優化,引入本土植物群落并補充功能性植物,以構建人工植物群落體系;同時,應尊重場地的自然力,通過適當的留白為場地自生群落的發展和演替留有余地。
在生境構建階段,尊重自然力同時,對生物群落演替進行主動管理。人工干預與自然干擾交互介入、協同作用于生物群落的營造過程,能夠有效建構和恢復健康的生物群落生態系統,完善群落結構,形成良好的生物種間關系;進而提高群落對環境和干擾的適應能力,形成動態演替、持續穩定的群落結構和場地生境。
在管理維護階段,除了基本的運營維護和設備更新以外,還需要對場地生態功能進行持續監管,防止不良的自然干擾和惡性種間競爭影響生態系統的持續性和穩定性;同時,通過推進宣教科普和自然教育,調動居民的積極性,實現生境的常態化自主管理,提升管理維護效率、降低 成本。
此外,公眾參與機制對于城市生境有著重要意義。在老舊住區更新過程中,鼓勵社區居民自主參與生境花園設計、建造和管理過程。全過程公眾參與的生境花園營造,能在老舊住區建成環境更新中起到催化劑的作用,可促進場地空間、生態效益的發揮,使自然體驗成為城市日常生活的必要組成部分。
綜上所述,基于“城市生境”理念的指導,以生境花園營造的方式對老舊住區公共空間進行改造和更新,不但能夠提升建成老舊住區生態品質,而且充分發揮建成環境生態效益,為高密度城市老舊住區更新及生態修復提供了新的思路。在更大的范圍內,通過人工干預和介入的方式打造城市生境基本單元,可作為城市生態網絡的通廊和節點,對城市生態修復和生境網絡的構建起到積極作用。
需要注意的是,與大型的自然生境相比,人工修復和營造的小型生境更容易受到自然的干擾。因此,在生境花園建設完成后的使用及管理維護過程中,如何維護場地生境的多樣性與復雜性以形成長周期性的生物群落動態演替,如何結合生態原理探索因地制宜的生境花園設計營造策略,還需要更加系統和深入的研究。