从棕地到绿色空间:研究现状与进展

(福建师范大学 a.地理科学学院;b.地理研究所,福建 福州 350007)

从棕地到绿色空间:研究现状与进展

庄小静a,谢红彬b

(福建师范大学 a.地理科学学院;b.地理研究所,福建 福州 350007)

棕地再利用和绿色空间供给是城市发展面临的重要问题,发达国家在这方面的探索为我国棕地利用提供了宝贵经验。对国际上棕地到绿色空间的转型研究主要集中在生态恢复、景观设计、效益研究、可持续性评价等方面。我国对这方面的研究起步较晚,目前还局限在技术层面的生态修复和景观设计方面。通过评述国外关于棕地再开发为绿色空间的研究进展,分析了目前我国研究的薄弱环节,总结未来研究应该关注的问题,以期为我国棕地再利用研究和实践提供借鉴和参考。

棕地;绿色空间;研究进展

1 引言

随着后工业化时代的到来,在可持续发展和生态文明理念的影响下,一些重污染工矿企业转型升级、倒闭或调整区位而遗留下闲置、废弃、存在污染的土地,即棕地或褐色土地,包括工业搬迁遗留的旧厂址、废弃的旧矿区、加油站、铁路站场、垃圾填埋场和码头[1]。这些难以直接利用的“问题场地”势必会对区域发展带来不利影响,因此对棕地的清理、修复与再利用是实现区域可持续发展的必要条件。发达国家在这方面的实践中积累了丰富的经验,展现出多样化的再利用方式。早期棕地再利用的主要目的是从中获取直接经济效益[2],多数再开发为住宅、工业或商服用地。随着社会的发展和人们观念的改变,这种以经济效益为主的狭隘视野已被人们所摒弃,有识之士呼吁政府从更广阔的视角关注棕地再利用问题[3]。新的生活观念也促使人们更加重视绿色空间建设[4],故随之出现了将棕地改造为绿色空间的实践。

绿色空间是指以自然植被和人工植被为主要存在形态,能发挥生态功能,对生态、景观和居民休闲生活有积极作用,且绿化环境较好的用地,包括自然保护区、公园、风景区、水体、湿地、森林、绿色廊道、农田、工业区隔离带、道路附属绿地等[5,6]。目前,世界上有许多国家将棕地改造为绿色空间的成功案例,如德国国际建筑展埃姆舍公园、萨尔布吕肯市港口岛公园、海尔布隆市砖瓦厂公园,美国西雅图煤气厂公园、丹佛市污水厂公园等[7]。近年来,从棕地到绿色空间转型研究已成为国内外研究的热点。

图1 棕地到绿色空间:研究综述框架

本文主要对国内外关于棕地再开发为绿色空间的研究进行综合分析,以棕地再开发为绿色空间的生命周期为主线展开述评,即生态修复—景观设计—综合效益研究—可持续性评价。从前期技术层面的生态修复和景观设计上升到项目建设完成后管理层面的综合效益研究和项目可持续性评价(图1)。本文通过总结以往的研究思路、研究成果和存在问题,指出未来的研究方向,以期为我国进一步开展棕地研究提供有益参考,为棕地开发实践提供经验借鉴。

2 国外主要研究现状

绿色空间作为棕地再利用的一种方式,在早期并未得到广泛关注。早期棕地再开发的主要目的是从中获取直接经济收益,如私人部门的投资、税收、就业机会等[2],因此多数棕地被开发为住房、工业用地和商服用地[8]。可持续发展理念的提出强有力地推动了棕地再利用规划与绿色空间建设的融合[9],棕地再开发为绿色空间的研究和创新实践随之出现。

2.1 棕地再开发为绿色空间的生态恢复

由于棕地大多存在污染或生态破坏问题,因此在再开发之前必须进行生态恢复。国外学者在棕地生态恢复方面做了大量研究,根据生态恢复模式,研究内容可分为自然恢复和人为干预两种途径(表1)。

表1 国外关于棕地到绿色空间生态修复的研究

自然恢复是指在生态系统没有超负荷且可逆的情况下,解除外界压力和干扰,通过生态演替实现生态系统恢复。在这方面,国外学者多关注自然恢复的规律及其影响因素。研究表明,自然恢复中自然再生植被是物种竞争的结果,更能适应环境,但是自然界稳定污染物的能力有限,所以自然修复需要很长的时间。在人工干预方面,土壤修复学者主张通过添加土壤改良剂，培养土壤微生物、动物来吸收重金属;对地面植被的种植方式,学者们发现选择乔灌草相结合的方式修复效果较好;在物种选择上,学者们更倾向于选择在当地生存了几十年甚至几百年的乡土植物,这些植物因环境适应能力强、植株死亡率低而成为一种更具生态效益和经济效益的选择。此外,有学者指出树干的直径是影响人工种植树木之间竞争的主要因素,因此在生态修复过程中应充分考虑植物的生存空间,形成合理的群落配置。

2.2 棕地再开发为绿色空间的景观设计改造

棕地再开发为绿色空间的实践主要表现为棕地景观化,又称为后工业景观[20]。20世纪60—70年代,棕地景观化改造逐渐在欧美发达国家兴起,90年代趋于成熟。棕地是人类文明的产物,是一个富含时代历史文化与物质资源的场地,其中留存的工业景观更是具有丰富的历史、文化和美学价值[21]。为了体现其价值,设计师在景观化改造过程中秉承生态学思想和理念,以场地干预最小化的原则尽可能地循环利用场地中的物质与能量。如在美国西雅图煤气厂公园的设计中,设计师保留了污染土壤,并通过掺进有机物质和草籽来增加土壤肥力;在德国杜伊斯堡北风景公园设计中,设计师也保留了大部分的工厂构筑物,任由植被在场地上生长[7]。

为了增加绿色空间的实用性,艺术家和设计师在进行棕地景观化改造时常使用一系列后工业景观设计手法。在德国鲁尔区Rheinelbe煤矿废弃地的景观设计过程中采用场所营造方法[22],邀请当地居民参与景观设计,提高了社区参与棕地再开发项目的积极性与绿色空间的受欢迎度和使用率。欧洲人造城市沙滩(法国巴黎Plage、德国柏林Strandbar Mitt等)的设计也使用了场所营造的方法,将废弃的工厂、垃圾填埋场、铁路等营造为城市人造沙滩,供人们在此休闲、娱乐、运动[23]。

2.3 棕地再开发为绿色空间的综合效益研究

不同于注重税收、私人投资等经济效益的居住用地和商服用地,棕地再开发为绿色空间项目更追求环境效益、经济效益、社会效益三者的统一。现有研究多采用问卷和访谈的方式,选取较成功的案例地,通过对利益相关者(政府[24]、项目开发商[25]、绿色空间使用者[26]、非正式组织[27]等)的调查,评价棕地再开发为绿色空间已有或潜在的效益。研究表明：在经济方面,再开发项目可以刺激当地经济复苏、提升就业机会、提高房地产价值,从而吸引私人投资[28];在环境方面,绿色空间建设可促进当地环境恢复、提供生物栖息地、提高生物多样性和景观美学吸引力[29];在社会方面,再开发项目为居民提供更多的休闲场所和公共基础设施，提高了个人和社区的生活质量(如美化居住环境、提高居民身体健康状况)，促进与利益相关者的合作，以及社区的参与[30]。尽管案例研究表明再开发项目带来了许多经济效益,但项目实践的脱节会导致效益大打折扣[31]。因此,如何促进项目规划目标与实践的结合,将目标转为产出,是项目规划和实施过程中应该重点关注的问题[32]。

2.4 棕地再开发为绿色空间的可持续性评价

传统观点认为棕地再开发为绿色空间项目必然是可持续的,但是在实践过程中,由于技术不成熟造成土壤侵蚀、草地退化、健康与安全等问题,都会对项目的可持续性产生负面的影响。一些再开发项目的失败逐渐引起了学者们对项目可持续性的关注,主要成果见表2。

表2 国外关于棕地到绿色空间可持续性评价研究内容

棕地再利用为绿色空间项目受多种因素的影响,除了场地修复成本、绿色空间建设、维护管理成本[39]和激烈的用地需求竞争导致的征地难题[40]外,还应考虑场地的可进入性[41]和污染特征[42]。因此,要评价棕地到绿色空间转型成功与否、能否实现可持续目标,就必须对再开发项目的各个阶段进行评估监测。国外学者尝试从不同角度评价了棕地到绿色空间转型的可持续性,并提出相应的评估框架,但学者们所提出的框架并非适用于所有的棕地再利用为绿色空间项目，当地的政策背景决定了各个子目标的优先顺序。因此,在评估过程中要将经济、环境和社会因素均考虑其中,特别是当地的规划背景,力求将可持续性评价贯穿到再开发项目的每个阶段,实现棕地的可持续发展,而非仅仅将其作为一种事后监督行为。

3 国内主要研究现状

21世纪初,西方发达国家对棕地景观化改造引起了我国学者的热切关注,其中生态与艺术相结合的设计思想以及面对土壤污染和废弃建筑所采用的新颖设计手法被我国学者大量引入。在此过程中,人们开始认识到棕地在绿色空间中的作用,棕地景观更新逐渐得到了广泛的应用。现阶段我国的研究主要集中在生态恢复和景观设计两个方面。

3.1 棕地再开发为绿色空间的生态恢复

在生态恢复方面,国内学者与国外学者关注的维度基本相同,研究内容集中在自然修复和人为干预修复两个方面,但在我国土地紧缩政策下,花费漫长的时间实现棕地自然恢复是不切实际的,因此我国学者研究的主要方向是人为干预修复。在人为干预修复模式中,常用的修复技术包括:生物修复、物理修复和化学修复,相比于物理和化学修复,生物修复具有经济、高效、无二次污染、适用范围广等优点[43],因此本文主要阐述人为干预中的生物修复。

生物修复包括土壤改良和植被恢复两个方面。对土壤改良的研究,学者们主要关注生物对土壤的改良作用,土壤动物作为生态系统中的消费者和分解者,在保持土壤肥力、促进大自然生产与物质循环方面起着积极的作用[44]。如蚯蚓对铜具有很好的富集作用,它能减少土壤的重金属污染，改良土壤理化性质，改造土壤结构性、通气性和透水性,是很好的改良方法之一[45]。对植被覆盖而言,通过自然生态演替,需要很长时间才能获得满意的植被覆盖。有学者主张采用人工模拟自然生态群落来配置植物,在各演替阶段积极引进下一演替阶段的植物种类,实现群落快速演替,迅速恢复地带性植被,形成成熟稳定的生态系统[46,47]。对人工模拟生态系统中的植被选择,国内学者普遍认为利用乡土植物来恢复植被群落十分重要。例如,乌鲁木齐松树头煤矿区在生态修复中的优先物种是针茅、黄芪等乡土植物[48];在迁安马兰庄铁矿排土场最适宜的绿化树种是乡土植物[49]。此外,禾草与豆科植物大多具有顽强的生命力和耐贫瘠能力,对重金属有很强的抗性,生长迅速,往往也是先锋物种[50]。在生态恢复研究中,我国学者的观点与国外学者较一致,主张采用土壤动物对土壤进行恢复,在植被恢复上选择乡土植物、乔草、豆科植物作为先锋物种,通过模拟人工生态系统实现群落快速演替。

3.2 棕地再开发为绿色空间的景观设计改造

20世纪90年代以来,我国相继出现了废弃地景观更新改造的实践,较具有代表性的案例有:中山岐江公园[51]、上海世博后滩公园[52]、湖北黄石国家矿山公园[53]、河北开滦国家矿山公园[54]等。这些实践表明,对棕地的景观改造将改善区域生态环境、促进经济发展,为工业衰退所带来的社会与环境问题找到了新的出路。

棕地再开发的景观设计涉及生态学。现代艺术、生态伦理学、景观生态学、景观都市主义等多种设计思想。值得一提的是,生态伦理学和现代艺术这两种思想的影响最为深远。生态伦理学对景观设计的影响突出表现在对场地的干预小、场地的被动性适应和自我维持三个方面[55],倡导在改造过程中应尊重场地的景观特征和生态发展过程,尽可能循环利用场地上的物质和能量,认为残砖瓦砾、铁轨、矿渣堆、工业废料、工业厂房、生产设备、机器等都应成为景观设计的良好材料。现代艺术特别是大地艺术则重新解释了工业景观的价值与含义。传统的美学观点认为，工业景观是丑陋、不堪入目的,没有保留价值；大地艺术则认为，生锈的高炉和废旧的厂房、生产设备、机械等都是工业生产留下的艺术品,是人类历史上遗留的文化景观,是人类工业文明的见证[56]。同国外一样,我国的景观设计师在再开发项目中也运用大地艺术手法做了很多有益的尝试和探索。例如,广州兴丰垃圾填埋厂的改造设计[57]、襄阳习家池矿山公园的设计[58]、太原万柏林区西山矿山森林公园的设计[59]等。一方面,大地艺术对环境的微小干预并不影响地块的生态恢复过程;另一方面,在漫长的生态恢复过程中,它以艺术为主题,提升了景观质量,改善了环境的视觉价值,因此大地艺术逐渐成为废弃地更新改造的一个重要手段和媒介。设计师在景观设计时遵循生态性原则、历史性原则、整体性原则、适宜性原则和持续性原则[60],对原有的构筑物采用整体保留、部分保留、构件保留三种方式来保留场地上的工业景观。整体保留主要针对那些具有遗产价值的场地;部分保留是指保留废弃地景观的片段,使其成为改造后的标志性景观;构件保留是指保留构筑物或设施结构的一部分[61]。设计师在对这些保留下来的景观要素进行改造时需要赋予其新的功能,做到既保留原有场地的记忆,又创造出丰富而具有创意的新景观[62]。

棕地的景观设计不仅是运用生态处理手段改变一块贫瘠荒凉的土地,而最终目的主要是通过这些改造实现棕地环境更新、文化重建和经济发展。西方发达国家在近几十年的研究和摸索中,景观更新设计已取得了巨大成就。我国对棕地景观改造起步相对较晚,但随着不断的探索,也取得了一定的研究成果。面对我国棕地数量众多、环境污染问题日趋严重、绿色空间供不应求等问题,对我国棕地的景观设计研究有待继续深入。

4 国外经验的介绍与借鉴

传统工业国家已完成了工业化,并经历了后工业化的诸多问题,对棕地再开发进行了许多探索和尝试,并取得了一定成效[63]。我国正处于加速工业化的阶段,国外众多成功案例值得我国借鉴。本文综合分析了国外不同棕地类型再开发案例,总结出值得我国借鉴的经验(表3)。

表3 国内关于棕地到绿色空间的经验借鉴

从这些研究成果可见,各国设计理念存在很多相通之处,同时又各具特色。综合分析这些案例,值得我国借鉴的经验有:①在政府方面,应建立健全法律法规和专门的遗产机构来保护和管理工业遗产;对工业遗迹进行普查、登记和价值评估;选择公私合作的融资机制[69]和颁布可持续发展的激励政策[64]。②在社会方面,应注重整个棕地再开发过程的公众参与。在再开发过程中,利益相关者的诉求与政府开发意愿的错位往往是矛盾的焦点[77],而利益相关者的参与有助于棕地再开发获得更广泛的支持与认可[78],保证项目的顺利实施。在景观设计方面,应最大限度地保留场地的历史和自然信息,同时又赋予其新功能,以最小的物质和能量消耗重新开发利用场地,实现棕地重建的可持续发展[68]。③在经济方面,发展工业遗产旅游。工业旅游不仅可保护工业遗产,还能产生经济效益,形成良性循环。在开发模式上,应选择多功能混合模式[63]。与单一的功能相比,多功能混合模式能更好地面对市场的不确定性,有利于形成更加综合、有活力的城市环境[78]。

5 研究评述

目前学术界主要围绕棕地再开发为绿色空间的生态修复、景观设计、综合效益研究、可持续性评价等方面展开研究。在生态恢复和景观设计方面,国内外学者取得了较为统一的认识,普遍认为在生态修复方面,土壤生物对污染物具有很好的富集作用,本土植物对环境修复的效果更好;在景观设计方面,应尽可能循环利用场地的原材料,以艺术主题提升景观质量,改善场地环境视觉价值。同时,国外学者在综合效益研究和可持续性评价等方面开展了许多探索,取得了一定的成果,学者们对棕地到绿色空间转型产生的社会、经济和生态环境效益进行了评估,并从不同的角度建立再开发项目可持续性评价框架,评估与监测再开发项目。

相较于国外研究我国还有一定的差距,纵观我国已有研究,尚有以下不足:首先,我国关于棕地再开发为绿色空间的相关研究还局限于技术层面,研究内容集中于生态修复和景观设计研究领域,管理层面的研究鲜见,对棕地到绿色空间转型的社会、经济和环境效益以及如何实现再开发项目的可持续发展的关注较少。其次,目前我国还处于引进和借鉴发达国家经验阶段,在借鉴过程中大多照搬发达国家的改造经验,忽略了我国与西方国家的国情差异,缺乏结合我国国情的自主创新。

针对我国目前研究的薄弱环节,未来研究应关注:①加强对棕地到绿色空间转型的综合效益研究与可持续性评价研究。棕地到绿色空间转型的最终目的是为了实现棕地的可持续利用,但目前我国关于棕地到绿色空间的效益研究和可持续性评价研究较少。在实践过程中,对再开发项目所产生的环境、经济、社会效益评价与可持续性评价的内容是相通的,应将两者进行有机结合。一方面,综合效益评价的研究成果能为可持续性评价提供参考,丰富评价内容;另一方面,可持续性评价可有效监督项目目标转化为产出,切实实现环境、经济、社会效益的综合发展。②吸收国外经验,结合我国国情进行自主创新。鉴于目前我国相关研究较滞后,在未来研究中,我国应在吸收国外学者有关效益研究和可持续性评价研究成果的基础上进行创新,而非一味借鉴。正视我国棕地到绿色空间转型方面存在的现实问题,提出切合我国现状的有效解决方案。

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ResearchStatusandProgressofRedevelopingBrownfieldintoGreenSpace

ZHUANG Xiao-jinga,XIE Hong-binb
(Fujian Normal University a.College of Geographical Science;b.College of Geography,Fuzhou 350007,China)

Urban development was facing two important problems,which were brownfield reclamation and the supply of green space.The practice and experience of turning brownfield into the green space in the developed countries provided a good reference.In foreign country the research of redeveloping brownfield into the green space was mainly concentrated on ecological restoration,landscape design,efficiency and sustainability evaluation.But owing to the late beginning,our research was still limited to the technical aspect of ecological restoration and landscape design.This paper analyzed the weak links of present study,summaried the problems,the future research should focus on in order to provide reference for the research and practice of brownfield reclamation of our country.

brownfield;green space;research progress

10.3969/j.issn.1005-8141.2017.08.005

F293.22

A

1005-8141(2017)08-0922-06

2017-06-12；

2017-07-21

国家自然科学基金项目“褐色土地利用:风险、冲突与协调”(编号:41171119)。

庄小静(1991-),女,福建省漳州人,硕士研究生,从事区域资源环境与可持续发展方面的研究。

谢红彬(1966-),女,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐人,博士,教授,主要从事区域资源环境与可持续发展方面的研究。