劉　虎 ， 丁　可

(1. 北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院， 北京 100083； 2. 北京林業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院， 北京 100083)

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美國伯利恒鋼鐵廠景觀再生的經(jīng)驗(yàn)與啟示

劉虎1， 丁可2

(1. 北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院， 北京 100083； 2. 北京林業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院， 北京 100083)

摘要：工業(yè)廢棄地的景觀再造和生態(tài)修復(fù)是景觀設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。再生景觀設(shè)計(jì)涵蓋了地域生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)與場地空間再利用，使改造后的廢棄地重新具有美學(xué)價(jià)值及功能性，也同樣直接影響著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。以美國伯利恒鋼鐵廠工業(yè)廢棄地的生態(tài)和景觀再生為案例，分析工業(yè)廢棄地景觀設(shè)計(jì)、生態(tài)修復(fù)的特點(diǎn)，為當(dāng)下建設(shè)中國綠色城市發(fā)展提供借鑒與啟示。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廢棄地； 景觀設(shè)計(jì)； 生態(tài)城市; 伯利恒鋼鐵廠

一、 工業(yè)廢棄地的提出

工業(yè)廢棄地也稱為“棕地”，指的是廢置不用的工業(yè)生產(chǎn)用地以及與工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的交通、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)用地[1]。美國國家環(huán)保局認(rèn)為，棕地是廢棄的，閑置或沒有充分利用的工業(yè)及商業(yè)用地及設(shè)施，由于場地自然環(huán)境遭到一定程度的破壞，利用率極低，同時(shí)大量的工業(yè)構(gòu)筑物及廢棄物遺留在場地中，在土地開發(fā)和利用過程中，存在著客觀上和意想中的環(huán)境污染比其它開放發(fā)過程更為復(fù)雜[2]。20世紀(jì)80年代開始，歐美一些國家開始致力于以可持續(xù)發(fā)展的方式提升城市生活質(zhì)量[3]，工業(yè)廢棄地的景觀改造項(xiàng)目逐漸增多。以英國為例，1988—1993年，英國有19%的棕地被轉(zhuǎn)變?yōu)榱司G地[4]。這種項(xiàng)目的增多一方面是受環(huán)保運(yùn)動(dòng)的影響，而另一方面由于工業(yè)污染土地價(jià)格十分低廉，對(duì)于這類土地的使用和再開發(fā)就變得容易很多。

二、 伯利恒項(xiàng)目介紹以及改造目標(biāo)

伯利恒鋼鐵廠成立于1904年，位于賓夕法尼亞州利哈伊運(yùn)河南畔，伯利恒市南側(cè)相對(duì)平坦的一塊土地上，占地面積約為730公頃。在上個(gè)世紀(jì)中葉，伯利恒鋼鐵廠是全球鋼鐵行業(yè)的領(lǐng)先供應(yīng)商之一。由于種種原因，它在1998年倒閉。鋼鐵廠所在場地由于生產(chǎn)活動(dòng)遺留有各種有害污染物，例如重金屬、多環(huán)芳烴、二噁英與鈦酸酯類化合物等，這些污染物通過大氣沉降及廢渣滲濾等方式進(jìn)入工業(yè)區(qū)周邊土壤，導(dǎo)致土壤嚴(yán)重污染(見圖1)。伯利恒鋼鐵廠倒閉后原廠址成為美國重大的工業(yè)污染場所之一。2006年，賓夕法尼亞州環(huán)保部門和美國環(huán)保局簽訂清理協(xié)議，開始這一美國最大的棕地改造計(jì)劃[5]，并由SWA景觀設(shè)計(jì)公司于2007年主持設(shè)計(jì)。此次的改造設(shè)計(jì)重在修復(fù)場地環(huán)境并將其融入城市結(jié)構(gòu)，而且進(jìn)行了詳細(xì)的可持續(xù)設(shè)計(jì)(見圖2)。

圖1　伯利恒舊址

圖2　伯利恒改造后

此次工業(yè)廢棄地的改造的設(shè)計(jì)策略，除了考慮了改善土壤pH值和雨水徑流的合理利用，還考慮了對(duì)當(dāng)?shù)毓I(yè)遺產(chǎn)進(jìn)行保護(hù)和景觀再造，彰顯了廢舊工業(yè)區(qū)歷史保護(hù)與利用的卓越成效，并且為城市提供了一個(gè)健康的、具有吸引力的綠色環(huán)境。最重要的是，它的改造建設(shè)對(duì)賓夕法尼亞南伯利恒地區(qū)復(fù)興起到驚人的催化作用。

經(jīng)過仔細(xì)分析，景觀設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的目標(biāo)有以下三點(diǎn)：第一，維護(hù)和提升場地的工業(yè)歷史遺跡作用，利用其潛力作為經(jīng)濟(jì)增長引擎，通過對(duì)廢舊工業(yè)設(shè)施精心設(shè)計(jì)進(jìn)行再利用，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的；第二，恢復(fù)廠區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)，包括污染的土壤和恢復(fù)，雨水的循環(huán)與生態(tài)濕地處理，具有區(qū)域雨水收集、凈化以及洪水控制功能；第三，增加場地與周邊社區(qū)的聯(lián)系，提供休憩和娛樂功能[6]。

三、 生態(tài)修復(fù)與景觀再造

1． 土壤污染處理

根據(jù)土壤污染的嚴(yán)重程度不同而進(jìn)行重點(diǎn)挖掘處理，其中廠中區(qū)原址為煉鋼廠，煉鐵廠，石灰焙燒廠，土壤污染嚴(yán)重，在土壤中的主要污染物是多環(huán)芳烴，溶劑以及一些如砷和鉛類的重金屬[7]。為了達(dá)到植物再生的條件，設(shè)計(jì)師將約375噸含有重金屬和有毒化合物的污染土壤進(jìn)行挖掘進(jìn)行深埋處理，在其原地鋪設(shè)了一層新的土壤，以此為喜氮、耐污染的草本植物提供基本生活環(huán)境，通過植物吸收、微生物分解降低污染物的濃度及氣味。

2． 雨水凈化系統(tǒng)

場地雨水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要功能為凈化系統(tǒng)，地下水中的主要污染物為多環(huán)芳烴(多環(huán)芳烴)，和溶劑，如三氯乙烯(TCE)和四氯乙烷。廠區(qū)中心洼地區(qū)域設(shè)計(jì)依據(jù)為兩年一遇的暴雨容量，洼地的設(shè)計(jì)容量為36 574立方英尺，超過11英畝，由25個(gè)石籠墻和多級(jí)生態(tài)濕地用以攔截地表徑流和雨水，以達(dá)到作為天然凈水器通過對(duì)場地含水層滲流的最終補(bǔ)給(見圖3)。這種水處理設(shè)計(jì)包括以下兩個(gè)步驟：一是防止土壤流失。由于中心廠區(qū)的土壤鋪設(shè)上的一層新土壤，場地內(nèi)結(jié)合自然地形設(shè)計(jì)，利用石籠墻和礫石洼地讓稀薄的土壤固定下來，避免被雨水沖刷帶走，進(jìn)而破壞植物的基本生長條件；二是礫石層與多級(jí)人工濕地。雨水隨著地形流入附近的人工濕地內(nèi)，在濕地層土壤的下面的填充物為礦渣，耐火磚、鑄造砂等原廠廢棄物，這些粗糙的材料能夠增加土壤的滲透能力，通過濕地內(nèi)的土壤結(jié)構(gòu)及植物來降低原有的污染物濃度。位于停車場洼地的土壤結(jié)構(gòu)是由30%的堆肥和60%表層土壤混合改良而成，而在礫石洼地入口附近的一個(gè)6英寸高的石籠墻可以輕松引導(dǎo)地表徑流到達(dá)濕地，這種石籠墻阻隔了50%的懸浮物、磷、氮的污染，達(dá)到土壤慢速滲透的設(shè)計(jì)，最終濕地與地下排水系統(tǒng)相連，避免出現(xiàn)土壤飽和，無法吸收凈化作用[8]。

圖3　伯利恒景觀節(jié)點(diǎn)

3． 植物種植與人工濕地

在廠區(qū)多次的土壤腐蝕性試驗(yàn)和土壤適宜性試驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)土壤堿度異常高，植物無法從土壤中獲取足夠量的鐵元素，導(dǎo)致植物產(chǎn)生萎黃病，成活率低。在這種情況下為減少大量土壤改良翻新，耐堿性、低維護(hù)常綠植物如樺木、杜松等就作為主要的景觀植物進(jìn)行種植，這樣既節(jié)約成本又可提高可持續(xù)性發(fā)展。此外，喬木、灌木和地被植物的設(shè)計(jì)重點(diǎn)主要是發(fā)揮土壤修復(fù)和污染物降解功能。其中場地中心區(qū)域提高凈化能力的鄉(xiāng)土植物為主，結(jié)合礫石層與微地形，采用下向垂直流人工濕地設(shè)計(jì)，形成一個(gè)有針對(duì)性的多階段人工濕地凈化系統(tǒng)，并對(duì)污水進(jìn)行可控循環(huán)，實(shí)現(xiàn)在有限的濕地面積中，高效率的降低污水中的生化需氧量、懸浮固體、營養(yǎng)物質(zhì)和病原體，發(fā)揮水質(zhì)凈化功能[9]。

4． 工業(yè)景觀保留與拆遷材料再利用

這個(gè)項(xiàng)目專為LEED(leadership in energy and environmental design)評(píng)級(jí)而設(shè)立，景觀設(shè)計(jì)師從場地歷史，人文遺產(chǎn)的角度出發(fā)，保持其獨(dú)特的工業(yè)環(huán)境[10]。景觀設(shè)計(jì)師通過對(duì)現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)和廢舊材料的適應(yīng)性再利用，使場地中許多元素都被保留和再造。景觀南部初步綠化設(shè)計(jì)過程中包括利用拆遷材料再利用建造石籠墻，達(dá)到節(jié)能環(huán)保與景觀設(shè)計(jì)的完美結(jié)合。除了廢舊拆料堆砌外，還對(duì)廠區(qū)內(nèi)的各種混合的廠房，熔爐、辦公樓、吊、支架、和廢墟等進(jìn)行了景觀再造。最著名的“The Johnson Machinery”作為伯利恒鋼鐵廠工業(yè)的文化符號(hào)，重新改造為一個(gè)擁有196個(gè)單元的公寓。其它的還包括將原有建筑改造為一座利哈伊谷最大餐廳的室內(nèi)停車場等等，其中很多建筑的舊屋頂被改造為空中庭院，成為整個(gè)伯利恒景觀設(shè)計(jì)中的一部分。

四、 結(jié)語

廢舊工業(yè)區(qū)改造承載著過去文明的同時(shí)，也見證著綠色城市的未來，近幾年我國城市霧霾嚴(yán)重污染，大規(guī)模的燃煤、煉鋼等重度污染企業(yè)的搬遷計(jì)劃已經(jīng)在實(shí)行之中，這些城市工業(yè)廢棄地從景觀改造及相關(guān)法律法規(guī)方面都迫切需要借鑒國際經(jīng)驗(yàn)。廢棄地景觀改造中除考慮其經(jīng)濟(jì)效益外，更多要注重環(huán)境效益，在有效的利用原址資源，恢復(fù)生態(tài)環(huán)境同時(shí)，應(yīng)該樹立相關(guān)的生態(tài)教育理念，發(fā)揮更廣泛的社會(huì)效應(yīng)。

參考文獻(xiàn)：

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收稿日期：2016-01-11.

作者簡介：劉虎(1981—)，男，博士，講師.

通訊作者：丁可，9ear@sina.com.

中圖分類號(hào)：TU27

文章標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1008-4339(2016)04-382-03

A Case Study of Brownfield Development of Bethlehem Steel Plant in the USA

Liu Hu1, Ding Ke2

(1. School of Landscape Architecture, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China；2. College of Arts and Design, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

Abstract:Brownfield regeneration and ecological restoration is a popular research field of landscape design including ecosystem restoration and reuse of old buildings .It brings the Brownfield aesthetic and functional valueagain and promotes sustainable development of the local economy. Based on the case of Brownfield development of Bethlehem steel plant in the USA,this paper analyzes the characteristics of landscape design and ecological restoration of the Brownfield and provides reference and inspiration for the development of China’s green city .

Keywords:brownfield; landscape design; eco-cities; Bethlehem steel plant