我國生態(tài)文明建設(shè)的現(xiàn)狀與對策

我國生態(tài)文明建設(shè)的現(xiàn)狀與對策

文榆河發(fā)源于北京市，流經(jīng)昌平地區(qū)、順義市、朝陽和通州。近幾年，溫榆河水量較為豐沛，但河水污染嚴重，環(huán)境惡化。為整治溫榆河的環(huán)境污染、促進沿河區(qū)域的社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，2002年北京市啟動了“溫榆河綠色生態(tài)走廊規(guī)劃”項目，在全流域范圍內(nèi)進行水系整治及污水治理。溫榆河朝陽區(qū)段是距離北京市區(qū)最近的區(qū)段，該區(qū)段全長22.8km，沿河1.5～2km范圍為生態(tài)走廊規(guī)劃范圍，規(guī)劃總面積45.18km2。為使生態(tài)走廊建設(shè)順利實施，北京市朝陽區(qū)政府舉辦了“溫榆河綠色生態(tài)走廊（朝陽段）”規(guī)劃方案的國際征集活動。本文以此次投標方案為案例。1總結(jié)1.1從溫榆河生態(tài)走廊規(guī)劃的角度來思考生態(tài)問題的解決模式生態(tài)環(huán)境的惡化已經(jīng)威脅到整個民族的可持續(xù)發(fā)展，生態(tài)危機是中國發(fā)展過程中必須面對的最基本問題。雖然生態(tài)問題的迫切性已經(jīng)引起了社會各界的重視，生態(tài)維護與可持續(xù)發(fā)展的理念已經(jīng)深入人心，但由于缺乏現(xiàn)實的實施手段和管理體制，生態(tài)理念還很難真正落實到現(xiàn)實的發(fā)展計劃中去。因此，探索能結(jié)合本土實際的生態(tài)化發(fā)展模式是設(shè)計師的基本責任、是需要迫切研究的課題。作為謀求完美生活環(huán)境的規(guī)劃和設(shè)計人員，我們一直在探索生態(tài)問題的完美應(yīng)對模式。溫榆河生態(tài)走廊的規(guī)劃案例，讓我們有機會嘗試將多年來對生態(tài)倫理與可持續(xù)發(fā)展的思考結(jié)合在一起。北京在經(jīng)歷了20多年的快速城市化之后，種種城市頑疾已經(jīng)成為發(fā)展的桎梏，改變城市擴展的運營模式和空間格局是可持續(xù)發(fā)展的惟一出路。在深入分析溫榆河地區(qū)的社會發(fā)展動力和經(jīng)濟成長的最迫切需求之后，我們發(fā)現(xiàn)這一區(qū)域生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)恰恰是解決城市可持續(xù)發(fā)展問題的捷徑，是平衡環(huán)境、經(jīng)濟和社會發(fā)展等一系列問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。此方案充分表達了對自然倫理的理解和尊重，并在這一基礎(chǔ)上引導(dǎo)人類的行為模式，確定社會、經(jīng)濟的詳細發(fā)展計劃，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與人類社會的利益平衡和互利共生。而整個方案的基礎(chǔ)，在于是否在恰編者按：當?shù)膮^(qū)域內(nèi)實施恰當?shù)纳鷳B(tài)恢復(fù)計劃，正是因為認識到這一點，我們透徹研究了當?shù)氐臍夂颉⑺?、土壤和動植物群落等自然條件和當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的計劃，將生態(tài)倫理與社會發(fā)展結(jié)合起來，實現(xiàn)了生態(tài)設(shè)計理念的本土化表達。1.2生態(tài)設(shè)計的目的和原則VanderRyn和Cowan提出了生態(tài)設(shè)計的定義：任何與生態(tài)過程相協(xié)調(diào)，盡量使其對環(huán)境的破壞影響達到最小的設(shè)計形式都稱為生態(tài)設(shè)計，這種協(xié)調(diào)意味著設(shè)計應(yīng)尊重物種多樣性，減少對資源的剝奪，保持營養(yǎng)和水循環(huán)，維持植物生境和動物棲息地的質(zhì)量，以改善人居環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)的健康。多類型的復(fù)合生境是生態(tài)設(shè)計的基本條件。與自然合作的生態(tài)設(shè)計就是要尊重和維護生物多樣性，保護生物多樣性的根本就是保持和維護鄉(xiāng)土生物與生境的多樣性。生態(tài)設(shè)計最深層的含義就是進行生物多樣性設(shè)計，利用邊緣效應(yīng)建立生物自維持體系，其核心是促進系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。由于交錯區(qū)生境條件的特殊性、異質(zhì)性和不穩(wěn)定性，使得毗鄰群落的生物可能聚集在這一生境重疊的交錯區(qū)域中，不但增大了交錯區(qū)中物種的多樣性和種群密度，而且增大了某些生物物種的活動強度和生產(chǎn)力，這一現(xiàn)象被稱為“邊緣效應(yīng)”(Edgeeffect)。邊緣區(qū)在相鄰地區(qū)之間的物流、能流作用過程中所具有的“媒介和半透膜作用”，決定了它在城市生態(tài)系統(tǒng)中的重要性。生態(tài)設(shè)計重視人類社會與自然之間的和諧統(tǒng)一，摒棄了掠奪式開發(fā)的弊病，達到人與自然共生的理想。生態(tài)設(shè)計將人作為自然的一部分，充分尊重自然的機理，遵循3R原則，即“減量化(reduction)、再利用(reuse)、再循環(huán)(recycle)”。3R原則是循環(huán)經(jīng)濟最重要的實際操作原則，但是循環(huán)經(jīng)濟不是簡單地通過循環(huán)利用實現(xiàn)廢棄物資源化，而是強調(diào)在優(yōu)先減少資源消耗和減少廢物產(chǎn)生的基礎(chǔ)上綜合運用3R原則。循環(huán)經(jīng)濟是把清潔生產(chǎn)和廢棄物的綜合利用融為一體的經(jīng)濟，本質(zhì)上是一種生態(tài)經(jīng)濟，是一種“促進人與自然的協(xié)調(diào)與和諧”的經(jīng)濟發(fā)展模式，它要求運用生態(tài)學規(guī)律來指導(dǎo)人類社會的經(jīng)濟活動。3R原則的優(yōu)先順序是：減量化-再利用-再循環(huán)。2生態(tài)恢復(fù)功能生態(tài)設(shè)計是一種與自然相作用、相協(xié)調(diào)的方式，是個系統(tǒng)工程，需要全方位、多目標地進行整體思考和系統(tǒng)規(guī)劃?！皽赜芎由鷳B(tài)走廊規(guī)劃（朝陽段）”中，我們在充分尊重現(xiàn)有場地肌理的基礎(chǔ)上，以生態(tài)恢復(fù)手段為主，結(jié)合各種必要的人工生態(tài)措施完善區(qū)域內(nèi)的自然生態(tài)體系，使這一區(qū)域的自然環(huán)境呈現(xiàn)典型原生生態(tài)系統(tǒng)的特征（圖1）。將當?shù)厣鐣沙掷m(xù)發(fā)展的需要整合到自然環(huán)境的恢復(fù)建設(shè)中，實現(xiàn)這一地區(qū)環(huán)境保護和社會經(jīng)濟的動態(tài)平衡與雙贏局面，走環(huán)境保護-帶動開發(fā)-社會發(fā)展-投入保護的良性循環(huán)發(fā)展道路，使這一區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康、自然環(huán)境優(yōu)美、社會文明進步、經(jīng)濟發(fā)展持續(xù)、人與大自然互相依賴，和諧共存。此次實踐中，生態(tài)設(shè)計理念的本土化表達著重于4個方面：2.1地形空間的生態(tài)分析基于場地自身水文和地貌特性進行范圍取舍的方法是生態(tài)設(shè)計的基礎(chǔ)?！皽赜芎泳G色生態(tài)走廊規(guī)劃（朝陽段）”招標文件中給出的規(guī)劃邊界是依據(jù)現(xiàn)狀道路劃定的，這種機械地人為劃定規(guī)劃邊界的方式毫無生態(tài)學意義可言。在項目操作中，我們利用地理信息系統(tǒng)（GIS）對場地進行了較為詳實的分析，發(fā)現(xiàn)整個規(guī)劃場地西北高、東南低，依次呈現(xiàn)高地、坡地和灘地（低洼地）3個層次。雖然現(xiàn)狀的溫榆河是渠化了的河道，但仍能清晰地看到河水泛濫時節(jié)對周邊土地的塑造，GIS分析結(jié)果清晰顯示出溫榆河、清河和壩河存在著坡度基本相同的帶狀古河道側(cè)岸，這一帶狀坡地兩側(cè)則是相對平坦的土地。根據(jù)GIS分析結(jié)果，另外考慮到坡頂線對整個場地的自然匯水影響很大，我們將生態(tài)走廊南部的邊界外延，將坡頂線區(qū)域（即自然匯水區(qū)域）全部圍合在生態(tài)設(shè)計區(qū)域內(nèi)（圖2、3）。2.2污水處理廠回用土地生態(tài)設(shè)計倡導(dǎo)可持續(xù)性，其中，水資源的循環(huán)利用和可持續(xù)性是生態(tài)設(shè)計的重點。北京市水利部門開展的“溫榆河污水截流工程”將于2004年底前開工，工程最終目標是使整個流域?qū)崿F(xiàn)污水“零排放”。截流的污水被收集到污水處理廠，處理之后再排回河道中。污水處理廠的排水一般為三級排放，仍然攜帶大量污染物質(zhì)，所以溫榆河仍然是超V類水體，而水質(zhì)惡劣能引發(fā)諸多問題。為了扭轉(zhuǎn)水資源迅猛流失等現(xiàn)狀，在規(guī)劃中，我們將污水處理廠的排水回用于土地，利用先進的生態(tài)科學技術(shù)凈化水質(zhì)，然后將清潔的水回用當?shù)氐纳a(chǎn)，這種設(shè)計理念有多方面益處：它首先解決了水資源不足的問題；給當?shù)靥峁┝饲鍧嵉牡Y源；回灌了土地，補充了地下水資源；進入溫榆河的水質(zhì)達標，確保將溫榆河恢復(fù)為奔流的河流，而不是一條排污的渠道(圖4)。根據(jù)生態(tài)設(shè)計理念，我們在設(shè)計中充分考慮了污水治理、中水回用、雨水收集回用以及水質(zhì)保持的問題。這樣一方面提高了水的使用效率；另一方面通過生態(tài)恢復(fù)手段維持水循環(huán)過程，以便持續(xù)地獲得可供利用的水。2.2.1sas系統(tǒng)的設(shè)計我們推薦采用一些先進的生態(tài)污水處理措施，如太陽能水生物污水處理系統(tǒng)（SAS），使生態(tài)走廊區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)污水零排放。SAS是在可控環(huán)境條件下，利用各種細菌、植物和動物處理污水，分解、吸收水中污染物，最后排出清潔水的系統(tǒng)。設(shè)計區(qū)域內(nèi)，我們修建了10個大小不等的SAS系統(tǒng)（圖5）。SAS系統(tǒng)的一些技術(shù)指標：入水：生活污水負荷：0.8m3/m2出水：達到污水處理廠三級處理水質(zhì)標準2.2.2北京周邊生態(tài)過濾帶北京現(xiàn)有的水循環(huán)模式是將自然界的水引入城市，并將污水排回天然河道，消耗和污染了大量水資源，造成生態(tài)惡化。中水回用和雨水利用是對當前病態(tài)的北京水循環(huán)模式的調(diào)整和糾正。根據(jù)GIS的坡降分析結(jié)果（圖6），利用現(xiàn)有場地內(nèi)惟一的坡降區(qū)域，在靠近坡頂線附近建造一個較大的過濾滲水林帶，寬度從400～1800m不等。利用中水和雨水滋養(yǎng)植物，形成北京周邊的“綠色防護帶”。過濾滲水林帶由3部分組成（圖7):(1)布水渠：上部靠近坡頂線的集水渠可以向斜坡上均勻布水；(2)滲水區(qū)：斜坡上是平坦的滲水區(qū)，滲水區(qū)內(nèi)有緩坡和多個土坎，土坎能截留部分水，使之充分滲透到土壤中；(3)集水渠：在坡底折線附近設(shè)置另一條水渠，用于收集經(jīng)過植物吸收、土壤吸附和過濾后水質(zhì)較好的水。以上水渠、土坎和坡地上的林帶共同組成一個生態(tài)過濾系統(tǒng)，將中水和雨水進行凈化處理，同時加速水的蒸騰和下滲，保障了水系統(tǒng)的循環(huán)，并且創(chuàng)造出一個非常適合植物生長的環(huán)境。因此，位于坡地較高地段的林帶，生態(tài)恢復(fù)意義最大，必須永久保持混交林狀態(tài)，以維持其生態(tài)功能。位于坡地較低地段的林帶，可用于經(jīng)濟生產(chǎn)，如種植果林和速生林等，富有養(yǎng)分的中水可以提高林木的生產(chǎn)效率，使林帶在具有基本的生態(tài)價值之外，還具有一定的經(jīng)濟價值。下層林帶可以定期伐除，以保證濾水林帶作為一個整體，維持自身的生態(tài)性及凈水作用。2.2.3水質(zhì)保持2.2.3.壩河和血清系統(tǒng)優(yōu)化河道內(nèi)處理單元是位于河槽邊的、長條形的污水處理設(shè)施，它們利用現(xiàn)有土地和已建的基礎(chǔ)設(shè)施（包括堤壩和混凝土襯砌），用最少的資本投入（包括資金和土地）來達到所期望的三級水質(zhì)的處理標準。壩河和清河是溫榆河設(shè)計區(qū)域內(nèi)的兩條支流，目前這兩條河實質(zhì)上起到將污水運到溫榆河的作用。只有將這些污水經(jīng)過處理，達到排放標準后，才能排入天然河道。兩條河的處理系統(tǒng)均從現(xiàn)有閘的下游開始，閘上游當作沉淀池。分別在閘下游建設(shè)矮壩、水上浮床以及水中的曝氣設(shè)施，沿河形成一些獨特的處理單元（圖8）。2.2.3.重建生態(tài)，重建自然河流現(xiàn)狀溫榆河是水利工程裁彎取直的結(jié)果，違反了河水擺動的自然規(guī)律，降低了河流的自凈能力，也損失了其原有的景觀價值。以往的水利工程只著眼于防洪功能，未考慮其他自然的、環(huán)境的和社會的影響。生態(tài)設(shè)計就是要恢復(fù)自然河流的所有特性：(1)健康的河流應(yīng)是蜿蜒曲折的、流動的狀態(tài)；(2)保持土壤、植物、水的密切接觸，保證其中物質(zhì)轉(zhuǎn)換和能量循環(huán)的正常進行。需要對堤坡進行生態(tài)化改造，建立生物多樣性豐富的水陸交錯帶；(3)河邊種植夏季為水面提供樹蔭的喬木；(4)河床高程要有變化。河床高程的變化引起水流流態(tài)的改變，有助于水體的曝氣以及水分子能量的恢復(fù)；(5)重建常水位生態(tài)環(huán)境。以1～2年一遇的洪水水位為標準，確定常水位以下的子河道寬為40m，完成一次擺動需要500m長，最大振幅不超過100m(圖9、10)。2.2.3.生態(tài)恢復(fù)的場地特征恢復(fù)生境多樣性，從而形成生物多樣性環(huán)境。在尊重場地特征的基礎(chǔ)上，按場地特征的不同分區(qū)恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，以使生態(tài)的恢復(fù)確實適合于這一地區(qū)。同時根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的分區(qū)特征，分別恢復(fù)生物多樣性系統(tǒng)，形成多樣性的生境。2.2.3.池塘和濕地利用低洼地形成濕地區(qū)域，有助于當?shù)匦钏蛢羲男枨?。這一地區(qū)的雨水徑流和前述溪水最終進入設(shè)置在低洼地區(qū)域的池塘和濕地，這些池塘和濕地內(nèi)的水生植物，可以大量去除水中的污染物，并為鳥類提供食源地甚至棲息地，其本身也具有較高的景觀價值（圖11）。2.3生態(tài)功能林地土地利用的多樣性形成生物種類的多樣性。我們的土地利用就是要保護農(nóng)田、建立荒野環(huán)境及多功能的林帶環(huán)境。本次規(guī)劃保留了全部的農(nóng)場用地，并將基本農(nóng)田規(guī)劃為生態(tài)建設(shè)備用地，近期保持農(nóng)用地的性質(zhì)。此外生態(tài)功能林地靠近坡底的區(qū)域，可以用于生產(chǎn)林建設(shè)，廣義上講也屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，從而擴大了這一區(qū)域生態(tài)農(nóng)業(yè)的規(guī)模。從長遠來講，在適當?shù)臅r候需要通過法規(guī)實現(xiàn)生產(chǎn)林與基本農(nóng)田的置換，以便將現(xiàn)有的農(nóng)用地用于生態(tài)恢復(fù)，同時還基本維持生態(tài)農(nóng)業(yè)的規(guī)模和當?shù)鼐蜆I(yè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。2.4景觀和游客景觀溫榆河的規(guī)劃范圍包括高地平原、坡降區(qū)和溫榆河水系的泛洪低地，對于這樣的場地特征，本次規(guī)劃的用地結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)分層的、鑲嵌著點狀功能組團的帶狀布局，若干帶狀生態(tài)恢復(fù)區(qū)以及與之相結(jié)合的景觀和游覽帶將各個產(chǎn)業(yè)板塊、組團、居住區(qū)連接為一個自然———社會共生體。規(guī)劃區(qū)域的用地空間結(jié)構(gòu)由一條生態(tài)恢復(fù)帶、2個生境恢復(fù)區(qū)、3個城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)、4處觀光度假地、5個旅游產(chǎn)業(yè)組團等主要元素構(gòu)成，將當?shù)厝康纳鷳B(tài)、居住、生產(chǎn)功能有機結(jié)合在一起。根據(jù)設(shè)計要求，在生態(tài)走廊范圍內(nèi)，我們布置了低于22%的建設(shè)區(qū)域，對大部分空間進行全面保護和恢復(fù)，我們的宗旨是保護好一點，帶動一片，以這32km2的生態(tài)空間為亮點帶動周邊100km2實驗區(qū)的經(jīng)濟開發(fā)和利用。3通過河道生態(tài)設(shè)計生態(tài)設(shè)計理念的本土化表達體現(xiàn)在規(guī)劃中的8項基本措施：(1)通過水資源的自然滲透回補地下，來扭轉(zhuǎn)水資源損耗的現(xiàn)狀，創(chuàng)建了生態(tài)滲透系統(tǒng)，它同時灌溉了經(jīng)濟林帶和果園；(2)恢復(fù)了河流的自然擺動，它正確地反映了常水位時河流的流態(tài)，常水位維持了河道內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)；(3)采用了2個生態(tài)系統(tǒng)，1個處理單元，即中水/雨水過濾系統(tǒng)（生態(tài)過濾林帶）、SAS系統(tǒng)以及清河/壩河河道內(nèi)處理單元，將區(qū)域內(nèi)所有的水處理到可接觸水平并回補地下水；(4)有意識地利用河流沖刷形成的場地高程實現(xiàn)自然