
来源:中国城市科学研究会生态专委会
原标题:城市生态系统修复典型案例(上、中、下)三篇
生态自然要素多样性
当前城市面临生境破碎化、自然灾害频发、水环境污染、城市内涝严重、供给功能失衡等问题,对应的国内外的主要措施包括:
1.核心栖息地生态廊道,例如剑桥采取绿色基础设施与绿色廊道结合的措施,新加坡采取缓冲公园、生态连接网络、线性公园的措施,上海三林楔形应用生态绿地、生态桥,美国的加尔维斯顿岛州立公园堰洲岛弹性规划。
2.韧性规划,例如巴黎开发蓝色区域作冷岛,芝加哥建立滨河步道,强调与生态融合的弹性空间。
3.流域管理,惠灵顿实行流域综合管理规划,华盛顿执行智慧河流计划,荷兰的艾瑟尔湖鼓励增加自然空间和生物多样性。
4.绿色基础设施,奥地利使用分散式雨水管理,西班牙应用绿色基础设施,丹麦哥本哈根推行暴雨管理规划,费城采取不透水面积奖励政策,首尔提高地表渗透性。
5.共生效益,雅加达试行“稻鱼共生系统”。
本文分享了以上全球相关案例。
剑桥:绿色基础设施与绿色廊道结合

背景:上世纪60年代,剑桥市依畔的查尔斯河曾经是一条重度污染,散发着恶臭的河流,无数的死鱼和城市垃圾漂浮在水面。
“蓝色城市计划”。剑桥市开展了“蓝色城市计划”,通过城市绿色基础设施与绿色廊道的整合设计,将汇流入查尔斯河及其支流的雨水进行自然净化,同时增强居民区与城市自然环境的联系。
自然资源的保护计划。制定了更完善的对市区内的自然资源的保护计划并开始实施,增加了城市的绿色空间与湿地,目前全市38%以上的空间都被绿色基础设施所覆盖。
绿色街道设计计划。分别从流域、城市及社区层面对城市重点街道要素现状开展分析,包括土壤条件、地形、开放空间、自行车道、人行步道、雨污混合区、既有排水管道等,并制定了详细的绿色街道设计方案。



NCMP致力于集合、协调、巩固和增强新加坡生物多样性保护工作。通过加强生态联系来建立生态弹性,有助于保护本土生物的多样性和适应气候变化带来的影响。
NCMP 包括 4 个重点:
1)核心栖息地保护;
2)栖息地强化和恢复,物种复育;
3)在保护生物学和规划方面进行稳健可靠的研究;
4)社区管理和外展活动。
这些保护举措都包括海洋、沿海、陆地生态系统,覆盖生态系统、物种和基因各层面。

NCMP讨论如何充分利用城市排水渠的保留空间有益城市绿化。新加坡为了治理城市淹水的问题,在城市里修建了排水渠,排水渠的周围都设有6米宽的保留地,为维护人员进行清洁、维护排水道时所用,但这些空间一年可能只被维修人员使用1到2次。这些保留空间被转换成了2米宽的种有树木的小道,成为自行车道和跑步道。这项工程持续进行了多年,逐步串联起了一个个居民区、公园与社区花园,总长约240公里的“线性公园”最终连接了覆盖全岛的绿化网络。
除此之外,新加坡居民有各种各样的机会参与城市的生物多样性保护和学习相关知识,高度的社区参与也是新加坡在生物多样性保护中取得长期佳绩的一个重要经验。新加坡国家生物多样性中心开发了一个手机软件,SGBioAtlas,公众可以通过这个软件给自己发现的野生动物、植物拍照,并标注发现物种的地点和时间,软件根据用户上传的信息收集生物地理数据,用于生物多样性保护的研究和科普。

核心栖息地保护:建设缓冲公园以及生态连接网络,以应对自然栖息地的碎片化问题
缓解重要核心区域的边缘效应,如防止干燥条件、强风和外来入侵物种的渗透,将核心区域附近被指定为自然公园。
缓冲公园以及生态连接网络,都是作用于扩大本土动植物生态空间的关键因素。
缓冲公园增加了核心自然保护区的生态足迹,生态连接提供了一个岛屿范围的基质,以提供原生动物觅食和繁殖所需的空间,并使原生植物得以分散。

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海军村庄
优化土地利用并打造部件协同效应的叠层建筑。在这里,社会和生态愿景相辅相成。地面层是服务于整个社区的公共空间;中间层是一个医疗中心;最上层的老人之家与托儿所和社区农场并列。屋顶也是一个吸引鸟类和昆虫的袖珍公园。2018年的生物多样性调查发现,这里的物种比附近的绿地还多。


邱德拔医院
它将病人的健康与建筑的物理属性联系起来。其水系统能够与更广泛的集水区水文系统相互连接。庭院内的绿地吸引了附近自然保护区的鸟类。这家医院已经改变了周围的城市和自然生态系统。这里有供行人通行的新道路,有供人们放松的亲生物空间,有供鸟儿和蝴蝶活动的新路线。


上海:三林楔形生态绿地、生态桥
上海外滩公园
将水资源管理技术与栖息地的打造相结合,并与社会空间叠加。公园以水道和湿地为中心,由线性排列的水处理池组成,一端从河里取水,从另一端排出时明显变得清澈。植物和洁净的水已经吸引了多种动物,包括水生无脊椎动物70种,水生动物73种,鸟类20种,昆虫29种等。


上海三林楔形生态绿地设计
上海三林楔形生态绿地设计采取了水管理-风道系统与微气候、生态系统-交通和体验优化五大设计策略。旨在提升场地的连通性,修复场地生态环境,重塑动植物栖息地及韧性景观。

美国:加尔维斯顿岛州立公园堰洲岛弹性规划
2017ASLA研究与规划类杰出奖,基于土地的理念,基于未来情景预测进行设施开发
加尔维斯顿岛州立公园堰洲岛弹性规划“基于土地”的理念,通过全面理解环境问题,达到教育客户和公众的目的。场地的系统脆弱性是每个规划策略背后的主要驱动力。此规划将优先考虑具有推广价值的沿海规划部分,与服务不足和被迫迁移的社区建立新的联系,并提供培训和便利设施,鼓励游客探索公园。
此项目系统预测模型依据场地特定条件开发,而不是来自全球性假说。规划直面场地退化的现实,并通过预测模型、风暴研究、生境迁移以及案例参考等对未来情境模式进行预测,在此基础上进行设施开发。


巴黎:开发蓝色区域作冷岛
巴黎利用现有的、以及开发新的蓝色区域作为"冷"区域,在所有城市区域建设湿地和池塘,进行植物修复以获取灌溉用水,雨水存储和处理设施(下水道)等。


芝加哥:滨河步道,与生态融合的弹性空间
综合可持续性:通过结构性道路铺装系统,利用再生雨水维持合适的土壤容量和灌溉量,长期维护树木健康
防洪景观:设计适应于定期洪水淹没的铺路、种植和照明系统,河滨步道开放几周后遭遇洪水,并在洪水消退后12小时内完成清洁工作重新开放,展现了强大的恢复能力
生态健康:鱼类基础设施扩大了鱼类生境
激活公共空间:通过设计的内置多样性和灵活性,实现空间的主动、被动和季节性规划
多样化交通选择:新建800米无机动车步行道,以及自行车和船只设施
动态边缘:结构边缘降低且无障碍的设计使船只能够临时停靠,游客也可以直接与水接触
创新融资:实现重大资本改善项目的新模式,由联邦交通拨款资助,由该项目收入进行偿还


资料来源
1.http://old.landscape.cn/works/photo/asla/2017/1031/181676.html
2.https://ec.europa.eu/clima/policies/international/negotiations/paris_zh
3.http://beta.landscape.cn/landscape/9887.html)
4.https://mp.weixin.qq.com/s/IBnfz0EygMj7et7nIsjF3g
5.https://mp.weixin.qq.com/s/h9FnEJWxeIy-f80aEgCHnA
6.https://mp.weixin.qq.com/s/csjq5dvdn1buolFKs5_GVA
惠灵顿:流域综合管理规划
流域现状分析
土地利用
包括对流域范围内历史、现状及规划土地利用情况,以及主要交通情况的分析。
自然环境
包括地形、水系、水文地质、土壤及水土侵蚀、水质及水量等自然环境条件的分析。
其中,水质分析内容主要包括:
1)污染土地分析(基于历史及现状土地利用分析,对其当前的土地污染风险及对未来土地利用变化可能产生的影响进行分析);
2)主要水系的底泥污染情况分析;
3)主要水系的水质情况分析;
4)雨水径流污染、合流制溢流污染等水系主要污染源的污染负荷分析。
上述分析将为ICMP后续水质控制目标及措施的选择提供依据。
水量分析主要包括:
1)洪涝风险分析(基于模型模拟,从积水深度和时间两个方面对现状及未来土地利用条件下的不同区域的洪涝风险进行分析);
2)侵蚀风险分析(对土地变化引起的排水流量、体积及流速的变化对河道产生的侵蚀风险进行分析);
3)地表径流途径分析(基于现状及未来土地利用情况,识别在100年一遇暴雨条件下的地表径流路径,以此指导土地利用规划)。

惠灵顿市ICMP中对各子流域的地表径流路径与低洼区域分析
总结
通过以流域为单元,对水系统相关问题进行全面分析,是确定城市范围内的水系统整治责任边界、控制目标和核心任务的重要方法。
以城市区域为核心规划管理范围。以城市区域为核心,更多侧重于应对城市范围内的雨水、污水等水系统问题,制定相应的控制目标和技术策略,并进一步对城市每个相关子流域的关键指标和技术要求进行明确细化。而针对涉及的非城市区域(天然河道、湿地、林地等),主要针对生态和文化敏感空间、水体水质等制定相关保护要求。
准确的规划定位和严格的配套执行机制。例如,2011年,惠灵顿大区政府授予惠灵顿市政府雨水排放许可,要求惠灵顿市政府在10年内编制完成并实施ICMP,需覆盖惠灵顿市雨水排放许可涵盖的所有流域。
多个利益相关方的综合协调。要解决城市发展过程中面临的流域综合问题,除了雨水管理、污水处理等技术层面的发展外,首先应培养包括政府管理者、决策者、工程技术人员等专家、开发商、普通民众等利益相关方的流域综合管理理念。

华盛顿:智慧河流计划
雨洪管理是一个长期、动态的复杂过程,它涉及城市管理的多方面内容和多利益主体,包括政府(政府官员、规划师和工程师等专家)、市场(土地所有者、承包商和绿色基础设施设计者)和市民社会(非政府环保组织、社区领袖和社区居民)。
2007年华盛顿“智慧河流计划”(River Smart Programs),对在私人土地上自愿建设的绿色基础设施提供补贴,居民、小企业、学校和教堂通过申请还可获得对其房产雨水管理技术的评估和建议。
截至 2014 年末,共有 3737 个智慧河流家庭项目在 2836 处房产安装完成,占特区住宅物业的 2.5% 。智慧河流屋顶计划(RiversmartRooftops Program)为特区内 12 处绿色屋顶的安装提供了补贴。与此同时,能源与环境局也参与特区内众多河流和小溪的生态恢复。

荷兰:艾瑟尔湖,增加自然空间和生物多样性
在未来的百年规划中自然和生态将放在首位,让荷兰变得更加绿色。荷兰将自然和生态成为规划中一个新的维度,整合各个专业的空间规划内容,加强国家层面管控。他们希望继续通过堤坝和水坝,加固沙丘和额外的前滨来保护荷兰不受海平面上升的影响。

保留艾瑟尔淡水湖,提供清洁水资源
阿夫鲁戴克拦海大坝将被保留,艾瑟尔湖将仍然是西北欧最大的淡水水库。
增加自然空间和生物多样性
随着湖区开始疏浚,沙地出现,部分湖底也被抬高,艾瑟尔湖将拥有更多自然空间,鸟类,动物和种子可以更轻松地迁移
保持恒定水位,提供便利的航运
艾瑟尔湖的一系列岛屿和沙洲上将获得第二条海岸线,湖底被加深以创建这些沙堤,它仍然包含相同体积的水。这一区域水位保持恒定,便于运输。


雅加达:“稻鱼共生系统”
2020年1月,雅加达爆发严重洪水,近50万居民流离失所。为了应对海平面上升等一系列问题,当地政府早于2014年起便开始了与荷兰政府的合作,决定将“堤坝”(dyke)概念应用到雅加达海岸线的规划设计上。然而,这些融合了高科技的造价高昂的硬化措施,不仅可能难以从根本上解决地下水资源枯竭和具有灾害防御功能的生态系统的缺失等问题,还可能使城市变得更加脆弱。
《基于本土主义的设计》一文提出,原始的自然海岸环境反而比堤坝等防御措施更具韧性,城市发展可以摒弃典型的西方模式,不以同质化的高科技手段来取代本土多样性,转而将本土农业遗产景观拓展为能够应对气候变化的,同时具备延展性、丰产性和韧性的解决方案与技术措施,即基于传统生态知识的基础设施(Lo–TEK)。而要实现这一目标,首先需要转变对传统农业及人与自然关系的固有认知——从凌驾其上走向共生。
位于雅加达潮间带陆地的一种洪水适应策略——“稻鱼共生系统”(sawah tambak)

资料来源
1.https://doee.dc.gov/riversmart
2.https://weblog.wur.eu/spotlight/the-netherlands-in-2120/
3.http://www.water8848.com/news/202006/06/124233.html
4.https://mp.weixin.qq.com/s/IV_LKL38RsHbAuibNmmk_Q
5.https://mp.weixin.qq.com/s/B_iWnWVdvsYWrZ1BI5QFgA
奥地利:分散式雨水管理
在奥地利,维也纳多瑙河水环境问题也曾经一度十分严重。从1999年起,维也纳就一直在为环境治理努力,先后实行了两个大型气候保护计划。至2010年,维也纳一直高居全球最宜居城市榜单。
维也纳多瑙河全长2850公里,是欧洲第二长河,奥地利首都维也纳市地处其中游。主要措施包括两方面:
建设生态河堤。恢复河岸植物群落和储水带,是维也纳多瑙河治理和开发的主要任务之一。基于“亲近自然河流”概念和“自然型护岸”技术,在考虑安全性和耐久性的同时,充分考虑生态效果,把河堤由过去的混凝土人工建筑,改造成适合动植物生长的模拟自然状态,建成无混凝土河堤或混凝土外覆盖植被的生态河堤。
优化水资源配置和使用。维也纳周边山地和森林水资源丰富,其城市用水99%为地下水和泉水,维持了多瑙河的自然生态流量。维也纳严禁将工业废水和居民生活污水直接排入多瑙河,废污水由紧邻多瑙河的两座大型水处理中心负责处理,出水水质达标后,大部分排入多瑙河,少部分直接渗入地下补充地下水。此外,严格控制沿岸工业企业数量并严格监管。
维也纳多瑙河综合治理开发,形成了一套现代化的河流综合治理和开发体系,即在传统治理理念基础上突出“生态治理”概念,并运用到防洪、治污、经济开发等各个领域。

西班牙:绿色基础设施
维多利亚-加斯提兹:绿色城市基础设施战略
绿色城市基础设施战略强调了创造绿色空间以减轻城市对气候变化的影响以及建立绿色基础设施以增强城市的适应能力的必要性,通过在城市不同地区采取各种干预措施来实施绿色城市基础设施战略:绿色环带(城市周围的一系列公园和半农村地区),城市公园和连接不同元素(例如树木)的生态走廊沿着水流或绿树成荫的街道),空地甚至建筑物。
干预措施非常多样化,在许多情况下是多目标的,包括:
将空地转变为新的绿色空间;
公园和花园中生物量的增加以及树木和灌木的数量增加。
通过增加城市生物多样性,改善原生物种保护和改善水管理的干预措施来增强现有绿地的栖息地功能。
促进自由和郊区空间的生态农业。
在外墙和覆盖物等中推广绿色
除此之外,维多利亚州-加斯蒂兹市政府已与巴斯克水务局(URA)签署了一项协议,以开发各种干预措施,以减少洪水事件对当地的影响。
丹麦哥本哈根:暴雨管理规划
2010年8月与2011年8月,哥本哈根市在两年内接连遭受了三次毁灭性的暴雨袭击。从统计数据看,三次暴雨均为百年一遇的极端降水事件,尽管理论上它们在12个月内连续发生的概率极低。然而,统计数据是一回事,现实却是另一回事。这些暴雨灾害也许正是气候变化为现代城市敲响的警钟。在这些暴雨事件中,哥本哈根不可计数的高速公路、主干道、列车轨道和其他基础设施被淹没在洪水中,同样被淹的还有大量的商店与住宅。这三次特大暴雨所造成的经济损失累计达到80亿元人民币。

具体策略之一是雨水滞留公园,这是海绵城市“暴雨防控方案”中的一个关键要素。该规划充分利用哥本哈根市区三大内湖之一的圣约尔根湖,通过将湖水水位由5.8m降低到2.8m,使其成为一座风景秀美的湖滨公园。在提升城市休闲娱乐价值的同时,海绵城市设计也为城市创造出一大片雨水集蓄区。

另一个用来缓解极端暴雨影响的具体策略是雨水滞留街道。这些街道通常是位于低洼、脆弱区域上游的次级道路,通过街道内部的设计来创造巨大的蓄水空间。在不对交通产生重大妨碍的情况下,这些次级道路通常可被改造成雨水滞留街道。通过增加洼地、透水铺装等方式实现对雨水的滞留,并可以净化雨水,从而实现对地下含水层的补给。


费城 :不透水面积奖励政策
2010年费城水利局开始实行不透水面积和总面积奖励政策,非居住用地所有者将不透水面改造成绿地可获得奖励。同年开始执行“国家排放污染物消除制度”(NPDES)奖励,规定土地所有者如果证明其所有土地或建筑符合NPDES排放许可,即获得7%的雨水管理费用。
费城制定的“绿城清水计划”(Green City,Clean Waters) 于2011年得到批准(Consent order and agreement),成为全美第一个得到批准的绿色为核心的控制计划(“the first green-centric plan in the U.S. to gain acceptance from the Environmental Protection Agency and Pa. Dept. of Environmental Protection”),也是当时美国最大的绿色雨水基础设施项目(” the largest Green Storm Water Infrastructure Program ever envisioned in the Country”)。


图 费城城市面积(黄),雨污合流面积(灰),雨污合流面积中不透水面积(黑),以及绿城清水计划将进行”绿亩” 改造的面积示意 (每个点代表30英亩)
这个计划的第一个五年阶段性目标在2016年成功完成。费城完成了838英亩的“绿亩”(Greened acre – 雨水径流得到有效控制)建设,每年可减少15亿加仑的污染的雨水在雨污合流区内的排放。截止2019年,费城完成的“绿亩”更是达到1441英亩,完成第二个五年阶段性目标也基本没有太大问题。

费城的绿色基础设施分布
首尔:提高地表渗透性
首尔地区在60年急速城市化过程中,地表不透水率增长了6倍,降水排水越来越多地依赖人工排水设施,削弱了自然水循环能力。2013年10月底发布《建设健康的水循环城市综合发展规划》,从提高地表的渗透性入手,提升土地自身的蓄水能力。
解决方案:
以政府机关为先导,改善地表透水状况。将确保人行道等设施的透水性列为义务性措施。
引导城市拆迁改造工程优先考虑水循环恢复。规定未来针对老旧小区的拆迁改造工程在设计审核阶段,主管部门必须首先和水循环管理部门对方案进行事先商议,有效降低城市开发对自然水循环的影响。
扩大雨水利用设施的普及率。通过媒体宣传雨水的利用价值,引导市民提高水循环意识,提高雨水在城市农业和景观中的使用率。
引导市民积极参与水循环城市建设。选定几个生活小区进行水循环改造,包括铺设透水地砖、建造雨水花坛、设置雨水收储设施。
加强水循环技术研究和制度建设。包括水循环的实地监测体系、水循环技术和改造模型的研究。


资料来源
1.https://zhuanlan.zhihu.com/p/109726838
2.https://www.ershicimi.com/p/16033793c495b7798cc65989050f9533
3.https://mp.weixin.qq.com/s/GqZ3EyKiRgYZEEwwMlgohw
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