都市老旧住区外部环境生态修复策略<br/>——以上海为例

都市老旧住区外部环境生态修复策略
——以上海为例

2020-04-28SongDexuanBuMeimeiZhouYili

住宅科技 2020年4期

■ Song Dexuan Bu Meimei Zhou Yili

0 引言

受限于规划理念、建设标准及自然老化损耗等因素，处于都市中的老旧住区室内外空间难以满足当代都市居民对美好生活的向往。在高密度都市中，居住空间相对狭小、逼仄，外部环境的空间品质显得极其重要。相对于室内空间，老旧住区的外部环境对居民生活品质的影响时间更长久、作用程度更强烈、改善成效更显著，外部环境的改善对于城市空间品质提升具有直接的促进作用。根据《上海市城市总体规划（2017—2035）》，上海将建设成为卓越的全球城市、具有世界影响力的社会主义现代化国际大都市，三大分目标愿景分别为创新之城、人文之城和生态之城。城市品质、生态环境等内容提高至前所未有的高度，城市中心区量大面广的老旧住区改造和生态修复任务尤为迫切。不管从微观还是宏观上来说，住区外部环境的改善都具有十分重要的意义。

1 都市老旧住区外部环境的生态问题

住区生态问题是指直接或间接长期影响住区日常品质、空间使用效率、居民行为模式、居民身心健康和微环境循环等现象、事件和活动。老旧住区生态问题主要存在于绿化环境、水体环境、物理环境、道路交通、空间环境及废弃物排放等方面。本研究以上海三个老旧住区为例，通过实地调研，采取随机问卷、定点测试等方式，初步总结上海老旧住区在上述六方面存在的生态问题。

（1）绿化环境：老旧住区绿化环境存在绿地连接性差、绿化覆盖率低、绿化空间品质有待提高、植被群落缺乏物种多样性等问题，绿地系统缺乏完整性的功能。

（2）水体环境：由于生态循环的意识不够强，可渗透铺装占比小、雨水收集利用率低，浇灌造成水资源的浪费，老旧住区中较少设置水景。

（3）物理环境：老旧住区噪声干扰较大，日间视线受阻和夜间照明辐射不均，硬质地面占比高，遮阳率低，住区整体风速普遍不高。

（4）道路交通：老旧住区在建设之初，规划设计并未将车行作为主要交通方式，且未提前合理设置相应的机动车和非机动车停车空间，从而造成交通流线复杂混乱、路面停车拥挤等问题。另外，无障碍体系欠缺，影响特殊人群（如老年人）日常出行。

（5）空间环境：老旧住区对公共空间的规划设计已经不能满足要求，加上用地条件的局限性，导致公共空间等级划分不明确，公私空间使用混乱、共有私有兼用等特征。与新建住区相比，形式单一，主要问题表现为健身活动场地不足、动物栖息场所缺失、公共空间可达性低活力不足、边角空间利用率低等。

（6）废弃物排放：废弃物任意丢弃，产生异味，导致空气污染；居民环保意识较弱、小区垃圾分类收集和生化处理率低。

2 绿化环境提升策略

绿化环境是老旧住区外部环境生态系统的重要构成元素，不仅具有环境美化与游憩功能外，在改善生态环境、维护生态系统健康与生物多样性及调节微气候方面还具有重要的作用。绿化的生态效能与植被群落设计密切相关[1]，通过合理的群落结构优化，可以提高其绿化生态效能。本文提出上海老旧住区绿化环境提升策略，包括合理增加绿量、科学搭配种植、丰富绿地功能及连接绿地系统等方法。

2.1 合理增加绿化

在住区绿化覆盖率为37.38%时，植物蒸腾消耗的热量将大于其本身吸收的太阳辐射热量[2]，即具有降温的作用。柳孝图通过模型计算的方法，研究空气温度与绿化覆盖率之间的关系，结果表明，绿化覆盖率对温度具有较大的影响，当其由20%提高到25%时，温度降低最大幅度可至0.7 ℃；当其提高至40%之后，温度随绿化覆盖率的变化则开始趋于平稳[3]。但由于上海老旧住区普遍呈现高密度的现象，用地空间紧缺，地面绿化增加幅度受限，建筑绿化可以有效补偿，可采用屋顶绿化和外墙绿化形式（图1）。此外，可利用灌木及乔木对道路进行隔离，增加绿篱对垃圾站的围合遮蔽，充分发挥绿化植被的空间围合功能，有效增加老旧住区外部环境的绿化覆盖率，增强小气候调节。

2.2 科学搭配种植

绿化覆盖率是一个二维指标，不能全面地表征住区植物群落的生态效能。绿化的形式不同，其对住区气温降低的幅度也不同[4]，如在相同面积下，刺树降温效果大幅度超过槐树[3]。不同植物类型在冬夏季节的透光率也有很大差别，对冬夏两季的住区外部环境具有不同的适应性。上海地处夏热冬冷地区，在老旧住区绿化环境修复中，要选择符合老旧住区内水土及气候条件的植物种类，兼顾夏季遮阳通风与冬季纳阳防风等要求，考虑树种的综合生态效能，包括植物的形体高度、冠形及其高度、叶群密度、落叶或常绿的季相生长特征、降温效果及植物位置等方面。

图1 建筑绿化形式示意图

由于老旧住区建设年代较为久远，现存树木有一定的历史，在修复过程中应充分尊重原有的绿化，保留枝叶繁茂生长状况良好的植物，移植或移除阻碍空间生长状况差的植物。此外，修复过程中可尽量增加上海本地的植物种类（表1），比如爬山虎、狗牙根等[5]。

2.3 丰富绿地功能

增强绿化的生态效能还需要通过丰富绿地的功能，以改善原有空间品质较差的问题，从而提高绿化空间的使用效率。目前，老旧住区中以观赏性的宅旁绿化为主，绿化管理较为粗放，很多绿化空间活力缺失，可以将绿化与其他功能场所空间相结合增加趣味性，如引入中草药花园（图2），种植一些中草药植物，同时科普一些中药知识，普及健康理念，在绿化修复的同时促进居民之间的交往，形成住区居民自治的生态文化。

图2 中草药花园示意图

2.4 连接绿地系统

从生态学的角度看，生态斑块面积越大，其生态效能也就越高。老旧住区普遍存在用地紧缺问题，绿化覆盖率提高幅度有限，绿化斑块的修复可以将群落最小面积原理作为指导，从而将绿化平均斑块面积对住区气温的积极作用发挥到最大，以平衡用地效率与生态效能之间的关系。当木本植物群落斑块面积大于0.1 hm2时[7]，才有利于其生态效能的发挥。老旧住区应按照绿地规模的不同来搭配设计相应规模的植物群落结构。若绿地规模较大，则选择面积较大的植物群落；相反，则选择面积较小的灌丛群落。上海老旧住区内的绿地面积相对较小，灌丛群落则较适合选择。住区内部的硬质地面铺装占比较大，可以借用内部道路的上空，如在步行路上方增加绿色廊架，以提高绿化的连接度。

表1 上海市绿化植物种类一览表[6]

3 水体环境重塑策略

水是生命的源泉，直接影响着生物的生长发育及生物群落的结构，其自然循环过程对气候地表气候调节具有重要的作用。针对上海老旧住区中水体环境问题，本文提出水体环境重塑策略，包括基面渗透性修复、雨水收集利用、植物节水优化、增设水景水体等方法。

3.1 塑造渗透基面

渗透性基面是指道路、广场和绿地等上空没有遮盖物的公共用地基面，常用的渗透性基面形式有土壤、植被、路面以及停车场地[8]。塑造渗透基面有利于发挥其生态调节潜能与维持生态结构的稳定性。绿地土壤一般疏松多孔，有利于吸水，从而减少地表雨水径流，可以通过植物的蒸发降温来调节微气候。地面铺装应尽量使用透水性强的材料或者具有透水结构的非透水材料来优化基面的渗透性能。透水性材料一般孔隙率较大，具有良好的透水及蓄水性能，能发挥生态循环效应（表2）。在老旧住区中使用高渗透性铺装材料，可有效促进地表对水分的吐纳，减轻城市排水系统的压力，避免管网超负荷运行。

3.2 雨水收集利用

上海老旧住区的雨水收集与利用，可以通过在地面、屋顶设置雨水集水口等方式，利用高差收集雨水资源，使雨水经雨水管收集到沉淀池，过滤后进入蓄水池，通过压力泵以及出水口实现绿化浇灌等雨水再利用的功能（图3）。设置屋顶绿化和垂直绿化，向立体绿化的横管输送，通过立体绿化的横管浇灌；下设针对多余雨水的收集管，实现雨水收集和再利用。对于居住区外部环境，则通过设置地面绿化和透水砖等，实现雨水向地下渗透，补充地下水；多余的大部分雨水则通过雨水收集管网收集利用，解决暴雨时雨水不能及时排放的问题。

图3 雨水回收利用模式示意图

表2 地面材料及其生态效应

3.3 植物节水优化

上海老旧住区水体环境修复中采用绿化面积最大化的修复思路，植被景观需要消耗大量的水，要实现节约水资源的目的，除了采用节水灌溉系统之外，还可以通过节水型植物群落的设计来减少绿化浇灌的用水量。

依据景观耗水原理，土壤水分蒸发蒸腾损失量（ETL）可以用来表征绿化的耗水量，计算公式为：ETL=KL×ET0，其中，ET0为土壤水分蒸发蒸腾损失总量速率，月平均值可以从气象局得到（表3）。KL为景观系数，数值越大，表示植被需水量越大，计算公式为[9]：KL=ks×kd×kmc，其中，ks为基于植物种类水需求的种类因子；kd为基于景观种植密度的密度因子；kmc为基于与水需求相关的不同条件的微气候因子，表征场地内的气候状况，包括温湿度及气流速度，其平均值为1.0。

上海老旧住区植物群落修复，首先应该根据外部环境中的日照及风模拟结果来明确阴影、阳光、有风及无风等不同特点，来选择适宜的具有节水效应的植物群落类别；优先选择低种类需求因子的植物种类和适应性强的本土植物。提高乔木的占比，尽量减少草坪、灌木与乔木之间的重叠面积，以降低密度因子对植物耗水量的影响。在炎热的夏季要对植物群落进行适度遮挡，以减少水分蒸发蒸腾消耗量，从而实现植物的节水优化。

3.4 增设水景水体

水体是住区景观的重要组成部分，也是维持外部环境生态健康的重要物质载体。水体比热容较大，大量辐射热量可被其吸收及储存。水体具有良好的生态调节功能，在夏季可以通过蒸发来有效降低周边环境的温度。相关研究显示，12 m2的水域，可使周边环境的温度变化幅度达到10℃[11]。针对于上海老旧住区外部环境中普遍缺乏水体的现状，建议在现有场地条件允许的情况下增设水景水体。

在上海老旧住区水体环境修复过程中，可以将住区的水景水体与场地内各种湿地资源进行统一设计，对湿地资源与自然水体进行合理地利用，提升老旧住区外部环境的生态服务功能以及生态调节功能，同时营造动物栖息地，以维护住区内生物多样性。

人工湿地生态技术由于具有生态、自然和环境友好等特点，已经成为景观水体水质保持的主流技术。通过生态浮床技术营造人工湿地是目前水体绿化的常用手段，它的原理是借用浮床的浮力来提供水生植物固定的生长载体，水面之下，水生植物根系富集的微生物将污染物生化降解，并且输送氧气进入水中，使水体得到净化，并且使得水生动物能够在水中栖息、繁衍；水面之上，对水生植物定期收割或不收割以形成自然浮床，遮蔽阳光抑制藻类生长（图4）。生态浮床技术能够较好地净化水体，稳定生物多样性，从而有利于形成良好的生态环境，在上海老旧住区水体环境修复中可参考使用。

4 物理环境改善策略

物理环境的舒适度是住区居民参与室外活动的重要因素，特别是在老年人比例较高的上海老旧住区内。声、光、热、风是属于老旧住区物理环境范畴的生态要素，这些要素均影响着住区居民生活的健康舒适性。针对上海老旧住区外部物理环境问题，本文提出物理环境改善的具体方法，包括：隔离降低噪声、硬质铺地遮阳、风环境营造及光环境改善等。

4.1 隔离降低噪声

上海老旧住区声环境修复中，用生态方法将声音在传播的过程中拦截下来是一种有效的方法，比如局部场地重塑、绿化隔离降噪等。

4.1.1 局部场地重塑

通过在老旧住区现有场地内进行局部地形重塑，有效控制噪声传播，重新营造景观和改善生态。比如，采用土堆坡种植密集高大乔木，可以有效隔离外部噪音（图5），坡面还可作为居民游玩休闲的场所，也可利用缓坡将地表水汇集到排水沟、绿地或者景观水池中，从而有效改善老旧住区的生态环境。

图4 生物浮床技术原理图

表3 不同气候条件下土壤水分蒸发蒸腾损失总量速率[10]

图5 利用土堆坡降低噪声传播示意图[12]

4.1.2 绿化降噪

研究表明[13]，绿化带宽度每增加10 m，交通产生的噪声可降低4～5 dB，在用地条件相对紧缺的上海老旧住区中，为了减少交通噪声对老旧住区声环境的影响，可以在靠近城市道路的住区边界内补种树木及进行地面绿化。此外，应当采用乔灌草复层种植的方式，通过多种植面的树冠和叶片对噪声的缓冲，充分实现绿地的降噪功能，增加噪声衰减量。

4.2 硬质铺地遮阳

上海夏季炎热，城市中心区热岛效应严重，在太阳辐射作用下，硬质铺地会吸收、储蓄大量的热量，室外环境难以满足热舒适要求。对于硬质铺地，可以采用的遮阳方式有廊道、棚架及植物遮阳等。相比之下，植物遮阳效果较好。因此，老旧住区中对硬质地面进行遮阳需要选用枝叶繁茂、生态效能较强的树种，以更好地发挥遮阳的生态效益。道路两侧可以补种落叶乔木以满足夏季遮阳、冬季纳阳的要求；功能性场所的硬质铺地可以采用植物与棚架相结合的方法进行遮阳。

4.3 风环境的营造

4.3.1 绿植布置形成风道风障

根据绿化对风环境的影响特性，应当根据实际情况，调整绿化位置、种类、种植类型等，定量、定性调节小范围内的风环境。在夏季，可通过绿植树冠的导风作用，将主导风向气流引至小区内部，特别是风速较低的位置，从而促进通风；在冬季，应当通过绿植构成风屏，阻止寒风侵入或者降低风速，并通过绿植将风引至风速较低、对居民影响较小的位置，促进自然通风。

4.3.2 绿化和水面结合加强自然通风

上海老旧住区修复过程中，可以在小区公共中心设置集中绿化和水系，如水池、湖面、喷泉等，在降低热辐射的同时调节空气湿度。在炎热且风速极低的夏天，也可以通过水面、绿荫处温度较低的空气与住区上方的热空气形成小范围的对流，达到局部致凉的效果。

4.4 光环境的改善

上海老旧住区由于建设年代较早，树龄较长、枝叶繁茂的乔木很多，但小区内绿化管理方式一般较粗放。住区内很多树木因为疏于修剪，遮挡了居民的视线以及日照。在对光环境的修复过程中，要注意对这些树木进行统一的养护管理，避免其对日照及视线的影响；调整室外建筑小品，空调设施等也进行相应地重组，避免其对低层住户住宅内部光环境的影响。面对老旧住区夜间照明辐射不均且照度不够的问题，需要在住区内增设必要的照明设施，特别是在较窄的步行道路旁，考虑到上海老旧住区内老年人较多，在布置照明设施时要考虑老年人的视力情况，并且控制住区内景观灯等光源的质量，使其显色指数Ra≥60。

5 道路交通优化策略

针对上海老旧住区内部道路交通问题，本文提出道路交通优化策略，包括调整出行交通结构、建立弹性停车系统、道路整治修复等途径。

5.1 调整出行交通结构

在政策和社区管理方面，可以借鉴日本社区管理上的经验，比如，鼓励路外停车设施的建设，推行“车位自备”政策，即只有拥有私家车位的家庭和个人才能购买汽车。可参考德国弗莱堡提倡的“无车社区”政策，同时推广汽车租赁业务，满足无车家庭的汽车需求。此外，可以通过完善老旧住区步行范围内公共交通体系，提高住区停车收费标准等措施，引导调整社区居民交通出行结构。

5.2 构建弹性停车体系

针对老旧住区中居民对于机动车停车位快速增长的需求，应当构建与公共交通发展、居民收入等相匹配的弹性停车体系。上海老旧住区居民对于停车改造问题，主要关心改造成本及使用便捷性，大部分居民认为100～200 m 的停车距离可以接受。常见的缓解停车矛盾的途径有以下几种：①利用智能化提升现有车位管理效率，挖掘住区周边车位共享潜力；②修复废弃场地及空间以补充停车位，如废弃院落及车棚；③在现有条件下，有多种方式可以新增停车位，如机械式立体停车系统。

5.3 道路设施整治修复

老旧住区道路设施整治修复时，应从老年人心理和生理特征出发，充分考虑无障碍设计要求，形成环通无障碍道路空间，应完善住区道路标识系统，在部分道路节点设置便于老年人夜间识别的标识物。老旧住区步行道系统的修复，应当着重修补老旧绿地中的步行道，如采用防滑的毛石或青石板材料，修复老化的旧砖以及绿地汀步。机动车道路的修复，应当设置路缘石和边沟，以确保排水畅通以及步行道行人的安全；铺装的修复材料，应以生态性为原则，一般采用透水混凝土铺装，便于排水及雨水下渗。

6 空间环境重构策略

老旧住区空间环境的修复对于提高住区外部环境活力、促进住区居民邻里关系具有关键作用。对于上海老旧住区内空间环境问题，本文提出的空间环境重构策略，包括丰富场所空间、共生空间营造、激发空间活力及边角空间利用等措施。

6.1 丰富场所空间

随着健康意识的提升，居民对健身运动场所空间的需求也日益增加。鉴于上海老旧住区用地比较紧缺，可以考虑结合宅前绿地、废弃车棚等进行统一规划，增加适合居民且占地面积较小的活动空间；通过在公共空间中布置体育健身设施来丰富住区的场所空间。在老旧住区空间环境修复过程中，应该着重考虑老年人健身活动场所的塑造，比如，依据老年人的兴趣爱好增设相应的健身设施、在健身场地旁边增设休息座椅；设置扶手、栏杆及坡道等无障碍设施，以保证老年人的安全。在上海老旧住区中，室外儿童活动场所的需求也较高，由于住区用地空间的限制，可以设置适用于多年龄段儿童且用地面积小的活动设施。

6.2 共生空间营造

老旧住区外部环境生态修复应考虑到住区的生物多样性，人、动物及植物要和谐相处。上海老旧住区内鸟类、昆虫等较少，而这些小动物可以消除住区绿色植被的害虫，生物灭害的方法对改善老旧住区的生态环境具有积极意义。依据生物链关系，可在老旧住区内引入供野生小动物食用及栖息的植物，如观果植物、蜜源植物等。老旧住区可设置一些供野生小动物栖息停留的特色场所，如鸟巢、鸟浴盆及鱼池等。上海老旧住区内喜爱猫、狗的居民较多，可在住区内结合现有场地条件营造宠物交流空间，给小动物们提供活动空间，也促进了居民的交往及住区的生态和谐。

6.3 空间活力营造

上海老旧住区由于建设年代久远，绿化景观缺乏特色，景观小品陈旧老化，仅有的公共空间也缺乏活力。有些公共空间被枝叶过于茂盛的绿植遮挡，有些狭窄的出入口被栅栏围住，导致公共空间的可达性不高，影响了居民的使用。在修复过程中，要注意对栅栏及绿植进行整理，提高公共空间的可达性。在公共空间布置石凳、长椅等休憩设施，进行景观小品的修缮与更新，这些措施也能提升空间的活力，吸引居民驻足停留。

6.4 边角空间利用

边角空间是介于各种功能空间之间、往往被忽略的区域[13]，但在上海老旧住区外部空间中占据非常重要的地位，充分利用边角空间可以部分弥补住区公共空间的不足。

上海老旧住区中没有被充分利用的边角空间一般位于住区及住宅入口、住宅边缘、小区广场边角、道路边缘等处。这些边角空间的基面一般为硬质地面，缺乏生机，可以通过丰富基面的形式进行修复，如在边角空间内布置草坪或者植草砖铺地。住宅边缘的边角空间常疏于管理，或是堆满杂物，或是车辆随意停放，可以通过重塑维护面的方法进行修复，将住宅边缘重新设计，形成连续的游玩空间，设置长凳石桌、花坛绿植、连廊等，并以绿篱、灯柱等垂直实体形成空间围合感，不仅改善了阴暗潮湿的边缘空间环境，也给居民提供了更多休闲娱乐的场所。在边角空间内可点缀一些设施小品，包括健身器材等服务设施、指路标志灯等信息设施以提高其实用性。

7 废弃物排放规范策略

垃圾的收集、运输及处理是保证老旧住区空气清新、环境整洁的重要环节，针对上海老旧住区中废弃物问题，本文提出废弃物排放规范策略，包括生活垃圾分类收集、有机垃圾减量化处理等方法。

7.1 生活垃圾分类收集

大量的生活垃圾任意弃置会造成老旧住区外部环境的污染，垃圾分类的目的则是将垃圾按可回收再使用和不可回收再使用的分类法划分类别，便于垃圾的处理与处置，从而物尽其用。在源头上对生活垃圾进行分类，能够最大限度地使非资源化垃圾处理量降低，从而达到资源循环利用的目的[14]。采取一定的激励措施，使居民逐渐地养成对生活垃圾分类的习惯，如通过电视网络及自媒体等途径进行宣传，为居民普及垃圾分类的知识，为居民分发免费的垃圾分类容器等；在垃圾清运过程中，环卫部门要严格遵守相关规范，避免运送过程的再次污染，实现垃圾源头上的分类。

7.2 有机垃圾减量化处理

目前我国部分大城市某些大型住区，已经开展了垃圾自身消纳减量、减容的试点，对住区内有机垃圾进行减量化处理，减少垃圾外运量，从而降低环境污染。有机垃圾处理的方式一般采用生化处理技术，这是一项利用土壤及垃圾中的微生物使垃圾中的有机物进行生化反应从而降解的技术（图6），将有机垃圾处理成一种无污染、无异味、可用作肥料的物质，从而达到处理生活垃圾及资源再利用的双重目的。

上海老旧住区由于建设年代较为久远，住区内一般未设置垃圾集中处理设备，考虑到有机垃圾就地处理的必要性，可以依据老旧住区现有的场地条件增设垃圾减量处理设备，规模较大的老旧住区可以进行单独规划；规模较小的老旧住区则可以临近多个住区联合规划。

8 结语

图6 有机垃圾生化处理工艺流程图

本文梳理了上海老旧住区外部环境生态修复在绿化环境、水体环境、物理环境、道路交通、空间环境及废弃物排放等六方面的生态问题，针对性地提出了绿化环境提升、水体环境重塑、物理环境改善、道路交通优化、空间环境重构及废弃物排放规范等策略，并针对不同方面的策略提出相应的适宜技术措施（表4）。

在上海老旧住区外部环境生态修复中，应遵循生态优先、整体优先、环境尺度及适当干预等原则。

（1）生态优先原则：老旧住区外部环境修复要以服从生态优先为原则，重点关注住区的自然生态资源及其生态过程的保护，优先考虑其自然生态子系统的活力，如自然通风通畅、土壤活性及渗透、生物多样性等自然生态过程的延续；依据阳光、风、水、土壤、植被及资源等老旧住区外部环境生态要素提供的潜力，将其整合于生态修复策略之中，充分发挥其生态调节功能及生态服务功能，以符合生态学法则的策略，来切实改善老旧住区外部环境。

（2）整体优先原则：生态修复要立足于整体观念，充分研究其自然生态子系统、人工建设子系统与居民活动、气候系统等的组成规律，考虑气候响应与人的舒适性，通过系统的生态修复策略，对老旧住区外部环境的各生态要素进行合理组织与设计，使资源循环、能量利用处于最佳利用和再生循环的状态，实现整体和谐。

（3）环境尺度原则：老旧住区外部环境是镶嵌在巨大生态系统之中，并与大系统保持生态联系的环境系统，其生态修复策略探索要基于多层次理论，立足于核心层次，在构建老旧住区外部环境生态系统和谐结构的同时，要向上考虑城市生态系统，兼顾自然生态过程与气候适宜性要求，向下关注与单体建筑的关系，通过系统优化设计方法，建立与之相适应的生态修复策略。