天津海河廊道的生態(tài)修復

天津海河廊道的生態(tài)修復作者：姚小琴竇華港來源：《城市規(guī)劃》2009年第33卷增刊：66-70【摘要】在天津海河廊道城市更新改造過程中，結合城市生態(tài)網(wǎng)絡系統(tǒng)的建立，注重河流廊道的生態(tài)環(huán)境的保護與重建，運用生態(tài)修復的新技術和新理念，對河流水體、堤岸、沿岸綠帶及放大節(jié)點進行生態(tài)化改造，使之有利于城市生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，提高城市競爭力?！娟P鍵詞】可持續(xù)發(fā)展；生態(tài)城市：河流廊道：生態(tài)修復ECOLOGICALRESTORATIONOFTIANJINHAlHERIVERCORRIDORYAOXiaoqin;DOUHuagangABSTRACT：IntherenovationplanofHaiheRivercorridor，theplanbysettingupurbaneco-systememphasizestheprotectionoftheeco-environmentoftheriver．Usingeco-restorationtechnologiesitrenovatesthewater，bank，greenbeltsandkeynodesoftheriverforthesustainabledevelopmentofurbaneco-environment．KEYWORDS：sustainabledevelopment；eco-city；rivercorridor；ecologicalrestoration1海河廊道地區(qū)生態(tài)修復的必要性建設生態(tài)城市是天津城市的長遠發(fā)展目標之一。在城市建設中走可持續(xù)發(fā)展的道路不僅僅是城市形態(tài)上的轉(zhuǎn)變，從根本上來講，是喚醒人們重新認識人與自然的關系，重新審視自身的生活態(tài)度和價值觀體系，是人類生存態(tài)度的轉(zhuǎn)變。城市作為全球生態(tài)環(huán)境破壞的主要責任者，它的輸入輸出如何能夠減少給予自然生態(tài)環(huán)境的負擔，城市規(guī)劃如何引導城市形態(tài)的發(fā)展，使之更有利于人類的可持續(xù)發(fā)展是我們今天工作努力的方向。城市的環(huán)境承載力是環(huán)境系統(tǒng)對人類社會發(fā)展活動的支持能力，它存在著極限。超過極限，城市安全將受到威脅。世界銀行經(jīng)濟學家赫爾曼·戴利將城市最低安全標準規(guī)定為三條：“社會使用可再生資源的速度，不得超過可再生資源的更新速度；社會使用非再生資源的速度，不得超過作為其替代品的、可持續(xù)利用的可再生資源的開發(fā)速度；社會排放污染物的速度，不得超過環(huán)境對污染物的吸納能力?！痹诔鞘锌沙掷m(xù)發(fā)展的理論與實踐的探索中，生態(tài)城市的理論給我們指明了方向，正如王如松先生所說：“生態(tài)城市并不是一個不可企及盡善盡美的理想境界，而是一種可望可及的持續(xù)發(fā)展過程，是一場破舊立新的生態(tài)革命?！痹谌澜缍荚诔珜Э沙掷m(xù)發(fā)展的今天，現(xiàn)代經(jīng)濟學論著對資本有了新的評價。自然資本已經(jīng)步入現(xiàn)代經(jīng)濟評價體系中。但是，由于環(huán)境成本還沒有被納入市場價格體系，不能被市場通過合理的行為得到公正的分配，因此，在城市經(jīng)濟發(fā)展中，生產(chǎn)者、消費者所造成的環(huán)境負擔，無人計量，造成這些環(huán)境成本被忽視。然而，提高城市綜合競爭力的工作當中，使自然資本增值、保護自然資源、維護生命系統(tǒng)的循環(huán)、改善生活環(huán)境，已成為城市更新改造中規(guī)劃設計工作的新的目標。作為天津城市母親河的海河是城市中珍貴的自然元素，它西起三岔河口東至渤海，整條河流全部在天津市轄區(qū)范圍內(nèi)。在海河沿岸存留著從滿清的傳統(tǒng)城市到近代租界等各個歷史發(fā)展階段的建筑遺跡，記載著城市各個時期的歷史與文化。天津城市發(fā)生發(fā)展依托于海河，在海河地區(qū)城市更新的過程中，城市建設與生態(tài)修復是城市發(fā)展的兩個相輔相成的方面。應注重海河廊道生態(tài)環(huán)境的再造，使之成為整個城市生態(tài)網(wǎng)絡系統(tǒng)中重要的生態(tài)廊道，從而有效地緩解城市環(huán)境壓力，提高海河的自然資本的價值，加強城市的綜合競爭力。2海河廊道地區(qū)城市定位2.1海河廊道地區(qū)的城市功能定位海河地處城市建成區(qū)的中心，作為城市近代發(fā)展的主軸，貫穿著天津市舊時租界的幾個歷史風貌區(qū)，是文化歷史積淀最深厚的地區(qū)。海河周邊聚集著城市的商業(yè)中心、金融中心、商務中心以及鐵路交通樞紐，是貫穿城市心臟的難得的自然景觀。同時，海河又是城市居民休閑娛樂的去處，人們在此游泳、滑冰、垂釣、晨練、約會。因此，海河地區(qū)的城市功能，定位于城市文化、休閑娛樂的區(qū)域，與相鄰地區(qū)形成功能上的互補。2.2海河廊道地區(qū)的生態(tài)功能定位海河沿岸地區(qū)是城市環(huán)境污染最重的地區(qū)，是城市熱島的中心。海河地區(qū)與城市邊緣地區(qū)夏季溫差2℃，冬季溫差5℃；城市空氣中可吸入懸浮顆粒、二氧化硫及氮氧化物等廢氣濃度最高的區(qū)域就在海河附近，同時由于長期超采地下水，海河地區(qū)是城市地面沉降量最大的地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計，自1959年以來地面沉降累計達2m以上的地區(qū)大部分集中在海河兩岸。海河本身由于上游來水逐年喊少，下游建閘以防海水倒灌，除汛期外，海河水體流速緩慢，大多處于靜止狀態(tài)，水質(zhì)惡劣，絕大部分河段水質(zhì)為V類或劣V類。因此，加強海河廊道地區(qū)的生態(tài)修復，不僅可以改善海河水質(zhì)，更有利于改善中心城區(qū)的環(huán)境狀況。從景觀生態(tài)學的角度來說，城市的生態(tài)網(wǎng)絡是由基底、廊道和斑塊組成的。城市的物質(zhì)基礎作為基底，城市相互交錯的線型要素即主要交通干道、河流水系、鐵路以及高壓線等兩側的綠化帶形成城市的生態(tài)廊道網(wǎng)，并通過這張網(wǎng)將散落在城市中的大大小小的、孤立的城市綠地即生態(tài)斑塊聯(lián)系起來，共同構成天津市的生態(tài)網(wǎng)絡。在這個生態(tài)網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡的連通性和寬度是其生態(tài)效益的重要尺度。海河地區(qū)位于網(wǎng)絡的幾何中心，在城市道路、水系廊道組成的蛛網(wǎng)狀結構中處于提綱挈領的地位，因此，海河地區(qū)在天津城市生態(tài)網(wǎng)絡中主廊道的地位是不言而喻的{圖1}。3海河廊道生態(tài)化修復3.1海河河道堤岸的生態(tài)化修復城市中的河流與城市發(fā)展密切相關。隨著河流的功能的轉(zhuǎn)變，更重要的是人的認識的轉(zhuǎn)變，城市中河流堤岸的更新改造也經(jīng)歷了自然一人工硬化一人工自然化的轉(zhuǎn)變過程。以往我國城市段河道護岸多是使用混凝土等人工建筑材料構筑的直立式護岸，河流完全被人工化、渠道化，其結果導致河岸植物群落喪失，破壞了河岸作為連接水陸生態(tài)系統(tǒng)的紐帶作用，破壞了自然河流的生態(tài)鏈和原有的水岸生態(tài)平衡，使河流自凈能力越來越差。而今北京、上海等地都開始河流自然化改造，尤其是俞孔堅先生在臺州將硬化河岸重新軟化的實踐，更是令人耳目一新。從20世紀70年代開始，世界上的一些發(fā)達國家就在進行河流回歸自然的改造。他們將填埋的河流重現(xiàn)天日，將裁直的河道重新改成幾近自然的蜿蜒曲折形、將硬化的河岸重新軟化等等。發(fā)達國家針對水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的負面影響，開發(fā)研究了河流生態(tài)恢復的理論和技術。河道的生態(tài)護岸形式很多，包括：利用喬木灌木的根系纖維固定岸坡；采用自然材料護岸，如卵石護坡、條石護坡、山石護坡、石籠護坡、木樁護坡等，結合植物生態(tài)護岸設置，營造豐富多樣的生態(tài)景觀。海河河道駁岸的生態(tài)化恢復可以參照國外常用的幾種護岸方法。3.1.1生物材料(植物)施工法(1)編柴施工法。將柳條扎成捆，制成編柴(也稱“梢捆”或“梢籠”)，將一捆或數(shù)捆編柴橫放在河岸邊，并以木樁固定，最后將沙土輕輕的覆蓋在上面。當柳條生根后，它能牢牢地拖緊土層，從而起到加固河岸的作用，當綠柳成蔭的時候，可以減緩水溫的上升，為魚類的棲息和繁殖創(chuàng)造良好的條件{圖2}。(2)編樁施工法。在河岸坡角處打入成排的木樁，木樁間以柳條編織連接如欄桿一樣，最后將沙土填埋在柵欄后面，待柳樹根系扎牢樹木長大時，護岸也會變得更加牢固{圖3}。(3)沉排施工法。德國聯(lián)邦河川研究所介紹了沉排施工法，一種是將柳枝象沉排一樣鋪在河岸表面上，并用鋼絲固定在木樁上；另一種是將尼龍制的沉排蓋住河岸表面，并在其中植入草種{圖4}。3.1.2混合(植物與木材或石材混用)施工法當河岸斷面坡度較大時，采用植物與石頭相結合的施工方法——梢工施工法。這種方法是將柳枝插入石縫中直至石頭的背面，當柳根生長時，便會固定住石頭背后的沙土，并緊緊包裹住石塊，使石塊與石塊牢牢地結合成為一體，從而達到保護河岸表面的目的{圖5}。3.1.3剛性材料(木、石、混凝土)施工法在寸土寸金的城市中心地段，如采用舒緩的生物護岸將破壞原有的土地利用規(guī)劃，因此不得不采用石材和混凝土護岸，但在這種硬化護岸的施工中仍要采用各種生態(tài)化措施。在國外有許多混凝土護岸仿制成自然巖石狀，與植物樹木相結合形成野趣盎然的河岸景觀，在水下混凝土制成不規(guī)則形狀的各種各樣的魚道，有利于魚兒的繁殖{圖6}。從生態(tài)學角度來說，建議優(yōu)先選擇生物材料施工法，其次選用混合施工法，最后選用剛性材料施工法。據(jù)有關資料介紹，河道經(jīng)過自然化改造后，河中魚類個體數(shù)量和生物量較治理前能夠成倍地增加。歐美及日本等先進國家已經(jīng)開始大規(guī)模拆除以前在河床上鋪設的硬質(zhì)材料，采用“多自然型護堤法”進行改造。實踐表明，該技術有效地促進了地下水的滲透與河水的良性循環(huán)，提高了水邊環(huán)境的自然凈化功能。建議在海河堤岸的生態(tài)化改造中，由市中心向外依次采用剛性一混合一生物等施工方法進行海河的堤岸改造，即在中環(huán)線以里采用剛性混合施工法，在中環(huán)與外環(huán)之間采用混合與生物施工法，在外環(huán)以外采用生物施工法。3.2海河沿河綠帶的生態(tài)化修復河流生態(tài)廊道的生態(tài)功能主要在于它是生境、能量物質(zhì)和生物的主要傳輸通道，它對城市空氣污染起著過濾的作用，對城市噪聲、細菌傳遞起著阻抑作用，它串聯(lián)著城市中散落的綠色斑塊，影響和制約著城市中生物種群動態(tài)、多樣性和生態(tài)過程。河流的生態(tài)學過程是由河流兩旁植被帶的寬度和長度共同決定的。河流兩旁植被帶在規(guī)模上要能為兩岸內(nèi)部種群提供足夠的生境和通道以及不間斷的河岸植被廊道，在植物構成上宜采用喬、灌、草等多物種組成的復層結構群落，以形成多樣的小生境，為動物、微生物提供良好的棲息和繁衍場所，形成有利于生物多樣性的環(huán)境。國外許多學者在實踐的基礎上，對達到不同生態(tài)目標所需的沿河綠帶寬度提出了建議(表1)。建議海河地區(qū)沿河綠色廊道寬度分為三個等級，即15～30m、30～60m和大于60m。從金鋼橋至劉莊橋段地處城市中心、兩岸建筑密度較大且質(zhì)量好，沿河還有諸如望海樓、袁世凱舊居等各級文物建筑。為了既保護文物、保留好原有的城市尺度格局，又能使沿河綠帶具有良好的生態(tài)效益，建議河道兩側綠化帶寬度宜采用15～30m。在人民廣場、東站及南站綠化節(jié)點地區(qū)，海河沿河綠帶寬度應在30～60m之間。從金鋼橋向西即海河上游水系及新開河兩岸綠帶寬度均應達到30～60m。從劉莊橋向東至海津大橋兩岸綠帶寬度應采用30～60m。從海津大橋以東至外環(huán)線則采用大于60m的綠帶寬度，外環(huán)線以外沿河綠帶寬度應大于80m，并在綠化節(jié)點處將廊道與濕地公園相結合，寬度應達到100m以上。3.3海河廊道綠化帶的生態(tài)節(jié)點美國景觀生態(tài)學家福爾曼提出保護河流廊道的理論框架，即由廊道或跳板連接幾個大的生態(tài)斑塊和多個自然分布在城市景觀中的小斑塊，形成有益于城市生態(tài)的景觀格局(圖7)。由于海河廊道在城市中心地帶寬度較窄，因此，間隔一定的距離作放大的生態(tài)斑塊，將有利于物種在景觀中的遷徙和基因交換，保證生態(tài)廊道的生物多樣性。根據(jù)研究，海河廊道宜每間隔1km距離做緊密型直徑不小于100m的生態(tài)斑塊，生態(tài)斑塊的位置最好選擇在河道與城市道路相垂直的交點；利用城市綠化公園、街心綠地、立交橋綠化隔離帶做綠化斑塊，以有效地增加河流廊道與道路廊道的聯(lián)通性，使海河主廊道的生態(tài)效益通過這些廊道發(fā)散到城市中去，形成具有生態(tài)意義的城市生態(tài)網(wǎng)絡。海河地區(qū)綠色廊道設計本著以線帶點串面的設計原則，即沿海河廊道的綠帶必須是連貫的，并且按照城市不同區(qū)段的現(xiàn)狀條件，在劃定的幾個生態(tài)節(jié)點根據(jù)不同的具體情況，采取不同的生態(tài)修復對策加以生態(tài)化改造。采取不同的廊道寬度和堤岸做法，在沿河幾個重要的地段——西沽公園、西沽河口、三岔河口、人民廣場、火車站廣場、南站、上河圈、馮口、外環(huán)線等地塊做綠化放大生態(tài)節(jié)點，并確認廊道及其節(jié)點的不可建設用地范圍，以加強廊道的生物基因傳遞以及生物多樣性等生態(tài)功能。強調(diào)節(jié)點的生態(tài)效益，而非僅僅是景觀效果。強調(diào)節(jié)點處水陸交融的特色。強調(diào)節(jié)點在城市安全格局中的作用(圖8)。3.4海河廊道設計導則(1)沿河綠帶應為連續(xù)的，綠帶最窄不應小于15m，(2)沿河綠帶間隔1km左右應設置占地面積不小于1h㎡的集中綠地，作為廊道放大生態(tài)斑塊；(3)保護和修復廊道范圍內(nèi)現(xiàn)有成年樹木、水域，種植本地植物，與現(xiàn)有樹木互為補充，保護河流自然生態(tài)景觀；(4)沿河綠帶的植物配置比例建議為“5分喬、3分灌、2分草”，使綠帶植被具有更多的復雜性，植物物種配置要聽取專家建議，使其更接近自然形態(tài)；(5)沿河綠帶的綠地率應大于80％，綠化覆蓋率應大于90％；(6)沿河綠帶的地面透水率應達到95％，綠帶中的步行小路宜采用透水性材料鋪設；(7)沿河綠地地下不應有地下建筑，特殊情況地下建筑上覆土厚度不應小于2m；(8)沿河綠帶是濱水區(qū)與城市道路間的屏障，綠化斷面建議采用突出地面0.5～0.7m，以阻隔交通噪聲對濱水休閑區(qū)的影響；(9)綠化植物種植宜選用適當規(guī)格苗木，做到近遠期效果相結合。速生喬木原則上選用胸徑6～10cm規(guī)格的苗木，慢生喬木原則上選用胸徑8～12cm規(guī)格的苗木，常綠喬木原則上選用高度不低于2.5m規(guī)格的苗木。苗木要求帶冠，冠形勻