基于生態彈性的北京市“二道綠隔”溫榆河段郊野公園設計

孫 越

江西交通職業技術學院 南昌 330013

隨著中國城市化的持續高速推進，城鄉形態急劇變化，生態問題日益突出。中共十九大報告中高度重視生態文明的體制改革與“美麗中國”建設，城市居民對自然與游憩場所的渴求日益提升，郊野公園憑借其建造成本低、生態效益高、適宜實行低影響開發等優勢，成為城市發展階段中提高居民精神文化、保護生態環境的必然產物，對統籌城鄉發展、維持城市空間布局起到了重要作用[1]。

郊野公園體系誕生于英國，隨后在美國得到持續發展。國外對郊野公園的研究從最初對游憩需求的重視，逐漸轉移到對自然資源的保護，后來發展至整體規劃實施、設備與財政方面的管理，目前則更強調游憩與生態保護的并重與平衡[2]。在國內，香港為保護自然環境，向市民提供郊野康樂設施與教育設施[3]，率先進行郊野公園的建設，并出臺相關條例進行規范管理；此后，內陸城市如深圳、南京、上海等也陸續將郊野公園編入綠地系統規劃，并取得了一定成果。2007年，北京市首次啟動了“郊野公園環”的建設，對四環與五環之間的第一道綠化隔離帶進行近自然化與公園化改造[4]。2017年，《北京市城市總體規劃(2016—2035年) 》 中提出要提升第二道綠化隔離地區的綠色空間比重，形成以郊野公園和生態農業為主的環狀綠化帶，初步擬定21個郊野公園的建設計劃。但是在推進過程中，綠地格局破碎化、景觀過度人工化、公眾參與不足、生態規劃控制缺乏等問題逐漸浮現，影響“郊野公園環”的進一步落實。因此，如何用現代、科學的風景園林理念技術為其提供支撐，并歸納具有普適性的設計策略對城市郊野公園體系營造尤為重要。

1 基于生態彈性郊野公園設計的理論基礎

“彈性”的概念最早于1973年由生態學家霍利引入，指的是系統對抗各種災難、負面影響和不確定性(包括生態環境氣候變化、經濟、社會、文化、道德、發展機制、建筑空間物和城市空間等方面) 的能力[5]。此后，高速城鎮化與生態環境惡化等問題促使“彈性”理念與城市規劃學科結合并發展延伸，誕生了“彈性城市”理論。全球性研究機構“彈性聯盟”將“城市彈性”定義為城市或城市系統能夠消化并吸收外界干擾，并保持原有特征、結構和關鍵功能的能力，可分為生態彈性、工程彈性、經濟彈性、社會彈性4個研究維度[6]。生態彈性是指城市生態系統在重新組織并更新為新的結構和過程之前，忍受外界干擾變化、化解外來沖擊，并在危機出現時仍能維持其主要功能運轉的能力[7]。眾所周知，人類的經濟與社會構成依賴于作為底層基礎的生態系統，故生態彈性的主要研究內容在于社會經濟系統和生物自然系統之間的相互作用[8]，其強弱取決于自然棲息地的完整度、能量流與營養循環的連續性等諸多因素，影響城市生態系統的持續健康發展。

國外學者廣泛研究了生態彈性對生態環境保護和資源管理政策的影響，并提出了相應的思想觀點。他們認為，生態系統承受外部干擾的閾值的驅動因素與變量水平是讓系統維持相對穩定狀態的核心因素，慢變量則是推動系統跨越閾值的關鍵力量，它會有效地改變系統的資源整合度與聯系度，從而影響生態系統的彈性，使其轉移至一個新的穩定狀態[9]。國內研究除了對國外思想的綜述與總結外，理論研究多聚焦于以某區域為例的生態彈性力指數估算[10]、彈性材料的探索[11]等，同時也在部分景觀改造設計項目[12]、區域生態環境保護策略[13]中得以付諸實踐。

由于郊野公園往往位于城市近郊邊緣區，特殊的地理位置使空間環境要素更加復雜。因此，“生態彈性”理論可充當城市海綿體系與郊野公園體系間的媒介優化區域整體生態格局，提升城市邊緣區綠色空間質量。本文以彈性城市的宏觀理論框架作為立足點，從城市生態系統的重要組成部分出發，通過對相關概念理論的闡釋，結合郊野公園的自身特點，將基于生態彈性的郊野公園的內涵概括為:以人類活動與生態系統的相互影響為設計重點，利用相關技術理念，盡可能使人為改造活動與環境達到和諧統一的動態平衡，通過低干預、低成本的開發，促進景觀良性自我發展；它具有應對氣候變化與外界干擾，以及自我組織與再更新的能力，維護城市的生態完整性。

2 基于生態彈性郊野公園設計的應用

2.1 研究場地現狀與生態問題

研究區域位于中心城區的東北方向，面積約285 km2，橫跨通州、順義、朝陽、昌平4區，綠色空間質量良莠不一，生態系統敏感脆弱，生態不利因素繁多。場地內有6個已建成郊野公園，2個擬建郊野公園，但總規模遠不能達到上位規劃中“綠色開敞空間占比70%”的要求，亟待對大量潛力用地進行整合利用。目前主要存在以下3方面的問題。

1) 水質污染嚴重。來自農田村莊的生活污水、機場周邊加工制造業的工業污水造成點源污染，水文生態系統明顯退化。溫榆河在研究區段內水質全段呈V類或劣V類水，難以滿足郊野公園的生態需求。

2) 雨洪問題突出。溫榆河流域內降水量在年際和年內分配極不均衡，多年平均降水量約為600 mm，其中80%集中在汛期6—9月，河道兩側已多按50年一遇洪水位(24.41 m) 進行滯洪設計。但研究場地中城市建設用地面積大、硬質鋪裝占比高、排水高度依賴管網系統、暴雨季節易形成城市內澇、缺乏雨水的收集利用設施，導致雨水資源流失(圖1)。

3) 生態系統脆弱。研究場地地處城市向自然的過渡區域，現狀開放空間分散破碎，擬建郊野公園處存在如高壓電網、高架橋等對生態不利的基礎設施。植物群落中種類單一，生物多樣性低，缺乏適宜動植物與微生物繁衍生存的良好生境。

2.2 基于生態彈性的設計策略

結合該區域典型的自然條件與城市風貌特點，本文基于生態彈性理念與城市綠色空間的功能需求，對研究范圍內的規劃郊野公園組團提出總體建設目標:以海綿彈性體系為基礎，以生態游覽為核心，著重從彈性水系統與彈性生境系統兩方面入手，打造集雨洪調蓄、生態保育、社會參與、科普教育等多項功能為一體的濱河郊野公園體系。

2.2.1 彈性水系統構建

根據生態彈性的尺度嵌套形式，可將水系統劃分為宏觀、中觀、微觀3個功能獨立的層級，確保其相互的連通性、整體性。通過低影響開發設施的植入，提高其水彈性閾值，增強郊野公園防御暴雨、洪澇、干旱等氣象災害以及凈化水質污染的能力，成為保障區域雨洪安全的重要載體。

1) 宏觀尺度:緩解河道行洪壓力。生態彈性理論認為，外界的干擾也是生態系統創新發展的機會，系統應隨外界的變化而變化[15]。為增強其抵御洪水災害的動態適應性，可在各公園中設計引水渠和水閘設施，連通內部水體與河道。在暴雨期間，開啟進水閘、關閉出水閘，通過場地內綠色雨水基礎設施緩解河道短期的行洪壓力，避免洪泛災害；在常態情況下，同時開啟進、出水閘，保證公園內外水體聯通，維持正常景觀湖面；在干旱情況下，關閉進、出水閘，公園通過之前蓄積的雨水與少量市政用水自給自足，并通過植物、豎向設計使雨季、旱季皆有景可觀。此外，由于溫榆河水質較差，可根據立地現狀在引流處設計潛流型與表流型人工濕地，利用基質對水中有害物質進行過濾，并通過植物氧化塘等生物功能區進行凈化后匯入公園內水體(圖2)。

圖2 人工濕地處理模式圖

2) 中觀尺度:形成區域海綿網絡。各系統斑塊之間的連通性通常是維持城市生態系統正常健康運作的關鍵。劃定研究區域的生態海綿單元，通過控制場地高程，使郊野公園與其他海綿綠地相互聯系、協同作用，充分接納周邊硬質場地的溢流雨水，減輕市政管網的排水壓力，從而削弱城市水生態系統破碎化的風險，提升水生態彈性。

3) 微觀尺度:公園水網循環建設。因地制宜選擇雨洪調蓄設施，在郊野公園內部形成“滲、滯、蓄、凈、用、排”的雨水管理系統。通過透水鋪裝、下沉式綠地、綠色屋頂、生物滯留設施等吸收滯留雨水徑流，確保其下滲并回灌地下水；多余的雨水通過植草溝、旱溪、植被過濾帶等進行轉移輸送并凈化，澆灌植物；隨后在雨水花園、濕塘、雨水濕地等終端處理設施中進一步滲透、凈化，用于景觀水面的維持與公園基礎灌溉，盡可能減少對市政用水的依賴(圖3)。

圖3 微觀彈性水系統建設流程

2.2.2 彈性生境系統構建

生態系統的穩定性對保障物質與能量的循環流通至關重要，如何合理進行減量化、低影響開發，誘發系統逐漸達到平衡狀態是基于生態彈性的郊野公園設計重點。可將高程、與水體關系作為依據，結合雨洪管理體系，將郊野公園劃分為高、中、低3種地勢區域[16]。尊重現有的生物資源格局，對現狀不穩定的生態系統輔以適當的人工干預，推進群落生態演替進程，提高植物群落豐富度，構建旱雨兩宜生境，使其逐步“自發”演變為更適宜動植物生存的環境[17]，從而完善區域生態網絡。

1) 推進適應性生態演替。地帶性植被是指由水平或垂直生物氣候帶決定或隨其變化的有規律的植物群落，是自然選擇、優勝劣汰的必然結果，具有自主性、生物多樣性與穩定性[18]。在進行彈性演替規劃時，由于各演替序列階段的植被群落生態彈性能力不同，可根據不同立地條件的特色，遵循生態位原則，采用耐蔭性、葉型、根系深淺、養分需求和物候期各方面差異大的植物[18－19]模擬處于演替后期穩定階段的群落類型，推進演替過程，恢復地帶性植物群落。對現狀植被條件良好、已處于演替中后期的區域，盡可能尊重、激發場地自愈力，在原植被基礎上適當補植，加速自然演替的生態過程，保護生態系統的多樣性與活力；對現狀植被結構處于演替初期的區域，可先通過鄉土地被恢復土壤肥力，通過速生先鋒樹種和中生、慢生樹種混植與逐年淘汰使半自然群落順應自然力演替形成穩定群落。由此將一次性的規劃設計演變為參與性的設計與管理，先后進行“自愈力演替－人工改良－自然力演替－人工管理維護”的過程，通過人力與自然力的交互作用[20]，逐漸形成生態、游憩相對平衡的可持續新系統。北京的地帶性植被是溫帶落葉闊葉林與溫性針葉林，據研究，以油松 (Pinus tabuliformis)、栓皮櫟(Quercus variabilis)、槲櫟(Quercus aliena)、槲樹(Quercus dentata) 為主的松櫟混交林廣泛分布在北京海拔800m以下的西、北部山區[19]，多數建群種與伴生種在北京城區栽植成活率高，適合在位于城鄉交界處的生態敏感區域的郊野公園進行地帶性植被群落模擬。考慮到群落景觀效果，喬木層可選擇槲櫟、栓皮櫟、油松、君遷子(Diospyros lotus)、白蠟(Fraxinus chinensis)、杜梨 (Pyrus betulifolia)、暴馬丁香 (Syringa reticulatavar.amurensis) 等；灌木層可選用胡枝子(Lespedeza bicolor)、白丁香 (Syringa oblatavar.alba)、華北紫丁香(Syringa oblata)、珍珠梅 (Sorbaria sorbifolia)、繡線菊 (Spiraea salicifolia)、金銀忍冬 (Lonicera maackii)、紅瑞木(Swida alba)、天目瓊花 (Viburnum opulusvar.calvescens)、榆葉梅(Amygdalus triloba) 等；地被層可選用馬藺(Iris lacteavar.chinensis)、沙地柏 (Sabina vulgaris)、匍枝毛茛 (Ranunculus repens)、委陵菜 (Potentilla chinensis)、莢果蕨(Matteuccia struthiopteris) 等。

2) 旱雨兩宜生境構建。在盡可能尊重、激發場地自愈力的基礎上，對不同地勢區進行生境設計:低地勢區為水體與雨季會被長時間淹沒的區域，宜栽水生與耐水濕植物，形成“沉水－浮葉－漂浮－挺水－濕生－陸生”的過渡群落結構；在植物選取上，一是選有密集根部結構和可過濾污染物的植物，以減緩雨水徑流、凈化水質；二是選動物的食源草本、遮蔽水草、棲息喬木，以吸引魚類、昆蟲、游禽等(表1)。中地勢區為水陸交錯區，干旱、淹沒兩種狀態交替并存，應種植適應性強、生命力強且干濕兩宜的鄉土植被，營造適合水位變化的多樣化景觀(表2)。高地勢區處于排水的頂端區域，栽植多年生耐干旱植物最為適宜，這是郊野公園中最廣泛的生境類型，包括密林、疏林草地、灌叢等；群落配置應注意植物種類的多樣化、垂直層次結構的復雜性與林緣植物的豐富度，并考慮種植有漿果、核果的食源植物吸引鳴禽、攀禽和小型哺乳動物[21](表3)。

表1 低地勢區域生境設計

表2 中地勢區域生境設計

表3 高地勢區域生境設計

2.2.3 生態游覽系統構建

在彈性水系統與生境系統的基礎上，構建生態游覽系統，開展生態科普教育，結合室內展館和室外實地展覽，展示公園內的生態措施。在園內的生物島、濕地、林地處，通過科普牌與人機交互等模式展示生境構建與維護的知識；也可在現有農田、苗圃處開發田園觀光與林下經濟，通過各類用地間多樣化生產方式實現資源利用彈性；或結合林地資源開展森林康養活動。

3 結語

當前中國的城市人口規模、用地總量與能源消耗仍在上升，人類社會與自然系統之間的矛盾日益尖銳。綠化隔離區的郊野公園環建設作為抑制城市建設用地無序蔓延、改善區域生態環境的重要舉措對維護城市生態安全意義重大。“生態彈性”理念可為如何平衡人類社會系統與自然系統、提高城市應對生態問題的應激能力提供可靠的理論支撐。

當前，我國從戰略高度推進生態文明建設，生態彈性理念下的城市郊野公園為此提供了一種新的途徑。隨著彈性理念的不斷發展，生態彈性將作為郊野公園體系的能量源泉推動郊野公園自我發展、自我運營，為未來的綠色開放空間建設提供更多可能性，從而實現集雨洪調蓄、生態保育、社會參與、觀光游憩、科普教育為一體的綜合城市綠地格局。