APP下载

城市公园滨水空间形态与水体自净效能的关联耦合:上海梦清园的实证研究

2017-01-13汪洁琼朱安娜王敏

风景园林 2016年8期
关键词:滨水效能水体

汪洁琼 朱安娜 王敏*

WANG Jie-Qiong ZHU An-na WANG Min*

城市公园滨水空间形态与水体自净效能的关联耦合:上海梦清园的实证研究

汪洁琼 朱安娜 王敏*

WANG Jie-QiongZHU An-naWANG Min*

水体自净作为水生态系统中最重要的生态服务之一,并未成为风景园林学科进行滨水空间形态营造的出发点,如何研判场地层面的滨水空间形态是否能有效地提供水体自净更是困难重重。通过构建“水体自净效能评价方法”,对水体自净“实际效能”与“设计效能”评估和拟合分析比对,旨在厘清城市公园滨水空间与水体自净生态服务效能之间的关联耦合。选取上海梦清园进行实证研究,阐明二者的响应关系,揭示与水体自净高效能息息相关的滨水空间形态关键性因子,从而为城市公园滨水空间的规划设计、建设管理、后期维护提供参数及技术支撑。

风景园林;生态服务;水体自净;空间形态;效能评价;关联耦合

Funding Items: Supports from Shanghai Pujiang Program(Grant No. 15PJC092) :Strategies for Physical Form along Suzhou Creek in Shanghai based on GIS Ecoservices Evaluation Model;Key Project Research Funding of Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd. and Key Laboratory of Ecology and Energy-saving Study of Dense Habitat (Tongji University) supported by Ministry of Education (Grant No. 2015KY06) :Ecological Design of Green Infrastructure in High Density Human Settlements; Young Excellent Researcher Funding of Tongji University(Grant No. 0100219153):Strategies for Applying WSUD Design Guideline in the Yangtze River Delta;and Research Funding of Tongji University supported by the Central Government (Grant No. 0400219332):Spatial and Temporal Landscape Structuring of Urban Riparian Zone and Ecological Effects,and are acknowledged.

ZHU An-na, who was born in Shanghai in 1992, is a graduate student majored in Landscape Architecture in College of Architecture and Urban Planning, Tongji University. Her research focuses on the landscape planning and design(Shanghai,200092).王敏/1975年生/女/福建人/博士/同济大学建筑与城市规划学院景观学系副教授、博士生导师/高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室/主要从事城市景观规划设计教学、实践与研究(上海 200092)通信作者邮箱

1 引言:突破风景园林滨水空间研究与水环境科学研究的隔阂

1 研究框架Research Framework

“设计实现生态服务”是由贾妮斯·伯克兰德(Janis Birkeland)在其所著的《正开发》(Positive Development)中提出的。其观点认为,若能在规划设计之初,强调对生态服务的考量,让生态系统做功,就可能从根本上缓解对生态系统或自然环境的消极影响[1]。其中,“生态服务”(Eco-services),是生态系统服务(Ecosystem Services)的简称,是指健康的生态系统本身能提供的服务和产品[1]。根据联合国千年生态发展评估报告①,水体自净是指水体受到污染后,由于物理、化学、生物等因素的作用,使污染物的浓度和毒性逐渐降低,经过一段时间后能恢复到受污染以前状态的自然过程[2]。水体自净是水生态系统本身所能提供的、与维持水质息息相关的、最重要的服务之一,属于调节性生态系统服务的范畴[3]。由于非理性、功利且快速的大规模建设,在城市环境中我们所营造的水体往往是渠化的、硬质的、裁弯取直的;而位于水体两侧或周围的滨水空间,是连接陆地生态系统和水生生态系统之间的纽带,是两系统间能量流动、物种循环的重要通道[4-5],是提供水体自净生态服务的空间载体,具有生态敏感性、资源共享性、审美性以及历史文化性等特征[6],因此对其研究应当是多元的、综合性的、跨学科的。

风景园林专业与环境专业作为与滨水空间规划、建设、研究联系最紧密的专业,由于学科壁垒的问题,处于长期隔离、各自为营的局面。一直以来,滨水空间都是风景园林学科实践的重点之一,研究主要集中在滨水空间的形态特征[6-8]、空间组织与营造[9,10];以及从人的感受出发,研究滨水活动类型[11]、滨水文化的传承[12],丰富城市生活、重塑城市形象、激发城市活力等[13-14],也有部分侧重于滨水植物的研究[15],部分研究对于水生态、水环境方面的关注有所涉猎[16],但主要还是从美学与功能的角度来进行规划设计,存在重审美轻生态、重人文轻自然的问题[6],尤其缺乏环境与生态效应方面长期监测的数据,在科学性、系统性方面亟需加强。简而言之,水体自净并未成为风景园林学科进行滨水空间形态营造的核心,如何研判场地层面的滨水空间形态是否能有效地提供水体自净更是困难重重。

另一方面,环境专业与生态专业的大量研究侧重于厘清滨水空间的生态功能,例如尼尔森(Nilsson)与博格瑞(Berggrea)的研究表明滨水空间具有截留和净化污染物、提供生物栖息地和保持生物多样性、固岸和降低侵蚀、涵养水源、改变立地小环境等生态、环境功能,能保护水体水质,减缓陆地系统输入对水生系统的直接影响[4];多斯基(Dosskey)等认为滨水带植被管理是维持清洁水供应和改善退化水体水质的重要策略[17]。国内外长期以来的研究已发现滨水带宽度以及植物种类的合理选取和群落构建是维持滨水带生态功能的两个关键因素[18-19],主要通过野外实地试验和分析、数学模型模拟、数学模型结合GIS技术综合分析等方法,探求以实现其最优的生态服务功能的河湖滨水带适宜宽度[20-21];探索水-土壤-植物系统如何通过沉积、过滤、化学吸附和微生物作用来阻止沉积物、有机质、农药及其他污染物进入水体的机理[20],通过大型水生植物改善水质的机理[22]等。目前这方面的研究主要集中在非城市环境或大尺度城市河流与湖泊中,并以自然滨水带为主,其研究结果与发现是否能适用于场地层面且城市环境中的滨水空间值得商榷。基于此,本文旨在探讨并回答以下问题:其一,风景园林专业是否可以通过滨水空间形态的营造提供高效的水体自净?其二,是否有客观科学的方法来研判场地尺度的滨水空间形态是否能提供水体自净?其三,关于水体自净,哪些滨水空间形态是关键性因子?哪些不是?

本文提出水体自净的生态服务效能应当成为风景园林营造滨水空间的出发点,选择城市公园这样一个场地尺度的范畴,深入探究滨水空间形态与其所承载的水体自净生态服务之间的关联耦合关系。尝试突破风景园林滨水空间研究与水环境科学研究的隔阂,通过构建“水体自净效能评价方法”,对水体自净“实际效能”与“设计效能”评估和拟合分析比对。选取上海梦清园进行实证研究,厘清二者的响应关系,旨在揭示在场地层面与水体自净高效能息息相关的滨水空间形态关键性因子。从而弥补了国内城市公园滨水空间在水生态服务量化评价方面的不足,从指标构建、量化评估方法论的角度,为进一步空间形态、布局优化以及后期管理维护提供参数及技术支撑。

表1 以水体自净为核心的城市滨水空间形态要素分类与赋值②Tab.1Parameters for the eco-service of water self-purification and the compliance values

2 方法:建立滨水空间形态因子与水环境监测数据的响应关系

为了研判场地层面的滨水空间形态是否能有效地提供水体自净,本文以城市公园滨水空间为研究对象,构建“水体自净效能评价方法”,通过三步走的过程,建立滨水空间形态因子与水环境监测数据之间的响应关系(图1):(1)通过文献集梳,甄别以水体自净生态服务为核心的城市公园滨水空间形态“因子”,构建GIS评价模型,得出水体自净的“设计效能”;(2)通过水质监测指标实地测试与数据分析,得出水体自净的“实际效能”;(3)对水体自净“设计效能”与“实际效能”评价结果进行比对和拟合分析,厘清滨水空间形态与水体自净效能之间的关联耦合,建立二者的响应关系。其中,关联耦合分析是对两个或两个以上系统的关联程度进行计量上的分析,用来衡量两个系统之间的关系密切程度;关联耦合分析可对一个事物(系统)的发展变化引起另一事物(系统)的发展变化的过程及程度进行反映。本研究以上海梦清园为实证案例,在场地层面具体分析影响水体自净效能的关键滨水空间形态因子,定性阐释二者耦合关联。

2.1基于参数模拟的水体自净“设计效能”

水体自净“设计效能”评价所采用的研究方法是“GIS生态服务评价模型”(GIS-based Eco-services Evaluation Model,简称GEEM)[23],其核心是基于GIS的数据模型(GIS modeling)以及以光栅文件(raster)为主体的空间分析,通过5大步骤,即定义核心生态服务、参数化(parameterization)、输入数据的准备、光栅化(rasterization)、叠加(overlay)和聚集化(aggregation),来建立生态服务效能与空间形态之间的联系。关于GEEM的研究方法和作用已发表在作者所写的诸篇论文或著作中[24-26],在这里不再赘述。本节重点探讨的是第二步参数化(parameterization),即如何通过文献的爬梳,解析以水体自净为核心的4类、14大滨水空间形态因子(如表1所示),依据文献进行指标赋值,分为1、3、5三个等级。

第一类是水体要素。首先,水量(Wv)与水循环周期(Wc)这两个水体自身属性决定了水体自净效能的高低。从水量的角度看,浅于10m的水体,面积越小、越浅越易受到蓝藻的侵害[27,28]。同样面积的水体,循环周期越长,受到污染的可能性越大,也越难修复[27,28]。其次是流速(Fr),主要由河床坡度决定,1%以下的坡度属于缓流,而3%以上属于急流。与静止水体相比,模拟河道通过改变流速、曝气复氧作用能增强水体氮、磷的自净能力、提高氮、磷降解速率[29]。最后,池底材料(Bm)也会影响水体自净的效能,因为土壤与植物系统都具有沉积、过滤、化学吸附和微生物作用防止或转移积物、有机质、农药及其他污染物进入水体的功能[20],一些特殊的沉水植物,如苦草等,能有效净化水质,也已被运用于工程实践。

第二类是岸线要素。大量的研究指出河岸植被带具有过滤、渗透、吸收、滞留等可净化水体作用[30];植被过滤带的坡度越缓[31]、宽度越大[32]、复层植被类型[31-33]、驳岸材料与水体接触面积大[34]、遮阴效果越强[35],水体净化效果越好。基于此,确定岸线要素类的5大因子包括:驳岸坡度(Bs)、护岸孔隙结构(Ps)、滨水植被带宽度(Vw)、滨水带树荫状况(Tc)以及滨水植物覆盖率(Vc)。其中,与自然环境中的滨水带宽度最小要求不同,在公园尺度中,由于污染源不同,滨水带宽度的最小要求有所调整:如Lee等发现6m和3m的植被过滤带对沉积物和营养元素的去除效果有着明显的差异[20];琼斯华(Joshua)等发现,缓冲带对多数沉积物的截留发生在前2.5-5 m 之间[36];玛杰德(Majed)等则认为,2-5m的缓冲带对磷的去除效果影响较小,而对泥沙的运移影响较大,随着缓冲带度的增加,对磷的削减作用大大增加[37]。

第三类是生境要素。其一是水生植物种类与结构(Vs),因为不同的水生植物类型拥有不同的生长速率及向根部输送氧气的能力进而影响到污染物去除的能力[38]。其二是植物长势(Vh),只有长势好的植物才更具有净化能力,因此对植物的及时收割有助于延长湿地系统的处理寿命[39]。其三是通过建立水中的生物过程(Bp),可以帮助自净,例如水生植物、鱼和微生物之间的循环系统等方式[27]。

2 梦清园水系平面图、流程关键点及现状照片Site plan of Mengqing Park, key points of water system and photos

第四类是人为干扰。污染物输入(Pi)起到水体自净的反作用效果,从工厂、家庭和农田排放的、未处理的废水是江南最主要的水体污染源[28],城市公园中垃圾投入、游憩活动是主要干扰,暴雨径流作为城市水污染的面源,也是水体浊度、水温高、重金属和油脂的主要来源[40]。人工增氧(Aa)通过布设曝气管、人工造流曝气充氧等方式提升溶解氧,结合景观竖向设计,与天然生态净化系统相结合共同净化水质[41]。

2.2基于水环境监测的水体自净“实际效能”

本研究主要选取《地表水环境质量标准》[46]中常用指标,包括总碳(NPOC)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH4-N)、水溶解氧(ODO),以及反映水体悬浮颗粒物的浊度(Turbidity)、反映水体富营养化程度的叶绿素、蓝绿藻这8个指标作为水体自净效能的表征指标。取样时段为水质相对稳定的冬季12月的晴天,避免雨水对水质的干扰,平均水温为10℃。其中总碳(NPOC)和总氮采用岛津的总有机碳分析仪测量,总磷和氨氮采用SEAL的连续流动注射分析仪测量,各点取样本30ml左右进行实验室测量;溶解氧、浊度、叶绿素和蓝绿藻数据采用便携式多参数水质分析仪当场测量读数,平均取水深度为1m。

其次,根据施尼斯和索卡尔(Sneath and Sokal)提出的不同尺度参数叠加的去量纲方法yi’=(yi-ymin)/(ymax-ymin)[47],对各监测点水质指标进行去量纲化处理。之后,分析入水口后的各监测点相比前一点的“去除率”△yi’=yi’-yi-1’=(yi-yi-1)/(ymax-ymin),得到梦清园各监测点水体自净“实际效能”。研究取各指标去除率的平均值作为该监测点水体自净“实际效能”的综合反映,最终得到水体自净“实际效能”。

3 实证:上海梦清园水体自净生态服务效能评价

3 梦清园水体自净实际效能评价图Monitoring capacity of water self-purification in Mengqing Park

4 总碳、总磷、总氮、氨氮、溶解氧指标NPOC, TP,TN, NH4-N,ODO

5 叶绿素、蓝绿藻指标Chlorophyll, BGA-PC

6 浊度指标Turbidity

3.1上海梦清园人工湿地设计方案概述

上海梦清园,建于2005年,占地8.6hm2,作为苏州河环境整治工程中最重要的项目之一,其设计初衷是研究景观河流水体就地净化及生态重建[48]。公园整体水系由水质净化与水质稳定两部分组成(图2)。水质净化部分首先通过泵抽取苏州河河水进入入水口前处理,去除漂浮物和大颗粒的悬浮物,又经折水涧预曝气,进入芦苇湿地的表面流人工湿地进行沉淀、吸附和氧屏障区增加曝气,再进入下湖清洁能源复气曝氧设备,以下湖沉水植物伊乐藻和中湖苦草进一步净化水质,通过泵抽取至水质稳定部分。稳定部分包括上湖、空中水渠、蝴蝶泉、虎爪湾溪、清漪湖,最终由出水口、星河湾流入苏州河。选取这样一个已运行10年的、拥有人工湿地的城市公园作为实证研究的对象,一方面从实证的角度,对本文第二节提出的“水体自净效能评价方法”进行验证,另一方面从场地层面,厘清滨水空间形态与水体自净效能之间的关联耦合,揭示与水体自净高效能息息相关的滨水空间形态关键性因子,为设计策略优化做准备。

3.2上海梦清园水环境监测与水体自净“实际效能”评价

研究选取关键的11个点作为水环境监测点以及具体滨水空间形态分析研究的对象。图4-6呈现了这11个水环境监测点不同指标的数据结果,对照《地表水环境质量标准》[46],整体上主要呈现出四个方面变化趋势:(1)总磷总体处于IV类,总氮未达到V类但相比2004-2005年冬季数据整体较低[49],氨氮从IV类净化到II类,渐次净化显著且去除率达86%;(2)溶解氧提升显著,从空中水渠到清漪湖溶解氧都高于I类标准,但由星河湾从出水口流入苏州河后水质又回到劣V类水平;(3)总有机碳入水口较高,其余根据换算理论值相当于COD的I类;(4)浊度、叶绿素和蓝绿藻在芦苇湿地、上湖等都出现突变点。依据数据分析方法得出各点的“实际效能”,根据ArcGIS自然间断点分为5级,其中高和较高的是下湖、空中水渠、虎爪湾溪、折水涧;低的是芦苇湿地、上湖、蝴蝶泉(图3)。

3.3上海梦清园滨水空间形态因子采集与水体自净“设计效能”评价

7 梦清园滨水空间形态单因子水体自净效能评价图Water self-purification provision based on individual parameter in Mengqing Park

8 梦清园水体自净设计效能评价图Design capacity of water self-purification in Mengqing Park

根据文2.1中识别得到的与水体自净相关的4类、14大滨水空间形态因子,通过实地调研获得梦清园11个水环境监测点的具体滨水空间形态数据。在ArcGIS中对其滨水空间形态进行打分赋值和单因子评价,其中污染物输入(Pi)因子为负相关,其余为正相关因子,将各个因子叠加,得到水体自净的“设计效能”评价结果,根据GIS自然间断点分为5级(图7-8)。其中,“设计效能”高、较高的是虎爪湾溪、折水涧、蝴蝶泉、出水口闸内、清漪湖;较低的是上湖、中湖、入水口、空中水渠,下一节针对“设计效能”评价结果进行详细讨论。

4 讨论:梦清园滨水空间形态与水体自净效能的耦合分析

将图3中水体自净的“实际效能”评价结果与图8中的“设计效能”评价结果进行比对和拟合分析,针对吻合且高效、吻合且低效、不吻合三种情况展开重点讨论,再结合图7呈现的滨水空间形态的水体自净效能单因子评价结果,厘清梦清园滨水空间形态与水体自净效能之间的关联耦合,对不同滨水空间的总结如图10所示。

4.1实际效能与设计效能吻合且高效

虎爪湾溪、折水涧两处水体自净的“实际效能”与“设计效能”得分都很高,属于吻合且高效的空间类型。虎爪湾溪由中缓流、卵石跌水形成流动性强的溪涧景观,底泥有金鱼藻,有小型鱼类形成良好水生境;驳岸为缓坡、鹅卵石及临水1m宽滨水植物带,缓冲带在5m左右最宽有近10m,虎爪湾溪的总有机碳、氨氮都比之前的蝴蝶泉有所降低。其次,折水涧主要通过6级跌水预曝气,辅以净化作用沉水植物、6m宽竹林缓冲带等,发挥了显著的增氧、初步去除磷、氨氮等效果。

4.2实际效能与设计效能吻合且低效

上湖水体自净的“实际效能”与“设计效能”得分都很低,属于吻合且低效的空间类型。上湖取自水质强化净化部分水体,由泵提升至空中水渠进入水质稳定部分,为人工蓄水池形态,水中无生境要素,原设计中凉亭上部有“水帘洞”景观可进行曝气弥补,但现在很少运行,并未起到净化水质的作用。

4.3实际效能与设计效能不吻合

芦苇湿地、下湖、空中水渠、蝴蝶泉、清漪湖是实际效能与设计效能较明显不吻合的5处。其一,芦苇湿地在设计效能评价时得分中等而实际效能很低,究其原因主要在于芦苇湿地应发挥拦截悬浮污染物和污染物作用,冬季未及时收割,残体堆积流水不畅、有垃圾漂浮导致蓝绿藻泛滥。其二,下湖监测所得的实际效能并未达到设计之初的预想(从下湖到中湖平均总磷去除率为8%)[49],究其原因清洁能源曝气设备及南侧氧屏障区曝气系统无法正常运行,放生鱼对具有净化作用的沉水植物可能产生威胁,可见人工曝气设备运行维护、净化作用植物补种,需与生境要素相协调。其三,空中水渠在设计效能评价中,因无生境要素,而显示水体自净低效能;但实际效能的监测结果显示其水体自净效能显著,主要是因为经过泵的提升,形成瀑布般激流的跌落式景观,辅以底面鱼鳞状砖砌,复气曝氧效果卓著,溶解氧等指标都较好。最后,与空中水渠的情况相反,蝴蝶泉与清漪湖两处的设计效能评价颇高,但实际效能结果并不高,清漪湖可能与其北岸沙滩游憩活动对水质产生一定的污染有关。另外,入水口、出水口的水位水量控制对于公园整体水循环非常重要,但观察发现原设计中苏州河水通过水车装置引入水体净化系统,如今水车因设备故障不再运行,导致公园内整体水位与流速不稳定,乃至最终出水口闸内水位过低时无法流入苏州河(图9)。

9 入水口水车停运(左)与出水口闸水位控制失效(右)Damage of waterwheel at the water inlet (left) and ineffectual water level control at the water outlet (right)

5 结语:以水体自净为核心的滨水空间形态优化与关键性因子

本文倡导水体自净的生态服务效能应当成为风景园林营造滨水空间的出发点,即通过合理的空间形态优化策略,可以提供高效的水体自净。通过构建“水体自净效能评价方法”,对水体自净“实际效能”与“设计效能”评估和拟合分析比对,构建了客观、量化的评价方法,该方法可以被应用于研判场地层面的滨水空间形态是否能提供水体自净。最后,本文以上海梦清园为例,从实证研究的角度,厘清滨水空间形态与水体自净效能之间的耦合关系,并揭示了在场地层面与水体自净高效能息息相关的滨水空间形态关键性因子。

根据上一节的讨论与分析,可以看出上海梦清园中关键性的滨水空间形态因子包括:水体循环时间(Wc)、流速(Fr)、水生植物长势(Vh)、人工曝气(Aa)、以及水生植物种类与结构(Vs),这些因子应当在城市公园尺度中的滨水空间设计中应给予特别的重视。如图10所总结的,在梦清园的案例中,滨水空间形态要素中河床坡度、护岸材料、水生植物结构、生物过程等基本满足设计预期;空中水渠可成为设计典范;管理维护层面上,水生植物维护与及时收割清理、进水速度与水位控制、污染物及时清理、水生植物补种等需要专业维护与实时监控,才能发挥正向的水体自净效能。此外,泵、水车等保证水量和流速的水利设备的良好维护和正常运行,对于滨水空间水体自净生态服务的稳定发挥有着重要影响。

本文所提出的“水体自净效能评价方法”为城市滨水空间的研究在客观、量化的评价上提供了一种途径和思路,但其中影响水体自净效能的4类、14大滨水空间形态因子,还有待进一步补充和完善。通过梦清园的案例,已识别出个别关键性因子,但不能就此否定其他因子的重要性,需要通过不同的案例展开更多对比研究,从而实现滨水空间形态与水体自净效能之间耦合关联的计量分析,进一步确定滨水空间形态因子之间的权重关系和数理模型。

10 梦清园滨水形态要素与水体自净效能的关联耦合Correlation of the physical form of riparian zones in Mengqing Park with the provision of water selfpurification

注释:

①基于联合国千年生态发展评估报告(MA),与水相关的生态系统服务主要包括:供给服务(鱼类、水产、淡水等)、调节服务(调节水流、水体自净、雨洪控制等)、支持服务(水循环和营养循环、支持生物多样性等)、以及文化服务(游憩、环境教育等),参见文献[3]。

②表1为作者根据相关文献归纳整理。

③图片来源:图9为作者拍摄,其余所有图片为作者自绘。

(References):

[1]Birkeland, J.Positive Development: From Vicious Circles to Virtuous Cycles through Built Environment Design[M]. UK: Earthscan,2008:7.

[2]谭夔,陈求稳,毛劲乔,李伟峰. 大清河河口水体自净能力实验[J]. 生态学报,2007,(11):4736-4742.

TAN Kui, CHEN Qiuwen, MAO Jinqiao, LI Weifeng. The self-purification capacity of the outlet of Daqinghe River experiment [J] .Acta Ecologica Sinica,2007, (11):4736-4742.

[3] Millennium Ecosystem Assessment, Ecosystems and human well-being: Wetlands and Water Synthesis[M]. Washington, DC: World Resources Institute,2005.

[4]Nilsson, C. and K. Berggrea.Alterations of Riparian Ecosystems Caused by River Regulation[J].Bioscience, 2000,50(9): 783-793.

[5]Naiman, R.J., H. Décamps, and M. McClain.Riparia: Ecology, Conservation, and Management of Streamside Communities[M]. London: Elsevier Academic Press, 2005.

[6]陈六汀.滨水景观设计概论[M].武汉:华中科技大学出版社,2012.

CHEN liuting.An introduction to waterfront landscapelandscape design[M].Wuhan:Huazhong University of Science and Technology (HUST) Press,2012. [7]刘滨谊. 城市滨水区景观规划设计[M].南京:东南大学出版社,2006.

LIU Binyi. Landscape planning and design of urban waterfronts[M]. Nanjing:Southeast University Press, 2006.

[8]王敏,崔芊浬.基于景观序列理论的城市滨水空间地域生活场景重构研究[C]//中国风景园林学会.中国风景园林学会2014年会论文集(上册).北京:中国风景园林学会,2014:5.

WANG Min and CUI Qianli. Study on the regional life scenes reconsitution of waterfront space based on landscape sequence theory[C]//Chinese Society of Landscape Architecture. Proceedingsof the 2014 conferenceof Chinese Society of Landscape Architecture.Beijing:Chinese Society of Landscape Architecture,2014:5.

[9]方庆,卜菁华.城市滨水区游憩空间设计研究[J].规划师,2003,(9): 46-49.

FANG Qing and BU Jinghua.On the Recreation Space Design for Urban Waterfront[J]. Planners, 2003,(9): 46-49. [10]刘滨谊,王敏.创作之源·灵感之泉——以水为主线的江南生态园区规划设计[J].建筑创作,2003,(7): 104-111.

Liu Binyi and Wang Min.The original of creation and inspiration of spring --Water landscape oriented planning and design of ecological park of southern part of China[J]. Architectural Creation, 2003,(7): 104-111.

[11]金广君,钱芳.运动处方理念下的城市滨水区空间类型解析[J].中国园林, 2011,(5): 60-64.

JIN Guangjunand QIAN Fang. Analysis on Spatial Type of Urban Waterfront Based on Exercise Prescription[J]. Chinese Landscape Architecture, 2011,(5): 60-64.

[12]张翠蓁, 姚亦锋.滨水景观设计及其历史文化承载再现的研究——南京外秦淮河规划[J].中国园林,2004,(10): 27-30.

ZHANG Cuizhen and YAO Yifeng. Embodiment of History and Culture in Waterfront Landscape Design --Planning of the Outer Part of Qinhuai River in Nanjing[J].Chinese Landscape Architecture, 2004,(10): 27-30.

[13]田中.京城滨水新景观——北京通州运河城市景观设计[J].中国园林, 2007,(3): 16-23.

TIAN Zhong. New Waterfront Landscape in Beijing——Tongzhou Canal City Landscape Design[J].Chinese Landscape Architecture,2007,(3): 16-23.

[14]宋伟轩,徐岩,朱喜钢.城市滨水空间公共性现状与规划思考[J].城市发展研究, 2009,(7): 45-50.

SONG Weixuan, XU Yan and ZHU Xigang. Commonality Actuality of Urban Waterfront and Consideration on Its Planning[J].Urban Studies,2009,(7): 45-50.

[15]赵越, 金荷仙,林靖.杭州滨水绿地植物群落物种多样性研究[J].中国园林, 2010,(12): 16-19.

ZHAO Yue, JIN Hexian and LIN Jing. Research on Plant Community Diversity of the Waterfront Regions of Hangzhou [J].Chinese Landscape Architecture,2010,(12): 16-19.

[16]刘滨谊.自然与生态的回归——城市滨水区风景园林低成本营造之路[J].中国园林, 2013,(8): 13-18.

LIU Binyi. The return of nature and ecology: The way of landscape architecture construction in low cost for urban water front[J].Chinese Landscape Architecture,2013,(8): 13-18.

[17]Dosskey, M.G., et al.The Role of Riparian Vegetation in Protecting and Improving Chemical Water Quality in Streams[J]. Journal of The American Water Resources Association, 2010,(46): 261-277.

[18]诸葛亦斯等.生态河流缓冲带构建技术初探[J].水资源与水工程学报,2006(17): 63-67.

ZHUGE Yisi, et al. Primarily discussion on structuring technology of buffer zone in eco-stream[J]. Journal of Water Resources And Water Engineering, 2006,(17): 63-67.

[19]Moraes, A.B., et al., Reduced riparian zone width compromises aquatic macroinvertebrate communities in streams of southern Brazil[J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2014,(186): 7063-7074.

[20]Lee, K.H., T.M. Isenhart, and S.R. C..Sediment and Nutrient removal in an established multi species riparian buffer[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2003,(1): 57-81.

[21]Chang, C.L., et al.Planning for implementation of riparian buffersin the Feitsui reservoir watershed[J]. Water resources management, 2010, 24(10): 2339-2352.

[22]Wu, J., S.P. Cheng, and Z. Li.Case study on rehabilitation of a polluted urban water body in Yangtze River Basin. Environmental Science and Pollution Research, 2013,20(10): 7038-7045.

[23]汪洁琼, 郑祺.城市绿色基础设施空间形态的GIS生态服务评价模型[J].风景园林,2015,(7): 109-17.

WANG Jieqiong, ZHENG Qi. GIS-based Eco-services Evaluation Model for Evaluating the Physical Form of Urban Green Infrastructure[J]. Landscape Architecture, 2015,(7): 109-17.

[24]刘滨谊, 汪洁琼.基于生态分析的区域景观规划——主导生态因子修正分析法地研究与应用[J].风景园林, 2007,(2): 82-7.

LIU Binyi,WANG Jieqiong.Eco-analysis-based Regional Landscape Planning--Research and Application of Analysis Model of Dominant Eco-factors and Modified Ecofactors[J]. Landscape Architecture,2007,(2): 82-7.

[25]Wang, J, et al.A sustainable approach oriented on ecofactors: saving urban natural resources from crises[J]. International Journal of Management and Decision Making, 2009,10(3): 176-189.

[26]Wang, J. Eco-Services For Urban Sustainability: Strategies For Physical Form and Planning in the Yangtze River Delta of China[M]. Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing,2013:159-161.

[27]Hough, M.City form and natural process: towards a new urban vernacular[M].London; Sydney: CroomHelm,1984.

[28]Spirn, A.W.The granite garden: urban nature and human design[M]. New York: Basic Books, 1984.

[29]王蓉,黄天寅,吴玮.典型城市河道氮、磷自净能力影响因素[J].湖泊科学, 2016,(1): 105-113.

WANG Rong, HUANG Tianyin and WU Wei. Different factors on nitrogen and phosphorus self-purification ability from an urban Guandu-Huayuan river[J]. Journal of Lake Sciences, 2016,(1): 105-113.

[30]张凤凤,李土生,卢剑波.河岸带净化水质及其生态功能与恢复研究进展[J].农业环境科学学报, 2007,(2): 459-464.

ZHANG Feng-feng, LI Tusheng and LU Jianbo. Purification, Ecological and Restoration Functions of Riparian Zone[J] Journal of Agro-Environment Science, 2007(2): 459-464.

[31]吴健,王敏,吴建强.滨岸缓冲带植物群落优化配置试验研究[J].生态与农村环境学报,2008,24(4): 42-45.

WU Jian, WANG Min and WU Jianqiang, et al. Optimization of Plants Community of Riparian Buffer Zones[J]. Journal Of Ecology And Rural Environment, 2008,24(4): 42-45.

[32]黄沈发,唐浩,鄢忠纯等. 3种草皮缓冲带对农田径流污染物的净化效果及其最佳宽度研究[J].环境污染与防治, 2009,(6):53-57.

HUANG Shenfa, TANG Hao, YAN Zhongchun,et al. Sward riparian buffer zone for runoff clarification and nutrient removal[J]. Environmental Pollution And Control, 2009,(6):53-57.

[33]黄沈发,吴建强,唐浩.滨岸缓冲带对面源污染物的净化效果研究[J].水科学进展, 2008,19(5): 722-728.

HUANG Shenfa, WU Jia-qiang, TANG Hao, et al. Study of clarification for riparian-buffer to non-point pollution[J]. Advances In Water Science, 2008,19(5): 722-728.

[34]周思思, 王冬梅.河岸缓冲带净污机制及其效果影响因子研究进展[J].中国水土保持科学,2014,(5): 114-120.

ZHOUSisi and WANGDongmei. The review on purification mechanism and its influencing factors of riparian buffers[J]. Science of Soil and Water Conservation, 2014,(5): 114-120.

[35]Sweeney, B.W.Streamside forests and the physical, chemical, and trophic characteristics of piedmont streams in Eastern North America[J]. Water Scienceand Technology, 1992, 26(12): 2653 -2673.

[36]Joshua, W., S.K. Herrenian, and I. Moses.Evaluation of runoff and sediment trapping: effectiveness of vegetative filler strips in the riparian zone of Lake Victoria[J]. Geophysical Research Abstracts, 2011(13): 48-63.

[37]Majed, A.Z., K.P. Rudra, R.Whiteley.Phosphorus removal in vegetated filter strips[J]. Journal of Environmental Quality, 2003, 32(2):613-619.

[38]彭超英, 朱国洪.人工湿地处理污水的研究[J].重庆环境科学,2000,(22): 43-45.

PENG Chao-ying and ZHU Guo-hong. Study on Waste Water Treatment with Artificial Wetland[J]. Chongqing Environmental Science, 2000,(22): 43-45.

[39]吴振斌.人工湿地系统对污水磷的净化效果[J].水生生物学报,2001,(1): 28-35.

WU Zhenbin et al. Primary studies on the purification efficiency of phosphorus by means of constructed wetland system [J].ActaHydrobiologicaSinica, 2001,(1): 28-35.

[40]Walsh, C.J., et al.The urban stream syndrome: current knowledge and the search for a cure[J].Journal of the North American Benthological Society, 2005,24(3):706-723.

[41]刘晓海,高云涛,陈建国,张军莉.人工曝气技术在河道污染治理中的应用[J]. 云南环境科学,2006,(1):44-46.

LIU Xiaohai, GAO Yuntao, CHEN Jianguo, ZHANG Junli.Application on river course pollution treatment by artificial aeration technology[J].ActaHydrobiologicaSini ca,2006,(1):44-46.

[42]李瑞冬.景观工程设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2013:229-230.

LI Ruidong.Landscape engineering and construction[M]. Beijing:China Architecture and Building Press, 2013:229-230.

[43]赵素.河岸河床材料对水体自净能力的影响[D].广州:华南理工大学,2011.

ZHAO Su. Effects of materials characteristics of riverbank and riverbed on river self-purification capacity[D]. Guangzhou:South China University of Technology,2011.

[44]丛国英.生态驳岸—治理城市水体污染的有效途径[J].安徽农学通报,2009,17:156-177.

CONG Guoying.Ecological revetment--The effective way ofcity water pollution governance[J].Anhui Agricultural Science Bulletin,2009,17:156-177.

[45]施展. 平原河网地区城市河流滨岸带生境评价研究[D].上海:华东师范大学,2008:32-35.

SHI Zhan.Study on riparian zone habitat assessment of urban river in China's plain water network region--A case study of Suzhou river in Shanghai[D].Shanghai:East China Normal University,2008:32-35.

[46]GB 3838-2002, 地表水环境质量标准[S].国家环保总局,国家质量监督检验检疫总局,北京,2002.

GB 3838-2002, Standard of Surface Water Quality[S]. Ministry of Environmental Protection, General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine. Beijing, 2002.

[47]Sneath, P.H.A. and R.R. Sokal. Numerical Taxonomy. The Principles and Practice of Numerical Classification[M]. San Francisco: W.H. Freeman,1973.

[48]徐亚同等.梦清园景观水体生态净化系统示范工程研究[J].华东师范大学学报(自然科学版), 2006,(6): 84-90.

XU Yatong,et al. Research of Demonstration Engineering of Landscape Water Eco-compositive Purifying Process in Mengqing Garden[J]. Journal of East China Normal University(Natural Science), 2006,(6): 84-90.

[49]季兵,张明旭,孙从军,陈漫漫.上海梦清园生态净化工艺设计与研究[J].中国环保产业,2005,(9):28-31.

JI Bing, ZHANG Mingxu,SUN Gongjun,CHEN Manman. Technical Design and Study on Eco-purification of Shanghai Meng Qing Garden[J]. China Environmental Protection Industry,2005, (9):28-31.

Correlating Physical Forms of Riparian Zones in Urban Parks with Effective Eco-services Provision of Water Self-purification: A Case Study of Shanghai Mengqing Park

The function of water self-purification is one of the most significant ecosystem services provided by the water ecosystem. However, it has not been recognized as a main concern in the landscape architecture discipline. How to assess the effectiveness of water self-purification that is provided by finer-scaled physical form is pretty difficult. This paper establishes an evaluation method to measure the provision of water self-purification. It compares and analyzes both monitoring capacity and design capacity of water self-purification and then aims to clarify the correlation of the physical form of riparian zones in urban parks with the provision of water self-purification. Taking Mengqing Park in Shanghai as an example, this study reveals the key parameters of physical forms that impact the provision of water self-purification. The findings of this study would support the planning, design, construction, management and maintenance of the riparian zones in urban parks.

Landscape Architecture, Eco-services, Water Self-purification, Physical Form, Efficiency Evaluation, Coupling Study

(Email):wmin@tongji.edu.cn WANG Min was born in Fujian Province in 1975. She is an Associate Professor and doctoral supervisor in the College of Architecture and Urban Planning, Tongji University. As a research member of the Key Laboratory of Ecology and Energy-saving Study of Dense Habitat (Tongji University), her research focuses on the teaching, practice and research of urban landscape planning and design(Shanghai,200092).

上海市浦江人才计划(15PJC092):基于GIS生态服务评价模型的上海苏州河沿岸空间形态优化策略;同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司重点项目研发基金,高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室自主与开放课题(2015KY06):高密度人居环境绿色基础设施生态化设计;同济大学青年优秀人才培养行动计划(0100219153):水敏感城市设计应用于长江三角洲高密度人居环境的设计导则优化研究;同济大学中央高校基本科研业务费专项资金项目(0400219332):城市滨水带景观时空构建及生态效应研究

TU986

A

1673-1530(2016)08-0118-10

10.14085/j.fjyl.2016.08.0118.10

2016-06-15

2016-07-26

汪洁琼/1981年生/女/上海人/同济大学建筑与城市规划学院景观学系讲师、系主任助理(研究生教学)/澳大利亚墨尔本大学博士、助教、客座讲师/高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室/主要从事生态服务与空间形态机理、水生态以及环境可持续设计的景观化途径研究(上海200092)

WANG Jie-Qiong was born in Shanghai in 1981. She is a Lecturer, postgraduate supervisor and also a Department Director Assistant in the College of Architecture and Urban Planning, Tongji University. She holds a PhD degree from The University of Melbourne and was a tutor and guest lecturer there. As a research member of the Key Laboratory

of Ecology and Energy-saving Study of Dense Habitat (Tongji University), her research focuses on the ecoservices and physical form, water ecology and ecologically sustainable design(Shanghai,200092).

朱安娜/1992年生/女/上海人/同济大学建筑与城市规划学院景观学系/风景园林专业硕士生(上海 200092)

猜你喜欢

滨水效能水体
迁移探究 发挥效能
农村黑臭水体治理和污水处理浅探
生态修复理念在河道水体治理中的应用
同时多层扩散成像对胰腺病变的诊断效能
充分激发“以工代赈”的最大效能
陈晓明 进入加速期和成熟期,未来十五年是花都滨水新城黄金时代
滨水景观带的设计分析
现代城市滨水特色景观设计探析
广元:治理黑臭水体 再还水清岸美
浅谈滨水线性景观设计