王 玮 王 浩 郭苏明(南京林业大学,江苏 南京 210037)
淮河流域乡村内涝地区聚落景观生态基础设施设计研究①
王 玮 王 浩 郭苏明(南京林业大学,江苏 南京 210037)
工业社会以来,内涝对乡村聚落景观的干扰日趋严重,尤其在新时期城镇化进程中对建设美丽乡村的迫切需求下,乡村聚落景观生态基础设施研究对推动我国乡村景观生态建设具有当下意义。本文通过乡村聚落景观生态规划与设计,引入生态基础设施理念作为内涝地区乡村景观营建的媒介,将乡村聚落雨洪管理作为生态基础设施的核心功能,并将雨水管理、生物生产、水体净化和生物栖息地保护以及游憩系统等诸多生态及人文过程,通过一个系统整合到一起,形成一个乡村聚落型生态景观的基础结构,营造一个低维护成本,低技术和低碳适应气候变化的具有独具地方个性的生态型宜居乡村,实现人与自然可持续发展。
淮河内涝地区;生态基础设施; 雨洪调蓄;景观设计
生态基础设施(Ecological infrastructure,简称EI)是近几年来在国内悄悄兴起的一生态概念,包含了可持续发展的生产理念,是新农村建设中极为重要的一个环节。依据文献考证,其首次出现,是在1984年联合国教科文组织发表的《关于人类和生物圈的报告》中,用来表示通过运转可向人类提供服务的自然资产。随着俞孔坚教授的《反规划原理》和若干篇影响力较广的论文中的介绍,生态基础设施的概念开始在国内广泛传播。生态基础设施囊括了由植被、水体等生态性结构要素构成的生态廊道、城市绿地系统、林业及农业系统等一系列可持续地为城市居民提供自然服务的生态系统。本文旨在通过调查研究,设计和解决好人与自然的共生性问题,规划好生物栖息地以及乡村聚落建筑群落,改善和健全乡村聚落景观生态基础设施设计体系。
目前我国城镇化正处于快速发展阶段,城镇化过程中,乡村的物质生活条件有了较大的改善,房屋质量、道路市政设施水平也明显提高。然而,乡村景观设计缺乏文化内涵,乡村的物质文化遗产也没有得到应有的保护,同质化现象亟待解决,也使得中国城镇化进程中的内涝灾害频发并呈现加剧趋势。我国内涝地区主要出现在长江、淮河、黄河、辽河、松花江、海河、珠江七大流域,其中淮河流域发生的频率最高,淮河流域发源于河南省桐柏山,全长1000km,位于东经112度~121度,北纬31度~36度②参见王芳,淮河流域洪涝灾害评估研究[D ],南京信息工程大学.2011.2。,分为淮河水系及沂沭泗水系。据国家防汛抗旱总指挥部统计,2015年,我国淮河流域洪涝灾害共造成倒塌房屋56431间,农作物受灾1190千公顷,受灾人口178万人,直接经济损失68亿元人民币③参见王月,张强,张生,陈晓宏.淮河流域降水过程时空特征及其对ENSO影响的响应研究[J ] 地理科学, 2016(01)。。因此,在乡村景观生态设计上选取气候及地理位置特殊、洪涝灾害密集的淮河流域内涝地区作为研究对象,是具有现实指导意义的。
淮河流域人口密集,包括苏、鲁、豫、皖四省,本项目所研究的区域范围即为这四省。洪涝之灾,是乡村聚落景观可持续发展面临的现实障碍与治理难题,可以视为新型城镇化及生态文明建设的屏障。在量大面广的建设过程中,存在着严重的土地、资金、能源等各种资源浪费现象,今后30年是我国实现集约发展的战略机遇期,如果能及时展开针对集约型乡村内涝地区景观设计的数字化研究,从核心环节把握并发展资源集约型的设计模式,就可以有效避免资源浪费,实现乡村内涝地区景观空间环境建设的可控科学发展。
从20世纪80年代开始,越来越多的国家和学者开始意识到雨洪调蓄在生态景观规划中的重要作用和意义。国外较早研究乡村内涝地区生态景观规划的国家有美国、德国等。
美国是最早开始研究雨洪调蓄在生态景观规划中应用的国家,1980年,美国建立“就地滞洪蓄水”系统。1984年,美国“乡土景观之父”杰克逊(John Brinckerhoff Jackson)在《发现乡土景观》一书对当代美国景观要素进行解读,他提出:“乡村的新成分:小镇”这一概念,并介绍美国的新型行政中心小镇的景观设计,为新型城镇化乡村景观生态研究提供良好的平台。他在书上介绍美国“新田园视野”景观中一种利用雨水进行高科技灌溉技术系统下的“灌溉景观”。1990年,《美国绿道》一书中提出的绿道(Greenway)定义,从功能性上看在一定程度上关注于自然保护、美学、游憩与文化,是一种具有特殊景观生态学意义的、又可以协调人与自然灾害之间关系的设计规划手段。到20世纪90年代末,美国开始绿色基础设施①参见The invitation for entry Intemational Urban Landscape award 2007. http://www.elsevier.com /inca/publications/misc/ EH_IULA_07.pdf . 2007(Green Infrastructure,简称GI)的研究与实践,从战略上看这一理论相比生态网络与绿道理论观点更具有前瞻性与主动性,如卡罗尔凯姆拜茨(Carol Kambites)将绿色基础设施所能够提供的功能划分为19个类型,其中具有雨洪管理、连接城镇与乡村、景观保护与强化、能源生产与保护、丰富生物多样性、彰显地域特色、历史遗产保护等功能的实践案例。
设计实践方面,美国Bill Wenk教授设计包括加州洛杉矶河改造规划项目、“绿色基础设施”[1]规划与实施项目、威斯康星州密尔沃基市梅诺默尼河治理项目、丹佛市出租车设施重建项目中的雨水花园场地规划与设计、丹佛市核心区普拉特河流域改造项目、圣保罗市密西西比河流域规划项目等,在城市河流廊道修复与重建、城市闲置地改造、公共花园与开放空间设计等方面极具影响力。
德国Dieter Grau教授专注于在城市景观中培养对艺术和可持续发展的深层次理解和赏析,并通过在项目中引进先进的雨水管理理念,融其于空间设计之中,用艺术性手法表达出来,为社会发展及生态环境带来新的生命②参见SWITCH.Managingwaterfor the city of the future. http://www.switchurbanwater.eu/about.php . 2014。在其设计的天津文化中心水敏感设计项目中,他有效地进行雨水管理,用以改善气候、抵御洪水侵袭,同时为全新的天津城市文化中心区域创建高质量的城市环境。在城市公共空间实施的这一蓝绿基础设施有效地经受了2012年7月京津地区60年一遇强暴雨的考验,充分证实了将城市雨水管理、洪涝管理和城市区域开发有效结合起来的创新型绿色景观解决方案之有效性。Dieter Grau教授还设计了新加坡碧山公园与加仑河恢复工程项目,他在设计中结合功能需求,改造加仑河的一段成为自然的软景河岸,同时将其融于公园之中,为动植物群落创造栖息场所。
由此可见,内涝地区乡村景观规划研究在国外的实践发展,已经形成了各具地方特色的工作方法,对于快速城镇化进程中的我国来说,极具借鉴意义。
在国内淮河流域乡村内涝地区景观设计方面的研究,东南大学艺术学院李永春教授首先提出了“苏皖沿淮内涝地区生态村规划设计”的研究[2],该研究立足人居环境生态设计,利用国际生态村研究的技术和方法,探索内涝地区新型生态村模式,总结生态脆弱地区与自然共生的规划设计方法,设计方法上遵循系统性、生态性、流域性三个原则③李永春.苏皖沿淮内涝地区生态村规划设计[J].现代园艺.2014(10)。但是就整个淮河流域没有提出全面的设计规划体系,对灾害的生态风险评价尚未作出统一的思路与方法。
国内方面内涝景观设计研究,人居环境与可持续雨水景观设计研究大多集中在城市方面。一些学者的论文以此为专题,对城市雨洪管理和海绵城市建设方面作了初步探讨(车伍,2015;刘海龙,2015)④闫攀,车伍,赵杨,李俊奇,王思思. 绿色雨水基础设施构建城市良性水文循环[J]. 风景园林. 2013(02),但相关的论文集中在城市社区小尺度的雨水花园的雨水控制技术层面(刘晖,2015)⑤刘晖, 董芦笛.脆弱生态环境压力与人居建设疏解途径——基于风景园林学学科的思考[J].中国园林. 2015(01),一些相关理论研究借鉴国外“海绵型城市”规划策略用以指导我国可持续雨水景观设计。对于内涝地区乡村景观设计仅仅是对场地可持续水设计评价体系这一单方面的研究,这往往造成了设计缺乏科学性与针对性,缺乏对于乡村雨水景观的系统性研究。内涝景观设计投入与产出、美学与旅游资源、景观结构乃至工程技术等的适用性均没有得到科学的评价,设计者无法将成果与原方案进行对比,以进一步指导设计。
回顾国内外学者对乡村景观规划研究,显然已取得了丰硕成果,但是还有很多问题需要解决,尤其在雨洪调蓄、水质保护和景观综合效应为目的的宏观尺度景观规划方面。对于这些问题我国还处于起步阶段,特别是对一些生态脆弱地区(如长江、淮河、黄河、辽河、松花江、海河等七大流域地区及洪水量级大的长江三峡水库、汉江安康水库、第二松花江白山水库地区)进行景观生态设计缺乏研究与实践。
1.淮河流域乡村内涝地区景观生态风险评价
我们借助于计算机技术和图像处理等现代数字技术,有效评估淮河流域乡村的内涝情况现状;对研究区进行现状调查,借助信息地理系统的空间分析功能,获取内涝区景观现状评价进行景观生态风险分析;利用研究区域遥感影像如中等分辨率的MODIS对影像进行处理和分析,结合与相应的DEM数据,根据涝区地形地势的变化确定涝点分布。通过地理信息系统的空间分析功能对淮河流域内涝地区景观生态风险进行有效评估。
2.淮河流域乡村内涝地区景观生态风险的影响因素确定
在淮河流域乡村内涝地区景观生态风险评价的基础上,找出景观生态风险的影响因素。根据研究区地形及竖向;下垫面类型及空间组合关系;场地土壤类型及其渗透性;植物种类和种植方式等,确定造成生态风险的影响因素,包括:1)景观安全格局:从而找出内涝区造成景观生态风险的影响因素。2)气象水文变量:降水变量和水文变量,如气候雨期长短、降雨量及洪峰流量的大小。3)排水系统:内涝区建、构筑物组合形式及建筑排水方式、落水管位置与绿地的关系、雨水管井位置、管网走向,分析雨水管与绿地、河流、道路等的关系,才能更好地确定景观生态风险造成的原因。
3.淮河流域内涝地区乡村景观生态基础设施系统研究
在景观生态风险评价方法研究的基础之上作为流域性自然景观空间,生态性设计的关键是建立一个生态基础设施系统,为乡村的可持续发展和宜居环境的营造提供一系列生态系统服务。生态型景观设计将乡村雨洪管理作为生态基础设施的核心功能,并将雨水管理、生物生产、水体净化、生物栖息地保护、游憩系统等诸多生态及人文过程,通过一个“遗产廊道”系统整合在一起,形成生态村的基础结构,营造一个低维护成本、低技术、低碳、适应气候变化和独具地方个性的生态型宜居乡村。
4.淮河流域内涝地区乡村景观“柔性生态”改造技术研究
在对淮河流域乡村进行人居环境适宜性评价的基础上,我们借鉴发达国家乡村景观优化设计的成功经验,关注景观美学以外的生态、社会、文化、艺术等因素,探索生态、环保、节能与柔性结构“四位一体”的“柔性生态”改造的新技术在加固河流、湖泊等的堤防上的应用,最终形成一套相对完善的乡村景观“柔性生态”改造技术标准,指导乡村建设和生态化改造。同样,基于“柔性生态”改造技术开发运用,对建筑、道路、水道、庭院等进行改造,变硬化地面为生态透水地面,变浆砌石排水为透水式排水等,这是对传统技术的突破与超越。
我国淮河流域内涝地区乡村景观的生态研究关键在于淮河流域是中国七大流域中内涝频发地最高的区域,在淮河流域主内涝点构建一个具有客观、准确、可持续的雨水景观设计体系,不仅能够在乡村规划项目的可行性研究和方案初步设计阶段,为规划设计单位提供理论支持和方案构思,同时为高校城市规划、环境艺术设计专业以及科研院所提供前沿的理论视角,方便相关专业研究人员在较高的平台上进行拓展研究。在各级国家行政机构制定同乡村景观规划有关的法律、法规、政策以及做出相关的决策时,提供专业角度的理论参考。
[1]张丹明. 美国城市雨洪管理的演变及其对我国的启示[J].国际城市规划. 2010(06).
[2]李永春.沿淮内涝地区生态村住宅设计 [J].艺术科技. 2014(03).
(责任编辑:梁 田)
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008-9675(2016)06-0156-03
2016-08-29
王 玮(1985-),女,江苏徐州人,南京林业大学家居与工业设计学院副教授,美国马萨诸塞大学阿默斯特分校访问学者,研究方向:产品艺术创意、环境艺术设计、家居用品设计。
王 浩(1963-),男,江苏姜堰人,南京林业大学党委常委、副校长,教授,博士生导师,研究方向:风景园林规划设计、生态园林与绿地系统规划。
郭苏明(1974-),女,南京林业大学风景园林学院讲师,博士,研究方向:景观建筑设计与城市景观设计与研究。
2016年国家自然科学科学基金青年项目(51608271):基于3S技术的淮河流域乡村内涝地区集约型景观设计研究;2014年度教育部人文社会科学研究青年基金项目(14YJC760061)我国内涝地区乡村景观的生态研究成果之一;江苏省高校优势学科建设工程资助项目(PAPD);南京林业大学高学历人才基金项目江苏内涝地区乡村景观的生态研究(GXL2014057);2015江苏省博士后科研资助计划江苏沿淮地区乡村聚落景观的生态设计方法研究(1501044C);2015江苏省高校哲学社会科学研究一般项目苏北沿淮内涝地区乡村景观研究(2015SJB043);2014年江苏省林业三新工程项目苏南绿美乡村树种配置与景观构建方法研究与示范,(LYSX[2014]19);2015年“十二五”村镇建设领域国家科技计划课题田园社区城郊型美丽乡村建设综合技术集成示范(2015BAL01B03);2015年大学生实践创新训练项目乡村聚落景观生态基础设施规划设计思考(2015sjcx161);国家自然科学基金资助(51408315)成果之一。