張恒瑋 郭冉婷 姚 朋

北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院 北京 100083

隨著城市化快速發(fā)展，城市邊緣區(qū)成為城市空間擴(kuò)展影響最敏感的區(qū)域[1]。而城市邊緣區(qū)綠地作為城市邊緣區(qū)內(nèi)重要的生態(tài)資源，受城鄉(xiāng)二元管理體制影響，城市邊緣區(qū)既有“兩權(quán)相撞”的沖突，又有“兩頭不管”的真空[2]，導(dǎo)致在城鎮(zhèn)化過程中極易忽略城市邊緣區(qū)綠地的保護(hù)和建設(shè)，最終造成邊緣區(qū)綠色空間缺失，在未來城市的發(fā)展中埋下隱患。

基于以上背景，推進(jìn)城市邊緣區(qū)集雨型綠地的建設(shè)不僅可以保護(hù)城市邊緣區(qū)脆弱敏感的生態(tài)系統(tǒng)，抑制城市無序擴(kuò)張，維持整個城市生態(tài)格局的穩(wěn)定，防止新的城市內(nèi)澇點(diǎn)產(chǎn)生，使新城鎮(zhèn)遠(yuǎn)離雨洪的威脅；還能夠營造城市邊緣區(qū)優(yōu)美綠色空間，滿足居民城郊休閑的需求，促進(jìn)鄉(xiāng)村振興和城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展，實(shí)現(xiàn)新型城鎮(zhèn)化要求。

1 城市邊緣區(qū)的綠地特征

由于地理位置的特殊性，城市邊緣區(qū)綠地與建成區(qū)綠地相比，在規(guī)劃和建設(shè)中具有更加繁雜的特點(diǎn)[3]。城市邊緣區(qū)綠地生態(tài)更加敏感和脆弱，綠地功能更加復(fù)雜多樣，建設(shè)方式更加側(cè)重保護(hù)性和集約性。

1.1 生態(tài)更加敏感與脆弱

城市邊緣區(qū)是城市向自然過渡的生態(tài)交錯帶，是城鄉(xiāng)建設(shè)中最敏感、規(guī)劃管理最薄弱的地方[4]，其生態(tài)愈加敏感和脆弱。主要表現(xiàn)在區(qū)域生態(tài)環(huán)境的惡化和生態(tài)環(huán)境的失衡，由于城市污染轉(zhuǎn)移，工業(yè)污染、生活污染、農(nóng)田污染交織在一起，使城郊生態(tài)破壞和環(huán)境污染更為嚴(yán)重；生態(tài)用地非農(nóng)占用明顯，生態(tài)用地減少迅速[5]，由于城鄉(xiāng)作用力的動態(tài)變化，各類空間資源之間存在不同程度的矛盾與沖突[6]，而邊緣區(qū)綠地由于缺乏相關(guān)保護(hù)政策、綠地面積大、邊界模糊，常常成為被侵占的對象。

通過對北京1990年和2018年landsat影像數(shù)據(jù)的提取，得到1990年北京建設(shè)用地面積為1 646 km2，2018年達(dá)到3 976 km2，可見城市擴(kuò)張速度之快，城市邊緣區(qū)綠地不斷被吞噬，城市邊界已擴(kuò)展到淺山地帶。建設(shè)用地正逐步侵蝕綠地系統(tǒng)，致使城市邊緣區(qū)綠地極易遭到侵占和破壞。

1.2 綠地功能與景觀更加復(fù)雜多樣

除具有一般的景觀、游憩、生態(tài)功能[7]外，邊緣區(qū)綠地還具有許多特殊的社會經(jīng)濟(jì)功能，主要表現(xiàn)為對城市良好生態(tài)環(huán)境的維護(hù)、引導(dǎo)城市有序生長、優(yōu)化城市格局、為城市提供農(nóng)副產(chǎn)品、承載娛樂休閑活動、推進(jìn)旅游觀光建設(shè)等[8]。另外，從推動城市發(fā)展的層面來說，邊緣區(qū)綠地還承擔(dān)著城市邊緣區(qū)形態(tài)建構(gòu)、社會空間融合、維護(hù)可持續(xù)發(fā)展等重要功能[9]。這是因?yàn)檫吘墔^(qū)綠地的建設(shè)涉及到農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，舊村改造，新村建設(shè)，市政建設(shè)，各單位的搬遷、改造等一系列工作，以及多元利益的矛盾和調(diào)整[10]，邊緣區(qū)綠地對于穩(wěn)定城市邊緣區(qū)發(fā)展和加速城鎮(zhèn)化進(jìn)程具有至關(guān)重要的作用[11]。

1.3 建設(shè)方式側(cè)重保護(hù)性和集約性

19世紀(jì)60年代，由于城市蔓延與單一用途的農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)致城市邊緣區(qū)綠地受到極大危害[12]，行業(yè)相關(guān)學(xué)者逐漸開始意識到保護(hù)城市邊緣區(qū)綠地的重要性。通過對城市邊緣區(qū)自然山體坡地的保育發(fā)展和建設(shè)城市邊緣區(qū)綠地，不但可以保護(hù)自然環(huán)境，而且還可以節(jié)約城市土地和資金發(fā)展未來城市綠地。此外，隨著對城市邊緣區(qū)研究的不斷深入，邊緣區(qū)對于綠地的建設(shè)方式也在不斷優(yōu)化，已從以往的大改大建的開發(fā)方式轉(zhuǎn)變到如今以保護(hù)性和集約性的建設(shè)方式為主。我國于2014年頒布了《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2010—2020)》，其中明確提出了“優(yōu)化布局、集約高效”的城市空間布局指導(dǎo)思想[13]。因此，城市邊緣區(qū)綠地在未來建設(shè)過程中，強(qiáng)調(diào)對重要生態(tài)用地的積極保護(hù)與建設(shè)，兼顧“保護(hù)”與“發(fā)展”的平衡點(diǎn)，保護(hù)自然資源的結(jié)構(gòu)和總量，引導(dǎo)合理利用模式，使城鄉(xiāng)生產(chǎn)生活有的放矢[14]，促進(jìn)城市邊緣區(qū)綠地的可持續(xù)發(fā)展。

2 城市邊緣區(qū)集雨型綠地營建策略

本文基于城市邊緣區(qū)的空間視角，并結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)案例，探討城市邊緣區(qū)集雨型綠地營建策略，使其更好地融入城市邊緣區(qū)綠色空間，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.1 生態(tài)優(yōu)先，保護(hù)利用自然資源

城市邊緣區(qū)是兼具城市與鄉(xiāng)村特征的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，它以農(nóng)田林地等自然環(huán)境為背景，為城市提供必要的生態(tài)服務(wù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，是維護(hù)鄉(xiāng)村生態(tài)安全的最關(guān)鍵區(qū)域[15]。因此，城市邊緣區(qū)集雨型綠地的規(guī)劃建設(shè)更應(yīng)側(cè)重于對城市邊緣區(qū)分布的自然資源進(jìn)行保護(hù)和利用。利用GIS地理信息系統(tǒng)，對規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行生態(tài)敏感性及土地利用適宜性[16]評價，明確生態(tài)敏感區(qū)和適建度層級，劃定生態(tài)紅線及建設(shè)控制區(qū)層級，在此基礎(chǔ)上展開城市邊緣區(qū)集雨型綠地的建設(shè)。

在墨西哥哥斯達(dá)黎加北桑納亞里特州，由于養(yǎng)殖業(yè)、商業(yè)、畜牧業(yè)等多方面資源的競爭，導(dǎo)致邊緣區(qū)生物多樣性銳減以及環(huán)境惡化。路易斯等[17]對墨西哥哥斯達(dá)黎加北桑納亞里特州沿太平洋海岸平原南部，從圣布拉斯延伸到納亞里特的區(qū)域進(jìn)行了研究，該區(qū)域總面積3 500 km2。其選定水產(chǎn)業(yè)、漁業(yè)、畜牧業(yè)及生物多樣性作為單項(xiàng)研究因子，通過GIS得出單因子土地適宜性分析圖，由單因子疊加后得出最終土地適宜性分析圖，從而明確各類用地范圍。反觀城市邊緣區(qū)集雨型綠地的規(guī)劃設(shè)計(jì)，依據(jù)科學(xué)合理的方法明確生態(tài)保護(hù)區(qū)域，建立生態(tài)紅線，進(jìn)而對綠地進(jìn)行合理的可持續(xù)建設(shè)。

2.2 零能輸入，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部雨水回收利用

城市邊緣區(qū)集雨型綠地的營造在根本上是為了對場地內(nèi)部所積蓄收集的雨水進(jìn)行充分合理利用，以達(dá)到場地內(nèi)部的自身能量轉(zhuǎn)換。在集雨型綠地內(nèi)不介入外部水源的情況下對降雨所帶來的雨洪資源進(jìn)行內(nèi)部分配利用。匯集而來的雨水可以通過合理的計(jì)算后主要分配用于園區(qū)內(nèi)的景觀用水和植物的灌溉。

在筆者曾參與的石家莊山前大道郊野公園設(shè)計(jì)初期，對場地內(nèi)部匯水調(diào)蓄水容量、雨水積蓄量、場地內(nèi)部永久水體面積進(jìn)行了合理充分的計(jì)算，從而為場地內(nèi)部雨水進(jìn)行高效地收集、凈化、儲蓄、再利用及水景營造提供理論支撐，最終實(shí)現(xiàn)場地內(nèi)部雨水資源零能輸入。石家莊西山山前大道郊野公園位于河北省石家莊市鹿泉區(qū)，總面積603 km2，背靠西山山脈，東臨山前大道，南臨高架鐵路及洞溝村，與山前大道相鄰的界面長達(dá)990 m。

項(xiàng)目建設(shè)初期，筆者根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》中關(guān)于設(shè)計(jì)調(diào)蓄容積的計(jì)算方法，對石家莊山前大道郊野公園設(shè)計(jì)中的蓄水量進(jìn)行了初步的計(jì)算。計(jì)算公式(1)為：

V=10HφF(1)

其中：V=設(shè)計(jì)調(diào)蓄容量，m3;H為降雨量，mm；φ為綜合雨量徑流系數(shù)；F為匯水面積，hm2。

然后通過《石家莊市水文地質(zhì)條件分析》得到石家莊市近50年來最大降雨量為959.9 mm，最小降雨量為240.8 mm，年平均降雨量分為552.2 mm。通過《河北省使用水文手冊》和《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》得出公園綠地的徑流系數(shù)φ為 0.15。根據(jù) GIS 對于整個山區(qū)和山前平原區(qū)域的匯水區(qū)域分析圖可得出，紅線場地所在區(qū)域處于山區(qū)匯水區(qū)B內(nèi)，匯水區(qū)面積為91.500 5 hm2(圖1)，匯水區(qū) B 內(nèi)收集的雨水會流入紅線場地內(nèi)部，故場地內(nèi)部的匯水調(diào)蓄容量為24.284 5萬m3。

圖1 設(shè)計(jì)場地所在山體匯水區(qū)域

設(shè)計(jì)調(diào)蓄容量=平均總匯水量-平均總蒸發(fā)量-平均總下滲量，其中，年平均總匯水容量為24.28 萬m3；年平均總蒸發(fā)量=平均蒸發(fā)量×場地設(shè)計(jì)水體面積S；年平均總下滲量=平均下滲量×場地設(shè)計(jì)水體面積S；設(shè)計(jì)調(diào)蓄容量=水體平均深×場地設(shè)計(jì)水體面積S。同時為保證場地內(nèi)部水體景觀的水體自凈，將水體平均深度設(shè)置為 2.2 m，最大深度2.4 m，近水岸 2 m水深 0.7 m。因此：2.2S=24.28-1.68S-0.032SS=6.336 m2，由此得出場地內(nèi)部永久性水體面積為6.35 hm2。

因此，在城市邊緣區(qū)集雨型綠地建設(shè)初期，需要對場地內(nèi)部水體面積進(jìn)行合理預(yù)算，最終實(shí)現(xiàn)場地內(nèi)部雨水完全回收利用。

2.3 因地制宜，合理選擇植被資源

城市邊緣區(qū)綠地由于面積大、綠地特征相對復(fù)雜且人工管護(hù)少，因此在植被的選擇中，應(yīng)充分考慮到植物對環(huán)境的適應(yīng)性，如耐旱、耐水濕、耐風(fēng)等，針對不同環(huán)境選擇合適的樹種。

美國加利福尼亞薩利納斯就集雨型綠地的分類和樹種選擇進(jìn)行了詳細(xì)介紹。該方案將集雨型綠地分為高地勢區(qū)、中地勢區(qū)和低地勢區(qū)3個部分。對于低地勢區(qū)來說，雨水暫時流入此區(qū)域，此區(qū)域在雨季可能會被淹沒一段較長的時間，因此低地勢區(qū)域較適宜選擇耐水濕的植物，尤其是具有密集的根結(jié)構(gòu)和可以過濾污染物的植物，在排水功能中可以交叉排水，以阻止土壤侵蝕和減緩雨水的徑流速度，在此區(qū)域推薦原生草或地被植物。中間地帶是一個減速區(qū)，雨水徑流通過它排到排水區(qū)，雨水通過這里不會長期停留，因此這個區(qū)域的植物必須較耐干旱，并可以被周期性淹沒。高地勢區(qū)是坡地排水的頂端區(qū)域，雨水不會在這個區(qū)域長時間停留，因此在此區(qū)域的植物必須耐干旱和長時間生長。

亞薩利納斯針對這3種不同區(qū)域，分別選擇了與其相適應(yīng)的樹種，總體上均為低維護(hù)、方便管理、自給能力強(qiáng)的樹種。因此，我國在城市邊緣區(qū)集雨型綠地的建設(shè)過程中也應(yīng)選擇低維護(hù)、低管控、低耗能的樹種(表1)。

2.4 工程支持，合理選擇集雨設(shè)施

現(xiàn)階段我國集雨型綠地建設(shè)的技術(shù)主要包括滲透技術(shù)、儲存技術(shù)、調(diào)節(jié)技術(shù)、傳輸技術(shù)和截污凈化技術(shù)，每一技術(shù)類型都有相關(guān)技術(shù)措施支持(表3)。選擇合理的技術(shù)措施直接關(guān)乎綠地對于雨水的消納、收集、凈化效果是否理想。因此針對不同的綠地類型應(yīng)選擇相應(yīng)的集雨措施，以使工程措施效能最大化。

表1 美國加利福尼亞薩利納斯集雨型綠地植物名錄

資料來源：https://www.waterboards.ca.gov/rwqcb3/water_issues/programs/stormwater/docs/salinas/appndx_g.pdf；表格中“×”表示選中的植物。

3 結(jié)論

城市邊緣區(qū)綠地是城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，承擔(dān)著生態(tài)、游憩、景觀、文化、生產(chǎn)補(bǔ)給等功能。推進(jìn)城市邊緣區(qū)集雨型綠地的建設(shè)是完善城市邊緣區(qū)綠地生態(tài)功能，維持生態(tài)平衡的途徑。在城市邊緣區(qū)集雨型綠地建設(shè)過程中，城市雨水管網(wǎng)擔(dān)負(fù)著城市雨水排放的本職責(zé)任，無論是否有集雨型綠地的建設(shè)理念，雨水管網(wǎng)都是市民所依賴的城市雨洪安全線。各種低影響開發(fā)設(shè)施只對雨水排放起到輔助和促進(jìn)作用，而不承擔(dān)所有的城市排水任務(wù)[19]。因此，在推進(jìn)城市邊緣區(qū)集雨型綠地建設(shè)的過程中，應(yīng)以城市排水管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)為基礎(chǔ)，平衡城市邊緣區(qū)多方利益的發(fā)展，共同促進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)。

表2 各類綠地中集雨型設(shè)施選用一覽表

資料來源：根據(jù)參考文獻(xiàn)[18][19]整理；●宜選用；◎可選用；○不宜選用。