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上海黎明垃圾填埋场景观生态规划的探讨★

2016-04-06张智翔李雅娜郗金标

山西建筑 2016年27期
关键词:填埋场公园垃圾

张智翔 李雅娜 郗金标

(1.上海植物园,上海 200231; 2.上海商学院,上海 201400)



上海黎明垃圾填埋场景观生态规划的探讨★

张智翔1,2李雅娜2郗金标1,2*

(1.上海植物园,上海 200231; 2.上海商学院,上海 201400)

基于对黎明垃圾填埋场现状的调查研究,分析了垃圾填埋场规划治理存在的主要生态环境问题,并结合国内外垃圾填埋场景观改造成功案例,提出了利用环境自重建能力,“化腐朽为神奇”的规划治理理念以及改善场地和周边环境的治理举措。

垃圾填埋场,生态规划,生态修复,景观营造

0 引言

垃圾问题殃及世界各地,联合国环保组织发出严重警告:“世界上最高的山峰不是珠穆朗玛峰,而是人类堆积的垃圾,世界最长的河流不是亚马逊河,而是人类排出的污水”。随着经济的飞速发展,城市生活垃圾产量也随着城市化进程的加快与日俱增。垃圾处理已成为举世瞩目的环境问题。目前国内外主要采用填埋、堆肥、焚烧等方法,其中大部分城市垃圾采用填埋的方式来处理,我国通过卫生填埋方法处理的城市垃圾约占全部处理量的70%。

垃圾填埋作为一种最为普遍的垃圾处理方式,最大的特点是方法简单,处理费用低,但因城市生活垃圾成分复杂,填埋处理不能进行垃圾分类,而且不可避免地产生填埋气、各种有害气体、渗滤液等,处理不好极易对大气、水体、土壤造成二次污染。近年来,垃圾处理成为城市建设和环境整治的重要内容,世界许多国家开始关注垃圾资源化利用和景观化利用的研究,把城市垃圾填埋场看作是一种特殊的城市用地,是一种宝贵的土地资源,运用景观生态学原理和景观规划设计方法将垃圾填埋场资源化、景观化在美国、新加坡等国家已有成功案例。这些案例为我们科学地处理垃圾填埋场提供了示范样板,也提供了技术参考,但限于这方面的成功案例较少,垃圾填埋场景观化利用的技术尚未系统化。因此,探讨垃圾填埋场景观化利用途径和技术仍是目前环境科学、城市规划和城市建设中的重要课题。为此,以上海市黎明垃圾填埋场为例,开展垃圾填埋场总体规划与治理研究对今后垃圾填埋场景观化利用有着重要的示范价值和理论指导意义。

1 黎明垃圾填埋场概况及生态问题分析

1.1 基地概况

上海黎明垃圾填埋场位于上海市浦东新区合庆镇黎明村界内,地处长三角地带,北临长江,与崇明县长兴镇隔江相望,始建于1998年,占地面积约500亩,目前已处置生活垃圾579万t。黎明垃圾填埋场是卫生填埋,属于滩涂型垃圾填埋场。

该垃圾填埋场2010年完成封场。生态修复从封场后开始,封场后由上海市园林科学研究所主持开始实施以气味改善为重点的植被恢复研究与示范,垃圾填埋场得到初步的生态恢复。

上海黎明垃圾填埋场地处亚热带季风气候带,四季分明,日照充分,雨量充沛。年平均气温15 ℃~18 ℃,年平均降水量1 178.2 mm。基地大多数区域属于自然修复,以杂草生长为主,只是在边坡上栽植部分灌木和人工草皮。根据实地调查,经初步的植被修复后,垃圾填埋场种植有35种乔灌木,占地面积8 000 m2;封场覆土厚度为40 cm~50 cm,土壤pH值8.39,容重2.05 g/cm3,有机质含量12.3 g/kg。封场土为碱性土壤,土壤结构紧实,通透性差,有机质含量偏低。土壤重金属和二英检测结果表明无土壤污染风险。垃圾填埋产生的渗滤液和填埋气,由专门的收集管道系统收集后集中净化处理,对周边的水资源无较大影响。填埋场产生的主要大气污染物为H2S,NH3,SO2,粉尘,臭气及填埋气中的主要成分CH4。由于场地属于黎明垃圾填埋场一期工程,还有作业区未封场,所以由垃圾填埋场扩散的异味、污染物等对附近居民的生存环境造成的影响还将延续到垃圾填埋场完全封场。

1.2 基地生态问题分析

根据对垃圾填埋场生境实地调查和环境分析看,黎明垃圾填埋场景观化利用面临着以下4个严重生态问题:1)垃圾填埋场产生的有毒有害气体和渗滤液对地下水、地表水、大气以及周围植被产生严重的二次污染,严重影响了土地的生产力,影响了环境的可观赏性,也危及周边人们的生活;2)土壤含盐量高,干旱瘠薄,过于疏松,制约了大多数植物的生长,导致土壤自然演替慢,难于绿化和生物开发;3)现有植被稀疏,生物群落简单,物种组成以一二年生草本植物为主,多为单层结构,群落结构简单,功能低下;4)垃圾充斥,景观外貌不堪入目,由垃圾散发的臭气、臭水严重影响周围环境质量。

2 垃圾填埋场景观化案例分析

垃圾填埋场景观化是一个普遍性的生态环境问题,国外在这方面的研究起步较早,也有许多成功的案例,从中或许可以得到一些有益的启示,用于指导上海黎明垃圾填埋场的景观化处理。

2.1 美国清泉公园

清泉公园场地位于纽约市斯塔腾岛西岸,紧靠阿瑟溪,清泉湾和草原岛屿也被包含其中。场地总面积约891 hm2,其中约45%由垃圾山组成,另外55%由溪流、湿地和干燥凹地构成。清泉垃圾填埋场封场于2001年,该垃圾填埋场的公园化改造是世界上垃圾填埋场景观化利用的一个典范,具有非凡的借鉴意义和启示作用。其成功之处和借鉴之处可归纳为以下3点:1)确立了“变废为宝,化腐朽为神奇”的设计理念和“生命景观”的主题定位,将垃圾填埋场的环境治理同城市发展,市民休憩娱乐需求融为一体,将垃圾填埋场规划设计成为“活动项目+栖息地+循环”的生命景观,既实现了垃圾填埋场环境治理的需要,又满足了城市居民生活的需要,同时还兼顾了城市长期发展的需要,为今后垃圾填埋场等废弃的规划利用指明了方向;2)基于垃圾填埋场生态自然演替规律和植被恢复的自然周期性,确立了总体目标和分阶段实施的规划设计策略,通过“连续性种植植物以整顿、救治场地中受污染的土壤”和“通过持续的植物种植和道路延伸连接公园与城市其他空间”等措施来改善场地及周边环境,体现了尊重自然、顺应自然、利用自然规律、彰显自然的设计思想,为垃圾填埋场的生态恢复,环境治理和景观规划树立了示范;3)在垃圾填埋场的公园化改造过程中,吸收了生态、工程、建筑、社会、经济、规划设计等多方面的专家进入设计团队,多学科交叉融合,相辅相成,提高了垃圾填埋场景观化利用的整体效益。

2.2 新加坡实马高岛

实马高岛(Pulau Semakau)是世界上首个由无机废料,即垃圾焚化厂的灰烬为主要元素建造的垃圾岛。该岛是新加坡本岛以南8 km的一个垃圾埋置岛,由旧实马高岛和锡京岛(Pulau Sakeng) 衔接组成,长约4.4英里的人工海堤把附近的海域围成了一个巨大的圆形区域,这个区域内便是垃圾填埋区。海堤由砂子、石块和泥土堆砌而成,并铺设聚乙烯土工膜以防止垃圾场内的有害物质向海水渗透。新加坡全国近90%的垃圾经过焚烧后的垃圾灰烬全部被运送到这里进行填埋处理,上面再铺上泥土,然后再种上棕榈树或者其他植物。

实马高岛是罕见的以优秀生态环境著称的垃圾场,是世界上棕地景观化改造的典范。该岛以垃圾焚化后的灰烬为基本元素建造而成,但同时又是闻名世界的旅游胜地,生长着众多的野生动植物,是一个可以自我循环的良性生态系统。

该垃圾岛成功地被景观化改造利用,有3点启示值得深思。1)在垃圾焚烧灰烬的上面盖上泥土,再种植植物,这是该垃圾岛生态修复的关键,利用植被吸收垃圾灰烬中的各种污染物,达到污染治理和生态修复的目的,同时为野生动植物生长创造有利生境;2)特别重视垃圾岛周边边界的设计和治理,利用砂子、石块、泥土混合聚乙烯防渗膜,防止垃圾场内有害物质向海水渗透,降低了二次污染危险,对垃圾岛边界的设计值得深思;3)在周边海水区域种植了红树林以监测环境污染,并充分利用岛屿自然环境优势,确立了保护野生动植物的景观定位,化腐朽为神奇,实现资源的无害利用。

2.3 国内南海子公园

南海子公园是北京市最大的湿地公园,可以说也是由建筑垃圾堆积而成的郊野公园。改造以前,干涸的坑塘大部分被不加分类、不加隔离的垃圾填平,填埋总量达到2 200万m3,其中80%以上是建筑垃圾。经过几年的垃圾处理和景观化改造,目前,南海子垃圾场已成为北京市著名的郊野公园。南海子垃圾场的成功景观化改造给我们留下了两点启示:1)采取了“挖掘垃圾筛分+准好氧填埋+景观化封场”的工艺来处理生活垃圾,根据垃圾分类采取相应的处理策略,一些无毒无害的建筑废料经打碎、分拣后,用于堆山填充物、公园路基建设,而对于已经污染的土体则经防渗处理后用于植被绿化;2)结合地形设计,加速垃圾处理过程,因势利导,如用打碎的建筑废料堆积假山,营造凸出的地形,在原来用于填埋垃圾的大坑处引入再生水,营造成碧波荡漾的水体景观。

3 基地生态规划的指导思想与目标

垃圾填埋场属于城市废弃地,对其生态规划的主要目的应是环境治理和功能提升。因此,借鉴国内外垃圾填埋场景观化改造的成功经验,立足垃圾填埋场基地现状和生态系统自然演替规律,上海黎明垃圾填埋场生态规划必须坚持将环境治理与城市绿地系统建设相结合,把生态系统修复同城市休闲、娱乐、游憩空间打造相结合,把景观恢复重建与城市长期发展相结合,利用垃圾填埋场生态系统自然演替规律,在不同时期通过不断种植、更新不同类型和功能的植被,促进垃圾填埋场生态系统修复,逐步建立可以自我维护、自我循环的良性生态系统,并最终建造成集生态保护、休闲游憩、体育健身、科普教育等功能于一体的城市公共空间,把垃圾填埋场变成城市绿肺。基于这一目标,其规划设计理念是变废为宝,化腐朽为神奇,确立以“生命、自然”为设计主题。规划治理分三个阶段,初期以土壤改良和植被恢复为主,中期以生态重建和功能提升为主,后期以功能植入与完善为主的分阶段走的治理策略;坚持植被自然恢复与人工干扰相结合,通过地形规划处理加速土壤改良,通过“连续性种植植物以整顿、救治场地中受污染的土壤”和通过“持续的植物种植和道路延伸连接公园与城市其他空间”等措施来改善场地及周边环境的治理举措。

4 规划设计方法探讨

纵观国内外垃圾填埋场景观化改造的成功案例,对垃圾填埋场的景观规划,环境保护是核心,使用功能的创建和提升是目标,对污染生态系统的修复和良性循环生态系统的创建是基础,对空间布局的规划是关键。因此,对上海黎明垃圾填埋场的景观规划,必须围绕环境治理和生态修复这一核心。

4.1 植被规划与设计策略

植物是污染生态系统修复和生态系统重建的主体,通过筛选适当的植物和科学的植物搭配更是国内外污染生态系统修复重建的成功经验。植物规划应坚持尊重自然、顺应自然和可持续发展的原则,根据基地现状环境问题和生态系统自然演替规律进行调整,即采取连续种植不同类型植物以使环境得到持续不断的改善之举措。规划初期,基地土壤干旱瘠薄,环境污染严重,有二次污染、有毒有害气体污染的风险,因此,这一阶段的植物规划应以适应性强、沃土效果好的草本植物为主体,适当选择一些灌木和乔木。可考虑选择一些禾本科、豆科观赏植物以及一些具有芳香效果的和须根发达的植物,构建一种野趣横生,生长迅速,沃土效果好,生态修复作用强,能够吸收有毒有害气体或臭味的植物群落。根据调查,这一阶段可考虑选择的植物有蒲苇、芦苇、紫穗槐、刺槐、鸢尾、狗牙根、海桐、苜蓿、三叶草、地肤、枫杨、乌桕、夹竹桃、珊瑚树、迷迭香等。随着土壤的改良和污染物的减少,中期阶段规划设计增加灌木比例和各种观赏花卉的比例,适当提高乔木树种比例,提升生态系统的整体功能,加速土壤改良。

上海的顶级生态系统为亚热带常绿阔叶林生态系统,按照生态系统的自然演替规律,最终垃圾填埋场将演替到并稳定于常绿阔叶林生态系统阶段。因此,随着植物的生长和土壤的进一步改良,基地环境不断改善,植物景观规划将进入以乔木为主体的森林景观阶段,树种组成以亚热带常见园林观赏植物为主,如香樟、银杏、榉树、白玉兰、广玉兰、乌桕、龙柏、圆柏、水杉、丁香、栀子花、桂花、樱花等,构建多层次、多树种、多色彩,具有各种游憩功能、休闲娱乐功能和文化功能的植物景观空间,继续提升生态修复和环境保护功能,形成城市森林氧吧,提供各种使用功能。

4.2 促进生态修复的地形设计

从景观营造的角度看,地形是景观的重要组成要素,是构成整个景观的骨架,地形以变化丰富的表现力,赋予景观以生机和多样性,使之产生丰富的景观效果。地形的作用体现在多个方面。在景观营造过程中,主要体现在骨架作用、空间作用、造景作用、背景作用、观景作用、工程作用等方面。垃圾填埋场不像一般的土地利用形式可以对地形做大改动,受防渗膜和疏导管网的限制,对已经封场垃圾填埋场地形改造可行的措施局限于改变封场覆土的厚度。但是景观营造需要丰富自然的地形变化,所以对地形的预先规划设计很有必要,即在封场前对垃圾堆体的形体规划设计。

从生态修复的角度看,地形起伏具有生态修复的辅助作用。如哈尔滨群力湿地公园和六盘水明湖湿地公园均是通过地形设计促进生态修复的优秀案例。在这两个湿地公园的设计中利用相似的手法通过对地形改造辅助生态修复。哈尔滨群力湿地公园的规划设计基于雨水收集和湿地的保护沿着基地的边缘做了一圈高低不一的水塘,收集雨水,渗透到土壤中,净化土壤,由于高差雨水汇集到公园中的湿地,最终补充到城市的地下水系中。类似的原理,六盘水明湖湿地公园则是利用一种中国传统的水利工程——陂塘系统,结合基地内的河流水系进行地形改造。利用这样的地形让受污染的河水慢下来,结合植物与高差的作用固定养分,净化水源。

从两个实例可以看出一些特殊的地形对水体净化、土壤改良等能起到一定积极作用。良好的土壤环境是植被恢复的基础,垃圾填埋场的生态恢复首要问题是土壤改良。因此分析场地的地形并进行合理的改造利用有利于加快整个规划的进程。

上海是一个雨水比较丰沛的城市,年均降水量达1 178.2 mm。降水不仅会形成强烈的地表径流,导致水土流失,而且会使大量污染物随水移动,污染周边环境,导致二次污染。相反,通过科学的地形设计,可以汇流聚水,既可减少水土流失,降低二次污染危害,又可促进系统内的物质循环,促进土壤改良和生态修复。

基于此,上海黎明垃圾填埋场地形设计的总体思路是:改造初期,在垃圾填埋场周边设计成带状的沟渠系统,汇流聚水,防止系统内雨水外流,造成二次环境污染,结合沟渠种植一些水生植物,增加雨水的渗透系数,提高污染防治效果;系统内则设计成地形起伏、坑塘密布的“海绵体”储水系统,利用雨水从高到低的运动改变土壤的酸碱性,结合植物的种植把养分保留下来,形成独特的海绵湿地景观,加速土壤改良和环境治理;改造中期,污染风险降低,土壤得到基本改良,基地周边可适当设置成林带或景观道路,基地内则进一步整合地形,适当减少坑塘数量,为后期的功能塑造奠定基础;改造后期,随着土壤环境的进一步好转和污染风险的持续降低,周边沿沟渠种植高大乔木或铺设道路,形成景观边界,系统内则根据地形起伏设置小型湿地、草坪或凸出的山体,营造成具有各种游憩、娱乐休闲功能的景观空间,整体形成森林繁茂、湿地镶嵌的景观格局。

4.3 文化元素的提炼与设计

文化是景观的灵魂。对文化元素的挖掘、提炼与规划是获得最终成功的关键,北京南海子郊野公园,美国清泉公园等垃圾填埋场的成功改造,无一不注重了对文化景观的规划设计。现代景观规划设计除了注重景观形象、环境绿化、大众行为心理外。更要结合景观融入使用功能和文化内涵。随着人民需求水平的提高,景观设计不再局限于生理上的需求,更多是精神上的需求,要求现代景观规划设计能满足现代人学习、体验、自我实现的需求。

垃圾问题是城市发展面临的严重环境问题,对垃圾填埋场的景观化改造利用则是人类文明进步的标志,是值得传颂和赞扬的人类行为。因此,对垃圾填埋场的景观化改造利用应该以景观的形式展示给后人,启示人们去践行低碳、环保的生活理念,教育后人树立环保意识,宣传垃圾治理成就,推广垃圾治理技术,造福人类。因此,建议在上海黎明垃圾填埋场景观化改造利用的过程中,做好文化景观元素的提炼与规划。

[1] 虞莳君,丁绍刚.生命景观——从垃圾填埋场到清泉公园[J].风景园林,2006(6):26-31.

[2] 赵培蕾,王大艳,王鹏飞.垃圾填埋场废弃地的生态恢复与可持续景观设计[J].华中建筑,2012(4):114-116.

[3] 倪 蓁,郑钦玉,雷 均,等.垃圾处置地的生态恢复原理与实践——以清泉垃圾填埋场为例[J].安徽农业科学,2009,37(31):15365-15367.

[4] 杨 锐,王 浩.景观突围:城市垃圾填埋场的生态恢复与景观重建[J].城市发展研究,2010,17(8):81-86.

On landscape ecological planning for Liming garbage disposal plant in Shanghai★

Zhang Zhixiang1,2Li Yana2Xi Jinbiao1,2*

(1.ShanghaiBotanicGarden,Shanghai200231,China; 2.ShanghaiSchoolofBusiness,Shanghai201400,China)

Based on the investigation of the status of Liming garbage disposal plant, the paper analyzes the main ecological environment problems in the governance of the garbage disposal plants, and combined with the successful case of domestic and foreign garbage disposal plant landscape reconstruction, points out the governance idea for the planning by converting the decays into magic with the self-reconstructing capacity of the environment and the governance measures to improve the sites and surrounding environment.

garbage disposal plant, ecological planning, ecological restoration, landscape establishment

1009-6825(2016)27-0189-03

2016-07-13★:上海城市植物资源开发应用工程技术研究中心开放课题“种间作用与低碳型蔷薇专类园配置模式研究”(课题编号:G201502);市教委重点课程以及商业研究院课题

张智翔(1994- ),男,在读本科生; 李雅娜(1975- ),女,副教授

郗金标(1963- ),男,博士,教授

TU983

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