曹加杰,余軍軍,吳向崇,采明成,王 浩
(1.南京林業(yè)大學(xué) 風(fēng)景園林學(xué)院,江蘇 南京 210037;2.三亞新大興園林生態(tài)有限公司,海南 三亞 572000)
“水體”是城市公園重要的景觀要素之一,無論國內(nèi)還是國外,無論現(xiàn)代景觀還是古典園林,水景都具有不可替代的作用。城市公園水體作為城市綠色空間基礎(chǔ)設(shè)施,其規(guī)劃建設(shè)更多是結(jié)合消費(fèi)、教育、審美等體驗主題,營造相應(yīng)景觀結(jié)構(gòu)、功能分區(qū),打造刺激感官,觸動心靈和激發(fā)靈感的景觀產(chǎn)品,并進(jìn)行宣傳和營銷活動。例如我們常見的濱水游步道、水上觀景平臺、水上噴泉表演、水上游船等娛樂設(shè)施及項目,旨在滿足游客游憩、觀賞、親水等場所體驗刺激商業(yè)消費(fèi)需求[1]。與此同時,由于過度的商業(yè)開發(fā)、人類活動加上缺乏科學(xué)規(guī)劃、管理維護(hù)等因素,導(dǎo)致城市公園水體質(zhì)量、水文特征、生境狀況、環(huán)境效益、社會功能等一系列水體健康指標(biāo)下降趨勢日益嚴(yán)重[2]。喪失了其具有的生態(tài)服務(wù)功能。為此,本研究通過分析水體景觀在城市公園規(guī)劃建設(shè)中出現(xiàn)的問題,提出在力求營造景觀的同時,還應(yīng)重視發(fā)揮水體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。
城市公園水體景觀規(guī)劃建設(shè)除需滿足應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)和社會功能外,作為人工濕地的一種類型,還應(yīng)該兼顧發(fā)揮濕地生態(tài)服務(wù)功能。我們在進(jìn)行城市公園水體景觀營造時應(yīng)該以“自然為師”,吸納自然濕地生態(tài)系統(tǒng)在抵御洪水、調(diào)節(jié)徑流、控制污染、改善環(huán)境、保護(hù)生物多樣性和維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡等方面的作用[3]。
城市公園水體主要從以下幾個方面發(fā)揮其生態(tài)服務(wù)功能:(1)景觀協(xié)調(diào)功能,水體景觀協(xié)調(diào)功能,是指通過水體的景觀要素,如水系、明水面、草澤、林澤等,將系統(tǒng)內(nèi)其他的景觀如交通道路、地形、建筑等有機(jī)的結(jié)合在一起,使公園系統(tǒng)內(nèi)不同景觀與功能區(qū)在水體景觀的協(xié)調(diào)下達(dá)到統(tǒng)一[4];(2)凈水功能,水生植物、微生物通過物理過濾、生物吸收和化學(xué)合成與分解等過程吸附重金屬、降解水體富營養(yǎng)化[5];城市公園水體還是陸地上的天然蓄水庫,在補(bǔ)給地下水和維持區(qū)域水平衡中發(fā)揮著重要作用[6];(3)保育功能,城市公園水體中的生物主要通過初級生產(chǎn)者(植物)光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,作為食物鏈中能量流的來源,為絕大多數(shù)物種生存提供能量基礎(chǔ);保護(hù)水源,維持水體的自然循環(huán),改善局部小氣候,優(yōu)化生態(tài)環(huán)境,維系公園水體系統(tǒng)自身能量循環(huán)[7];(4)科普娛樂功能,水體景觀作為公園休閑娛樂場地的一部分,給游人提供參與性與親水性功能設(shè)施的同時,在游玩的過程中,加深了保護(hù)環(huán)境的意識。
此外,多數(shù)沉水植物在生長過程中表現(xiàn)出對大氣和水體中的碳具有較強(qiáng)的吸收利用能力,這是減少二氧化碳在大氣和水中含量的經(jīng)濟(jì)有效的途徑之一[8-9]。
在城市快速發(fā)展的進(jìn)程中,重景觀輕生態(tài),過多的商業(yè)開發(fā)等人類活動,加上缺乏科學(xué)規(guī)劃、管理維護(hù)等因素,造成城市公園水體景觀健康狀況惡化嚴(yán)重。成因總結(jié)如下:(1)由于城市公園水體景觀系統(tǒng)與城市邊界功能混亂,與周圍生態(tài)環(huán)境缺乏銜接、聯(lián)系和協(xié)調(diào)。污染物通過大氣沉降、廢水排放、雨水淋溶與沖刷進(jìn)入水體,最后沉積到底泥中并逐漸富集[10],如重金屬離子、氮、磷營養(yǎng)鹽,一些難降解有毒有害物質(zhì)等。底泥污染釋放成為許多水體污染重要內(nèi)源[11],是污染物遷移轉(zhuǎn)化的載體和儲存庫[12];(2)占公園面積較大的公共綠地,在雨水、養(yǎng)護(hù)用水的淋洗沖刷作用下,將用于植被養(yǎng)護(hù)殘留的化肥農(nóng)藥和土壤表層污染物隨地表徑流進(jìn)入水體,造成補(bǔ)水水源水質(zhì)較差[13];(3)園內(nèi)臨水餐廳、廁所等商業(yè)活動產(chǎn)生的廢棄物、游人游園產(chǎn)生的垃圾雜物、垂釣投食的魚餌、游艇等娛樂設(shè)施的直接接觸污染等;(4)公園水體景觀規(guī)劃設(shè)計單調(diào),水生植物配置缺乏科學(xué)性、美觀性,種類單一;公園水體駁岸的硬質(zhì)化;道路設(shè)計存在形式和功能上的矛盾,建設(shè)材料缺乏天然性等,使水生生物的生存環(huán)境受到很大制約,導(dǎo)致公園水體難以形成一個結(jié)構(gòu)完整、功能健康、生態(tài)穩(wěn)定的水生態(tài)系統(tǒng);(5)對水體景觀養(yǎng)護(hù)、監(jiān)測工作缺乏系統(tǒng)化、規(guī)范化,未能做到及時發(fā)現(xiàn)及時處理,缺乏“防止”和“防治”的管理意識。
為了從根本上解決公園水體景觀健康狀況日趨惡化的問題,筆者提出城市公園健康水體景觀的營造可以借鑒濕地生境恢復(fù)的理念。在規(guī)劃建設(shè)中,對已被破壞的生境進(jìn)行修復(fù)、重建等,發(fā)揮水體景觀的協(xié)調(diào)、凈水、生態(tài)保育、碳匯及科普娛樂等生態(tài)服務(wù)功能。不僅要滿足公園的一般功能,同時也要發(fā)揮水體的生態(tài)服務(wù)功能。
外部溝通:根據(jù)地形地貌及外圍水系條件,將園內(nèi)小型河道、池塘等經(jīng)人工梳理,通過水閘等控制手段與外部水系連通,根據(jù)不同季節(jié)、景觀需要、水質(zhì)需要和水生植物生長的需要進(jìn)行相關(guān)調(diào)節(jié)。
內(nèi)部水系:合理的水體空間形態(tài)是建立穩(wěn)定生物群落的基礎(chǔ),可以根據(jù)園內(nèi)不同區(qū)域的水體利用情況,通過水閘、攔水壩、泵站等設(shè)置人為控制園內(nèi)水體靜水面與動水面的比例,以及水流方向;通過對水岸線的彎曲加工,創(chuàng)造不同形式的水岸線(如圖1);通過對水下地型的起伏加工,給植物生長提供不同的水深條件;通過島嶼、半島、溪流、淺灘等變化的水體形式,為生物提供多樣化的棲息地。
水體圍合體材料以天然材料為主,由于水陸交錯帶的重要生態(tài)地位,水體護(hù)坡必須具備交換物質(zhì)、能量及信息的功能;在部分水流長期沖擊的河岸部位,可以采用工程結(jié)合材料內(nèi)部空隙、表面形態(tài)、機(jī)理變化,創(chuàng)造適合動植物和微生物繁殖、生長、棲息的生境。例如,采用木樁、塊石散置駁岸等(見圖2),在自然原型駁岸的基礎(chǔ)上放置石塊,掩埋1/3~1/2,為挺水植物提供良好的生存環(huán)境,為動物、微生物的繁殖、生長創(chuàng)造良好的空間環(huán)境[14]。
圖2 木樁、塊石駁岸Fig. 2 Schematic diagram of timber pile, dimension stone revetment
通過以“水為載體”溝通城市公園內(nèi)各景觀設(shè)計要素,形成景觀設(shè)計要素的水上交通網(wǎng)絡(luò),豐富公園景觀的空間異質(zhì)性;公園內(nèi)外水系的連通還可促進(jìn)區(qū)域內(nèi)水質(zhì)的改善,更好地發(fā)揮公園水體的水質(zhì)凈化功能[5]。
生物技術(shù):指利用微生物及其他生物,將水體或土壤中的有毒有害污染物質(zhì)降解為CO2和水,或轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)[15]。在高溶解氧條件下,微生物繁殖、生長較快,富集在填料表面上成生物膜,生物膜上的生物相對豐富,有細(xì)菌、真菌、絲狀菌、原生動物、后生動物等,組成比較穩(wěn)定的微生態(tài)系統(tǒng)[16]。例如,固定式SD功能菌、PSBR生態(tài)嗜泥菌等,通過微生物降解,實(shí)現(xiàn)對氮、磷、H2S及難生物降解的有機(jī)物的去除。
生態(tài)技術(shù):借鑒食物鏈理論,在打造水體景觀的同時,營造多樣化的水生植物群落(沉水、浮水、挺水植物等)、適當(dāng)增加水生動物、底棲動物等,以構(gòu)建完善的人工濕地生態(tài)系統(tǒng),營造出與景觀類型相耦合的水景模式(如圖3)。
(1)濱水帶植物凈化系統(tǒng)構(gòu)建:根據(jù)陸域景觀要求及當(dāng)?shù)厮臍庀髼l件,在植物配置的時候,根據(jù)公園水體具體情況,盡量選擇景觀效果佳、凈化能力強(qiáng)的鄉(xiāng)土植物[17],如梭魚草Pontederia cordata.、再力花Thalia dealbata、美人蕉Canna indica.、睡蓮Nymphaea tetragona等種類。
(2)通過在水體開闊面營造生態(tài)浮島(如圖4),利用植物根系吸收水體中的氮、磷和有機(jī)物,使水體中營養(yǎng)得到轉(zhuǎn)移,減輕水體由于封閉或自循環(huán)不足帶來的水體腥臭、富營養(yǎng)化現(xiàn)象[18],經(jīng)過植物、動物和水的3大生態(tài)循環(huán),不斷分解有機(jī)物同時激活土著微生物,協(xié)同凈化水質(zhì)提高水體C、N、P的去除率。
(3)沉水植物凈化系統(tǒng)構(gòu)建:交替型——以苦草Vallisneria natans(夏季種)、輪葉黑藻Hydrilla verticillate(冬季種)、篦齒眼子Potamogeton pectinatus等為主;常綠型——以矮生耐寒枯草(四季常綠、低矮、耐寒)為主。在配置植物的時候,應(yīng)控制這些物種的生理特點(diǎn)和花色、花期,最大化地發(fā)揮其生態(tài)功能,達(dá)到三季有花四季常綠的景觀效果[19]。
(4)水生動物調(diào)控系統(tǒng)構(gòu)建:構(gòu)建水生態(tài)系統(tǒng)食物鏈結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)水體生物多樣性,提高水生生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
根據(jù)公園現(xiàn)狀尋找生物多樣性及生態(tài)敏感性較高區(qū)域,進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃,結(jié)合必要的人工管理實(shí)現(xiàn)物種的保護(hù)。
圖3 清水型生態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)Fig. 3 Schematic diagram of water type ecosystem architecture
圖4 人工生態(tài)浮島Fig. 4 Schematic diagram of artificial floating island
植物配置:一是豐富植物種類的多樣性,二是盡量采用鄉(xiāng)土植物,三是在現(xiàn)有植被的基礎(chǔ)上適度增加植物品種。多種類植物的搭配,不僅在視覺效果上相互襯托,形成豐富而又錯落有致的景觀效果,而且有利于實(shí)現(xiàn)水體生態(tài)系統(tǒng)的完全或半完全的自我循環(huán)。其原則是在現(xiàn)有植被的基礎(chǔ)上,適度增加植物品種,從而構(gòu)建完善、穩(wěn)定的植物群落[20]。
水文控制:利用生態(tài)系統(tǒng)食物鏈攝取原理和生物相生相克關(guān)系,使動物、植物、微生物形成穩(wěn)定的生態(tài)關(guān)系,維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。根據(jù)不同生物生長的各個階段,依據(jù)所需的水位、水量等條件,采用攔水壩等措施調(diào)節(jié)水位,營造適宜的生境條件(如圖5)。
水下微地形營造:通過水下微地形營造,豐富植物群落景觀[21],增加生物棲息地,增加水體與植物等生物的接觸面積,從而豐富生物多樣性;增加公園的生物容量,提升生物多樣性保育的效果(如圖6)。
圖5 調(diào)節(jié)水位營造生物適宜生境Fig. 5 Schematic diagram of shaping proper ecosystem by adjusting water level
圖6 塑造水下微地形Fig. 6 Schematic diagram of shaping micro topography under water
根據(jù)不同公園類型,規(guī)劃和設(shè)計相關(guān)的水上游覽和文化活動項目,發(fā)揮景觀水體在公園中的旅游、娛樂、文化功能。將公園水體開發(fā)成一座“水上游樂場”,可以開展休閑垂釣、游船項目、水上植物園、觀鳥及相關(guān)科普活動,以及公園水體景觀相關(guān)的各種主題活動等。
此外,城市公園水體開發(fā)還應(yīng)在營造水體景觀的同時,結(jié)合科普展示工作,為游人了解自然、學(xué)習(xí)濕地科學(xué)知識提供場所[22]。通過科普宣傳牌示和畫冊向人們宣傳基本知識,定期開展針對不同對象的互動活動,讓公眾親身參與和體驗。如蘇州河夢清園科普展示區(qū)包括室內(nèi)、室外展示區(qū),通過“蘇河今夕”“城市節(jié)水”“水體凈化”“雨洪管理”“生物生境”等為游客講述科學(xué)節(jié)水理念、方法、設(shè)施,引發(fā)公眾對城市公園水體環(huán)境健康和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注[23]。
在城市公園水景營造中可以通過設(shè)置林澤濕地來增加水體的碳匯、凈水功能。通過濕地工程的技術(shù)方法,提高城市公園中林澤濕地的比例,以更好發(fā)揮水景的“碳匯功能”,使公園景觀更具特色[24]。在碳匯林澤的營造上可以從以下幾個方面進(jìn)行:
(1)林帶營造:可以通過在水陸交錯帶的淺水區(qū)域營造濕地木本景觀林帶,既可觀賞,同時也可做為屏障削減部分隨地表徑流,地下滲透的營養(yǎng)物質(zhì)[25]。
(2)植物選擇:在長江中下游地區(qū)可選擇的濕地植物有:中山杉、池杉、柳杉、落羽杉、竹柳、烏桕等喬木物種,這些物種生長快、初級生產(chǎn)力高,碳匯能力強(qiáng),適宜長三角地區(qū)生長。
(3)配置和管理:根據(jù)物種在高水位區(qū)域配置草本及人工進(jìn)行高效好氧和無氧微生物種群的接種,可以提高林澤的生長及凈水能力。
城市公園水體景觀能否發(fā)揮其應(yīng)有的生態(tài)服務(wù)功能,會對城市居民生產(chǎn)、生活、交通、游憩產(chǎn)生重大影響,同時,它也是整個城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組分。城市公園水體景觀的營造是一個十分復(fù)雜的過程,牽涉到景觀需求、污染防治、環(huán)境生態(tài)和水利水文等眾多學(xué)科。筆者認(rèn)為,城市公園水體景觀規(guī)劃建設(shè)應(yīng)結(jié)合水體景觀的連通、凈水、碳匯、生物保育及科普娛樂等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。以提升城市形象和經(jīng)營水平、營造城市健康水體、維護(hù)城市公園水體的良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展、處理好城市水資源保護(hù)與開發(fā)矛盾為目標(biāo),最終取得良好的環(huán)境效益和社會效益。
結(jié)合生態(tài)服務(wù)功能的水體景觀營造目前還處于探索階段,本研究在文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了理論比較研究,初步篩選了城市水體生態(tài)景觀的相關(guān)指標(biāo)并提出了相應(yīng)的營造方法,但未涉及生態(tài)服務(wù)功能、景觀效果評價體系建立等內(nèi)容,未來可以在社會實(shí)踐中通過相關(guān)控制加以檢驗。如何將生態(tài)服務(wù)功能運(yùn)用到景觀規(guī)劃中,使水體生態(tài)服務(wù)功能持久、長效的發(fā)揮作用,將是風(fēng)景園林學(xué)長期探索的目標(biāo),也是今后研究的重點(diǎn)。