馬 野,呂振華
(中南林業科技大學 風景園林學院,湖南 長沙 410000)
當前水資源分布不均衡,水環境污染嚴重等問題引起了廣泛關注,也是目前亟待解決的問題[1]。樸門永續設計理念作為一套用來支持人類永續生活的設計系統,對生態環境有著獨到見解,在資源短缺問題上也有著一定的借鑒意義。樸門永續設計理念是一種樸素的和諧觀念,其主張通過認識自然、模仿自然設計、分享文化價值等手段構建一個有益于生態中所有元素可持續發展的系統。
我國對樸門永續設計理念的研究還處于初級階段。近十幾年來,才開始對樸門永續設計理念進行全面探索,涉及生態住區、社區農園、生態村、礦山生態修復、田園綜合體等諸多方面。如柳驊等將樸門永續農業引入生態住區的建設;劉倩等將樸門永續理念引入社區農園[2];張元等從多個維度來剖析樸門永續設計理論與方法對于生態村建設的指導[3];楊艷平等將樸門永續理論與礦區生態修復規劃模式相結合,將煤礦土壤重金屬污染區納入到生態建設分區規劃中[4];熊月等將我國目前城市生態農業存在的問題結合樸門永續農業理念,從5個方面探討完善城市生態農業理論和實踐體系的措施[5]。劉懿瑤等將樸門永續和種子城市理念引入社區營造和城市建設中,提出種子社區的概念,并為廈門市某社區的5種空間的營造與設計提供參考[6]。梁瑩通過層次分析法分析,總結出樸門永續理念應用于田園綜合體的基本模式[7]等。以上研究都有利于樸門永續設計理念在國內的發展,但缺少一定實踐經驗,尤其是將樸門永續設計理念運用到具體的規劃設計中更是九牛一毛。各專家學者更多地是以具體功能類別深入分析研究,缺少對單一資源整合性的規劃設計,其中對于樸門永續設計理念在水資源規劃設計的研究幾乎空白,這為本文的撰寫提供了極大的可能性,也是本文的立意所在。
鄉村水資源能夠得到合理的規劃設計,在一定程度上,能夠緩解水資源存在的問題,更有利于鄉村地區的發展。水資源的范圍很大,通常是由降水補給,提供給人類生產、生活直接使用的可循環淡水[8]。本文以淇嶺村為例,將樸門永續設計理念引入鄉村水資源的規劃設計中,將其作為鄉村水資源規劃設計的強有力支撐,通過整合思維,對淇嶺村進行雨水收集方面的規劃設計,這對我國今后鄉村水資源的規劃設計研究具有一定的學習和借鑒意義。
樸門永續(Permaculture)的概念始于1970年代,發源于澳洲的塔司馬尼亞島,其創始人為Bill Mollison 和David Holmgren。“Permaculture”這個詞是由permanent(永久)culture(文化)和agriculture(農業)所組成的,常譯為“永續文化”“永續農業”或“樸門永續”[9]。而樸門永續設計是一個由實際行動來展現與自然和諧相處的設計,能夠解決環境、資源等一系列問題,同時降低人類活動對生態環境的影響。通過依賴自然界的運作模式,合理運用場地內各要素及元素間的關系,涉及的范圍包括土壤、水、作物、森林等,達到資源的高效利用,構建一個善用生態結構與自然運行模式的整合性設計系統。
樸門永續設計理念是將規劃設計對象整體考慮,其核心思想是運用全局性思維來進行規劃設計,使生態系統中各元素之間的關系最優化,達到高效的物質循環與能量流動,形成一個自給自足的生態整合系統。照顧地球、照顧人類和分享盈余是樸門永續設計理念的三大核心理論,強調善待地球,將人類視作生態系統中的一部分,參與運作,人與人之間要善于分享,待人待己。其設計原則涉及學習、尺度、生態、合作、能源與物質5個方面,包括12項基本原則,本著與自然合作而非違抗自然的態度,使人類的活動對生態環境產生最小的負面影響,并具有永續性。隨著對原有樸門永續設計的補充,樸門永續設計被分為樸門農業、樸門設計和樸門文化3個部分[10]。
近年來,由于生活水平的不斷提高,鄉村居民的需求也全方位提升,促使鄉村地區相繼進行大規模建設。在這過程中,城市化景觀再現,導致土地硬質化嚴重,影響雨水的下滲,大大降低了土壤的含水量。如位于陜西省延安市寶塔區河莊萍鎮的萬莊村,在0~40 cm、40~80 cm、80~120 cm、120~160 cm和160~200 cm的土層深度,測得其田間實際持水率都要比土壤飽和含水率低10%左右[11]。
伐樹造田等現象逐年增多,大量植被遭到嚴重破壞,使鄉村植物變少,土壤含水量變低,生態環境被嚴重破壞。一旦降水,會形成地表徑流,嚴重沖刷地表,腐蝕土壤,持續性強降水甚至還會引發洪澇災害。鄉村地區多高山,且田地大多單一種植玉米、小麥等,山上流下來的雨水極易形成地表徑流,一旦流經生態極其脆弱的農田,就會造成嚴重危害。
為追求糧食等農作物的高產,農民在種植的過程中,摒棄有益于增加土壤有機物的有機肥,使用大量的農藥化肥,殺死土壤中的大量微生物,大大降低了土壤的活性,使得土壤愈加貧瘠板結[12]。農民試圖通過深耕來緩解土壤板結的問題,但這種錯誤的方法致使土壤板結加重,形成惡性循環,土壤含水量越來越少。
水資源沒有得到合理的利用,未能夠物盡其用。目前農村養殖業和種植業等生產用水絕大部分使用地下水,大量的可飲用水被浪費,使水資源問題更為嚴峻[13]。同時鄉村居民缺乏水循環利用的意識和相關知識,生活用水幾乎都是單功能使用,如淘過米的水還可以用來洗菜,但往往會直接被倒掉[14]。
現階段對樸門永續設計的研究還存在著大量的空白,將其運用到水資源的規劃設計中,不但可以擴展樸門永續設計的應用范圍,還為水資源的規劃設計提供理論的支撐。在一定程度上,豐富了樸門永續設計理念的理論框架,為鄉村水資源規劃設計提供了新的方法,并通過對淇嶺村的水資源規劃設計進行實踐研究,為后續相關的研究提供了參考與借鑒。
樸門永續設計理念以當地生態為基礎,因地制宜地解決場地問題,將一切問題視為資源,運用大自然生態系統的運作模式進行科學合理的資源規劃設計。在水資源的規劃設計中,利用當地的地形,順應等高線,進行合理的規劃設計,以符合生態文明建設的要求,更有利于當地的生態發展。
社會與經濟問題與民生息息相關,服務好人民即可使問題得到緩解。鄉村的生態建設需要大量的人力,有利于外流勞動力再次流入,有利于緩解“空心村”的現狀。可通過打造樸門永續設計理念運用于水資源規劃設計中的示范點,對村莊進行整體定位,吸引游客前來觀光學習,從而激發其經濟屬性,達到居民增收的目的。
淇嶺村位于湖南省郴州市汝城縣南洞鄉,地處湘、粵、贛省交界處,與育林村、淇南村、山聯村、光明村、西邊山村、育才村、高月村、南洞社區相鄰。研究區域屬低山丘陵地區,共包括4個組團,占地面積約77.92 hm2,以山地為主,四面環山,有著獨特的地貌特征(圖1)。淇嶺村屬亞熱帶季風濕潤氣候區,春暖多變,夏無酷暑冬季少嚴寒,無霜期長。全年溫暖濕潤,熱量豐富,光照充足,歷年平均氣溫16.6 ℃。雨量充沛,平均年降雨量1545.7 mm,平均降水日數183 d,有2個降水高峰,分別為5~6月份和8月份。
淇嶺村水資源極為豐富,但地表水不足且種類相對單一,僅有一條河流和兩個池塘,一旦水源被污染,將嚴重影響村民的日常及灌溉用水。另外,村民的日常生活長期依賴市政管網供水,沒有合理利用當地水資源。受現代化農業的影響,為追求產量,淇嶺村也存在使用農藥化肥造成土地板結的問題,致使雨水無法下滲,形成地表徑流,沖刷地表,土壤遭到嚴重侵蝕。

圖1 淇嶺村(圖片來源:作者自繪)
無論哪個地區,利用好環境中的水資源都至關重要,而樸門永續設計能將水資源盡可能地循環利用。本文主要探究的是雨水的收集。提到收集雨水,土地作為一個容量無限儲水工具往往被大眾忽視,土地可以通過滲透作用,使雨水直接在地下儲存,從而增加土壤含水量,補充地下水。本著生態優先、以人為本、可持續發展的原則,謀求水資源“合理利用,有效收集”,實現水資源良性循環。依據國家及地方法律法規,以鄉村水資源規劃設計為出發點,力求解決鄉村水資源現階段存在的普遍問題,通過樸門永續設計理念加持,以淇嶺村為例,對其進行詳細的規劃設計,主要分為水資源總體規劃,集水設計,水體的維護和管理3個部分(圖2)。在保證村民正常用水的情況下,通過構建一個集水網系統,減少雨水對地表的侵蝕,維持并增加地表水體,使雨水下滲達到最大化,將雨水儲存在土地中,補給蓄水層,以便后續使用。
在對淇嶺村水資源調查分析的基礎上,結合其地形特點,依據樸門永續設計理念,對雨水收集進行總體規劃,將水透過重力流送到位于下方的蓄水區域,同時根據不同地形修建適宜的水壩,并借由沿等高線筑起的集水溝渠連接成網絡,確保水資源被高效利用。
對淇嶺村的集水系統進行規劃,主要將“彈性思維”運用其中,使集水系統在受到其他因素干擾時,仍會繼續運轉,如一處水源被污染,在合理的規劃下形成的多途徑供水的集水網系統,能保證系統不受到影響,并能阻斷污染。該系統與傳統系統相比,能使循環使用水的次數達到最佳限度,在水資源流入與流出之間進行引導,有助于增加水的存儲量,實現高效的能量循環(圖3)[15]。

圖2 規劃設計思維導圖(圖片來源:作者自繪)

圖3 設置有限的能量存儲空間(從狀況A到狀況B)
針對水資源的規劃,淇嶺村運用樸門永續設計理念中具有代表性的尤曼關鍵線水收集法,由澳大利亞的采礦工程師和農夫尤曼斯提出,具有安全、環保、相對便宜的特點。關鍵線法適用于任何地形,從山坡等高線的調查開始,由土地最高處起,首先找到關鍵點,也就是山坡上凸起和下凹之間的過渡點[16]。再確定關鍵線的位置,關鍵線是穿過關鍵點的等高線,相對比較穩定。最后,將關鍵線與關鍵點科學合理地進行連接,構建集水網系統,使水資源順流往下的效益最大。
淇嶺村在水資源規劃時,考慮到實際高程、坡度和坡度變率(圖4)等條件,利用場地的等高線(圖5),采取尤曼的關鍵線水收集法,使水通過重力流引到下方的區域,最終匯入河流。通過將整個場地的水資源調動起來,使其動態流動,形成高效的集水網(圖6),達到水資源的彈性供給[17]。

圖4 高程、坡度和坡度變率(圖片來源:作者自繪)

圖5 淇嶺村等高線(圖片來源:作者自繪)

圖6 樸門集水網規劃(圖片來源:作者自繪)
為了提高淇嶺村土壤持水能力,增加土壤含水量,高效的水資源規劃與具體細部的集水設計相結合是十分必要的,如洼溝和分流渠、水壩、池塘等,從而幫助減緩和分散水流,促進雨水下滲。
6.2.1 洼溝和分流渠
洼溝,總體上是長形的水平開挖的凹槽,其底部是削平狀態,上面鋪上松散的、沙性的土或者沙礫,沿等高線分布[16]。當雨水在土壤表層或土壤下流過洼溝時,水流會被洼溝攔截,再慢慢滲入地下。在淇嶺村的水資源規劃設計中,用洼溝可以有效攔截水流,對于較陡的山坡,在坡上沿等高線堆起一些類似堤壩的土堆,從而減緩水流,增加土壤下滲。除此之外,在洼溝上方,種植一些禾草或茂密的植被,可以提前過濾掉流入洼溝中的雨水攜帶的泥沙。在洼溝的下方種植一些本土樹木或其他作物,如香樟、桂花、山茶等,從而充分利用洼溝中的水分。
分流渠也是在地上挖出的水槽,但與洼溝不同的是其不沿著等高線布置,通常由土、石頭、混凝土制作而成,是收集雨水的一種路徑措施,也是集水網系統中至關重要的部分[17]。運用分流渠來引導淇嶺村的水,可以將水以線流的形式引到水壩,保證水按照規劃設計正向動態流動,是淇嶺村集水網系統的通路(圖7)。

圖7 洼溝和分流渠(圖片來源:作者自繪)
6.2.2 水壩
淇嶺村的水資源規劃設計中,利用水壩來攔截徑流并儲存雨水,高處與低處的水壩通過洼溝與分流渠相互連接,引導地表水流動。在整個集水網系統中,水壩發揮了多種功能,可作為日常生活和灌溉用水,也用于野生動物、牲口飲水或作為高位存水。主要運用以下4種水壩,分別為馬鞍形水壩、山脊點水壩、關鍵點水壩和等高線水壩。
馬鞍形水壩通常建在丘陵等高線輪廓的馬鞍或凹陷處,也是位置相對最高的水壩。山脊點水壩建在平坦土墩的次一級高地,形狀酷似馬蹄,也叫做“馬蹄鐵”形水壩。關鍵點水壩建在山坡坡面的關鍵點上,與尤曼關鍵線法的關鍵點有著異曲同工之處。等高線水壩通常將等高線的邊緣作為水壩的邊緣壁,分為凹面和凸面2種(圖8)。

圖8 水壩類型(圖片來源:作者自繪)
6.2.3 池塘
通過模擬自然運行模式,淇嶺村的集水網系統將池塘與分流渠連接,使水流通過分流渠從高處依次流到池塘,用于儲水,同時也用于水上娛樂場地和水產養殖等(圖9)[18]。在建造池塘時,考慮淇嶺村的海拔和地形兩大因素,尊重原有地形,通過重力供水,合理地建造面積適宜的池塘。植物對于池塘的持水性至關重要,在池塘周圍種植大量水生植物及樹木等,不但保證土壤的持水量還能為動物提供棲息地。

圖9 池塘(圖片來源:作者自繪)
后期的維護與管理對于任何規劃設計而言都是至關重要的,決定了能否維持原有規劃設計效果,達到最終的設計愿景,當然水資源的規劃設計也不例外。淇嶺村對于水資源的維護和管理主要分為2個部分,分別從人和植物2個方面出發。
(1)成立淇嶺村水資源維護管理小組。其職權包括:對場地設施進行定期檢查與修繕;制定關于水資源的懲罰措施;負責調節村內關于水資源問題的糾紛,包括用水、排水和集水等方面;宣傳如何科學合理利用水資源的樸門永續知識等。
(2)善用植物,保育水體。通過用植物建立綠帶緩沖區來減緩地表徑流,避免對地表的侵蝕,使雨水下滲增多,有助于水土保持[19];在地表水的邊緣要種植大量的植物來遮陰,包括水生植物、喬灌木等,防止地表水體大量蒸發,保護土地邊緣免于侵蝕,避免水土流失;在溪流或河床很陡的地方,設置障礙物來阻擋流速,從而減緩水流速度,防止河床遭到嚴重沖刷;遇到已遭受嚴重侵蝕的河岸,要沿著水道設置圍籬,水流兩邊至少30 cm以內都應重新種植被,達到復育河流和小溪的目的[20]。
淇嶺村的水資源從最初的規劃設計到現在的成功運作,充分利用了場地的地形、水文等要素,運用整合性思維,統籌進行場地水資源的規劃與設計,有效緩解淇嶺村目前水資源面臨的地表水不足,土壤含水量低,易發生水土流失等問題。現在的淇嶺村通過構建高效的集水網系統,增加了地表水的含量,洼溝和分流渠的運用有效促進了雨水的下滲,增加了土壤含水量,植物等其他設計輔助提高了整個淇嶺村水資源的儲存量,可用于觀光垂釣、水產養殖等,不但使水資源的應用多樣化,還為村民創造了一定的經濟收入。雖然本文只針對淇嶺村的雨水收集進行規劃設計,但綜合考慮了環境中的所有要素,運用樸門永續設計理念的相關知識,發現并利用要素間的相互關系,輔助完成淇嶺村水資源的規劃設計,對其他鄉村的水資源規劃設計也有借鑒作用。
目前,我國鄉村的發展日益顯著,但土地過度消耗,環境污染破壞,相關能源問題也愈演愈烈。水作為生命之源,起著舉足輕重的作用。因此,今后針對鄉村的水資源問題,在規劃設計中更應思考:①在滿足村民最基本的生活用水、灌溉用水的基礎上,能夠保證足夠的蓄水量,應對干旱等災害的發生;②善用土壤儲存雨水,增加雨水下滲,確保當地水循環的正常運行[21];③對水資源地開發利用要統籌全局,對整個規劃設計以及后期的維護和管理,要做出總體安排,并合理配置水資源[22];④制定水資源管理制度,專人專項管理,規范村民行為,減少水資源的污染與浪費,依法科學保護水資源;⑤對水資源的規劃設計要因地制宜,符合當地的水資源現狀,正確合理的開發利用水資源,謀求水資源可持續發展,加速生態文明建設。