張劍飛 沈守云

棕地（Brownfield）一詞最早于1980年美國國會通過的《綜合環(huán)境應(yīng)對、補償與責(zé)任法案》中出現(xiàn)，隨后其概念在不同國家、地區(qū)有不同的闡述，但其所指范圍基本一致，即包含廢棄鋼鐵廠、采石場、礦山、軍事設(shè)施、垃圾填埋場等用地，均屬于被開發(fā)過的土地，并且都屬于廢棄地塊，用地性質(zhì)涉及工業(yè)、商業(yè)、倉儲、基礎(chǔ)設(shè)施等。伴隨城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，適宜再利用的城市棕地又應(yīng)同時具備以下特點：再開發(fā)可以帶來一定的經(jīng)濟效益；可以適當(dāng)改善生態(tài)環(huán)境；地塊具備可再開發(fā)利用的條件[1]。

針對棕地的生態(tài)修復(fù)，國際上比較普遍并有成功先例的方法主要為2種：1）改變棕地的用地性質(zhì)，將棕地的土地屬性變?yōu)槌鞘泄珗@綠地，對棕地本身生態(tài)破壞較大的區(qū)域，以城市建設(shè)的思路，將其納入到公園不同功能分區(qū)進行建設(shè)。如德國杜伊斯堡公園，直接將棕地中的工業(yè)設(shè)施、工業(yè)場址改造為不同性質(zhì)的游戲、冥想、休閑空間，至于生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)則完全交給大自然，不做額外的人為干涉。2）針對棕地生態(tài)破壞區(qū)域，通過土壤換填、改變土壤性質(zhì)等方式，使受污染的土地再次具備植物生長的條件，然后根據(jù)需要進行景觀生態(tài)種植設(shè)計與施工，完全改變棕地原有的狀況。如英國倫敦伊麗莎白女王奧運公園，之前是倫敦東端的一個工業(yè)區(qū)和垃圾傾倒場，在將工業(yè)用地轉(zhuǎn)化為公園綠地的前提下，該項目面臨的首要問題就是如何通過有效的生態(tài)措施，改良土壤受污染的現(xiàn)狀，使其適合植被的生長，為建設(shè)區(qū)域共享綠地奠定前提條件。最終，在生態(tài)學(xué)家、植物學(xué)家、風(fēng)景園林專家等多學(xué)科專業(yè)人士的共同努力下，該區(qū)域土壤性質(zhì)得到根本轉(zhuǎn)變，同時實現(xiàn)了低成本養(yǎng)護、仿自然生境生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建，最終實現(xiàn)了為周邊區(qū)域提供共享綠色空間的設(shè)計目標。

伴隨著我國城市化進程的進一步推進與城市產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化轉(zhuǎn)型，資源型城市如太原、黃石等區(qū)域騰空出許多城市棕地。目前中國針對此類城市棕地，多以改良原有土壤性質(zhì)、進行景觀生態(tài)再修復(fù)的手段進行再利用[2]。2017年《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于加強生態(tài)修復(fù)、城市修補工作的指導(dǎo)思想》將廢棄地的生態(tài)景觀修復(fù)列為修復(fù)城市生態(tài)、改善生態(tài)功能的核心內(nèi)容[3]。但是對于采石坑、礦坑等區(qū)域遺留下來的巨型高陡峭受損山體，至多針對重要的核心景觀節(jié)點，采取局部垂直綠化的方式進行人工干涉。由于垂直綠化對于后期養(yǎng)護管理如定期增加營養(yǎng)液、穩(wěn)定的供水等方面有一定要求，大多數(shù)此類工程因養(yǎng)護經(jīng)費高等，實施效果都不太好。

因此，針對此類城市棕地中遺留的巨型高陡峭受損山體的生態(tài)修復(fù)與覆綠的研究具有較為實用、普遍的行業(yè)意義。筆者以本人負責(zé)的實際項目為研究對象，從植物的屬性甄選、實施技術(shù)的打樣對比等方面進行了實踐研究，提出以無土生長、適應(yīng)性強、養(yǎng)護成本低為目標導(dǎo)向，并在無土生態(tài)修復(fù)、低成本養(yǎng)護等方面取得了初步效果。

1 長沙新生水泥廠采石坑再利用項目概況

長沙新生水泥廠采石坑旅游開發(fā)項目屬于城市棕地再利用的一種典型類型。以湘江新區(qū)為投資主體，完成了采石坑片區(qū)旅游開發(fā)主體建筑“冰雪世界”等相關(guān)設(shè)施的建設(shè)（圖1）。該采石坑位于長沙市岳麓區(qū)坪塘鎮(zhèn)山塘村，原為長沙新生水泥廠，是歷經(jīng)50多年開采遺留下來的，深約100 m，長440 m，寬350 m，上口面積達18 hm2，底平面面積約為15 hm2。采石坑坑底西高東底，最低標高為－41 m、坑口標高為 53 m，坑壁坡度為 80°～90°。采石坑經(jīng)多年采集爆破，坑壁部分巖體松動，整體地形地貌無規(guī)則。為實現(xiàn)場地整體旅游項目冰雪世界的再開發(fā)，針對部分存在安全隱患的巖體進行了工程加固，加固措施以格構(gòu)梁支護結(jié)構(gòu)和垂直混凝土擋墻2種類型為主。本項目由于工程加固面積大，且集中分布在主體建筑主視景面的東側(cè)，如何對采石坑現(xiàn)有景觀面貌進行合理、有效的形象處理是該項目的關(guān)鍵。

2 生態(tài)景觀修復(fù)原則

針對場地情況，設(shè)計方提出了2個生態(tài)景觀修復(fù)的基本原則。一是生態(tài)原則，即對現(xiàn)狀坑壁分布情況按光照、溫度、濕度等條件進行分類，提出采用生物修復(fù)的措施進行生態(tài)景觀修復(fù)，力圖實現(xiàn)修復(fù)的最佳效果和最低耗費。二是工業(yè)遺跡保護原則，即強調(diào)對采石坑工業(yè)景觀面貌背后城市文明進程的記憶與文化的關(guān)注，并以傳統(tǒng)造園因地制宜、寫意山水的理念構(gòu)筑場地整體的景觀面貌。

3 采石坑景觀元素特征分類及設(shè)計影響分析

通過現(xiàn)場調(diào)研、三維立體掃描等方法對采石坑現(xiàn)場的景觀元素進行了特征分類（表1）。

4 生態(tài)景觀修復(fù)的技術(shù)措施

根據(jù)上述修復(fù)原則和場地特征的具體情況，生態(tài)景觀修復(fù)的技術(shù)措施從植物材料的選擇與運用、景觀效果的經(jīng)營與創(chuàng)造、工程養(yǎng)護成本的控制3個方面進行落實，重點突出措施的技術(shù)可操作性、成本節(jié)約性和原生場地的特征性。

4.1 植物材料的選擇與運用

根據(jù)景觀元素的特征分類，確定以結(jié)構(gòu)性工程護坡、擋墻的陡峭區(qū)域（坡度＞80°）的生態(tài)景觀覆綠為本項目的核心難點，對其考慮有四：1）此區(qū)域面積廣，坡度均大于80°，沒有土壤附著面，無法采用技術(shù)相對成熟、運用較廣的客土噴播方式進行常規(guī)植物材料的覆綠工程施工；2）如采用立體綠化的方式，則需要在現(xiàn)狀基層上安裝龍骨、增加種植槽等前置措施，不僅大大增加了工程成本，而且采石坑坑口距坑底近100 m的高差和坑底常年有水的現(xiàn)狀，也增加了常規(guī)施工的難度；3）如采用無干預(yù)的自然生態(tài)修復(fù)方式，則所需時間漫長，無法滿足“冰雪世界”主題游樂開發(fā)對景觀效果的時限控制需求；4）如采用諸如人工假山塑石等方式，構(gòu)建培土區(qū)域，同時確保視覺效果，其基礎(chǔ)的工程建設(shè)成本極高。鑒于此，該區(qū)域植物材料的選擇要突出無土生長這方面的性能。

通過植物性能的篩選，選定苔蘚植物作為該區(qū)域的植物材料，其突出特點表現(xiàn)在5個方面：1）種類多。作為自然界先鋒植物的苔蘚是僅次于種子植物的高等植物，其種類豐富，分布廣泛，全球共有20 300余種，其中蘚(mosses)有14 000余種，苔(liverworts)6 000余種，角苔(homworts)300余種，中國有苔蘚植物3 400余種[4]。2）適應(yīng)性強。因特殊的生理適應(yīng)機能，苔蘚能在高寒、高溫、干旱、弱光等環(huán)境中生長繁衍，能長期忍受干燥和陽光直射，能生活在裸露的巖石上[5]。3）繁殖快。苔蘚具有強大的無性繁殖能力和耐寒能力，使用成本較低[6]。4）無病蟲害。因其營養(yǎng)成分低和次生代謝產(chǎn)物具有昆蟲拒食活性，少有被昆蟲攝食[7]。5）生物結(jié)皮。苔蘚一旦定居，會加速物質(zhì)風(fēng)化速度并累積風(fēng)塵物質(zhì)，從而提高土壤的形成速度，當(dāng)有機層達到足夠厚度時，草本和木本植物便可隨之入侵生長，進而自發(fā)形成一個復(fù)合的生物土壤層，實現(xiàn)生物技術(shù)的生態(tài)修復(fù)[8]。

在此基礎(chǔ)上，選擇大灰蘚Hypnum plumaeforme（耐高溫干旱）、小羽蘚Haplocladium microphyllum（ 喜陰濕）、東亞砂蘚Racomitrium japonicum（適應(yīng)性強）等種類分別運用在不同光照面的工程護坡墻體上，并通過適當(dāng)?shù)幕旌吓渲茫岣卟煌瑝w所在區(qū)域小氣候的適應(yīng)性。苔蘚與墻體的粘結(jié)有2種，即通過粘結(jié)劑將模塊化培養(yǎng)好的苔蘚直接黏貼到目標墻體上，以及將苔蘚孢子體與復(fù)合粘結(jié)劑混合后噴灑到目標墻體。通過打樣示范，2種方式各有優(yōu)缺點（表2，圖2）。通過比較，設(shè)計方建議選擇方式二，以求實施效果的自然。但在實施過程中，考慮到項目運營周期等綜合因素，業(yè)主選擇了方式一（圖3）。

4.2 景觀效果的經(jīng)營與創(chuàng)造

采石坑遺留下來的巨大山水空間，為毗鄰的主體建筑提供了互為關(guān)照的場所背景，從建筑內(nèi)部觀賞這處工業(yè)遺址的山水風(fēng)景，觀賞視角主要是自西向東，宋代畫家郭熙“山得水而活”“水以山為面”的山水畫論述是這片風(fēng)景最貼切的寫照。在生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)上，場地景觀空間氛圍的營造以寫意山水畫的創(chuàng)作理念為指導(dǎo)，把采石坑觀賞視域范圍內(nèi)自北向南的環(huán)形界面，以“咫尺之內(nèi)，而瞻萬里之遙；方寸之中，乃辨千尋之峻”[9]的手法，進行立面的景觀創(chuàng)作，將完全保留的原生巖石山體、人工加固并生態(tài)覆綠的山體統(tǒng)籌經(jīng)營，以黑松Pinus thunbergii為點景，水杉Metasequoia glyptostroboides、黃金間碧 竹Bambusa vulgaris‘Vittata’為 素材進行純林背景的表達，同時突出了坑壁立面山體的主次之分，形成了“主峰最宜高聳，客山需是奔趨”的景觀效果（圖4）。

4.3 工程養(yǎng)護技術(shù)及成本的控制

該項目在工程施工及日常養(yǎng)護中，與一般的處理方法相比，體現(xiàn)了較強的成本控制意識，這也是業(yè)主單位需要的。傳統(tǒng)邊坡生態(tài)修復(fù)有客土噴播、立體綠化兩類常用的措施，通常有坡度控制、龍骨支護、載體安裝等要求，其全流程的綜合成本較高，而且有后期苗木養(yǎng)護與更換的持續(xù)成本支出。因此，本項目在設(shè)計之初，綜合考慮坑壁坡度陡、無土、項目交付后游客不進入采石坑內(nèi)等條件，制定了2項技術(shù)措施：1）苔蘚鋪貼后1個月內(nèi)，在其表面覆蓋遮陽網(wǎng)適當(dāng)減少蒸發(fā)，確保蘚體穩(wěn)定生長；2）以橫向滴管數(shù)量/縱向滴灌量約為4:1的比例，搭建相對均質(zhì)的網(wǎng)狀滴灌系統(tǒng)，保證高陡峭邊坡滴灌系統(tǒng)的全覆蓋。因此，在苔蘚實現(xiàn)穩(wěn)定生長的基礎(chǔ)上，其成為其他植物種類的生長基質(zhì)，實現(xiàn)場地生態(tài)修復(fù)的人工培育型的自然演替。

表2 苔蘚施工方式特征對照

項目的綜合成本主要包括蘚體材料費、滴灌系統(tǒng)費、施工措施費以及相關(guān)工程通用費用。由于苔蘚作為生態(tài)系統(tǒng)中先鋒材料的特殊性，不需要植物材料的更換、補植。因此，對比傳統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)措施，本案具有明顯的成本優(yōu)勢。

5 實施效果及評價

項目從2019年7月份開始，經(jīng)過近6個月的全面有效施工，完成了工程進度（圖5～6），確保了“冰雪世界”主題游樂場所的順利開園，初步實現(xiàn)了設(shè)計目標?；仡櫛景冈O(shè)計、施工的全流程，盡管由于多種原因，實施過程中簡化了部分設(shè)計，但從生態(tài)修復(fù)層面，對當(dāng)下城鎮(zhèn)化進程中的棕地修復(fù)仍具有以下3個方面的啟發(fā)：

1）苔蘚不僅適合小范圍的藝術(shù)性庭院點綴，更以其先鋒性的植物特征，適合城市棕地再利用過程中復(fù)雜、貧瘠環(huán)境下的生態(tài)景觀修復(fù)，實現(xiàn)以苔蘚為生長基質(zhì)的生境改良，為多種植被的自發(fā)性共生提供基礎(chǔ)。

2）苔蘚作為貧瘠環(huán)境下生態(tài)修復(fù)的園林植物，相較現(xiàn)行其他幾種垂直覆綠的生態(tài)措施，具有一定的成本優(yōu)勢。

3）對于苔蘚的人工培育技術(shù)仍有進一步提升的空間。項目實施過程中，采用了目前市場上可以找到的相對成活率最高的人工培育品，其規(guī)格為50 cm×50 cm的標準模塊。對比園林草坪的人工培育技術(shù)，苔蘚作為新興的園林植物，在培育規(guī)格（如草坪類草毯）、種類遴選等方面仍具有較大的提升空間。

6 結(jié)語

苔蘚作為植物材料的景觀運用，目前在風(fēng)景園林領(lǐng)域幾乎集中在小型庭院的藝術(shù)點綴等方面，其先鋒性的生態(tài)特征并未發(fā)揮。本案以長沙新生水泥廠礦坑為例，在對礦坑現(xiàn)狀巖壁的坡比、受光情況等條件進行調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，提出以苔蘚類先鋒植物為生態(tài)修復(fù)的介質(zhì)，實現(xiàn)城市棕地再生的可持續(xù)發(fā)展目標。礦坑廢棄地的再利用是城市棕地利用的一種典型類型，以棕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)為切入點，進行其場地的景觀效果營造，具有操作層面的實踐意義。作為理論上可行的實踐嘗試，本案盡管在打樣、實施的近期階段初步實現(xiàn)了設(shè)計的既定目標，但長期的生態(tài)效果仍有待進一步的跟蹤研究。

注：圖片均由作者自攝自繪。