摘 要:本文在景观生态学的学科基础上,分析当前城市环境中的河流生态环境问题,并以小型城郊河流为例,探讨具体生态景观设计中对河流形态进行的再设计,对河流景观产生的影响。
关键词:景观生态学;环境问题;生态景观设计;河道形态
1 背景
1.1 景观生态学的基本概念
景观生态学是生态学的分支,是以整个景观为研究对象,研究大尺度范围内各种生态系统之间关系的学科,其原理方法对促进景观的优化和可持续发展有直接指导作用,是人们从宏观角度充分认识自然并调节人与自然关系的有力手段。此次设计探究在景观生态学的基础上研究河流生态设计方法,以求找到有效的生态设计策略。
1.2 当前城市环境中的河流生态问题
当前我国城市河流的问题首先体现在河道形态呈现直线化,城市河道大多由于行洪安全及城市规范进行了裁弯取直,生物赖以生存的自然特征消失,自然生态河道景观缺失。其次,城市经济发展迅速以及不达标的水处理导致河流水环境愈加恶劣,河道的三面混凝土修砌的方式对河道与自然生态系统其他成员之间的物质交换进行了阻绝,河流生态系统遭到严重破坏。只有从生态的角度进行生态系统修复和重建,才能改善此种现象。
2 河流生态景观设计方法探究(以虎溪河为例)
此次设计探究中的对象虎溪河是重庆市沙坪坝区大学城主要景观的用水来源,发源于缙云山脉东侧,流经多个居住区及建设项目。以虎溪河为例进行调研,尝试设计合理的生态功能和形式,以解决当前城市中河流的常见生态问题。
第一,虎溪河原有河道岸线缺乏合理设计。虎溪河作为一条还没有过多人工干预的自然河流,河道沿线宽度变化较小,岸线缺少变化与活力,缺少景观特色。在这样的状况下,很难集中对河流污染和洪水问题加以管理。
在此基础上,首先提出对虎溪河河流形式的重新设计与改造。扩大原有河岸,纵向上丰富河道的曲折变化,横向上在部分区域增宽水域面积,由线型河道转变为小型水域,保持河岸横向与纵向流态的丰富性。河岸由直改弯,减缓河流流速,增宽的小型水域能够容纳集中的生态设计处理,且能在洪水期提供泄洪能力。丰富的河流岸线也能够容纳层次丰富的河流景观。
第二,虎溪河存在水质污染的情况。河流沿线的生活污水排放没有得到有效控制及处理,是虎溪河主要的污染来源。除此之外,河流内单一外来植物泛滥也会对水质情况造成负担。同时,河流高低差不明显,流速较缓,水生植物难以从中获得足够的氧气,影响植物生长。
为了应对这样的问题,可以在生态手法上进行一些尝试。以凤眼蓝为代表的一些水生植物根系可以吸收工业废水或生活污水中的汞、镉、铅等有害物质,对虎溪河这样含有较多有机物的水体的净化效果较为理想。但此类水生植物大多繁殖速度快,大片的凤眼蓝会使水体流动受阻,导致水体进一步污染。因此,可在水域中使用植物与阶梯式断面结合的方式,交叉种植多种水生植物,净化水质中多样杂质的同时,避免單一植物泛滥。同时阶梯式断面形式可加大河岸高低差,河水跌落产生的氧气可满足水生植物的生长需求,减少植物生长过程中过多的人为干预。
第三,虎溪河周围缺乏人的参与,自然景观没有得到利用。生态景观设计的介入必须考虑必要功能以及维持景观形态的方式。鉴于此,在虎溪河的岸线设计中采用自然原型护岸和自然型护岸,以保护河岸形态及增强人的参与性为主,以扩大后的水域为中心点,增加景观设施和亲水设施。
自然原型护岸是以保护、还原河道堤岸原型为主要目的的护岸形式,通常会在表层铺上砂石等天然材料。在植被选择上,多使用原生植物及水生植物。将自然原型护岸的形式运用在河流的堆积岸,模拟自然河岸形态的同时,可增强河流生态系统的稳定性。自然型护岸区别于自然原型护岸,是在护岸表层部分选用石材、木材等抗冲刷能力强的天然材料,基础部分增加低成本的人工干预建造木桩、石笼等堤岸,并种植原生乔灌草植被,提高堤岸抗冲刷能力。自然型护岸可运用在河流的冲击岸,保护河岸形态的同时,也可还原河岸的自然景观。
以上几点的综合运用产生了此设计探究中最主要的阶梯净化的方式。三个梯级形成一个完整的净化阶梯系统。
第一阶梯为沉沙区域。区域的功能是缓水与沉沙,此区域需要较大的水域面积,并且平缓无明显高低差,水流流速在此区域减缓,对水中的泥沙及可见杂质进行有效沉淀,这也是常见的净化水体的第一个重要步骤。
第二阶梯为植物与阶梯断面的结合。通过种植水生植物,利用水生植物本身在生长过程中对氮、磷等营养物质的需求,对被污染河流中污染物进行吸收和降解,达到净化水质的目的。在此阶梯上,将有净化作用的水生植物与跌水相交叉结合,形成水污染的第二个净化步骤,对水中部分不可见污染物质进行净化吸收,进一步提升河流的净化程度及景观价值。
第三阶梯为水池与景观区域。对水进行收集,并提供不同功能的景观设施。第三阶梯内可使用由集水管、布水管、动力设备、生物填料、水生植物及复合微生物等共同组成的复合生态滤床技术,对水体进行有效净化。虎溪河沿线生活区的生活污水排放没有得到很好的监管控制,在污水排放来源部分也可使用此技术,对沿岸的污水渗透点进行净化处理,将沿岸污水管、雨水收集管等与复合生态滤床连接,在源头部分减小河流的水污染。第三阶梯也可与第一阶梯进行功能结合,连接下一净化阶梯,形成完整有效的河流阶梯净化系统。
3 结语
对虎溪河的“阶梯净化”,说明河道形态设计对河流景观的影响是显著的,除了河流景观的外部环境之外,对于河流景观内部结构带来的变化也是不容小觑的,合理设计河道的形态,可以巧妙利用自然的因素来对河流景观进行最自然化的改良。
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作者简介:范芸芸(1995—),女,四川西昌人,四川美术学院2017级硕士在读,研究方向:环境设计。