城市水體近自然生態(tài)恢復(fù)與海綿城市構(gòu)建

商侃侃 趙坤

“問(wèn)題在水里，根源在岸上”是水環(huán)境治理和保護(hù)的重要觀點(diǎn)。通過(guò)采用近自然的理念和方法開(kāi)展水體生態(tài)修復(fù)和海綿城市建設(shè)，可以維護(hù)城市人居環(huán)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(nèi)、與城市功能保持密切相關(guān)的水域，包括流經(jīng)城市的河段、市內(nèi)河流溝渠、湖泊和其他景觀水體。由于城市快速發(fā)展和人口大量集聚，人們?cè)谏a(chǎn)生活中所產(chǎn)生的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入城市水體，引起水體的生態(tài)平衡失調(diào)和富營(yíng)養(yǎng)化，使其喪失了自我調(diào)節(jié)、自我凈化和自我維持的能力，出現(xiàn)了季節(jié)性或終年黑臭。截至2017年底，全國(guó)295個(gè)地級(jí)及以上城市共排查確認(rèn)黑臭水體2100個(gè)，嚴(yán)重?fù)p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(guó)建立后，黑臭水體治理最早可追溯到1996年開(kāi)始的上海蘇州河環(huán)境綜合整治，但它目前仍然只是初見(jiàn)成效。未來(lái)要實(shí)現(xiàn)水生生態(tài)系統(tǒng)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(jī)結(jié)合，實(shí)施城市水體近自然生態(tài)恢復(fù)與海綿城市建設(shè)，恢復(fù)并重建生物多樣性豐富、結(jié)構(gòu)完整、具自我維持功能的健康水生生態(tài)系統(tǒng)。

城市水體是城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成要素，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮著重要的復(fù)合功能。一是供應(yīng)生產(chǎn)和生活用水、接納雨水和排水并自凈，以及溝通航運(yùn)、景觀休憩娛樂(lè)等社會(huì)經(jīng)濟(jì)功能。二是調(diào)蓄徑流量、防水旱災(zāi)害、調(diào)節(jié)小氣候等生態(tài)功能。三是為水生和濕生動(dòng)植物提供棲息、繁殖和攝食場(chǎng)所，并為陸生動(dòng)物提供食物，維持生物多樣性等生態(tài)功能。

草型清水穩(wěn)態(tài)和藻型濁水穩(wěn)態(tài)是水生生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的兩個(gè)典型狀態(tài)，它們具有不同的反饋機(jī)制來(lái)維持其生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。城市水體因?yàn)樗邆涞闹T多社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)功能，長(zhǎng)期受到強(qiáng)烈的人為干擾和干預(yù)，形成了獨(dú)有的特征：大多為靜止或流動(dòng)性差的封閉緩流水體，具有與人居環(huán)境聯(lián)系緊密、水環(huán)境容量小、水體自凈能力弱、易污染等特點(diǎn)，往往面臨較高的水質(zhì)惡化和水體污染風(fēng)險(xiǎn)。在人口密集的城市區(qū)域，生活污水、工業(yè)廢水和地表徑流攜帶大量營(yíng)養(yǎng)鹽進(jìn)入城市水體，導(dǎo)致藻類暴發(fā)和水質(zhì)惡化，水生生物大量死亡，喪失了基本的生態(tài)功能，致使水體由最初的草型清水穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵逍蜐崴€(wěn)態(tài)。

城市水體近自然生態(tài)恢復(fù)是以構(gòu)建水質(zhì)良好、生態(tài)系統(tǒng)健康、景觀自然美麗、人與自然和諧共生的水系為目標(biāo)，參照自然水系的狀態(tài)，應(yīng)用接近自然、模擬自然的方法，重構(gòu)動(dòng)植物關(guān)系及其食物網(wǎng)，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的合理結(jié)構(gòu)、高效功能和協(xié)調(diào)關(guān)系，并使系統(tǒng)達(dá)到自我維持的狀態(tài)[1]。以城市景觀水體為例，采用鄉(xiāng)土水生植物和鄉(xiāng)土水生動(dòng)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(jié)構(gòu)，按比例投放適量濾食性底棲動(dòng)物和不同食性的魚(yú)類，進(jìn)而招引鳥(niǎo)類前來(lái)?xiàng)⒑鸵捠常纬山Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的“草—魚(yú)—鳥(niǎo)”水生生物鏈和地標(biāo)性生物群落[2]。同時(shí)，采用駁岸軟化工法增加水陸連通性和生境異質(zhì)性，盡可能重塑水體的自然形態(tài)和生物間的有機(jī)聯(lián)系，最終形成生物友善型城市水生生態(tài)系統(tǒng)[3]。

城市水體近自然生態(tài)恢復(fù)將德國(guó)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(shù)手法相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)以生態(tài)系統(tǒng)理論和基于自然的解決方案為指導(dǎo)思想，充分考慮動(dòng)植物的棲息地條件，將人工構(gòu)筑物、大自然有機(jī)體和水環(huán)境要素有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)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(tài)恢復(fù)的具體手法分為近自然生態(tài)護(hù)岸、原位生態(tài)修復(fù)、水質(zhì)綜合控制與管理三大工程技術(shù)體系：近自然生態(tài)護(hù)岸和原位生態(tài)修復(fù)是恢復(fù)城市水生生態(tài)系統(tǒng)的組分和結(jié)構(gòu)；水質(zhì)綜合控制與管理以“生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)法”為指導(dǎo)，基于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)原理，恢復(fù)由生產(chǎn)者、初級(jí)消費(fèi)者、高級(jí)消費(fèi)者、分解者等組分構(gòu)成的完整食物網(wǎng)，促進(jìn)水體中污染物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化，恢復(fù)水體的自我凈化和自我維持能力，最后通過(guò)收獲植物體和高級(jí)消費(fèi)者從而移走它們所固定的營(yíng)養(yǎng)鹽和污染物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)并維持城市水生生態(tài)系統(tǒng)的草型清水穩(wěn)態(tài)。

“海綿城市”作為新出現(xiàn)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(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)雨水帶來(lái)的自然災(zāi)害等方面具有良好的彈性。海綿城市的主要建設(shè)思想是：保護(hù)城市中原有的河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等生態(tài)敏感區(qū)，發(fā)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(zhì)手段治理水環(huán)境，再結(jié)合生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施和低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)，逐步恢復(fù)被破壞的城市水生生態(tài)系統(tǒng)。“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(qiáng)調(diào)保護(hù)自然、師法自然，盡可能保留城市生態(tài)空間，恢復(fù)生物多樣性，營(yíng)造優(yōu)美的景觀。

海綿城市建設(shè)與黑臭水體治理在理念和建設(shè)途徑上有許多相通之處，可共同考慮、同步建設(shè)和融合實(shí)施。在城市黑臭水體治理時(shí)，通常采用控源截污、內(nèi)源治理、活水循環(huán)、清水補(bǔ)給、水質(zhì)凈化、生態(tài)修復(fù)等綜合措施來(lái)消除黑臭。與此相似，海綿城市“控源截污”的重要內(nèi)容之一是初雨污染的治理與控制，也就是通過(guò)植物冠層滯留、雨水棄流設(shè)施、植草淺溝、透水鋪裝和蓄水池調(diào)蓄等海綿基礎(chǔ)設(shè)施的作用，就地過(guò)濾、存儲(chǔ)和蓄積暴雨徑流。在此過(guò)程中，大部分雨水通過(guò)綠地和透水道路自然滲透，補(bǔ)充到地下水中；少量經(jīng)過(guò)地表徑流的雨水收集到雨水管，就近匯入水體；道路和場(chǎng)地集水點(diǎn)則通過(guò)設(shè)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(shè)方面提供了一個(gè)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(tài)護(hù)岸等雨洪措施，就地存儲(chǔ)、過(guò)濾和蓄積自然降水；再通過(guò)構(gòu)建人工泵站水處理設(shè)施、人工濕地凈化系統(tǒng)和原位水體自凈化系統(tǒng)，形成了“沈涇河—西湖—水生園—東湖”自循環(huán)結(jié)構(gòu)、面積約20萬(wàn)米2的封閉景觀水體的水質(zhì)維護(hù)系統(tǒng)[5]。其中，人工泵站水處理設(shè)施以園區(qū)建設(shè)地形、自然流向、水系連通為主導(dǎo)，通過(guò)泵站抽取外河水補(bǔ)充園區(qū)水量，或抽取園內(nèi)東湖的水形成內(nèi)部水循環(huán)結(jié)構(gòu)，解決了水量和水動(dòng)力問(wèn)題；人工濕地凈化系統(tǒng)利用表面流人工濕地、水平潛流人工濕地、生態(tài)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(jī)物，引導(dǎo)凈化水進(jìn)入園區(qū)；原位水體自凈化系統(tǒng)采用“濕生植物—挺水植物—浮水植物—沉水植物”植被帶，放養(yǎng)濾食性和雜食性魚(yú)類以及螺螄等底棲動(dòng)物，構(gòu)建具有完整食物網(wǎng)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(yīng)用于受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建的新理念[7]。水體近自然生態(tài)恢復(fù)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(nèi)在恢復(fù)力量，在自然恢復(fù)與人工修復(fù)的互鑒互補(bǔ)上下功夫，找到生態(tài)修復(fù)的最佳策略[8]。針對(duì)當(dāng)前城市水體功能和生態(tài)系統(tǒng)特征，應(yīng)該以生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)為原理，采用鄉(xiāng)土水生生物實(shí)施近自然生態(tài)護(hù)岸、原位生態(tài)修復(fù)、水質(zhì)綜合控制與管理等方式，恢復(fù)健康的水生生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，構(gòu)建人與自然和諧共生的生物友善型城市水生生態(tài)系統(tǒng)，為建設(shè)生態(tài)文明和“人與自然生命共同體”貢獻(xiàn)力量。

[本文相關(guān)研究得到溫州大學(xué)三垟濕地生態(tài)環(huán)境研究院科研項(xiàng)目（SY2022YB-1001）的資助。]

[1]達(dá)良俊. 城市生態(tài)系統(tǒng)近自然型恢復(fù)的理論與實(shí)踐. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境， 2008， （2）： 169.

[2]達(dá)良俊. 生態(tài)學(xué)視角下的城市更新——基于本土生物多樣性恢復(fù)的近自然型都市生命地標(biāo)構(gòu)建. 世界科學(xué)， 2021， （12）： 30-31.

[3]達(dá)良俊. 基于本土生物多樣性恢復(fù)的近自然城市生命地標(biāo)構(gòu)建理念及其在上海的實(shí)踐. 中國(guó)園林， 2021， 37（5）： 20-24.

[4]達(dá)良俊， 顏京松. 城市近自然型水系恢復(fù)與人工水景建設(shè)探討.現(xiàn)代城市研究， 2005， （1）： 8-15.

[5]商侃侃. 城市大型景觀水體水質(zhì)維護(hù)系統(tǒng)管理優(yōu)化探討. 中國(guó)園林， 2015， （5）： 71-74.

[6]商侃侃， 萬(wàn)吉爾， 胡永紅. 基于海綿城市的綠化技術(shù)實(shí)踐與評(píng)價(jià).北京： 中國(guó)工業(yè)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(qū)的草原生態(tài)治理. 科學(xué)， 2021， 73（5）： 16-21.

[8]盛連喜. 生態(tài)環(huán)境修復(fù)重在尊重自然友善輔助——關(guān)于處理好自然恢復(fù)與人工修復(fù)關(guān)系的幾點(diǎn)思考. 中國(guó)生態(tài)文明， 2023，（Z1）： 41-43.

關(guān)鍵詞：城市水體 近自然生態(tài)恢復(fù) 人與自然生命共同體海綿城市 基于自然的解決方案 ■