居住区人工湿地景观设计研究

罗晓琴,代晓芳

(西南林业大学园林学院,昆明 650224)

1 引言

湿地作为“自然之肾”,在涵养水源、提高水体质量、减轻水体污染、保持生物多样性等方面的作用众所周知。自然湿地的逐渐减少意味着自然生态的人类生产和生活的场所渐行渐远。人类得到了他们想要的某些物质,却正在失去自然的纯净滋养和天人合一发自内心的祥和,全世界范围内,全球变暖、环境污染、水资源紧缺等恶果已经逐渐凸现。针对愈演愈烈的环境危机,近年来,在世界湿地组织的倡导下,在各地政府和市民的共同努力下,人工湿地包括各类湿地保护区、湿地公园的规划建设,正在逐渐恢复和再生因为城市化建设被侵蚀的自然湿地。在我国,人工湿地事业虽然刚刚起步,但正在以不可逆转之势,开始吐露生机。

2 居住区人工湿地景观设计的内涵

2.1 居住区人工湿地景观设计概念

湿地是指陆地上常年或季节性积水和土壤过湿的地区,并与其生长、栖息的生物物种构成独特的生态系统,包括天然或人工、长久或暂时的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带,带有静止或流动、咸水或淡水、半咸水水体,低潮时水深不超过6m的水域。

天然湿地是在自然营力作用下形成的,而人工湿地是经过人工设计和建设形成的湿地,供人类利用并给人类带来益处的由饱水基质、挺水或沉水植物、动物与水组成的复合生态系统。开展城市人工湿地研究,就是要创造一个模拟自然生态湿地的人造湿地系统,这对改善城市环境质量及促进城市可持续发展将起到重要的作用。

2.2 居住区人工湿地景观设计的意义

湿地环境是与人们联系最紧密的生态系统之一,对城市湿地景观进行生态设计,加强对湿地环境的保护和建设,具有重要意义。

(1)能充分利用湿地渗透和蓄水的作用,降解污染,疏导雨水的排放,调节区域性水平衡和小气候,提高城市的环境质量。

(2)为城市居民提供良好的生活环境和接近自然的休憩空间,促进人与自然和谐相处,促进人们了解湿地的生态重要性,在环保和美学教育上都有重要的社会效益。一定规模的湿地环境还能成为常住或迁徙途中鸟类的栖息地,促进生物多样性的保护。

(3)利用生态系统的自我调节功能,可减少杀虫剂和除草剂等的使用,降低城市绿地的日常维护成本。

在生态、环保思想日益深入人心的今天,人工湿地被广泛运用到居住区的水景设计中,将景观与环保有机地结合到一起。由于以城市为中心的经济迅猛发展和人口的急剧增长,使得城市生态环境受到污染,特别是景观水域绝大部分富营养化,亟待进行治理;目前绿地过分地人工雕琢与堆砌的倾向,使城市中十分珍贵的自然生态信息对现代人的身心涤荡作用受到干扰,人们渴望能够亲近自然。正是在这种日益高涨的对自然环境的关注及可持续发展思想的影响下,人工湿地应运而生了[1]。

3 居住区人工湿地景观设计研究概况

3.1 居住区人工湿地景观设计国外研究概况

20世纪初,随着世界经济的飞速发展,全世界的湿地开始经历退化、丧失和恢复的过程。国外对湿地景观规划设计的研究也因此展开。忽视自然环境的城市湿地生态系统改造工程,已被普遍否定。在国外的现代城市建设中强调突出丰富的水边空间,沿河建设大规模的中央公园、城市公园,一方面让现有的湿地环境尽量接近自然状态,充分发挥湿地的生态功能;另一方面增加湿地周边的空间和绿化,强调创造城市富有情趣的亲水空间,增加城市环境舒适性。

(1)欧洲国家的“重新自然化”。20世纪70年代中期,德国进行了对自然保护与创造的尝试,提出了“重新自然化”的理念,在全国范围内拆除了被混凝土渠道化了的河道,将河流恢复到接近自然的状况。1983年瑞士颁布的河流保护法规中明确规定,在河流整治的各种方法中,从生态学的观点出发,采用如下的优先级顺序:生物材料方法(植物)——混合方法(植物与木材或石料合用)——刚性材料方法(木材、石料、混凝土);在需要实施河道整治工程时,对生态学和景观方面存有缺陷的河流部分,必须同时努力地予以改善,例如增加植被,或者在水流中抛石,为鱼类营造藏身之处等。

(2)日本的“推进多自然型河流建设”。20世纪90年代初在日本建设省河川局“推进多自然型河流建设”的法规中规定:尊重自然所具有的多样性;保障和创造出满足自然条件的良好的水循环;水和绿形成网络,避免生态体系的互相孤立存在。在强调自然保护的同时,积极推进旨在不断恢复自然的水边环境建设。具体的做法是,在河流整治时,利用自然石料和水生植物恢复水体的自净能力;在河岸的高水位淹没处增加绿化,保障鱼和动物的生息环境;在确保河流的防洪、水资源利用功能的同时,创造出优美的自然环境,增添城市景观魅力。

(3)美国波士顿的“自然湿地”设计。波士顿市由于快速的空间扩展,导致查尔斯河水质急剧恶化,而上游城市和沿河排水系统又引起了频繁的洪水泛滥。为此,波士顿制定了被称为“自然湿地”的水体边界规划。其主要特征是以河流为系统,以河流边界的滩地作为公园带,保持河岸与河漫滩的自然状态,并沿河流发展带状绿化系统,同时将市内的数个公园连为一体。为此,波士顿市疏散了河边的居民,通过疏浚河流、种植能抵抗周期性洪水变化的树木来恢复河流的自然演进过程,使过去污水横流、泛滥成灾的河流转变成为由自然过程控制的、最有吸引力和最具自然活力的地方[2]。

3.2 居住区人工湿地景观设计国内研究概况

3.2.1 设立湿地公园

2005年5月,我国的第一个国家级湿地公园在杭州西溪对外开放。从而标志着湿地景观达到了一个国家级的认可高度,在这个公园的规划设计中,设计者结合了很多规划设计的理论方法与生态规划方法,在国内作出了一次全新的尝试。西溪湿地被定为全国首个湿地公园试点,相应确立了“积极保护”的思路,即在保护的前提下进行适度利用,通过适度利用实现更好的保护。“从生态角度看,西溪湿地也不适合纯粹的自然保护区模式。”浙江大学生命科学院常杰教授解释,西溪湿地目前面积仅10km2,这样小的范围,如果完全封闭保护起来,自我维持、自我循环的能力会减弱,当物种衰退或死亡后,缺少补充,有成为生态“孤岛”的危险。因此,科学、适度的人为干预,有助于西溪湿地生态环境的修复和保护。根据西溪湿地作为次生湿地、城市湿地、农耕湿地、文化湿地的独特性,综合保护工程确定了环境优先,最小干预,修旧如旧,注重文化,可持续发展,以民为本等六大原则。西溪湿地公园建设对国内目前湿地景观的规划设计现状来说是一次破茧,但是我们还是应该看到,景观生态规划的整体水平不高,是我国湿地景观规划最大的欠缺,怎么样在国内进行人才整合,专业整合,是目前两方面都需要考虑的问题,相信未来湿地景观规划设计会有一个全新高度。

3.2.2 人工湿地景观营造

(1)湿地景观设计在我国居住区中的应用,始于20世纪90年代前,我国城市居住环境总体规划设计主要受前苏联小区模式的影响,普遍采用分级规划模式,即居住区一居住小区一组团模式,这种规划模式也在一定程度上适应了我国当时国情;与此相对应,居住区绿地景观也采用分级布置方式:居住区公园(中心花园)一小区游园(小游园)一组团绿地一宅间绿地。这一时期的建筑设计和布局居于主导地位而居住环境景观设计只是它的一个附属设计,仅是建筑设计完成后的工作延伸和深化。随着改革开放的深入,社会经济的发展,人的居住观念也发生了变化,对居住环境提出了新的要求:景观优美、设施完善、环境和谐、管理到位。景观设计在国内的应用领域从最初的大尺度范围景观规划逐步进入到与人们生活最为密切的居住环境设计领域。这时期居住区环境设计开始关注水体景观的营建,喷泉、跌水、水池等水体景观形式层出不穷,给居住区居民带来强烈的视觉感受。

(2)生态学思想的融入,赋予了居住环境景观设计更深刻的内涵,使居住环境景观设计走出了狭义的视觉美学的范畴,研究对象从单纯的物质空间环境走向社会、经济、自然环境协调发展的层面;生态设计思想的融入,使环境设计将城市居住区的各环境构成要素视为整体生态系统;环境设计从单纯的物质空间形态设计转向整体生态环境的设计;使居住区从人工环境走向绿色的自然环境。目前,已有设计师将人工湿地水体景观引入居住区的环境景观设计中,通过生态学的环境设计思想来营造水体景观,不仅追求如画的美学效果,更注重环境内部的生态效益。居住区人工湿地景观设计就是要以生态优先为原则,以人为本作理念,逐步建立适合居住环境的生态网络,就目前许多大城市的居住环境体而言,景观环境的视觉美学已经达到相当的水平,但生态设计的理念有待进一步加强。

4 居住区人工湿地景观设计发展趋势

人工湿地污水处理系统是对自然湿地的模拟,它是以污水处理为目标,经人工设计、建造的工程化的湿地系统。而人工湿地作为一种天然的污水处理厂,对于发展中国家具有更大的经济效益和环境效益。然而,目前我国应用人工湿地处理工业废水和生活污水虽然有一些成功的范例,但还很少。它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化作用,使水质得到不同程度的改善,实现对废水的生态化处理。在我国,一方面废水排放量日益增加,水污染问题日趋严重,另一方面我国的城市污水处理主要采用传统的二级活性污泥处理工艺,其工程投资高、耗能大、运行管理要求高,而对于资金有限、技术力量薄弱的中小城市和乡镇,无力拿出太多的资金用于污水处理厂的建设和运行[3]。

人工湿地以良好的生态效益和经济效益,无疑成为城市居住区水景设计的首选,但是在很多地区,居住区人工湿地的应用尚处于初级阶段,但随着人们环保意识的加强,这种环保的可持续居住区水景模式将会越来越受青睐,具有极大的发展空间。这项技术同样适合于广大农村,中小城镇的污水处理之中,在我国具有极其广阔的应用前景。此外,最近发达国家已经将重点转移到利用人工湿地处理特殊工业废水方面。将人工湿地用于处理特殊工业废水,这是人工湿地未来发展的一个新特点和趋向。

[1]聂兰生,邹 颖,舒 平.21世纪中国大城市居住形态解析[M].天津:天津大学出版社,2004.

[2]华莱士S,帕金G,考思C.寒冷地区污水处理的人工湿地设计与运行[J].中国环保产业,2003(6):40～42.

[3]刘学燕,代明利.人工湿地在我国北方地区冬季应用的研究[J].农业环境科学学报,2004,23(6):1077～1081.