淄博市马桥镇孝妇河河道景观的近自然修复∗

张德顺 吴 雪 刘 鸣 满保珠 张百川

淄博市马桥镇孝妇河河道景观的近自然修复∗

张德顺 吴 雪 刘 鸣 满保珠 张百川

同济大学建筑与城市规划学院 上海 200092

河道景观的生态质量不仅关系到河流自身的健康状况,对整个城市的风貌建设与文化传承都起着至关重要的作用。文章以淄博市马桥镇孝妇河河道景观为研究对象,通过现场调研的方法,以近自然理论为基础,对其现状及存在问题进行分析,并提出改进的技术手段和提升景观的对策。

近自然修复,河道景观,生态修复

河道作为影响城镇发展的重要因素之一,是政治、经济、文化等多方面的综合载体。河道的生态修复在城镇景观中的作用日益重要。多年的生态退化对城乡人居环境造成了极大的危害,尤其是在发展中地区,普遍存在2个极端现象:一方面,政府出于对经济效益的考虑,仅仅在满足防洪功能的基础上对河道进行改造,忽略了生态层面的需求,往往为了满足行洪需求而将河流改道、河道直线化、驳岸的混凝土处理等。另一方面,由于一系列的自然和人为因素,河水枯竭,河道几乎处于荒废状态,荒草杂木和生活垃圾随处可见,严重地影响了河道内外生物多样性以及生态系统安全。鉴于此,河道景观修复既要满足其本身的功能需要、美学需求,也要突出河道作为滨水景观的生态自然元素,以及游人的空间体验需求,河道景观修复的途径和设计方法是从具体到抽象、再到具体的创作过程[1]。

小城镇,从形态学的角度来看,可泛指较小的城市、建制镇(县城关镇和实行镇管村体制的建制镇),以及集镇[10]。与城市中的河道相比,小城镇河道形态更接近自然状态,且土地充足,更有利于近自然式的修复。此外我国城镇化率达56.1%,已进入快速城市化阶段,同时也意味着该阶段小城镇的快速发展。国家加大投资力度,加强小城镇之间的联系和交流、注重城镇生态环境的保护等一系列措施,为小城镇河道的生态修复提供了机遇。

1 国内外河道近自然修复概况

近自然修复最早始于欧洲对山溪河流的生态治理。1938年德国Seifert针对河溪提出了“近自然河溪治理”的概念:旨在满足传统河道功能的前提下,采取接近自然的并且经济的手段来对河溪景观进行治理的方案[2]。20世纪50年代,“近自然河道治理工程学”被提出,其主要思想强调河道治理要复合植物化和生命化原理,并且将植物作为工程材料的一部分来应用到河道治理之中[3]。再加上二战期间和之后森林的退化,使得欧洲其他国家的工作者也认识到“自然”的必要性[4]。20世纪80年代末德国首先提出“近自然河流”概念[5],1989年美国Mitsch和Jorgensn赋予生态工程定义,奠定了“近自然河道修复技术”的理论基础[6],美国于20世纪90年代开始恢复已经建设的混凝土河道[7]。

国内在近自然河道生态修复方面的研究起步较晚。1999年,成都市府南河多个自然护岸工程案例,分析并提出了多自然河流治理法[8]2004年生态保护意识开始被普遍认同,倡导在尽量不破坏河流生态环境的前提下进行河流景观的开发和治理,同时对先破坏再修复的不合理模式进行了反思,修复方案注重综合效益的发挥,从各方面进行完善[9]。近年来,近自然河道的实践主要集中在北京、深圳、重庆等大城市,但是大城市中土地资源紧张、自然形态与安全功能的矛盾等一系列问题使近自然的理论发展缓慢。

2 淄博市马桥镇孝妇河的近自然修复

2.1 研究地概况

孝妇河发源于淄博市博山区禹王山、青石关、岳阳山一线,全长135.9 km,横穿博山、淄川、张店、周村入桓台马踏湖,后经广饶、博兴等地入小清河注入渤海。上游河段水质较好,到了与人字河交汇处,河水开始出现断流现象,河道中杂草遍生,部分区域还伴有垃圾堆放的现象(图1、图2)。孝妇河景观带西起人字河,东至省道S238,途径引黄干渠,规划面积约164 hm2,正是破坏现象最严重的地区,一系列的问题亟待解决。

图1 河道现状(作者自绘)

图2 河道现状(作者自绘)

2.2 问题分析

1)水源不足。由于季节性降水的缘故,河水水量起伏不定,且降水量差距较大,并且随着上游地区城市化进程的加快,水资源也处于紧张状态,再加上历史上孝妇河曾经被改道,与人字河交汇处地势较高,加剧了资源短缺的情况,使得该段河流只有在夏季丰水期才勉强有河水流过,而在其他时期则处于干涸状态。

2)水质待提高。生活垃圾所引起的水污染是水质待提高的主要原因。由于水源不足导致河流干涸的现象,使得大量居民将生活垃圾丢入其中,而到了丰水期,一旦有河水流过,则会导致水质污染等问题,再加上对水的管理相对滞后、污水直排河道等不良现象,都会加剧水质的严重退化。

3)河道形态直线化严重。河道形态多为硬质的防洪墙所围挡的直线形态,不仅违背了自然河道的弯曲性特征,同时单一硬质的驳岸类型也破坏了自然河道本身的美学效果,降低了生态系统的多样性,与近自然的观点相悖。

4)绿地分布及植被缺乏系统性。河道两边的绿地质量较低,分布不均,未成系统,再加上部分道路规划不合理,更加剧了绿地的破碎性。虽然现在植被覆盖率较高,但乔灌木种类过于单一,乡土树种未得到有效规划利用。

5)景观品质差,文化特色不突出。河道两边几乎无供人游赏的景观空间,并且河流作为一个城市兴衰史的见证,河道两侧仅有的景观空间也缺乏当地的文化特征。

2.3 修复策略

2.3.1 河道功能与景观协同修复

项目以打造近自然的河道为主要目标,从而达到净化水质、提升现存景观、恢复河道空间活力的目的,并提出“山水交汇,生态融合”的设计概念,以马桥镇特有的文化变迁为线索,力求通过模拟自然的手段对孝妇河水体、河道、绿地、景观、道路等方面的修复,使其最大程度呈现出接近自然的状态。

2.3.2 生态修复与文化传承相结合的分区方式

结合近自然的修复目标,以文化过去、现在、未来的变迁为背景,采用文化与生态相结合的区域划分方式,将河道分为4个部分,分区分段进行修复(图3)。

图3 生态修复与文化传承相结合的分区方式(作者自绘)

1)生态保护区。首先,该区域的起点位于马桥镇孝妇河的上游部分,对河道水体的补给、净化都起着至关重要的作用,故将该段定位为生态保护区,主要采取近自然的生态手段对水体进行修复。其次,该河段的河道虽然长期处于干涸状态,但是河道形态与其他河段相比还较大程度上保留了自然河道的蜿蜒曲折的形态,驳岸形式以软质的植被为主,人工痕迹较少,可以达到较好的近自然效果,从而进一步补给水源、净化水质,更好地推动下游河段的生态修复。最后,考虑到该区域较多的自然状态和其功能定位,在此设计了仅提供步行功能的便道和栈道,以保持其近自然状态。

2)历史纪念区。本段河道的自然弯曲岸带逐渐被人工化的驳岸所代替,故对其进行2方面的改造:一方面在水平方向上对河道形态进行自然化的处理,重现蜿蜒曲折的河流形态另一方面对其垂直方向上的形态进行改造,建设深潭浅滩,保留低洼之处,以便水生生物繁衍生息,促进水生生态系统的健康性,进一步呈现近自然河流的面貌。景观效果上该段以当地的历史文化为主线,着重刻画孝妇河历史进程中的鱼猎、农耕、纺织、石化及造纸的工业形式。让市民和游客将当地历史文脉生动地融入绿地体系中。将文化气息与景观相结合,打造渔耕之趣、谷仓茶室、织机雕塑、塔吊秋千、纸卷雕塑这一系列的文化性景观。

3)中心公园区。作为河道景观的中心节点,主要为居民和游客提供一个集中的观赏游憩和感受文化的场地。结合周围环境分析,且考虑周边居民使用需求,将该段河流的水面扩大,形成人工湖。一方面出于观景需要,将西南方向的微地形与水面结合形成良好的区域小气候另一发面,人工湖可以在一定程度上起到蓄水防洪的作用,进一步提升水体的景观特性和小气候调节功能。

4)文化展示区。作为该河段的东段,上游已经具备开阔的人工湖,因此该段河流形态改动较少,在尊重原有形态的基础上,在小范围内进一步蜿蜒化。景观方面则承接前两段的文化线索,在展示现代信息化特点的同时,也寓意桓台县城的文化脉络可以自然地传承和发展。

3 具体修复方法

3.1 水体修复近自然化

1)水源补给。水体是河流景观生态的核心,消除水环境污染,提高河流联通度,保持稳定水量,提升自净能力是河流滨水建设、雨季泄洪容量提升、亲水游憩增效的前提[11]。水源短缺在很多河流均有发生,采用较多的应对措施是通过水闸调节和建立人工水库,或者通过再生水的利用以及地下水补给等。虽然效果显著但是存在较强的人工痕迹,而且在孝妇河与人字河交汇处已经有水闸存在,并未从根本上解决水源问题。针对上述问题,结合近自然的相关特点,通过改变地形和修建人工湖相结合的方法:首先,与人字河相比,孝妇河原有的河道高程较高,尤其在2个交汇处,因而在降水量不足的情况下,仅有的河水也都流入了人字河,只有通过对河床改造的方式,将现有河道下挖,降低河床高程,才能有效地将上游的河水引入该河道,继而缓解水源不足的现象其次,在引入水源之后,依然存在水量不足甚至河水枯竭的问题,通过在河道中部修建人工湖的方式,不仅满足蓄水的需求,而且有利于调节小气候,起到优化景观效果的作用。

2)净化水质。通过生态手段净化水体的方法主要包括利用水生生物、建立人工浮岛、人工湿地以及通过圆丘净水等[12]。从近自然的视角出发,模拟自然河道的特点,结合河道现状,利用水生植物和构建人工湿地比较符合未受干预的自然河道状态。首先,植物作为工程材料运用到河道修复中的方法一直是近自然理论所倡导的,不仅可以体现河道的自然状态,还可以增加乡土植物的运用,增加植物的多样性其次,由于天然河道水位的季节变化,创造湿地内部干湿交替的环境,有利于湿地基质物质性状的改良,增强了湿地系统对污染物的吸收能力[13],利用河道自然水位变化和水流流经扩展的水面起到净化河水的作用。

3.2 河道改造近自然化

1)在水平方向上将河道形态化直为曲。健康的自然河流包含曲流、湿地、三角洲等多样形态[13],因此,河流呈现出一种蜿蜒曲折的形态。近自然的河道之所以不同于自然河道在于前者是满足城市防洪等安全需求的前提下,来模拟自然状态。而孝妇河的现状仅仅满足了安全需求,忽略了河道的自然因素,将孝妇河的河道化直为曲,模拟自然形态,更有利于河道的修复。

2)在垂直方向上丰富河道的竖向设计。建造深潭浅滩,在对河道进行改造的过程中,不仅仅是从形态上模拟自然河流,在功能方面,深潭浅滩既能减轻河水对河床的冲刷程度,清淤时河床的低洼处也可以为鱼类等水生生物提供藏身之处[14],起到保护生态系统的作用(图4、图5)。

图4 现状河道断面(作者自绘)

图5 改造后河道断面意向图(作者自绘)

3)驳岸多样化,水面开合有致。首先,现状河道以规则式为主,部分河段以自然式为主,形式单一,并且未起到对驳岸的缓冲作用。在满足防洪要求的前提下,采取以自然材料为主的软质驳岸来达到丰富驳岸线的目的,在小范围内加强水面开合的对比,既推动了乡土植物的运用,减缓了水体流速、减小水体对驳岸冲击,使水体与水生植物充分接触,也有利于水体的净化。其次在中心公园区,由于该区域地处孝妇河与人字河交汇处,仅仅依靠自然式的植被驳岸来改变岸线已经不能满足当下需要,在此以建造人工湖的方式挖大水面,以达到调节水量和提升景观的双重效果。

3.3 植被的近自然营造

1)自然式的种植方式。河道两岸的乔木常以孤植的方式出现,既保证了遮阴效果,又起到了开阔视野的作用。但是,现有的植被主要以高大乔木为主,尤其以毛白杨(Populus tomentosa Carrière)最多,对原有树木选择性地保留更新。由于现状场地中毛白杨的种植间距都比较小,对其疏伐,适当增加乔灌木和草本植物的运用。为营造出接近自然的景观效果,选取马齿苋(Portulaca oleracea L.)、黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi)、沙参(Adenophora stricta Miq.)、黄花菜(Hemerocallis citrina Baroni)等乡土地被植物形成野生花境,力求最大程度地模拟自然,也为野生动物提供栖息之地。

2)经济树种的使用。景观河道所经过的桓台县造纸、建筑等工业产业相对发达,但是仍然是以农业为主的城镇,房屋后大片的农田、街道旁种植的果树都奠定了其农业基调。采用石榴(Punica granatum L.)、桃(Amygdalus persica L.)、杏(Ar￣meniaca vulgaris Lam.)等果树,既可以提升经济价值,突出其农业特征,又能与一成不变的城市风格相区别。除果树外,药用植物也起着同样的作用,例如上文提到的马齿苋、黄芩入药后皆有清热、解毒等功效。加大对果树、药用植物等经济树种的种植,不仅有利于景观的美学效果,与城镇的风貌想协调,更可以实现植物的多重功能,提升使用价值。

3.4 以文化为线索的近自然景观

1)文化的自然传承。文化通过多年的历史沉淀所形成的精神内在,也是一个地域与众不同之处。孝妇河所经过的马桥镇自古以来就是文化沃土,为推动马桥文化的自然传承,从古代的文人足迹到近现代的造纸、建筑等工业的发展,再展望未来的信息时代,以马桥镇的历史变迁为背景,以河道景观为载体,在对河道进行近自然修复的同时,发扬其不同时期的文化特点,推动文化的自然传承。通过历史纪念区、中心公园区、文化展示区3个区域的景观塑造,分别设计辕固、王渔洋等文人雕像、文化墙打造渔耕之趣、谷仓茶室、织机雕塑、塔吊秋千、纸卷雕塑(图6)设计带有信息时代色彩的文化广场来营造独具文化魅力的景观。

2)打造自然式的景观风格。首先,马桥镇水网较多,因此大小不同河流搭配芦苇和“溜子”(当地特有的一种木舟)则是当地最为常见的景观场景,在中心公园的人工湖中用“溜子”代替一般的游船,则更具代表性。其次,文化景墙的建造则使用河道改造过程中的废弃砖石材料,从材料上体现文化质感,与整个城镇的风格融为一体。

图6 以文化为线索的近自然景观(作者自绘)

4 结语

现阶段城市化进程不断加速,为片面促进经济发展而牺牲生态环境,城镇中河流经常被改道或者直线化来满足人们的需求,不仅使河流的功能受到威胁,其周边的景观也受到忽视,进而会产生一系列的环境问题。本文从近自然修复的角度,主要对孝妇河河道景观进行了修复规划,并将其两边的景观从水体、河道形态改造、绿地、文化与景观等方面进行重新整合,来恢复其生态系统以及河道景观的活力。基于近自然修复的方法,将被破坏的河道形态重新自然化,通过对人工湿地的设计将现有的水质污染问题加以缓解,以及对各个层面问题进行梳理,从而达到良好的景观效果,创造优美的人居环境,为城镇中一系列的河道问题提供了科学有效的解决途径。

从近自然的视角下,主要是针对城镇中的河道景观修复进行探讨。在经济发达的地区用地紧张,而近自然的修复强调植物作为工程材料,模拟自然,这必然会占用大量的城市空间,加剧用地压力。而城镇中未利用的土地较多、用地面积相对充足,虽然河流改道、河流形态直线化的现象时有发生,但是仍有足够的空间可以为河道景观修复来服务,城镇的风貌也更加接近自然。因此,在小城镇生态规划中,近自然的修复方法不仅有利于河流功能和景观的修复,满足人们接近自然的需求,促进整个城镇风貌的统一性,更有利于城镇的和谐发展。

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Close￣to￣nature River Landscape Restoration: A Case Study of Xiaofu River in Maqiao Town,Zibo City

Zhang Deshun Wu Xue Liu Ming Man Baozhu Zhang Baichuan
(College of Architecture and Urban Planning,Tongji University,Shanghai200092,China)

The ecologicalquality of river landscapematters the health of the river itselfand also plays a critical role in forming the cityƴsmemorial landscape and cultural heritage.The paper took Xiaofu River in Maqiao Town(Zibo City) as an example,and analyzed its current situation and arising problems by using field investigationmethod and based on the close￣to￣nature theory.Finally,the technicalmeans to solve the problems and the countermeasures to improve the landscape were proposed.

close￣to￣nature,river landscape,ecological restoration

10.3969/j.issn.1672－4925.2017.03.005

2017－02－28

国家自然科学基金面上项目“应对气候变化的园林植物选择机制研究——以上海为例(31470701)”和重点项目“城市宜居环境风景园林小气候适应性设计理论和方法研究(51338007)”共同资助

张德顺(1964－),男,教授、博士生导师,IUCN/SSC委员、中国植物学会理事,研究方向为园林植物生态与应用,E－mail:156548363＠qq.com