基于生态弹性的北京市“二道绿隔”温榆河段郊野公园设计

孙 越

江西交通职业技术学院 南昌 330013

随着中国城市化的持续高速推进，城乡形态急剧变化，生态问题日益突出。中共十九大报告中高度重视生态文明的体制改革与“美丽中国”建设，城市居民对自然与游憩场所的渴求日益提升，郊野公园凭借其建造成本低、生态效益高、适宜实行低影响开发等优势，成为城市发展阶段中提高居民精神文化、保护生态环境的必然产物，对统筹城乡发展、维持城市空间布局起到了重要作用[1]。

郊野公园体系诞生于英国，随后在美国得到持续发展。国外对郊野公园的研究从最初对游憩需求的重视，逐渐转移到对自然资源的保护，后来发展至整体规划实施、设备与财政方面的管理，目前则更强调游憩与生态保护的并重与平衡[2]。在国内，香港为保护自然环境，向市民提供郊野康乐设施与教育设施[3]，率先进行郊野公园的建设，并出台相关条例进行规范管理；此后，内陆城市如深圳、南京、上海等也陆续将郊野公园编入绿地系统规划，并取得了一定成果。2007年，北京市首次启动了“郊野公园环”的建设，对四环与五环之间的第一道绿化隔离带进行近自然化与公园化改造[4]。2017年，《北京市城市总体规划(2016—2035年) 》 中提出要提升第二道绿化隔离地区的绿色空间比重，形成以郊野公园和生态农业为主的环状绿化带，初步拟定21个郊野公园的建设计划。但是在推进过程中，绿地格局破碎化、景观过度人工化、公众参与不足、生态规划控制缺乏等问题逐渐浮现，影响“郊野公园环”的进一步落实。因此，如何用现代、科学的风景园林理念技术为其提供支撑，并归纳具有普适性的设计策略对城市郊野公园体系营造尤为重要。

1 基于生态弹性郊野公园设计的理论基础

“弹性”的概念最早于1973年由生态学家霍利引入，指的是系统对抗各种灾难、负面影响和不确定性(包括生态环境气候变化、经济、社会、文化、道德、发展机制、建筑空间物和城市空间等方面) 的能力[5]。此后，高速城镇化与生态环境恶化等问题促使“弹性”理念与城市规划学科结合并发展延伸，诞生了“弹性城市”理论。全球性研究机构“弹性联盟”将“城市弹性”定义为城市或城市系统能够消化并吸收外界干扰，并保持原有特征、结构和关键功能的能力，可分为生态弹性、工程弹性、经济弹性、社会弹性4个研究维度[6]。生态弹性是指城市生态系统在重新组织并更新为新的结构和过程之前，忍受外界干扰变化、化解外来冲击，并在危机出现时仍能维持其主要功能运转的能力[7]。众所周知，人类的经济与社会构成依赖于作为底层基础的生态系统，故生态弹性的主要研究内容在于社会经济系统和生物自然系统之间的相互作用[8]，其强弱取决于自然栖息地的完整度、能量流与营养循环的连续性等诸多因素，影响城市生态系统的持续健康发展。

国外学者广泛研究了生态弹性对生态环境保护和资源管理政策的影响，并提出了相应的思想观点。他们认为，生态系统承受外部干扰的阈值的驱动因素与变量水平是让系统维持相对稳定状态的核心因素，慢变量则是推动系统跨越阈值的关键力量，它会有效地改变系统的资源整合度与联系度，从而影响生态系统的弹性，使其转移至一个新的稳定状态[9]。国内研究除了对国外思想的综述与总结外，理论研究多聚焦于以某区域为例的生态弹性力指数估算[10]、弹性材料的探索[11]等，同时也在部分景观改造设计项目[12]、区域生态环境保护策略[13]中得以付诸实践。

由于郊野公园往往位于城市近郊边缘区，特殊的地理位置使空间环境要素更加复杂。因此，“生态弹性”理论可充当城市海绵体系与郊野公园体系间的媒介优化区域整体生态格局，提升城市边缘区绿色空间质量。本文以弹性城市的宏观理论框架作为立足点，从城市生态系统的重要组成部分出发，通过对相关概念理论的阐释，结合郊野公园的自身特点，将基于生态弹性的郊野公园的内涵概括为:以人类活动与生态系统的相互影响为设计重点，利用相关技术理念，尽可能使人为改造活动与环境达到和谐统一的动态平衡，通过低干预、低成本的开发，促进景观良性自我发展；它具有应对气候变化与外界干扰，以及自我组织与再更新的能力，维护城市的生态完整性。

2 基于生态弹性郊野公园设计的应用

2.1 研究场地现状与生态问题

研究区域位于中心城区的东北方向，面积约285 km2，横跨通州、顺义、朝阳、昌平4区，绿色空间质量良莠不一，生态系统敏感脆弱，生态不利因素繁多。场地内有6个已建成郊野公园，2个拟建郊野公园，但总规模远不能达到上位规划中“绿色开敞空间占比70%”的要求，亟待对大量潜力用地进行整合利用。目前主要存在以下3方面的问题。

1) 水质污染严重。来自农田村庄的生活污水、机场周边加工制造业的工业污水造成点源污染，水文生态系统明显退化。温榆河在研究区段内水质全段呈V类或劣V类水，难以满足郊野公园的生态需求。

2) 雨洪问题突出。温榆河流域内降水量在年际和年内分配极不均衡，多年平均降水量约为600 mm，其中80%集中在汛期6—9月，河道两侧已多按50年一遇洪水位(24.41 m) 进行滞洪设计。但研究场地中城市建设用地面积大、硬质铺装占比高、排水高度依赖管网系统、暴雨季节易形成城市内涝、缺乏雨水的收集利用设施，导致雨水资源流失(图1)。

3) 生态系统脆弱。研究场地地处城市向自然的过渡区域，现状开放空间分散破碎，拟建郊野公园处存在如高压电网、高架桥等对生态不利的基础设施。植物群落中种类单一，生物多样性低，缺乏适宜动植物与微生物繁衍生存的良好生境。

2.2 基于生态弹性的设计策略

结合该区域典型的自然条件与城市风貌特点，本文基于生态弹性理念与城市绿色空间的功能需求，对研究范围内的规划郊野公园组团提出总体建设目标:以海绵弹性体系为基础，以生态游览为核心，着重从弹性水系统与弹性生境系统两方面入手，打造集雨洪调蓄、生态保育、社会参与、科普教育等多项功能为一体的滨河郊野公园体系。

2.2.1 弹性水系统构建

根据生态弹性的尺度嵌套形式，可将水系统划分为宏观、中观、微观3个功能独立的层级，确保其相互的连通性、整体性。通过低影响开发设施的植入，提高其水弹性阈值，增强郊野公园防御暴雨、洪涝、干旱等气象灾害以及净化水质污染的能力，成为保障区域雨洪安全的重要载体。

1) 宏观尺度:缓解河道行洪压力。生态弹性理论认为，外界的干扰也是生态系统创新发展的机会，系统应随外界的变化而变化[15]。为增强其抵御洪水灾害的动态适应性，可在各公园中设计引水渠和水闸设施，连通内部水体与河道。在暴雨期间，开启进水闸、关闭出水闸，通过场地内绿色雨水基础设施缓解河道短期的行洪压力，避免洪泛灾害；在常态情况下，同时开启进、出水闸，保证公园内外水体联通，维持正常景观湖面；在干旱情况下，关闭进、出水闸，公园通过之前蓄积的雨水与少量市政用水自给自足，并通过植物、竖向设计使雨季、旱季皆有景可观。此外，由于温榆河水质较差，可根据立地现状在引流处设计潜流型与表流型人工湿地，利用基质对水中有害物质进行过滤，并通过植物氧化塘等生物功能区进行净化后汇入公园内水体(图2)。

图2 人工湿地处理模式图

2) 中观尺度:形成区域海绵网络。各系统斑块之间的连通性通常是维持城市生态系统正常健康运作的关键。划定研究区域的生态海绵单元，通过控制场地高程，使郊野公园与其他海绵绿地相互联系、协同作用，充分接纳周边硬质场地的溢流雨水，减轻市政管网的排水压力，从而削弱城市水生态系统破碎化的风险，提升水生态弹性。

3) 微观尺度:公园水网循环建设。因地制宜选择雨洪调蓄设施，在郊野公园内部形成“渗、滞、蓄、净、用、排”的雨水管理系统。通过透水铺装、下沉式绿地、绿色屋顶、生物滞留设施等吸收滞留雨水径流，确保其下渗并回灌地下水；多余的雨水通过植草沟、旱溪、植被过滤带等进行转移输送并净化，浇灌植物；随后在雨水花园、湿塘、雨水湿地等终端处理设施中进一步渗透、净化，用于景观水面的维持与公园基础灌溉，尽可能减少对市政用水的依赖(图3)。

图3 微观弹性水系统建设流程

2.2.2 弹性生境系统构建

生态系统的稳定性对保障物质与能量的循环流通至关重要，如何合理进行减量化、低影响开发，诱发系统逐渐达到平衡状态是基于生态弹性的郊野公园设计重点。可将高程、与水体关系作为依据，结合雨洪管理体系，将郊野公园划分为高、中、低3种地势区域[16]。尊重现有的生物资源格局，对现状不稳定的生态系统辅以适当的人工干预，推进群落生态演替进程，提高植物群落丰富度，构建旱雨两宜生境，使其逐步“自发”演变为更适宜动植物生存的环境[17]，从而完善区域生态网络。

1) 推进适应性生态演替。地带性植被是指由水平或垂直生物气候带决定或随其变化的有规律的植物群落，是自然选择、优胜劣汰的必然结果，具有自主性、生物多样性与稳定性[18]。在进行弹性演替规划时，由于各演替序列阶段的植被群落生态弹性能力不同，可根据不同立地条件的特色，遵循生态位原则，采用耐荫性、叶型、根系深浅、养分需求和物候期各方面差异大的植物[18－19]模拟处于演替后期稳定阶段的群落类型，推进演替过程，恢复地带性植物群落。对现状植被条件良好、已处于演替中后期的区域，尽可能尊重、激发场地自愈力，在原植被基础上适当补植，加速自然演替的生态过程，保护生态系统的多样性与活力；对现状植被结构处于演替初期的区域，可先通过乡土地被恢复土壤肥力，通过速生先锋树种和中生、慢生树种混植与逐年淘汰使半自然群落顺应自然力演替形成稳定群落。由此将一次性的规划设计演变为参与性的设计与管理，先后进行“自愈力演替－人工改良－自然力演替－人工管理维护”的过程，通过人力与自然力的交互作用[20]，逐渐形成生态、游憩相对平衡的可持续新系统。北京的地带性植被是温带落叶阔叶林与温性针叶林，据研究，以油松 (Pinus tabuliformis)、栓皮栎(Quercus variabilis)、槲栎(Quercus aliena)、槲树(Quercus dentata) 为主的松栎混交林广泛分布在北京海拔800m以下的西、北部山区[19]，多数建群种与伴生种在北京城区栽植成活率高，适合在位于城乡交界处的生态敏感区域的郊野公园进行地带性植被群落模拟。考虑到群落景观效果，乔木层可选择槲栎、栓皮栎、油松、君迁子(Diospyros lotus)、白蜡(Fraxinus chinensis)、杜梨 (Pyrus betulifolia)、暴马丁香 (Syringa reticulatavar.amurensis) 等；灌木层可选用胡枝子(Lespedeza bicolor)、白丁香 (Syringa oblatavar.alba)、华北紫丁香(Syringa oblata)、珍珠梅 (Sorbaria sorbifolia)、绣线菊 (Spiraea salicifolia)、金银忍冬 (Lonicera maackii)、红瑞木(Swida alba)、天目琼花 (Viburnum opulusvar.calvescens)、榆叶梅(Amygdalus triloba) 等；地被层可选用马蔺(Iris lacteavar.chinensis)、沙地柏 (Sabina vulgaris)、匍枝毛茛 (Ranunculus repens)、委陵菜 (Potentilla chinensis)、荚果蕨(Matteuccia struthiopteris) 等。

2) 旱雨两宜生境构建。在尽可能尊重、激发场地自愈力的基础上，对不同地势区进行生境设计:低地势区为水体与雨季会被长时间淹没的区域，宜栽水生与耐水湿植物，形成“沉水－浮叶－漂浮－挺水－湿生－陆生”的过渡群落结构；在植物选取上，一是选有密集根部结构和可过滤污染物的植物，以减缓雨水径流、净化水质；二是选动物的食源草本、遮蔽水草、栖息乔木，以吸引鱼类、昆虫、游禽等(表1)。中地势区为水陆交错区，干旱、淹没两种状态交替并存，应种植适应性强、生命力强且干湿两宜的乡土植被，营造适合水位变化的多样化景观(表2)。高地势区处于排水的顶端区域，栽植多年生耐干旱植物最为适宜，这是郊野公园中最广泛的生境类型，包括密林、疏林草地、灌丛等；群落配置应注意植物种类的多样化、垂直层次结构的复杂性与林缘植物的丰富度，并考虑种植有浆果、核果的食源植物吸引鸣禽、攀禽和小型哺乳动物[21](表3)。

表1 低地势区域生境设计

表2 中地势区域生境设计

表3 高地势区域生境设计

2.2.3 生态游览系统构建

在弹性水系统与生境系统的基础上，构建生态游览系统，开展生态科普教育，结合室内展馆和室外实地展览，展示公园内的生态措施。在园内的生物岛、湿地、林地处，通过科普牌与人机交互等模式展示生境构建与维护的知识；也可在现有农田、苗圃处开发田园观光与林下经济，通过各类用地间多样化生产方式实现资源利用弹性；或结合林地资源开展森林康养活动。

3 结语

当前中国的城市人口规模、用地总量与能源消耗仍在上升，人类社会与自然系统之间的矛盾日益尖锐。绿化隔离区的郊野公园环建设作为抑制城市建设用地无序蔓延、改善区域生态环境的重要举措对维护城市生态安全意义重大。“生态弹性”理念可为如何平衡人类社会系统与自然系统、提高城市应对生态问题的应激能力提供可靠的理论支撑。

当前，我国从战略高度推进生态文明建设，生态弹性理念下的城市郊野公园为此提供了一种新的途径。随着弹性理念的不断发展，生态弹性将作为郊野公园体系的能量源泉推动郊野公园自我发展、自我运营，为未来的绿色开放空间建设提供更多可能性，从而实现集雨洪调蓄、生态保育、社会参与、观光游憩、科普教育为一体的综合城市绿地格局。