城市水體近自然生態恢復與海綿城市構建

商侃侃 趙坤

“問題在水里，根源在岸上”是水環境治理和保護的重要觀點。通過采用近自然的理念和方法開展水體生態修復和海綿城市建設，可以維護城市人居環境的舒適感和宜居程度，有助于人與自然的和諧共生。

城市水體是指位于城市范圍內、與城市功能保持密切相關的水域，包括流經城市的河段、市內河流溝渠、湖泊和其他景觀水體。由于城市快速發展和人口大量集聚，人們在生產生活中所產生的氮、磷等營養物質大量進入城市水體，引起水體的生態平衡失調和富營養化，使其喪失了自我調節、自我凈化和自我維持的能力，出現了季節性或終年黑臭。截至2017年底，全國295個地級及以上城市共排查確認黑臭水體2100個，嚴重損害城市景觀，影響居民生活和危害身體健康。

中華人民共和國建立后，黑臭水體治理最早可追溯到1996年開始的上海蘇州河環境綜合整治，但它目前仍然只是初見成效。未來要實現水生生態系統的平衡和人與自然的和諧共生，必須將工程措施與自然凈化有機結合，實施城市水體近自然生態恢復與海綿城市建設，恢復并重建生物多樣性豐富、結構完整、具自我維持功能的健康水生生態系統。

城市水體是城市生態基礎設施的重要組成要素，在社會經濟和生態環境等方面發揮著重要的復合功能。一是供應生產和生活用水、接納雨水和排水并自凈，以及溝通航運、景觀休憩娛樂等社會經濟功能。二是調蓄徑流量、防水旱災害、調節小氣候等生態功能。三是為水生和濕生動植物提供棲息、繁殖和攝食場所，并為陸生動物提供食物，維持生物多樣性等生態功能。

草型清水穩態和藻型濁水穩態是水生生態系統穩態轉換過程中的兩個典型狀態，它們具有不同的反饋機制來維持其生態系統的穩定。城市水體因為所具備的諸多社會經濟和生態功能，長期受到強烈的人為干擾和干預，形成了獨有的特征：大多為靜止或流動性差的封閉緩流水體，具有與人居環境聯系緊密、水環境容量小、水體自凈能力弱、易污染等特點，往往面臨較高的水質惡化和水體污染風險。在人口密集的城市區域，生活污水、工業廢水和地表徑流攜帶大量營養鹽進入城市水體，導致藻類暴發和水質惡化，水生生物大量死亡，喪失了基本的生態功能，致使水體由最初的草型清水穩態轉變為藻型濁水穩態。

城市水體近自然生態恢復是以構建水質良好、生態系統健康、景觀自然美麗、人與自然和諧共生的水系為目標，參照自然水系的狀態，應用接近自然、模擬自然的方法，重構動植物關系及其食物網，恢復生態系統的合理結構、高效功能和協調關系，并使系統達到自我維持的狀態[1]。以城市景觀水體為例，采用鄉土水生植物和鄉土水生動物，配置具有“濕生—挺水—浮水—沉水”多層空間的“水上—水下森林”結構，按比例投放適量濾食性底棲動物和不同食性的魚類，進而招引鳥類前來棲息和覓食，形成結構復雜的“草—魚—鳥”水生生物鏈和地標性生物群落[2]。同時，采用駁岸軟化工法增加水陸連通性和生境異質性，盡可能重塑水體的自然形態和生物間的有機聯系，最終形成生物友善型城市水生生態系統[3]。

城市水體近自然生態恢復將德國的“近自然”河溪整治的概念和日本“多自然型”河道改造的技術手法相結合，強調以生態系統理論和基于自然的解決方案為指導思想，充分考慮動植物的棲息地條件，將人工構筑物、大自然有機體和水環境要素有機結合，實現人與自然生命共同體的和諧共生理念[4]。城市水體近自然生態恢復的具體手法分為近自然生態護岸、原位生態修復、水質綜合控制與管理三大工程技術體系：近自然生態護岸和原位生態修復是恢復城市水生生態系統的組分和結構；水質綜合控制與管理以“生態系統循環法”為指導，基于生態系統的物質循環和能量流動原理，恢復由生產者、初級消費者、高級消費者、分解者等組分構成的完整食物網，促進水體中污染物質的遷移和轉化，恢復水體的自我凈化和自我維持能力，最后通過收獲植物體和高級消費者從而移走它們所固定的營養鹽和污染物質，實現并維持城市水生生態系統的草型清水穩態。

“海綿城市”作為新出現的城市雨洪管理的重要概念之一，是指城市能像海綿一樣，在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的彈性。海綿城市的主要建設思想是：保護城市中原有的河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等生態敏感區，發揮其像海綿一樣的吸水和蓄水功能，并利用天然植被、土壤、微生物等物質手段治理水環境，再結合生態基礎設施和低影響開發技術，逐步恢復被破壞的城市水生生態系統。“海綿城市”概念確立“以自然為主”“源頭控制”和“因地制宜”為基本原則，強調保護自然、師法自然，盡可能保留城市生態空間，恢復生物多樣性，營造優美的景觀。

海綿城市建設與黑臭水體治理在理念和建設途徑上有許多相通之處，可共同考慮、同步建設和融合實施。在城市黑臭水體治理時，通常采用控源截污、內源治理、活水循環、清水補給、水質凈化、生態修復等綜合措施來消除黑臭。與此相似，海綿城市“控源截污”的重要內容之一是初雨污染的治理與控制，也就是通過植物冠層滯留、雨水棄流設施、植草淺溝、透水鋪裝和蓄水池調蓄等海綿基礎設施的作用，就地過濾、存儲和蓄積暴雨徑流。在此過程中，大部分雨水通過綠地和透水道路自然滲透，補充到地下水中；少量經過地表徑流的雨水收集到雨水管，就近匯入水體；道路和場地集水點則通過設置明溝收集，也就近排入水體。

上海辰山植物園在海綿城市建設方面提供了一個較好的案例。該園先采取屋頂綠化、雨水花園、植草淺溝、透水鋪裝、生態護岸等雨洪措施，就地存儲、過濾和蓄積自然降水；再通過構建人工泵站水處理設施、人工濕地凈化系統和原位水體自凈化系統，形成了“沈涇河—西湖—水生園—東湖”自循環結構、面積約20萬米2的封閉景觀水體的水質維護系統[5]。其中，人工泵站水處理設施以園區建設地形、自然流向、水系連通為主導，通過泵站抽取外河水補充園區水量，或抽取園內東湖的水形成內部水循環結構，解決了水量和水動力問題；人工濕地凈化系統利用表面流人工濕地、水平潛流人工濕地、生態氧化塘和絮凝沉淀池，去除水體中的懸浮物、氨氮、總磷和部分有機物，引導凈化水進入園區；原位水體自凈化系統采用“濕生植物—挺水植物—浮水植物—沉水植物”植被帶，放養濾食性和雜食性魚類以及螺螄等底棲動物，構建具有完整食物網的水生生物群落[6]。

“基于自然的解決方案”是正在被世界各地廣泛應用于受損生態系統的恢復與重建的新理念[7]。水體近自然生態恢復作為一種基于自然的解決方案，可以解鎖自然本身具有的內在恢復力量，在自然恢復與人工修復的互鑒互補上下功夫，找到生態修復的最佳策略[8]。針對當前城市水體功能和生態系統特征，應該以生態系統的物質循環和能量流動為原理，采用鄉土水生生物實施近自然生態護岸、原位生態修復、水質綜合控制與管理等方式，恢復健康的水生生態系統結構和功能，構建人與自然和諧共生的生物友善型城市水生生態系統，為建設生態文明和“人與自然生命共同體”貢獻力量。

[本文相關研究得到溫州大學三垟濕地生態環境研究院科研項目（SY2022YB-1001）的資助。]

[1]達良俊. 城市生態系統近自然型恢復的理論與實踐. 長江流域資源與環境， 2008， （2）： 169.

[2]達良俊. 生態學視角下的城市更新——基于本土生物多樣性恢復的近自然型都市生命地標構建. 世界科學， 2021， （12）： 30-31.

[3]達良俊. 基于本土生物多樣性恢復的近自然城市生命地標構建理念及其在上海的實踐. 中國園林， 2021， 37（5）： 20-24.

[4]達良俊， 顏京松. 城市近自然型水系恢復與人工水景建設探討.現代城市研究， 2005， （1）： 8-15.

[5]商侃侃. 城市大型景觀水體水質維護系統管理優化探討. 中國園林， 2015， （5）： 71-74.

[6]商侃侃， 萬吉爾， 胡永紅. 基于海綿城市的綠化技術實踐與評價.北京： 中國工業建筑出版社， 2021.

[7]胡珺涵， 桑杰， 高煜芳. 甘肅甘加草原： 基于自然和社區的草原生態治理. 科學， 2021， 73（5）： 16-21.

[8]盛連喜. 生態環境修復重在尊重自然友善輔助——關于處理好自然恢復與人工修復關系的幾點思考. 中國生態文明， 2023，（Z1）： 41-43.

關鍵詞：城市水體 近自然生態恢復 人與自然生命共同體海綿城市 基于自然的解決方案 ■