黎仕國

（成都市市政工程設(shè)計研究院，四川　成都　610036）

基于景觀生態(tài)學(xué)的城市道路建設(shè)

黎仕國

（成都市市政工程設(shè)計研究院，四川成都610036）

城市道路的規(guī)劃和建設(shè)關(guān)系到城市的健康可持續(xù)發(fā)展。立足景觀生態(tài)的理論與實踐，闡述了城市道路建設(shè)中可能出現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境問題，探討城市道路的生態(tài)評價方案。最后，討論了城市建設(shè)生態(tài)道路應(yīng)該考慮的幾個問題。

景觀生態(tài)學(xué)；城市道路；評價；海綿城市

0　引言

道路建設(shè)是城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的重要組成部分，在城市這種人口高度密集，自然生態(tài)環(huán)境較為單一的空間進(jìn)行大規(guī)模道路施工建設(shè)，不可避免會對城市環(huán)境產(chǎn)生干擾。某些城市道路建設(shè)項目只看重眼前的經(jīng)濟(jì)利益，缺乏環(huán)保意識，致使這種工程的干擾范圍與影響強度超越了城市本身的環(huán)境載荷，對城市生態(tài)平衡造成破壞，同時也使原有的自然景觀支離破碎。近幾年，景觀生態(tài)學(xué)的理論被逐步引入城市規(guī)劃和建設(shè)中，通過景觀恢復(fù)和再造的途徑，盡可能減少城市大型施工項目對生態(tài)系統(tǒng)的干擾。因此在滿足城市道路建設(shè)客觀需求的基礎(chǔ)上，研究將景觀生態(tài)學(xué)的理論和方法融入道路建設(shè)中去，是維持城市環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的積極途徑。

1　景觀生態(tài)學(xué)相關(guān)概念

20世紀(jì)80年代后期，景觀生態(tài)學(xué)迅速崛起，逐漸成為世界上資源、環(huán)境、生態(tài)方面研究的熱點。景觀生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展得益于人們對現(xiàn)實大尺度生態(tài)環(huán)境問題的重視。德國學(xué)者特羅爾最早認(rèn)為景觀生態(tài)學(xué)是協(xié)調(diào)統(tǒng)一生物學(xué)和地理學(xué)兩個領(lǐng)域科學(xué)的一門科學(xué)，特羅爾開辟了景觀綜合研究從地理學(xué)角度向生態(tài)學(xué)發(fā)展的道路。Vink［1］（1983）認(rèn)為景觀生態(tài)學(xué)是將動物、植物和人類的各門具體科學(xué)有機結(jié)合在一起，實現(xiàn)景觀利用的最優(yōu)化。Forman與Godron［1］（1986）認(rèn)為景觀生態(tài)學(xué)是以整個景觀為對象，通過物質(zhì)流、能量流、信息流與價值流在地球表層的傳輸和交換，通過生物與非生物以及人類之間的相互作用與轉(zhuǎn)化，研究景觀動態(tài)變化的機理和景觀的空間格局，是優(yōu)化結(jié)構(gòu)、合理利用和保護(hù)環(huán)境的措施。國際景觀生態(tài)學(xué)會將景觀生態(tài)學(xué)定義為研究不同尺度上的景觀空間變化，包括對景觀異質(zhì)性、生物、地理及社會原因的分析，是連接自然科學(xué)與人類學(xué)的交叉學(xué)科。我國學(xué)者肖篤寧［1］認(rèn)為，景觀生態(tài)學(xué)是以生態(tài)學(xué)的理論和框架為依托，吸收現(xiàn)代地理學(xué)和系統(tǒng)科學(xué)之所長，研究景觀和區(qū)域尺度的資源、環(huán)境經(jīng)營與管理問題，具有綜合整體性和宏觀區(qū)域性的特色，并以研究中尺度的景觀結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程關(guān)系為主要內(nèi)容。

2　城市道路建設(shè)對生態(tài)的影響及評價

2.1生態(tài)環(huán)境的影響

道路在景觀生態(tài)學(xué)中稱作廊道，指的是將景觀分割開來的狹長地帶，包括道路、河流和籬笆等在內(nèi)的帶狀景觀。城市道路是城市發(fā)展和人類活動的必要場所，在城市這個特殊的環(huán)境中，道路的設(shè)計和建設(shè)直接關(guān)系到城市生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量。從景觀生態(tài)學(xué)意義上講，城市道路是人工干擾廊道的一種。它們的存在會對周圍環(huán)境，包括植物、土壤和生物等產(chǎn)生一定的影響，如圖1所示。這種影響有正面的意義，也有負(fù)面的破壞。

（1）道路的廊道效應(yīng)

景觀生態(tài)學(xué)把道路和道路網(wǎng)看作是廊道，縱橫交織的道路網(wǎng)將原先統(tǒng)一的景觀結(jié)構(gòu)單元分割成眾多的孤立塊體，景觀的連通性遭到破壞，阻礙了生態(tài)系統(tǒng)間物質(zhì)和能量的交換。例如封閉城市公路、鐵路等，阻礙了相鄰景觀元素間物種特別是小動物和微生物的通過。道路這時候形成了屏障作用，這樣就妨礙了物種和基因的交流［2］。積極的方面是，道路建設(shè)在大尺度的空間里促進(jìn)了景觀間的物質(zhì)和能量交換，這種通道作用使系統(tǒng)更為開放。例如道路的運輸功能，通過城市道路可以跨越一個或幾個生態(tài)系統(tǒng)或者自然地帶，這種物質(zhì)和能量的交換可以在數(shù)小時內(nèi)完成，明顯增加了城市不同生態(tài)系統(tǒng)間物質(zhì)與能量交換的頻率。人類經(jīng)濟(jì)活動的需要決定了道路運輸中貨物的類型、數(shù)量等，在城市道路這樣的小尺度上，解決了城市中各種物質(zhì)的平衡分配。大尺度上講，道路的修建改變了資源及環(huán)境要素的自然分布格局，例如我國的西氣東輸、南水北調(diào)等工程。

圖1　道路建設(shè)對景觀生態(tài)系統(tǒng)的影響關(guān)系

（2）城市氣候的影響

城市道路的下墊面結(jié)構(gòu)和大氣成分決定了城市的小氣候。道路建設(shè)所使用的材料往往與周圍地表物質(zhì)存在差異。城市公路大多使用砂石、水泥和瀝青等材料，城市輕軌或者地鐵則多使用小石塊、木質(zhì)材料與鋼材等。太陽對地表的輻射因下墊面性質(zhì)而存在差異，下墊面對太陽輻射的吸收和反射也往往不同。瀝青和水泥路面比熱容較小，因此反射太陽輻射較大，反射過程的蒸發(fā)耗熱量基本沒有，自身溫度升高較快。例如，每年的酷暑季節(jié)，水泥與瀝青路面的表面溫度可以迅速達(dá)到40℃，再結(jié)合道路上的揚塵、CO2和車輛自身運行的散熱，導(dǎo)致道路在夏季成為一個熱浪聚集區(qū)。

城市道路周圍的行道樹往往在改善線狀道路的小氣候環(huán)境方面發(fā)揮一定作用。行道樹有明顯的增加空氣濕度、遮蔭與降溫的作用。例如在酷暑季節(jié)，道路兩旁有行道樹的道路最高氣溫比沒有行道樹的道路平均低3℃以上，而空氣的相對濕度則可增加10%～20%［3］。行道樹還可降低風(fēng)速，減緩?fù)寥浪终舭l(fā)和土壤的風(fēng)蝕。

（3）道路建設(shè)的環(huán)境破壞

城市道路對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響表現(xiàn)在兩個方面，即道路建設(shè)過程的環(huán)境污染和交通運輸過程帶來的污染。道路開工建設(shè)需要石材、木材等原料，在原料的開采和使用過程中，就會對原先的植被、地貌、地質(zhì)、土壤和農(nóng)田造成影響。在一些山區(qū)城市中，建設(shè)道路有可能導(dǎo)致滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。與道路建設(shè)同時進(jìn)行的采石、采礦和道路兩側(cè)的房地產(chǎn)開發(fā)等，也會對周圍地區(qū)帶來較大的生態(tài)破壞和干擾。機械的過分碾壓使土壤板結(jié)，植物群落減少，最終導(dǎo)致局部地域景觀退化。

城市交通運輸業(yè)往往也會對城市道路周邊環(huán)境帶來負(fù)面影響，這種污染主要的特點是影響范圍大、污染源流動性強、污染擴(kuò)散速度快等。常見的城市道路運輸過程的污染有交通工具的尾氣、司機和乘客丟棄的固體廢物、拉土運渣車遺留的垃圾以及道路兩旁水體污染等。城市道路的大氣污染主要是機動車運行時排放的尾氣和煙塵。城市交通的運輸功能所帶來的空氣污染，直接影響到了道路兩旁的大氣組成，而煙塵等物質(zhì)在道路上處于懸浮狀態(tài)，致使城市道路的能見度降低。在不少城市道路兩旁的行道樹、景觀樹的葉子上布滿一層厚厚的灰塵，這些灰塵會直接影響到植物的光合作用與呼吸作用，進(jìn)而使得這些城市道路兩側(cè)的植物健康受到威脅。城市道路環(huán)境的污染會逐步改變周邊區(qū)域生態(tài)平衡。與此同時，道路的固體廢物污染和水環(huán)境污染也不能無視。水果瓜皮、廢舊紙屑、塑料，甚至大小便等，常使路面垃圾遍地，不僅影響城市環(huán)境的清潔美觀，而且這些廢物在道路環(huán)境中不會輕易降解，造成嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境污染。

2.2城市道路建設(shè)的景觀生態(tài)學(xué)評價

（1）在城市道路工程修建前，所經(jīng)之處的地域稱之為本底，它與周圍的環(huán)境一般是具有相似性的。城市道路修建完成后，會形成景觀生態(tài)學(xué)意義中的廊道，完全顛覆了原先的景觀要素組成。建成的廊道具有連通性，主要的現(xiàn)實作用是交通運輸用途，這個廊道的景觀系統(tǒng)中生物因素幾乎不存在。當(dāng)城市道路系統(tǒng)與周圍環(huán)境結(jié)合在一起時，其物理性質(zhì)容易發(fā)生一些改變，不會牽扯到生態(tài)學(xué)意義上的穩(wěn)定性［4］。換句話說，城市道路的修建會降低原先區(qū)域景觀生態(tài)學(xué)功能的穩(wěn)定性。道路建設(shè)工程可以看做是對城市景觀結(jié)構(gòu)的干擾因素之一。景觀生態(tài)要素會發(fā)生改變，對原先的生物生存形式造成一些障礙，同時也會影響道路這個本底周圍的生物多樣性。城市的公路、鐵路等在空間上呈現(xiàn)出連續(xù)性，形狀大多為線性展布，繁忙的交通往往構(gòu)成了人為因素的干擾，因此在城市道路工程建設(shè)前期應(yīng)對道路修建地域的景觀生態(tài)的穩(wěn)定性進(jìn)行評價，對景觀結(jié)構(gòu)功能的變化進(jìn)行評價。

（2）城市道路建設(shè)工程后期，已初具形態(tài)的廊道即是區(qū)域景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它置于景觀生態(tài)要素中，其特點卻存在明顯的空間異質(zhì)性。這種特征還表現(xiàn)在對象被高度聚集，并且伴有明顯的邊界，邊界的存在使原先連續(xù)空間被分割和中斷。城市道路建設(shè)工程完工后，其所經(jīng)之處會形成一條明顯的地理學(xué)意義上的景觀類型［4］。例如，長城的修建本意是防御性的軍事設(shè)施，是戰(zhàn)爭時期供士兵快速走動的走廊，而現(xiàn)在長城已經(jīng)作為一道名勝古跡存在。城市道路建設(shè)時會修筑一些宏偉的橋梁，這些橋梁也逐步演變成一座城市景觀的組成部分，比如美國舊金山的金門大橋，不僅是一條連接海峽的公路大橋，同時也是美國舊金山文化的一個標(biāo)志。城市道路的修建，對其路面的彎曲度、通直度的設(shè)計也應(yīng)該有其自然的技術(shù)規(guī)范和經(jīng)濟(jì)效果，更重要的是將景觀生態(tài)學(xué)的理念融入在設(shè)計中。通過設(shè)計將建設(shè)的城市道路與周圍的景觀完美結(jié)合，并滿足道路本身的美學(xué)規(guī)律，創(chuàng)造出心曠神怡的生態(tài)環(huán)境形象。建設(shè)道路時，需對這些要素進(jìn)行評價。另外，在道路建設(shè)中，也要重視道路本身這個狹小線形空間的景觀生態(tài)建設(shè)。高速行駛的交通工具中的人，視野范圍往往會變窄，因此城市道路的生態(tài)綠化方面的評價也顯得非常重要。

3　城市道路的生態(tài)建設(shè)

在世界各國的城市化發(fā)展過程中，造成自然棲息地的孤立和損失的經(jīng)驗和教訓(xùn)比比皆是。20世紀(jì)80年代，國內(nèi)外的研究人員開始致力于在城市空間內(nèi)對道路的設(shè)計和建設(shè)進(jìn)行生態(tài)規(guī)劃，注重在道路建設(shè)之中對城市生態(tài)景觀連續(xù)性的保護(hù)，在道路建設(shè)中更多地將除人類以外的其他物種的生態(tài)需求考慮到其中，使得城市中緊張的人類生活需求和有限脆弱的自然環(huán)境之間的矛盾得以逐步緩解［5］?；诰坝^生態(tài)學(xué)的道路設(shè)計方法逐漸被推廣起來。

（1）對自然生態(tài)的尊重

城市道路在規(guī)劃和選擇路線過程中，應(yīng)該對道路沿線的自然生態(tài)環(huán)境進(jìn)行實地調(diào)查和總結(jié)，這是道路選線前必須完成的準(zhǔn)備工作，這樣可以避免直線型思考，保留彈性思考空間。只有對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)地貌、水文、氣候環(huán)境條件、環(huán)境色彩、動植物棲息環(huán)境、動物遷棲路線等充分掌握后，方能規(guī)劃出對環(huán)境干擾低，與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、人文環(huán)境結(jié)合程度高的“綠色城市道路”。

（2）保持生物多樣性

常見的城市道路設(shè)計常常以標(biāo)準(zhǔn)斷面的特征作為主要參考，以部分標(biāo)準(zhǔn)的剖面取代整個線性道路的空間差異性。依照標(biāo)準(zhǔn)斷面對道路本體、邊坡、排水乃至行道樹、綠化帶的設(shè)計是缺乏彈性且單一的設(shè)計方式。片面的設(shè)計方案往往造成道路的生態(tài)環(huán)境與周圍生態(tài)環(huán)境格格不入。如果缺乏必要的生態(tài)保護(hù)方面的知識，種植了不適宜當(dāng)?shù)氐闹参锘蛲鈦順浞N，就會對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。

城市道路建設(shè)時，道路兩旁的綠化帶設(shè)計不應(yīng)該維持一個標(biāo)準(zhǔn)寬度不變，而應(yīng)視實地情況而定，應(yīng)結(jié)合道路設(shè)計寬度、道路運行等因素進(jìn)行綜合考慮。例如城市快速道路兩旁建議保留寬度3 m以上綠化帶。在綠化帶的植物選擇上，應(yīng)以適合本土生長的植物為先，并將多種類型的植物組合在一起，建立綠化帶的層次感。

（3）生物通道的建設(shè)

道路的建設(shè)會將生物圈進(jìn)行切割，使得生物圈被人為肢解而產(chǎn)生隔離，這種隔離阻斷了生物的常規(guī)遷徙路徑。在城市中，道路密集，這樣高密度的切割，致使生物圈被過分切割，繼而形成了一個個生態(tài)孤島。為了應(yīng)對這樣的狀況，國內(nèi)外許多工程采用了動物通道來連接動植物的棲息地，從而維持生物多樣性，同時還可以給生物提供食物，維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。生物通道的種類有很多種，例如路上式、路下式和涵洞式等。我國城市道路的生物通道建設(shè)目前還未完全普及，今后應(yīng)該大力推廣此技術(shù)。

（4）推廣建設(shè)海綿城市

近幾年，國家和各級地方政府大力推進(jìn)海綿城市建設(shè)，海綿城市可以有效提高現(xiàn)代城市應(yīng)付因突發(fā)強降雨產(chǎn)生的城市內(nèi)澇的水平。與海綿相似，海綿城市是具有彈性的。基于海綿城市的建設(shè)理念，在道路建設(shè)中，通過技術(shù)即低影響開發(fā)技術(shù)（LID），使城市在任何氣象條件下都能保持較好的資源循環(huán)系統(tǒng)。具體地說，就是通過設(shè)計使道路系統(tǒng)具有下滲、緩滯、蓄水、凈化、再利用、排放等6種功能，在保證道路交通安全和功能的前提下，根據(jù)道路的空間條件、縱橫坡度等合理布置若干LID設(shè)施，例如植草溝、生物滯留設(shè)施、雨水濕地等，提高雨水的凈化、滲透、調(diào)蓄、利用和排放能力。

4　結(jié)　語

目前，我國建設(shè)生態(tài)道路還處于探索階段，對生態(tài)學(xué)的認(rèn)識水平還存在不足。城市道路的建設(shè)應(yīng)該是結(jié)合規(guī)劃部門、環(huán)保部門、水文部門、文物保護(hù)部門等多個部門共同協(xié)調(diào)合作完成的，在設(shè)計和建設(shè)城市道路中，應(yīng)該注重保護(hù)環(huán)境，尊重自然，減少對原有自然生態(tài)的干擾和破壞，對已破壞的景觀要積極借鑒國內(nèi)外的成功修復(fù)案例和經(jīng)驗，建設(shè)既符合景觀生態(tài)學(xué)理念，也滿足城市日常運作的可持續(xù)發(fā)展道路。

［1］劉慧清，許嘉巍.景觀生態(tài)學(xué)［M］.長春:東北師范大學(xué)出版社，2008.

［2］王貞.基于景觀生態(tài)學(xué)理論的城市道路建設(shè)——以武漢市為例［D］.武漢:華中科技大學(xué)，2005.

［3］章家恩，徐琪.道路的生態(tài)學(xué)影響及其生態(tài)建設(shè)［J］.生態(tài)學(xué)雜志. 1995，14（6）:74-77.

［4］鄧平躍，牟瑞芳.景觀生態(tài)學(xué)理論在道路工程中的應(yīng)用［J］.交通環(huán)保，2004，25（1）:48-50.

［5］殷利華，萬敏，姚忠勇.道路生態(tài)學(xué)研究及其對我國道路生態(tài)景觀建設(shè)的思考［J］.中國園林，2011（9）:56-59.

U41

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1009-7716（2016）07-0001-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.07.001

2016-04-15

黎仕國（1973-），男，四川成都人，高級工程師，從事道路、交通工程設(shè)計與研究工作。