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从河南暴雨看生态规划的重要性 —— UN生态系统修复手册解读:河流与湖泊篇(下)

△ 郑州市内受降雨影响严重 

图源:百度图库

除此之外,山西与四川等地区都已形成2021年第1号洪水,北京、陕西、湖北以及河北等地都出现暴雨导致城市积水形成内涝,造成的损失已然非常巨大。

△ 全国多地受降雨及洪涝灾害影响 

图源:央视新闻网

河流与湖泊是非常重要的生态系统,由于人类社会的活动,太多水体受到了污染,有数据显示全球85%的污水未经处理就排入河流和海洋。另外,为满足经济发展需求,许多水系统被改造或破坏,无法发挥其生态系统服务的作用,例如调蓄洪水,缓解灾害

治水抗洪,传统做法采取加固堤坝的方式,但随着河流被渠化拉直,进一步导致堤坝间河流空间变窄、河漫滩抬高、堤坝两侧水位差变大、河流溢流功能减弱等问题。所以不断增高堤坝来防御洪水会导致更高的决堤风险和更严重的灾害影响。而近年来受到关注的的“韧性规划”方式,强调河流自然洪泛区的功能实现,通过拓宽河流空间等生态干预和沿岸土地整理的再开发的方式,减轻河流高水位期对建成环境和人类的影响。

这种使用自然元素或与自然合作应对挑战的措施被称为「基于自然的解决方式(NBS)」,以增强自然与生态系统的自我修复与调节能力为优势,正成为规划措施中的主流,在充满变化和不确定性的时代帮助人类社会抵御更多不可预测的极端事件。

基于自然的解决方案是保护、可持续管理和恢复自然的和被 改变的生态系统的行动,能有效和适应性地应对社会挑战,同时提供人类福祉和生物多样性效益。

—— IUCN

△ 漓江在广西境内形成的景观

图源:travelbible


UN生态系统修复手册解读——河流与湖泊篇(上)介绍了河流生态系统的一些背景信息,以及将生态思考融入城市规划与设计相结合的成功案例。本篇将介绍在注重自然功能恢复的目标下河流与湖泊修复项目在空间规划中的实践,以及多角度介入河流修复和管理的国际实践。

洛瑟河(Losse)河口生态修复

河流自然功能的恢复并不难,只需要一些时间和空间

关键词:恢复健康的生态系统;河流自然曲度;预拟河流走向;自然动力;结构多样性;河口三角洲森林

Losse河主要流经富尔达-威拉山地地区 (Fulda-Werra-Bergland),包括部分考丰根森林(Kaufunger Wald) 及其高原,河流域面积约 118.3 平方公里,属于威悉河 (Weser) 流域。其河流沿岸的用途多种多样,包括农业和林业、水资源管理、采矿以及休闲和娱乐用途。

进入21世纪,随着德国相关法律和生态规划指南的制定或完善,包括Losse在内的河流修复工程越来越多。近年来,经过一系列近自然的重新设计,以及相连的河漫滩地区的发展,各项措施的实施给Losse河也带来了生机勃勃的活力和发展。

目前,在Losse流域总共有36个修复项目被实施,其流入富尔达河(Fulda)河口处的近自然处理是其中最大的一个项目。由于其地理位置及周边用途对河流发展的限制较小,成就了这个2019年被DWA(德国水、废水及废物协会)评选为年度第二名的河流修复项目。

△ Losse河口三角洲森林俯视图

图源:谷歌地图

洛瑟河口的这段河道之前被重新开凿和塑造,规则的剖面深深地切入草地,以单调和渠化的方式流淌,沿岸种有一排形式单调的树列。在这些条件下,水流的力量无法自由发展,河流结构上的缺陷使其也不能为许多物种提供合适和多样化的栖息地,并且这种统一、接近笔直的形式在景观角度上来看也十分没有吸引力。

△ Losse河河岸树木原状

图源:WAGU, Kassel

所以在进行自然修复时,项目规划者的主要目标是赋予其广阔的空间和机会,试图通过河流自身动力,创造一个接近自然状态的河口三角洲,以及多样化的生境和健康的生态系统。为了实现这个目标,设计与施工人员首先在枯水期用堆土的方式对水流进行堵截,进而通过挖掘与堆土的方式对河流周边的土地与地形进行了修整,模拟自然河流的曲度、分叉方式等因素大致划定了河流的走向,继而任其自由发展。在经过几次汛期之后,Losse河渐渐构成了自然的形态与结构。

△ 河流修复项目完工后8个月

图源:WAGU, Kassel

Losse河口段的“重新自然化”所形成的河流特点和结构与一般城市化区域所进行修复得到的结果并不相同。由于项目周边地区主要为农业和工业农业用地,与建筑区的距离并不相近,所以为它提供了一个不受干扰的环境,以至于在这里人们能看到极为丰富的水体结构以及接近原始自然的元素,比如自然断岸,这种陡峭的河岸可以为不同的鸟类提供合适的繁殖条件和筑巢机会

由于不加限制,河口'三角洲 '本身正在经过不断演替成为一个典型的泛洪区森林。河岸植被非常茂盛,由连续不断的木本植物组成,有典型的流水树种鹅耳枥以及柳树等,各种高大的草本植物,还有湿地草本和芦苇。

△ 洛瑟河的河岸森林景观

图源:自摄

除了生态方面的考虑,在规划期间,设计师还打造了一个观景空间,以便人们可以清楚的感受到这大约400米长、新设计的河流在水流动态发展的影响下,会形成什么样河道结构的变化,以及各种被自然河流结构吸引的动物物种。但由于近年来河口三角洲的植被变得过于茂密,如今的观景平台几乎失去了它的作用。

除了施工过程中的预改造,Losse河口到目前为止形成的景观都是自然和时间共同作用的结果。由于项目的目的为“将自然还给自然”,着重恢复河流本身的自然功能,所以这个地区没有指定的用于娱乐功能的空间,因为无论静态还是动态的休闲功能都会一定程度上破坏生态条件,所以在这个区域并不发挥核心作用。但这里可以提供真正的野趣自然探索,并且通过设置观景空间与科普知识牌这种简单的方式提供了别样的体验方式。

△ Losse河流的自然结构十分丰富

图源:自摄

虽然通过生态修复,河流可以在很大程度上转化为自然状态,但是在城市的人口密集地区要兼顾城市的其他功能,要创造一个完全或者接近自然的状态,是非常困难的。所以河流修复也不应一味的追求其原生或者完全自然的状态,而要在规划中充分考虑生态功能、防洪要求、用地性质、利益相关者、使用者需求等等各方面的因素,寻找最适合的解决方案。

△ 城市环境中的河流修复项目

图源:Marco Linke / Medieningenieurbüro Manntau

随社会与工业发展造成的地表水功能和结构的受损不仅仅发生在河流,同样的问题也出现在不少湖泊中。而且比起流动的河流,流动性较小的湖泊更容易聚集污染和过多的养分,导致各种各样的问题的出现。所以作为地表水体修复的另一个重点,我们将借助日本琵琶湖的修复与治理经验对于湖泊的生态规划进行研究。

日本琵琶湖

湖泊水污染修复与滨水景观规划

关键词:政府层面的修复与治理规划;森林涵养水源;控制农业面源污染;处理城市污水;分步重构生态网络;注重保护芦苇群

琵琶湖是日本第一大淡水湖,也是世界第三大古老湖泊。作为近畿都市圈水源地,琵琶湖在区域生态环境、社会经济及历史文化中都具有重要的地位和价值。

△ 日本琵琶湖鸟瞰

图源:japan555

20世纪60年代以前,琵琶湖还处于营养贫瘠的状态。但从20世纪60年代开始,湖周环境发生了极大变化,产业结构剧变,第二、第三产业飞速发展,大量现代建筑出现在湖边。到20世纪70年代,随着工业废水及生活污水的排入,琵琶湖水质急剧恶化,在北湖已处于中营养化状态时,其南湖正在从中营养化逐渐向富营养化转变。1977年5月琵琶湖首次暴发淡水赤潮,至1996年基本上每年都发生赤潮,湖水透明度剧减,并伴有腐鱼气味。

1977年的赤潮也成为了警钟,日本政府意识到了琵琶湖污染的严重性,颁布了相关法律法规和管理条例,试图控制污染的加剧。从1986年开始,滋贺县和京都府联合实施《湖沼规划》。该规划每5年为1期,长期持续实施。其重点内容包括生活污水处理、工业企业限排等点源污染措施和环境友好农业的推进、水源涵养保护、道路的透水性铺装、河口调蓄池建设等面源污染措施。这一规划改善了琵琶湖的水质。

然而,这只是生态修复的第一步。在长期保护规划中,整个区域的整治包括了水质与生物多样性修复,以及水域周边规划管理等内容。

△ 琵琶湖内湖重建工程及重建后的状况

图源:《日本琵琶湖流域生态系统的修复与重建》

水质修复是一切规划保护的基础。一方面,从源头上需要提高森林覆盖率,人工建设水源涵养林。琵琶湖几十年前就实施了植树造林工程,目前已形成以高大乔木为主的森林生态系统,植被覆盖率 90%以上,很好地控制了流域山区地表冲刷和水土流失。另一方面,湖滨工厂关闭,但城市和农业发展仍会造成不可避免的污染。在农业面源污染控制方面,采取的主要措施有: 减少农用肥量,提高肥料使用效率; 循环使用农田排水,减少农田废水排出等。而在城市排水方面,通过将降雨初期的雨水暂时贮留在滞水池,经沉淀池净化处理达标后才能排放的方式,来削减城市街道径流造成的污染。

在生态网络重构方面的工程可以分为三期:第Ⅰ期为 2008—2010 年,确保连接生物生息空间形成网络化的据点;第Ⅱ期为 2011—2020 年,初步建成连接生物生息空间形成网络的构架;第Ⅲ期为 2021—2050 年,完成各生物生息空间据点连接的网络。现在已经进行到第三期,在整个区域内用生态廊道将生物栖息地连接起来,使生物扩散迁移不受人为活动的阻碍,如此建立一个稳定健康的生态网络,使得生物多样性得以维持甚至提升。

△ 琵琶湖流域生物生息空间的保护-再生网络化概念图  图源:《日本琵琶湖流域生态系统的修复与重建》

在湖滨带的修复上,当地政府充分意识到了芦苇地的重要性,因此将湖岸带芦苇群落的保护作为其重要一环。1992 年制定了《滋贺县琵琶湖芦苇群落保护条例》,并于2010年进一步制定了《芦苇群落保护基本规划》。目前琵琶湖湖岸带被指定为芦苇保护区的区域达 138 hm2 ; 内湖被指定的保护区域有 7 个,达 93 hm2。这样规模较大的保护能很好地维持湖滨带本身具有的湿地特点,发挥其作为栖息地和净化带的功能。

△ 琵琶湖景观

图源:百度图库

作为生态系统和动植物栖息地,淡水湖泊对于地球上物种的多样性具有突出的重要性,作为天然汇,其对于碳汇和养分汇的作用十分显著。同时水是一种重要的自然资源,在世界大部分地区,淡水湖是饮用水和动物蛋白(渔业)供应的重要来源,也是农业和工业用水的蓄水池。作为景观元素,湖泊也能很好的塑造自然环境,为人的娱乐和休闲活动提供了重要的保障。

但目前我国的水体修复方面仍然存在很大的问题,例如在湿地修复上过度强调其净化功能,将其作为拦截污染物的生物工程技术手段来利用;湖滨带过度景观化处理而忽视了其本身作为栖息地的功能。所以琵琶湖修复和后续治理的整体思路与实践对于我国的湖泊保护和规划来说是很好的参考。

Drinkable River 

可饮用的河流

社区与公众共同参与的水体保护与修复

水体的修复不仅仅是政府和规划层面的事,居住在河流边的、流域内的每一户人家其实也与之息息相关。除了专业的水体修复公司和制定决策的政府,有不少民间发起的组织也在努力让更多的人参与到这一行动中来。Drinkable River就是这样一个组织。

饮用河流通过组织沿河徒步、对河流的监测活动、科学研究、教育和动员,提高居民对于河流的保护意识,激发他们对于河流的爱,朝着一个拥有可饮用河流的世界努力。他们在世界各地都设立了河流实验室,长期地对这些河流进行监测。

在与学校合作进行实验研究的同时,他们也发展公民科学,与世界各地的枢纽合作,将其当作机构的激活和分配点。这些枢纽都会收到相同的测量工具包和交流材料,并将帮助机构激活当地网络并与当地社区共享工具包。这种方式让所有参与者都能直观地看到河流的变化,深刻体会到人类活动对河流产生的影响。

除此之外这个组织成为了居民、学校、研究员、民间环保组织甚至是商界的桥梁,将所有资源整合起来,共同对一条河流进行长期监测与管理,共同将河水恢复至可饮用水平。

△ 饮用河流在罗斯福大学与教授共同开展课程

图源:Drinkable River

不同的修复结合规划设计或其他领域的项目向我们展示,无论是政府、企业、社会组织、还是个人,都可以以各种方式参与到水生态系统的修复中。无论是从自然保护与水体发展、缓解洪水灾害、城市河流发展、与农林业相结合或者是休闲以及旅游角度去修复水生态系统,无论措施大小,无论我们如何参与其中,都可以使河流和湖泊变得更加健康和自然。

自然的生态系统能够在为不同受益者提供多种效益的同时保护自然资源。所以保护、可持续管理以及恢复自然是能够带来实质性的社会效益,并且也是减缓和适应气候变化以及极端天气的必要方式。

参考文献:

  1. 余辉.日本琵琶湖流域生态系统的修复与重建[J].环境科学研究,2016,29( 1) : 36-43.

  2. 白音包力皋,许凤冉,高士林,邓欢欢,商栩.日本琵琶湖水环境保护与修复进展[J].中国防汛抗旱,2018,28(12):42-46.

  3. 余辉.日本琵琶湖的治理历程、效果与经验[J]. 环境科学研究,2013,26( 9) : 956-965.

  4. 荷兰空间规划中水治理思路的转变与管理体系探究

  5. 专访:气候变化将导致越来越多的极端天气和自然灾害——访世界气象组织秘书长塔拉斯

  6. drinkablerivers.org

  7. Grüneberg B., Ostendorp W., Leßmann D., Wauer G., Nixdorf B. (2009) Restaurierung von Seen und Renaturierung von Seeufern. In: Zerbe S., Wiegleb G. (eds) Renaturierung von Ökosystemen in Mitteleuropa. Spektrum Akademischer Verlag.

  8. ecologic.eu/de

关于Design for Life

Design for Life是由登龍雲合发起的生态设计研究计划,我们关注并学习复生设计以及基于自然的解决方案和生态技术,思考如何将生态环境修复、生物多样性保护等融入到规划和设计行业中。通过定期举办公共活动推动生态议题在建筑规划领域中的交流合作。


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