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海綿城市的定義

時間:2023-07-24 17:07:26

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇海綿城市的定義,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

海綿城市的定義

第1篇

觀規劃角度提出建議,以期更好地推動海綿城市的研究與發展。

【關鍵詞】:海綿城市;水生態基礎設施;生態優先;雨水利用

1、海綿城市的提出背景

城市化的不斷加深則帶來一系列生態環境問題,其中水生態危機尤為突出。城市面臨的水生態問題遠不止洪澇災害,還有水資源短缺和水安全問題與之并存。反觀我國傳統城市建設模式,在應對內澇洪災和水安全問題的能力卻存在明顯不足。

因此,在我國水生態環境惡化和新型城鎮化建設的時代背景下,海綿城市作為人與自然和諧共存的有效途徑,被專業領域學者提出和推廣,并成為國家和地方政府解決城市雨洪綜合管理的指導方針和戰略目標。

2、海綿城市概念及意義

我國《指南》中對海綿城市的概念進行明確定義:指城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。該簡單概念背后隱含的深層內涵,可以具體分解為:一是,海綿城市面對洪澇或者干旱時能靈活應對和適應各種水環境危機的韌力,體現了彈性城市應對自然災害的思想;二是,海綿城市要求基本保持開發前后的水文特征不變;三是,海綿城市要求保護水生態環境,將雨水作為資源合理儲存起來,以解城市不時缺水之需。現代化城市建設過程當中,海綿城市的應用有利于解決水資源短缺、內澇頻繁發生、水生態惡化等突出問題,為建設海綿城市提供重要保障[1-2]。

3、海綿城市發展歷程

3.1國外研究發展歷程

通過國外文獻研究發現,海綿城市的概念最早被澳大利亞研究學者用來隱喻城市對周邊鄉村人口的吸附效應。近年來,多有學者運用該概念來形象比喻城市吐納雨水的能力。Ignacio F. Bunster-Ossa用海綿城市來形容城市像海綿一樣處理雨洪自然事件問題的彈性能力,并以三個案例說明了從規劃到設計不同尺度的具體雨洪管理設計方法,包含雨洪滯留和過濾等景觀手法的應用。2015年 1 月,美國《晨報》(Morning Edition)也展_了建設海綿城市的討論 。國際上關于“海綿城市”的相關理念與政策很多,盡管這些理念的名稱不同,但所采取的工程措施基本涵蓋:透水鋪磚、雨水花園、綠色屋頂、植草溝等雨水滲透、滯留設施,以及生物滯留池、濕地等雨水貯存設施。

3.2國內研究發展歷程

通過研究國內文獻研究發現,國內關于海綿城市概念最早可追溯到2003年,北京大學俞孔堅和李迪華教授共同出版的《城市景觀之路:與市長交流》一書中最早將“海綿”的概念比喻自然濕地、河流等對城市旱澇災害的調蓄能力。

在我國海綿城市概念發展的整個過程中,出現了多種概念名稱叫法,主要有綠色海綿、海綿體城市、生態海綿城市等,這些概念在改變傳統雨水排放模式、提高城市自然蓄水排水的能力、運用生態途徑解決城市水環境問題等方面展開了不同程度的探討研究,與海綿城市有著異曲同工的緊密聯系,最終在國家政策層面確定了海綿城市概念的統一和完善[1-2]。

4、海綿城市構建途徑與措施

主要分為水生態系統功能主體保護與修復和源頭管理與控制技術(區域低影響開發)。其中,水生態系統功能主體保護與修復主要包括:識別水資源保護生態斑塊、保護水系網絡及生態系統、修復已破壞的水生態斑塊及網絡、源頭管理與控制技術(區域低影響開發)等。根據城市降雨過程,區域低影響開發技術主要分為截留技術、促滲技術和調蓄技術3種。其中,截留技術是通過材料或者結構,將降雨過程中雨水形成徑流的速度減緩,通過增加雨水匯集的面積來達到延緩徑流目的的技術,如綠色屋頂及植物群落冠層截留等 [1-2]。

5、研究進展現狀概述(共識與爭議)

5.1三點共識

海綿城市理論產生至今,學術界達成了以下三點共識:

(1)海綿城市的建設是一個長期的過程。(2)內澇和水體黑臭等一系列問題雖然最終表現在水體上,但是其產生原因涉及人類活動特別是城市建設的方方面面,不能“就水論水”。解決問題必須在統一規劃的引領下完成,不是單一部門。(3)國外經驗是值得借鑒和總結的,但同時要注意的是,國內外城市規模、密度、居住習慣和發展水平不同導致的差異值得重點關注。

5.2七點爭議

2014年10月,《海綿城市建設技術指南》的頒布,使海綿城市圈形成了“灰色”“綠色”“灰-綠結合”三派鼎立的局面。爭議焦點大致總結為以下七點:(1)城市海綿概念可行性(2)綠地用來調節徑流的可行性(3)綠地承擔滯洪作用的可行性(4)城市保存雨水和充實地下水的方式(5)海綿城市解決水質污染問題的可行性。(6)建設海綿城市是否更省錢。(7)海綿概念是否可發展。

積極利用綠色海綿體保護和儲留雨水是一項積極善意的發展,但前提條件是城市擁有充足的綠地,雨水沒有被污染。城市海綿體對治理洪澇能起多大作用,需要實事求是、因地制宜地分析。我們不能把海綿城市當做是解決城市洪澇問題必須且唯一的靈丹妙藥,應該打破僵化的思維方式,站在更高的層面、更大的時空尺度上來觀察雨洪管理的問題

結束語

雨水不是負擔,而是寶貴的資源。在城市景觀設計中,將水資源、土地資源等生態平衡納入設計理念中,建立海綿城市是我國城市建設發展的必然趨勢,而我國當前所面臨的資源

問題和環境問題日益嚴峻,進一步表明我國建設海綿城市的必要性,因此,只有更好的將海綿城市設計與城市景觀設計結合起來,才能有效解決城市地表水存儲問題,減少城市生態環境惡化現象,進而促進我國現代化城市的可持續發展。

【參考文獻】

[1] 仇保興.海綿城市 (LID) 的內涵、途徑與展望 [J]. 給水排水,2015,41(3):1-7.

第2篇

關鍵詞:低沖擊開發;海綿城市;雨水利用;排水管理;綜合利用模式 文獻標識碼:A

中圖分類號:TU99 文章編號:1009-2374(2016)33-0109-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.33.054

隨著我國改革開放步伐不斷推進,城市化進程明顯加速,尤其是近年來施行的“城鎮化”戰略布局,進一步促進了城市基礎建設的發展,但是相應的城市洪澇災害、雨水徑流污染、城市排水污染、水資源面源污染以及水資源匱乏等問題嚴重制約城鎮化發展,對我國城市生態和諧發展提出極大的挑戰。為了從根源上解決城市排水管理與水資源匱乏問題,有效提高雨水利用率,節約城市水資源,對城市生態環境進行妥善管理與改善,我國提出了“海綿城市”發展理論,從而通過充分利用雨水資源,解決城市水資源污染與匱乏難題。本文結合城市排水管理和面源污染處理技術的發展趨勢,探索了“海綿城市”理論在城市生態和諧規劃和建設中的實踐應用。

1 低沖擊開發雨水模式理論

低沖擊開發雨水模式又稱為低影響開發雨水模式(Low Impact Development),是20世紀90年代由美國西雅圖、波特蘭市等城市共同提出的一種城市水資源保護與改善方案。低沖擊開發雨水原理是通過設計小規模的、分散的水資源源頭控制,從而對城市強降雨所產生的徑流、面源污染進行有效處理,并且使開發區實現開發前與開發后的水文環境和循環狀態基本相似。低沖擊開發雨水模式是一種以城市生態環境為基礎,以城市發展與建設為依托,實現雨水徑流控制與雨水開發利用的綜合管理。

低沖擊開發水模式的核心在于如下三點:(1)以城市生態環境為根基,實現城市發展與自然共生;(2)以雨水尤其是暴雨徑流源頭管理為主,實現雨水資源再利用;(3)充分尊重和利用本地區的地貌特征、水文環境、氣候類型等自然特性,盡量減少對本地區的環境擾動與破壞。城市建設是一項源于自然、依賴自然,但又不斷改變著自然,對自然進行重新設計的工程。為了保證城市的健康發展,必須實現城市建設與自然發展動態平衡,低沖擊開發雨水模式就是盡可能減少城市原有環境的破壞,實現城市雨水資源有效控制與利用。

相關統計數據表明,低沖擊開發雨水模式能夠有效減少城市暴雨徑流的30%~80%,延遲暴雨徑流峰值約5~30分鐘,從而對城市抗洪防澇,減輕城市排水網絡壓力,均起到重要作用。相比傳統的雨水控制與開發模式,低沖擊開發雨水模式更加側重與自然環境的和諧發展,因此更適合科學發展觀的城鎮化發展戰略,為我國城市生態和諧規劃提供重要依據。

2 “海綿城市”理論

“海綿城市”理論源于行業內慣用“海綿”來比喻城市排水及雨水吸附能力,隨后采用“海綿”描述城市或土地調整雨水積蓄的能力,因此“海綿城市”概念在學術界得到廣泛的應用。盡管對“海綿城市”的定義并不一致,但是“海綿城市”理論的核心思想都是旨在城市的洪澇調節能力。近年來,國家越來越重視“海綿城市”理論的研究與應用探索,先后在2014年和2015年了《海綿城市建設技術指南》《海綿城市試點工程建設指南》等官方文件,大力推動了我國海綿城市的探索與實踐。“海綿城市”理論是在低沖擊開發雨水模式、水敏感性城市規劃等理論基礎上發展而來的綜合性城市生態規劃與建設理論,為城市雨水管理、生態規劃與建設、自然發展等提供重要支撐。“海綿城市”理論將城市水環境和水生態作為根基,重點研究基于水環境和水生態的跨地域、跨尺度的城市規劃與建設等系統性問題。城市水問題的根本在于水生態環境整體功能的失調,例如大量的雨水沒有進入預定的排水網,而是形成城市內澇;水體面源污染問題嚴重等。因此,“海綿城市”理論不單單關注水資源本身,而是綜合考量水資源環境、水生態系統、水資源基礎設施、城市排水網絡等,并結合多種具體技術指導城市建設。

傳統城市建設中雨水處理側重于雨水單向管理,即雨水過多時通過城市排水系統將城市內澇積水排到周邊管渠,甚至直接排放到農村簡易溝渠,以犧牲周邊地區為代價達到雨水管理目的。雨水過低甚至干旱時,綜合利用周邊水資源引入、人工降雨等緩解城市水資源匱乏。因此,傳統城市雨水管理模式浪費了大量雨水資源,而解決洪澇或干旱問題時,通過周邊溝渠的排出與引入,又會增加城市水資源面源污染風險。“海綿城市”在應對城市洪澇和干旱等環境變化時,具有良好的彈性,能夠利用各種自然環境的優勢,抵消自然環境的劣勢。城市雨水過多時海綿城市能將多余的雨水資源吸收、過濾、凈化,存儲,實現雨水資源再利用;城市干旱時可通過釋放存儲的雨水資源緩解城市干旱,同時降低城市對周邊地區水資源的依賴程度。所以“海綿城市”在處理城市雨水資源方面具有獨特優勢,通過自然途徑和人工基礎設施干預,可進一步提高城市防澇抗旱的能力,對城市生態發展具有重要意義。

3 低沖擊開發雨水模式在“海綿城市”理論城市規劃中的實踐

低沖擊開發雨水模式與“海綿城市”理論在處理雨水資源方面具有一致性,而且“海綿城市”許多實現的途徑必須依靠低沖擊開發雨水技術,因此二者對城市規劃與建設具有重要影響。自從低沖擊開發雨水理論和“海綿城市”理論提出后,我國已經開展了相關技術試點工程,如北京中關村生命科學園、黑龍江哈爾濱群力國家濕地公園、天津橋園濕地系統、秦皇島濱海生態修復城市海綿系統等,通過試點工程的建設與實施,進一步驗證了低沖擊開發雨水模式和“海綿城市”理論的正確性和可行性。本小節將結合我國城市規劃和建設實際情況,探索基于低沖擊開發雨水模式在構建“海綿城市”中的應用。

3.1 城市道路規劃

城市道路是城市交通運輸的“大動脈”,是城市發展的重要支撐,因此城市道路規劃對城市發展具有重要意義。城市道路越來越寬闊,一旦遭遇暴雨,道路面水流量較大,道路及周邊垃圾等污染物隨雨水流動,極易造成面污染,對城市雨水資源產生影響。另外,暴雨導致城市內澇,道路積水嚴重,會嚴重影響城市交通,尤其是在惡劣天氣下將會對城市居民帶來不便。因此,城市道路規劃是關乎城市生態健康發展的關鍵。

利用低沖擊開發雨水模式對城市道路進行規劃,在保證城市道路暢通和基本功能的基礎上,要加強道路兩側及周邊綠化建設,通過建設道路綠地、透水路面、低沖擊開發雨水樹池等,減少道路雨水流量,增強道路吸收雨水能力。利用道路周邊綠化帶建設下凹的海綿系統,促進雨水徑流進入海綿系統,并對雨水進行過濾、凈化和存儲。綠地的應用,有效控制了道路雨水污染,從而提高了城市雨水環境和質量。

構建新型透水路面,可提高暴雨徑流滲入城市道路海綿系統的能力。透水路面要優先考慮應用在人行道,同時配合使用低沖擊開發雨水模式樹池,這樣可保證暴雨后人行道雨水徑流能在較短時間內徹底排干,方便行人雨后行走。在城市道路污染嚴重的地段,要慎重考慮透水路面的使用,道路海綿系統要強化雨水過濾和凈化功能,提高道路污染下雨水的水質。

3.2 城市水系統規劃

城市天然雨水常用的凈化場地主要有濕地、河塘、湖水等,利用天然水系凈化雨水不僅凈化效果顯著,而且不需要過多人工建筑設施的干預,在城市規劃和建設中節約成本。在海綿城市建設中,城市水系統是一項重要的基礎性建設。利用城市現有的濕地、河塘、湖水等水系統作為雨水凈化場,將城市廣場、綠地、公園等建設成具有一定城市雨水存儲和過濾功能的雨水滯納場地,形成完善的城市水系統。

為實現城市水系統的作用,需要從以下三個方面入手:(1)嚴禁居民或相關單位私自填埋城市低洼河溝和小型池塘,防止因河塘填埋造成城市防洪抗旱功能下降。對于已經填埋的池塘或河溝,應綜合考慮城市規劃的需求,并結合城市生態發展的實際情況,適當進行填埋恢復及生態重建;(2)突破傳統城市規劃理念,開放城市廣場、公園、綠地等設施的建設,盡量將這些設施與城市水系統構建聯系,提高城市廣場、綠地、公園等公共場所的雨水吸納與排水能力,形成城市水系統的重要輔助支撐;(3)充分考慮城市水系統建設與周邊生態環境的融合,將城市空間布局、地域環境、雨水管理等因素納入城市水系統構建條件,在充分利用城市生態環境下推廣水系統的構建與利用。

3.3 城市雨水管理規劃

從微觀角度來看,低沖擊開發雨水模式在城市雨水管理中主要是依賴水生態基礎設施的建設。以城市河塘來說,要實現雨水管理,首先要將城市雨水徑流引入城市河塘,形成城市雨水的匯集區。此外,為保證河塘的蓄水能力,還要確保具有良好的排洪渠道,而且排洪時并不會犧牲周邊或農村排水系統。城市河塘還要具備雨水凈化能力,這樣就形成了雨水吸納雨水存儲雨水凈化雨水再利用的良性循環。

在雨水管理規劃中要充分利用城市各個地形的優勢,達到因地制宜的雨水管理效果。在利用低沖擊開發雨水模式進行海綿城市建設的過程中,要充分尊重自然,敬畏自然,良性科學地利用自然,注重自然環境和生態環境的雙重保護,實現城市的生態和諧發展。

4 結語

低沖擊開發雨水模式和海綿城市理論是城市現代化規劃和建設的重要進步,在生態城市的建設和實施具有重要意義。在城市規劃中,充分利用低沖擊開發雨水模式和海綿城市理論,構建完善的城市雨水管理系統,充分發揮城市雨水在城市水資源管理中的重要作用,為構建生態和諧健康發展的現代化城市提供理論依據。本文通過分析低沖擊開發雨水模式在城市規劃中的應用,探索了海綿城市建設,為推動我國生態城市建設提供有力支撐。

參考文獻

[1] 鄒韻.基于低沖擊開發理念的城市雨水利用策略研究 [D].哈爾濱工業大學,2013.

[2] 裴古中.低沖擊開發技術在城市建設中的應用[J].市 政技術,2014,32(5).

第3篇

【關鍵詞】生態旅游城市濕地生態文化生態環境資源保護

濕地是地球上三大重要生態系統之一,被譽為“地球之腎”和“天然物種庫”,是保障國家生態安全和經濟社會可持續發展的重要戰略資源。城市濕地作為一個特殊的生態系統,具有重要的生態環境和社會服務功能,在城市的環境調節、資源供應、災害防治,以及人居環境美化等方面都有著不可或缺的作用。隨著人口的劇增,城市化的快速發展,導致城市濕地面積急劇減少,并且呈現出嚴重破碎化和生態急劇退化的趨勢,嚴重地影響了城市的生態、人文和人居環境。從生態文化的視角科學認識濕地,合理開發和保護濕地資源體系,是實現城市可持續發展面臨的重要課題。

一 城市濕地的概念及其特點

由于濕地性質的復雜性、種類的多樣性和分布的廣泛性,科學界對此至今還沒有一個統一的定義。國際上使用比較廣泛的是《濕地公約》中關于濕地的定義:“濕地系指不問其為天然或人工、長久或暫時之沼澤地、泥炭地或水域地帶,帶有靜止或流動,為淡水、半咸水或咸水水體者,包括低潮時水深不超過6米的水域。”這是一個以管理為目的的廣義的濕地定義。從定義可以看出,濕地是一類既不同于水體、又不同于陸地的特殊過渡類型生態系統,為水生、陸生生態系統界面相互延伸擴展的重疊的生態交錯帶,最突出的特征是由水因素主導的生態系統。

城市濕地是一個新的概念,誕生也就十來年,它是城市化進程中針對日益惡化的環境提出來的。對于城市濕地的內涵有多種理解,但其共同的觀點是:城市濕地是分布于城市(鎮),受城市影響,在生態學屬性、景觀格局和功能服務等方面已明顯不同于自然濕地的人工、半人工或城市建設中殘留的自然濕地。由于濕地類型多樣,城市濕地包括了城市區域之內的海岸與河口、河岸、淺水湖沼、水源保護區、自然和人工池塘,以及污水處理廠等具有水陸過渡性質的生態系統。

城市濕地是以自然景觀為主的城市公共開放空間,與鄉村或荒野的“自然濕地”相比,具有三個方面的特點:一是社會和生態服務功能為主。物質生產功能弱化,非物質生產功能相對增強。二是安全防護地位突出。由于城市人口聚集、經濟發達,城市濕地在環境調節和自然災害防控方面的意義更為突出。三是文化教育優勢體現。提供體閑娛樂和環境教育方面服務。因此,城市濕地是城市生態基礎設施或綠色基礎設施的重要組成部分,是城市生態安全的保障和城市文明的象征。城市濕地保護與恢復不僅影響到城市的水安全和生態安全,而且可以充分彰顯城市特色,提升城市文化品位。

二 城市濕地體現的生態文化價值

城市濕地分布在城市及其周邊地區,與其他城市系統不同,具有人與自然和諧共處的特殊功能,從生態文化方面總結,具有較高的環境保護、觀賞游憩和文化科學等價值。

1.生態保護價值

濕地和綠化系統共同構成城市之“肺”,是城市生態系統的重要組成部分,在生態保護方面具有不可替代的作用。濕地在控制防洪和凈化水質中發揮著重要作用, 是蓄水防洪的天然“海綿”,在降水季節分配和年度分配不均勻的情況下,通過天然和人工濕地的調節,避免洪澇災害發生,保證城市生產和生活水源的穩定供給。

對于整個城市來說,濕地的蒸發可調節區域小氣候,減少城市的“熱島”和“干島”效應。據觀測,濕地蒸發是水面蒸發的2~3倍。蒸發量越多,導致濕地區域氣溫越低。強烈蒸發還可導致近地層空氣濕度增加,從而降低周圍地區的氣溫。同時,通過濕地植物的吸收可以改善城市空氣質量,降低噪聲。利用濕地的水凈化功能建立與污水處理相配套的濕地系統,不僅能有效地凈化污水,同時還可利用污水中的水肥資源促進水生植物的增產,節約資源,使城市污水再生利用或資源化,達到良好的生態、經濟和社會效應。

2.觀賞游憩價值

城市濕地作為一種生態系統和景觀類型,水體、坡岸和陸地相結合的水陸鑲嵌格局,使城市具有顯著的景觀特異性,體現出城市的景觀多樣性,表現出賞心悅目的自然風光,讓人感覺舒適怡然,滿足人們的親水心理。城市濕地一般來說是城市中自然環境受人干預最輕的區域,是城市居民和旅游者回歸自然的良好場所。無論是在濕地公園中散步、騎車、劃船和其他健身活動一般都能得到比城市其他空間更佳的健身效果。

城市濕地景觀中的水體以其活躍性和穿透力成為景觀組織中最富有生氣的要素,集中體現了城市深厚的文化積蘊和豐富的物質文明。在人類活動的作用下,它不僅是單純的物質景觀,更是城市中的文化景觀。通過對濕地特有文化資源的發掘和更新,能夠很好地保護城市的文化生態。以城市河流水系為景觀構架,建造和發展濕地斑塊為鑲嵌,能夠充分展現水系交融、綠色輝映的生態網絡。利用濕地建設的濱水景觀能給人以強烈視覺效應的濱水景象。通過節點的對位、景觀通道的引導,形成有韻律的空間序列,使濕地空間結構與城市整體空間結構相呼應。

3.文化科學價值

第4篇

【關鍵詞】城市濕地;功能;問題;保護措施

前言

城市濕地是寶貴的城市資源之一,是城市綠地系統中重要的構建者,也是城市生態環境重要的調節者。但隨著城市化進程的不斷加快,城市人口不斷膨脹,加大了城市環境的生態承載壓力,人類活動對生態環境產生的頻繁的負面影響不斷增大,城市濕地遭到破壞。有的地塊墾為農田、牧地;有的成為垃圾堆放地;同時城市濕地也存在商業性過分開發的現象。在城市濕地周邊大量建筑人工景觀的同時,干擾了動植物習性,導致種群的數量和類型下降,影響生態環境的發育與穩定。城市濕地出現了污染嚴重,濕地面積逐漸退化等一系列的生態問題。保護城市濕地已成為城市發展過程中的一個重要課題,對城市濕地的開發利用、保護、恢復及重建問題的探討與研究顯得非常重要和緊迫。

1 濕地的定義

不同的學科對濕地有不同的定義,《濕地公約》中給濕地的定義是:不論其為自然或人工、長久或暫時性的沼澤地,泥炭地,或水域地帶,靜止或流動的淡水、半咸水、咸水水體,包括低潮時水深不超過6m的水域;同時,還包括鄰接濕地的河湖沿岸、沿海區域以及位于濕地范圍內的島嶼或低潮時水深不超過6m的海水水體。按此定義,城市內絕大多數的河流和湖泊、池塘等均屬于濕地范疇。

2 城市濕地的功能

城市濕地之所以寶貴,最重要是它具備了城市自然生態系統不可替代的眾多生態服務功能,在保障城市生態安全方面發揮了巨大的作用,決定著城市的可持續發展。

2.1 蓄水防洪,凈化水質。濕地在控制防洪、凈化水質中發揮著重要作用,是蓄水防洪的天然海綿,在降水季節分配和年度分配不均勻的情況下,通過天然和人工濕地的調節,儲存過多的雨水,避免城市發生洪水災害,保證城市工業生產和居民生活的穩定水源。

2.2 保持生物和遺傳多樣性。生物多樣性是人類社會賴以生存和發展的基礎,保護生物和遺傳多樣性在城市建設中具有特殊作用。濕地在維護生物多樣性方面占有非常重要的地位,依賴濕地生存、繁衍的野生動植物極為豐富,生物多樣性越豐富,其城市生態系統的穩定性越好。濕地是重要的遺傳基因庫,對維護野生生物種群的生存、篩選和改良均具有重要意義。

2.3 調節區域氣候,提高城市環境質量。濕地可影響小氣候,濕地的蒸發作用可保持城市的濕度和降雨量,使區域條件穩定,城市環境質量得到改善,在有城市森林的濕地中,大量的降雨通過樹木的蒸騰和蒸發,返回到大氣中,然后又以降雨的形式降到城市森林周圍地區,如果濕地被破壞,區域的降雨量就會減少,城市的空氣就會感到干燥。濕地可以降解污染物,達到凈化城市環境的作用,如濕地植物香蒲、蘆葦都被成功地用來處理污水。

2.4 涵養城市水源,提供城市用水。水是人類不可缺少的生態要素,濕地是人類發展工農業生產用水和生活用水的主要來源,城市的濕地在輸水、儲水和供水方面發揮著巨大的效益。

2.5 為城市居民提供休息、娛樂和教育場所。濕地具有自然觀光和旅游等方面的功能,不少濕地是重要的旅游資源,如杭州西湖是著名的風景區,除可創造直接的經濟價值效益外,還具有重要的文化價值;合肥的逍遙津和包河、蕪湖的鏡湖、安慶的菱湖,在美化環境和調節小氣候、為城市居民提供休憩空間方面有著重要的作用。

3 城市濕地目前存在的主要問題

城市濕地在城市生態建設中發揮了巨大的作用,但目前城市濕地還面臨著一系列的生態環境問題。主要表現在以下幾個方面:

3.1 污染加劇、面積減少

隨著城市化進程的不斷擴大,大量生活污水,工業廢水、生活垃圾及建筑垃圾,農藥和化肥等排入城市濕地,使濕地遭受污染,面積逐漸萎縮,景觀呈現破碎化。中國濕地種類最豐富,但遭破壞嚴重。現國家已經制訂了天然濕地的“零損失”制度,旨在保護濕地資源,防止天然濕地面積的進一步縮小。

3.2 生物入侵、原種消失

城市濕地的生物多樣性,景觀多樣性和可視性是城市濕地休閑旅游功能的基礎。近年來,由于人們對城市濕地景觀多樣性的要求,大量的外來物種被盲目引進,致使一些鄉土植物在競爭不過的情況下大量死亡甚至滅絕。大量外來物種的入侵,也使濕地原有的食物鏈遭到破壞,使濕地生態系統抗逆境干擾能力下降,不僅使濕地的生態環境不斷惡化,也使濕地的天然物種庫永遠失去了這些寶貴的基因。如:北京漢石橋濕地,葎草和野大豆的大量入侵其蓋度一度達到95%,使得本地植物蘆葦的生長受到限制,甚至死亡。嚴重地破壞了原有濕地生態系統的結構。

3.3 過度挖掘、湖泊淤積

由于城市濕地承擔著一個城市生態兼人文旅游景點的特殊性,就要求在濕地內修建許多人文及民俗景點和公共服務設施。這些地點的修建必然要占據一定的土地。在沒有足夠土地的情況下,人們只好圍湖造地,過度的挖掘就可能導致濕地沼澤化程度加劇,水面萎縮,水量減少,湖泊淤積,致使種群競爭加劇,生物多樣性銳減。還有一些是因為人們盲目地追求經濟利益導致濕地面積的萎縮。

3.4 人為破壞、功能降低

城市濕地是城市的生態屏障,并具有很高的休閑旅游價值。但遺憾的是,在開發利用以及觀光旅游的過程中,人為破壞現象很嚴重,如許多城市邊緣的河岸與海岸被堆砌成高高的水泥墻,人為地束縛了江水、河水與海水,影響了河灘、海灘的發育,景觀可視性下降,同時不利于防洪、防風暴;另一方面,許多工程(如沿海景觀大道)直逼沙灘、海岸,在破壞景觀的同時,還干擾了灘涂發育及水鳥的棲息和覓食。此外,在一些城市邊緣濕地自然保護區,至今仍有不少違法活動,如炸山采石、圍捕鳥禽,導致鳥類種群數量下降,嚴重影響了城市濕地休閑旅游功能的實現。

4 城市濕地的保護措施

4.1 加強立法。制定出與濕地資源保護管理相關的專項法律、法規,從法律的角度出發,在濕地的開發利用、居民的日常生活行為等方面,保護城市濕地生態系統,使城市濕地資源的開發、利用和日常使用有法可依,有利于城市濕地的管理和規劃的可持續性發展。

4.2 合理規劃。城市的建設規劃中,應對現有的城市濕地生態系統進行系統的研究,進行合理的規劃和設計,以確保城市濕地生態系統的穩定,防止人為的干擾和破壞。

4.3 建立監管機制。建立起城市濕地質量監控和評價體系,對城市濕地的生態波動和環境變化進行動態的監測和控制,維護城市濕地的生態穩定,使城市濕地的保護從被動的恢復重建狀態轉變到積極調控、積極協調的狀態。

4.4 生態文明的宣教。廣泛開展生態文明的宣傳、教育活動,提高廣大城市居民對濕地的認識,增強群眾保護濕地的意識和自覺性,積極引導廣大市民參與保護城市濕地生態的活動。

4.5 加強城市水資源管理。城市水資源是城市濕地系統的重要組成部分,要將城市濕地的合理開發利用納入城市水系的系統規劃和管理體系中,統籌生產、生活和生態用水,加強對城市濕地水資源的污染控制和防治,合理配置水資源,調整城市用水結構,提高水資源有效利用率,確保城市濕地的水面積。

5.結語

城市濕地是最寶貴的城市資源之一,它是城市綠地最重要的構建者,同時也是城市生態環境最重要的調節者。但當前,城市濕地還存在一系列的生態環境問題,最突出的就是污染嚴重,濕地在逐漸退化。保護濕地已成為一個世界性的問題。中國城市濕地公園的建設還處于起步階段,因此我們還需要在濕地的開發利用和保護上多下功夫,建立嚴格的法律法規并加大宣傳。眾多濕地公園成功建立的實踐已向我們表明:充分認識濕地保護的重要性和緊迫性并采取實際行動,將會使城市濕地建設成為非常優美的生態場所,使之成為眾多水鄉城鎮最靚麗的風景區和旅游區。

參考文獻

[1]國家林業局.中國濕地保護行為計劃[M].北京:中國林業出版社,2000

第5篇

關鍵詞:生態景觀;綠色景觀材料

1.綠色景觀材料

目前,“材料”二字被普遍認為是人類用于制造物品、器件、構件、機器或其他產品的那些物質。材料是物質,但不是所有物質都可以稱為材料。更常見的兩種分類方法則是結構材料與功能材料。

筆者試圖拓展“綠色景觀材料”這一概念。廣義的來說,即實現和組成某種物品或者某種精神存在的媒介,其包括精神與物質兩個層面的含義,而應用材料的過程即是一種設計的過程。從這個理解角度來看,在景觀設計項目實踐的過程中,不光木材、鋼材與玻璃是材料,土壤、水與植物動物等自然存在物更是材料,因為這些都是構成景觀的元素,都是景觀的結構或者功能材料。由此,筆者提出一個大膽的假設,即“自然存在即材料”,該命題的成立在景觀及相關學科方面,而并非是無限制的語義擴大。從某些程度來看,自然存在物作為一種更為環保低碳、天然的“材料”,對景觀的組成及功能構成有著舉足輕重的意義。

2.廣義綠色景觀材料的探索

《牛津園藝指南》中寫道:“景觀是將天然和人工元素設計并統一的藝術和科學,運用天然的和人工的材料―泥土、水、植物、組合材料―景觀建筑師創造各種用途和條件的空間①。”

此處探討的材料僅限于建筑和景觀建設中用到的材料。此處筆者將之定義為:在人類建造建筑以及景觀、園林、甚或其它設施、土工等時進行了人為加工,以使其服務于人類目的的相對均質的物質實體。這里需要強調幾點,以確定本研究的范圍,而不至于使之無限制擴大而失去意義:一是材料的人為操控性:沒有受到人類影響的,自然存在或雖受到人類影響,但并非有意識影響的東西,此處也不將其稱為材料。比方自然生長的樹木、礦產、光線,以至于沒有受到人主觀加工的能量(風、陽光)②。

由上述論述可見,上文中所述“自然存在即材料”、“廣義景觀材料”并非空穴來風,雖然由于種種原因限制,論證較少,但這確實是基于前人研究的實事科學依據的一種大膽、有根據的推理。

3.基本廣義綠色景觀材料

3.1土壤

廣義綠色景觀材料基本分布在人類肉眼可見的范圍之類,由自然存在不經人類加工的物質組成,其不光微觀的指某一株植物,更囊括包括景觀項目區域范圍內整體的土壤、水和大氣等物質。本文甄選兩個國家濕地公園作為論述案例,也由此可見廣義綠色景觀材料在生態景觀項目中占有決定性的重要地位,該概念也更多的用于生態景觀項目實踐。

近年來,城市澇災給城市帶來嚴重的社會經濟損害,并危及生命。城市雨洪公園的誕生,為解決城市澇災指明了一條出路,一條通過生態和景觀設計來解決常規市政工程所沒能解決的更有效的途徑。在這樣的背景下,中國首個雨水公園在哈爾濱群力新區出現了。

場地原為濕地,但由于周邊的道路建設和高密度城市的發展,導致該濕地面臨水源枯竭,濕地退化,并將消失的危險。土人的策略是將該面臨消失的濕地轉化為雨洪公園,一方面解決新區雨洪的排放和滯留,使城市免受澇災威脅,同時,利用城市雨洪,恢復濕地系統,營造出具有多種生態服務的城市生態基礎設施。實踐證明,設計獲得了巨大成功,實現了設計的意圖。其設計策略是保留場地中部的大部分區域作為自然演替區,沿四周通過挖填方的平衡技術,創造出一系列深淺不一的水坑和高地不一的土丘,成為一條藍-綠項鏈,形成自然與城市之間的一層過濾膜和體驗界面。沿四周布置雨水進水管,收集城市雨水,使其經過水泡系統經沉淀和過濾后進入核心區的自然濕地山丘上密植白樺林,水泡中為鄉土水生和濕生植物群落。高架棧橋連接山丘,布道網絡穿越于丘林。水泡中設臨水平臺,丘林上有觀光亭塔之類。創造豐富多樣的體驗空間。建成的雨洪公園,不但為防止城市澇災做出了貢獻,同時為新區城市居民提供優美的游憩場所和多種生態體驗。同時,昔日的濕地得到了回復和改善,并已晉升為國家城市濕地。該項目成為一個城市生態設計,城市雨洪管理和景觀城市主義設計的優秀典范。

筆者認為,北京大學俞孔堅教授的“海綿理論”極大的減少了市政管道的壓力,以土壤與自然根系減緩雨水滲透速度、自然儲水,全面剔除硬質鋪地對城市內澇的負面影響,是一次理想的“零添加“的嘗試。然而,其理念的基礎是以土壤作為實現該項目的最大構成元素,以土壤的天然固有屬性――孔隙結構作為“海綿”的結構基礎,這便是將土壤作為了該項目的最大的綠色景觀材料,革新了綠色景觀材料的性質與定義。

3.2 水

水是支撐地球生命系統的重要基礎,是生態環境的核心要素,水生態系統不僅提供了維持人類生活生產活動的基礎產品和社會經濟發展的基礎資源,還起到維持自然生態系統結構、生態過程與區域生態環境的功能。

在論述以水作為廣義綠色景觀材料來使用時,濕地公園類別的景觀設計項目就是最佳的實例。濕地是指:“不問其為天然或人工、長久或暫時性沼澤地。濕原、泥炭地或水域地帶,帶有或靜止或流動、或為淡水、半咸水體者,包括低潮時不超過6米的水域”。濕地有豐富的野生動植物資源,既是陸地上的天然蓄水庫,在蓄洪防旱、調節氣候,控制土壤侵蝕、促淤造陸、降解環境污染等方面起著極其重要的作用,又是眾多野生動植物,特別是珍稀水禽的繁殖和越冬地③。

由上組圖2可見,項目在湖面景觀布置、沿岸旅游景點的開發設計、水路交通路線及水上交通工具的設計等方面均做足“水”文章,著力為杭州西溪濕地④項目營造出江南水鄉的主題基礎特色。將項目設計得景色旖旎、特色鮮明,有別于其他生態公園,為喧囂城市里來此的游客帶來了寧靜優美的游覽感受。

在杭州西溪濕地的景觀項目中,我們可以發現設計者將“水”作為景觀的主體,植物、動物、人類依水而生,以水為底構成一幅幅美景。在此項目中,水已然成為最大的綠色景觀材料,從而成就了這個聞名學術與社會各界的景觀項目。(作者單位:南京理工大學設計藝術與傳媒學院)

參考文獻:

[1]景觀設計學―場地規劃與設計手冊,約翰?O?西蒙茲,俞孔堅等譯[M], 北京:中國建筑工業出版社,2000

[2]何新聞著.環境景觀設計―材料結構與運用[M].北京:建筑工業出版社,2008.

注解:

① 牛津園藝指南. 羅賓?萊恩?福克斯,

② 吳家欽的植物作為景觀視覺的特性研究,北京林業大學,2004,

第6篇

關鍵詞:雨水花園;生態效應;雨洪管理;可持續發展

0 引言

近年來,我國頻繁遭遇前所未有的水資源危機,城市內澇嚴重,下墊面過度硬化,自然綠地已經成為稀缺資源。我國水資源相對短缺,有一半以上的國土地處干旱、半干旱以及季節性干旱的半濕潤區,水資源時空分布不均勻,導致結構性缺乏更加嚴重。與此同時,我國大部分人口和產業集中在江河湖沿岸地區,甚至處于泛洪區內,加之大陸性季風氣候降雨集中等特點,使大多數城鄉地區不可避免地遭受洪澇災害威脅。水資源短缺與水災害頻發已經成為制約我國經濟發展的兩大重要因素。面對這一嚴峻形勢,我國半個多世紀以來,以工程措施改造水環境、解決水問題,取得很大成就。

在當前水資源矛盾尖銳的情況下,將雨水進行再利用,彌補先天水源不足,緩解城市水問題。我國雨水花園技術尚處于發展初期,收效微弱,利用率低。人們一直視雨水為廢棄物,長期以來“一排至之”的做法,不僅浪費了雨水資源,同時也破壞了城市水系統的循環性。在此背景下,我國急需建立一套“滲、滯、蓄、凈、用、排”的雨水循環利用系統,應對水危機,助力海綿城市建設進程。

1 雨水花園的理論基礎

1.1 可持續發展理論

可持續發展的理論源于人類對于未來社會的擔憂,最早應用于林業生產方面。1987年,世界環境與發展委員會的《我們共同的未來》,將其定義為既能滿足當代人的需要,不危及下一代人的生存,又使下一代人的需要和生活得到保證。

從可持續發展理念出發,雨水利用將成為未來城市發展的重要參考因素。首先,城市水資源日益短缺,地下水的開采過度以及雨水的初級污染加劇了城市生態環境的破壞;其次,季風性氣候影響,許多城市內澇嚴重,給人民生產生活造成嚴重損失針對水資源短缺與城市雨洪災害兩大主要矛盾,實現雨水資源的收集與再利用,改善城市水循環系統,提升城市生態環境品質。

1.2 生態設計理論

18世紀下半葉,人類社會邁進工業時代,科學技術迅猛發展。與此同時,全球變暖、城市膨脹、環境污染、資源短缺等一系列城市問題威脅著人類的生存。美國建筑師麥克?哈格出版的《設計結合自然》,標志著生態設計時代的到來。與傳統設計相比,生態設計將重點放在城市環境方面,旨在構建結構合理、功能高效的人居環境。

在生態規劃設計理論的倡導下,要求規劃設計充分尊重自然原有肌理,保護城市生態環境,充分實現自然資源的再利用與再循環。雨水花園技術依據生態設計理念,結合規劃地的自然稟賦,使用鄉土植物,達到截留污染物、凈化雨水的作用,實現城市雨水資源的再利用。

1.3 綠色基礎設施理論

綠色基礎設施不同于傳統“灰色基礎設施”,是保護環境、生態、資源的有效途徑。

美國環境保護局將其定義為,為提高整體環境質量而設置的自然系統或仿自然人工設施,并將這一概念拓展到雨水徑流管理方面,通過自然系統或模擬自然系統的工程措施對徑流污染進行控制。

在城市傳統發展模式的作用下,城市雨水難以下滲,造成初級雨水徑流污染,形成較高的短時雨水徑流總量和徑流速度,致使城市洪澇災害的發生。與傳統工程設施相比,雨水花園技術不僅前期投資、后期維護成本低廉,而且與景觀設計相結合,實現美學、生態等多種功能。

2 雨水花園的類型與結構

2.1 雨水花園的類型

根據實施目標不同,雨水花園可以分為以控制徑流污染為目的和以控制徑流量為目的兩種類型。

第一,以控制徑流污染為目的的雨水花園,主要功能為處理污染較嚴重的初期雨水,一般適用于徑流污染比較嚴重的城市空間,例如停車場、城市廣場、城市道路等,結構比較復雜,需設計專門的底部排水溝渠。第二,以控制徑流量為目的的雨水花園,主要功能為減少區域內的雨水徑流總量,一般適用于處理雨水水質相對較好、匯流面積較小的城市空間,例如建筑屋面、附屬庭院、中小學校、居住小區等,構造相對簡單,造價低廉,無須設計專門的底部排水溝渠。

2.2 雨水花園的結構

雨水花園通過植物的截留與土壤的滲透蓄滯作用,達到凈化初期雨水污染、降低短時雨水徑流量以及收集地面匯流雨水的效果。一般其結構主要分為蓄水層、覆蓋層、植被與種植土層、人工填料層、礫石層等五部分。

第一,蓄水層主要為滯留和過濾雨水,同時將雨中的沉淀物留在該層。第二,覆蓋層主要為提高土壤滲透作用和凈化雨水,防止水土流失。第三,植被與種植土層主要為過濾與凈化雨水,選擇多年生植物,可短時間耐水澇。第四,人工填料層主要為滲水,其厚度應根據規劃地的降雨特性、服務面積確定,多為0.5~1.2m。第五,礫石層主要為排除多余的雨水,由穿孔管排入城市管道中。

3 雨水花園的規劃要點

3.1 雨水花園的選址

第一,規劃建設前必須對場地進行適宜性評價分析。在選址前,應對土壤采樣,進行性質分析實驗,避免將雨水花園建設于土壤滲透性差、土質松軟、保水量低的場地上,以免發生長時間的積水,對城市環境造成負面影響。第二,規劃場地應具有適宜的匯水面積,能容納短時驟增的雨水量。開工建設前,根據該地區相關室外排水技術規范計算場地內的雨水徑流量,在城市低洼地帶、易積水區設置雨水花園。例如,城市道路、廣場等空間,以便于發揮對雨水的控制與利用作用。第三,不能對場地建筑以及其他基礎設施造成損害。在開工建設前,應實地踏勘場地基礎條件、周邊環境特點,減少對基礎設施的影響。例如,在居住區雨水利用系統建設中,選址要求距離主體建筑物至少3m,避免浸泡建筑基礎。第四,規劃場地應保留一定面積的地上或地下空間。依據場地內的雨水徑流系數分析,確定雨水花園的建設規模。不同現狀條件的項目,所需的雨水花園建設規模不同,留有足夠面積的地上或地下空間,便于規劃建設。第五,雨水花園的選址與后期維護對環境存在一定要求。例如,雨水花園的選址盡量設置于南向,遠離高大喬木根系;場地高差系數小,減少人為施加土方量;控制周邊污染源,保障雨水水質中等,降低對雨水花園內種植物的影響。

3.2 雨水花園的規模

在確定雨水花園建設要求后,應采用量化分析法對雨水花園規模進行測算。依據水量平衡分析法,對規劃場地的地面雨水徑流量、匯流量、蓄水量、下滲量等運用數學科學算法,推演出所需雨水花園的表面積。依據多次流量模擬測試實驗,確定雨水花園的積蓄和下滲能力,以及應對暴雨強度測評系數,保證該規劃地水文條件各要素值動態平衡,指導雨水花園規劃方案的可行性與合理性。

4 結語

作為綠色基礎設施的重要組成部分,零散分布的雨水花園所能發揮的作用有限。當代設計師需要建設更多優秀的雨水案例,完善綠色基礎設施理念,增強普及性(下轉第頁)(上接第頁)與應用性。雨水花園的建設需要推廣到城市的各個角落,發揮各自特定的作用,促進城市生態環境的改善,應對水災害,適應水環境,平衡水生態,以小見大,為現代海綿城市建設添瓦助力。

參考文獻:

[1] 車伍,馬震,李俊奇.城鎮雨洪控制利用與水景觀設計[J].建設科技,2009(23):58-60.

[2] 向璐璐,李俊奇,鄺諾,車伍,李藝,劉旭東.雨水花園設計方法探析[J].給水排水,2008(6):47-51.

[3] 王淑芬,楊樂,白偉嵐.技術與藝術的完美統――雨水花園建造探析[J].中國園林,2009(6):54-57.

[4] 孫靜.德國漢諾威康斯柏格城區一期工程雨洪利用與生態設計[J].城市環境設計,2007(3):(下轉第頁)(上接第頁)93-96.

[5] Megregor Partners.環境保護類規劃的旗艦――綠色廣場[J].潘岳,譯.景觀設計,2009(3):74-76.

[6] C .飛利浦,G.斯莫林伯格.哈斯廷公園[J].張文英,譯.中國園林,2006(11):37-40.

第7篇

關鍵詞:逆城綠化;綠地景觀設計

1 逆城市化

逆城市化是20世紀70年代以來西方發達國家尤其是美國城市發展的新現象[1]。其定義為城市人口向鄉村居民點和小城鎮回流的現象。

鄉鎮逆城市化現象有以下幾種典型特點,鄉鎮人口密度增大,從國外已有逆城市化現象和國內正在如火如荼地進行著逆城市化建設進程中發現,城市人口非轉農或遷移到郊區去住的現象越來越普遍,但在人口轉移后,其就業、生活方式、價值觀仍是城市型,對原有鄉鎮居民有一定同化作用。同時原有居民逐漸改變就業方式,由單一農作向服務業轉變;城鄉二元結構的化解,逆城市化現象將城市、農村、鄉鎮結合到一起,逐漸磨平原有明顯的鴻溝,即所謂新型城鎮化;購買力提高促使鄉村經濟上的繁榮;促進教育、服務設施的健全,鄉鎮人口教育文化水平、審美能力的提高;鄉鎮原有生態遭到一定程度的破壞,環境污染增大。

2 逆城市化洪流中鄉鎮國道道路環境的轉變

2.1 大氣污染愈加嚴重

隨著逆城市化的日益推進,鄉鎮機動車數量增多,尾氣排放量也日漸上升。2015年,柴靜推出霧霾調查紀錄片《蒼穹之下》,強調危害人類健康的空氣最重要污染源PM10~PM2.5,主要來自于化石燃料燃燒、機動車尾氣排放以及道路揚塵,道路景觀環境污染比城市的平均水平更加嚴重,嚴重危害周邊居民的身體健康帶。

2.2 道路環境溫度升高、濕度降低

由砂石、瀝青或水泥鋪成的路面與機動車輪胎的摩擦力使得道路迅速產熱成為一個“熱浪帶”,呈現出干熱的小氣候特征。同時機動車輛的快速穿行周邊空氣流通速度較大,地面干熱空氣可以迅速影響周邊環境及周邊景觀的設置。

2.3 聲光污染加劇

由于城市快速路主要為機動車通行,噪聲污染難以避免,如快速路與城市結合的部位以及高架橋、交通環島等車流量較大的地方。

2.4 土壤環境惡化

重金屬陽離子含量較高,道路周邊由于汽車尾氣的排放,周邊土壤重金屬污染較嚴重,影響植物根系的生長。鉛污染和汞污染是道路周邊土壤的2大要害,由汽車尾氣微粒沉降積累而形成,嚴重影響綠色植物以及人類健康。除此之外,汽車橡膠輪胎與地面迅速摩擦產生的揚塵中Cd、Cr、Ni的含量也很高,對周邊土壤環境影響較大,同時,化石燃料的泄露,運輸貨物的泄露等在地面留下污跡經過雨水的沖刷滲入到周邊的土壤中引起重金屬離子的積累。

透水性低,多數基土較實,加上周邊揚塵的累積覆蓋,土壤孔隙通透性較差,透水能力相對較差。由于近些年海綿城市的推進,部分道路綠地透水性改良比較成功,但由于經濟與技術的局限性,鄉鎮國道周邊的綠地尚未進行改造,不保水的情況比較嚴重。

養分含量低,土壤養分含量主要是由研究區域土壤類型決定,其次是降水等因素,我國土壤可以分為砂質土、黏質土、壤土3種類型。正常情況下,砂土透水性好,保水性差,養分含量低;粘質土養分高,保水能力強,排水透氣性差,不適合植物生長,同時對構筑物的基礎也有一定影響;壤土是介于前2者之間,比較適合營造綠色空間。

2.5 植被特征

國道周邊植被比較單一,除行道樹外多以抗性較強的喬木防護林帶為主,少數部分將周邊自然景觀納入其中。在快速路的節點位置、交叉口、城區段等位置適當增加色彩豐富的群落。

2.6 周邊用地性質的變化

由于鄉鎮國道承擔鄉鎮之間的快速運輸,鏈接不同城區之間,區間較長,逆城市化現象導致部分小城鎮繁榮,物流能力加強,經濟發展較快。周邊用地類型由原有單一農業用地到如今日趨多樣化,如農田用地、水系用地、工業用地、居住用地、商業用地等。

3 策略

3.1 道路綠地緩解大氣污染問題

鄉鎮道路綠地中植物是綠地景觀的重要組成部分,其對吸滯顆粒污染物及有害氣體凈化空氣和改善環境起著非常重要的作用[4]。櫻花、重陽木、側柏、紫葉李、銀杏單位面積滯塵量比較大,適宜種植在快速道路綠地中。當然,鄉鎮國道周邊一般人口密度不是特別大,尾氣影響問題尚可以用植物來緩解。對于道路內部的影響比較大,如果道路兩側及分隔帶種植其喬木冠幅較大或接冠,道路內部尾氣及揚塵不易擴散到外部,對國道內部交通影響較大,所以在選用抗尾氣煙塵樹種的同時,盡量避免上空接冠,下層植物也應選擇抗逆性較強品種。

3.2 對聲光污染問題的隔離設計

噪聲和炫光等因素都影響著道路綠地的設計,注意噪音防護,最大化減少噪音干擾,考慮與周邊環境的關系,適當布置防護隔離帶(圖1),兼顧土地利用的合理性。對于鄉鎮國道眩光的隔離,多數采用道路分隔帶綠籬種植隔離設置景觀隔離板的形式。

3.3 基于現狀土壤選擇植物景觀設計

重金屬陽離子污染嚴重的土壤色調發黑而且影響其生長植物根系的發展以及葉綠素的形成,因此道路綠地種植設計時,要以根系萌蘗能力強、根系發達的植物為主。如道路環境土壤中汞離子含量較高,應選擇抗汞污染能力較強的刺槐、槐、毛白場、垂柳、桂香柳、紫藤、木槿、歐洲繡球、榆葉梅、山楂、接骨木、金銀花、大葉黃楊、小葉黃楊、海州常山、美國凌霄、常春藤、地錦、五葉地錦、含羞草等。對于保水能力差、養分貧瘠的區域可選用綠肥做地被綠化,如紫云英、豌豆、豇豆、金光菊等以提高有機質含量,增加土壤保水保肥能力。同時,為改善植物生境留用路基表土,提高土壤孔隙度,可留用表土(圖2)。

3.4 場地人性化設計

無障礙設計最能體現道理人性化設計特征。無障礙設計包括盲道設計、公共區建筑無障礙出口以及坡道形式和緣石等,都體現出道路設計者對特殊人群的關愛。標準段內設置的一些場地節點,供路人休憩。其設計同街旁綠地一樣需要設置無障礙通道及設施,做到場地使用的公平性。

人行道人性化設計首先是平整度和緊密度。安全性舒適性也尤為重要,人行道的鋪裝材料必須以防滑磚為主,充分考慮坡度以及與周邊環境的聯系。

3.5 提升景觀視覺舒適度

視覺景觀舒適感主要體現在色彩控制、節奏控制、尺度感控制中。

色彩控制要充分考慮動態與靜態的視覺需求。在鄉村以及城鄉結合部的中段人流量少,車流量大且車速較高的地段,盡量以冷靜的灰綠藍綠為基調,一定距離之內適當增加高純度、高明度色彩意向,國道兩側以單種植物行道樹簡單種植,干凈整潔,減輕視覺壓力。城鄉結合部色彩選擇增加一些明度,盡量簡約,種植設計可配置一排行道樹加一排簡單彩色花灌木,點綴場景同時又不影響視覺,預示即將進入城區。特殊風貌地段色彩選擇強調結合周邊環境色,選擇色調跟環境鄰近色或對比色,以達到控制視線的目的。郊野風景區路段考慮人少及風景區的形象,多以偏暖調,其中偶有穿插有色樹種,與遠山的冷形成對比,原則上不過于分散駕駛員視線。節奏和尺度感的控制主要體現在標準段的設計中,標準段的長度及圖案的大小以及變化關系直接影響動態視覺感受。

3.6 安全性營造

高級別安全理念,考慮實現三角,在交叉口以及路線轉折的位置要采取通透性配置;在道路轉彎處、丁字路口、十字路口等處, 駕駛員在視力范圍內會看不清前方道路的走向時, 可以通過植物種植的方式, 判斷計算視距以外的道路方向,起到線型預示的作用以免駕駛員對道路線形的變化反應不及時而發生事故。沖撞防護。密集而富有彈性的喬灌木枝條, 柔軟致密的地被植物, 對于交通事故中沖出邊坡的車輛, 可起到一定的防護和緩沖作用, 減輕交通事故后果。同時,合理的植物配置還可以起到遮光防眩的作用。

3.7 文化微滲透

一個地區的文化豐富多彩,但是作為一條鄉鎮國道道路景觀,不可能承載地區的所有文化。應結合道路所在的區位、周邊用地、未來規劃發展綜合考慮文化的承載度,適度表現地方文化。

3.8 生態微循環理念

逆城市化現象給鄉鎮環境帶來一定的生態壓力,內外流通性大、交通承載力強的國道也承載著巨大的生態壓力。在國道綠地景觀設計過程中,生態性是首要內容。筆者針對道路景觀的線性特點提出道路景觀生態微循環的理念,具體體現在以下幾個方面。

種植方面,近遠期相結合,速生樹種與慢生樹種合理搭配,尊重自然生態循環演化,提倡物種多樣性與景觀豐富性打造經濟可行的新型鄉鎮快速路。

雨水方面,提倡自然生態雨水收集處理系統,實現自然水凈化處理,減少地表沖蝕,穩定地基。①考濾適度收集利用雨水,每300m設雨水收集池,如設置“雨水花園”,緩滯雨水。②運用透水鋪裝材料,涵養水源。③緩坡草墊滲透,旱溪、滲透溝渠疏導徑流,降雨微循環。④復合地被三級過濾,在鄉村段設置生物滯留池、草洼等。⑤采用低地基,加寬隔離帶,疏導隔離帶雨水(見圖3)。結合理水堆坡處理,盡量平衡土方。分割匯水面,避免形成過大徑流。自然邊坡考慮動物的保護與穿行,(見圖4)。

4 總結

城市化背景下,鄉鎮國道景觀設計需充分考慮時代背景和環境轉變因素,道路綠地景觀與當下環境、使用人群相匹配。緩解環境壓力、提升聲光隔離、生態微循環、文化微滲透、人性化設計、提升視覺舒適度等對提升鄉鎮國道綠地景觀質量起到重要作用。

第8篇

植物工廠是用高科技打造的現代農業可持續生產系統。在這個生產系統中,采用立體栽培技術進行周年生產,植物產量是傳統農業產量的幾十倍甚至上百倍,產出的植物品質達到綠色甚至有機品質。目前世界上僅有日本、美國和荷蘭等少數發達國家掌握這項技術,其中日本科技企業建設有大量植物工廠。我國植物工廠發展時間尚短,還處于科研、試驗、示范階段。但植物工廠作為一種新興農業生產模式,已經開始在花卉、蔬菜等品種的栽培中使用并被越來越多人接受。未來隨著中國農業產業環境的變化、城市人口的增加以及植物工廠應用成本進一步降低,植物工廠有望迎來發展的黃金期。

從《火星救援》到植物工廠

電影《火星救援》中有這樣一幕:宇航員馬克是一名植物學專家,當他被獨自遺留火星后,為了克服生存威脅,開始在沒有合適的土壤和空氣的情況下,一步步手動蓋起一座馬鈴薯生產工廠,用自己的排泄物和人造水澆灌土豆成長。最終孤身留在火星上的宇航員馬克在火星荒漠上種出了土豆,并靠種土豆、吃土豆生存500天。

看完《火星救援》后,很多人都開始想象如何在貧瘠的荒漠上依賴科學智慧養活自己。宇航員馬克在火星基地的室內鋪好火星土壤,生產出了寶貴的土豆。而在實際生活中,亦有人在高樓林立、寸土寸金的中國城市里建起了植物工廠。

臺灣人蕭俊丞從2013年起開始在北京CBD創建“植物工場”。這片位于東三環高檔寫字樓地下空間的“菜地”約50平方米,狹長的空間里整齊地擺放著一排四層高的貨架,通過直流冷光LED照明和流動的營養液來培養蔬菜,每月可收獲新鮮蔬菜一千斤。由于采用無塵車間生產,擺脫了土壤污染、水源污染和空氣污染,保證了蔬菜的品質,越來越多的人開始上門尋求合作。由于需求量大,蕭俊丞又在北京豐臺郭公莊建設了另外一座“植物工場”, 以滿足越來越多企業、寫字樓、餐廳及家庭的要求。

在人們的印象中,中國有廣闊的土地,可以栽培大量的果蔬產品,好像植物種植與科技的距離還比較遙遠。但是真實的情況卻比較復雜。業內專家表示,我國大田露地農業生產系統雖然面積較大,但是其產能和穩定性卻一直較低。其中原因包括從農業生產資源的數量和質量上看,土地、水肥、人力資源的數量和質量都在下降。另外,由于農業環境的污染、自然災害頻發、季節干擾大。大田農業受季節干擾很大,中國北方在冬季根本無法進行大田農業生產,還有就是即使使用溫室栽培,但是人為干預能力差。比如去年12月下旬,受霧霾天氣影響,北京市昌平區溫室大棚光照普遍不足,草莓生長發育受到極大影響,上市時間比原計劃推遲了半個月左右。

基于上述原因,設施農業雖然在我國得到大力發展,但這種低端的設施農業,包括塑料大棚、日光溫室等,其產能和穩定性一直比較差,增產和穩產的潛力有限,那么如何才能人為控制光照、水分、養料、溫度等條件來提高果蔬產量和質量呢?

結合目前人類已有的技術,解決辦法只能是發展“植物工廠”。 “植物工廠”的定義就是通過設施內高精度環境控制,來實現作物周年連續生產的系統,這個系統不受或很少受自然條件的制約,是一種高效農業生產方式。總理2015年提出,要“通過升級創新農業生產系統,提升農業裝備的級別,用工業的理念發展農業”,就是這個意思。只有通過這種方法,我們才能用有限的資源、有限的空間生產更多的糧食和食物。

4月20日,第十七屆中國(壽光)國際蔬菜科技博覽會在壽光開幕。其中十號展館的“植物工廠”就是一項樣板工程。該植物工廠是利用物聯網系統對植物生長的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度及營養液等環境條件進行實時監測和自動控制,使設施內植物生育不受或很少受自然條件制約的省力型生產。其智能精準采集系統可以實時無線采集溫度、濕度、土壤酸堿度、肥力指標、農殘等數據,智能節水節肥控制系統可根據土壤肥力指標、酸堿度等數據控制智能管控水閥。另外,該工廠還將光伏太陽能發電應用到植物工廠中,除可作LED植物補光系統外,還可應用到營養液循環系統、生物殺蟲燈和自動化控制系統等,有效降低植物工廠的成本。

日本科技企業大量建設植物工廠

植物工廠是一種新興農業生產模式,可廣泛用于花卉、蔬菜、藥材和食用菌種植栽培,目前這種技術主要被荷蘭、日本、美國等發達國家掌握,其特點是在高科技支撐下,作物栽培可以不受或者很少受外界自然條件制約。

據了解,植物工廠可以大幅提高單位土地利用率、產出率和經濟效益。由于自動化程度高,所以其還具有生產計劃性,使農產品安全無污染,生產操作省力。

植物工廠可以在極端惡劣的環境條件進行生產,有利于農業擺脫資源與環境的限制,實現農業的可持續發展。因此,植物工廠被認為是21世紀解決世界資源人口和環境問題的重要途徑,也是未來高科技工程(如航天工程、海洋探索過程)中實現食物自給的重要途徑。

在日本,由于人口老齡化日趨嚴重,植物工廠在日本獲得了廣泛應用。

近年來,日本科技界建設了大量的植物工廠,東芝、富士通、松下、夏普等電子行業巨頭紛紛將閑置的工廠改裝為高科技溫室大棚,種植無菌蔬菜,很多電子工程師也隨之搖身一變,成為新時代“農夫”。

日本國民自古有吃生菜的習慣,而生菜等葉菜又特別適合在植物工廠內種植,一些有實力的公司便紛紛介入開發(比如三菱、松下等),每年都有新技術推出。以橫須賀東芝無塵室農場(Toshiba Clean Room Farm Yokosuka)為例,該農場位于神奈川縣橫須賀市,由原來的軟盤工廠內的四層建筑改建而成,占地面積近2000平方米。培育的綠葉蔬菜有散葉生菜、玻璃生菜、直立生菜、瑞士甜菜、雪菜、菠菜、芝麻菜等。該植物工廠從播種到栽培,工人會根據菜苗的成長階段,細心地為每株菜苗更換栽培棚。在播種階段,工人會將種子種在小盒子的海綿上,然后放在托盤的孔中。而在栽培階段,隨著植物的生長,小盒子會被換到孔間隔更大的托盤上。根據植物大小而改變栽培密度并更換到高度不同的栽培棚的方式可以更有效地利用空間。

另外,富士電機、松下、富士通等電子廠還努力將先進的傳感技術、制造技術運用在植物工廠,大幅降低農業生產成本。運用節能技術也成了中小企業進軍植物工廠的推動力,并計劃推展至新興國家,幫助其先進農業發展。

比如富士通同Aeon子公司AeonAgriCreate和日本國際合作機構(JICA),自2016年1月起在越南推動實驗植物農場,由富士通建構測量系統,設置數十個傳感器,實時測量天氣、土壤和成長狀況。AeonAgriCreate從中分析數據,透過網絡從日本遠程指導越南農民。

松下則在新加坡啟動了該國政府批準的首座室內蔬菜工廠。生產品種為紅葉生菜等10種蔬菜,年產量為3.6噸。該公司將與日本餐飲連鎖店“大戶屋”合作,向新加坡的店鋪供應該工廠生產的蔬菜。夏普在迪拜建設了栽培草莓的植物工廠實驗樓,并已開始進行實驗。

如今在發達國家,植物工廠已進入產業化階段,相關市場形成了制造和供應的產業鏈,企業可以方便地從零售渠道獲得種子、營養液、栽培用具和各種耗材進行種植。因全世界對“安全放心食品”的關注度越來越高,日本等很多高科技公司還打算將植物工廠培育成新的出口產業,并在海外新建大型植物工廠,同時銷售植物工廠使用的設備及系統。植物工廠對于日本制造業來也成為近年來新的經濟增長點。

中國:植物工廠正在大力推廣

不需土壤,無需陽光,蔬菜照樣生長,而且質量和產量都更好,因此植物工廠被稱為設施農業的最高級階段。在我國,植物工廠的興起和發展時間還比較短,大多數植物工廠還處于科研、試驗、示范階段。據悉,植物工廠一般分為5級,它們按照發展流程如下:芽菜植物工廠菌菇、藥用菌植物工廠葉菜植物工廠漿果、花卉植物工廠中藥植物工廠。而我國的植物工廠一般處于第三級和第四級。目前,在我國的北京、山東、江蘇、福建等地都有“植物工廠”在進行生產研發,種植品種包括生菜、西紅柿、油菜、葡萄、黃秋葵、辣椒等品種,以及一些高檔花卉種苗。

由北京市農業機械研究所和北京京鵬環球科技股份有限公司建立的京鵬植物工廠是我國第一座規模化的植物工廠。該植物工廠占地近1300平方米,內部分為四大區域:組培播種區、育(煉)苗區、生產收獲區和包裝貯藏區,配有人工光利用型、太陽光利用型、太陽光和人工光并用型等三種不同模式的植物工廠生產車間。京鵬植物工廠的檔次與水平目前已經處于國際先進水平,其技術的原創性和集成性特別高,如精準育苗生產線、移栽機器人、組培技術、采摘收獲機器人等。

2015年,我國首個自主研發的,立體式標準化植物工廠――農眾物聯植物工廠在北京市平谷區建成并投入運營。在北京市平谷馬坊工業園區,單體總面積2.6萬平方米的農眾物聯植物工廠共分三層,一層栽培高端食用菌,二層種植山野菜,三層主要種植茄果類蔬菜,同時兼有物聯網現代化農業應用成果展示,預計年產蔬菜瓜果約700萬公斤。

德州市首個植物工廠在齊河縣美東農業科技公司建成運營。該植物工廠采用水肥一體化設施,蔬菜生長在立體式栽培架上或塑料泡沫板里,完全浸泡在營養液中,植物生長期可縮短為30%-40%。

在寧波市杭州灣跨海大橋南翼,由寧波供銷集團投資千萬元打造的“植物夢工廠”正式建成投產,該植物工廠引進日本先進的太陽光利用型植物工廠系統,一年可以收割15-18次蔬菜,畝產量1.6萬公斤,按照目前40元/公斤的價格,每畝產值可達64萬元。

昆明立深新園生物科技有限公司建設了“云上蔬”植物工廠。目前,云上蔬植物工廠已經完成了66個品種篩選,每個月在以十幾個品種的速度在增長,從種源上保證蔬菜的口感。目前,植物工廠引進的品種包括生菜、芥菜、小松菜、京水菜、芝麻菜、菠菜、冰菜等,當地的品種包括豌豆尖、茼蒿、本地芹菜、薺菜、莧菜、紅油香椿等,此外還將開發益母草、板藍根、葉用三七、蒲公英、萊菔(葉用蘿卜)等藥用蔬菜。

2016年初,中國科學院植物研究所與國內LED龍頭企業――福建三安集團有限公司合作的LED植物工廠項目在安溪奠基開工。該項目計劃總投資70億元,總部年納稅超過2億元;2016年投資10億元,2017年投資20億元,達產后預計可實現產值80億元(蔬菜類20億元、自動化裝備30億元、深加工30億元),并將力爭用5年左右時間上市。三安集團旗下核心企業三安光電掌握了成熟的植物生長照明技術,可全面應用于蔬菜、水果、花卉等農作物、中草藥及生物醫藥原料的生產。

隨著中國農業產業環境的變化,城市化進程帶來的城市人口增加,蔬菜供應增大,而土地資源卻不斷減少;傳統的農業生產引發的環境負擔不斷增加。據不完全統計,中國植物工廠每年增長規模30-40家。截至目前,我國已建植物工廠達120多家。據日本株式會社專家預計,中國植物工廠未來有望達到日本植物工廠10倍以上的規模。

投入比較高,成本問題亟待解決

植物工廠是現代農業的重要組成部分,代表著未來農業的發展方向。植物工廠技術的突破將會解決人類發展面臨的諸多瓶頸,甚至可以實現在荒漠、戈壁、海島、水面等非可耕地,以及在城市的摩天大樓里進行正常生產,被認為是21世紀解決糧食安全、人口、資源、環境問題的重要途徑,也是未來航天工程、月球和其他星球探索過程中實現食物自給的重要手段。

植物的生長離不開光照、水分、養料、適宜的溫度等。作為植物生長的車間,植物工廠本質上是對這些要素的集成控制。國外植物工廠發展相對成熟一些,但由于國外消費水平較高,所以其高投入也可以通過高消費來快速收回成本。但就國內的植物工廠來說,很多企業都反映植物工廠目前的投入成本太高,不利于推廣。

筆者了解發現,植物工廠成本比較大的原因主要包括兩個方面:一是投入成本比較高。植物工廠是設施農業,需要通過人工光源、營養液設備和智能監控系統等外在硬件,以及對溫度、濕度和光照等環境的智能調控管理,而這些設施成本比較高。第二是維護成本也同樣較高。一個一般規模的植物工廠建成需要幾十萬元甚至上百萬元的投入,維護成本每個月需要幾萬元,這在一定程度上的確影響了它的推廣。比如取代“太陽”的光照系統的LED補光系統,不僅前期投入較大,后期的能源消費也不可小覷。

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