“石谷聚落”基于微氣候營造的花江大峽谷石漠化修復景觀設計 |秦倩倩，福州大學

獲獎作品信息

作品題目：基于微氣候營造的花江大峽谷石漠化修復景觀設計

參賽作者：秦倩倩

指導教師：洪婷婷

畢業院校：福州大學

1. 對石漠化的環境進行了深入研究，提出比較新穎的解決問題策略，對于環境保護有積極的促進意義。

2. 本作品針對一個全球顯著的環境問題，聚焦到實際場景，結合交叉學科、并基于數據，提出一套可以復制的設計流程。無論從設計切入點還是手法，以及推理均非常優異。

——2021LA先鋒獎評審人評語 / 呂煥來，戴水道景觀設計咨詢（北京）有限公司中國區總監）

? 秦倩倩

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項目簡介

以花江大峽谷干耳盤流域兩個村落組團為研究對象，通過對場地石漠化相關現狀進行調研與分析，從而總結出場地的四大主要矛盾。總體規劃層分析石漠化誘導因子，使用GIS對石漠化場地進行風險分級從而有限的針對性置入策略。由于場地獨特的垂直氣候與垂直地貌，策略的思考角度主要為微氣候營造，通過GRSSHOPPER對場地微氣候現狀進行評估，針對不同的風險區實施不同的微氣候改造策略，由此促進植被正向演替緩解巖石裸露，同時也可以為場地人群提供宜居的生活環境，實現場地資源與土地的可持續性利用，最終轉化石漠化消極景觀為宜居、可賞、可持續的積極景觀。設計旨在對其他石漠化地區風險評估具有啟發作用，是可復制的一種設計應用方式或是景觀流程，有舒展性擴展性。

土地石漠化面積在全球范圍內已經達到3600萬km2，同時石漠化給全球10億人的生活帶來了影響。中國是全球石漠化最嚴重的五個國家之一，本次的研究地塊為國內石漠化危害最大面積最廣的省份，省內石漠化的面積為2.26萬km2。

在景觀學科的視角下，石漠化環境作為消極景觀的一部分，不同于突發災害，就像沙漠化一樣石漠化是緩慢的演替過程，石漠化災害預警方式可以通過風險等級評估后進行分區，高效的推進設計。本次設計通過尋找并遏制石漠化擴張邊界，從而針對性置入策略，相對于單純的空間設計或技術改造更新更具有綜合性與可靠性。

研究區域位于貴州省安順市關嶺布依族苗族自治縣的花江大峽谷干耳盤流域。場地位于貴州省最長的峽谷，花江大峽谷范圍內，同時有著豐富的垂直地貌。在2016年，中國地質調查局相關機構將西南巖溶地帶建立20余個石漠化治理示范區，場地為治理示范區之一。

詳細說明：

▼研究背景分析? 秦倩倩

石漠化主要的誘因分為人為原因與自然原因。人為原因是亂砍濫伐、過渡櫵采、不合理的耕作方式、礦業采集、過渡放牧以及山地開墾，自然原因是植被根系過淺、山高坡陡、成土速率慢以及雨水沖刷導致水土流失嚴重

▼石漠化誘因? 秦倩倩

▼花江大峽谷石漠化演替分析? 秦倩倩

導致的問題

1.土地可利用率低下。

2.生態環境脆弱。

3.多處安全隱患。

4.缺水問題嚴重。

▼主要問題? 秦倩倩

除去人為等不可控因素外，從導致石漠化出現的自然因素為出發點，通過 ARCGIS 對石漠化誘導因子進行分析，將場地分為四個不同風險等級的區域，高中低以及已經石漠化區域。

▼基于GIS的石漠化風險評估? 秦倩倩

1.已石漠化區域

A. 位置特點：位于西南角與東北角山脊處，多位于高海拔高坡度以及陰坡區域

B. 詳細設計區域：與花江村相連的山脊處

2.高風險區域

A. 位置特點：位于高海拔高輻射地域，山脊線之后

B. 詳細設計區域：花江村集水區之一

3.中風險區域

A. 位置特點：在場地中占比最大，主要位于與村落相鄰的緩坡區，與東南風向垂直

B. 詳細設計區域：場地東南角垂直風低坡區域

4. 低風險區域

A. 位置特點：位于相對低輻射區，峽谷平地區，呈現帶狀分布

B. 詳細設計區域：法郎村集水點

微氣候現狀分析以及結論

相關分析

1.濕環境分析

小氣候營造中植被的選擇，以及重點設計區域的確定，在高濕度地區就地設置景觀基礎設施，引導濕潤的風吹向低濕度區域。

2.風環境分析

小氣候營造中影響著地形塑造的區域選擇，引導場地中濕潤的東部風向進入峽谷區，緩解石漠化環境植被的干燥生長環境。

3.熱環境分析

在后續設計過程中提高高輻射區的植被覆蓋率，以及利用優勢低輻射區塑造小氣候群落，山脊線區域景觀基礎設施引入太陽能發電裝置。

結論

1.高度優勢小氣候區

主要位于洼地區，并且與風向進入口相鄰，主要分布在東北角落與東南角落，均為峰叢洼地，網絡狀分布。

2.中度優勢小氣候區

與高度優勢小氣候區相鄰，與村落相鄰，以斜坡谷地為主，呈現片狀分布特點

3. 低優勢小氣候區

主要位于陽坡峽谷一級地勢下沉與二級地勢下沉區域區域，呈圍合形式包圍村落，整體地勢坡度較高，主要出于地表徑流沖刷區匯集區，呈現帶狀分布特點

▼基于grasshopper的微氣候現狀層評估分析? 秦倩倩

▼微氣候評估總平? 秦倩倩

設計策略主要針對不同的風險區域進行設計。根據石漠化演替過程中的不同的環境特征，結合前期分析針對性的對風險等級高的區域進行更多的人工景觀設施的介入，風險等級低的區域由于演替時間長，重點采用植被恢復以及景觀微氣候營造的手段。

▼設計愿景? 秦倩倩

▼設計框架分析? 秦倩倩

研究區域總體面積約為 19.42 k ㎡。本設計詳細設計區域有四塊，面積約為 100000 ㎡。

▼規劃總平圖? 秦倩倩

高風險區域石漠化設計

設計重點為一個創新景觀機制系統的構思，引導人為層面的不利條件轉化為有利條件，同時調整畜牧耕作習慣。

▼高風險區域詳細設計平面圖? 秦倩倩

集水系統

篷布式接雨裝置與地下導水管道結合，重點設計接雨裝置的結構，結合垂直種植架，種植植物配合施肥袋掛在立體架上，在成熟后移植到高坡地上。

截水溝

截水溝設計策略主要通過塑造地表模數的方式對流失土壤以及水源進行攔截，形成獨特的帶狀植被氣候區。

▼高風險區石漠化景觀修復策略? 秦倩倩

▼高風險區集水與種植設計? 秦倩倩

蓄水裝置

重點設計蓄水點的裝置結構，種植掛網的結構，以及施肥緩釋塊的結構等。在觀賞以及居民體驗層上與蓄水池結合的石漠化種植示范點，形成凹地小氣候，同時提供活動場所。

集中養殖場

場地中燒秸稈和分散畜牧導致植被被啃食和石漠化加劇。因此在高風險區的下坡段設置集中養殖區用糞便和秸稈生產沼氣解決能源問題。有效緩解畜牧業、能源利用與石漠化生態環境間的矛盾。

▼效果圖? 秦倩倩

中風險區域石漠化設計

本區域的策略重點為地形塑造，對地形的處理可以調控此地區的空氣流動方向和發展強度，在南坡向夏季主導風向上設置風谷裝置。在最大風向處設置風力缺口，加速濕潤的風通過洼地上方，將高濕度的風帶入進研究區域的各個角落。

▼中風險區域設計平面? 秦倩倩

▼中風險區策略分析? 秦倩倩

▼中風險區域效果圖? 秦倩倩

低風險區域設計

本區域的設計重點為關注喀斯特地貌景觀格局優化。設計目的主要為控制水土流失、減緩地表流速、和改善土壤肥力。

▼低風險區域平面圖? 秦倩倩

植物籬設計

低風險邊界石梗坡改梯，運用景觀斑塊邊界優勢物種擴散原理，并繪制現場地景觀邊界圖。梯墻向后傾斜，高度為 2-3M，底部有排水用的碎石，改變場地濕度。

景觀格局優化種植模式

與村落接壤區域種植防護林帶，形成環形植被微氣候區，同時將脆弱的草被環境改為喬木林能有效的，控制家畜隨意啃食場地草被，提升生態系統多樣性。

在垂直等高線的區域以 6M*6M 的模數種植固土深根性植被。

低風險區與其余風險區的邊界向高危險度區域種植優勢物種。

▼低風險區域設計原則? 秦倩倩

▼低風險區域設計策略? 秦倩倩

已石漠化區域策略

本區域設計重點為已經石漠化區域的景觀營造，對裸地分類進行細致設計，以及石漠化植被生態種植體驗坑的設計。

石面掛網耕種，噴射固定劑進行苔蘚植物種植。通過減少地表輻射來緩解微氣候溫度過高，濕度低的問題。

石溝在此類裸地種植草被植物。形成獨特的線型觀賞草景觀，形成韻律美與動感美。

石隙表土插入固定廊架，同時在石灰巖表層進行固定，在石隙上廊架部分纏繞藤蔓植被，形成垂直植被景觀。

石洞石漠化景觀生態坑，對石洞底部進行地表基地處理，開發人群石漠化景觀種植體驗。

▼已石漠化區域詳細設計總平? 秦倩倩

▼已石漠化區域設計效果圖? 秦倩倩

前期的一些地表下墊面改造，植被種植方式，地表模數塑造等，對場地微氣候的影響如何，在這一章用LADYBUG和HONEYBEE進行模擬。最終得到的結果是，洼地的加深，地表坡的塑造以及植被種植模式的地表輻射緩解遠遠高于原場地。

在濕度模擬中在坡地和凹地區也提高了環境濕度，減緩了地表水下滲速率，為微氣候綜合營造提供了有利環境。

▼基于Ladybug和honeybee的驗證分析? 秦倩倩

本次設計主要創新點在于：

1.技術手段支持前期分析

本次設計主要運用的軟件輔助分析有 ARCGIS，LADYBUG,HONEYBEE,CFD,ENVI,CLIMATE CONSULT. 進行石漠化風險評估的過程中運用了GIS對場地進行總體加權分析，在氣候模擬層用 RHINO 的 GRASSHOPER 的電池插件輸入氣候文件與地形文件進行環境模擬。對場地中風谷裝置定位，植物籬定位以及積水裝置定位提供依據。

2.多學科融合的視角推動設計

在本次設計過程中運用了結構學、景觀生態學、氣候學、地理學以及景觀美學等理論基礎進行支撐，查閱了大量的文獻推動設計的綜合思考進程。結構學支撐景觀設施的構建，生態學輔助邊界遏制的手段以及植被配置，氣候學指導微氣候改造測量的理論支撐，景觀美學輔助場地的整體布局設計以及植被、游覽線路的設計。

3.新穎的設計方向

在景觀設計的案例中目前還沒有找到系統的進行石漠化景觀修復設計的案例，石漠化相關論文主要集中在生態學以及經濟學層面。本次設計提供了一個新穎的設計視角對石漠化地區進行修復，同時 設計中大膽假設各個模數地塊的組成方式，在盡可能合理的前提下設計有綜合效益以及有趣的場所。

本次畢業設計依舊存在一些次要因素未進行分析，存在一些不全面之處，但是為石漠化地區提供了景觀與防災設計的新視角。

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