■ Song Dexuan Bu Meimei Zhou Yili
受限于規劃理念、建設標準及自然老化損耗等因素,處于都市中的老舊住區室內外空間難以滿足當代都市居民對美好生活的向往。在高密度都市中,居住空間相對狹小、逼仄,外部環境的空間品質顯得極其重要。相對于室內空間,老舊住區的外部環境對居民生活品質的影響時間更長久、作用程度更強烈、改善成效更顯著,外部環境的改善對于城市空間品質提升具有直接的促進作用。根據《上海市城市總體規劃(2017—2035)》,上海將建設成為卓越的全球城市、具有世界影響力的社會主義現代化國際大都市,三大分目標愿景分別為創新之城、人文之城和生態之城。城市品質、生態環境等內容提高至前所未有的高度,城市中心區量大面廣的老舊住區改造和生態修復任務尤為迫切。不管從微觀還是宏觀上來說,住區外部環境的改善都具有十分重要的意義。
住區生態問題是指直接或間接長期影響住區日常品質、空間使用效率、居民行為模式、居民身心健康和微環境循環等現象、事件和活動。老舊住區生態問題主要存在于綠化環境、水體環境、物理環境、道路交通、空間環境及廢棄物排放等方面。本研究以上海三個老舊住區為例,通過實地調研,采取隨機問卷、定點測試等方式,初步總結上海老舊住區在上述六方面存在的生態問題。
(1)綠化環境:老舊住區綠化環境存在綠地連接性差、綠化覆蓋率低、綠化空間品質有待提高、植被群落缺乏物種多樣性等問題,綠地系統缺乏完整性的功能。
(2)水體環境:由于生態循環的意識不夠強,可滲透鋪裝占比小、雨水收集利用率低,澆灌造成水資源的浪費,老舊住區中較少設置水景。
(3)物理環境:老舊住區噪聲干擾較大,日間視線受阻和夜間照明輻射不均,硬質地面占比高,遮陽率低,住區整體風速普遍不高。
(4)道路交通:老舊住區在建設之初,規劃設計并未將車行作為主要交通方式,且未提前合理設置相應的機動車和非機動車停車空間,從而造成交通流線復雜混亂、路面停車擁擠等問題。另外,無障礙體系欠缺,影響特殊人群(如老年人)日常出行。
(5)空間環境:老舊住區對公共空間的規劃設計已經不能滿足要求,加上用地條件的局限性,導致公共空間等級劃分不明確,公私空間使用混亂、共有私有兼用等特征。與新建住區相比,形式單一,主要問題表現為健身活動場地不足、動物棲息場所缺失、公共空間可達性低活力不足、邊角空間利用率低等。
(6)廢棄物排放:廢棄物任意丟棄,產生異味,導致空氣污染;居民環保意識較弱、小區垃圾分類收集和生化處理率低。
綠化環境是老舊住區外部環境生態系統的重要構成元素,不僅具有環境美化與游憩功能外,在改善生態環境、維護生態系統健康與生物多樣性及調節微氣候方面還具有重要的作用。綠化的生態效能與植被群落設計密切相關[1],通過合理的群落結構優化,可以提高其綠化生態效能。本文提出上海老舊住區綠化環境提升策略,包括合理增加綠量、科學搭配種植、豐富綠地功能及連接綠地系統等方法。
在住區綠化覆蓋率為37.38%時,植物蒸騰消耗的熱量將大于其本身吸收的太陽輻射熱量[2],即具有降溫的作用。柳孝圖通過模型計算的方法,研究空氣溫度與綠化覆蓋率之間的關系,結果表明,綠化覆蓋率對溫度具有較大的影響,當其由20%提高到25%時,溫度降低最大幅度可至0.7 ℃;當其提高至40%之后,溫度隨綠化覆蓋率的變化則開始趨于平穩[3]。但由于上海老舊住區普遍呈現高密度的現象,用地空間緊缺,地面綠化增加幅度受限,建筑綠化可以有效補償,可采用屋頂綠化和外墻綠化形式(圖1)。此外,可利用灌木及喬木對道路進行隔離,增加綠籬對垃圾站的圍合遮蔽,充分發揮綠化植被的空間圍合功能,有效增加老舊住區外部環境的綠化覆蓋率,增強小氣候調節。
綠化覆蓋率是一個二維指標,不能全面地表征住區植物群落的生態效能。綠化的形式不同,其對住區氣溫降低的幅度也不同[4],如在相同面積下,刺樹降溫效果大幅度超過槐樹[3]。不同植物類型在冬夏季節的透光率也有很大差別,對冬夏兩季的住區外部環境具有不同的適應性。上海地處夏熱冬冷地區,在老舊住區綠化環境修復中,要選擇符合老舊住區內水土及氣候條件的植物種類,兼顧夏季遮陽通風與冬季納陽防風等要求,考慮樹種的綜合生態效能,包括植物的形體高度、冠形及其高度、葉群密度、落葉或常綠的季相生長特征、降溫效果及植物位置等方面。

圖1 建筑綠化形式示意圖
由于老舊住區建設年代較為久遠,現存樹木有一定的歷史,在修復過程中應充分尊重原有的綠化,保留枝葉繁茂生長狀況良好的植物,移植或移除阻礙空間生長狀況差的植物。此外,修復過程中可盡量增加上海本地的植物種類(表1),比如爬山虎、狗牙根等[5]。
增強綠化的生態效能還需要通過豐富綠地的功能,以改善原有空間品質較差的問題,從而提高綠化空間的使用效率。目前,老舊住區中以觀賞性的宅旁綠化為主,綠化管理較為粗放,很多綠化空間活力缺失,可以將綠化與其他功能場所空間相結合增加趣味性,如引入中草藥花園(圖2),種植一些中草藥植物,同時科普一些中藥知識,普及健康理念,在綠化修復的同時促進居民之間的交往,形成住區居民自治的生態文化。

圖2 中草藥花園示意圖
從生態學的角度看,生態斑塊面積越大,其生態效能也就越高。老舊住區普遍存在用地緊缺問題,綠化覆蓋率提高幅度有限,綠化斑塊的修復可以將群落最小面積原理作為指導,從而將綠化平均斑塊面積對住區氣溫的積極作用發揮到最大,以平衡用地效率與生態效能之間的關系。當木本植物群落斑塊面積大于0.1 hm2時[7],才有利于其生態效能的發揮。老舊住區應按照綠地規模的不同來搭配設計相應規模的植物群落結構。若綠地規模較大,則選擇面積較大的植物群落;相反,則選擇面積較小的灌叢群落。上海老舊住區內的綠地面積相對較小,灌叢群落則較適合選擇。住區內部的硬質地面鋪裝占比較大,可以借用內部道路的上空,如在步行路上方增加綠色廊架,以提高綠化的連接度。

表1 上海市綠化植物種類一覽表[6]
水是生命的源泉,直接影響著生物的生長發育及生物群落的結構,其自然循環過程對氣候地表氣候調節具有重要的作用。針對上海老舊住區中水體環境問題,本文提出水體環境重塑策略,包括基面滲透性修復、雨水收集利用、植物節水優化、增設水景水體等方法。
滲透性基面是指道路、廣場和綠地等上空沒有遮蓋物的公共用地基面,常用的滲透性基面形式有土壤、植被、路面以及停車場地[8]。塑造滲透基面有利于發揮其生態調節潛能與維持生態結構的穩定性。綠地土壤一般疏松多孔,有利于吸水,從而減少地表雨水徑流,可以通過植物的蒸發降溫來調節微氣候。地面鋪裝應盡量使用透水性強的材料或者具有透水結構的非透水材料來優化基面的滲透性能。透水性材料一般孔隙率較大,具有良好的透水及蓄水性能,能發揮生態循環效應(表2)。在老舊住區中使用高滲透性鋪裝材料,可有效促進地表對水分的吐納,減輕城市排水系統的壓力,避免管網超負荷運行。
上海老舊住區的雨水收集與利用,可以通過在地面、屋頂設置雨水集水口等方式,利用高差收集雨水資源,使雨水經雨水管收集到沉淀池,過濾后進入蓄水池,通過壓力泵以及出水口實現綠化澆灌等雨水再利用的功能(圖3)。設置屋頂綠化和垂直綠化,向立體綠化的橫管輸送,通過立體綠化的橫管澆灌;下設針對多余雨水的收集管,實現雨水收集和再利用。對于居住區外部環境,則通過設置地面綠化和透水磚等,實現雨水向地下滲透,補充地下水;多余的大部分雨水則通過雨水收集管網收集利用,解決暴雨時雨水不能及時排放的問題。

圖3 雨水回收利用模式示意圖

表2 地面材料及其生態效應
上海老舊住區水體環境修復中采用綠化面積最大化的修復思路,植被景觀需要消耗大量的水,要實現節約水資源的目的,除了采用節水灌溉系統之外,還可以通過節水型植物群落的設計來減少綠化澆灌的用水量。
依據景觀耗水原理,土壤水分蒸發蒸騰損失量(ETL)可以用來表征綠化的耗水量,計算公式為:ETL=KL×ET0,其中,ET0為土壤水分蒸發蒸騰損失總量速率,月平均值可以從氣象局得到(表3)。KL為景觀系數,數值越大,表示植被需水量越大,計算公式為[9]:KL=ks×kd×kmc,其中,ks為基于植物種類水需求的種類因子;kd為基于景觀種植密度的密度因子;kmc為基于與水需求相關的不同條件的微氣候因子,表征場地內的氣候狀況,包括溫濕度及氣流速度,其平均值為1.0。
上海老舊住區植物群落修復,首先應該根據外部環境中的日照及風模擬結果來明確陰影、陽光、有風及無風等不同特點,來選擇適宜的具有節水效應的植物群落類別;優先選擇低種類需求因子的植物種類和適應性強的本土植物。提高喬木的占比,盡量減少草坪、灌木與喬木之間的重疊面積,以降低密度因子對植物耗水量的影響。在炎熱的夏季要對植物群落進行適度遮擋,以減少水分蒸發蒸騰消耗量,從而實現植物的節水優化。
水體是住區景觀的重要組成部分,也是維持外部環境生態健康的重要物質載體。水體比熱容較大,大量輻射熱量可被其吸收及儲存。水體具有良好的生態調節功能,在夏季可以通過蒸發來有效降低周邊環境的溫度。相關研究顯示,12 m2的水域,可使周邊環境的溫度變化幅度達到10℃[11]。針對于上海老舊住區外部環境中普遍缺乏水體的現狀,建議在現有場地條件允許的情況下增設水景水體。
在上海老舊住區水體環境修復過程中,可以將住區的水景水體與場地內各種濕地資源進行統一設計,對濕地資源與自然水體進行合理地利用,提升老舊住區外部環境的生態服務功能以及生態調節功能,同時營造動物棲息地,以維護住區內生物多樣性。
人工濕地生態技術由于具有生態、自然和環境友好等特點,已經成為景觀水體水質保持的主流技術。通過生態浮床技術營造人工濕地是目前水體綠化的常用手段,它的原理是借用浮床的浮力來提供水生植物固定的生長載體,水面之下,水生植物根系富集的微生物將污染物生化降解,并且輸送氧氣進入水中,使水體得到凈化,并且使得水生動物能夠在水中棲息、繁衍;水面之上,對水生植物定期收割或不收割以形成自然浮床,遮蔽陽光抑制藻類生長(圖4)。生態浮床技術能夠較好地凈化水體,穩定生物多樣性,從而有利于形成良好的生態環境,在上海老舊住區水體環境修復中可參考使用。
物理環境的舒適度是住區居民參與室外活動的重要因素,特別是在老年人比例較高的上海老舊住區內。聲、光、熱、風是屬于老舊住區物理環境范疇的生態要素,這些要素均影響著住區居民生活的健康舒適性。針對上海老舊住區外部物理環境問題,本文提出物理環境改善的具體方法,包括:隔離降低噪聲、硬質鋪地遮陽、風環境營造及光環境改善等。
上海老舊住區聲環境修復中,用生態方法將聲音在傳播的過程中攔截下來是一種有效的方法,比如局部場地重塑、綠化隔離降噪等。
4.1.1 局部場地重塑
通過在老舊住區現有場地內進行局部地形重塑,有效控制噪聲傳播,重新營造景觀和改善生態。比如,采用土堆坡種植密集高大喬木,可以有效隔離外部噪音(圖5),坡面還可作為居民游玩休閑的場所,也可利用緩坡將地表水匯集到排水溝、綠地或者景觀水池中,從而有效改善老舊住區的生態環境。

圖4 生物浮床技術原理圖

表3 不同氣候條件下土壤水分蒸發蒸騰損失總量速率[10]

圖5 利用土堆坡降低噪聲傳播示意圖[12]
4.1.2 綠化降噪
研究表明[13],綠化帶寬度每增加10 m,交通產生的噪聲可降低4~5 dB,在用地條件相對緊缺的上海老舊住區中,為了減少交通噪聲對老舊住區聲環境的影響,可以在靠近城市道路的住區邊界內補種樹木及進行地面綠化。此外,應當采用喬灌草復層種植的方式,通過多種植面的樹冠和葉片對噪聲的緩沖,充分實現綠地的降噪功能,增加噪聲衰減量。
上海夏季炎熱,城市中心區熱島效應嚴重,在太陽輻射作用下,硬質鋪地會吸收、儲蓄大量的熱量,室外環境難以滿足熱舒適要求。對于硬質鋪地,可以采用的遮陽方式有廊道、棚架及植物遮陽等。相比之下,植物遮陽效果較好。因此,老舊住區中對硬質地面進行遮陽需要選用枝葉繁茂、生態效能較強的樹種,以更好地發揮遮陽的生態效益。道路兩側可以補種落葉喬木以滿足夏季遮陽、冬季納陽的要求;功能性場所的硬質鋪地可以采用植物與棚架相結合的方法進行遮陽。
4.3.1 綠植布置形成風道風障
根據綠化對風環境的影響特性,應當根據實際情況,調整綠化位置、種類、種植類型等,定量、定性調節小范圍內的風環境。在夏季,可通過綠植樹冠的導風作用,將主導風向氣流引至小區內部,特別是風速較低的位置,從而促進通風;在冬季,應當通過綠植構成風屏,阻止寒風侵入或者降低風速,并通過綠植將風引至風速較低、對居民影響較小的位置,促進自然通風。
4.3.2 綠化和水面結合加強自然通風
上海老舊住區修復過程中,可以在小區公共中心設置集中綠化和水系,如水池、湖面、噴泉等,在降低熱輻射的同時調節空氣濕度。在炎熱且風速極低的夏天,也可以通過水面、綠蔭處溫度較低的空氣與住區上方的熱空氣形成小范圍的對流,達到局部致涼的效果。
上海老舊住區由于建設年代較早,樹齡較長、枝葉繁茂的喬木很多,但小區內綠化管理方式一般較粗放。住區內很多樹木因為疏于修剪,遮擋了居民的視線以及日照。在對光環境的修復過程中,要注意對這些樹木進行統一的養護管理,避免其對日照及視線的影響;調整室外建筑小品,空調設施等也進行相應地重組,避免其對低層住戶住宅內部光環境的影響。面對老舊住區夜間照明輻射不均且照度不夠的問題,需要在住區內增設必要的照明設施,特別是在較窄的步行道路旁,考慮到上海老舊住區內老年人較多,在布置照明設施時要考慮老年人的視力情況,并且控制住區內景觀燈等光源的質量,使其顯色指數Ra≥60。
針對上海老舊住區內部道路交通問題,本文提出道路交通優化策略,包括調整出行交通結構、建立彈性停車系統、道路整治修復等途徑。
在政策和社區管理方面,可以借鑒日本社區管理上的經驗,比如,鼓勵路外停車設施的建設,推行“車位自備”政策,即只有擁有私家車位的家庭和個人才能購買汽車。可參考德國弗萊堡提倡的“無車社區”政策,同時推廣汽車租賃業務,滿足無車家庭的汽車需求。此外,可以通過完善老舊住區步行范圍內公共交通體系,提高住區停車收費標準等措施,引導調整社區居民交通出行結構。
針對老舊住區中居民對于機動車停車位快速增長的需求,應當構建與公共交通發展、居民收入等相匹配的彈性停車體系。上海老舊住區居民對于停車改造問題,主要關心改造成本及使用便捷性,大部分居民認為100~200 m 的停車距離可以接受。常見的緩解停車矛盾的途徑有以下幾種:①利用智能化提升現有車位管理效率,挖掘住區周邊車位共享潛力;②修復廢棄場地及空間以補充停車位,如廢棄院落及車棚;③在現有條件下,有多種方式可以新增停車位,如機械式立體停車系統。
老舊住區道路設施整治修復時,應從老年人心理和生理特征出發,充分考慮無障礙設計要求,形成環通無障礙道路空間,應完善住區道路標識系統,在部分道路節點設置便于老年人夜間識別的標識物。老舊住區步行道系統的修復,應當著重修補老舊綠地中的步行道,如采用防滑的毛石或青石板材料,修復老化的舊磚以及綠地汀步。機動車道路的修復,應當設置路緣石和邊溝,以確保排水暢通以及步行道行人的安全;鋪裝的修復材料,應以生態性為原則,一般采用透水混凝土鋪裝,便于排水及雨水下滲。
老舊住區空間環境的修復對于提高住區外部環境活力、促進住區居民鄰里關系具有關鍵作用。對于上海老舊住區內空間環境問題,本文提出的空間環境重構策略,包括豐富場所空間、共生空間營造、激發空間活力及邊角空間利用等措施。
隨著健康意識的提升,居民對健身運動場所空間的需求也日益增加。鑒于上海老舊住區用地比較緊缺,可以考慮結合宅前綠地、廢棄車棚等進行統一規劃,增加適合居民且占地面積較小的活動空間;通過在公共空間中布置體育健身設施來豐富住區的場所空間。在老舊住區空間環境修復過程中,應該著重考慮老年人健身活動場所的塑造,比如,依據老年人的興趣愛好增設相應的健身設施、在健身場地旁邊增設休息座椅;設置扶手、欄桿及坡道等無障礙設施,以保證老年人的安全。在上海老舊住區中,室外兒童活動場所的需求也較高,由于住區用地空間的限制,可以設置適用于多年齡段兒童且用地面積小的活動設施。
老舊住區外部環境生態修復應考慮到住區的生物多樣性,人、動物及植物要和諧相處。上海老舊住區內鳥類、昆蟲等較少,而這些小動物可以消除住區綠色植被的害蟲,生物滅害的方法對改善老舊住區的生態環境具有積極意義。依據生物鏈關系,可在老舊住區內引入供野生小動物食用及棲息的植物,如觀果植物、蜜源植物等。老舊住區可設置一些供野生小動物棲息停留的特色場所,如鳥巢、鳥浴盆及魚池等。上海老舊住區內喜愛貓、狗的居民較多,可在住區內結合現有場地條件營造寵物交流空間,給小動物們提供活動空間,也促進了居民的交往及住區的生態和諧。
上海老舊住區由于建設年代久遠,綠化景觀缺乏特色,景觀小品陳舊老化,僅有的公共空間也缺乏活力。有些公共空間被枝葉過于茂盛的綠植遮擋,有些狹窄的出入口被柵欄圍住,導致公共空間的可達性不高,影響了居民的使用。在修復過程中,要注意對柵欄及綠植進行整理,提高公共空間的可達性。在公共空間布置石凳、長椅等休憩設施,進行景觀小品的修繕與更新,這些措施也能提升空間的活力,吸引居民駐足停留。
邊角空間是介于各種功能空間之間、往往被忽略的區域[13],但在上海老舊住區外部空間中占據非常重要的地位,充分利用邊角空間可以部分彌補住區公共空間的不足。
上海老舊住區中沒有被充分利用的邊角空間一般位于住區及住宅入口、住宅邊緣、小區廣場邊角、道路邊緣等處。這些邊角空間的基面一般為硬質地面,缺乏生機,可以通過豐富基面的形式進行修復,如在邊角空間內布置草坪或者植草磚鋪地。住宅邊緣的邊角空間常疏于管理,或是堆滿雜物,或是車輛隨意停放,可以通過重塑維護面的方法進行修復,將住宅邊緣重新設計,形成連續的游玩空間,設置長凳石桌、花壇綠植、連廊等,并以綠籬、燈柱等垂直實體形成空間圍合感,不僅改善了陰暗潮濕的邊緣空間環境,也給居民提供了更多休閑娛樂的場所。在邊角空間內可點綴一些設施小品,包括健身器材等服務設施、指路標志燈等信息設施以提高其實用性。
垃圾的收集、運輸及處理是保證老舊住區空氣清新、環境整潔的重要環節,針對上海老舊住區中廢棄物問題,本文提出廢棄物排放規范策略,包括生活垃圾分類收集、有機垃圾減量化處理等方法。
大量的生活垃圾任意棄置會造成老舊住區外部環境的污染,垃圾分類的目的則是將垃圾按可回收再使用和不可回收再使用的分類法劃分類別,便于垃圾的處理與處置,從而物盡其用。在源頭上對生活垃圾進行分類,能夠最大限度地使非資源化垃圾處理量降低,從而達到資源循環利用的目的[14]。采取一定的激勵措施,使居民逐漸地養成對生活垃圾分類的習慣,如通過電視網絡及自媒體等途徑進行宣傳,為居民普及垃圾分類的知識,為居民分發免費的垃圾分類容器等;在垃圾清運過程中,環衛部門要嚴格遵守相關規范,避免運送過程的再次污染,實現垃圾源頭上的分類。
目前我國部分大城市某些大型住區,已經開展了垃圾自身消納減量、減容的試點,對住區內有機垃圾進行減量化處理,減少垃圾外運量,從而降低環境污染。有機垃圾處理的方式一般采用生化處理技術,這是一項利用土壤及垃圾中的微生物使垃圾中的有機物進行生化反應從而降解的技術(圖6),將有機垃圾處理成一種無污染、無異味、可用作肥料的物質,從而達到處理生活垃圾及資源再利用的雙重目的。
上海老舊住區由于建設年代較為久遠,住區內一般未設置垃圾集中處理設備,考慮到有機垃圾就地處理的必要性,可以依據老舊住區現有的場地條件增設垃圾減量處理設備,規模較大的老舊住區可以進行單獨規劃;規模較小的老舊住區則可以臨近多個住區聯合規劃。

圖6 有機垃圾生化處理工藝流程圖
本文梳理了上海老舊住區外部環境生態修復在綠化環境、水體環境、物理環境、道路交通、空間環境及廢棄物排放等六方面的生態問題,針對性地提出了綠化環境提升、水體環境重塑、物理環境改善、道路交通優化、空間環境重構及廢棄物排放規范等策略,并針對不同方面的策略提出相應的適宜技術措施(表4)。
在上海老舊住區外部環境生態修復中,應遵循生態優先、整體優先、環境尺度及適當干預等原則。
(1)生態優先原則:老舊住區外部環境修復要以服從生態優先為原則,重點關注住區的自然生態資源及其生態過程的保護,優先考慮其自然生態子系統的活力,如自然通風通暢、土壤活性及滲透、生物多樣性等自然生態過程的延續;依據陽光、風、水、土壤、植被及資源等老舊住區外部環境生態要素提供的潛力,將其整合于生態修復策略之中,充分發揮其生態調節功能及生態服務功能,以符合生態學法則的策略,來切實改善老舊住區外部環境。
(2)整體優先原則:生態修復要立足于整體觀念,充分研究其自然生態子系統、人工建設子系統與居民活動、氣候系統等的組成規律,考慮氣候響應與人的舒適性,通過系統的生態修復策略,對老舊住區外部環境的各生態要素進行合理組織與設計,使資源循環、能量利用處于最佳利用和再生循環的狀態,實現整體和諧。
(3)環境尺度原則:老舊住區外部環境是鑲嵌在巨大生態系統之中,并與大系統保持生態聯系的環境系統,其生態修復策略探索要基于多層次理論,立足于核心層次,在構建老舊住區外部環境生態系統和諧結構的同時,要向上考慮城市生態系統,兼顧自然生態過程與氣候適宜性要求,向下關注與單體建筑的關系,通過系統優化設計方法,建立與之相適應的生態修復策略。

表4 上海老舊住區外部環境生態修復策略及技術措施
(4)適當干預原則:老舊住區外部環境的修復工作,不可避免地會受到各種既有條件的制約,應充分考慮公共利益和居民自身利益的平衡,實施的策略和應用的各項技術應緊密結合居民日常生活,即生態修復工作應對原有住區生態系統和居民生活進行適當的、有限度的干預。