城市棕地生态修复及其生态与景观效应分析——以长沙市为例

向海兵，林杨，肖炜

（1 湖南省永顺县润雅乡林业工作站，湖南永顺 416714；2 中南林业科技大学，湖南长沙 410004）

1 棕地概念和类型

20 世纪90 年代，棕地概念开始兴起，指的是因为污染而无法再次使用的土地。目前，对棕地的定义是：最早用来开发建设，随后又被遗弃的土地，无论其是否污染都属于棕地范畴。因此，从广义上看，棕地涵盖一切曾被开发而如今未利用的场所用地[1]。棕地从成因上主要分为3 类：第一类是城市经济活动停止后留下的土地，如化工厂、纺织厂、钢铁厂等；第二类是存在于城市之外或城市边缘的原材料生产部门，由于资源枯竭或功能退化而留下的土地，如采矿场、矿山等；第三类是由于城市发展和城市扩张，为城市提供支持服务，例如，垃圾填埋场、机场、火车站等[2]。

2 棕地生态修复的作用

我国城市棕地产生始于20 世纪50 年代后期一些具有污染性质的工业建设，由于缺乏系统的城市规划和当时发展的局限性，工厂选址没有更多考虑环境因素和城市发展需求。因此，很多工厂建在城市内部，由于单纯追求经济效益，环保审查不到位，造成土地被严重污染。近年来，随着城市的不断发展、人们环保意识的增强、产业结构的改革，因而陆续搬迁或关停之前建设在城市中心及周边具有污染性质的工业企业，原先被污染的土地无法再次利用，便形成棕地。目前，棕地已成为阻挡我国城市化进程和可持续发展的主要绊脚石[3～5]。

棕地生态修复的作用主要包括：一是有效消除地质安全隐患，保障财产安全；二是有利于边坡稳定，防止雨水对边坡的冲刷和侵蚀，防止水土流失，保护生态环境；三是改善棕地自然环境，加快棕地生态恢复进程，与周边环境相协调[6]；四是改善因废气排放带来的环境污染，缓解热岛效应，控制地表径流，吸尘降噪[7]。

3 研究方法

3.1 区位情况

长沙地处华中腹地，坐落于湖南省东北部、湘江下游地段和长沙盆地西部地区，东西宽233km，南北长90km。长沙市区处于湘江和浏阳河交汇河谷台地，周围为地势较高的山丘，可谓“环城皆山也”。湘浏盆地经过数十万年的地质变化和大自然侵蚀，形成南高北低、丘涧交错、红岩白沙的地貌特征。

3.2 调查方法

本次样地的信息主要来源于文献调查和网上资料搜集，调查长沙市老工业区研究资料，整理出符合棕地生态修复特征的样地。拟定调查的样地后，查询各样点地理位置信息，调查样地内的植物种类、长势、冠幅、绿化覆盖率及土壤含水率、容重、pH 值。使用谷歌地球（Google earth）软件确定路线，现场走访周边群众及相关部门，确定调查样地。经过棕地信息对比和特征核验，选取具有明显棕地特征的调查地点。

由图1 可知，本次调查的10 个样地隶属于长沙市，具体包括：①火车头公园（原长沙货运南站）；②万科紫台（长沙机床厂旧址）；③高塘岭社区公园（原高塘岭工业区）；④曙光电子工业老区（现798 城市体验馆）；⑤长沙锌厂（工业遗址）；⑥现遗址公园（长沙纺织厂旧址“原裕湘纱厂”）；⑦现滨河绿地、北辰三角洲两馆一厅（原长沙化工厂、造纸厂等旧址）；⑧桃花岭公园（原废弃的荒村）；⑨大王山旅游度假区（原坪塘工业区）；⑩滨江新城——老工业区。

图1 调查棕地分布地点

3.3 评价方法

3.3.1 层次分析法（AHP）。评价棕地生态修复需要采取多方面具有横向对比性质的方法，棕地生态修复评价由多个相互关联、相互支撑的指标构成。因此，选择层次分析法，将长沙市棕地生态修复看作一个整体研究系统，将棕地生态修复评价体系分成多个指标进行定性和定量评价。

3.3.2 评价步棸体系。建立综合评价体系模型评价棕地生态修复，将棕地生态修复研究体系分为目标层、准则层、方案层；将长沙市棕地生态修复生态与景观效益评价研究定为目标层；将目标研究考量因素定为准则层，包括生态特性、观赏特性2 个部分。参考王效科等[8]对生态效益评价指标的筛选原则与方法，选取如下生态特性评价指标（见表1）。

表1 城市棕地生态修复的评价体系模型

4 结果与分析

4.1 棕地生态修复现状分类

根据现场调查、实地观察，依据修复前后土地使用类型的不同，将调查地点划为5 类。第一类：原工业区现改造为公园绿地（简称A 类地），以长沙纺织厂旧址（裕湘纱厂）——遗址公园为代表的高塘岭社区公园（工业区）、大王山旅游景区（坪塘工业区）。第二类：原工业厂区仅作自然修复为其他绿地（简称B 类地），以长沙锌厂旧址为代表。第三类：原工业厂区修复后作为附属绿地（简称C 类地），以长沙机床厂（现万科紫台）为代表的曙光电子管厂（现798 城市体验馆）、原长沙化工厂旧址（现滨河绿地、北辰三角洲两馆一厅）、长沙市老工业区——现滨江新城。第四类：原废弃荒村、耕地、城市建设遗留土地修复为其他绿地（简称D 类地），以桃花岭公园（原废弃荒村）为代表。第五类：原先为城市发展提供支持的服务用地，现修复为公园绿地（简称E 类地），以火车头公园（原长沙老火车货运南站）为代表。

4.2 植物现状

调查结果显示，目前调查样点用于棕地生态修复的植物有49 种，其中，乔木和小乔木15 种、灌木23 种、地被植物7 种、藤本植物4 种。目前，长沙市棕地生态修复植物使用特点：（1）基于不同棕地的特殊环境，多选择抗逆性强和耐热、耐寒、耐旱的乡土植物，如黄杨、红花檵木、女贞、桂花等。（2）基于景观及生态效果，多选用常绿植物。（3）基于景观美学，多选择观赏价值高的植物，如樱花、鸡爪槭、紫荆、迎春花等。（4）基于原有建筑及土地肥沃度，多选择容易生存、耐贫瘠的浅根系植物，如爬山虎、凌霄、常青藤、麦冬等。

4.3 土壤现状

4.3.1 土壤含水率。由表2 可知，长沙市经过生态修复，棕地含水率保持在14%～19%。总体来看，修复后作为公共绿地的含水率略高于附属绿地，也略高于其他绿地，原因可能是公园绿地采取喷灌措施且栽种密度大。

表2 土壤含水率R（多点测量取平均值）

4.3.2 土壤容重。由表3 可知，土壤容重与土壤结构、性质及土壤肥力有直接关系。据湖南省第二次土壤普查结果显示，城市土壤容重需小于1.35g/cm3，植物的正常生长才不会受到影响。根据绿化用土标准，植物适合生长的土壤容重为1.10～1.30 g/cm3。调查样地土壤容重发现，50%的土壤容重略高于1.30g/cm3，对植物生长略有影响。总体来看未出现极端容重现象，土壤容重略高的地区主要出现在附属绿地或其他绿地，分析原因可能是原工业区及现今作为建筑附属绿地，因人流较多产生踩踏和在车辆碾压。

表3 土壤容重（0～10cm 取测平均值）

4.3.3 土壤pH 值。其是检测棕地污染修复效果的重要指标，大多数城市棕地来自工业区，金属离子污染是污染指标之一，既会影响土壤pH 值，又会直接影响植物长势。由表4 可知，土壤pH 值总体偏中性，说明适宜大多数植物生长。

表4 土壤pH 值（0～10cm 取测平均值）

5 评价及反馈

5.1 综合评价

评价结果显示，在样点的生态特性中，群落层次丰富度评分最低，植物生长适应性其次，说明在棕地生态修复中植物搭配存在缺陷，部分棕地植物长势一般。这主要是由于C 类、B 类地在修复前、修复中作为建筑附属绿地与其他用地，因人们的踩踏、车辆的碾压，使土地略有变化，可能会对植物生长造成轻微影响。植物的色彩搭配及植物层次变化和谐度得分较低，人工干预较少的B 类地整体观赏性差，而作为公园绿地的整体观赏性较高，说明人为干预是影响景观效益的较大因素。

根据评分结果可知：（1）长沙市棕地生态修复效果一般。要想提高长沙市棕地修复生态效益，需提升群落层次丰富度和植物生长适应性；要想提高长沙市棕地修复景观效益，需提升植物变化层次和色彩搭配和谐度。（2）在同一地点，生态效益与景观效益具有模糊相似性，所以，生态效益、景观效益二者相互影响、相互促进，植物是联系的“纽带”。植物在生态和景观效益中起着决定性作用，因此，合理的植物搭配是棕地生态修复的关键。（3）经过修复，作为城市公园绿地的棕地生态修复A 类地综合评价分数较高，而人工干预较少，仅在原有植被下进行修复的棕地B 类地综合评分最低，尤其体现在景观效益上。所以，对棕地的生态修复，人类干预起着重要作用。

5.2 评价反馈

样地生态修复对植物运用较差，植物变化缺少层次感，群落结构单一；色彩搭配不合理，色调单一，整体观赏性不高；土壤肥力不足，容重略大，对植物生长造成轻微影响，生态与景观效益下降；对部分地区人工干预小，观赏性低。

6 结论

首先，生态效益问题主要表现在群落层次丰富度、植物生长适应性两方面，所以，群落配置应多关注乔灌木及草本植物的搭配，增施肥料降低土壤容重，同时，增加对乡土植物的运用。其次，根据对土壤理化性质的测量，棕地生态修复应选择适应酸性土地且耐寒、耐热、耐干旱的植物，使植物能更好地发挥景观效益及生态效益。最后，在城市棕地生态修复中，景观设计应以生态设计为主导，依据阳光、水、植被等要素实际情况，良好地维持动植物生境，尊重物种自然演替过程，并辅以人工措施促进修复。