俞孔堅(jiān)

1 北京大學(xué)建筑與景觀設(shè)計(jì)學(xué)院, 北京 100871 2 北京土人城市規(guī)劃設(shè)計(jì)股份有限公司, 北京 100083

1 傳統(tǒng)農(nóng)耕智慧對(duì)大面積水生態(tài)修復(fù)的啟示

中國(guó)廣大城鄉(xiāng)面臨著各種嚴(yán)峻的生態(tài)退化問(wèn)題,尤其是以水為核心的生態(tài)退化和生態(tài)災(zāi)害：洪水和城市內(nèi)澇、干旱、地下水位下降、水體的大面積污染及生物棲息地的大面積消失和退化,等等[1]。如何用簡(jiǎn)單的方法和最少的投入來(lái)大面積解決這些問(wèn)題,是當(dāng)今中國(guó)生態(tài)文明和美麗中國(guó)建設(shè)事業(yè)所面臨的一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)。一方面,中國(guó)雖然在水問(wèn)題的科研投入很大,但卻由于“科研-實(shí)踐”錯(cuò)位的存在(過(guò)度學(xué)術(shù)化與目標(biāo)單一化)使得諸多研究無(wú)法和生態(tài)實(shí)踐接軌,同時(shí)片面地利用目標(biāo)單一的科研成果無(wú)法系統(tǒng)解決中國(guó)的生態(tài)問(wèn)題[2],例如修建防洪墻以保護(hù)城市免受洪澇災(zāi)害,在地下鋪設(shè)管道和蓄水池以排放和滯蓄雨水,修建更高標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠來(lái)清潔水中的富營(yíng)養(yǎng)來(lái)使河湖變清等。我們習(xí)慣于通過(guò)大規(guī)模的灰色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),來(lái)試圖改善和治理生態(tài)與環(huán)境問(wèn)題。這些灰色基礎(chǔ)設(shè)施工程大多目標(biāo)單一,只注重解決局地的資源短缺和生態(tài)與環(huán)境問(wèn)題,不僅昂貴,而且通常是不可持續(xù)的,往往在解決局地問(wèn)題的同時(shí),對(duì)系統(tǒng)性的和全局性的生態(tài)與環(huán)境帶來(lái)副作用[3]。

而另一方面,自然本身具有自我修復(fù)和調(diào)節(jié)能力,如濕地的自我凈化、植被的自我修復(fù)、群落的自我重建,等等。如何基于自然進(jìn)行設(shè)計(jì)是全世界學(xué)界關(guān)注的議題,且已探索出多種不同的模式[4],中國(guó)在這方面又有其自身的獨(dú)特性和悠久的傳統(tǒng)。中國(guó)各地由于自然條件不同,數(shù)以千年的農(nóng)耕經(jīng)驗(yàn)衍生了豐富的、與當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩砗蜌夂蚣吧飾l件相適應(yīng)的生態(tài)智慧,如哈尼族人通過(guò)營(yíng)造梯田,在山坡上種植水稻；珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲地區(qū)的先民,在不適宜人居和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的沼澤和灘涂上,通過(guò)簡(jiǎn)單的填挖方,營(yíng)造了生境極其豐富的、豐產(chǎn)而美麗的?；~塘生態(tài)系統(tǒng),徹底改變了自然沼澤景觀；旱澇交替的丘陵山區(qū),先民們通過(guò)低矮的堰壩,營(yíng)造陂塘系統(tǒng),調(diào)節(jié)水旱,維持千百年持續(xù)不衰的農(nóng)耕生態(tài)系統(tǒng)[5-12]。諸如此類的基于自然的、道法自然的生態(tài)工程智慧,往往簡(jiǎn)單且成本低廉,能跨尺度大規(guī)模地改變地球表面景觀,如廣袤山地上的梯田、三角洲地區(qū)的桑基魚塘,為大規(guī)模的國(guó)土生態(tài)修復(fù)行動(dòng),提供了啟迪和智慧源泉[13]。

但是,基于自然的傳統(tǒng)生態(tài)智慧,在改造和修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)程中,往往見(jiàn)效慢、時(shí)間成本高、標(biāo)準(zhǔn)化程度低,不能適應(yīng)現(xiàn)代工程實(shí)踐。為此,筆者在此提出另一種系統(tǒng)解決大面積水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的方法：道法自然的增強(qiáng)設(shè)計(jì),也就是從農(nóng)耕技術(shù)特別是基于水的農(nóng)耕生態(tài)智慧和工程技術(shù)中尋找靈感,形成標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)模塊,進(jìn)行規(guī)?；赝茝V實(shí)施,實(shí)現(xiàn)大面積的水生態(tài)修復(fù)。這種道法自然的增強(qiáng)設(shè)計(jì)正是農(nóng)業(yè)文明與工業(yè)文明的結(jié)合與升級(jí),是使生態(tài)文明理念落地的有效的生態(tài)工程技術(shù)途徑[14-15]。

2 道法自然的模式景觀和增強(qiáng)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)農(nóng)耕生態(tài)智慧非常豐富,本文只討論3種頗具中國(guó)特色的生態(tài)智慧：梯田、陂塘和基塘,它們所包含的生態(tài)意義已經(jīng)得到許多學(xué)者的重視[16-32]。這3種造田和理水技術(shù)實(shí)際上都是景觀改變技術(shù),具有以下幾大特點(diǎn)：其一,它們實(shí)際上都是生境營(yíng)造技術(shù),通過(guò)生境的改善來(lái)滿足生物生產(chǎn),使生境系統(tǒng)的生產(chǎn)力基于自然卻高于自然,并提供滿足人類需要的綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),因而它實(shí)質(zhì)上也是生態(tài)修復(fù)技術(shù)；其二,它們都是通過(guò)簡(jiǎn)單的地形改造來(lái)調(diào)節(jié)生態(tài)水因子的技術(shù),而水因子是生態(tài)系統(tǒng)的主導(dǎo)和關(guān)鍵因子,通過(guò)水因子的質(zhì)和量的調(diào)節(jié),可以有效調(diào)節(jié)生境系統(tǒng),因此,這些都是事半功倍的生態(tài)修復(fù)途徑；第三,它們都是就地土方平衡技術(shù),即挖-即填(Cut-and-fill),沒(méi)有土方的遠(yuǎn)距離搬運(yùn),對(duì)土地的破壞小,操作簡(jiǎn)單,可以進(jìn)行跨尺度操作和大面積工程化,因此,它們都是投資低廉的技術(shù)。這三種農(nóng)業(yè)景觀技術(shù)都是千百年來(lái)中國(guó)先民對(duì)季風(fēng)性氣候的適應(yīng)智慧,具有本土特征,對(duì)當(dāng)代中國(guó)大面積水生態(tài)退化問(wèn)題的改善,具有巨大的應(yīng)用價(jià)值[33-34]。

但是,這些源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、基于自然的生境營(yíng)造技術(shù),在調(diào)節(jié)生態(tài)過(guò)程和生物生產(chǎn)過(guò)程中,相對(duì)于工業(yè)化、機(jī)械化、化肥農(nóng)業(yè)工程及現(xiàn)代水利工程來(lái)說(shuō),往往效率低、量化程度低、標(biāo)準(zhǔn)化程度差、可復(fù)制性差,尤其對(duì)當(dāng)代面臨的山水林田湖草生命共同體的過(guò)程與功能調(diào)節(jié)的影響,如對(duì)生物多樣性、水質(zhì)凈化、土壤改良等,尚有些不確定性,需要有進(jìn)一步的研究[35]。正如青蒿素的科學(xué)提取、試驗(yàn)和廣泛應(yīng)用,生態(tài)修復(fù)工程的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)智慧也需要經(jīng)過(guò)科學(xué)萃取、定量化檢測(cè)和標(biāo)準(zhǔn)化,才能得到大面積地推廣和應(yīng)用。為此,提出了傳統(tǒng)生態(tài)智慧工程化的研究和實(shí)踐總體框架和路線：傳統(tǒng)生態(tài)智慧—模式提煉—增強(qiáng)設(shè)計(jì)—運(yùn)行檢測(cè)(POE：Post Occupancy Evaluation,使用后評(píng)價(jià))—模塊技術(shù)—現(xiàn)代修復(fù)工程(圖1)。

圖1 傳統(tǒng)生態(tài)智慧工程化流程圖Fig.1 Flowchart of reviving ancient ecological wisdom for modern ecological engineeringPOE: Post Occupancy Evaluation,使用后評(píng)價(jià)；DO:溶解氧；COD：化學(xué)需氧量；NH3-N：氨氮；TN：總氮；TP：總磷

圖2 三個(gè)充滿生態(tài)智慧的景觀技術(shù)模塊：梯田、陂塘和基塘Fig.2 Three landscape architecture modules inspired by the ancient ecological wisdoms: terrace, impounding pond， dike-pond

基于上述傳統(tǒng)生態(tài)智慧工程化的思路,對(duì)梯田、陂塘和基塘等3種中國(guó)傳統(tǒng)生態(tài)工程智慧(景觀改變模式)進(jìn)行了模式萃取和試驗(yàn)增強(qiáng)設(shè)計(jì)(圖2),并進(jìn)行了大量試驗(yàn)工程的觀察,形成生態(tài)工程模式(表1)。需要指出的是,這里所說(shuō)的生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)不是單一生態(tài)功能指標(biāo),而是健全和提高綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[36-37](ecosystem services),也即生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)導(dǎo)向的生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)[38-39](Ecosystem Services-Oriented Regenerative Design)。

3 運(yùn)用道法自然的增強(qiáng)設(shè)計(jì)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)

上述道法自然的3個(gè)生態(tài)工程技術(shù)或景觀改變模塊,可以集合運(yùn)用并與其它生態(tài)修復(fù)技術(shù)相結(jié)合,進(jìn)行大規(guī)模的生態(tài)修復(fù)工程。以下案例重點(diǎn)說(shuō)明每一生態(tài)工程技術(shù)模塊的應(yīng)用實(shí)踐。

表1 傳統(tǒng)農(nóng)耕生態(tài)智慧的3個(gè)景觀改變模式及其應(yīng)用于生態(tài)修復(fù)的增強(qiáng)設(shè)計(jì)思路

3.1 加強(qiáng)型梯田濕地水凈化及生態(tài)修復(fù)案例

3.1.1上海后灘公園

圖3 上海后灘場(chǎng)地原狀Fig.3 Pre-existing conditions of Houtan park, Shanghai

場(chǎng)地原狀：實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地13 hm2,場(chǎng)地原為工業(yè)棕地,工業(yè)固體垃圾和建筑垃圾遍地,且埋藏很深。水土污染嚴(yán)重,黃浦江水為劣V類水(地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838—2002))；江水與防洪堤的高差達(dá)3.4—5.5 m之間,有高差達(dá)2.1 m的潮間帶。場(chǎng)地原有廢棄地上被外來(lái)物種(一枝黃花)入侵,呈現(xiàn)出一派荒蕪的景象。在滿足防洪要求的同時(shí),如何修復(fù)生境,營(yíng)造安全、健康、親水的濱江公共空間等,都是設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)(圖3)。

生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)：作為上海2010年世博會(huì)的一個(gè)展示工程,以改善綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)為目標(biāo),該項(xiàng)目的核心設(shè)計(jì)之一是利用黃浦江岸的高差,設(shè)計(jì)了潛流濕地和表流濕地相結(jié)合的加強(qiáng)型梯級(jí)濕地系統(tǒng),并與一系列低堰過(guò)濾系統(tǒng)相結(jié)合,大量配置水生植物,形成了一條長(zhǎng)達(dá)1.7 km的人工濕地水凈化系統(tǒng)帶(圖4),在水質(zhì)凈化的同時(shí)也給梯田進(jìn)行了施肥,營(yíng)造了生機(jī)勃勃的生態(tài)景觀(圖6)。

生態(tài)修復(fù)效果：經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行檢測(cè)證明,后灘公園的水凈化能力是每天每公頃800 t,它將黃浦江劣V類水(地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838—2002)),在緩慢流動(dòng)過(guò)程中,經(jīng)過(guò)沉淀、重力曝氣加氧、土壤和植物及微生物的吸收和分解作用,凈化至Ⅲ類水(地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838—2002))(圖5),并成為城市中多種生物的棲息地。它既是一個(gè)具有實(shí)際功能的水凈化系統(tǒng)和可以大面積推廣的濱水帶生態(tài)修復(fù)示范,也是一個(gè)科普教育基地和深受市民喜愛(ài)的休憩地(圖6)[40-42]。

圖4 上海后灘加強(qiáng)型人工濕地水凈化流程示意圖Fig.4 Water purification diagram of the reinforced constructed wetland in Houtan park, Shanghai

3.1.2海口美舍河水生態(tài)修復(fù)

場(chǎng)地原狀：?？诿郎岷尤L(zhǎng)23 km,它貫穿了整個(gè)城市的建成區(qū),幾十年來(lái)卻成為這個(gè)城市的噩夢(mèng)—城市污水的集中排放地、河渠硬化、生境消失(圖7)。多年來(lái),雖已陸續(xù)開展了一系列修復(fù)工作,比如建立堤壩和水閘來(lái)控制洪水和海洋潮汐、河床清淤、岸邊種植園林花卉、阻斷污染的支流匯入等。但所有這些目標(biāo)單一、功能分割的治理措施卻導(dǎo)致環(huán)境和生態(tài)更加惡化,水體黑臭、死魚浮于水面、陡直的水泥防洪堤壩等畫面經(jīng)過(guò)央視新聞的報(bào)道而全國(guó)皆知。

生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)：該生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目將河流廊道設(shè)計(jì)為綜合的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施,系統(tǒng)解決城市內(nèi)澇、生態(tài)退化和水環(huán)境問(wèn)題,修復(fù)河流廊道,營(yíng)造景色優(yōu)美的休憩場(chǎng)所。其核心的設(shè)計(jì)策略為去除水泥河岸,在過(guò)去水泥防洪堤和垃圾遍布的河岸上,就地土方平衡,構(gòu)建多重組合式梯級(jí)人工潛流濕地(圖8)。這些梯級(jí)濕地被設(shè)計(jì)為水凈化設(shè)施,主要凈化兩種水源：攜帶大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的非點(diǎn)源污染地表徑流和附近還未接入污水處理系統(tǒng)的城中村排放的生活污水。這兩種水源可交替進(jìn)行或者根據(jù)需要進(jìn)行切換。污水灌溉的濕地產(chǎn)生的生物量可進(jìn)行收割作為生物質(zhì)能源和有機(jī)肥的原料。

生態(tài)修復(fù)效果：短短一年時(shí)間,美舍河的水生態(tài)修復(fù)便取得了顯著的效益。梯級(jí)濕地每天可處理6000 t的城市地表徑流,使水質(zhì)由劣V類水提升至Ⅲ類水(地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838—2002)),可達(dá)到景觀娛樂(lè)用水(游泳等)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。梯級(jí)濕地也可每天凈化3500 t生活污水并同樣可將水質(zhì)提升至Ⅲ類水(地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838—2002)),其中對(duì)NH3-N、TP、COD等指標(biāo)具有顯著的削減效果,平均削減率均達(dá)50%以上(圖9)。河水變干凈了,魚兒和鳥類回來(lái)了,紅樹林在城市中心的水系兩岸得以恢復(fù),成千上萬(wàn)的游客被吸引來(lái)參觀(圖10)。由于這一項(xiàng)目的成功,2018年?？诒涣袨槔匪_公約締約國(guó)組織第18個(gè)國(guó)際濕地城市。但最為重要的是,本項(xiàng)目所采用的基于自然解決途徑的設(shè)計(jì)是可以復(fù)制的[43]。

圖8 美舍河生態(tài)修復(fù)的水過(guò)程設(shè)計(jì)圖 Fig.8 Water process design of the ecological restoration in Meishe River

圖9 美舍河梯田濕地凈化效果監(jiān)測(cè)[43] Fig.9 Water purification test of the terrace wetland in Meishe River[43]

3.2 陂塘的增強(qiáng)設(shè)計(jì)與水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)案例

3.2.1六盤水明湖濕地生態(tài)修復(fù)

現(xiàn)狀問(wèn)題：六盤水是一個(gè)有60萬(wàn)人口的工業(yè)城市,面臨嚴(yán)重的環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題,包括河道硬化、濕地毒化、水土污染嚴(yán)重、生物棲息地喪失等,同時(shí),由于地處石灰?guī)r地質(zhì)環(huán)境,城市內(nèi)澇頻發(fā),市民的休憩空間缺乏(圖11)。

生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)：該項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)策略是創(chuàng)建一個(gè)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施,將現(xiàn)有水系、濕地和所有可用土地進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃,構(gòu)建連續(xù)的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施,承擔(dān)雨洪管理和生態(tài)凈化功能。設(shè)計(jì)手法主要采用了串聯(lián)陂塘的方式,增加了水陸交界面的表面積,截留和凈化了地表雨水徑流,調(diào)節(jié)旱澇,開啟了多樣化的生物群落演替進(jìn)程,營(yíng)造了一系列生物棲息地,同時(shí)與游憩路網(wǎng)和場(chǎng)所相結(jié)合。

生態(tài)修復(fù)效果：經(jīng)過(guò)修復(fù)的明湖濕地,不僅可以顯著降低雨洪流速,還具有明顯的水質(zhì)凈化效果,對(duì)COD、SS、TN、TP等污染物的去除率達(dá)40%以上(圖12),同時(shí)在棲息地修復(fù)、生物多樣性的提高等諸方面的成效也非常顯著,目前已經(jīng)成為國(guó)家級(jí)濕地公園,為居民提供了良好的游憩空間,綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)優(yōu)良[44](圖13)。

3.2.2廣州天河智慧城大觀濕地

場(chǎng)地原狀：項(xiàng)目位于廣州市天河智慧城,占地面積約46.8 hm2。原為一條地表排水溝渠,坡度較大,水土流失嚴(yán)重,植被稀疏,面源污染嚴(yán)重,對(duì)下游水庫(kù)的水質(zhì)和水量安全都有嚴(yán)重影響。

生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)結(jié)合地形,沿谷地修建了一系列低堰,形成了串聯(lián)式陂塘體系,沿陂塘四周配置各種水生植物,在季節(jié)性淹沒(méi)區(qū),配置了大量水杉和池杉等。同時(shí),結(jié)合生態(tài)修復(fù)技術(shù),構(gòu)建了游憩網(wǎng)絡(luò),為科技人員提供了休憩場(chǎng)所(圖14)。

生態(tài)修復(fù)效果：天河智慧城大觀濕地建成后迅速修復(fù)了沖溝的生境,并發(fā)揮了雨洪調(diào)蓄、水質(zhì)凈化、生物棲息地保育以及滿足居民休憩需求等綜合的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[45](圖15),成為廣州市首個(gè)海綿城市范例并被推廣。

3.3 基塘增強(qiáng)設(shè)計(jì)進(jìn)行海綿城市建設(shè)與棕地修復(fù)案例

3.3.1哈爾濱群力雨洪公園

場(chǎng)地原狀：場(chǎng)地面積34.2 hm2,原為一塊省級(jí)原生濕地。受周邊道路建設(shè)和高密度城市發(fā)展的影響,水源枯竭,濕地面臨退化甚至消失的困境(圖16)。

圖10 生態(tài)修復(fù)后的美舍河既具有生機(jī)勃勃的生境,同時(shí)也是一個(gè)水凈化系統(tǒng)Fig.10 The restored Meishe River: a vibrant habitat and a water purification system

圖11 六盤水明湖濕地原狀：城市棕地Fig.11 The original conditions of Minghu wetland in Liupanshui

圖12 濕地修復(fù)效果監(jiān)測(cè)Fig.12 Effect monitoring of the wetland restorationSS：固體懸浮物

圖13 生態(tài)修復(fù)后的六盤水明湖濕地 Fig.13 Landscape of Minghu wetland in liupanshui after ecological restoration

圖14 廣州天河智慧城沖溝生態(tài)修復(fù)建成效果航拍 Fig.14 Aerial photo of the gully ecological restoration of Tianhe intelligent city in Guangzhou

圖15 廣州天河智慧城沖溝生態(tài)修復(fù)后局部景觀 Fig.15 The local landscape of the gully ecological restoration of Tianhe intelligent city in Guangzhou

圖16 哈爾濱群力濕地公園場(chǎng)地原狀：退化的濕地 Fig.16 The pre-existing conditions of Qunli wetland park: a degraded wetland

生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)：從提高綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)出發(fā),利用城市雨洪資源,項(xiàng)目設(shè)計(jì)將濕地轉(zhuǎn)化為城市綠色海綿,在修復(fù)濕地的同時(shí),收集、凈化和儲(chǔ)存雨水,并補(bǔ)充地下水含水層,使生境得以修復(fù)。設(shè)計(jì)的主要策略是沿場(chǎng)地四周通過(guò)挖填方的平衡技術(shù),僅用一臺(tái)挖掘機(jī)來(lái)營(yíng)造串聯(lián)式基塘作為雨水過(guò)濾和凈化帶,成為一條藍(lán)綠交織的生態(tài)項(xiàng)鏈,同時(shí)保留濕地中部的大部分區(qū)域,作為自然演替區(qū)。沿濕地四周布置雨水進(jìn)水管,收集新城市區(qū)的雨水,使其經(jīng)過(guò)沉淀和過(guò)濾后進(jìn)入核心區(qū)的自然濕地。不同深度的水泡為鄉(xiāng)土水生和濕生植物群落提供多樣的棲息地,開啟自然演替進(jìn)程[46-49]。

生態(tài)修復(fù)效果：原來(lái)被城市包圍的退化的省級(jí)濕地保護(hù)區(qū),目前已經(jīng)晉升為國(guó)家級(jí)城市濕地公園(圖17)。在有效解決城市內(nèi)澇的同時(shí),修復(fù)和改善了濕地系統(tǒng),鄉(xiāng)土生物多樣性得以保存并逐年有所提高,同時(shí)為城市居民營(yíng)造了舒適的居住環(huán)境[50](圖18)。

圖17 生態(tài)修復(fù)后的哈爾濱群力濕地公園Fig.17 The Qunli wetland park after ecological restoration

3.3.2天津橋園城市棕地生態(tài)修復(fù)

場(chǎng)地原狀：橋園位于天津市河?xùn)|區(qū),原為一處打靶場(chǎng),地勢(shì)低洼,垃圾遍地,污水橫流,鹽堿化非常嚴(yán)重(圖19)。

生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)：項(xiàng)目運(yùn)用基塘策略,通過(guò)地形設(shè)計(jì),在平坦單一的城市棕地上,形成深淺不一的21個(gè)洼地,將場(chǎng)地雨水全部收集進(jìn)入洼地。每個(gè)洼地都有不同的標(biāo)高,海拔高差變化以10 cm為單位,有深有淺。深水泡的水深達(dá)1.5 m,直接與地下水相連,也有淺水泡和季節(jié)性的水泡(圖20),創(chuàng)造出具有不同的水分和鹽堿度的生境條件,適宜于不同植物群落的生長(zhǎng)和繁衍。在營(yíng)造地形的過(guò)程中,對(duì)場(chǎng)地的生活垃圾進(jìn)行就地利用處理。植被群落的形成從種子開始,設(shè)計(jì)師根據(jù)地域景觀的調(diào)查、取樣,將植物種子配制混合后,在每個(gè)低洼地和水泡四周播撒,根據(jù)生態(tài)適應(yīng)原理,形成適應(yīng)性植物群落。這些群落是動(dòng)態(tài)的,一方面,由于初始生境不能滿足某些植物的生長(zhǎng),所以一些播種的植物在生長(zhǎng)過(guò)程中逐漸被淘汰；另一方面,一些沒(méi)有人工播種的鄉(xiāng)土植物,通過(guò)各種傳媒不斷進(jìn)入多樣化的生境,而成為群落的有機(jī)組成部分[38-39]。

圖18 哈爾濱群力濕地公園修復(fù)效果監(jiān)測(cè): 2010年和2015年野生植物科、屬、種變化[50]Fig.18 Monitoring of restoration effect of Qunli wetland park in Harbin: changes of family, genus and species of wild plants in 2010 and 2015[50]

圖19 天津橋園場(chǎng)地原狀：城市棕地Fig.19 The pre-existing conditions of Qiaoyuan park in Tianjin

圖20 天津橋園公園總平面圖Fig.20 Site plan of Qiaoyuan park

生態(tài)修復(fù)效果：昔日的一塊臟亂差的城市廢棄地,經(jīng)過(guò)道法自然的增強(qiáng)設(shè)計(jì),在很短時(shí)間內(nèi)被修復(fù)成為具有雨洪滯蓄、鄉(xiāng)土生物多樣性保護(hù)、環(huán)境教育、審美啟智和游憩等生態(tài)服務(wù)的、多功能的城市生態(tài)型公園,生物多樣性逐年提高。并且,該方法簡(jiǎn)單易行,成本低廉,可大面積復(fù)制[50-52](圖21—22)。

4 結(jié)語(yǔ)

大面積的國(guó)土生態(tài)退化和環(huán)境惡化,威脅民族生存和國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展, 生態(tài)修復(fù)工作迫在眉睫, 已經(jīng)成為國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)的核心戰(zhàn)略。作為一個(gè)系統(tǒng)的、大面積的國(guó)家工程,生態(tài)修復(fù)必須堅(jiān)持保護(hù)優(yōu)先、自然修復(fù)為主的方針[53]。但是,完全的自然修復(fù)過(guò)程漫長(zhǎng),時(shí)間成本很高。所以,如何通過(guò)增強(qiáng)設(shè)計(jì),加速基于自然的生態(tài)修復(fù)過(guò)程,尤其是以水為核心的生態(tài)修復(fù)過(guò)程,是一個(gè)重大的科學(xué)問(wèn)題,也是一個(gè)非常實(shí)際的工程問(wèn)題,具有重要的理論和實(shí)踐意義。農(nóng)耕文明本質(zhì)上是基于自然、道法自然的初級(jí)生態(tài)文明。基于成功與失敗的生存考驗(yàn),先民們?yōu)檫m應(yīng)多樣化的自然條件進(jìn)行生產(chǎn)和生活,發(fā)展出豐富的生態(tài)智慧和工程技術(shù),對(duì)破解當(dāng)代社會(huì)由于工業(yè)文明的泛濫而帶來(lái)的生態(tài)與環(huán)境問(wèn)題,提供了啟迪和借鑒。這些基于自然的傳統(tǒng)生態(tài)智慧的最大優(yōu)點(diǎn)是成本低廉、技術(shù)簡(jiǎn)單。如同青蒿素的科學(xué)提取和應(yīng)用,使基于采獵文明和農(nóng)業(yè)文明的中醫(yī)藥智慧成為有效的醫(yī)治疾病的當(dāng)代醫(yī)藥,通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)生態(tài)智慧的萃取和標(biāo)準(zhǔn)化,形成當(dāng)代工程技術(shù)模塊,可以有效地進(jìn)行大面積的水生態(tài)修復(fù)。在此理念指導(dǎo)下,過(guò)去20多年來(lái),北京大學(xué)及土人設(shè)計(jì)在全國(guó)200多個(gè)城市完成了500多個(gè)水生態(tài)修復(fù)工程案例(圖23),形成了一些適宜于大面積推廣復(fù)制的景觀改變模塊,并對(duì)其中部分案例進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)測(cè),積累了大量實(shí)際觀察的數(shù)據(jù),為更大面積的水生態(tài)修復(fù)推廣提供了依據(jù)[54-62]。需要指出的是,傳統(tǒng)智慧的現(xiàn)代工程化,是一項(xiàng)艱巨的工作,本文的一些定量實(shí)驗(yàn)結(jié)果有待完善。

圖21 生態(tài)修復(fù)后的天津橋園Fig.21 The Qiaoyuan park after ecological restoration

圖22 天津橋園棕地修復(fù)效果監(jiān)測(cè):生物多樣性的變化(2008—2012)[43]Fig.22 Biodiversity improvement after ecological restoration of the brown field (2008—2012)[43]

圖23 應(yīng)用傳統(tǒng)生態(tài)智慧進(jìn)行增強(qiáng)設(shè)計(jì)的生態(tài)修復(fù)案例分布Fig.23 Distribution of ecological restoration projects through strengthened nature based, design in China