從生命過程到低碳設(shè)計濕地公園生態(tài)設(shè)計基本理念與應(yīng)用

從生命過程到低碳設(shè)計濕地公園生態(tài)設(shè)計基本理念與應(yīng)用

濕地公園是一個有機(jī)的結(jié)合體，可以有效地保護(hù)和利用濕地資源。近年來，它引起了社會各界的關(guān)注。所謂生態(tài)設(shè)計是指“與生態(tài)過程相協(xié)調(diào),盡量使其對環(huán)境的破壞影響達(dá)到最小的設(shè)計形式”濕地生境具特殊性,兼具陸生、水生動植物資源,生物群落在這一交錯帶出現(xiàn)重疊,濕地系統(tǒng)的易變性與脆弱性使其生態(tài)設(shè)計的意義尤為突出。1生態(tài)設(shè)計的基本理念1.1自然形態(tài)原則一般而言,保護(hù)區(qū)中的濕地大部分是自然的,而濕地公園中的濕地,除了自然濕地外還有人工濕地,即使是自然濕地,如河流筑壩改變河流形態(tài),駁岸硬化改變水陸交流,人為蓄水改變水的季節(jié)變化,引進(jìn)外來物種改變濕地生物譜系,夸張的景點(diǎn)建設(shè)改變其原有文化元素,等等,也或多或少地受到了人為的干預(yù)。因此,消除上述影響,使?jié)竦鼗貧w到自然演變狀態(tài)是濕地公園規(guī)劃和建設(shè)的重要內(nèi)容之一。而建設(shè)的重要手段是近自然化——近自然化設(shè)計和近自然化經(jīng)營管理。近自然設(shè)計講究“師法自然”,更注重自然界自身而非人類的作用;強(qiáng)調(diào)的是人類要尊重自然,盡可能按照自然規(guī)律來構(gòu)建生態(tài)環(huán)境。如在種植設(shè)計中,模仿植物的自然組合,強(qiáng)調(diào)植物組合的多樣性和穩(wěn)定性,形成自然或近自然式的濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和環(huán)境,突出濕地資源持續(xù)性地滿足需求的能力。1.2生物特性原則仿生設(shè)計是一種理想的生態(tài)設(shè)計,是自然主義的一種表現(xiàn)形式,其核心是主張尊重和學(xué)習(xí)自然。它以仿生學(xué)為基礎(chǔ),通過研究自然界生物系統(tǒng)的優(yōu)異功能、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、色彩等特征,并有選擇性地應(yīng)用這些原理和特征進(jìn)行設(shè)計。其實在濕地中,河流與湖泊都是有生命的。仿生的另外一個理念也在于要尊重濕地的自然節(jié)律(生命過程)。在人為的景觀建設(shè)中,盡量尊重這種大自然的生命過程和自然節(jié)律。1.3降低碳排放的手段低碳設(shè)計是指能夠達(dá)到減少溫室氣體排放效果的設(shè)計。尊重當(dāng)?shù)刈匀慌c人文環(huán)境,遵循地塊本身生態(tài)特性,合理開發(fā)利用并加以保護(hù),合理控制成本,這些都是“低碳”的體現(xiàn)。從理論上,增加生命力,減少分解和呼吸是降低碳排放的重要手段。在濕地生態(tài)系統(tǒng)中減少分解的過程,如蘆葦?shù)暮侠硎崭?而不是任其腐敗。水生植物食物鏈的建立,減少系統(tǒng)中死亡的水生動植物存量,都是低碳設(shè)計的內(nèi)容。1.4循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”一詞是美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家波爾丁在20世紀(jì)60年代提出生態(tài)經(jīng)濟(jì)時談到的循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論的本質(zhì)是生態(tài)經(jīng)濟(jì)理論。以物質(zhì)資源的循環(huán)使用為特征,強(qiáng)調(diào)的是循環(huán)和生態(tài)效率,資源被多次重復(fù)利用,并注重生產(chǎn)、流通、消費(fèi)全過程的資源節(jié)約。循環(huán)經(jīng)濟(jì)倡導(dǎo)的是一種與環(huán)境和諧的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。它要求把經(jīng)濟(jì)活動組織成一個“資源——產(chǎn)品——再生資源”的反饋式流程,其特征是低開采、高利用、低排放。所有的物質(zhì)和能源要能在這個不斷進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)循環(huán)中得到合理和持久的利用,以把經(jīng)濟(jì)活動對自然環(huán)境的影響降低到盡可能小的程度其實,循環(huán)經(jīng)濟(jì)的核心在于提高生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效能,增加碳匯,減少排放。在濕地生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營中,主要體現(xiàn)在建立完整科學(xué)的食物鏈和生態(tài)能有效利用途徑,合理利用生態(tài)過程中的能量和物質(zhì)產(chǎn)出。1.5濕地生物鏈養(yǎng)殖技術(shù)特點(diǎn)生物鏈?zhǔn)侵赣蓜游?、植物和微生物互相提供食物而形成的相互依存的鏈條關(guān)系。生物鏈也可以理解為自然界中的食物鏈,它形成了大自然中“一物降一物”的現(xiàn)象,維系著物種間天然的數(shù)量平衡。濕地生物鏈養(yǎng)殖技術(shù)特點(diǎn):一是合理利用濕地中的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行初級生態(tài)養(yǎng)殖;二是運(yùn)用自然生物鏈的原理,把初級生態(tài)養(yǎng)殖形成的代謝物進(jìn)行充分利用,設(shè)計進(jìn)行再次生態(tài)養(yǎng)殖。這樣不但可以大大降低養(yǎng)殖成本,而且可以降低養(yǎng)殖中產(chǎn)生的代謝物,形成環(huán)保型的生態(tài)養(yǎng)殖模式和綠色生產(chǎn)模式。1.6景觀生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)是研究生物、人與環(huán)境之間的相互關(guān)系,研究自然生態(tài)系統(tǒng)和人類生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及過程的一門學(xué)科。遵循的基本原則為協(xié)調(diào)與和諧,強(qiáng)調(diào)人—自然—環(huán)境的平衡性與共生性。景觀生態(tài)學(xué)是以生態(tài)學(xué)理論為基礎(chǔ),研究相關(guān)景觀系統(tǒng)的相互作用、空間組織和相互關(guān)系的一門學(xué)科,即研究由相互作用的生態(tài)系統(tǒng)組成的異質(zhì)地表的結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)。濕地公園的建設(shè)重點(diǎn)就是實現(xiàn)包括人類在內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡,包括物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞的生態(tài)過程的平衡,打造人與自然和諧的景觀。2人與自然的和諧生態(tài)設(shè)計的目的是協(xié)調(diào)景觀內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程及人與自然的關(guān)系,正確處理生產(chǎn)與生態(tài)、資源開發(fā)與保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系,進(jìn)而改善景觀生態(tài)系統(tǒng)的整體功能,達(dá)到人與自然的和諧。2.1自然環(huán)境的影響結(jié)構(gòu)完整、功能完善的生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)設(shè)計和濕地公園建設(shè)的首要任務(wù),友好的生態(tài)環(huán)境是協(xié)調(diào)人與自然關(guān)系的先決條件。因此,在濕地公園建設(shè)過程中,良好的生態(tài)系統(tǒng)、友好的生態(tài)環(huán)境是生態(tài)設(shè)計的主要目的,應(yīng)該按照濕地生態(tài)系統(tǒng)的自然結(jié)構(gòu)、生態(tài)過程和生態(tài)特征來進(jìn)行相關(guān)設(shè)計,以實現(xiàn)濕地公園的生態(tài)環(huán)境友好和自然。2.2能的道路。設(shè)定能低碳低能的發(fā)展模式已經(jīng)得到了國際社會的共同認(rèn)可,并且被各國不斷付諸于實際行動之中。濕地公園的設(shè)計和建設(shè),也應(yīng)該走低碳低能的道路。這主要表現(xiàn)在以下幾個方面:①在濕地公園建筑物和構(gòu)筑物設(shè)計當(dāng)中,應(yīng)該堅持“滿足需求、能少則少”原則,減少建筑物和構(gòu)筑物的建設(shè)規(guī)模,同時,選擇低碳節(jié)能和環(huán)保的建筑材料。②在交通工具、電力供應(yīng)、科研監(jiān)測設(shè)備的設(shè)計上,盡量選擇以太陽能為動力系統(tǒng)的設(shè)備,如可以選擇太陽能路燈、太陽能熱水器等。③在工程項目施工建設(shè)過程中,提倡低碳低能的建設(shè)方式和模式。2.3濕地公園的可持續(xù)利用濕地公園的可持續(xù)性包括以下幾個方面:①濕地公園內(nèi)部的可持續(xù)發(fā)展。首先是濕地公園內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)之間的可持續(xù)發(fā)展,形成結(jié)構(gòu)不斷完善、功能不斷協(xié)同、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值不斷增加的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),打造良好的可持續(xù)的生態(tài)景觀。其次是濕地公園項目建設(shè)的可持續(xù)性,既滿足現(xiàn)有人群的需求,又為今后新的需求留有發(fā)展空間,即在空間布局上留有后備發(fā)展用地,在項目設(shè)置上選擇可持續(xù)性強(qiáng)的項目。②濕地公園與外部社區(qū)、區(qū)域發(fā)展的可持續(xù)性。濕地公園的內(nèi)部可持續(xù)發(fā)展離不開與外部的可持續(xù)性。因此,在設(shè)計中,應(yīng)該正確處理濕地公園內(nèi)部的關(guān)系、濕地公園與外部社區(qū)和區(qū)域發(fā)展的關(guān)系,做到濕地公園與社區(qū)、所在區(qū)域統(tǒng)一協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展。2.4項目設(shè)計指導(dǎo)思想和建設(shè)目標(biāo)的科學(xué)性科學(xué)性是濕地公園設(shè)計的堅實基礎(chǔ)。濕地公園設(shè)計的科學(xué)性主要包括:①濕地公園設(shè)計指導(dǎo)思想和建設(shè)目標(biāo)的科學(xué)性。②濕地公園的建設(shè)項目是在經(jīng)過科學(xué)調(diào)查、科學(xué)分析后設(shè)置的。③濕地公園項目建設(shè)過程、方法、步驟、工藝環(huán)節(jié)是科學(xué)的。④建立項目建設(shè)前的科學(xué)咨詢、項目建設(shè)過程中的科學(xué)指導(dǎo)和項目建設(shè)后的科學(xué)評價制度。2.5評價方法評價濕地公園設(shè)計中尊重場地可以概括:①在科學(xué)、客觀調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,對濕地公園用地進(jìn)行適宜性評價和限制性評價。②在適宜性評價和限制性評價的基礎(chǔ)上,因地制宜地布局建設(shè)項目,充分利用現(xiàn)有地形地貌條件,減少建設(shè)過程中的土方量。③在項目建設(shè)過程中,注意場地周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性,盡量少破壞現(xiàn)有植被和生物棲息地,建筑物或構(gòu)筑物外觀、樣式和顏色與場地周邊協(xié)調(diào)統(tǒng)一。2.6對濕地公園景觀文化進(jìn)行保護(hù)文化是濕地公園的靈魂,在濕地公園設(shè)計中應(yīng)注意:①嚴(yán)格保護(hù)現(xiàn)有的歷史和文化遺跡。②嚴(yán)格保護(hù)非物質(zhì)文化資源,對具有地方特色的與濕地有關(guān)的民俗歌舞、手工技藝、地方戲等非物質(zhì)文化進(jìn)行有效保護(hù)。③充分挖掘地方歷史和文化資源。對濕地公園所在區(qū)域的歷史文化、民俗文化、地方文化和濕地文化進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查,收集能夠反映濕地公園文化的老照片、老實物等,挖掘其蘊(yùn)涵的文化底蘊(yùn)和民俗風(fēng)情。④充分展示歷史文化。通過建立濕地文化博覽園、濕地植物文化園、濕地科普宣教中心、濕地宣教長廊和濕地文化長廊等文化傳承和展示的載體,向大眾展示濕地公園深厚的歷史文化和濕地文化。3設(shè)計方面的設(shè)計生態(tài)設(shè)計主要涉及到節(jié)約型設(shè)計、自然式設(shè)計、鄉(xiāng)土化設(shè)計、保護(hù)性設(shè)計、恢復(fù)型設(shè)計、地域性設(shè)計等。目前,在我國濕地公園建設(shè)中的生態(tài)設(shè)計的內(nèi)容主要涉及到:自然駁岸、自然恢復(fù)、循環(huán)水使用、濕地自凈能力應(yīng)用、生物措施綜合、節(jié)水、公共設(shè)施材料、清潔能源、生態(tài)養(yǎng)殖(生物鏈?zhǔn)褂?、人與濕地友好互動模式設(shè)計等方面。3.1改造原有駁岸,重塑生態(tài)功能自然式駁岸是一種對原有濕地駁岸改動最小的一種駁岸形式,只是在原有駁岸的基礎(chǔ)上,對駁岸的空間形態(tài)、植物景觀加以改造,使其在保持原有生態(tài)功能的前提下,滿足游人觀賞游玩的要求。自然駁岸設(shè)計的精髓在于保護(hù)濕地的水—土交流過程,有利于水生動物的棲息。3.2自我選擇、自我設(shè)計的原則,將濕地環(huán)境和水在濕地公園設(shè)計過程中,應(yīng)該通過消除濕地生態(tài)系統(tǒng)所受的脅迫和威脅因子,如控制污染、減少人為破壞、補(bǔ)充水源,讓濕地生態(tài)系統(tǒng)按照“自我選擇和自我設(shè)計”的理論,自我選擇生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu),自我設(shè)計生態(tài)系統(tǒng)演替發(fā)展的方向,構(gòu)建內(nèi)部協(xié)調(diào)、與外部協(xié)同的濕地生態(tài)系統(tǒng)。3.3滿足自然水循環(huán)和社會水循環(huán)的原則循環(huán)水使用是應(yīng)對當(dāng)前水資源危機(jī)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要途徑和方式。通過設(shè)置合理的水資源利用循環(huán)鏈,把整個濕地公園的自然水循環(huán)(自然降雨——地表徑流——蒸發(fā)——滲透——蓄水)和社會水循環(huán)(自然水使用——中水、污水——回收處理——循環(huán)利用)進(jìn)行結(jié)合,以自然水循環(huán)為基礎(chǔ),通過綜合利用濕地公園內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)的物理、生物和化學(xué)作用,對濕地公園生產(chǎn)生活過程產(chǎn)生的中水和污水進(jìn)行回收處理,實現(xiàn)循環(huán)利用,提高水資源的利用效率,節(jié)約用水。3.4吸收濕地植物中的污染物濕地是自然生態(tài)系統(tǒng)中自凈能力最強(qiáng)的生態(tài)系統(tǒng)。充分利用濕地的自凈能力,是生態(tài)處理的方法之一。如加強(qiáng)濕地綠化,一些濕地植物像蘆葦、香蒲、水蔥等濕地植物能有效地吸收各類污染物。在濕地中生長的植物、微生物和細(xì)菌等通過濕地生物地球化學(xué)過程的轉(zhuǎn)換,包括物理過濾、生物吸收和化學(xué)合成與分解等,將生活污水和工業(yè)廢水中的污染物和有毒物質(zhì)吸收、分解或轉(zhuǎn)化,吸收、固定、轉(zhuǎn)化土壤和水中營養(yǎng)物質(zhì),降解污染物質(zhì),消減環(huán)境污染,使流經(jīng)濕地的水體得到凈化。3.5各階段的目在濕地公園設(shè)計過程中,尤其是生態(tài)修復(fù)工程的設(shè)計,應(yīng)當(dāng)以綜合的生物措施為主導(dǎo),充分利用生態(tài)鏈和生態(tài)過程來達(dá)到目的。例如,在湖泊生態(tài)系統(tǒng)富營養(yǎng)化治理中,可以采取以綜合生物措施為主的“生物操縱”技術(shù),即根據(jù)湖泊的本來生態(tài)鏈、食物鏈和食物網(wǎng)結(jié)構(gòu),通過進(jìn)行水生植物、水生動物群落的合理配置,充分利用生態(tài)學(xué)原理,構(gòu)建湖泊生態(tài)系統(tǒng)比較合理的食物網(wǎng)和生態(tài)鏈,構(gòu)建健康的水生態(tài)系統(tǒng),提高自身的凈化能力。3.6體現(xiàn)節(jié)水原則循環(huán)水使用是節(jié)水的主要方式和模式,更為重要的是在濕地公園設(shè)計中應(yīng)該時時處處體現(xiàn)節(jié)水,讓節(jié)水意識深入到每一個濕地公園職員和每一個游客中,讓節(jié)水行為貫徹落實到濕地公園建設(shè)的每個環(huán)節(jié)。除了節(jié)水意識宣傳外,在具體的硬件建設(shè)和技術(shù)層面也需要不斷加強(qiáng),讓游客除了有節(jié)水的主動意識外,不得不采取被動的節(jié)水行為。3.7天然材料的選擇與養(yǎng)護(hù)公共設(shè)施生態(tài)設(shè)計主要體現(xiàn)在材料和能源的高利用率、減少對自然環(huán)境的影響、易施工與養(yǎng)護(hù)等方面。盡量選擇可回收性、可再利用性的天然材料及當(dāng)?shù)夭牧?不僅具有地方特性,質(zhì)感及色彩與周圍環(huán)境協(xié)調(diào),而且能減少加工、運(yùn)輸?shù)瘸杀?節(jié)約能耗。各種新型環(huán)保材料、再生性材料也可合理運(yùn)用,體現(xiàn)科技、人文、自然、和諧。3.8濕地公園清潔能源(如圖4所示)清潔能源指在生產(chǎn)和使用過程中不產(chǎn)生有害物質(zhì)排放的能源?？稍偕?、消耗后可得到恢復(fù),或非再生的(如風(fēng)能、水能、天然氣等)及經(jīng)潔凈技術(shù)處理過的能源(如潔凈煤油等)。例如,針對不同濕地公園及其周邊區(qū)域的能源資源條件,可以選擇濕地公園內(nèi)部或區(qū)域進(jìn)行水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)清潔能源;在交通工具、路燈、熱水器和科研監(jiān)測設(shè)備的設(shè)計上,可以選擇以太陽能為主要能源的產(chǎn)品。3.9改生境、提高透明度在水體中放置適當(dāng)?shù)乃鷦游锟梢杂行У厝コw中富余營養(yǎng)物質(zhì)。蚌類可以將水中懸浮的藻類及有機(jī)碎屑濾食,提高湖水的透明度;螺螄主要攝食固著藻類,同時分泌促絮凝物質(zhì),使湖水中懸浮物質(zhì)絮凝,促使水變清;濾食性魚類,如鰱、鳙魚等可以有效地去除水體中綠藻類物質(zhì),使水體的透明度增加。通過建立菌3.10濕地公園重要組分的人類組成把人也納入濕地公園的大體系中,讓人成為濕地公園的重要