“黑箱”研究思路在城市景观生态规划中的应用——重庆奥林匹克花园住宅景观湿地湖景公园案例分析

詹 林

(重庆科技学院，重庆 401331)

“黑箱”研究思路在城市景观生态规划中的应用
——重庆奥林匹克花园住宅景观湿地湖景公园案例分析

詹 林

(重庆科技学院，重庆 401331)

将系统论中“黑箱”理论的研究思路应用于重庆奥林匹克湖景公园湿地规划设计中，通过对该湿地景观生态系统中水因子的输入与输出关系的定量研究，提出该景观工程设计的改造措施。

“黑箱”；系统论；城市景观；生态系统

随着人们对城市景观生态系统认识的不断深入，景观生态系统的研究向着系统化、向定量化、综合化方向发展。现代生态学、系统论等思想的渗透，使景观生态学摆脱了传统风景园林学科研究的束缚，系统论的研究方法和体系逐渐重建。

从景观生态学的角度，可将景观视为空间上不同生态系统的聚合，一个景观包空间上彼此相邻、功能相关、各具特点的若干生态系统。景观生态系统的能量流动与物质循环复杂多变，此外城市人为干扰和自然干扰促进其发育和演替的趋势，如此也加剧了景观生态系统的复杂性和脆弱性。实践中几乎难以完全掌握一项工程所在地景观生态系统内部的实际情况，这时系统控制论的研究思路得以发挥作用。

系统论研究思路一般包括“黑箱”、“白箱”和“灰箱”。对于某个认识对象，其内部的结构完全不清楚（如景观生态系统），或者根本无法弄清楚其内部结构的认识对象，则这个认识对象就称为系统控制论中的“黑箱”。“黑箱”研究思路忽略了系统内部结构，只通过输入和输出的信息来研究系统的转化和反应特性的系统研究思路。

根据“黑箱”理论，对具体工程场地景观生态系统输入和输出的信息进行平衡计算分析，然后在系统结构与功能分析基础上，再对该景观生态系统进行综合评价，从而得到系统综合效益状况，建立优化的生态结构，以实现最佳整体功能。下面以重庆奥林匹克花园规划区湖景公园部分规划湿地1区的水文特征分析作为案例，说明该系统研究思路在景观设计与工程实践中的应用。

1 设计对象背景资料

作为欧盟和中国唯一合作的生物多样性保护房地产项目，重庆奥林匹克花园位于重庆北部新区经开区内的蔡家沟片区，项目总用地，2.25km2（3 373亩），是重庆市目前最大的楼盘，总建筑面积250万m2。此地依山傍水，天然地形特征丰富，对今后开展生物多样性保护具有良好的基础。

规划区景观湖景公园（包括湿地1区和湿地2区）位于山体与第2期居住区之间的沟谷地带 (图1)。湖景公园的建设可以为下游200m的水库提供一个较大的湿地缓冲带，既可以净化水体，又可以丰富花园景观，增加生态系统类型和生物多样性。

水文特征分析之前，收集分析该地区的气象资料和地质资料，实地调查山体与谷地的地形地貌、土壤、植被的组成特点，并采集土样、水样，测定分析土壤理化性质和水体的化学性质。

2 湿地1区的水量平衡分析

系统输入包括湖景公园湿地1区的3处水源：

（1）北端与西侧山体两个汇水区（AB与CD汇水沟，见图1）的径流，包括地面径流与地下径流地面径。计算平均降雨量、最大年降雨量、最小年降雨量（见表1），并实地测量径流量。

（2）上游来水。

（3）湿地1区范围的降水。

图1 重庆奥林匹克花园湖景公园规划湿地1区的水系示意图

表1 山体地面径流模拟估测数值

系统输出包括蒸发蒸腾、流出和侧面渗漏（见表2）。渗漏量根据湖景公园Ⅰ区的底部与侧部的土壤渗透系数来估算。该地土壤入渗系数介于10－2～10－4cm/s，渗透性较强。底部及下方侧部选择相应的防渗措施，构筑防水层，保证渗透系数控制在10－6以下。

把湿地1区看作一个水体生态系统，根据输入与输出的水量分析30a周期内常年平均、最大的、最小的可能蓄水量与水面面积，按照黑箱理论来评价分析所提出的水文指标(水面面积与蓄水量)是否科学合理。

从表2中的蒸发和降雨量数据可以看出，奥林匹克花园湿地1区的降雨量大于蒸发量，这是由于奥林匹克花园所属的重庆是湿润地区。同时从测定的来水量来看，湖景公园湿地1区的进水量充足，可以保证湖景所需水量。根据湖景公园水源条件、容积的大小建议设计交换周期1区为29d，最大交换周期为35d，最小为24d，全都小于 1∶1的水体交换指标。因此，来水量能满足控制水位线水量需求，保证较大的水体交换量，降低富营养化发生的可能性。

表2 湿地1区的水量平衡分析

根据湖景公园地形地貌、水文特征和栽植水生植物对水位的要求，建议湖景公园的湿地面积和蓄水量初步设计如下：设计湿地Ⅰ区最深为6.5m，最浅 4.5m，波动水位2m，湖面面积为4 606 m2，蓄水量为16 045m3。另外可以看出，按照设计水量的75%计算，Ⅰ区水位降低2m，湖面面积为3 648 m2，蓄水量为7 811 m3；按照设计水量的50%计算，因为此时Ⅰ区水量来源仍充足，仍有盈余，故50%水量设计值与75%水量设计值时水面面积，水位保持一致。

3 地面水环境质量分析

经测定，山体及其沟谷地面水1-1、1-3、1-2采样点（见图1）的氨态氮含量为0.62～0.92mg/L，小于国家地面水环境质量标准（GB3838－2002）III类标准；上游水源（1-1采样点）全磷含量为0.55～0.75 mg/L，高于Ⅴ类标准，即存在一定程度的富营养化。

在湿地植物茂盛的荒废池塘出水处（1—3采样点），全磷含量为0.32～0.45mg/L，说明规划区水系上游的现有湿地植物具有一定的水体净化效果。因此，建议将此地现有2 310m2的池塘改建成以湿地植物为主的生物滤过区，种植既有抗污吸污能力的环保型植物，又有近自然生长的湿地植物，减少水中富营养物含量，防止下游水体水质恶化。

4 汇水区的土壤侵蚀与流失量分析

根据年降雨侵蚀力、地形地貌、土壤类型、植被覆盖条件，模拟或估测该区域土壤侵蚀模数。其结果表明：A区为无明显侵蚀（土壤侵蚀模数430.44t/（km2·a）），C、D 区皆为轻度侵蚀。从小流域汇水区角度看，AB、CD沟均为轻度侵蚀，年土壤流失量分别为36.39t与 22.21t。

建议在湿地1区前端(B区下部)建一个相应要求的拦淤坝(建成如图2所示)。建成后，景观生态系统运行情况良好，为湖景公园绿地及湿地生物多样性保护起到很好的作用。

图2 拦淤坝建成现状

5 结 语

生态系统的研究思路一般包括 “黑箱”、“白箱”和“灰箱。“黑箱”研究方法是忽略系统内部结构，只通过输入和输出的信息来研究系统的转化和反应特征的系统研究思路。

景观生态系统是一定空间内生物成分和非生物成分通过物质循环、能量流动和信息交换而相互作用，相互依存所构成的生态学功能单位。本文的研究方法只注重湿地1中物质（水因子）循环的输出输入考虑，忽略了湿地的能量流动和信息交换的考虑。如何结合三者综合研究，是我们今后景观生态系统的主要研究方向。

[1]江亿，林荣波.北京奥运建设与绿色奥运评估体系[J].建筑科学，2006，22（5A）：1-6.

[2]曾捷.绿色建筑的设计策划[J].建筑科学，2006，22（5A）：7-10.

[3]叶德敏，雷国红，张奇.城市绿地空间景观生态设计研究——以浙江示范大学附属中学为研究案例[J].西北林学院学报，2006，21(3)：150-153.

On the Application of“Black Box” in Landscape Ecological Planning——A Case Study of the Lake&Wetland Landscape Park at Chongqing Olympic Garden

ZHAN Lin
(Chongqing University of Science and Technology,Chongqing 401331)

The theory of “black box” can be used to plan and design the lake and wetland landscape park at Chongqing Olympic garden.Through quantitative research of the relationship of between the input and output of water factor in the landscape ecosystem,this paper puts forward reconstruction measurements of the landscape engineering design.

“black box”；systems theory；city landscape；landscape ecosystem

TU985

A

1673-1980（2011）06-0159-03

2011-08-16

国家自然科学基金项目（2008BAJ08B19）

詹林（1971-），男，四川达州人，硕士，讲师，研究方向为风景园林规划与设计。