李 鋒,馬 遠(yuǎn)

1 清華大學(xué)建筑學(xué)院景觀學(xué)系, 北京 100084 2 清華大學(xué)建筑學(xué)院生態(tài)修復(fù)研究中心, 北京 100084

20世紀(jì)80年代初,馬世駿和王如松從生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā),提出城市生態(tài)系統(tǒng)是以人的行為為主導(dǎo)、自然環(huán)境為依托、資源流動(dòng)為命脈、社會(huì)體制為經(jīng)絡(luò)的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)[1]。城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)是基于復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論的共軛生態(tài)修復(fù),其核心就是要調(diào)節(jié)好以水、土、氣、生、礦為主體的自然生態(tài)過(guò)程,以生產(chǎn)、流通、消費(fèi)、還原、調(diào)控為主流的經(jīng)濟(jì)生態(tài)過(guò)程和以人的科技、體制、文化為主線的社會(huì)生態(tài)過(guò)程在時(shí)、空、量、構(gòu)、序范疇的生態(tài)耦合關(guān)系,推進(jìn)以整體、協(xié)同、循環(huán)、自生為基礎(chǔ)的生態(tài)規(guī)劃、生態(tài)工程與生態(tài)管理的技術(shù)體系,在保育生態(tài)活力的前提下,實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速協(xié)調(diào)發(fā)展。其基本宗旨是從觀念轉(zhuǎn)型、體制改革和技術(shù)創(chuàng)新入手,修復(fù)、涵養(yǎng)、強(qiáng)化區(qū)域社會(huì)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)生態(tài)和自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),促進(jìn)人與自然的協(xié)同進(jìn)化,使得城市生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)方面都修復(fù)到結(jié)構(gòu)合理、功能高效、關(guān)系和諧的狀態(tài)。

城市綠地、濕地、廢棄地組成了城市最主要的生態(tài)空間。長(zhǎng)期以來(lái),眾多學(xué)者從城市綠地、濕地和廢棄地的角度入手,對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)開(kāi)展了大量研究,涵蓋生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的工程技術(shù)、調(diào)查、評(píng)估、規(guī)劃、管理等多個(gè)方面,取得了豐富的研究成果。

1 城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究進(jìn)展

1.1 城市綠地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究進(jìn)展

本文城市綠地是廣義的概念,一般是指城市及城市周邊的園林綠地、城市森林等,還可包含都市農(nóng)田、立體綠化等多種形式[2- 3]。西方發(fā)達(dá)國(guó)家在經(jīng)歷了“先污染后治理”工業(yè)模式之后,環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞,最先認(rèn)識(shí)到城市綠地對(duì)生態(tài)環(huán)境的改善作用。19世紀(jì)末,奧姆斯特德等人把數(shù)個(gè)公園連在一起,形成了景觀優(yōu)美的波士頓公園體系;莫斯科通過(guò)20世紀(jì)30年代的“綠色城市”綠地系統(tǒng)改造,發(fā)展成為花園城市;我國(guó)在20世紀(jì)70年代提出了城市綠地“連片成團(tuán),點(diǎn)線面結(jié)合”的方針,大幅促進(jìn)了城市綠化的發(fā)展[4]。目前,隨著城市化和城市綠化建設(shè)的發(fā)展,人們對(duì)城市綠地的認(rèn)知進(jìn)一步加強(qiáng),其在改善城市生態(tài)環(huán)境、提升人居生活質(zhì)量方面的價(jià)值已得到公認(rèn)。城市綠地已被視為城市的綠色基礎(chǔ)設(shè)施,目前針對(duì)城市綠地的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)開(kāi)展了大量研究,主要聚焦于以下方面：

1.1.1城市綠地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

一般認(rèn)為,綠地具有支撐、供給、調(diào)節(jié)、文化4大類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[5]。對(duì)城市綠地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究主要集中于調(diào)節(jié)功能和文化功能兩大類(lèi)。其中,調(diào)節(jié)功能有涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)徑流、固碳釋氧、調(diào)節(jié)小氣候等;文化功能主要體現(xiàn)在美學(xué)、精神、教育、娛樂(lè)等方面的功能和價(jià)值[6]。隨著城市發(fā)展、人們認(rèn)知水平提高以及研究方法的進(jìn)步,城市綠地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的內(nèi)涵也在不斷豐富,研究?jī)?nèi)容和發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下方面：①重視城市綠地對(duì)城市這一獨(dú)特生態(tài)環(huán)境的作用及相互影響,如改善城市熱島效應(yīng)、減緩雨洪災(zāi)害、降低噪音、滯留空氣顆粒物、吸收有毒氣體、土壤重金屬等方面[7- 8];②關(guān)注城市綠地對(duì)居民生活的影響,如景觀游憩、防災(zāi)避災(zāi)、與人類(lèi)身心健康、幸福感、滿意度等的關(guān)系[9- 10];③對(duì)城市綠地結(jié)構(gòu)和功能相互關(guān)系的研究逐步深入,主要是綠地的配置方式、樹(shù)種選擇、最小適宜面積等方面[11- 12];④研究趨向于精細(xì)化,如針對(duì)海綿城市綠地、棕地修復(fù)等具有特定用途綠地的研究[13- 14];⑤定性研究向定量研究轉(zhuǎn)變;⑥重視對(duì)城市綠地生物多樣性的研究;⑦研究的區(qū)域逐步擴(kuò)大,已經(jīng)從單一或少數(shù)綠地?cái)U(kuò)展到區(qū)域尺度研究[15- 16]。

1.1.2城市綠地的空間格局

當(dāng)前,城市綠地已成為城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的重要部分,其布局、規(guī)劃也作為城市空間規(guī)劃的重要內(nèi)容得到了應(yīng)有的重視。隨著景觀生態(tài)學(xué)、城市規(guī)劃等學(xué)科理論的深入,以及RS、GIS等空間數(shù)據(jù)和分析技術(shù)的發(fā)展,城市綠地的空間格局和演變過(guò)程成為了研究熱點(diǎn),深入探討城市綠地格局和過(guò)程的量化關(guān)系成為了可能。目前對(duì)城市綠地空間格局研究主要從綠地格局與生物多樣性、綠地格局與城市生態(tài)環(huán)境、綠地格局與居民使用和健康、綠地格局與城市的協(xié)調(diào)發(fā)展等方面開(kāi)展[17-20]。

1.1.3城市綠地的生態(tài)管理

城市綠地的生態(tài)管理是提升綠地系統(tǒng)質(zhì)量,優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要途徑。目前對(duì)于城市綠地管理的研究主要有以下方面：①城市綠地的保護(hù)修復(fù)和開(kāi)發(fā)利用。通過(guò)建立森林公園、自然保護(hù)區(qū)等多種保護(hù)地形式,通過(guò)自然修復(fù)和再野化方法保育生物多樣性,以及開(kāi)展景觀、旅游開(kāi)發(fā)的適宜性評(píng)價(jià)等[21-22]。②從居民安全角度出發(fā),探討綠地空間結(jié)構(gòu)和安全的關(guān)系、城市樹(shù)木管護(hù)措施對(duì)安全的影響等[23];③從提升綠地生態(tài)系統(tǒng)健康的角度出發(fā),開(kāi)展綠地的健康狀況評(píng)價(jià)[23];④城市綠地的管理提倡近自然營(yíng)造、鄉(xiāng)土樹(shù)種選用、綠地土壤保育等[24]。此外,近年來(lái),許多研究從社會(huì)學(xué)角度研究城市綠地的空間布局公平性管理,以及公眾參與機(jī)制等的研究[25-26]。

1.2 城市濕地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究進(jìn)展

濕地被稱(chēng)為地球之腎,其生態(tài)價(jià)值早已得到公認(rèn),國(guó)內(nèi)外關(guān)于濕地開(kāi)展了很多研究。相比之下,人們對(duì)城市濕地的關(guān)注比較晚。在國(guó)際上,2008年召開(kāi)的《濕地公約》第十屆大會(huì)首次關(guān)注“濕地與城市化”,此后直到2012年才正式提出了城市和城郊濕地的概念[27]。

相比于自然濕地,城市濕地由于地處城市及周邊,與人類(lèi)生產(chǎn)、生活具有更加密切的聯(lián)系。在城鎮(zhèn)化的影響下,城市濕地面積呈現(xiàn)出更明顯的銳減態(tài)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì),美國(guó)的城市濕地在20世紀(jì)減少了50%,北京市僅1980年至今城市濕地面積已縮減一半,武漢市從1950年到1998年湖泊面積減少了90%以上[28]。此外,城市濕地的水質(zhì)及水文過(guò)程受城市環(huán)境影響強(qiáng)烈[29-30],水質(zhì)污染、生態(tài)系統(tǒng)功能退化等問(wèn)題十分突出。因此,保護(hù)和修復(fù)城市濕地生態(tài)系統(tǒng),是當(dāng)前需要研究的重要課題,目前的研究主要集中于以下方面：

1.2.1城市濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究主要有功能的評(píng)估和價(jià)值的核算,是開(kāi)展城市濕地生態(tài)修復(fù)和管理工作的重要基礎(chǔ)。圍繞城市濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量研究。早期的研究主要沿用自然濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的分類(lèi)體系和核算方法。影響較廣泛的分類(lèi)體系是2005年聯(lián)合國(guó)千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估,該體系梳理了濕地的供給、調(diào)節(jié)、文化、支持四大類(lèi)功能,并向下分為食物供給、原材料供給、水質(zhì)凈化、調(diào)蓄洪水、土壤保持、固碳釋氧、提供生物棲息地、涵養(yǎng)水源、休閑娛樂(lè)等17項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[5]。目前,濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究方法主要是利用衛(wèi)星遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù),通過(guò)遙感影像、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、社會(huì)調(diào)查等途徑,評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的功能和價(jià)值,評(píng)價(jià)方法主要有能值法、物質(zhì)量法、價(jià)值量法等方法體系[31]。由于城市濕地與自然濕地間存在明顯的差異性,自然濕地的分類(lèi)體系難以全面反映城市濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。有學(xué)者認(rèn)為和自然濕地相比,城市濕地供給功能弱化,但是在城市安全、人類(lèi)生活方面的服務(wù)更加明顯[32]。因此,近年來(lái),許多研究開(kāi)始著眼于城市濕地對(duì)城市和居民的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),如緩解熱島效應(yīng)、吸納空氣顆粒物、自然教育、居民幸福指數(shù)、房?jī)r(jià)等方面[33-39]。

1.2.2城市濕地的生態(tài)修復(fù)技術(shù)

城市濕地與自然濕地相比,其生態(tài)系統(tǒng)破壞具有不同的特點(diǎn)：1)建設(shè)導(dǎo)致的濕地破碎化;2)硬化地表和溝渠等改變了徑流過(guò)程;3)大量生產(chǎn)生活污染物危害濕地水環(huán)境[29-30]。目前針對(duì)城市濕地的生態(tài)修復(fù)方法和技術(shù)的研究主要集中于城市濕地的格局優(yōu)化、水資源配置、水文過(guò)程調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化、生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控等方面[29- 30]。

此外,人工濕地在城市濕地生態(tài)修復(fù)中的作用越來(lái)越大,已成為了城市濕地的一個(gè)重要組分。人工濕地是一種集合了植物、基質(zhì)、微生物共同作用的生態(tài)污水處理系統(tǒng)[40],根據(jù)水面位置可分為表流型和潛流型濕地[41],具有成本低廉、管理簡(jiǎn)便的特點(diǎn)[42]。目前關(guān)于人工濕地的研究多集中于處理農(nóng)業(yè)點(diǎn)面源污染、生活污水處理、雨水處理等方面[43- 46],研究?jī)?nèi)容主要有植物的選擇、基質(zhì)的選擇、處理工藝流程等[42]。早期的多數(shù)研究都認(rèn)為人工濕地是結(jié)構(gòu)和功能比較單一的一種功能性濕地[47],近年來(lái)許多研究開(kāi)始關(guān)注基于自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理念的復(fù)合型人工濕地,在人工濕地中結(jié)合了科普教育、景觀游憩、生物棲息地等功能[45,48- 49],取得了很多成果,如成都的活水公園就是將污水處理的工藝流程與景觀游憩和科普教育相結(jié)合的一個(gè)成功嘗試[50]。

1.2.3城市濕地的保護(hù)和管理

隨著人類(lèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,濕地保護(hù)和管理的理念也處在不斷變化之中。總體來(lái)看,是一條從開(kāi)發(fā)到保護(hù)的發(fā)展路徑。以美國(guó)為例,美國(guó)的濕地保護(hù)政策經(jīng)歷了濕地開(kāi)發(fā)期、政策轉(zhuǎn)型期、“零凈損失期”三個(gè)階段[51]。在城市復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)背景下,城市濕地的主要管理目標(biāo)是：保護(hù)和修復(fù)濕地的結(jié)構(gòu)和功能、推動(dòng)社會(huì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)濕地資源的可持續(xù)利用[51]。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于城市濕地的管理和保護(hù)措施主要有以下方面：1)通過(guò)制定相關(guān)的法律法規(guī)保護(hù)城市濕地[52];2)城市濕地的生態(tài)補(bǔ)償、占補(bǔ)平衡、交易制度等,如美國(guó)的“零凈損失”、“濕地銀行”等機(jī)制[53];3)建設(shè)濕地公園、濕地自然保護(hù)區(qū),加強(qiáng)城市濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù),同時(shí)合理開(kāi)發(fā)利用,開(kāi)展科普教育、休閑游憩等[54];4)以區(qū)域生態(tài)格局研究為基礎(chǔ),將城市濕地納入到土地利用和總體規(guī)劃中,保護(hù)和修復(fù)城市濕地的景觀格局[55];5)建立持續(xù)、動(dòng)態(tài)的城市濕地監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和評(píng)價(jià)體系,防止?jié)竦赝嘶痆56];6)推動(dòng)多元的投資機(jī)制,各級(jí)政府、社會(huì)資本投入,以及推動(dòng)濕地消費(fèi)等[57];7)重視社會(huì)監(jiān)督、公眾參與在城市濕地管理中的作用[52]。

1.3 城市廢棄地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究進(jìn)展

城鎮(zhèn)化過(guò)程中,受資源衰竭、產(chǎn)業(yè)調(diào)整、土地用途變化、生產(chǎn)生活廢棄物堆積等多種因素的影響,產(chǎn)生了大量的城市廢棄地,常見(jiàn)的城市廢棄地類(lèi)型有廢棄礦山、工廠、垃圾填埋場(chǎng)等[58]。城市廢棄地侵占了大量國(guó)土資源,據(jù)2015年我國(guó)國(guó)土統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),各類(lèi)廢棄地面積達(dá)到近1000萬(wàn)hm2,其中近600萬(wàn)hm2有待復(fù)墾;許多類(lèi)型的城市廢棄地還存在不同程度的環(huán)境污染,給居民生活帶來(lái)了嚴(yán)重隱患,甚至造成公害,如美國(guó)的臘夫運(yùn)河事件等;除此之外,城市廢棄地被稱(chēng)為“城市的傷疤”,是城市中“丑陋的斑塊”,對(duì)城市景觀格局和市容環(huán)境造成了不良影響[59]。

大量的城市廢棄地嚴(yán)重阻礙了城市的健康和可持續(xù)發(fā)展。城市廢棄地的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)是使城市廢棄空間再度煥發(fā)生機(jī)、使城市生態(tài)環(huán)境得到改善的過(guò)程,是促使城市復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三要素協(xié)同發(fā)展的必由之路。目前,城市廢棄地的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究主要集中于以下方面：

1.3.1廢棄地污染治理技術(shù)

廢棄礦山、垃圾填埋場(chǎng)、以及從事污染生產(chǎn)的廢棄工廠等許多廢棄地類(lèi)型對(duì)生態(tài)環(huán)境均具有明顯的影響,主要以土壤和地下水污染為主,常見(jiàn)的污染物類(lèi)型有重金屬、農(nóng)藥化肥類(lèi)、酸堿鹽類(lèi)、有機(jī)物、放射性污染、病原菌類(lèi)污染等[58]。一般來(lái)說(shuō),廢棄地污染治理主要有物理、化學(xué)、生物途徑,如分離、固定、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化、生物降解等方法。根據(jù)污染物處理空間位置的差異可分為原位處理和異位處理。原位修復(fù)指不移動(dòng)受污染的土壤或地下水,直接在場(chǎng)地發(fā)生污染的位置對(duì)其進(jìn)行原地修復(fù)或處理;異位修復(fù)技術(shù)是對(duì)污染的土壤或地下水先進(jìn)行挖掘或抽取,然后搬運(yùn)或轉(zhuǎn)移到其他場(chǎng)所或位置進(jìn)行處理[60]。原位處理具有節(jié)約成本、適宜于深層次污染、減少對(duì)環(huán)境的擾動(dòng)和污染物的暴露等優(yōu)勢(shì),是當(dāng)前城市廢棄地土壤和地下水污染治理的主要發(fā)展方向[61]。污染處理的目標(biāo)有“基于污染物總量控制”和“基于污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”兩種思路[59]。前者在修復(fù)過(guò)程中常面臨修復(fù)成本極高的限制,適用于修復(fù)簡(jiǎn)單、污染類(lèi)型明確的廢棄地類(lèi)型;后者則是以場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)控制為目標(biāo),通過(guò)例如用途限制、工程隔離等措施避免特定情景下的風(fēng)險(xiǎn),具有經(jīng)濟(jì)性和更為廣泛的適用性[62]。

1.3.2廢棄地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和重建技術(shù)

由于人類(lèi)的生產(chǎn)活動(dòng),許多廢棄地生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化。廢棄地的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)主要有人工修復(fù)和自然修復(fù)兩種思路,對(duì)自然修復(fù)的研究多集中于修復(fù)效果的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià),而人工修復(fù)研究則側(cè)重于開(kāi)發(fā)不同的修復(fù)方法,如植被修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)、微生物修復(fù)、表層土壤重構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)物覆蓋方法等方面[63]。植被修復(fù)是生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和重建的關(guān)鍵[64],圍繞植被修復(fù),目前的研究主要集中在固氮植物、吸附重金屬植物、水土保持植物、耐受性植物等的篩選、配置方法等[65-73]。植被的群落演替規(guī)律對(duì)生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)也具有重要參考作用。還有許多研究著眼于群落結(jié)構(gòu)、演替動(dòng)態(tài)等方面。如模擬自然群落進(jìn)行植物修復(fù)[74]、利用土壤種子庫(kù)技術(shù)修復(fù)破壞的生態(tài)系統(tǒng)[75];有研究認(rèn)為廢棄地生態(tài)系統(tǒng)演替的不同階段適生植物種類(lèi)是不同的,應(yīng)以更高演替階段物種作為植物配置參考[76];還有研究指出,入侵物種會(huì)減緩演替進(jìn)程、建群種補(bǔ)植可加速演替[77-79]。此外,生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)離不開(kāi)土壤、水肥等立地條件的改善。一方面是通過(guò)邊坡固定、工程綠化措施創(chuàng)造立地條件[80-82],如掛網(wǎng)噴播、生態(tài)植被毯等;另一方面是通過(guò)有機(jī)物改良、表層土壤重構(gòu)、微生物銀行等方式改良土壤[83-85],為生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展提供基礎(chǔ)。

1.3.3城市廢棄地的生態(tài)修復(fù)與景觀再造模式

從20世紀(jì)90年代起,國(guó)外開(kāi)始注重通過(guò)景觀再造模式修復(fù)和重建城市廢棄地。生態(tài)修復(fù)的景觀再造模式注重科學(xué)技術(shù)手段和藝術(shù)手法的有機(jī)結(jié)合,將廢棄地改造成為具有豐富內(nèi)涵和生機(jī)的現(xiàn)代景觀。我國(guó)廢棄地景觀再造起步較晚,以往對(duì)于城市廢棄地的處理多以環(huán)境安全和生態(tài)環(huán)境改善作為目標(biāo)。隨著國(guó)外修復(fù)生態(tài)學(xué)、現(xiàn)代景觀設(shè)計(jì)思想的傳入,我國(guó)開(kāi)始關(guān)注廢棄地生態(tài)修復(fù)的景觀再造模式。一般來(lái)說(shuō),城市廢棄地的再利用方式主要有景觀旅游用地、居住或商業(yè)用地、新型都市工業(yè)用地、農(nóng)業(yè)用地等類(lèi)型[86]。但是越來(lái)越多的城市廢棄地通過(guò)生態(tài)修復(fù)和景觀再造轉(zhuǎn)化成為城市公共景觀空間,原因主要有：景觀再造費(fèi)用較低、周期短;可以應(yīng)對(duì)不穩(wěn)定場(chǎng)地條件,如水質(zhì)、地質(zhì)隱患、潛在的污染等;使用靈活,既可作為永久場(chǎng)地,又可作為臨時(shí)過(guò)渡場(chǎng)地[59]。除此之外,景觀再造模式不僅關(guān)注生態(tài)修復(fù)和景觀風(fēng)貌的再生,還重視歷史文化和場(chǎng)地精神,使場(chǎng)地的歷史、記憶、土地感知得以再生并傳承,是一種重要的自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)復(fù)合生態(tài)修復(fù)途徑。目前,國(guó)外經(jīng)典的廢棄地景觀再造修復(fù)案例有：德國(guó)魯爾區(qū)北杜伊斯堡景觀公園、美國(guó)西雅圖煤氣廠公園、巴西圣保羅市西維塔公園等;我國(guó)經(jīng)典案例有：上海世博會(huì)后灘公園、上海辰山植物園礦坑花園、中山岐江公園、首鋼工業(yè)遺址公園等。

2 城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究的問(wèn)題和不足

2.1 以人工修復(fù)為主,自然修復(fù)不足

國(guó)內(nèi)外大量研究表明,人工修復(fù)短期效果明顯快于、好于自然修復(fù),但從長(zhǎng)期來(lái)看,人工修復(fù)運(yùn)維成本高,穩(wěn)定性、演替效果、生物多樣性等方面遠(yuǎn)不及自然修復(fù)[87-90]。在濕地修復(fù)中,美國(guó)、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)提出“多自然型河流”、“重新自然化”等保護(hù)和修復(fù)策略,以及“讓大自然修復(fù)濕地”[91]等思想,將城市地區(qū)過(guò)于人工化的濕地環(huán)境進(jìn)行自然化、野化的修復(fù),目標(biāo)是修復(fù)城市濕地的自然風(fēng)貌和功能;廢棄地生態(tài)修復(fù)中已開(kāi)始注重利用自然演替以及污染物自然分解等過(guò)程實(shí)現(xiàn)低干預(yù)、低投入和長(zhǎng)效的生態(tài)修復(fù)。如修復(fù)過(guò)程中選用鄉(xiāng)土植物、利用林下表土和凋落物促進(jìn)自然演替等[63];美國(guó)的礦山修復(fù)使用一種地貌復(fù)墾法(Geomorphic Reclamation),通過(guò)模擬自然的地形地貌、水文過(guò)程等,起到了很好的人工促進(jìn)自然修復(fù)效果[63]。但總體而言,國(guó)內(nèi)的城市生態(tài)修復(fù)目前仍以人工措施為主,生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、修復(fù)效果較差,甚至常有不當(dāng)?shù)娜斯ご胧┮鹕鷳B(tài)系統(tǒng)破壞的現(xiàn)象[92],需要加強(qiáng)自然修復(fù)的研究和應(yīng)用,因地制宜,進(jìn)行近自然綠地和濕地的營(yíng)造和管理。

2.2 生態(tài)修復(fù)機(jī)理和量化研究不夠深入

當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于城市綠地、濕地、廢棄地等生態(tài)系統(tǒng)的退化和發(fā)展影響機(jī)制已逐步從定性轉(zhuǎn)向定量研究,在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)定量研究、結(jié)構(gòu)與功能的量化關(guān)系、不同因子的影響機(jī)制和程度等方面已取得了一些深入的研究成果,但還需繼續(xù)加強(qiáng)[93-94]。且當(dāng)前的研究中量化分析多以自然因子為主,對(duì)社會(huì)因子和經(jīng)濟(jì)因子的研究多為定性分析[95]。

2.3 生態(tài)修復(fù)理論研究與應(yīng)用脫節(jié)

城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)具有較強(qiáng)應(yīng)用性,當(dāng)前城市生態(tài)修復(fù)的理論研究取得了許多成果,生態(tài)資產(chǎn)評(píng)估、自然保護(hù)、環(huán)境治理等多方面的研究成果正逐步納入政府實(shí)際決策,然而仍存在理論研究與應(yīng)用脫節(jié)的現(xiàn)象。例如,當(dāng)前我國(guó)城市綠地在實(shí)際的城市綠地規(guī)劃、建設(shè)、管理中多數(shù)仍沿用以往城市園林綠地的方法、指標(biāo)等,強(qiáng)調(diào)城市綠地的景觀、游憩功能,而對(duì)城市綠地解決城市環(huán)境問(wèn)題以及改善居民生活方面應(yīng)用不足[96]。

2.4 管理機(jī)制尚不健全

發(fā)達(dá)國(guó)家在城市廢棄地管理方面機(jī)制比較健全,在管理機(jī)構(gòu)、法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、資金保障等方面均處于領(lǐng)先。以美國(guó)為例,美國(guó)城市濕地管理的“零凈損失”、濕地補(bǔ)償銀行等制度值得我國(guó)借鑒,以保障城市濕地總量的穩(wěn)定[51]。在廢棄地修復(fù)方面,美國(guó)建立了由聯(lián)邦政府、州政府、地方政府和社區(qū)以及社會(huì)組織組成的多方、多級(jí)管理組織[97];出臺(tái)了《超級(jí)基金法》、《自愿清理計(jì)劃》等系列法律法規(guī)專(zhuān)門(mén)保障廢棄地修復(fù);在生態(tài)修復(fù)費(fèi)用方面,采取“污染者付費(fèi)”為主,相關(guān)責(zé)任主體分擔(dān)的責(zé)任方式,同時(shí)還設(shè)置了生態(tài)修復(fù)保證金制度,調(diào)動(dòng)了污染企業(yè)生態(tài)修復(fù)的積極性[63]。相比之下,我國(guó)城市生態(tài)修復(fù)的管理機(jī)制還有較大差距。例如：我國(guó)以前沒(méi)有國(guó)家層面的濕地立法,存在管理部門(mén)混亂、公眾參與程度低等問(wèn)題[57],但是,國(guó)家《濕地保護(hù)法草案》即將出臺(tái),將為濕地保護(hù)、修復(fù)和管理提供法治保障;城市濕地的生態(tài)補(bǔ)償制度尚在探索階段,已成為當(dāng)前濕地保護(hù)的制約因素[94];廢棄地生態(tài)修復(fù)管理機(jī)制尚不夠完善,存在法規(guī)政策不完善、職責(zé)部門(mén)不明確、修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)不清等問(wèn)題,亟待強(qiáng)化完善[59]。

2.5 復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論體現(xiàn)不足

城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)是一個(gè)自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的共軛修復(fù)。當(dāng)前,生態(tài)修復(fù)較多關(guān)注生態(tài)要素和過(guò)程的修復(fù),而對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)要素和過(guò)程重視程度不高,復(fù)合價(jià)值未得到充分發(fā)掘。例如,我國(guó)在城市綠地的修復(fù)管理中,景觀游憩仍是著重關(guān)注的方面,對(duì)“景觀特色”、“人性化設(shè)計(jì)”、“案例分析”等研究較多,而關(guān)于城市綠地對(duì)生態(tài)環(huán)境和居民生活的影響關(guān)注較少[27]。相比之下,國(guó)外對(duì)于城市綠地除了景觀游憩功能之外,十分注重城市綠地的生態(tài)環(huán)境功能和社會(huì)經(jīng)濟(jì)功能,著重從“人和綠地關(guān)系”、“綠地對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響”等方面開(kāi)展了許多深入研究,形成了定量結(jié)合定性的研究范式,且定量研究有不斷增多的趨勢(shì)[98]。

3 城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究的熱點(diǎn)

3.1 城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的機(jī)理

機(jī)理研究是理解、推動(dòng)和深化城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)。主要熱點(diǎn)有城市綠地、濕地、廢棄地生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的作用和調(diào)控機(jī)理、城市生態(tài)系統(tǒng)的演替機(jī)理、城市生態(tài)格局的演變及影響機(jī)制、復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論與城市生態(tài)修復(fù)的耦合機(jī)制等方面。

3.2 城市生態(tài)資產(chǎn)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

城市生態(tài)資產(chǎn)包括自然資源資產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),是評(píng)估生態(tài)修復(fù)效果和開(kāi)展生態(tài)補(bǔ)償?shù)裙ぷ鞯闹匾A(chǔ)。城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是城市生態(tài)修復(fù)研究的核心,也是最根本的落腳點(diǎn)。城市生態(tài)系統(tǒng)和自然生態(tài)系統(tǒng)具有明顯差異性,今后的研究熱點(diǎn)將更加關(guān)注與城市居民相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的指標(biāo)體系、生態(tài)資產(chǎn)實(shí)物量和價(jià)值量的評(píng)估與核算方法、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)衡等也是今后的研究熱點(diǎn)。

3.3 城市生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和健康

城市生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量和健康是發(fā)揮復(fù)合生態(tài)效益的基礎(chǔ),生態(tài)修復(fù)的本質(zhì)是生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的提升。在城市綠地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方面,今后將從傳統(tǒng)園林綠化更關(guān)注視覺(jué)景觀效果轉(zhuǎn)變?yōu)樘嵘G地生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。主要熱點(diǎn)有強(qiáng)化對(duì)鄉(xiāng)土樹(shù)種、植被區(qū)系、地帶性植被特征、生物多樣性等自然要素的研究,以及城市綠地的自然修復(fù)、近自然經(jīng)營(yíng)等途徑。城市濕地質(zhì)量和健康的研究熱點(diǎn)有：通過(guò)水資源、水質(zhì)、生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控,保障城市濕地系統(tǒng)的健康;通過(guò)保護(hù)鄉(xiāng)土植物、構(gòu)建生物棲息地、生態(tài)廊道等保護(hù)城市濕地生物多樣性。

3.4 問(wèn)題導(dǎo)向的城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)

城市生態(tài)系統(tǒng)具有明顯不同于自然生態(tài)系統(tǒng)的特征,針對(duì)典型城市問(wèn)題開(kāi)展生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究有助于更好開(kāi)展城市生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和建設(shè)。主要熱點(diǎn)有城市綠地的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、布局與城市的生物多樣性、微氣候、雨洪管理等方面的作用機(jī)制和量化關(guān)系,尤其是加強(qiáng)對(duì)熱島效應(yīng)、生境破碎、生物多樣性喪失、空氣污染等突出城市問(wèn)題的機(jī)理和應(yīng)對(duì)措施研究;城市化及城市環(huán)境對(duì)城市濕地的影響機(jī)制;城市濕地對(duì)城市生態(tài)安全、城市生態(tài)環(huán)境等的影響;城市濕地與熱島效應(yīng)、空氣污染等城市問(wèn)題的聯(lián)系;城市濕地與居民生活、生態(tài)文化科普教育等的聯(lián)系等。

3.5 面向人類(lèi)福祉的城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)

以人為本,以居民福祉作為導(dǎo)向,注重與生態(tài)學(xué)、社會(huì)學(xué)、城市學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、醫(yī)學(xué)等多學(xué)科的交叉,研究城市綠地、濕地對(duì)居民身心健康、景觀游憩、自然教育、防災(zāi)減災(zāi)、森林康養(yǎng)、幸福感、犯罪率、環(huán)境正義等方面的影響機(jī)制,以及老人、兒童等特殊群體對(duì)城市綠地、城市濕地的需求等。

3.6 城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的多學(xué)科融貫

城市生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)、修復(fù)、管理具有多目標(biāo)、多屬性、多主體的特征。當(dāng)前城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的研究主要集中于生態(tài)學(xué)、風(fēng)景園林學(xué)、環(huán)境工程學(xué)、水文學(xué)等學(xué)科交叉領(lǐng)域,今后研究的熱點(diǎn)是與城市規(guī)劃學(xué)、管理學(xué)、社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、地理學(xué)等學(xué)科的充分融合,構(gòu)建多學(xué)科融貫的理論體系和自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)的運(yùn)行機(jī)制。

3.7 新方法和新技術(shù)的研究與應(yīng)用

新方法和新技術(shù)的研究與應(yīng)用是城市生態(tài)修復(fù)實(shí)踐的重要基礎(chǔ)工作。以城市廢棄地為例,今后的研究熱點(diǎn)包括以自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論為基礎(chǔ),探索地區(qū)性的廢棄地修復(fù)規(guī)劃方法;運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)方法,探索系統(tǒng)性和大尺度的廢棄地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和規(guī)劃途徑;加強(qiáng)生態(tài)修復(fù)新方法和新技術(shù)研究,如生態(tài)修復(fù)監(jiān)測(cè)技術(shù)、植物修復(fù)的全過(guò)程技術(shù)、土壤的微生物修復(fù)技術(shù)、鄉(xiāng)土物種保持、特定污染的土壤修復(fù)技術(shù)等。

4 討論和總結(jié)

城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)是自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)的共軛修復(fù)。在城市綠地、城市濕地、城市廢棄地的修復(fù)中,應(yīng)調(diào)節(jié)好自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)過(guò)程,在修復(fù)理念、工程技術(shù)、調(diào)查、評(píng)估、規(guī)劃、管理等方方面面均要以復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論為指導(dǎo),促進(jìn)城市復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的各方面協(xié)同高效可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前,隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化速度的逐步放緩以及城市開(kāi)發(fā)邊界、基本農(nóng)田、生態(tài)紅線等系列政策的落實(shí),城市建設(shè)用地和生態(tài)用地的規(guī)模、范圍已逐步確定?；趶?fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論開(kāi)展城市綠地、濕地、廢棄地的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù),提升有限空間內(nèi)的復(fù)合生態(tài)價(jià)值對(duì)于城市和城市居民來(lái)說(shuō)意義更加深遠(yuǎn)。

國(guó)內(nèi)外以城市綠地、濕地、廢棄地為切入點(diǎn),已開(kāi)展了許多研究,取得了豐富的研究和實(shí)踐成果。但總體來(lái)說(shuō),城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的理論體系尚有待進(jìn)一步完善。一方面,復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論在城市生態(tài)修復(fù)中的指導(dǎo)地位尚沒(méi)有充分體現(xiàn),許多城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的研究?jī)H以單一自然過(guò)程或局部?jī)r(jià)值作為衡量標(biāo)準(zhǔn),缺乏自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的統(tǒng)籌考慮;另一方面,城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的機(jī)理研究尚待深入,尤其是自然過(guò)程與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)過(guò)程的耦合機(jī)制以及定量化、動(dòng)態(tài)化、多尺度的研究,將是今后的研究重點(diǎn)。目前我國(guó)城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究和應(yīng)用雖然取得許多成果,但與問(wèn)題導(dǎo)向和發(fā)展目標(biāo)等多方面還有一定差距,今后在開(kāi)展城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的研究和實(shí)踐的過(guò)程中,需要統(tǒng)籌關(guān)注以下幾個(gè)方面：

(1)注重生態(tài)優(yōu)先。在城市生態(tài)系統(tǒng)中,自然過(guò)程是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)過(guò)程的基礎(chǔ),因此城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究和實(shí)踐中,應(yīng)當(dāng)理順自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三者的邏輯關(guān)系,以生態(tài)過(guò)程的修復(fù)為基礎(chǔ),尤其是城市典型的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,需得到充分重視,只有健康穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)才能持續(xù)支撐城市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

(2)注重公眾參與。城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究和實(shí)踐中需探索科學(xué)合理的公眾參與機(jī)制,同時(shí)注重平衡多數(shù)人和少數(shù)人、一般人群和特殊群體之間的關(guān)系,協(xié)調(diào)政府、企業(yè)、社會(huì)組織、居民間的關(guān)系,形成多元的參與、決策、評(píng)判和監(jiān)督機(jī)制等。

(3)注重合理權(quán)衡。從宏觀尺度來(lái)說(shuō),城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)應(yīng)以追求生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的最大化為總目標(biāo),但在具體的節(jié)點(diǎn)修復(fù)中,由于不同場(chǎng)地自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)條件的空間特性差異,往往不能以“最大化”作為修復(fù)目標(biāo),而是追求“最優(yōu)化”。今后研究中應(yīng)注重合理權(quán)衡生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的主要功能和次要功能,探索目標(biāo)制定和價(jià)值權(quán)衡的原則與方法。

(4)注重生態(tài)管理。注重城市生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)管理方法和機(jī)制的研究,以推動(dòng)形成完善高效的管理機(jī)制;還需注重法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、指南、規(guī)范等的研究和制定,使研究成果盡快與國(guó)家、地方、行業(yè)和團(tuán)體等管理體系相互銜接。