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城市景观更新技术在生态湿地公园建设中的应用

2022-08-27吴胜南曹烨君

景德镇学院学报 2022年3期
关键词:雨水城乡公园

吴胜南,曹烨君

(合肥师范学院,合肥 230061)

0 引言

公共绿地作为当下城乡公共空间的重要组成部分,其在改善城乡生态气候及优化人居环境等方面具有不可替代的作用[1]。国内外关于湿地的定义有所不同,不同学科在下定义时各有侧重,城市景观设计领域内对湿地的相关研究认为,湿地是地球表面常湿或存在积水的区域。湿地和长期生长在湿地的生物一并形成独特的生态系统,一方面,湿地系统具有较好的、不可替代的自然景观,便于构建自然生态的城乡公共空间环境;另一方面,湿地环境因其受水资源条件影响大、物种较少等因素影响,生态系统结构相对脆弱,易受外界干扰甚至遭到破坏。

自20世纪中后期以来,随着国内诸多城市不断进行向周边辐射的扩张建设,城乡原有水文系统等环境遭受到不同程度的破坏。耕地、人工表面已成为湿地损失的最主要原因[2],水系改道、驳岸硬化、地下水位剧变等现象时有发生。湿地公园是以科普教育、生态保护、休憩游赏为建设的主要目的,强调有计划地合理利用城乡湿地资源[3]。21世纪初,国外有关低影响开发等城市建设理念逐渐受到国内部分行业专家学者们的重视。相关研究提出,城市公园作为生态、活动与文化的交融地,其改造建设可以以生态复兴为主线,多方参与协调解决城市发展与生态保护的矛盾[4]。湿地环境在城市建设的过程中,部分存在土壤、水源等生态基底资源遭到污染的问题。伴随着生态环境的破坏,湿地内的生物多样性受到急剧影响,部分生物链断裂,人工干涉留下的痕迹几乎覆盖了自然生态环境的底色。除此之外,湿地周边建筑环境凌乱、游憩组织差异性低,地域文化特色景观缺失。对此,城乡湿地在进行城市公园设计之初,即当采取土壤基质改良、低影响开发建设等改善措施,尽可能地降低开发建设对湿地生态自然环境的破坏。

1 湿地公园建设中的土壤修复技术

土壤是植物生长、生物繁衍生息的前提条件。现阶段国内部分湿地项目所在建设地多为受到一定程度人类生存发展干扰的建设用地。湿地公园建设之初,应对场地原有土壤条件进行调研分析,包括酸碱度、含盐量、有机物含量等。结合湿地公园建设所需达到的土壤基质理化性质相关指标,针对不同土壤基质待修复侧重项的不同,区别对待。如部分中西部干旱地区或东部滨海盐碱地带,为增加土壤有机质含量特别是土壤肥力,可采用鸡粪搭配一定比例的河沙、塘泥或腐殖土等,并与场地内原有土壤进行充分搅和后回填种植穴。避免采用尿素等偏碱性肥,以确保土壤酸碱度适当[5]。

湿地环境在长期历史演变过程中会逐渐形成相对稳定的生态系统,这种系统自身具有一定的修复功能。湿地自身的修复功能主要依赖于该系统内的植物、微生物等要素对受污染土壤可以起到降解部分污染物的作用。植物在其自然生长中,可对土壤中的Cd等重金属进行吸收降解。如十字花科部分植物对土壤中的Zn等金属元素具有较好的萃取表现,梭鱼草对水土中的Cu、Zn等重金属具有较好的转移作用[6]。在湿地公园建设的具体实践中,可适当增加超富集植物的应用推广程度。

除植物对土壤中的不利物质具有萃取作用外,微生物亦可一定程度地吸附水土中的Pb等重金属离子。利用微生物集聚土壤中重金属元素,具有运作成本低、持续效果久等优势。部分微生物可以将铁离子、汞离子等有害物质进行氧化还原,从而改变金属价态及稳定性。针对部分水体因富含较多的N、P等元素而出现大量浮游藻类,可于水中投放食蚊鱼、田螺等水生动物净化水体。利用生物净化水体的物理、化学方法往往具有较好的经济性和可持续性,值得推广。

2 湿地公园建设中的节水技术

随着城市的持续发展与不断扩张,水资源短缺成为当下城市环境建设的一大问题。湿地公园是以水环境的维护与利用为主导方向之一的城乡人居公共景观场所,如何有效合理地利用并改善城市水资源,是湿地公园建设首当考虑的关键点。低影响开发理念自从国外引进以来,其对水资源的循环利用一直具有较高的重视。 城乡景观中水资源是生物繁衍生息、景观运营维护所必备的条件之一。在湿地公园中进行节水技术的运用实践,不仅可以提高城市水资源利用效率,起到节水的效应[7],亦可通过特殊工程结构及生物群落净化城市水体,从而美化城乡环境,改善城乡景观效果。

如图1的湿地生态公园雨水花园断面图所示,在湿地公园中通过建设小型雨水花园,采用集、蓄、渗等措施,在雨水充盈的季节将公园内阶段性富余的水资源先进行渗透过滤,再进行暂时性贮存,然后将经过净化的水资源作为绿地灌溉等城市用水。图1中的雨水花园断面结构自上至下分别为植物层、配方土层、透水土工布、细沙层、第二道透水土工布、排水碎石层、防渗层及素土夯实,防渗层采用不透水土工布结合湿陷性黄土对部分结构进行保护。在雨水花园结构断面中,于排水碎石层铺设集水管连接至地下水箱。雨水花园与硬质铺装交接的边缘布设挡水坎和植草沟,对路面汇集雨水进行导流及暂时性贮存。调查研究显示,该技术的运用能够使得湿地生态公园内年径流量控制率明显升高,达到79%,而该技术应用后对场地内污染物的去除率也能够超过62%,并有效增强雨水资源的回用率至31%。该类经净化的水资源可用于场地内景观绿化使用,如植物浇灌、装置清洗等,亦可回灌区域内的景观水体,涵养水源,使区域内的水体更加丰富,稳定湿地区域的常年水文表现,从而减少干旱洪涝等自然气候灾害对场地的影响。

图1 湿地生态公园雨水花园断面图

3 湿地公园建设中的生态重构技术

湿地素有“地球之肾”的美誉,其在涵养水源、丰富生物多样性、调节气候等方面具有重要作用。湿地公园是对湿地进行保护性利用的城市公共场所,在建设运维的过程中,最重要的是构建完整的湿地生态系统。湿地公园的景观设计主要从植物配置、动物微生物引入等措施,在生物群落栖息地修复的基础上,构建具有独特生态美学价值和社会效益的优美城乡自然景观。在湿地公园的建设中运用生态系统重构技术,具有水土气等自然环境净化、物种多样性保障以及社会科普等作用。通过对原有水体基底进行修复,支撑区域的景观生态功能恢复,构建新型湿地生态系统,从而进一步巩固水质及土壤的净化成果,实现物种保育目标,推广社会科普研究功效。湿地系统的生态重构在地形骨架设计之初,便需要考虑到不同植物的栽植要点及生长习性。根据不同类型土壤中的水分含量差异,以及不同区域环境的水深情况,进行多样植物群落梯级化配置[8]。

所谓湿地植物群落梯级化配置,水杉、柳树、落羽杉等木本植物可种植于水边高地,形成具有地域乡土风情的岛岸景观。中层配以芦苇、菖蒲等植物,水葱、红蓼、荷花等挺水植物收边,形成高低深浅不一的植被景观。水面种植起点缀作用的睡莲、狐尾藻、槐叶萍等植物。这样的植物配置能够使得湿地生态系统在空间的纵向层面富有层次感,极大提升湿地植物群落的艺术审美体验。

荷花等部分植物在秋冬季节会出现凋零腐烂,容易对水体造成污染,严重时会破坏整个湿地生态系统的稳定性,应注重植物在不同生命周期中的管养差异性,及时进行清理和更换,实现季节化管理。除恢复乡土植物种植外,部分动物、微生物的加入亦有利于增强生态系统重构效益的持续性。水生植物配置群落可利用其植株间的微生物生命活动降低水质化学需氧量,能较好地净化水体及大气环境[9]。湿地公园内引进喜在该类环境中生活的适当品种水鸟,甚至建立生态保育区。生态保育区往往是生态湿地公园的核心保护区域,可保障该区域内原有自然人文景观风貌。保育区建立应特别注意游人活动对动物栖息的影响情况,应在保障物种正常生活繁衍的基础之上,适当发掘科普宣传功能,增强市民游客观赏活动的趣味性,完善城市人居环境的生态体系[10]。

4 景观更新技术实践研究

西安沣河(文教园段)湿地生态公园位于古都西安的西咸新区。该湿地公园占地总面积约88hm2,设计方案中充分挖掘了该地区丰富的历史文化资源,将历史上的“长安八水”河网进行规划重建,并与城市双修相结合,旨在更好地挖掘区域水体的景观资源。沣河湿地生态公园设计者于项目内设计了小型的雨水花园,雨水花园首先通过分层渗滤将收集的雨水资源进行物理净化。项目将场地内日常排水系统进行再利用,根据植物配置梯级化设计,营造湿地中的梯级净化雨水花园[11]。当因洪涝造成场地内排水达到一定限值时,将超额雨水由湿地内原有保留的排涝系统排出,从而实现水资源的动态化管理。除雨水花园外,该项目建设中通过生态植草沟、微地形等设计在湿地公园景观更新中实现节水技术的运用。

沣河湿地生态公园项目位于世界上最大的候鸟迁徙路线之一的中亚迁徙线上,设计方案结合场地原有滩涂地,构建候鸟栖息地。每年秋季大雁等多种候鸟成群栖息于此。如图2候鸟栖息地设计方案所示,该方案于靠近水岸且水深在0.5m~1.5m的区域抛掷毛石块,围堰形成多个小块水面相连的浅水区域,创造形态丰富、物种多样的湿地环境。方案中围堰与植被设计、园路布置等相结合,形成了人行步道与动物栖息地互不干扰的两道通行空间,以保护候鸟的栖息不受人类活动的干扰[12]。

图3是建成于2019年5月的重庆潼南大佛寺湿地公园,该湿地公园位于涪江两岸,地处潼南区的中心区域,紧邻大佛寺风景区,是山城重庆中难得的滨河滩涂。大佛寺湿地公园的设计建设旨在打造将航运文化、佛教文化与湿地景观融为一体的生态人居环境。该项目建造生态滨水护坡,营建江心树岛,大面积恢复场地内的原有植被枫杨、水杉、花叶芦苇、狼尾草、莲花等,以构建具有独特自然景观和地域文化风情的生态湿地公园。

图2 候鸟栖息地设计方案

图3 大佛寺湿地公园

美国著名的克罗斯温茨湿地公园位于密歇根州,在湿地生态系统构建中具有典范意义,并获得了2019年的ASLA地标奖。该项目的所在地历史上为一片湿地,后因人类的农业生产活动,该地一度被开发为耕地。设计者为恢复该地的生物多样性,建立自给自足的动植物栖息地,人工种植乡土水生植物逾30万株。植被系统构建完成后,该地吸引了猫头鹰、苍鹭、鹈鹕、美洲木鸭等超240种鸟类生物的回归。该湿地公园还经常组织一些垂钓、骑马、观鸟等生态休闲活动,克罗斯温茨湿地公园现已成为全美的观鸟圣地,广泛受到人民的喜爱。

5 结论

湿地公园具有美化环境、科普宣传、调节气候、丰富物种多样性以及丰富居民日常生活活动等作用,湿地生态系统这一功能无可替代。新时期随着人类社会农业工业经济的飞速发展以及城市的不断扩张,城乡的地表湿地面积较以往有明显的下降,随之一些城市的内涝、洪涝、干旱、极端天气等自然灾害发生频率呈现出大幅增加的趋势。对原有城乡水资源环境进行湿地公园改造建设是当下公共空间建设的重要方向之一。当下的城市更新技术是以城市景观建设为出发点,利用相关专业技术手段,在尊重场地原有自然风貌及文化风俗的基础之上,从生态自然、便捷高效等多角度改善城乡人居环境,实现人与自然的和谐相处。湿地公园建设往往利用场地原有或历史上曾有的水环境资源,将其进行基质修复,结合低影响开发相关专业技术手段,实现乡土动植物回归生存,从而营建自然生态的城市公共空间。

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