基于生态技术的绿色公路景观设计

■林 文

(福建省交通规划设计院，福州 350004)

1 引言

中国的高速发展、城市化进程，带动了交通基础设施的大规模建设，在飞速建设的过程中伴随而来的一系列不恰当的资源利用方式和不可避免的建设破坏，由此带来了严峻的环境生态问题。早在上个世纪60年代，蕾切尔卡逊就在《寂静的春天》一书中描绘了人类对生态的破坏，最终给人类带来了不堪重负的灾难，时至今日，文中的观点仍然可以为人们敲响生态危机的警钟。2004年4月，交通部在全国开展了“转变设计理念，实现公路建设与自然环境、人文环境和谐统一”的专题勘察设计示范工程活动，首次提出了生态公路建设的理念，自此开始，全国各省区陆续开展了从示范到全面推开的生态公路建设。随着时间的推演，在实施生态公路的建设中，一些新的问题又摆在我们的眼前，那就是生态公路的建设，绝大部分是在公路运营管理阶段来完成，其最主要的是通过公路的各种绿化工程改造来加以实施，在整体道路生态系统的可持续性上，有所退化。结合生态景观学最新的理论研究以及国内外一些最新的工程实例，近年来，在公路建设的目标理念方面，行业的先驱践行者们，又提出了新的“绿色公路”的理念，本文将追寻前辈的脚步，以福建省连江县某绿色公路的建设为例探讨生态技术在绿色公路景观设计中的影响。

2 生态景观的概念与生态技术应用体系

2.1 生态景观的原理

生态景观指的是运用景观生态学的原理，经过生态设计对现有的自然资源进行重新再利用、整合并形成可持续性的自然和谐统一的景观。景观生态学这一名词是由德国地理学家特洛尔在1939年首次提出的，它的研究对象包含了不同系统生态所组成的整体景观，通过研究生物多样性、物种流动性、养分再分配、动态变化与稳定性等，是运用系统方法来研究景观美化格局、优化结构、合理利用和保护的学科。

2.2 生态技术应用体系

生态技术在生态景观的设计中有着广泛的应用范围，根据参与对象即空气、水体、土壤、地貌以及人类活动形成的相互作用关系，将生态技术在整个设计中的应用归纳见表1。

表1 生态技术在景观设计中的应用对象体系概览

3 绿色公路的概念与基本特征

3.1 绿色公路的发展理念

发展绿色公路，就是以生态系统良性循环为基本原则，在公路规划、设计、建设、运营和养护的全寿命周期里，以最大限度节约资源、提高能效、控制排放、保护环境为目标，综合运用各种措施建设出能够与自然共生、景观和谐优美、可持续发展的公路工程，并实现经济效益、社会效益和生态环境效益的有机统一。绿色公路将“生态文明”作为主要战略思想，应当全面贯彻“生态文明”的核心思想，将绿色理念贯穿于项目全周期。公路生命周期可分为：建设前、建设中、运营期三大阶段，以生态为核心的公路交通系统，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，走可持续发展道路，坚持系统论和周期成本思想，统筹公路建设质量、运行效率、环境影响、资源利用之间的关系，把“节能、高效、环保、健康”等绿色要求贯彻到公路建设设计施工全过程。

图1 绿色公路发展理念

绿色公路的生态景观设计理念，必须要贯彻于整个项目建设周期之中，实现“技术可行、实施可能、经济合理、可持续发展”的目标，要保证构造物与环境相互协调，从设计初期做好公路选线、勘测和精密计算控制，在施工过程中设计人员应该最大程度的参与配合，指导施工进行，最大限度减少对自然环境的影响，实现对公路沿线生态环境的美化，取得理想的建设目标，为地方公路交通行业的发展打下良好基础。

3.2 绿色公路的基本内涵

(1)绿色公路是基于生态文明的公路

基于生态理念的绿色交通公路是要求公路建设中以生态学为基础，在遵守生态法则的基础上实现公路建设与周围地质、地形、地貌和植被的协调一致。要求在公路设计中不仅要做好设计方案与生态环境的协调，也要求设计中要尽量减少对自然资源的破坏和消耗，以此达到公路与生态环境可持续发展的目的。

(2)绿色公路是基于资源及能源节约型的公路

建设绿色公路要以节约能源、资源为基础，而绿色公路工程体现出一定的系统性与专业性，因此在建设过程中要从设计、施工组织及运营维护等多个方面进行全面考虑，遵循利用为主、治理为辅的建设经营原则，在整个公路建设过程中融入节约资源、降低能耗的绿色理念。

(3)绿色公路是景观优美的公路

公路是一个复杂的有机体系，而公路工程建设中的景观不仅是指道路内部的各类景观元素，还要将其周边环境包含在内。要保证公路景观设计的科学性、绿色化，就要基于宏观整体的角度对其内部景观、道路整体景观、周边环境等各个元素进行全面考虑，实现公路线形、公路内部景观、公路视觉景观与自然环境的有机融合，以保证公路建设过程中线形设计及沿线构造对原有和谐景观空间的破坏。

(4)绿色公路是低碳环保的公路

所谓绿色公路，即是以低碳理念为基础实现碳平衡，在建设、施工及营运过程中充分利用先进的绿色技术，做好环境保护，在公路的整个生命周期内融入环保理念、绿色理念，从而实现工程经济效益与环境效益的双赢目标。

图2 绿色公路基本内涵

3.3 绿色公路的基本特征

绿色公路是大自然这个整体的一个有机部分，应当参与到自然生态系统的物质能量循环中去，一条生态环境优美的公路本身也是大地景观的一部分，不能将其独立于系统以外。归纳起来，绿色公路主要特征可归纳为“高效能、高效率、高效益”的“三高”特征，“低消耗、低排放、低污染”的“三低”特征。

(1)“高效能”绿色公路的整个生命周期通过综合运用各种绿色生态技术和措施，达到整体工作效率和服务能力的最大化；

(2)“高效率”最有效地使用自然、社会及经济资源，为绿色公路带来最大可能性的满足程度的利用，达到资源最优配置效率；

(3)“高效益”以最小的生态和资源代价获得可持续发展的最大利益，实现经济效益、社会效益和环境效益的有机统一，实现综合效益的最大化。

(4)“低消耗”绿色公路具有节能、低能耗等优点，从材料使用的角度，绿色公路所采用的是可再生材料，或者是可降解材料，能进行循环利用；

(5)“低排放”绿色公路建设过程中能够使对各种资源进行循环利用，少排放污染物甚至可以达到零排放；

(6)“低污染”绿色公路注重生态的平衡，是在环境承载力之内进行的，其设计和施工不能以破坏大自然、破坏地表结构，破坏生物多样性为代价。

图3 绿色公路的特征折线图

4 生态技术与绿色公路景观设计二者之关系

4.1 二者目标与定位一致

环境生态技术与绿色公路景观设计，都是以可持续发展作为知道思想，都是为了创造和谐美丽的人居环境、为了实现社会、经济与环境共同协调发展而服务

4.2 生态技术为绿色公路的景观设计提供丰富的保障与支持

(1)从生态学角度看，绿色植物是生态系统中的主要生产者,是地球生态系统最基本的构成因子。绿色公路的景观设计中，意味着在建设中要多效法绿色植物生态属性，取之自然，回报自然，通过生态技术最大限度地减少资源消耗和环境破坏，为整个路域生态系统的完整、稳定和美丽做出积极的贡献，实现在发展中保护，在保护中发展。

(2)从生态文明角度看，“绿色文化”是致力于人与自然的和谐关系和可持续发展的生态文明形态。绿色公路就是在这种文化的指导下，践行新的生态文明，突出建设、管养、运营并重，降低全生命周期成本。

(3)二者互有制约，共同发展。在绿色公路的建设中，对生态技术的应用划定了范围和原则，而生态技术的应用对公路的景观设计，提出了更高的要求。在景观设计中融入生态的理念，利用公路建设区域在土地和空间等方面安排，最大程度的从生态着眼，实现景观功能的协调和完善，将人、车、自然环境、生态环境、社会经济、人文环境等有效结合，创造出丰富的自然效益和社会效益。

设计人员在项目设计时，需要尽可能的拓展自己的视角，对各个方面问题和因素有充分全面分析，有所突破，有所思考，不要受到修路架桥的固有思想的限制。一条美丽的生态景观公路，不仅仅是保证公路运输的基本功能，同时，也要能够积极的展示出对环境的正面影响，把生硬的钢筋混凝土建筑隐匿于漫漫绿色植物海洋中，形成路在林中游的令人赏心悦目的视觉感受。

图4 绿色公路景观设计项目中生态技术流程与项目流程关系

5 基于生态技术的绿色公路景观设计实践

5.1 工程概况

省道308连江蛎坞至官岭段公路起点位于连江县筱埕镇蛎坞村，经过定海湾旅游规划山海运动小镇项目、蛤沙二级渔港，与228国道衔接于官岭互通，路线全长7.682158km。根据《福建省普通国省干线公路路线规划实施方案》的总体规划布局，本段公路的建设将缩短黄岐半岛至连江县的行程里程，极大地改善筱埕镇和连江县的整体交通条件；同时，因为该路段所处的定海湾周边环境极为优美，如何在公路建设的过程中保持对环境的保护，甚至能够利用一些新的工程措施对环境进一步改善，形成和谐自然的生态景观带，种种崭新命题的出现，促成了本次基于生态技术基础的绿色公路景观设计的产生。

图5 现场剥蚀低丘地貌

图6 现场冲海积平原地貌

在正式设计前，对公路沿线区域的景观概貌进行实地勘察，形成明确的形象概念，希望从整个周边环境入手，尽可能做到融入自然，妥善处理工程建设与水源地保护、环境敏感点等的矛盾。本项目公路走线背山靠海，沿着海湾边缘带起伏布置，靠山侧以自然山坡为主，坡度在15°至30°之间，沿线海岸岸坡较稳定，拥有丰富的自然海蚀地形可加以利用，可以打造成丰富的生态景观廊道。路线两侧多为海边自然相思林，植被情况良好，但是地形较陡处多处可见基岩裸露，植物群落形成了断档的现象，同时也存在部分因以往公路建设中开挖形成的破碎坡面，如图6～图7所示，亟待采取相关措施进行修复。此外，该段公路的建设，旨在为打造整体定海湾滨海运动休闲旅游区提供良好的基础设施，需要能够积极的展现出整个海湾的原貌特色，基于此，在本项目的设计中采取了多种不同的设计策略，打造优美的生态景观。

图7 优美的亲水生态景观

5.2 公路生态线形选择

优美的公路线条，其本身也是景观的一部分，加强生态选线，依法避绕自然保护区、水源地保护区等生态环境敏感区，在设计初期，充分利用沿线既有廊道，减少土地占用和环境破坏，尽可能通过改建而不是新建公路的方式，减少对土地资源的占用、植被砍伐等，将固有的植物群落利用起来，不破坏其实就是最好的生态。同时利用既有地形，随坡就势，避免大开大挖，减少土石方的产生，合理规划取弃土场的数量和位置，也能够很好地实现低碳集约的要求，实现对环境的最大保护。在本项目中，灵活应用了设计指标，在一些视线开阔的段落，为了让司乘人员可以感受徐徐的海风景观，还适当降低速度设计标准，优化了线路弧形走向，在路基外侧设置小型的挡土墙等措施，减少土地占用和植被破坏，对生态公路的建设从源头上给与了支持。

图8 优美的海岸公路线形

图9 公路生态线形保留原生植物

5.3 坡体生态修复

本项目为沿海公路，海风侵蚀较为严重，按照生态景观的要求，需要重点加强对自然地貌、原生植被等的保护，同时要根据公路自身的性质，做好加固和防护措施。传统的坡面防护仅仅考虑加固坡体，采用混凝土或者大型块石挡墙，线条非常生硬，很难满足生态景观的要求。在本项目中，充分调研相关类似工程的成功与失败经验，结合项目自身特点，因地制宜根据边坡不同坡率，借鉴采用了混合纤维植被恢复技术、生态护面墙技术、生态环保植生带码砌技术以及厚层基材喷射技术等多种国内外较新的工艺，对不同的坡面进行生态修复，刚中带柔的组合既能提高坡面的防护水平，又能达到较好的景观效果。具体如图10所示。

表2 主要采用的生态修复方式

图10 绿色公路生态边坡景观示意

5.4 科学利用表土资源

在现阶段的多数道路建设工程中，沿线路基和临时用地的施工往往涉及大量表土资源，这些表土对于植物生长十分重要，表土层内部富含作物生长所需的矿物质、有机质和微生物等元素，不仅为植物提供养分，还营造了适于生长的物理、生理环境，有机质含量更高，表土资源可以快速的对生态景观修复起到辅助作用。但很多时候，在工程建设中往往忽略了对表土的集中收纳与再利用，对开挖出来的表土仅仅采用最原始的掩埋措施，殊不知不同种类的生土培育成为熟土还至少需要3到5年、甚至10年的时间，这种做法是对资源的极大浪费。本项目设计中充分意识到生态与景观是互为依存关系的，只有尊重和保护利用好原有的生态，才能形成新的良好景观效应，因此严格要求施工若遇到耕地，必须先剥离表土，根据土质情况把表面15～30cm的表土单独收集，并集中堆置于临时场地，用于后期绿化，同时考虑海洋季风气候带来的雨水，为防止雨水冲刷，在表土堆场表面做简单植草绿化处理。如图11所示。

5.5 生态土壤渗滤

生态土壤是指在建设破坏用地之上重新覆盖的包含植物—基质—微生物系统的复合型土壤，可以看作是一个具有生命力的池体，具有一定的保水蓄水功能，建设污水、雨水等通过复合生态系统中物理、化学和生物的三重协同作用去除水体中的污染物，实现对水质的高效净化。与此同时，在土壤顶部种植的挺水植物，经由植物根部和生态填料表面附着的微生物的共同作用，实现了养分的充分吸收与循环利用，形成了稳定的生态小群落，土壤肥力得到进一步的提升，形成的植物景观更加鲜艳多姿，将建设造成的临时性用地破坏绿色修复，丰富路线侧面景观带变化。

图11 表土剥离处理

图12 生态土壤渗滤原理示意

生态土壤渗滤模拟自然的大地土壤系统，并通过人工干预强化，添加有益微生物及环保基材，大大提高了水体净化的能力。水体中的污染物通过过滤、吸附、沉淀、反渗、植物根部离子吸收和微生物降解分解等作用，或形成沉淀和气体从水中去除，或转化为植物和微生物的养分，供其生长利用，进入大自然循环系统，实现水体的绿色净化、水资源的充分循环再利用，对植物群落的养成提供更多途径的保障。

5.6 生态慢道的建设

现有城市道路建设中，经常会营建慢道系统，如搭建大型的悬挑的滨水木栈道、木平台，利用钢筋混凝土构建大型观景平台，仿马拉松赛道建设彩色沥青跑道等等，这些人工设施在建成初期效果良好，但随着时间的推移，往往会因缺乏管养或人为破坏等因素，逐渐荒废破旧，甚至是被弃用，这有悖于建设者为民的初衷。结合本项目来看，在景观设计初期便制订了尊崇自然的原则，充分利用原有小路，结合当地可以直接利用的山石铺设舒缓登山慢道，慢道设置于沿线民居或丘陵的地方，局部根据沿线地质条件和周围环境改造成石板路，在没有条件设置慢道时小规模采用生态架空走廊形式，不进行大规模的连续人工铺筑慢道，以最小的投入，使慢道系统能够很好的融入周边环境，既保护了生态环境，又保证了慢道的连通性。如图13所示。

图13 生态人行慢道系统示意

图14 动物通道示意图

人与自然是命运共同体，除了为人类提供舒适的慢行系统之外，也要考虑到野生动物原有依存的环境被打破，因此本项目在设计中，也考虑了设置动物通道，在动物经常出没的路段设置警示标牌，禁止鸣笛；在动物迁徙路线上设置动物通道，设置标牌提醒车辆减速慢行，或利用植物遮挡效果将涵洞、桥梁改造成动物通道，缓解路线的分隔效应；两侧路基外侧在场地容许的情况下，尽量增加防护林种植，减少行车灯光对动物生境的干扰，保护野生动物栖息、觅食和迁徙不受影响。

5.7 加强对绿化植物的科学选择

绿化植物的景观营建，并不是简单的对植物的堆叠。现行的大部分公路植物景观，都或多或少的掺杂了人工园林的痕迹，推行大树种植，选择各种造型树作为造景的根基，在笔者看来都是流于形式浮于表面，缺乏深层次的挖掘和了解。对植物而言，其自身有很强的地域性，适地适树这一原则现在已广泛深入人心，但实际操作中往往无法贯彻，从各地移植而来的乔木、灌木、地被草花植物等等拼凑在一起，看似组团成群落，实则是一种伪生态的表现，因为假以时日，便会出现严重的退化现象，光鲜不在，杂乱无章，给人一种食之无味弃之可惜的感觉。因此，在设计的早期阶段，就必须要深入发掘项目所处区域的小环境内有多少种质资源，有多少苗木可以改良应用，尽量少采取外调苗木的方式，甚至可以不需要人工移植，直接利用现状植物自身种子传播繁衍。

就本项目来看，设计中较好地执行了乡土植物的选择，选择了如台湾相思、构树、南洋杉、芦苇等等长势强健的速生品种，同时也选择了如草海桐、海滨木槿、月见草、滨柃这些在本地适应极佳的灌木、草本开花植物，没有特殊的去组合成群落，施法自然，从项目建设的初期开始，在路旁、沟旁、山体角落等等各种地方进行适量种植，在工程建设的过程中很快便取得了良好的绿化效果，选择的植物品种均保有高成活率，很快形成了自然的植物群落，尊重植物本身的生态属性，带来的是成倍的景观效应。

6 结束语

综上所述，在进行公路绿色生态景观设计过程中，要充分尊重自然，实现公路功能、人、自然环境相互作用的有机结合，从而建设人与自然协调发展的公路景观设计与管理体系；其次，要加强对生态环境的保护，创新并积极采用生态恢复技术，实现自然景观与人文景观的和谐共存；此外，设计人员应树立终身学习的学习理念，掌握最新的公路生态设计、环保设计知识，从而提高生态技术基础上的绿色公路景观设计质量。