城市廢棄地的景觀與生態恢復研究

　　摘要：廢棄地是一種對生態環境造成重大破壞、影響城市形象并且造成土地資源浪費的土地類型，如何進行合理的改造以形成可持續的城市土地利用模式是十分棘手的問題。利用徐州市夏橋工業遺址公園的廢棄地改造項目進行了廢棄地“變廢為寶”的探索，對合理進行廢棄地的景觀與生態恢復進行了較為深入的研究。通過對該廢棄地現狀的分析，得出對其進行合理的景觀與生態恢復的必要性。依據景觀設計與生態恢復的理論、方法與原則，提出場地景觀設計與生態恢復的具體措施，這些措施可滿足該城市廢棄地生態恢復、景觀重建、經濟和社會可持續發展的要求。

　　關鍵詞：城市廢棄地；景觀與生態恢復；景觀設計

　　0 前言

　　伴隨著城市化的進程、產業結構的調整，城市區域內大量的土地被廢棄、閑置。這不僅造成了資源和能源的浪費，破壞生態，影響城市景觀，而且也制約了城市的有序發展。城市廢棄地是城市在其發展過程中的必然產物，對它的景觀改造是每個城市都回避不了的問題。在當今可持續發展戰略思想的指導下，如何通過生態化的景觀設計手法改造這些廢棄地，使其從消極狀態轉化為積極狀態，變“廢品”為“珍寶”，在不斷更新的城市秩序中獲得新生，是目前世界上眾多國家城市建設中面臨的重大課題。

　　1 城市廢棄地改造的相關理論和典型案例

　　城市廢棄地的首要問題是對生態環境和城市景觀的破壞，其次便是造成土地資源的浪費。如何恢復生態環境、改善城市形象、同時提高土地的利用效率，使其成為可持續發展的土地類型是一個挑戰。景觀設計理論與景觀生態恢復是解決這一難題的利器。景觀設計學是關于景觀的分析、設計、改造、管理、保護、恢復的科學和藝術 ，對城市廢棄地的景觀恢復有重要的指導意義。生態恢復理論包括改良和重建退化的自然生態系統，使其重新恢復生物學潛力 。國內外有許多對城市廢棄地進行成功改造的項目，例如著名的德國杜伊斯堡風景公園就是將一個工業化時期遺留下來的廢棄工廠改造成具有歷史氣息的生態公園，在生態恢復的同時保留了場地的歷史特征，將景觀與生態很好地結合起來，在那里，廢棄的建筑和鐵路都成為景觀構成的重要元素。我國焦作市的縫山公園，針對城市邊緣因石料開采而形成的廢棄山地，采用風景園林、生態恢復、山體修復工程等綜合措施，建設了包括山坡治理復綠、山澗大瀑布、主環路和星光廣場、采石場遺址等14個項目，最終盤活了這一塊城市中的飛地。

　　2夏橋工業遺址公園背景分析

圖1 夏橋煤炭主題公園區位圖

圖2 “一水橫陳，連崗三面”融山水之中的賈汪城區

　　夏橋工業遺址公園位于徐州市賈汪區中心城區西南端，它的前身是年產120萬噸煤礦的國有大型企業韓橋礦所在地，建于民國22年，礦區歷史悠久。由于煤炭資源枯竭、國家政策調整以及采煤業對環境的破壞等諸多原因，夏橋井同賈汪眾多礦井一樣被迫停產，2001年11月22日經審批，夏橋井關閉。夏橋井閉礦而產生的近80 hm2的工業廢棄地中，包括工業廣場用地、采煤沉陷區用地、矸石堆場、工業交通用地等不同用地類型，通過對它們進行詳細調研、分析，進而形成初步的規劃設計方案。

　　2.1 項目區位與現狀

　　賈汪區夏橋工業遺址公園在賈汪區西部，東靠賈韓路、西鄰新建鐵路及西排洪溝、北接夏橋工人村、南與電廠接壤，占地面積約37.5 hm2，其中約6 hm2的土地面積原為矸石堆場，因矸石外運現狀已形成塌陷地，塌陷深度約2~4m，部分地段地下水滲出形成水深約1~1.5m的水面。余下31.5hm2的面積為工業廣場、工業交通用地。整個基址周圍的地形東高西低，高差為3m。

　　2.2生態格局分析

　　2.2.1上位生態格局——解讀《賈汪區城市總體規劃》

　　2006年8月，賈汪區城市總體規劃經過專家論證，最終確定賈汪區城市定位為：徐州外圍重要組團、新興的生態園林城市和工業商貿型城市。 通過對《賈汪區城市總體規劃》的解讀，本人認為賈汪區在生態園林城市建設中，只有通過“延山理水”，完善城中“五園”及多條生態綠色廊道，與城外“三山”相呼應、相銜接，形成賈汪“三山五園——六縱多橫”的景觀生態格局，才是一種健康的大生態格局(圖1/2)。在這個格局中，作為五園之一，現已廢棄的夏橋地段，具有承上啟下、戰略性的關鍵地位。它西可延納廣闊的農田、山景，北可承接桃花島公園，東與夏橋公園和大洞山風景區相呼應，南通西排洪溝生態廊道、韓賈路景觀廊道與南湖濕地公園串聯。除了生態安全方面，另外由于它位于規劃中的西部工業區的中心地帶，其消防避難上的戰略地位也是不言而喻的。

　　從這個角度考慮，賈汪區城市總體規劃中將夏橋定位為廢棄礦井主題公園：“利用廢棄的礦井，配合煤炭開發的種種殘留實物，以及改造后的種種實物對比，建設大型的煤炭主題公園，圍繞著煤炭進行科學知識、環境生態和可持續發展思想的教育和宣傳” 。這無疑是非常明智的，但其定位偏重于硬質景觀的改造，對軟質景觀重視不夠，后期規劃設計需要改進。

　　2.2.2現狀生態格局——解讀場地現狀

　　基地西側是廣闊的農田和連綿的山脈，東南北三側是密集的建成區。根據生態學的“邊緣效應”，在兩個或多異質斑塊相互滲透的邊緣地帶，通常具有較高的生物多樣性和初級生產力，物質循環和能量流動速率較快，生態過程較活躍 。夏橋地段正位于城市和鄉村的過渡區域，處在人工城市斑塊與自然農田的生態交錯帶或邊際帶上，因此它在現狀城市生態格局中的位置極其關鍵，承擔著由城市生態向自然生態轉化的過渡作用。設計時應充分考慮原有矸石山的生態治理和景觀綠化，形成“城市公共綠地——防護林帶及塌陷池塘濕地景觀——田園網格肌理”這樣遞級關系的綠地系統，有效溝通城市和鄉村的交流，達到構建城市生態安全格局、延續城市文脈、擴大市民活動空間、提高城市生活品質的目的。

　　3 景觀與生態恢復方法和原則

　　3.1城市廢棄地生態恢復策略

　　城市廢棄地生態系統因管理對策的不同，會產生以下4種結果：①恢復到它受干擾以前的狀態；②重新獲得一個既包括原來特性，又包括對人類有益的新特性狀態；③由于管理技術的使用，形成一種改進的和原來不同的狀態；④因適宜條件不斷損失的結果，保持受損狀態。我們將城市廢棄地生態系統的變化結果用圖3表示。

　　恢復(restoration)是將城市廢棄地生態系統從遠離初始狀態的方向推移回到初始狀態。杜伊斯堡公園西部3/5的廢棄土地所采取就是恢復自然生態系統的策略。

　　惡化(degradation)與恢復的方向相反，使生態系統受到更大的破壞。我國一些城市在廢棄地更新中普遍采用的房地產開發模式使城市中僅有的一點綠色消滅殆盡，使病態的城市生態進一步惡化。

　　重建 (enhancement)是將生態系統的現有狀態進行改善，結果是增加人類所期望的“人造”特點，壓低人類不希望的自然特點，使生態系統進一步遠離它的初始狀態。硬質景觀為主的開敞空間設計模式是典型的廢棄地重建策略。

 圖3城市廢棄地生態系統管理的四種策略

　　改建或修復(rehabilitation)是將恢復和重建措施有機地結合起來，并使惡化狀態得到改造。目前西方發達國家在棕地（Brownfield）整治中普遍采用的即是改建（Rehabilitation）策略。我國有些城市近幾年也在積極嘗試這種持續性的改造措施。

　　3.2夏橋工業遺址公園景觀生態設計策略

　　3.2.1 把握場地稟賦，綜合生態設計模式

　　“一個好的生態策略是一個嚴密組合的計劃、建立在自然進化和植物生命周期基礎之上的、長期的策略，具有一定的靈活性，在結構上又能保證對整個環境變化的適應。”  夏橋地段是一個復雜的綜合體，人工構筑與自然斑快相互交替，生態基礎的分布也是非勻質的，現狀充滿了矛盾。這種矛盾的復雜性決定了生態設計模式的多樣性和綜合性，采取單一的手段不利于課題的展開。因此提出“把握場地稟賦，綜合生態設計模式”的設計策略。

　　場地稟賦研究回答場地能做什么的問題，分別對場地內外生態格局、建構筑物、現狀植被、水體、土壤、動物等多個角度分析場地的適宜性，同時指出設計所受到的限制和面臨的問題。夏橋場地稟賦概括為：場地具有大量的工業遺存、豐富的生態群落、可塑的地形基礎和充足的水資源，現有的大量景觀元素都可以再利用，如果能充分挖掘利用，可以形成獨具特色的采礦后的景觀（Post-mining Landscapes）和后工業景觀（Post-industrial Landscapes）。

　　3.2.2 景觀整合歷史遺跡

　　“文化是歷史的積淀，存留于建筑間，融會在生活里，對城市的營造和市民的行為起著潛移默化的影響，是城市和建筑的靈魂。 ”采礦遺留下來的景觀和設施本身具有歷史價值，記載了徐州甚至江蘇省工業的發展，也記錄了五六十年代萬眾一心建設社會主義的豪情壯志。場地的歷史轉變應該在公園的規劃中得到反映。將場地遺跡加以保留，作為歷史對今天和明天的饋贈，無論是幾經戰火和百年榮辱的舊水塔、碉堡，還是矸石堆集造成的現狀地貌以及工業化時期人類技術里程碑式的機械構筑，都像是一部活的教科書，記載著人與自然休戚與共的歷史，警示人們珍惜自然、保護自然。將不同歷史層面的東西加以考古式的發掘，整合再現，會使人們更好的解讀這一城市空間的變遷。采礦跡地是工業文明的產物，雖然當初它的建設破壞了自然生態，但今天它已經成為歷史的重要組成部分，成為我們不應遺棄的記憶。應將人類生活、奮斗的工作場景保留下來，成為一種歷史痕跡，為人們提供了閱讀城市的線索。

　　3.2.3 “人——煤礦——植物”的主題

圖4 “人、煤、植物”關系的演變

　　公園是為人提供接觸自然，與自然對話機會的場所，因此公園要為人與自然建立某種聯系，在這里人與自然的關系具體為人與煤和植物的關系(圖4)。煤是人類文明的象征，是人與自然關系的橋梁和紐帶，而礦井正是這種關系的物化，是人與礦井關系的物質表現，是人類文明的遺跡，記載著人與自然斗爭的歷史和場景。因此對礦井的保留和改造不僅是一個節約資源的問題，它會從更深層面上揭示人與自然的關系，從文化和歷史的角度賦予礦井遺址公園的新的意義，公園也將因此獲得富有個性的景觀。而植物是煤的前身，正是因為數萬年前的茂密的原始森林，才成就了今日這片富饒的土地。由于人的不斷索取有限的自然資源導致今日資源的枯竭，人類要通過努力在這塊廢棄土地上再塑三者之間和諧的關系，實現人內心所期望的和諧社會。

　　3.3 景觀生態設計3R原則

　　現在國際上提倡的“3R”原則是節約資源的公認原則。根據該原則，盡量達到廢棄物零排放的順序是：減量>再用>循環與再生>最終處置 。在園區的景觀設計中較好地體現了以上原則(表2)。

表2 景觀設計3R原則及其在園區中的應用

　　3.2 景觀生態設計方式

　　在廢棄地的景觀恢復方式上，不再僅僅是復原到原來的狀態，而是因地制宜，將不利因素轉化為有利因素。為了體現自然和生態建設的主題，盡量減少人為干擾的痕跡，采用“景觀生態設計”的方式(表1)。馬來西亞著名建筑師楊經文認為：生態設計是通過設計獲得的一種整體全面的考慮，它包括在一個被設計系統生命周期的全過程中，對系統中的能源和材料的審慎使用，以及通過設計減少這些使用對自然環境的影響。[9]

表1 景觀生態設計方式

　　4景觀生態設計

　　4.1工業建筑再利用

　　對于場地內工業建筑的改造遵循“延續城市自然肌理和歷史文脈”的原則，盡可能的保留場地中建筑及構筑物原有布局，通過不同設計方式對單體建筑進行改造，使新舊元素在對比和碰撞中產生時間和歷史感，創造出不同的體驗和使用空間。同時考慮氣候、日照、風向等自然因素對場地的影響。場地東南原醫院臨街樓拆除，辟出入口廣場。不僅冬阻擋寒冷的西北風，夏可納涼爽的東南風，調節場地微氣候。而且可打破場地的封閉圍合狀況，增加與城市的交流，提高綠地的可達性。（圖5）

　　煤炭生產主廠房改造為井上煤炭展覽館，在大跨度和大空間的建筑內部輔以藝術廊道、報告廳等局部功能，成為以參觀為主、休息零售為輔的博覽空間。洗運煤車間通過豎向分層將內部大空間轉換為小空間，并通過中庭貫穿整個建筑樓層，被賦予圖書休閑中心的功能。北部新建高檔小區內，保留并改建少數廠房作為會所等社區服務設施，對其余廠房和原硅化廠生產設備進行單純構架保留，形成半室外空間。作為社區內具有礦業特色的景觀活動中心，創造健康舒適的交流集會空間。

　　4.2植被景觀的生態設計

　　4.2.1種植設計原則

　　基于前期的調查和思索，提出三“尊重”原則：

　　1）對原初生境的尊重，維持其現狀保存完整的植被景觀。

　　2）對自然的尊重，跡地上生長茂密的野生植被體現了自然的價值。

　　3）對歷史的尊重，跡地上的一草一木從側面能反映歷史的痕跡，具有歷史價值。

圖5改建前后的入口廣場

　　4.2.2植物配置

　　（1）西部園區植物群落分區

　　西部園區位于原來矸石堆的位置。由于矸石外運現正逐步變為塌陷地形，并形成幾處坑塘，預計一年后將會形成大片水域。該地段植物配置考慮矸石常年堆放對土質造成的影響，植物選用適合夏橋矸石特殊土質的徐州鄉土樹種中抗性強、耐瘠薄的品種。

　　（2）東部園區植物群落分區

　　a.入口區及園區內部道路兩側綠化

　　主入口區植物配置以簡潔的幾何線條和體塊為主，營造一片開闊的視野，形成一條直達主體工業建筑的視線走廊，給人以震懾心靈、豁然開朗的視覺感受。園區內部車行道路兩側綠化帶，根據不同的車速要求配置不同的景觀林帶，形成花灌木、常綠喬木、高大落葉喬木階梯狀的配置結構，綜合發揮植物的景觀觀賞價值和生態環境效益。盡量保留了現有大樹和長勢較好的植物群落，疏通廠區綠脈。

　　b.主題公園、南側運動區和市民廣場

　　主題公園區植物配置以規則式為主，規則式成排成行布置的樹陣與工業廣場內廠房的簡潔現代風格相協調。

　　c.辦公租賃區

　　各辦公租賃單元之間以自然式配置為主以與西部園區協調；而在辦公租賃庭院內部以規則式的現代景觀，與外部環境形成對比，體現現代精神。

　　(3)北部園區植物群落分區

　　住宅區之間的組團綠地是內向型的綠化空間，宜營造幽雅安靜的空間氛圍。為了增強住區各住宅組團的識別性，中部干道西側區域以春景花灌木為主，中部干道東側區域以秋景為主。考慮建筑節能、采光，在建筑南側栽植落葉樹，有利于夏季遮蔭，冬季得熱。

　　4.3水體景觀的生態設計

　　在原有水系基礎上，對場地內已有的河道、水塘及微型濕地進行梳理，提高水體的自凈能力（圖6）。設計完整的雨水回收系統和污水排放系統，實現污水、雨水、地下水三種不同水資源的分流和再利用。生活污水——經由原線路排放至賈汪區城市污水管道；雨水——通過對地面和屋面雨水收集系統的設計，達到雨水回收再利用的目標；地下水——流入人工濕地進行凈化處理。

　　4.3.1人工濕地

　　西部園區內建設人工濕地，目的有三：補充城市地下水源，凈化采煤疏干排水過高的含鐵量；改良土壤和整治現有的地形；接納、凈化來自東部園區的雨污水。人工濕地的五種水源：園區地表徑流，處理后的中水，一號井二號井清水，汛期西排洪溝的分流洪水，分流三號井四號井煤疏干排水。

　　4.3.2雨水回收

　　地面雨水回收：園內道路全部鋪設透水路面，讓地面具有很好的雨水回滲功能。這不僅可以回灌地下水，增加水資源可利用量，同時還具有環境、生態、水資源保護功能。另外，由于透水地面對粉塵的吸附力強，可以很大程度地減少園區的揚塵污染。屋面雨水回收：東部園區建筑占地較多，建立雨水利用系統，分散或集中收集利用屋頂雨水。

圖6夏橋水系整治

　　4.4地形、土壤及煤矸石的生態設計

　　地形：通過“挖深墊淺”的處理，形成岸線優美的池塘和局部高起的覆綠坡地，塑造大地形、小坡地相交叉組合的地貌特征。通過豐富的山體圍合和植被栽植創造不同的聚合空間。并且把池塘水體納入到場地的雨水回收及井下污水凈化循環系統中去，通過井下采煤疏干排水對池塘水體的補充來解決枯水、豐水期的差異帶來的水位漲落，經過沉淀凈化的水體為場地的景觀用水和鄰近工廠工業用水提供水源。土壤及煤矸石：有效地利用原有的煤矸石和煤渣資源，大膽創新、不拘一格，進行土壤改良，同時又與整體環境相協調。公園的道路、擋土墻、地基等設施的建筑材料均可循環利用現有煤矸石。煤矸石中含有豐富的礦物質又能豐富土壤，在煤矸石上覆土達到一般樹木生長所需的厚度（圖7），可使樹木存活。這里不僅是一個很好的煤矸石實驗基地，能有效地發掘煤矸石更多的用途，提高它的經濟效益；又可以以其材質的特殊效果創造出藝術作品，結合景觀場地設計和環境藝術設計，豐富人們的生活和視覺感受。

圖7 人工濕地內的煤矸石土壤改良結構

　　土壤修復過程的展露設計：較難移走的廢渣山丘，就地保留，上覆蓋來自園內環境質量好的沼塘內的有機淤泥、草根等，然后種植當地鄉土植物中高效吸收重金屬污物的植物：野麥、玉米等，建立自然群落，形成土壤——植物系統中微界面的凈化、修復功能。經植物的根系和徽生物的分解作用若干年后的地表土壤完全復育（圖7）。以一個土壤斷面為景觀，向人們揭示這段自然演變的的地下秘密，讓人們親眼目睹這個過程（圖8）。引導人們在觀賞的同時體驗自然，體驗富于生態藝術的語言表達。它不僅使觀者看到人類在自然中所留下的痕跡，而且使復雜的生態過程顯而易見，容易被理解，使生態科學更加平易近人。

圖8土壤斷面景觀展示

圖9土壤復育過程

　　4.5交通組織

　　場地交通流線是場地功能劃分的前提，是對場地的結構層次進行的整合。充分利用原有的交通系統，構筑車行、步行、自行車和游覽火車相結合的交通網絡。路網采取三級分層結構：車行環路、人行道、公共空間步行道。場地的主要出入口除設有集中停車場，還特別自行車出租點，作為場地內主要游覽性交通工具。場地與城市街道的聯系表現為開放與半開放的形態，入口市民廣場和建筑內部的三個通道使城市和綠地交織聯系在一起，提供了人流進入場地的緩沖空間，并在主入口處設置相應的問訊、休息、指示功能性建筑（Information），引導使用者的交通流線。
4.6 景觀恢復的教育1969年，美國景觀設計師菲利浦•路易斯提出了景觀建設的4E方法：Educational(教育)；Ecological(生態)；Esthetic(美學)；Environmental(環境)。開始強調將景觀開敞空間作為教育的區域。景觀的生態教育功能在我國仍未受到足夠的重視，應該加強對公眾尤其是對青少年和兒童的生態教育，使景觀的教育價值得到充分的展現。正如日內瓦兒童宣言所規定的：兒童有充分享受游戲和娛樂機會的權利，各種游戲娛樂必須與教育保持同一目的，社會和主管機關必須為促進兒童對這種權利的享受而努力。若我們能以更開放的心情去學習，體驗大自然的種種機會，其經歷所產生出來的喜悅與滿足感將遠勝于旅行團到此一游式的征服感 。該園內工業景觀的保留與自然景觀的生態恢復均具有較強的教育意義，在景觀恢復與建設中注意了對公眾尤其是對兒童的自然與生態教育。

　　4.7場地結構

　　設計方案形成了“一環、一線、一片、四點、五面”的由點、線、面組成的空間系統網絡。一環：圍繞主題公園的環形道路。一線：貫穿工業廣場的鐵路線性開敞空間。一片：塌陷地及矸石山整治后的西部生態園區。四點：入口廣場、中心遺址廣場、游樂運動場及社區活動廣場。五面：主題公園區、商業商務區、辦公租賃區、高品質住宅區、綜合服務區。公園的建設是一種動態的變化和生長的過程，景觀生態設計沒有固定的形式，因此提出的結構不是它的最終形式。方案的結構只是根據現在獲得的信息抽象出的一種比較生態化的模式，時間和自然演進會最終破壞這個結構，植被、動物和人類的活動會構建場地生態恢復和景觀更新的新框架。

　　4.8分期建設

　　對夏橋廢棄地進行一次性改造需要大量的投入、耗費大量資源，生態的恢復也不是一個一蹴而就的過程，為避免不可持續性建設的發生，公園的建造采取“循序漸進、動態演進”的手法進行分期建設。同時整個工程安排成三個階段：一期工程：為期5年，公園的積極作用將從這里開始得到展現，并推動后面的兩個發展階段。該階段將初步建立公園的交通系統與基礎項目設施，開放東部、北部園區以及西部園區的部分區域，完成西部園區的地形改造，展示明顯的生態環境改善過程。二期工程：由于公園大部分基礎構造已經組織到位，該階段的重點放在增加項目設置、促進生態恢復上。三期工程：主要任務是擴大對外開放面積，增加棲息地面積，合理開發利用西部園區原有基礎構造。

圖10夏橋遺址公園鳥瞰