NbS最佳实践 | 鉴洋湖湿地公园首启区景观实践
引 言
基于自然的解决方案(Nature-based Solutions,NbS)指保护、可持续管理和恢复自然的及经改变的生态系统的行动,这些行动能够有效地、适应性地应对社会挑战,并为人类福祉和生物多样性提供惠益。NbS在应对全球气候变化、扭转生物多样性丧失等方面发挥了重要作用,与中国“山水林田湖草沙是生命共同体”“万物各得其和以生,各得其养以成”等理念相契合,为建设生态文明和实现“双碳”目标提供了切实路径。
2020年,世界自然保护联盟(IUCN)提出了NbS八大准则及28项指标,倡导依靠自然的力量和基于生态系统的方法,应对防灾减灾、粮食安全、水安全和生态系统退化等社会挑战。在2022年《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)上,“昆明—蒙特利尔全球生物多样性框架”将NbS纳入了行动目标。此外,许多国家已经将NbS纳入应对气候挑战、绿色基础设施建设、提高社会包容性和福祉正义等战略计划中,NbS已成为全球社会对当下环境危机的响应措施中不可或缺的组成部分。
在此背景下, 推出NbS最佳实践(Nature-based Solutions Best Practices)专题。这些案例聚焦全球人居环境的优化及可持续发展,为共建美好宜居的韧性家园积累了具有广泛借鉴意义的实践经验。
以基于自然的解决方案修复圩田生境—鉴洋湖湿地公园首启区景观实践
Restoration of Polders Through Nature-Based Solutions—Landscape Practice in the Start-up Area of Jianyang Lake Wetland Park
论文信息
DOI:10.15302/J-LAF-1-040028
作 者
陶练,熊斯顿
AECOM上海
摘 要
曾经的渔业养殖历史与周边地块的持续开发,对鉴洋湖的生态资源造成了强烈冲击,使场地面临着自然肌理受损、水质污染、水生环境恶化、鹭鸟栖息地流失等问题。 为使鉴洋湖的水质重归清澈,再现鹭飞鸟鸣的繁闹景象, 项目团队借助基于自然的解决方案对废弃圩田湿地进行改造,打造了占地16hm2的鉴洋湖湿地公园首启区。项目以 “保留-打破-整合”为设计理念,建立起包含林-塘-田-湖-岛的复合生态系统,在有限的场地内引入了一套与区域风貌融合、紧凑高效且低维护的湿地净化系统,提 升了鹭科鸟类的栖息地环境。同时,通过后期的监测和维护保障湿地净化系统的有效运行,引导场地植物群落的自发性演替。首启区的建设思路和运营绩效,为鉴洋湖湿地公园其他区域后续的修复工作提供了借鉴与经验。
基本信息
项目地址:中国浙江省台州市
项目面积:16hm2
项目委托:宁波开投蓝城投资开发集团有限公司
景观设计:艾奕康上海景观团队
生态设计:艾奕康上海生态与水务团队
建筑顾问:Thomas Young
设计团队:陶练、熊斯顿、严伟、周绩、董颖、刘晓丹、唐海玉、许君君、陈宜宁、余婷婷、Orlando Kalinisan、石逸航、荆贝贝、徐建、李熠飞、叶紫葳、贝诗彧、程翊欣、刘迪暄
合作团队:诚邦设计集团有限公司、杭州绿风生态旅游规划设计研究院有限公司
设计时间:2019~2020年
建成时间:2021年
项目背景
鉴洋湖位于浙江省台州市黄岩区,地处水网平原区内,同时也是温黄平原的一部分,周边土地类型以湿地和农田为主。是台州市西南部五峰山-鉴洋湖生态绿脉上的核心节点。据清《黄岩县志·光绪》记:“鉴洋湖,在三十九都鸡笼山下,修广二千亩许,纵一里、横五里,为东南巨浸。中有沙洲芦荻,鵁鶄鸂鷘翔舞其际”,展现了鉴洋湖百余年前山依水、水照山的原始景致。自清光绪三十一年起,这里就已经有围湖筑堤、种桑养蚕的历史,建国以后更是一度作为劳改农场和鱼种场—这些历史痕迹共同塑造了鉴洋湖以生产性湿地为主的渔耕文化景观。虽然,鉴洋湖湖体以及周边的林地和农田已然成为以鹭鸟为主的各种动物的栖息家园和食物来源,但多年淤积导致的湖面萎缩以及周边地块的接连开发已使今天的鉴洋湖面临着生境退化、水质污染等严峻问题。为了保护鉴洋湖的生态资源,改善湖区及周边生态环境,2009年,《台州黄岩鉴洋湖城市湿地公园总体规划》制定实施;同年,该湿地公园获批列入“国家城市湿地公园”。2018年,为了完善湿地公园的服务配套设施,台州市政府和宁波开投蓝城投资开发集团有限公司在鉴洋湖下湖区合作投资,建设了占地16hm2的公园首启区,以期为公园其他区域后续的修复工作提供经验与参照。
首启区区位图 © AECOM
场地现状分析
2.1 多样的用地类型
在多年以前,约半数的首启区土地曾围堤挖塘,用于培育淡水鱼苗,形成了现如今以圩田堤岸围合而成的三角形区域。场地虽已退渔还湖,但依旧保留了大部分的鱼塘,与周围环境共同构成了由山林、湖体、湿地、农田组成的圩田景观。
首启区圩田现状 © AECOM
现状垂直驳岸 © AECOM
渔业养殖的历史背景遗留了如下问题:1)混乱的场地肌理。鱼塘横平竖直的塘埂展现了严重的人工干预痕迹,而新建造的配套服务中心、步道以及其他服务设施也未能与原有的圩田肌理和谐相融;2)严重的水体污染。圩田富营养化较严重,底泥中有大量有机质与氮、磷营养物质的富集,溶解氧浓度较低,导致湿地内水质大多为V类或劣V类地表水,水生栖息地遭到严重破坏;3)单一的景观空间。铺设有混凝土预制板的边坡不利于植物生长与动物停留。
尽管如此,场地外南北两侧的山体植被郁郁葱葱,内部西侧的荷塘和稻田组成的大面积生产性湿地具有较高产量,绿荫环绕的圩田堤岸上的现状乔木长势良好。
2.2 鹭鸟生物多样性现状
根据《台州鉴洋湖湿地生物多样性调查报告》和团队现场调研,鉴洋湖地区动物种群包括鸟类、兽类、两栖爬行类和昆虫类等共计114种,其中鸟类有42种,为浙东南地区鸟种类总数的10.12%。场地内的鸟类资源尤其突出,特别是鹭鸟—中国共有包括鹭属(Ardea spp.)和鳽属(Gorsachius spp.)等在内的20种鹭科(Ardeidae)鸟类,而鉴洋湖所在的东洋界华中区的鹭科鸟类高达18种。
首启区内的塘埂林地、竹林与湿地栖息地现状均保持良好,且已有多种水鸟、林鸟栖息其中。圩田堤岸上的朴树(Celtis sinensis)、香樟(Cinnamomum camphora)、构树(Broussonetia papyrifera)与野桐(Mallotus japonicus),以及湖体边缘和湿地中密集的芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha orientalis)等挺水植被,为鹭鸟提供了觅食、筑巢繁殖和寻找庇护的理想栖息地,且这些植被均是值得重点保育的优质生态资源。
然而圩田较陡的硬质驳岸和缺失的浅滩水面导致鹭鸟难以在此停歇觅食, 仅有少量黑水鸡(Gallinula chloropus)、小鷿鷈(Tachybaptus ruficollis)等水鸟分布在深水区。同时,在主要道路与配套服务建筑施工时产生的噪声也会给鹭鸟栖息地的保育造成一定影响—尤其是在4~7月的鹭鸟繁殖期期间。
场地植被以及鹭鸟分布现状 © AECOM
设计方案
3.1 设计理念
基于场地现状分析,遵循国家部委针对湿地公园建设提出的“保护优先、科学修复、适度开发、合理利用”原则,项目引入NbS作为设计理念,即“依靠生态系统的自我调节能力与自我组织能力使其向有序的方向演化,或者在利用生态系统的自我修复能力的基础上,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步修复或使生态系统向良性循环方向发展”。继而提出了“保留-打破-整合”的设计概念,希望能通过最小干预来最大程度地提升场地的生态功能。其中,“保留”是指保留外围有防涝要求且植被较丰富的堤埂,以及作为隔断的部分塘埂;“打破”是为了增加不同水塘之间水体流动,断开塘埂以扩展水体在湿地中的流动线路;“整合”则是指将打破后相互连通的水塘相互整合,在场地中心塑造一处广阔的湖面空间。此项目没有选择通过大量填方重新塑造新的“自然肌理”,覆盖鱼塘经多年生产留下的历史痕迹,而是期望维护和利用圩田湿地的生态本底与智慧,将湿地净化系统嵌入原有肌理之中,通过建立根孔湿地系统来修复浅滩栖息地。
圩田“保留-打破-整合”的设计概念 © AECOM
在项目实施过程中种植的水生植物也会顺应圩田湿地的肌理生长演替,让圩田在四季更迭间焕发新的生命力,以实现可持续发展。
总平面图 © AECOM
3.2 设计策略
3.2.1 净化湿地及湖体水质
为了改善现状水质状况,满足未来首启区的景观要求,设计团队以场地西侧进水方向为起点,利用现有鱼塘布局人工湿地净化带主轴,依次通过沉淀池-气浮一体化设备-生态塘-高效脱氮除磷生态滤池-表流湿地-水平潜流湿地-中心湖-生态溪流-清水池的流程,循环净化鉴洋湖水质,预期达到人工湿地出水水质为地表水Ⅲ~Ⅳ类,中心湖透明度大于1m的水质净化目标。随后,通过涵管和局部破埂的方式,构建了三条换水支线,以保障全岛水系的水质健康与水位稳定,清水池内还布局有湿地内循环和排涝泵等设施,以保障排涝安全。
水处理设计示意图 © AECOM
湿地净化部分流程示意图:沉淀池-生态塘-高效脱氮除磷生态滤池-表流湿地 © AECOM
3.2.2 因地制宜构建多样生境
首启区采取保育为主、修复为辅的生态保护策略,构建了净化湿地缓冲区以及堤北圩田修复区、堤南浅滩修复区、堤顶林带保育区、农田修复区、荷塘修复区五大区域。考虑到人类活动产生的噪音对鹭鸟栖息造成的影响,依据对鹭鸟惊飞距离的文献研究与现场测试,首启区内部主要人类活动场地和道路与堤南浅滩修复区中鹭鸟栖息地核心区之间的平均距离控制在50m以上,还设置了人工湿地净化带,作为鹭鸟栖息地的人为影响缓冲区;而首启区外侧的鉴洋湖水域则有效缓冲了城市建成区的交通噪声、建设活动等对场地的影响。
湿地被划分为5个生境修复区和一个净化湿地缓冲区 © AECOM
针对堤北圩田修复区实施缓坡岸线营造、水下地形改造和水生植被群落优化提升。 © AECOM
破埂连通后的堤北圩田修复区剖面图 © AECOM
堤南滩地修复区剖面图 © AECOM
3.2.3 适应性措施应对气候变化
设计团队在湿地中引入排涝泵站,当实际水位超过设计水位2.20m(在常水位的基础上附加圩田本身提供的0.50m的雨洪调蓄空间)时,即启动强排泵站开始排涝,可将该区域内20年一遇、50年一遇和100年一遇暴雨时的最高水位分别降至2.73m、2.89m和3.02m,足以保障场地安全。其次,水岸带植物配植也充分考虑了耐淹特性。同时,场地内的配套建筑、景观服务设施与主要车行道路的标高均在3.90m以上,高于鉴洋湖50年一遇暴雨的水位标准。这些基础设施均充分考虑了不同降雨工况下的水位,并用ArcGIS进行了淹没范围分析核验—达到了即使是100年一遇的暴雨,亦可保证人员生命财产安全。在极端干旱气候发生时,可通过连通管涵从鉴洋湖湖体取水进行生态补水,以避免由于首启区内部水塘水位下降而导致湿地植物,特别是沉水植物无法健康生长,以此来保障生态湿地系统的健康运转。
设计前后的淹没范围 © AECOM
总结与反思
圩田湿地记录着早期生产的痕迹和智慧,也为鸟类提供了半人造半自然的生存环境。首启区采用大面积保留、局部区域打破、多层次整合的概念,来维护场地内既有地方特色又有文化特征的堤埂、植被以及荷塘。将作为人工湿地隔断的内部塘埂有组织地断开,这些剩余堤埂可用于场地内的人行步道,而多余的土方则堆积为多个中心湖内的绿岛。基于“保留-打破-整合”的设计理念建立起了湿地净化系统,并利用圩田和堤岸的高差打造鹭鸟栖息地,使其形态和鱼塘的肌理能够融为一体。2021年5月项目竣工后,已然创造出独具特色的“林-塘-田-湖-岛”复合的圩田湿地景观肌理。远处山峦与湿地交相辉映,结合场地内的湖、塘、堤,创造出丰富的景观层次以及独具魅力的湿地游览体验。随着首启区项目的逐步建设,这座城市湿地公园也逐渐完善了休闲娱乐、科普教育等功能,成为当地市民旅游观光的好去处。此项目基于NbS理念,实施了低影响的修复策略。初期,项目团队试图通过布局人工湿地净化带主轴、构建根孔湿地、引入“水中花”物理吸附装置等方式,建立一套湿地自净机制,并逐步减少混凝剂的人工投放。此外,设计团队还在空间设计上进行了一定留白,使栖息地环境能够随着时间的推移逐渐演替、完善,回归自然的本真面貌。
虽然由于项目施工季节原因,根孔湿地因原料不足最终未能落实而替换为了水平潜流湿地,但已有部分监测或观察结果显示出场地修复后的生态效益。2021年5~7月的水质监测平均数据表明,场地出水水质已从原来的劣V类提升至优于Ⅲ类标准的状态。其中,COD从西侧进水口水体的40mg/L降至20mg/L,NH3-H在潜流湿地处检测值为0.05mg/L,远低于Ⅲ类地表水标准。到7月底现场回访时还发现,在首启区塘埂处以及首启区堤埂两侧的鉴洋湖滩地上已观测到白鹭(Egretta garzetta)、大白鹭、池鹭、黑水鸡等物种的身影,它们在施工结束后的第一时间便回归了场地。设计团队后续还将通过持续监测场地情况来不断调整鸟类栖息地的布局,以适应鸟类在不同季节的栖息习性以及未来不确定的气候变化因素。现阶段的研究表明,这种以NbS为基础的新理念和方法在生态实践中可以有效应对全球环境和气候变化的挑战,保护生物多样性,推动实现低碳发展的目标。
和汀步结合的湿地溢流设施 © AECOM
本文引用格式
TAO Lian, XIONG Sidun. Restoration of Polders Through Nature-Based Solutions—Landscape Practice in the Start-up Area of Jianyang Lake Wetland Park. Landsc. Archit. Front., 2021, 9(4): 92‒105 https://doi.org/10.15302/J-LAF-1-040028
原中英文全文刊发于《景观设计学》(Landscape Architecture Frontiers)2021年第4期"水生态修复与绩效研究"。获取全文免费下载链接请点击https://journal.hep.com.cn/laf/EN/10.15302/J-LAF-1-040028
编辑 | 汪默英、张晨希
翻译 | 汪默英、张晨希、申瑞琪
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