低影響導向下園林植物景觀設計論文

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低影響導向下園林植物景觀設計論文

1低影響開發概述

傳統的開發對生態系統最明顯的影響就是對水循環的改變,開發過程中不透水面積的增加,減少了水向土壤深層的滲透,地下水體萎縮,溪流隨之退化,同時增強了地表徑流,在降水集中時期加大了城市內澇的風險。出于降低開發過程中水方面的影響,衍伸出一個專有名詞“低影響開發”(Low Impact Development,簡稱LID)。低影響開發是一種雨洪管理策略,它的基本思路是通過有效的水文設計使城市開發區域的水文功能盡量接近開發之前的狀況,模仿自然生態過程來管理雨水。自20世紀90年代末,美國環境總署推行的低環境影響開發技術逐步在美國得到應用和推廣。之后在美國、英國、德國、新西蘭及澳大利亞等發達地區發展迅速,很多城市都有利用低影響開發設計理念設計的雨洪控制利用工程。例如在北美,該技術強調在開發初期考慮如何保持整個自然循環的鏈條不被打斷破壞,通過小型、易建及維護成本低的設施實現面源污染控制、維持環境生態及水土保持等多種功能。這項技術是作為土地利用規劃的一部分,在新開發區實施的極為成功,在舊城區改造中也取得了顯著效果。植被淺溝、生物滯留系統、雨水花園等低影響開發措施,在城市規劃設計及建設中得到了較好的體現。低影響開發技術在國內應用起步較晚,隨著城市水資源短缺和雨洪災害問題的嚴重,該研究逐漸成為熱點。1998年國內首次開展針對雨水利用與污染控制的相關技術研究;2003年開始實施國家水專項城市面源污染控制研究,LID技術是其中的核心部分;如今針對生物滯留系統、植被過濾帶、人工濕地等多種源頭或集中雨水控制與處理設施成為了研究的熱點。與此同時,我國開展了多項示范工程,其中較為著名的工程有北京奧林匹克森林公園、上海世博園、上海虹橋機場、深圳市雨水綜合利用示范項目等,這些對我國城市的雨水利用起到了積極作用??傮w而言,我國已有的研究和實踐工作目前仍主要局限于小規模應用。低影響開發技術實踐旨在關注場地水文過程,通過場地設計手段模擬場地開發前的水文過程,減小人為開發對于場地的影響,其優勢已在相關研究中體現,可以減少暴雨徑流量并減輕市政排水系統的壓力,去除雨水中的氮、磷、重金屬等污染物,中和酸雨,節省雨水回收成本,提高雨水利用率,減少雨水處理費用,降低城市降雨帶來的環境污染。

2低影響設計的原則

景觀設計中實現降低對生態環境影響,我們需要做到維持原有地形,保留原生植被和大樹,減量、循環、再生(reducing,recycling,reusing,簡稱3R)原則。低影響設計可以理解為旨在降低人為活動對場地或環境影響的設計。低影響開發策略可以作為低影響設計中重要的一部分,除了水文影響之外,從多角度考慮如何降低設計對環境造成的壓力,應用先進的科學理論和技術手段,在有限的空間和資源創造節約型園林,在兼顧植物景觀的美化功能外,實現園林生態效益最大化,可以作為現代園林的特色之一。

(1)保留原有地形與肌理。

將土地現有的地形地貌與環境肌理作為設計的基礎加以改造,既可以減少設計及施工成本,又可以減小對環境影響。2014年青島世園會,就是結合園區山地地形,在原有地形地貌基礎上合理配置景觀,最大限度地保護利用自然資源,避免對周邊山體進行破壞,使園區與自然相融而成、渾然一體,凸顯山地世園會的景觀特色,取得了良好的效果。

(2)保留原有植被與大樹。

植物作為園林中唯一具有生命特征的要素,需要更多的養護成本。原有的植被與大樹已經適應了所在區域的自然生態環境,在不需要過多人工干預的情況下就能長勢良好。移栽的植物,所需的移栽或維護成本極高,澆水、施肥、病蟲害防護、補植等工作都需要投入人力和物力,同時也會對土壤等環境條件帶來一定的改變。保留原生植被既節約開支又能保持原有植被生境以最大限度減小對土地的影響。

(3)“減量、循環、再生”(3R)原則。

3R原則強調了資源的節約與合理利用,同時也降低對環境的沖擊。減量原則是從輸入端考慮,由景觀設計開始,要體現節約資源與能源的特點。循環原則是從過程考慮,強調能被多次反復利用。再生原則是從輸出端考慮,將廢棄物再次利用成資源。如在步行路中對石材或磚塊等鋪裝采用非粘縫處理的設計,既可以在施工階段減少粘縫材料的使用,體現減量原則;又能增加場地的透水性使植物可以利用雨水資源,以及在個別鋪裝塊損毀時進行替換,體現循環原則;還能為今后整片鋪裝材料用于別處提供了可能,體現再生原則。

3低影響設計的路徑

3.1植被淺溝(植被洼地)

植被淺溝被用于收集地表流動的雨水,是植被淺溝淺草覆蓋的輸水溝渠,它幾乎與傳統排水路徑相同,差異就是其輸送的雨水由地下轉移至地表。如此設計可以使一部分雨水蒸發到空氣中,一部分雨水滲透進入土壤補充地下水,另一部分通過植物的吸收過濾去除污染物。將植被淺溝引入公園,沿著公園主路兩側分布,并與花鏡相結合,能承擔排水作用的同時豐富生物多樣性,功能與景觀并存。美國波特蘭NE Siskiyou綠色街道兩側雨水改造的代表性實例之一。在街道兩側種植帶中選擇適應當地環境的鄉土植物,無需過多的養護管理成本,并能與周圍環境相協調。植物生長緩慢,植物之間外形或顏色上差異明顯,多為常綠植物,一年四季都有觀賞價值。同時,巧妙運用路緣石收集街道的雨水徑流,使雨水匯集到植被淺溝之中再加以吸收、過濾和滲透。這個項目為城市雨水管理策略提供模型,并為居民創造舒適的人居環境。

3.2生物滯留區(下沉式綠地)

生物滯留區大多指能夠收集并儲存雨水徑流的區域,一般低于地面,表層種植耐水濕、吸附能力較好的植物,下層為多孔隙滲透能力較好的有機覆蓋層,通過植物截留和土壤滯留處理徑流雨水,同時使雨水得到有效過濾。通過植物材料的過濾和吸收凈化雨水,還通過截留雨水,減緩徑流,使雨水緩慢滲入地下土壤以補充地下水,是一種有效處理雨水的方式。生物滯留區不僅可以吸收污染物,還能為野生動植物提供棲息地。美國風景園林師協會(ASLA)獲獎項目——萬人工廠的停車場生態設計,將生物滯留區分布于停車場周圍,起到雨水管理的作用。周圍的停車場、屋頂雨水在場地內匯聚減緩徑流速度、中和徑流影響,維持了工廠周圍脆弱的生態環境。同時這還是一片變化凹地,植物的選擇上選取耐水濕及耐干旱的植物,雨季時形成濕地景觀,旱季時則變為草地景觀。該案例同樣適宜應用在郊區和城市地區,體現了景觀設計者對環境可持續性理念的實踐。

3.3雨水花園

雨水花園是生物滯留區的一種較小的形式,接收來自屋頂或其他不透水區域徑流的淺洼地,并種植植物。雨水花園不是濕地,在非降雨間期它們幾乎是干燥的。雨水花園可以由幾個花壇逐級降低組成,上層過量雨水流向下一階花壇,因此每一階花壇需采用不同耐水濕特性的植物組合,在上階花壇選擇具有吸收作用的濕生或挺水植物,在下階花壇選擇適應干濕變化生境的耐水濕也耐干旱的植物。唐納德溪水公園是雨水花園的典型案例,位于美國波特蘭的繁華街區,原本是一塊濕地,后發展成為工業用地進而成為廢棄地,設計者用現代新技術重現過去濕地景觀,以水和棲息地作為公園特色。公園充分利用基地地形由南至北逐步降低的特點,收集周邊地表徑流的雨水,由坡地高處到低處反映的是土壤含水量由低到高變化的過程,收集到的雨水經過不同植物過濾帶的吸收和過濾,經凈化得到的雨水被收集到坡地下方的水池中 。

3.4綠色屋頂

綠色屋頂是將植被層納入到屋面系統里,由植物、種植土、過濾層、排水層、防水層等結構組成,在我國近幾年呈快速發展趨勢。綠色屋頂能通過減緩整個屋頂的徑流速度,通過土壤及植物的儲水來消減城市徑流,并對建筑及周邊地區起到降溫增濕作用。綠色屋頂不僅可以凈化和吸收雨水、減小屋面徑流,有效調節建筑室內溫度變化,還能增加城市綠量,創造城市新的綠色空間,緩解城市熱島效應,起到節約能源降低能耗的作用。綠色屋頂可以減少空調使用,研究還發現綠色屋頂可以有效降低室內溫度,并且兼具美化環境的作用,可以創造出舒適的生活空間。在滿足綠色屋頂結構負荷要求的條件下,應大力推行綠色屋頂。芝加哥市政廳“綠色屋頂”,坐落在美國芝加哥市的中心。面積將近兩千平方米,于1999年由芝加哥市環保部門啟動,由景觀設計師、環境工程師、建筑師等設計人員通力合作完成。在原有屋頂上由下至上依次鋪設支撐層、水蒸氣控制層、隔熱層、防水層、排水層及過濾膜,最上層是植被生長的土壤層??紤]到屋頂風大的特點,而且植物在生長季節可能承受一定程度的干旱,因此植物選擇喜干、喜光,能夠適應當地氣候環境,抗風性強的鄉土植物。實際效果證明,這座屋頂花園在降低溫度、節能減排等方面發揮良好作用。

4結語

降低設計對環境的影響是景觀設計的導向。隨著世界人口的增長和人類現代化文明進程的加快,既然人類對自然的開發利用難以避免,對使用景觀的方式將很大程度決定未來自然給我們提供的生態系統服務?,F代園林的生態價值會越來越重要,在某些情況下,生態意義會超過景觀價值,對此,重要的途徑就是保留原有地形與肌理、保留原有植被與大樹、“減量、循環、再生”(3R)原則。采用一定的低影響開發技術模擬自然達到功能、美觀與生態效益并存。將植被淺溝、生物滯留區與雨水花園融入城市綠地,能將園林綠地和排水工程的成本結合,恢復部分城市生態環境;將綠色屋頂應用到城市屋面系統之中,具有不占有城市稀缺土地資源的特點。以達到緩解城市內澇、改善生態環境、豐富綠地景觀、增加人們游憩空間的多重效果。低影響開發技術能夠同時滿足人類發展需要、生態系統需求和美學價值的技術。景觀設計中低影響設計原則體現可持續發展思想,在“生態城市”的時代背景下具有重要實踐價值。著眼于多層次制約環境沖擊以求長遠發展,它要求設計師在場地現狀的基礎上,熟練應用設計手法和植物材料,在展示優美景觀同時解決生態功能需求,使功能元素具備良好的景觀價值,是實現生態文明的價值體現。

作者:秦璐 劉青林 單位:中國農業大學觀賞園藝與園林系

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