美国伯利恒钢铁厂景观再生的经验与启示

刘　虎 ， 丁　可

(1. 北京林业大学园林学院， 北京 100083； 2. 北京林业大学艺术设计学院， 北京 100083)



美国伯利恒钢铁厂景观再生的经验与启示

刘虎1， 丁可2

(1. 北京林业大学园林学院， 北京 100083； 2. 北京林业大学艺术设计学院， 北京 100083)

摘要：工业废弃地的景观再造和生态修复是景观设计研究领域的热点之一。再生景观设计涵盖了地域生态系统修复与场地空间再利用，使改造后的废弃地重新具有美学价值及功能性，也同样直接影响着当地经济的可持续发展。以美国伯利恒钢铁厂工业废弃地的生态和景观再生为案例，分析工业废弃地景观设计、生态修复的特点，为当下建设中国绿色城市发展提供借鉴与启示。

关键词：工业废弃地； 景观设计； 生态城市; 伯利恒钢铁厂

一、 工业废弃地的提出

工业废弃地也称为“棕地”，指的是废置不用的工业生产用地以及与工业生产相关的交通、运输、仓储用地[1]。美国国家环保局认为，棕地是废弃的，闲置或没有充分利用的工业及商业用地及设施，由于场地自然环境遭到一定程度的破坏，利用率极低，同时大量的工业构筑物及废弃物遗留在场地中，在土地开发和利用过程中，存在着客观上和意想中的环境污染比其它开放发过程更为复杂[2]。20世纪80年代开始，欧美一些国家开始致力于以可持续发展的方式提升城市生活质量[3]，工业废弃地的景观改造项目逐渐增多。以英国为例，1988—1993年，英国有19%的棕地被转变为了绿地[4]。这种项目的增多一方面是受环保运动的影响，而另一方面由于工业污染土地价格十分低廉，对于这类土地的使用和再开发就变得容易很多。

二、 伯利恒项目介绍以及改造目标

伯利恒钢铁厂成立于1904年，位于宾夕法尼亚州利哈伊运河南畔，伯利恒市南侧相对平坦的一块土地上，占地面积约为730公顷。在上个世纪中叶，伯利恒钢铁厂是全球钢铁行业的领先供应商之一。由于种种原因，它在1998年倒闭。钢铁厂所在场地由于生产活动遗留有各种有害污染物，例如重金属、多环芳烃、二噁英与钛酸酯类化合物等，这些污染物通过大气沉降及废渣渗滤等方式进入工业区周边土壤，导致土壤严重污染(见图1)。伯利恒钢铁厂倒闭后原厂址成为美国重大的工业污染场所之一。2006年，宾夕法尼亚州环保部门和美国环保局签订清理协议，开始这一美国最大的棕地改造计划[5]，并由SWA景观设计公司于2007年主持设计。此次的改造设计重在修复场地环境并将其融入城市结构，而且进行了详细的可持续设计(见图2)。

图1　伯利恒旧址

图2　伯利恒改造后

此次工业废弃地的改造的设计策略，除了考虑了改善土壤pH值和雨水径流的合理利用，还考虑了对当地工业遗产进行保护和景观再造，彰显了废旧工业区历史保护与利用的卓越成效，并且为城市提供了一个健康的、具有吸引力的绿色环境。最重要的是，它的改造建设对宾夕法尼亚南伯利恒地区复兴起到惊人的催化作用。

经过仔细分析，景观设计师设计的目标有以下三点：第一，维护和提升场地的工业历史遗迹作用，利用其潜力作为经济增长引擎，通过对废旧工业设施精心设计进行再利用，达到可持续发展的目的；第二，恢复厂区的生态系统，包括污染的土壤和恢复，雨水的循环与生态湿地处理，具有区域雨水收集、净化以及洪水控制功能；第三，增加场地与周边社区的联系，提供休憩和娱乐功能[6]。

三、 生态修复与景观再造

1． 土壤污染处理

根据土壤污染的严重程度不同而进行重点挖掘处理，其中厂中区原址为炼钢厂，炼铁厂，石灰焙烧厂，土壤污染严重，在土壤中的主要污染物是多环芳烃，溶剂以及一些如砷和铅类的重金属[7]。为了达到植物再生的条件，设计师将约375吨含有重金属和有毒化合物的污染土壤进行挖掘进行深埋处理，在其原地铺设了一层新的土壤，以此为喜氮、耐污染的草本植物提供基本生活环境，通过植物吸收、微生物分解降低污染物的浓度及气味。

2． 雨水净化系统

场地雨水循环系统设计的主要功能为净化系统，地下水中的主要污染物为多环芳烃(多环芳烃)，和溶剂，如三氯乙烯(TCE)和四氯乙烷。厂区中心洼地区域设计依据为两年一遇的暴雨容量，洼地的设计容量为36 574立方英尺，超过11英亩，由25个石笼墙和多级生态湿地用以拦截地表径流和雨水，以达到作为天然净水器通过对场地含水层渗流的最终补给(见图3)。这种水处理设计包括以下两个步骤：一是防止土壤流失。由于中心厂区的土壤铺设上的一层新土壤，场地内结合自然地形设计，利用石笼墙和砾石洼地让稀薄的土壤固定下来，避免被雨水冲刷带走，进而破坏植物的基本生长条件；二是砾石层与多级人工湿地。雨水随着地形流入附近的人工湿地内，在湿地层土壤的下面的填充物为矿渣，耐火砖、铸造砂等原厂废弃物，这些粗糙的材料能够增加土壤的渗透能力，通过湿地内的土壤结构及植物来降低原有的污染物浓度。位于停车场洼地的土壤结构是由30%的堆肥和60%表层土壤混合改良而成，而在砾石洼地入口附近的一个6英寸高的石笼墙可以轻松引导地表径流到达湿地，这种石笼墙阻隔了50%的悬浮物、磷、氮的污染，达到土壤慢速渗透的设计，最终湿地与地下排水系统相连，避免出现土壤饱和，无法吸收净化作用[8]。

图3　伯利恒景观节点

3． 植物种植与人工湿地

在厂区多次的土壤腐蚀性试验和土壤适宜性试验过程中，发现土壤碱度异常高，植物无法从土壤中获取足够量的铁元素，导致植物产生萎黄病，成活率低。在这种情况下为减少大量土壤改良翻新，耐碱性、低维护常绿植物如桦木、杜松等就作为主要的景观植物进行种植，这样既节约成本又可提高可持续性发展。此外，乔木、灌木和地被植物的设计重点主要是发挥土壤修复和污染物降解功能。其中场地中心区域提高净化能力的乡土植物为主，结合砾石层与微地形，采用下向垂直流人工湿地设计，形成一个有针对性的多阶段人工湿地净化系统，并对污水进行可控循环，实现在有限的湿地面积中，高效率的降低污水中的生化需氧量、悬浮固体、营养物质和病原体，发挥水质净化功能[9]。

4． 工业景观保留与拆迁材料再利用

这个项目专为LEED(leadership in energy and environmental design)评级而设立，景观设计师从场地历史，人文遗产的角度出发，保持其独特的工业环境[10]。景观设计师通过对现有建筑结构和废旧材料的适应性再利用，使场地中许多元素都被保留和再造。景观南部初步绿化设计过程中包括利用拆迁材料再利用建造石笼墙，达到节能环保与景观设计的完美结合。除了废旧拆料堆砌外，还对厂区内的各种混合的厂房，熔炉、办公楼、吊、支架、和废墟等进行了景观再造。最著名的“The Johnson Machinery”作为伯利恒钢铁厂工业的文化符号，重新改造为一个拥有196个单元的公寓。其它的还包括将原有建筑改造为一座利哈伊谷最大餐厅的室内停车场等等，其中很多建筑的旧屋顶被改造为空中庭院，成为整个伯利恒景观设计中的一部分。

四、 结语

废旧工业区改造承载着过去文明的同时，也见证着绿色城市的未来，近几年我国城市雾霾严重污染，大规模的燃煤、炼钢等重度污染企业的搬迁计划已经在实行之中，这些城市工业废弃地从景观改造及相关法律法规方面都迫切需要借鉴国际经验。废弃地景观改造中除考虑其经济效益外，更多要注重环境效益，在有效的利用原址资源，恢复生态环境同时，应该树立相关的生态教育理念，发挥更广泛的社会效应。

参考文献：

[1]王向荣，任京燕．从工业废弃地到绿色公园：景观设计与工业废弃地的更新[J]．中国园林，2003(3):11-14.

[2]苏飞，张平宇．欧美国家城市工业废弃地治理及其启示[J]．国际城市规划，2007(4).71-73.

[3]De Sousa C A. Turning brownfields into green space in the city of toronto[J].LandscapeandUrbanPlanning, 2003(62):181-198.

[4]Sandra A, Joy V, Roberts P, et al. The cefinition of brownfield [J].JournalofEnvironmentalPlanningandManagement, 2000, 43(1):49-69.

[5]SWA Group. Sands Bethworks[EB/OL].http://www.landezine.com/index.php/2014/04/sands-bethworks-swa-group-landscape-architecture/, 2014-04-24.

[6]Linda Matyskiela. Environmental Strategies for Redevelopment at the Former Bethlehem Steel Facility Bethlehem, Pennsylvania[C]//CommiteeontheChallengesofModernSociety.2005:14-15.

[7]Lisa Massey. Bethlehem Steel Franklin Mills Redevelopment Plan[EB/OL]. http://www.s-ga.com/projects/bethlehem-steel-franklin-mills-redevelopment-plan.aspx, 2002-10-12.

[8]Linda Matyskiela. Redevelopment forges ahead at the former bethlehem steel plant [J].Revitalize, 2005(1):1-2.

[9]Biomatrixwather.MultiStagerecirculating.Wetlands[EB/OL].http://www.biomatrixwater.com/wp-content/uploads/Biomatrix-Wetlands.pdf. 2014-01-15.

[10] EPA. Bethlehem Commerce Center Wins Top Environmental Award for Innovative Redevelopment[EB/OL].http://yosemite.epa.gov/opa/admpress.nsf/0/F12F944D009A3F35 852572440071FCA1,2006-12-14.

收稿日期：2016-01-11.

作者简介：刘虎(1981—)，男，博士，讲师.

通讯作者：丁可，9ear@sina.com.

中图分类号：TU27

文章标志码：A

文章编号：1008-4339(2016)04-382-03

A Case Study of Brownfield Development of Bethlehem Steel Plant in the USA

Liu Hu1, Ding Ke2

(1. School of Landscape Architecture, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China；2. College of Arts and Design, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

Abstract:Brownfield regeneration and ecological restoration is a popular research field of landscape design including ecosystem restoration and reuse of old buildings .It brings the Brownfield aesthetic and functional valueagain and promotes sustainable development of the local economy. Based on the case of Brownfield development of Bethlehem steel plant in the USA,this paper analyzes the characteristics of landscape design and ecological restoration of the Brownfield and provides reference and inspiration for the development of China’s green city .

Keywords:brownfield; landscape design; eco-cities; Bethlehem steel plant