实现城市生物多样性保护与提升的综合性景观途径

曾敏姿

翟 俊*

城市建设用地的无序扩张和自然灾害的频繁发生正在引发不可逆转的动植物灭绝危机，城市生物多样性保护研究已成为当下城市生态建设中重要且紧迫的工作。城市生物多样性作为城市自然生产力[1]和城市生态系统稳定性的基础，是城市人居环境的重要评价指标，也是城市生态规划的根本依据[2]。在应对城市所面临的极端气候、景观破碎化、水环境退化、生物多样性丧失和生态系统服务功能缺失[3]等一系列生态问题时，具有核心主导、多方联动等[4]特点的城市生物多样性保护工作理应成为风景园林从业人员进行城市景观设计的重心。

尽管城市生物多样性保护的研究成果较多，涉及层面多元，如规划途径[5]、生物信息收集与应用[6]、物种及生境组合模式[7]、生态网络构建[8]、绿色基础设施建设[9]，以及场地管理和成果维护[10]等，且涉及的研究尺度跨越宏观、中观及微观三大层级。然而，针对具体的景观设计如何提升城市生物多样性保护仍缺乏一个整体思维与设计模式，并面临如下问题。

1)城市生物多样性保护与提升是一个长期的过程，如何在城市景观设计、施工与养护的全过程中保护生物多样性？

2)如何平衡城市生物多样性保护与社会经济需求、文化倾向(友善动物类别选择、景观审美)之间的关系？

3)如何找寻跨学科合作的切入点与共识，形成分工有序、利益平衡的工作模式？

4)如何评估城市景观项目中生物多样性目标的落实程度与绩效？

为应对以上问题，通过剖析斯坦尼兹框架、生物多样性敏感城市设计原则框架，以及AECOM的景观生物多样性规划系统的优缺点，提出以景观设计为思维框架的城市生物多样性景观设计框架(ULBD框架)。该框架具备跨学科的项目团队、设计主导的实施路径、生态优先的平衡策略、综合全面的量化评估，以及后期运营与监管五大原则，以期通过设计引领、跨学科分工合作、生物多样性保护实施，以及评估与监测全过程来实现城市生物多样性的保护与提升。

1 实现城市生物多样性的经典景观设计框架分析

1.1 斯坦尼兹框架(Steinitz Framework)

斯坦尼兹框架诞生于哈佛大学卡尔·斯坦尼兹(Carl Steinitz)教授长达40年的风景园林专业教育实践，在历经25年的检验、补充与改编后，已被广泛运用在多个领域的教育、研究与实践中。其在提供学科重点、组织多方向的研究和规划项目、化解个人设计和社会偏好之间的冲突关系，以及解析复杂的决策制定等方面的功能强大，跨学科应用成果显著[11]。斯坦尼兹框架有6个模型(描述模型、过程模型、评估模型、变化模型、影响模型、决策模型)，以认识论三大组成(数据、信息、文化知识)[11]为理论基础，遵循非绝对线性思维模式，遍历3次基本迭代，通过程序规定的反复检验，有序平衡各类输入数据，逐步实现最终目的[12](图1)。

图1 斯坦尼兹框架(作者改绘自参考文献[11])

在实践领域，斯坦尼兹曾带领他的学生运用此框架模拟了马萨诸塞州北河示范项目。该项目源自该地区急剧上升的居住用地需求与法律规定的生态保育目标的冲突，如何协调二者关系、始终保有景观质量成为项目工作重心。马萨诸塞州北河是当地重要的生态和文化源地，在北河开展设计与施工不仅会影响河流本身，而且会对其所承载的本地景观风貌造成影响。为此，斯坦尼兹团队运用此框架进行研究模拟，在整个过程中充分展现了其逻辑缜密、多方平衡的特点(图2)。

图2 斯坦尼兹框架的应用(作者改绘自参考文献[12])

尽管如此，该框架仍不可避免具有过于宽泛、过于理想、过于理论性[11]等缺点。过于抽象化的模型描述大大降低了框架的易读性，导致其传播度较低。

1.2 生物多样性敏感城市设计框架(Biodiversity Sensitive Urban Design，BSUD)

该框架由澳大利亚皇家墨尔本理工大学的乔治娅·加勒德(Georgia E. Garrard)教授团队构建(图3)。该框架曾被应用在保护澳大利亚墨尔本一块35hm2的濒危天然草地上，帮助形成草地生态系统，提高天然草地的存活率。遵循BSUD框架，加勒德教授团队开展了以下工作(图4)。

图3 BSUD框架(作者改绘自参考文献[13])

图4 BSUD行动(作者改绘自参考文献[13])

1)价值评估：加勒德教授认为该地毗邻其他残存草地，对区域整体景观连通性、生物多样性具有重要价值。

2)生物多样性目标：以提高原生残存草地的生存能力为目标。

3)土地开发目标：该地块是典型的低密度住宅的附属绿地。其所在片区的住宅和绿地情况满足当地政策规定的最低建筑密度和绿地率要求。

4)BSUD行动：团队自场地开发阶段就确定了生物多样性敏感设计行动计划。行动计划分为设计、施工和管理3个主体部分，包括火灾防控、生物入侵防范、非生物环境因子控制等主要手段。

5)BSUD评估：利用改进的德尔菲法(专家评分法的一种)[13]，分别评估整个和单个生态系统退化对整体和局部天然草地持续存活的影响。

6)决策：由生物多样性保护与提高的实施成本和实际获得的利益来决定采取何种行动。最终，综合所有的专家评分，由BSUD框架辅助形成的草地生态系统将有助于天然草地持续存活且不退化的概率增加31%。

1.3 景观生物多样性规划系统(The Landscape Biodiversity Planning System)

AECOM公司为了保护生物多样性于2013年提出景观生物多样性规划设计系统和景观生物多样性指数(Landscape Biodiversity Index，LBI)，从项目收益和成本对设计方案进行详细、全面地估计[14]。在具体场地设计上，LBI可以帮助优先选择特定的植物物种、景观结构和格局特征，以实现景观设计中的栖息地和生物多样性目标。其主要基于Excel和ArcGIS平台，对景观结构与格局特征展开测算。度量指标、指标重要性权重、绩效阈值和评分标准则由设计团队自行定义，并根据每个项目所在环境和当地生态条件进行校准。

其应用具体分为七大步骤(图5)：1)场地评估；2)LBI模型校正；3)现有条件LBI基线测量；4)计划备选方案的LBI评分；5)地块/土地使用类别LBI得分目标和指南；6)景观设计方案的详细测量；7)实施与验证。该系统和指标体系为评估场地生物多样性提供了多样化的指标。其现实应用价值已在新加坡和美国俄勒冈州波特兰的城市环境总体规划等项目中得到证实。

图5 AECOM景观生物多样性规划系统应用步骤(作者翻译自参考文献[14])

2 实现城市生物多样性的综合景观途径

通过分析与优化以上3种经典景观框架(表1)，形成了本文所探讨的综合性景观途径——城市生物多样性景观设计框架(UBLD框架)(图6)，其具备以下五大原则。

图6 城市生物多样性景观设计框架(UBLD框架)(作者绘)

表1 经典框架特征总结

1)跨学科的项目团队：风景园林学、生态学和生物学的专家、政府官员、居民代表作为项目团队必备成员，是项目成立、实施和运营的必要条件。风景园林设计师作为统领各方的先行者，既要带头组织项目团队、推动项目建设，又要作为项目场地设计和植物种植的专家，向居民传递专业知识，让居民自发地保护与提升其所在城市环境的生物多样性。

2)设计主导的实施路径：以设计引领和推动生物多样性各项工作的开展。遵循场地调研-目标设立-设计制图-施工监理-养护管理的设计行动路径，既融合了生物多样性保护的自身工作，又兼顾了项目所在地的多样性社会、经济环境，将生物多样性的提升与社会需求相协调。

3)生态优先的平衡策略：生物多样性保护与提升是此框架的核心。生物多样性保护行动可主要分为4种类型：维护和创建新的栖息地、提高景观连通性、减少人为干扰与威胁、促进人与自然良性互动[13]。其中，在提升人与自然良性互动方面，需要合理平衡其经济、社会、文化与生态效益。

4)综合全面的量化评估：作为生态修复、施工与监管的依据，需要对生物多样性保护不同阶段的认知、设计与成果进行定量评估。评估可分为场地调研、设计过程、施工管理和后期维护评估4个部分。评估内容包括物种、生态系统生物多样性指标和社会经济指标。

5)后期运营与监管：长期监管是生物多样性保护行动的关键[10]，可以为未来规划与设计提供有力的数据支撑。为此，制定后期运营与监管导则一开始就应成为项目团队工作的重要环节。监管与评估工作相辅相成，是后期项目运营的核心工作。

因此，实现城市生物多样性的综合性景观途径是使用景观设计法则在项目的全过程中兼顾人类社会需求的同时，侧重生物多样性保护与提升的设计[15]。此方法可以在提升城市生物多样性和生态系统服务效益的同时，实现城市环境的可持续发展。

3 UBLD框架的实证研究

3.1 纽约生命防波堤

由纽约Scape景观公司设计的“生命防波堤”(Living Breakwaters)项目源自2013年美国住房和城市发展部发起的“设计重建竞赛”(Rebuild by Design，RBD)，其项目历程印证了此框架的有效性。

1)跨学科的项目团队。在设计开始之前，设计方就组织了由跨学科的专家、相关部门的政府官员、社会及地方团体和个人组成的项目团队，并于2015年建立了“生命防波堤”公民咨询委员会(CAC)①，目的是更好地接受社会监督。

2)设计主导的实施路径。项目秉承“设计引领、参与性与科学性为基础”的建设理念，以气候变化带来的生态环境问题作为社区参与的驱动力[16]，通过政府部门倡导，鼓励社区群众参与项目实施的全过程。

3)生态优先的平衡策略。此项目设立的三大基本目标为降低风险(risk reduction)、生态改善(ecological enhancement)、社会弹性(social resiliency)，很好地诠释了生态优先的平衡策略。通过增加生境来提升生物多样性，帮助解决风暴潮可能引发的各种风险(海浪冲击、海岸侵蚀)，实现纽约市海岸修复保护目标，同时通过开展相关教育、研究、娱乐项目与当地社区紧密联系，实现生态与社会和经济目标的融合。

其生物多样性设计体现在“生命防波堤”主体结构及材料上：作为防波堤主体结构的牡蛎栖息地，可划分为“礁脊”“礁街”“蓄养”3个部分。其中，“礁脊”是防波堤主体“延伸”出的结构，其多个结构区间为生物提供了多样的生境。设计还根据动物成长的环境偏好，扩充创造了“礁街”(密集的潮间带/潮下带的突起岩石)，此举显著增加了边缘生境的长度，为牡蛎、鳍鱼、龙虾和贝类提供了理想的生境。此外，通过设计“蓄养结构”——“牡蛎箱”“潮汐池”(预制生态混凝土模块)及“牡蛎石笼”，促进了生物堆积，进一步提高了人工岩石生境的整体复杂性和多样性(图7)。与此同时，位于防波堤内侧平静的近岸水域和宽阔的沙滩不仅有助于降低海岸风暴的风险，还增加了海岸线沿线的游憩娱乐机会，满足了社区活动与区域经济发展的需求(图8)。

图7 生命防波堤结构示意(作者改绘自https://stormrecovery.ny.gov/LBWCAC)

图8 生命防波堤的平衡设计[17]

4)综合全面的量化评估。该项目从一开始就秉持了在实践中学习的做法。在项目建设前，对场地风暴潮风险、生境情况、目标物种及构筑物的实用性进行了全面评估。在项目设计过程中，设计方通过场景模拟测算最佳的防波堤与海岸的距离、防波堤每段的长度、段与段之间的缝隙宽度和位置方向，以及可能遭遇的波峰高度，来优化波浪衰减性能，最终实现项目预期目标，扭转海岸线侵蚀现状。

5)后期运营与监管。项目通过设立水上生态监测点，即时反馈监测信息。同时与科研和教育机构紧密联系：与近50所学校形成紧密的科研、教育等合作关系。在项目初期就成立了的“生命防波堤”公民咨询委员会(CAC)作为监督组织，每3个月开展面向公众的商讨会，并聘请了专业的施工管理团队持续跟进项目施工管理。

3.2 荷兰马肯湖-瓦登海项目

马肯湖-瓦登海(Marker Wadden)项目源于荷兰南海圩田工程。为了抵御南海海湾的洪灾，该地政府根据“圩田模式”分隔了南海和瓦登海，并在南海相继建设了阿夫鲁戴克大坝和豪垂布大坝，导致南海生态系统闭塞、内部割裂严重。其中，马肯湖淤泥堆积、生态系统急剧退化，水生植物、鱼类、贝类和鸟类濒临灭绝。然而，瓦登海却通过构建“沙丘+边坝”新式景观群岛，成功推动了生物多样性保护与生态系统修复。其为改善马肯湖的生态环境提供了优秀借鉴，故诞生了马肯湖-瓦登海项目[18]。

1)跨学科的项目团队。项目团队由荷兰多个公共和私营部门联合组成。项目最初是由荷兰自然遗产保护协会(私营自然保护组织)发起，在代尔夫特理工大学范·伊斯特伦教授和政府顾问委员会的建议下，经过17个利益相关方共同协商，最终确定由Boskali海事公司、Arcadis设计咨询公司、Witteveen+Bos工程咨询公司及Vista景观设计与城市规划事务所组成的团队负责项目的设计、施工与管理。

2)设计主导的实施路径。该项目的设计目标就是探索将马肯湖-瓦登海建造为具有生态价值、满足体验与游憩的海上生境，并着眼于更广泛的环境议题，如马肯湖和艾瑟尔湖的关系、水质和淡水贮存等问题。

3)生态优先的平衡策略。

(1)生境设计。项目改良了“圩田模式”这一荷兰传统的水资源管理方法，通过营造“沙丘+边坝”生境(图9)，循环利用挖掘出的淤泥，借助疏浚技术与土壤熟化技术，形成多个富有营养且顺应自然力量的群岛，其间包含了沼泽区和浅滩区。通过营造受自然地形庇护的生态系统丰富生物多样性，此举既增强了景观连通性，又保留了原有南海潮汐盆地的特征。

图9 “沙丘+边坝(石坝)”生境营造方法(作者改绘自参考文献[18])

(2)以鸟类为目标保护物种。基于对鸟类栖息地特征的评估，为鸟类提供了3个必要的生存条件：食物供给、栖息场所和繁殖机会。在食物供给方面，通过引入芦苇等植物，加速了土壤熟化，使富含营养的黏土和淤泥得到充分利用；在栖息地建设上，水坝和岛屿结构为鸟类提供了不同尺度的庇护所和浅滩区；在繁殖场所的营造中，新设计的孤岛限制了天敌和人为干扰，为鸟类筑巢、繁殖提供了理想的场所。

(3)平衡策略：项目增设了海港和游客接待区，为游客营造了极佳的观鸟场地。项目还提供了集中的水上运动区(包括沙滩游憩、放风筝、冲浪等活动)及游客中心。

4)综合全面的量化评估。马肯湖-瓦登海项目的中期评估工作十分扎实，“马肯湖-瓦登海知识和创新计划”(KIMA)多次召开协商会，对涉及项目的可用数据、指标、参考、分析方法和目标范围进行整合与分析。其政策目标评估分为三大板块：生态系统改善评估、鸟天堂营造评估，以及传播知识、教育和创新评估。研究目标评估分为五大板块：淤泥动能、淤泥构筑、空间质量、生态过程、治理及应用(表2、3)。

表2 马肯湖-瓦登海项目中期评估的政策目标

表3 马肯湖-瓦登海项目中期评估的研究问题

5)后期运营与监管。项目由KIMA长期监管，具体工作包括组织开展“生态系统”“淤泥与黏土建设方法”“适应性管理”3个研究议题的实地试验及议题讨论会议等。如与LakeSIDE项目合作研究维护沙丘和沙质加固的方法，布设了大量测量杆以实测沙堤与海浪作用的关系，最终得出优化管理的方法。

3.3 日本京都市梅小路公园“生命之林”项目

占地0.66hm2的“生命之林”项目位于前身是货运火车站的梅小路公园内，是日本京都第一个以恢复市区自然生境为目标的城市公园用地。自1996年建成以来其历经了20多年的监管，为城市濒危、珍稀动植物提供了宝贵的栖息地，已然成为日本提升城市生物多样性的设计典范[19]。

1)跨学科的项目团队。项目在设计之初，便形成由生态学家和风景园林设计师组成的研究小组；公园开放后，又组成了专家、学生、市民组成的志愿监测小组②。在后期的监管活动中，研究小组带领志愿监测小组完成了一系列具有重要指导意义的生物多样性监测工作，充分展示了社会参与在生物多样性工作中发挥的重要作用。

2)设计主导的实施路径。项目依托城市公园用地，明确了2个方向的诉求：生态目标方面，将“生命之林”建成保护本地物种、提供自然季相变化的生态系统；社会服务目标方面，建设能够兼顾康养、自然教育并减少城市环境问题的场所。

3)生态优先的平衡策略。营造土崖等多样化地形，促进翠鸟筑巢；通过挖井取水，满足各类池塘的用水需求；引入多种自然要素，如粗木碎屑、乡村树篱、河石石墙和树桩等营造生态氛围。在减少人为干扰方面，使用架空的“树冠游廊”作为通行设施以减少地面步行系统对生境的干扰。通过在项目主要入口——朱雀之庭(Suzaku-no-niwa)增设收费处以获得生态建设所需的资金支持，同时限制人流量，减少人类干扰。

4)综合全面的量化评估。项目对观花植物、昆虫(水生、陆地)、鸟类、真菌等保护对象的数量和种类进行了全面评估，并重点关注了其中的乡土物种、常见物种、受欢迎物种、入侵物种的数量和种类。项目还基于种植施工方案，展开了后续植物生长情况和生态系统动态变化的定量评估工作。

5)后期运营与监管。在监管方面，志愿监测小组在公园开放伊始就开展监测工作，还定期举办自然教育活动，并于每年发表调查报告②。在管理方面，项目强调适应性动态管理，如主动引入濒危物种、创建其相应的栖息地环境等。在新方法研究上，使用创新的“环境基因监测”方法进行了大规模真菌种群的监测。

“生命之林”项目展现了生长式的城市生物多样性保护与提升过程，是高密度城市主动开展相应设计管理的样板。

4 结语

“将人类活动和其他生物的栖息地放在一起，可以造就一种社会、文化和自然环境相互融合的新型城市生态环境。只有当生物多样性在生态系统服务和功能中的重要性和所承担的角色被人们所认识，才有可能会被用于城市规划的策略和具体的设计实践中”[17]。

通过糅融经典框架与循证经典案例，本文所探讨的城市生物多样性景观设计框架(UBLD框架)，将设计主导、跨学科分工合作、生物多样性保护实施，以及评估与监测的全过程融入景观设计框架之中，提出了“跨学科的项目团队、设计主导的实施路径、生态优先的平衡策略、综合全面的量化评估、后期运营与监管”五大原则，以期借助综合性的景观途径，为我国保护与提升城市中的生物多样性提供参考。

注释：

① 引自https://stormrecovery.ny.gov/LBWCAC.

② 引自http://inochinomori.sakura.ne.jp/index.html.