鹽堿地帶景觀(guān)營(yíng)造的可持續觀(guān)念論文
鹽堿地帶景觀(guān)營(yíng)造的可持續觀(guān)念
摘要:“泰達河”項目是對于高鹽地區的城市環(huán)境建設的一種積極嘗試,該項目在水資源利用、綠地建設方法、濕地景觀(guān)的建設形式上均有一定的突破,同時(shí)在綠地系統經(jīng)濟評估方面的努力使建設方最終同意了在114公頃的鹽灘地上建立以中水為資源的大型河流濕地型森林公園。
關(guān)鍵詞:鹽堿地帶;景觀(guān);營(yíng)造;可持續
天津市經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區簡(jiǎn)稱(chēng)天津泰達(TEDA),是一個(gè)通過(guò)圍海造田而興建的新的城區,2001年GDP突破300億元大關(guān),在國內位居第二位。目前困擾開(kāi)發(fā)區經(jīng)濟發(fā)展的一個(gè)主要問(wèn)題就是“缺水”,盡管南水北調工程可以緩解天津市的用水問(wèn)題,但是我國對水資源的利用率低是不爭的事實(shí)。在這樣的前提下天津泰達自來(lái)水公司提出將在泰達綠地系統中引入中水,作為景觀(guān)用水,其中最大的項目就是關(guān)于泰達河綠化帶的營(yíng)建。他們委托北京土人景觀(guān)對其設想提供可行性研究及景觀(guān)設計。項目用地位于TEDA東北部,總面積為114.64公頃,長(cháng)度為7.7公里,參見(jiàn)附圖1。對于該項目的爭議有兩方面的爭議,一個(gè)是否用傳統的工程方法營(yíng)建;另一個(gè)是采取那種形式營(yíng)建。
1 項目挑戰
我們首先確定目標:泰達河將是以中水為主要資源,在露天儲運過(guò)程中通過(guò)與空氣、土壤等生態(tài)因子相互影響,最終形成一個(gè)穩定的生態(tài)系統及特有的自然景觀(guān)。
我們必須面對以下三大難題:
第一、必須解決的是土壤含鹽的問(wèn)題。
泰達開(kāi)發(fā)區土壤屬濱海海浸鹽漬土,地下水位高,礦化度大(100-208g/l),含鹽量很高,平均含鹽4.73%,最高7%以上。土質(zhì)粘緊,透氣性不良,土壤次生鹽漬化嚴重,PH值8.5。這些條件對植物長(cháng)十分不利,基本不能生長(cháng),更不可能形成森林環(huán)境。
第二、如何處理淡水缺乏。
天津市的蒸發(fā)量是降雨量的三倍,是造成地下水上返的主要因素,綠地的營(yíng)建與管理將消耗大量的淡水。規劃區域總面積114.64公頃,如果都需要灌溉的話(huà),按每天2.5L/m2,一年360天,則需要103萬(wàn)立方米/年,是一筆相當大的開(kāi)支。
第三、說(shuō)服城市管理者營(yíng)建泰達河綠化帶符合城市的根本利益
2 構思的來(lái)源
2.1 解決方案
上述兩大生態(tài)問(wèn)題也就是項目構思的來(lái)源,在設計中提出多種解決方案,最后確定如下綜合治理的方法:
運用中水和二期調節池內的源水壓鹽,同時(shí)大量種植耐鹽植物進(jìn)行生物脫鹽?梢詮母旧弦种汽}水上返,并且造價(jià)低廉。
濱河綠地系統的營(yíng)造應漸次經(jīng)營(yíng),前期以耐鹽和耐旱植物為主(減少灌溉用水量),待土壤鹽分、土壤結構控制在合適的范圍內,再營(yíng)建耐旱的速生樹(shù)種。
直接利用脫鹽中水及市政管網(wǎng)收集的雨水蓄積到規劃區內,采取合理的措施達到國家灌溉水水質(zhì)要求,然后用于園區鹽分淋洗灌溉。
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2.2 分段功能
根據前述解決方案及中水、淡水、雨水水源的位置,將泰達河規劃用地劃分成三段。
第一區段長(cháng)度為1.7公里,主要功能是收集市政雨水加以?xún)艋;營(yíng)建特色生物濾過(guò)系統即大型濕生植物園。雨水的利用是本區設計的一個(gè)特點(diǎn),是為了節約淡水和彌補中水蒸發(fā)量而采取的節能設計。一方面可作為灌溉水配用水源(雨水經(jīng)生物凈化后可用于規劃區的灌溉用水),另一方面作為景觀(guān)用水提供給北部學(xué)院區進(jìn)行景觀(guān)建設,最后經(jīng)處理后進(jìn)入到二期調節池,形成水資源的循環(huán)利用。
第二區段:建立一條中水儲運水渠,平均寬度100米,面積24萬(wàn)平方米?善鸬揭欢ǖ膲蝴}作用,主要作為景觀(guān)用水。
第三區段:泰達河從此南轉,將第二區段的中水輸送到污水處理二廠(chǎng)(深度脫鹽,回用于工業(yè))。
3 景觀(guān)設計
TEDA是陸生生態(tài)系統與水生生態(tài)系統交匯處,又是九河下梢,植物品種豐富。因此泰達河景觀(guān)設計盡量反映這一地域特征。利用淺灘、濕地、微丘等地形變化營(yíng)造以華北區植物為主,喬灌草、蔭生、濕生、水生多級混交植物群落,形成長(cháng)期穩定的發(fā)揮調溫、洗塵功能的綠地系統,并為以濱海鳥(niǎo)類(lèi)為主的野生動(dòng)物提供優(yōu)良棲息地。
3.1 第一區段
3.1.1 利用耐鹽和濕地植物營(yíng)建多層生物濾過(guò)系統
在第一區段起點(diǎn)處收集的雨水和中水,設置了一處沉淀池,沉淀池內以斑塊狀蘆葦,雨水經(jīng)過(guò)積存和蘆葦根莖的凈化之后,通過(guò)有隔柵的閘門(mén)流入下面的生物濾過(guò)系統,生物濾過(guò)系統的水系呈“S” 形蜿蜒流過(guò)場(chǎng)地,增大了雨水和中水的停留時(shí)間。同時(shí)富有特色的濾過(guò)系統也為凈化雨水提供了幫助。生物濾過(guò)系統設計共分3個(gè)功能塊,第一是降鹽沉淀池,第二是濾過(guò)區,第三是吸附區。工藝流程是:設立降鹽沉淀池,栽植大面積的耐鹽植物吸收鹽分,并沉積泥沙。將耐鹽和濕生植物、沙礫、碎石呈條狀分隔布置,利用植物的網(wǎng)絡(luò )式立體分布的根系、莖干以及沙礫的空隙,對雨水中的污物進(jìn)行多層濾過(guò)式凈化,同時(shí)加氧和吸收有害物質(zhì)。在結尾處形成一個(gè)放大的生物凈化蓄水池,這些水即可用于灌溉。
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3.1.2 臺田景觀(guān)與濕地島
第二區段與第一區段有所不同,由于在開(kāi)挖中水儲運渠之后,排出的大量土方,可利用其堆砌條狀臺田。在我國有利用臺田整地的方法進(jìn)行鹽堿地造林的經(jīng)驗,因此應充分利用這些土方,營(yíng)造耐旱耐鹽闊葉喬木,盡快形成豐富的群落結構,以利生態(tài)恢復。同時(shí),加寬中水儲運渠的淺水區形成大量的濕地道景觀(guān),種植大量的蘆葦、香蒲等,即可促進(jìn)水分蒸發(fā),調節空氣濕度,又為周邊居民提供了安全的親水環(huán)境。
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3.1.3 親水棧橋與卵石灘
第三區段盡管可利用的綠化面積不大,但由于其鄰近的用地均為重要的企業(yè)生活區或企業(yè)園區的出入口,這里的環(huán)境設計應強調城市綠化的裝飾風(fēng)格,其投入主要集中在中水水渠的西側。由于沒(méi)有淡水壓鹽,建議局部重點(diǎn)地段采用防滲材料隔離鹽分,一般地段采用耐鹽植物進(jìn)行綠化。
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4 泰達河的營(yíng)建是否符合泰達的利益
規劃中的泰達泰達河綠化帶的位置處于天津市開(kāi)發(fā)區的核心地段,這里迅猛發(fā)展的經(jīng)濟使昔日的鹽堿荒灘變得突然身價(jià)倍增。如果將規劃用地全部用于產(chǎn)業(yè)園區,或許每年會(huì )創(chuàng )造上億元的稅收,那么將這塊用地投放到生態(tài)環(huán)境建設上,是否合適,如何權衡其中的利弊,將是擺在開(kāi)發(fā)區領(lǐng)導面前的一道難題,也是設計者必須首先解答的問(wèn)題。
4.1 生態(tài)效益
4.1.1 防止土壤鹽堿化
TEDA大面積的土地是生態(tài)系統極不穩定和脆弱的地區。該處瀕臨渤海,存在地表淡水和海洋咸水的動(dòng)態(tài)平衡。本規劃方案充分認識到了這一生態(tài)系統惡化的趨勢,利用自來(lái)水廠(chǎng)和污水處理廠(chǎng)的源水和中水,通過(guò)適當改造,廣種適生樹(shù)種,完善濕地生態(tài)系統,遏制生態(tài)系統惡化趨勢,可提高開(kāi)發(fā)區的景觀(guān)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,改善了投資環(huán)境。
4.1.2 涵養水源
由于營(yíng)建了大面積的濕地和針闊混交林,林下枯枝落葉層促進(jìn)了土壤腐殖化,改善了土壤結構,土壤孔隙度可達60%,表層持水力增加。同時(shí)林下空氣濕度增加,植物體表面的纖維結構保存了大量的水分?梢宰鲆粋(gè)計算,規劃用地內綠地容納的降雨量為:85.5公頃×0.622米(年降雨)=53.18萬(wàn)立方米。如果沒(méi)有森林環(huán)境,這部分雨水直接會(huì )進(jìn)入大氣循環(huán)或進(jìn)入地下水系。當土壤孔隙度為60%時(shí),土壤表層蓄水量可達68.4萬(wàn)立方米。由于植物的蒸騰作用使地表壓力小于地下水壓,造成地下水位上升,雨水會(huì )蓄積在表層結構內,大部分直接進(jìn)入植物體內參與生物循環(huán),少部分保留在土壤內和植物體體表以及林下空氣內,作為儲備水源,在干旱季節釋放。
4.1.3 改善區域小氣候
水體蒸發(fā),光合作用與蒸騰作用將會(huì )吸收熱量,降低區域溫度。根據《現代生態(tài)學(xué)》提供的數據,每株大樹(shù)蒸發(fā)一晝夜的調溫效果相當于25萬(wàn)大卡,相當于10臺空調機工作20個(gè)小時(shí),空調耗電量為0.86度/臺.小時(shí),電費按0.35元/度計算,成本為0.30元/每小時(shí),每年180天使用空調器計算:每株樹(shù)一年可節約用電10×20×0.86×0.35×180=1.08萬(wàn)元。以每公頃50株大樹(shù)計算,綠地總面積85.5公頃,則總計可節約4553萬(wàn)元,如果再加上水體的蒸發(fā)調溫效果,水體部分可節約3400萬(wàn)元電費。根據測算泰達河森林生態(tài)環(huán)境建成后,在炎熱氣候,能降低環(huán)境溫度1-3度,增加空氣濕度3%-12%。
4.1.4 改變空氣質(zhì)量
按照每公頃年產(chǎn)生氧氣12噸,吸收SO2300公斤,粉塵900公斤。泰達泰達河綠化帶景觀(guān)帶規劃約64公頃喬灌木林,建成后共能產(chǎn)生氧氣720噸,吸收SO2 18噸,粉塵54噸。
4.1.5 作為城市生態(tài)基礎設施,維護地區的生態(tài)安全
泰達河綠化帶屬于開(kāi)發(fā)區中的河流廊道,是物種的主要通道,連接著(zhù)開(kāi)發(fā)區這一城市生態(tài)系統的各個(gè)有機部分。泰達河濱是開(kāi)發(fā)區中水生態(tài)系統和陸生生態(tài)系統的邊緣地帶,是生物多樣性非常豐富的地區。大量的野生動(dòng)物將會(huì )在城市中找到棲息之地。對于野生動(dòng)物保護起到非常重要的作用,其潛在的科學(xué)與經(jīng)濟價(jià)值難以衡量。這項功能和保護水資源一樣重要,在每天都有新的物種消失的今天,多保護一種生物資源,就多為人類(lèi)的生存創(chuàng )造一次機會(huì )。
4.2 社會(huì )效益
泰達河綠化帶110多公頃的河流、濕地、針闊混交林景觀(guān)出現在鹽堿灘地上,其獨特的自然景觀(guān)和人類(lèi)戰勝自然的文化力量,是優(yōu)于其他城市公園的一大賣(mài)點(diǎn),使它成為一種游憩消費品,游憩商品是一種特殊的商品,屬于“公共商品”!肮采唐贰本褪侵敢粋(gè)人在消費該商品時(shí)并不妨礙他人對該商品消費的商品。游憩商品一般是無(wú)價(jià)格的,而是作為一種特殊福利發(fā)放給民眾。游憩商品通過(guò)消費者剩余這一價(jià)值體現出來(lái),因而轉化為社會(huì )效益。
對于泰達河綠化帶景觀(guān)帶的游憩效益的定量評估可以通過(guò)旅行費用法(Travel cost method,簡(jiǎn)稱(chēng)TCM),TCM法可以比較全面地評價(jià)公共商品的效益,它包括了消費者剩余,即消費者愿意支付和實(shí)際支付的差額。由于消費者實(shí)際很少或幾乎為0,消費者剩余與愿意支付實(shí)際上是相等的。
TCM用于評價(jià)戶(hù)外游憩場(chǎng)所效益是基于這樣一種假設:雖然戶(hù)外游憩場(chǎng)所只收取極低的入場(chǎng)費或不收入場(chǎng)費,但對于該商品的需求是有限的,因為游人往返于該場(chǎng)所必須支付一定的費用(如交通、食宿等),即消費該商品存在一個(gè)隱含價(jià)格。當這一價(jià)格提高時(shí),人們對該商品的期望使用就變小,即游人數下降。將各個(gè)不同出游距離的.出游人數同價(jià)格進(jìn)行積分,便可得出該游憩場(chǎng)所的游憩效益價(jià)值。
對于泰達河綠化帶,主要提供給企業(yè)員工和市民休閑場(chǎng)所,他們的游憩效益(T)包括消費者剩余+旅行費用+休息時(shí)間費用。
其中消費者剩余以國內同類(lèi)游憩地以商業(yè)開(kāi)發(fā)為目的的達到邊界收益時(shí)的參考門(mén)票價(jià)值。經(jīng)過(guò)相關(guān)考察及經(jīng)驗判斷,消費者剩余以每人次5元計算。但隨著(zhù)人們游憩需求的不斷增加,這一價(jià)格還會(huì )有升高的機會(huì )。
旅行費用考慮往返交通費用及旅游時(shí)間花費。規劃場(chǎng)地位于為長(cháng)條帶狀用地,往返平均旅行費用為6元。今后隨著(zhù)私家車(chē)的普及,旅行費用會(huì )有所升高。
消息時(shí)間費用考慮平均停留時(shí)間為2小時(shí),每小時(shí)費用以開(kāi)發(fā)區平均單位工資水平計算(參考2001年月平均工資為1205元)。休息時(shí)間費用約為每人次7×2=14元。
平均游人數計算:規劃場(chǎng)地114.64公頃,考慮到開(kāi)發(fā)區現狀居住人口和從業(yè)人員僅23萬(wàn),平均游人數每天以1000人計,全年以35萬(wàn)人次計算:T =35×(5+6+14)=875萬(wàn)元
隨著(zhù)未來(lái)開(kāi)發(fā)區居民人口和從業(yè)人員的增加,對游憩場(chǎng)所的需求會(huì )以高于人均可支配收入增長(cháng)的幅度。預計泰達河綠化帶的游憩效益還會(huì )有較大幅度的提高。以上的這些估算都是屬于保守的估算。
另外,泰達河綠化帶景觀(guān)改造應由政府出資,但其產(chǎn)生的游憩效益主要是社會(huì )效益,體現了對企業(yè)員工和市民休閑需求的關(guān)懷。
4.3 經(jīng)濟效益
4.3.1 生物濾過(guò)系統提供景觀(guān)用水
在第一區段的生物濾過(guò)系統中,每天可提供景觀(guān)用水3000立方米,由于直接利用市政雨水,使泰達河綠化帶建設初期的灌溉用水成本大大降低。
4.3.2 直接的商業(yè)機會(huì )
由于人們對自然的親和力,將來(lái)會(huì )產(chǎn)生休閑的需求,因此在泰達河綠化帶內適當配置一些商業(yè)服務(wù)設施,將有利于創(chuàng )造商業(yè)機會(huì )。開(kāi)發(fā)區居民相對于天津其他地區消費水平較高,以人均每日消費性支出為30元計,而外出短程游憩平均日均消費支出是一般是平常日均消費支出的1.5倍,估計開(kāi)發(fā)區市民外出短程游憩日均消費支出為45元。泰達河綠化帶景觀(guān)帶以日流量1000人次,扣除人均交通費用,日均在景觀(guān)帶內的消費支出為40元,游憩者平均每天在景觀(guān)帶內的消費總量為40000元,按照30%企業(yè)利潤,每年利潤約為420萬(wàn)元。
4.3.3 休療養與高檔別墅區開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟效益
泰達河綠化帶由于擁有濕地、淡水湖、鹽水河、針闊混交林,優(yōu)美的綠化環(huán)境的景觀(guān)功能和醫療功能,早已得到了人們的認識。按照森林公園國家設計規范,森林公園內的建筑用地面積不能超過(guò)3%,即在系統內可有3.42公頃用地作為建筑用地。本規劃方案中可在二期調節池下游降鹽沉淀池周?chē),規?公頃的高檔別墅住宅區,規劃容積率為0.4,綠化率在60%以上,總建筑面積為2萬(wàn)平方米。經(jīng)計算高檔別墅全部出售后,可得凈利潤1837萬(wàn)元。
4.3.4 帶動(dòng)周邊地區地價(jià)和房地產(chǎn)價(jià)格的升值
優(yōu)美的環(huán)境無(wú)疑會(huì )使該地區周?chē)牡貎r(jià)和房產(chǎn)價(jià)格抬升。根據國內的相關(guān)經(jīng)驗,高水平的景觀(guān)設計和精良的施工管理將會(huì )使該地區500米半徑的周邊地區平均地價(jià)升高10%左右。
TEDA泰達河綠化帶,項目已經(jīng)經(jīng)過(guò)審定,2003年11月開(kāi)始一期工程的實(shí)施。天津經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區在項目立項方面的態(tài)度是非常嚴謹的,本項目的核心特征是最大限度地節約能源來(lái)改造生態(tài)環(huán)境極為惡劣的場(chǎng)地,使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益。該項目是城市可持續觀(guān)念的一次勝利,這也是本項目的意義之所在。
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