废弃生活垃圾填埋场的景观再造策略研究①

曾 帅，朱明洺，刘 磊

(1.重庆市梁平区规划事务中心，重庆 梁平 405200；2.重庆市林同琰国际工程咨询有限公司，重庆 渝北 401120；3.西南大学 园艺园林学院，重庆 北碚 400715)

随着城市化进程的不断推进，人民生活水平的不断提高，城市垃圾的产量也与日俱增，工业废弃物和生活废弃物成为城市垃圾处理的主要对象。据国家生态环境部在全国城市固体废物污染环境防治统计年报中显示，一般工业固体废物产生量在大、中城市已达13.10亿t，生活垃圾产量达2.02亿t[1]。据城市环境卫生协会提供的数据，2011年全国城市生活垃圾产量达1.64亿t。2018年与之相比产量增加了1.2倍，平均增长率达2.63%。目前我国600多座大中城市中，有2/3陷入垃圾包围中。面临全国每年不断新增的固体废物，国家开始倡导“无废城市”的绿色发展方式和生活方式，以期减少固体废物的产生，增加固体废物的资源化利用，从源头引导社会削减固体废物产量。而过去垃圾卫生填埋方式因具有处理程序简单、容量大、开支少等优点，受到大多数国家的青睐，在我国通过填埋的方式处理城镇垃圾占垃圾总量的70%～80%。由此产生大量的为满足当时需求而现已废弃或封场的垃圾填埋场，在城市规模的快速扩张趋势下已由城市近郊逐渐向城区靠近，对城市可持续发展带来巨大挑战[2]。在土地资源有限、存量优化的前提下，对已封场或废弃的垃圾填埋场土地进行生态恢复与重建，进而借助景观途径重塑其利用价值，服务于人民大众，具有一定的现实意义和研究价值。

1 垃圾填埋场的类型

1.1 按填埋内容的不同分类

根据填埋物质的不同，垃圾填埋场可分为生活垃圾填埋场和建筑垃圾填埋场。生活垃圾填埋场指的是用于填埋处置生活垃圾的填埋场，其主要成分包括日常生活所产生的厨余垃圾或废纸废屑、植物残体纤维物等[3]；建筑垃圾填埋场是指以建筑建造或装修工程中产生的垃圾为填埋对象的填埋场，其成分包括石料(如混凝土块、碎砖瓦、废弃石块等)、金属废料、废塑料等[4]。生活垃圾填埋场与建筑垃圾填埋场相比，场内含有大量的有机物，同时在垃圾降解过程还会伴随渗滤液及填埋气体的生成，稳定性不高。

1.2 按场地地形分类

根据垃圾填埋场利用原始地形的不同，可大致分为：山谷型、滩涂型及平地型(图1)。山谷型垃圾填埋场常位于丘陵山地，堆体较高，采用斜坡式作业较多；滩涂型垃圾填埋场常用于沿海地带的垃圾填埋处理，通过围堤、排水、清基，将滩涂开辟为垃圾填埋场；平原型垃圾填埋场适用于地形平坦开阔的地区，于平地上直接构筑围堰填埋垃圾。

图1 垃圾填埋场地形分类模式Fig.1 Classification mode of landfill site

2 垃圾填埋场的特征

2.1 生活垃圾填埋场的环境特征

封场后的生活垃圾填埋场往往具有以下特征：

1)存在不均匀的沉降。堆体在填埋初期由于未能达到完全均匀压缩的状态，在自身重力及外力作用下其间的空隙往往会随着时间的推移被逐渐缩小，从而导致堆体发生不均匀沉降；此外，堆体内部所发生的一系列生物降解反应及物理、化学变化也会引起垃圾堆体体积的缩小进而引发不均匀的沉降，严重影响堆体边坡的稳定性，带来安全隐患。

2)产生大量填埋气体。垃圾降解过程所产生的填埋气体中有55%～60%为甲烷，40%为二氧化碳[5]，存在易燃危险；垃圾中的有机物质还会被分解发酵产生高浓度的有机污染液体，即垃圾渗滤液，并随雨水的淋溶不断扩散。

2.2 生态特征

垃圾填埋场原有的生态结构在强烈的人为干预下遭到严重破坏，过度干扰造成生态系统的自我恢复能力超出负荷，导致场内生物多样性逐渐下降至低水平，抗逆性减弱，自然生态系统不断丧失自我更新和生产能力，需要人工干预帮助其恢复稳定及有序的生态系统结构。

2.3 场地特征

生活垃圾填埋场经开挖、填埋、修整后的场地特征常明显区别于周边场地。因分层填压及运输需要，场地中常形成层层堆叠的地形以及顺应地形的运输道路。其次，在较长时间的降解过程中，垃圾堆体高度会比最初填埋时降低25%～50%[6]，场地地基的稳定性较低。

3 生活垃圾填埋场的环境危害

生活垃圾填埋场虽然具有处理量大、操作工艺简单等优点，但占用面积大、浪费土地资源，并对自然环境造成了破坏。在其漫长的稳定化过程中，填埋场内的有机垃圾经微生物降解、转化产生的填埋气体散发恶臭，其含有的甲烷、硫化氢、氨气、二氧化碳等对环境造成不同程度的负面影响[7]，加剧了城市的“热岛效应”。Gendebien[8]、周良[9]、wong[10]等进一步指出，这些气体给植物带来的致命影响是填埋场植被恢复的主要限制因素，垃圾分解产生的大量二氧化碳和甲烷将植物根系生长所依赖的氧气排出土壤，导致植物根部缺氧死亡。除填埋产生的气体，垃圾渗滤液中含有的有机物、重金属类等物质也会对场内植物生长产生潜在危害，还会随降雨产生的径流扩散至周边地区，进而对其土壤及地下水造成二次污染，给环境带来严重威胁；同时，过量的垃圾堆积还可能引发填埋面沉降和火灾险情。

4 生活垃圾填埋场的景观潜质

虽然生活垃圾填埋场具有占用资源多、负面影响重等弊端，但随着城市化进程的加剧，这些占地面积广大的垃圾填埋场越发毗邻城市高密度人口区域，逐渐凸显其重要的区位优势，成为具有再利用潜质的景观资源。1863年法国便利用垃圾填埋场资源在巴黎建造比特·绍蒙公园(Buttes Chaumont Park)，成为法国乃至西方最早的垃圾填埋场景观化改造实践案例；日本同样具有在生活垃圾填埋体上建造体育设施以及城市公园的先例；韩国甚至利用垃圾填埋场地完成了足球世界杯主体育场建造的壮举[11]。这些案例都为垃圾填埋场的资源化利用及景观再造提供了借鉴。

5 生活垃圾填埋场的生态恢复

5.1 相关概念辨析

生态恢复的思想最早于1935年由Leppold所倡导，其在美国麦迪逊的废弃地高草草原和威斯康星河沙滩海岸的废弃地恢复实践中，唤醒了人们的生态恢复意识，从理论和技术上支撑了废弃地生态恢复的可能性[12]。到20世纪80—90年代中期的学科形成及发展期，生态恢复及恢复生态学有了科学的定义，研究类型自Leppold等对于草场的恢复之后也日趋多样化，扩展到了矿区废弃地、垃圾填埋场等受人类干扰剧烈的生态系统类型[13-14]。到20世纪90年代中后期，生态恢复研究进入快速发展时期。

生态恢复作为恢复生态学中的一个宏观概念，往往包含了三重意思：(1)恢复(restoration)，意指由受到破坏的状态恢复到之前的完美、健康状态的行为，是完全意义上的恢复；(2)修复(rehabitation)，与恢复相似，也是意将事物恢复到原来的状态，但并非完美，是不完全意义的恢复；(3)改造(reclamation)，改造的目的旨在构建能够自我维稳的生态系统，达到具有作用效益的状态，而非一味强调回到初始[15]。从以上概念来看，下文关于废弃生活垃圾填埋场生态恢复所讨论的范畴则属于第3种，即通过人为设计一个与填埋场环境相适应的生态系统达到动态平衡[16]。

5.2 恢复措施

生活垃圾填埋场的生态恢复措施有很多，有些已具备相对成熟的技术手段，不仅可以解决生活垃圾填埋场所面临的污染问题，还能有效地重建完善的植物生态系统。其中与景观最相关的有雨洪管控、植被重建、自然稀释、隔层封装等技术措施。

5.2.1雨洪管控技术

在垃圾填埋场的渗滤液中，雨水是渗滤液水分的主要来源，雨水的下渗会增加填埋场内部渗滤液的生成量，因此，雨洪控制对降低垃圾渗滤液处理量具有至关重要作用。做好垃圾填埋场的雨洪控制，主要从阻断雨水的下渗渠道，及时排出下渗的雨水方面着手。其中防止雨水下渗的常用措施主要包括设置包围场地的截水沟、铺设防渗层；排除雨水则通过地形与排水设施相结合。在地表覆土以下防渗层以上铺设排水层，结合暗渠明沟导流辅助，通过地形塑造形成一定的坡度，利于雨水的收集和排出。

5.2.2植被重建技术

植被重建技术主要包括植物筛选、建植方式和植土覆盖。

1)植物筛选

植物筛选是垃圾填埋场生态恢复的第一步。通常垃圾填埋场的生态条件恶劣，物理、生物和化学环境复杂。诸多环境条件的限制使植被选择具有极高的标准，要求植被具有综合抗性和低养护、生长快等习性。此外，为保护覆盖系统的防渗层，还要避免深根性植物的使用。自20世纪90年代以来，已有多位国内学者对垃圾填埋场的人工植被实地修复进行了相关研究[17]，其中，郭婉如等[18]筛选出枸杞、苦楝、紫穗槐、刺槐、白蜡、女贞、苜蓿、画眉草、牛筋草和知风草等10余个抗性较好的品种。舒俭民等[19]进一步通过试验发现，枸杞耐性最强，其次为苦楝、紫穗槐、刺槐、白蜡树、女贞、金银木、臭椿、正木、龙柏，耐性交差的主要有紫荆、木槿、法桐、黑松，而耐性极差的是迎春和连翘，被列为不宜在垃圾填埋场种植的植物。

2)建植方式

开始应用于生活垃圾填埋场植被修复过程中的新兴建植手段包括液压喷播、无纺布植草与植被毯等[20]。液压喷播是通过喷植机搅拌，将混有种子的配料利用高压泵喷播于地面的种植方法；无纺布植草主要利用可自然降解的无纺布覆盖土壤，保护草籽免受外界侵扰因素的干扰，从而提高草籽成活率；植被毯是以植物纤维材料结合草籽以及营养基质形成应用范围广的“植物纤维毯”。这些工程技术提高了生活垃圾填埋场的植被修复效率，增加了填埋场复绿的整体效果，有效地控制了土壤受到的侵蚀，提高了植被成活率，保证了植物修复成果。

3)植土覆盖

为防止生活垃圾填埋场内填埋气体的泄露，依照生活垃圾填埋场封场技术规范，封场必须要有完整的覆盖系统。植被种植层位于覆盖系统的最上层，根据填埋场开发目的、植被种植类型的不同，种植层的覆土要求也有所不同。根据相关研究及实验经验，要保证栽植植物的持续生长，一般种植草本植物需要的土壤层厚度为60 cm[21]，乔木需要的覆土厚度为90 cm[22]，而大型乔木需要至少100 cm以上的覆土厚度。

5.2.3自然稀释

自然稀释是通过预先的监测过程洞察垃圾填埋场内的自然演变，之后介入人工干预，建立一个能够自我维稳和更新的生态系统；在人工干预中结合景观设计，达到场地修复与景观改造的目的。这种方法在初期任由生态系统自然演变，通过自然选择为今后稳定的生态系统建立明确方向。

5.2.4隔层封装

隔层封装针对严重污染的地块，采用沥青、混凝土、黏土、薄膜等，在垃圾填埋场充分压实和沉降后，将场地密封覆盖，防止渗漏。进行隔层封装后的场地在植被的选择上以浅根性为主，避免植物的根系过分发达而破坏封装的覆盖层。

6 可持续利用及景观设计

对于已废弃或封场的生活垃圾填埋场，以可持续利用的方式在生态恢复的基础上进行再次开发，在消除污染、保护环境的同时使生态与经济价值再生，为填埋场地提供更多的机会和可能性，促进城市的可持续发展是对生活垃圾填埋场进行景观再造的意义所在。

6.1 景观再造方式的选择

在国内外案例研究中总结了垃圾填埋场可持续利用的方式，根据不同的规划需求，场地的功能也有所不同，大致可分为农林用地模式、绿地类模式、服务设施类模式3类[23]。

6.1.1农林用地模式

农林用地模式包含农业用地和林地两种形式，两者皆为居民较能接受的结果，但农业用地恢复成本较高，要获得经济收益需要加大土壤改良力度，提高了改造的成本；改造成林业用地模式，恢复为森林，建设防护林地，虽对土壤品质要求不高，从长远看还具有良好的经济收益和生态效益，但难以适应城市居民的使用。我国《生活垃圾填埋场稳定化场地利用技术要求》指出，废弃生活垃圾填埋场转化为农林类土地再利用模式属于低度利用，植被恢复属于初期阶段，垃圾填埋场封场年限需达到3年以上。

6.1.2绿地类模式

这类模式主要将恢复到一定稳定程度后的垃圾填埋场改造成公园绿地等绿化用地。绿地模式可以提供大面积的开放空间，群众参与度和接受度高，解决生态问题的同时还能满足群众的休闲需求，收获生态效益与社会效益。根据《生活垃圾填埋场稳定化场地利用技术要求》，这类模式属于中度利用，植被恢复处于中期，垃圾填埋场封场年限需达到5年以上。

6.1.3服务设施类模式

这类模式的目标旨在将封场后具有一定稳定程度的废弃生活垃圾填埋场改建为运动场、露天剧场、博物馆等康体服务类设施。国外有一些案例，例如美国新泽西州哈肯萨克市的垃圾博物馆，依附于垃圾填埋场场地之上，作为一处教育基地，将生态恢复与垃圾处理的知识普及作为亮点，使原本的垃圾填埋废弃地发挥了寓教于乐的功能。在这类模式中，对构筑物数量需求较少的高尔夫球场是主要的服务设施建设类型。

6.2 国内外案例介绍

6.2.1 西班牙拉维琼垃圾填埋场——农林再生模式

位于西班牙巴塞罗那加拉夫自然公园的拉维琼垃圾填埋场，身处于一座石灰岩山丘内，是巴塞罗那生活垃圾的主要集中处理地[24]。由于位于山谷的最低处，填埋场底部采用了黏土作防渗层并修建引流系统用以导出垃圾渗滤液。再造项目之初，设计方在封场的覆土层上修建了一条大型的混凝土引流沟，不仅用来隔离垃圾场及周边未被污染的土地，还用来引导山坡径流。该修复工程在原址上创建了一个新的农业景观，利用系统梯田建设、灌溉使其适应所处地理位置条件，通过场地补植低维护、耐旱的乡土植物及林间的豆科植物，促进场地生态系统得以延续，使项目地景观随时间推移不断巩固。不仅很好地修复了受损场地，同时营造出良好的生态系统，使得场地与周围环境能够和谐交融(图2，图3)。

图2 拉维琼垃圾填埋场平面图Fig.2 Plan of the Vall d’en Joan landfill

图3 拉维琼垃圾填埋场实景图Fig.3 Real scene of the Vall d’en Joan landfill

6.2.2拜斯比公园——绿地类模式

1991年建成的拜斯比公园(Byxbee Park)由哈格里夫斯(George Hargreaves)设计完成。这个特色鲜明的海湾公园建立在高18 m的垃圾填埋场之上，在垃圾堆体之上用粘土和30 cm的表土覆盖，分别用作防渗层和种植层。为了防止植物根部的生长导致粘土层破裂而使有害物质外泄，场地并未种植高大乔木，而是通过乡土浅根系草种在覆土层很薄的垃圾山上小心翼翼地覆盖地形，营造大地景观。除此之外，哈格里夫斯还根据相应的地形和视线布置了由原基地水泥与旧木制成的艺术装置，唤醒场所精神(图4，图5)。

图4 拜斯比公园平面图Fig.4 Plan of Byxbee Park

图5 拜斯比公园鸟瞰Fig.5 Aerial view of Byxbee Park

6.2.3 深圳玉龙坑精英高尔夫练球场——服务设施类模式

位于深圳市罗湖区的深圳玉龙坑精英高尔夫练球场，原址为玉龙生活垃圾填埋场，占地面积约10 hm2，是我国首个由垃圾填埋场改建而成的高尔夫球场。自2004年封场完工后，填埋场进行了两个阶段的生态修复工程，初期主要种植耐污性强、耐旱的草种以防止水土流失；后期以灌木和花卉为主，提升绿化景观。稳定之后，政府对其进行了开发再利用，改建为玉龙坑精英高尔夫练球场，为社会提供康体服务。

7 结语

垃圾填埋场类型多样，数量庞大，在土地资源趋紧、日渐靠近城市腹地的当下，其理应获得重生的权利。为使生活垃圾填埋场的生态恢复和景观再造取得良好效果，选择合理的修复措施和景观再造模式至关重要。基于垃圾填埋场的污染程度、地理区位以及维护管理经费条件进行综合分析，做好雨洪管控、隔层封装，采用自然稀释、植被重建等修复措施，明确景观再造的合理目标。景观再造的模式选择应综合考虑不同类型的堆体边坡、填埋土稳定性及污染物浓度，遵循适地适树、安全、生态性原则。垃圾填埋场的环境复杂性决定了其生态恢复与景观再造需要多学科的协作，景观设计师应做为组织者，将植被恢复、气液体的导排等统筹到景观设计过程中，达到将生活垃圾填埋场变废为宝的目的。垃圾填埋场因城市生活而生，而非城市生活的对立面，应采取科学的手段积极应对，解除“垃圾围城”的窘境。