（城市规划与设计专业论文）河南省垃圾场废弃地景观改造探讨.pdf

河南农业大学硕士学位论文 捅要 随着城市化的扩展，原先位于城市边缘的垃圾填埋场渐渐逼近市区，中国城市正遭遇 “垃圾嗣城”的困境。本文以废弃垃圾场为研究对象，确定了垃圾场废弃地的概念，分析了 其特点，对其利用途径进行探讨，得出景观化为废弃垃圾场再生的主要方式之一。分析国内 外关于城市垃圾场废弃地景观改造的成功案例，在工程措施、生态恢复、景观营造等几个方 面得出可借鉴之处，为我国垃圾场废弃地的景观再生得出有益启示。对河南省三个不同恢复 阶段的废弃垃圾场改造实例进行实地调查，在生态恢复方面调查了植被种类、高度、密度、 盖度、死亡率等指标，探讨了禹州禹北垃圾场、安阳七里店垃圾填埋场、许吕庞庄生活垃圾 填埋厂三者恢复效果不同的原因，总结出垃圾山植被演替的规律，筛选出河南中北部地区垃 圾场种植的适宜树种。在工程措施方面，垃圾山沉降引起地面的裂痕，甚至塌陷，是三者的 通病，需要在人工恢复时间、景观材料选择等方面做出调整；安阳七里店垃圾填埋场填埋气 体量较多，有自燃现象，需要加强j f 程措施。在景观营造方面，从山体地形、水体景观、建 筑与构筑物、景观设施、场所精神等几个方面对调查地进行研究，禹州禹王山不论山水关系， 还是景观氛围均较成功。但是河南省废弃垃圾场改造的还存在很多问题，恢复模式单一、缺 少多学科协作、缺少分期规划、缺乏后期管理等，在垃圾场废弃地改造方面，我们还有很多 需要提升与改进的地方。由成功案例的分析与实际案例的调查，总结出河南省垃圾场废弃地 景观改造的模式。在恢复过程中需要尊重生态系统循环过程、强调场地的自我改善和恢复、 对场地和废料采取了保留和再利用基础上的创新。 关键词：垃圾场废弃地；生态恢复；景观营造 河南农业大学硕士学位论文 英文摘要 d is c u s s i n gt r a n s f o r m a t i o no fw a s t el a n d f il l t ot h el a n d s c a p e s u p e r v is o r ：p r o f y a n gf a n g r o n g m a s t e r ( p h d ) c a n d i d a t e ：l i ux i n t i n g a b s t r a c t ：w i t ht h ee x p a n d i n go fc i t i e s ，t h el a n d f i l lw h i c ho r i g i n a l l y l o c a t e di nt h ee d g eo ft h ec i t yw a sa p p r o a c h i n gu r b a n ，a n dt h ec h i n e s ec i t i e sa r e e x p e r i e n c i n g j u n kf o r t r e s sb e s i e g e d d i l e m m a i nt h i sp a p e r ，w a s t ed u m p sa st h e r e s e a r c ho b j e c t ，d e f i n e dt h ec o n c e p to fl a n d f illw a s t el a n d ，a n a l y s e di t s c h a r a c t e r i s t i c s 。d i s c u s s e dt h eu s ec h a n n e l s ，c a m ei n t oav i e wt h a tl a n d s c a p i n gi s o n eo ft h em a i nr e n e w a b l ef o rt h ew a s t el a n d f i l l o nt h es u c c e s ss t o r i e so ft h ec i t y l a n d s c a p et r a n s f o r m a ti o nf r o mw a s t ed u m pa th o m ea n da b r o a d ，w ec a n1 e a r nf r o md r a w nt h ee n g i n e e r i n gm e a s u r e s ，e c o l o g i c a lr e s t o r a ti o n ，l a n d s c a p ec o n s t r u c t i o na n d o t h e ra s p e c t s ，a n dw ec a nd r a wu s e f u li n s i g h t sf r o mo u rw a s t et ot h el a n d s c a p e r e g e n e r a ti o n f o c u so nt h e3d if f e r e n tr e c o v e r yp h a s e st r a n s f o r m a ti o ni n s t a n c e so fa b a n d o n e d l a n d f i l l si nh e n a np r o v i n c e ，i n v e s t i g a t e di ne c o l o g i c a lr e s t o r a t i o no fv e g e t a t i o n t y p e ，h e i g h t ，d e n s i t y ，c o v e r a g e ，m o r t a l i t ya n do t h e ri n d i c a t o r s ，y u z h o uy u b e i l a n d f i l l ，a n y a n gs e v e nm i l es h o p sl a n d f i l l ，x u c h a n gp a n g z h u a n g1 a n d f i l lr e c o v e r y e f f e c t sa m o n gp l a n t so fd i f f e r e n tr e a s o n s ，s u m m e du pt h eg a r b a g em o u n t a i nv e g e t a ti o n s u c c e s s i o n1 a w , s e l e c t e ds u i t a b l el a n d f i1 1p l a n ts p e c i e si nn o r t hc e n t r a lr e g i o n o fh e n a n e n g i n e e r i n gm e a s u r e s ，m o u n t a i no fg a r b a g ec a u s e db yg r o u n ds u b s i d e n c e c r a c k s ，o re v e nc o l l a p s e ，i sac o m m o np r o b l e ma m o n g ，n e e d e dt om a k ea d j u s t m e n t si n r e c o v e r yt i m ea n dt h ea r t i f i c i a ll a n d s c a p em a t e r i a l ss e l e c t i o n ，e t c a n y a n gq i l i d i a n a m o u n to fl a n d f i l lg a sm o r e ，t h e r ei ss p o n t a n e o u sc o m b u s t i o np h e n o m e n o n ，t h en e e d t os t r e n g t h e ne n g i n e e r i n gm e a s u r e s i nl a n d s c a p ec o n s t r u c t i o n ，f r o mt h em o u n t a i n t e r r a i n ，w a t e rl a n d s c a p e ，a r c h i t e c t u r ea n ds t r u c t u r e ，l a n d s c a p ef a c i l i t i e s ，t h e s p i r i to fp l a c e ，a n ds e v e r a lo t h e ra s p e c t so ft h es u r v e yt os t u d y ，1 4 0 u n t a i nl a n d s c a p e y u w a n gr e l a t i o n s h i pr e g a r d l e s so fy u z h o u ，o rl a n d s c a p ea t m o s p h e r et h a ns u c c e s s b u tt h et r a n s f o r m a t i o no fh e n a np r o v i n c e ，t h e r ea r es t i l lm a n yp r o b l e m si nw a s t e d u m p s ，s i n g l er e c o v e r ym o d e l ，l a c ko fm u l t i d i s c i p li n a r yt e a ma n dp l a n n i n gs t a g e s ， l a c ko fp o s tm a n a g e m e n t ，w a s t e l a n di nt h eg a r b a g ed u m p ，w es t i i ih a v eal o tt oe n h a n c e 6 7 河南农业大学硕士学位论文 a n di m p r o v e a n a l y s i so ft h es u c c e s ss t o r i e sa n dt h ea c t u a lc a s ei n v e s t i g a t i o n ， c o n c l u d e dt h em o d e ll a n d f i l lw a s t et ot h el a n d s c a p et r a n s f o r m a t i o ni nh e n a np r o v i n c e d u r i n gt h er e c o v e r yc y c l e ，n e e dt or e s p e c te c o s y s t e m ，e m p h a s i z e ss e l f i m p r o v e m e n t a n dr e s t o r a t i o no ft h es i t e ，t a k e nb a s e do nt h er e t e n t i o na n dr e - u s ei n n o v a t i o no f s l a s ha n dw a s t e k e y w o r d s ：g a r b a g ed u m pw a s t el a n d ；e c o l o g i c a lr e s t o r a t i o n ；l a n d s c a p e 致谢 本人在学习期间和论文撰写过程中，得到了导师杨芳绒副教授的巨大帮助， 尤其是在论文撰写过程中，杨老师不厌其烦地进行指导，帮助论文选题和构思， 并指导我多次修改，提出了许多宝贵的意见。论文完成整个过程都倾注了导师大 量心血。导师渊博的知识、严谨的治学态度深深感染着我，并将使我终身受益； 对学术问题的深刻认识更是给予论文莫大的帮助。在此，特对杨芳绒老师表示由 衷的感谢。 在本论文的研究、写作以及完善过程之中，也得到了河南农业大学城市规划 与设计学科田国行教授、王鹏飞副教授、卫红、苏志国、刘保国、苏芳等老师们 的指导，感谢老师们三年来对我的辛勤培养与关心。 感谢3 3 0 设计室所有同学对我的帮助。三年来与各位同学在学习中互相交 流、彼此帮助，使本人受益匪浅。特别是杜佳同学在本论文的案例调查过程中给 予的无私帮助和支持，使我万分感谢! 特别感谢多年来为我求学之路无私奉献的家人，是他们的理解和关爱给了我 莫大的支持和鼓励，使我受益匪浅，也使我的论文得以最后顺利完成。 谨此，向导师杨芳绒副教授和所有关心、支持和帮助过我的老师、同学和朋 友，评阅论文的专家老师，以及对本研究提供了无私帮助而又无法一一列举的挚 朋好友表示最诚挚的谢意。 刘欣婷 2 0 11 年6 月于郑州 河南农业大学硕士学位论文 1 引言 1 1 研究背景 今天中国除县城之外的6 6 8 个城市中，有2 3 的城市处丁二垃圾包围之中，全国城市垃圾 堆存累计侵占土地超过5 亿平方米，每年的经济损失高达3 0 0 亿元。全国城市生活垃圾累计 堆存量已达7 0 亿吨，在城市的周边形成了一个个垃圾堆甚至“垃圾山”。 中科院能源所特聘研究员沈剑山表示，全国1 4 的城市已基本没有垃圾填埋堆放场地。 垃圾围城问题虽早就提出过，但一直没得到有效解决，很多城市都在垃圾处理问题上走了弯 路，当时只是简单堆放、填埋，给日后发展埋下了隐患。堆积如山的垃圾如一颗巨型“炸弹”， 潜伏在城市地下。因此，对正处于快速发展中的广大中小城市，如果不解决好这个问题，将 会使城市的进一步发展变得步履维艰。 图1 - 1 郑州垃圾场与繁华都市相隔不远 图1 - 2 安阳七里店垃圾填埋场紧邻农田 图1 - 3 垃圾堆积成山图1 4 垃圾现状破坏生态系统 城市垃圾已成为全世界城市居民共同面对的难题。在夏威夷海岸与北美洲海岸之间，有 一个“第七大洲”，由数百万吨被海水冲积于此的塑料垃圾组成，总高3 0 米，面积是法国国 土面积的6 倍，被称为“太平洋垃圾板块”。根据国家环保总局数据及预测，2 0 1 0 年中国城 市垃圾年产量为1 5 2 亿吨，2 0 1 5 年和2 0 2 0 年将达到2 1 亿吨。从整体来看，我国大量城 市主要采取的处理方式仍然是填埋，约占全国垃圾处理量的7 0 以上，垃圾围城的现象已十 分严重，繁华都市会迅速陷入瘫痪。如何从垃圾围城中成功突围迫在眉睫。垃圾减量化、分 类、再资源化是今后的发展方向。 2 河南农业大学硕士学位论文 图1 - 5 北京市“垃圾围城”地图 注：中间为北京市，四周的标志为垃圾场 随着人口的增长，土地资源越来越宝贵，于是人们开始向垃圾填埋场要空间。河南的生 态城镇、区域在日益完善，废弃垃圾场作为一个有可能被生态恢复的重要区域，它的生态恢 复利用在大范围展开，本文针对河南几个具有典型状况的废弃垃圾场进行凋查研究，旨在通 过分析，得到更适宜的方法和措施。当我们认识到这种无限的废物，事实上是一个具有极大 潜在价值的、未发掘的资源时，那么大部分的垃圾问题将能得到解决。 1 2 研究目的与意义 1 2 1 研究目的 在利用和改造环境的同时，合理和最优化的规划人类活动以达到对自然环境的负面影响 最小而正面影响最大，即达到最优化控制，使自然环境和人类社会沿着合理或协调的方向发 展。绝大多数退化的生态系统产生的原因都是人为的，人在景观生态恢复过程中也发挥着主 要的作用，即采取工程技术方法来修缮、调整退化生态系统。人工干预恢复的途径、结果可 以不同，但最终一定是适应自然规律的、能够独立完成自然演替的生态系统，这也是每一个 恢复退化生态系统的基本目标。 1 2 2 研究意义 对于垃圾填埋场这种地基不稳定、内部环境不断变化的场地，在不能发展为建设用地的 情况下，应该提供了一个建立在自然进化和植物生命周期基础之上的、长期的策略，以修复 严重退化的土地。 所以废弃地的再利用，首先体现在生态价值上，除恶化这一破坏性后果外，其他的再利 用能使原来破坏的生态系统重新焕发活力，能够创造一个新的生态意义的平衡，对生态环境 的改善能促进城市人居环境的改善；其次废弃地再利用可以实现废弃地本身和周边地区土地 的经济价值，也有利于城市景观面貌的提升：再次从社会层面上看，废弃地再利用减少社会 3 河南农业大学硕士学位论文 不稳定因素，降低了因环境恶化导致社会问题的可能性。 1 3 研究方法 主要采用实地调查与文献研究相结合的研究方法，对国际、国内成功的案例进行分析， 对河南省存在的典型实例进行现场勘察，借鉴成功实例，结合河南省地域特色，研究出适合 河南省废弃垃圾场景观恢复的模式。 1 4 技术路线 4 河南农业大学硕士学位论文 2 文献综述 2 1 概念与特点 2 1 1 有关概念 2 1 1 1 废弃地 “废弃地”一词是b r o w n f i e l d 或b r o w nl a n d 的意译，也有直译为“棕地”或者“褐 地”的。美国环境保护局1 9 9 4 年的定义：棕地是被遗弃，闲置或不再使用的前工业和商业 用地及设施，这些地区的扩展或再开发会受到环境污染的影响，也因此变得复杂乜1 。定义强 调了棕地是受污染的土地，显得有狭隘。国内的“棕地”使用频率要稍高于“褐地”，但大 多数还是用“废弃地( w a s t el a n d ) ”这个名词。废弃地多指弃置不用的土地，包括在工业、 农业、城市建设等不同类型的土地利用形式中产生的种种没有进行利用的土地，是人类文明 发展的伴生物，是人类活动强度超过自然恢复能力的结果，其产生原冈包括能源和资源开采、 城市工业的发展以及人类废弃物的处置不当等。 2 1 1 2 工业废弃地 工业废弃地指曾经用于工业生产和与工业生产相关用途，而现在己经废置不用或己经改 为其他用途的场地口。主要包括工业采掘场地、工业制造场地、交通运输设施、工业或者商 用仓储设施以及废弃物的处理场地等。垃圾场废弃地是工业废弃地的一种。 2 1 1 3 垃圾场废弃地 1 9 9 9 年，蒲成毅将“废物垃圾堆砌场”定义为工农业废弃物、城乡房屋修建抛弃物和 居民生活垃圾等废物堆砌场地，垃圾成分复杂，如金属、塑料、橡胶、玻璃、皮革、纸、布、 石块和厨房垃圾等，对水、土空气都有污染，缺少土壤，有一定持水1 4 1 。“废弃物堆置型废 弃地”的定义为：包括垃圾填埋场地、工业废弃物堆场以及与之有关的处理场地，人们对这 些城市同体废弃物的简单处置形成了废弃物堆置型废弃地，这不包括正在使用的垃圾填埋 场。关于“废弃垃圾场地”的名词还有“废弃物处理场地”、“废弃垃圾堆场”等。 本文将此类废弃地概括为“垃圾场废弃地”，主要指人类为处理废弃物而对土地进行破 坏、占用、剧烈干扰的区域，包括封场后的垃圾填埋场、垃圾污染地等与垃圾堆放有关的场 地，其生态系统结构和功能退化严重，不经恢复无法再利用。 废弃垃圾填埋场是停止使用的采用填埋方式的垃圾集中堆放场地，包括简易垃圾 填埋场、卫生垃圾填埋场等。本文调查研究对象主要为废弃垃圾填埋场。 2 1 1 4 景观生态恢复 生态恢复分为侠义与广义两种概念，狭义上是同到最初无污染的状态，但我们现在所说 的景观生态恢复大多指广义的恢复，包括重建、修复、再植等【卯。 景观生态恢复除了生态系统的恢复外还有艺术上的再创造，即为新生的( 或者说是久病 治愈的) 场所赋予新的含义。 2 1 2 垃圾场废弃地分类 5 河南农业大学硕士学位论文 2 1 2 1 依据填埋方式 按垃圾场填埋方式，垃圾场废弃地分为： ( 1 ) 标准垃圾卫生填埋场：指的是用于处理处置城市生活垃圾的，带有阻止垃圾渗沥液泄 漏的人工防渗膜，带有渗沥液处理或预处理设施设备，运行、管理及维护、最终封场关闭符 合卫生要求的垃圾处理场地嘲。垃圾填埋场采用工程手段，利用沟谷、洼地等，按照卫生填 埋工程标准对垃圾进行处理，这是从传统的堆放和填地处理发展起来的一项城市生活垃圾最 终处置技术。其主要特征是既有完善的环保措施，又能满足环保要求。 ( 2 ) 简易垃圾填埋场：我国很多地方的垃圾填埋场仅仅是开放式填埋或堆置，对渗滤液和 填埋气体的产生排放未采取任何的防范措施，或者仅采取了简易的防范，没有达到卫生填埋 的标准，环境污染严重。这类简易垃圾填埋场的恢复需要我们付出更多时间和资金。 ( 3 ) 垃圾污染地：城市的废弃土地、闲置土地等，因长期荒废，大多垃圾遍地，土壤肥力 退化。对这类场地进行景观生态恢复，也必须先治理垃圾污染，再进行场地的景观再造。 2 1 2 2 依据垃圾场组成成分 按垃圾场成分组成分类，可分为 ( 1 ) 生活垃圾填埋场：生活垃圾是长期填埋、发生化学和生物反应垃圾的填埋场，垃圾主 要是混合的、未经处理的居民区垃圾m 。利用自然地形或人工构造形成一定的空间，将每日 产生的垃圾填充、压实、覆盖，达到贮存、处置垃圾的目的。垃圾主要包括厨余物、纸类、 纤维物、草木类、有机污泥等，有机物含量高，产生浓度很高的渗滤液和大量的填埋气体等， 对环境污染严重。 ( 2 ) 建筑垃圾填埋场：建筑垃圾是建设、施工单位或个人对各类建筑物、构筑物等进行建 设、拆迁、修缮及居民装饰房屋过程中所产生的余泥、余渣、泥浆及其他废弃物1 8 l 。相对于 生活垃圾来说，建筑垃圾有机物较少，污染相对较小，但是数量大，性质复杂，不易降解， 堆体的稳定性较差，占用大量土地。目前我国绝大部分建筑垃圾被施工单位运送到郊外和乡 村，采用露天堆放或与简易填埋的方式进行处理，我国尚无建筑垃圾填埋场的建设与运行规 范。 ( 3 ) 综合垃圾填埋场：成分包括生活垃圾、建筑垃圾、医疗垃圾等。垃圾成分复杂，含有 浓度极高的渗滤液，危害性持久，生态恢复相对困难。 2 1 3 垃圾场废弃地特征 2 1 3 1 形态特征 垃圾场以垃圾填埋场的形式居多。常见的垃圾填埋场形式有平地式填埋、谷地式填埋、 坡地式堆填和挖沟式填埋等。不管采用哪一种方式填埋的高度通常要高于原来的陆地平面的 水平，并最终堆填成高台状，形成垃圾山体的形式。 卫生填埋是一种系统化、机械化的填埋方式，内部结构也很类似。通常每天把运送到填 埋场的垃圾在限定区域内铺散成4 0 - - 7 5 c m 厚的薄层，然后压实，再覆土压实。垃圾层和土 6 河南农业大学硕士学位论文 壤覆盖层共同构成一个单元填埋单元。具有同样高度的一系列相互衔接的填埋单元构成 一个填埋层【9 l 。当垃圾填埋达到最终设计高度后，再覆盖一层9 0 - - 1 2 0 c m 的土壤，压实后得 到一个完整的封场后的填埋场。 图2 1 填埋场型式 2 1 3 2 生态特征 垃圾场废弃地因污染会完全破坏原生生态系统，造成了各种生态问题。垃圾在降解的过 程中会产生渗滤液和主要成分为甲烷的填埋气体，改变土壤性质，影响植物的成活，并对周 围的生态环境产生不良影响。因为许多污染源潜入到十壤和地下水体中，还存在一些隐性污 染。垃圾分解使垃圾山堆体发生沉降，存在安全隐患；垃圾分解过程产生的热量会引发垃圾 场的自燃，还会造成局部地区的小气候。 城市生活垃圾填埋场不只是污染源，有些消极特征还可加以积极利用起来“叭。垃圾场有 可供植物生长的良好有机肥源，通过植物生长，既起到围土保水，降低垃圾土容量，改善土 质的作用，又提高了土壤对植物的供水，供肥能力，改善了生态环境。由于释放填埋气的原 因，立冬时节，一片荒凉，但垃圾山下面蕴藏着少量沼气，让地表持续恒温，不少植物依旧 常青，和四周媲美，形成了一番别有洞天的景致。 2 2 国内外研究现状 2 2 1 国外研究现状 国外对于垃圾场废弃地的研究起步较早，最先介入的是大地艺术家们，他们偏爱荒无人 烟的旷野、滩涂和戈壁。后来他们发现那些因被人类生产生活破坏而遭遗弃的土地所显示出 来的孤寂荒凉的气氛和给人的强烈深沉的感受与大地艺术的主题十分贴切。比较著名的代表 作有史密斯逊的“螺旋形防波堤”，罗伯特莫里斯在一块废弃的矿坑上创作的“无题”等 等。1 8 6 3 年，巴黎彼特绍蒙特( b u t t c s - c h a u m o n t ) 公园，是世界上第一个由垃圾露天堆放 场改建成公园的例子，该地曾被崩作屠宰场、墓地和石灰岩采石场，后来变成垃圾放置地。 7 河南农业大学硕士学位论文 由下巴黎城市的扩张，这片土地获得了“重生”的机会。 后义由于废弃地生态环境破坏较大，没有生态恢复的大地艺术作品没有长期的生命力， 也缺少对环境的改善，可谓治标不治本，因此生态学家逐渐加入到废弃地恢复的队伍中。早 期生态恢复的研究侧重于简单的植被筛选。美国专家曾经把垃圾场的一部分建成了育苗基 地，试种垃圾场恢复植物种类，专门筛选出适应垃圾场特殊土壤特性、抗贫瘠、抗有害气体、 根系发达、材质坚韧的常绿树种，采用乔、灌搭配，密林栽植等方式。 二十世纪六、七十年代，麦克哈格设计结合自然的出版标志着风景园林生态规划时 代的到来。麦克哈格强调十地适宜性，强调把人和世界结合起来观察和判断问题2 1 。风景园 林规划实践不再仅限于特定的专业门类，而是成为多学科之间的合作过程，与此同时，风景 园林师也充当起多部门、多学科的协调者。风景阔林中的生态规划被提升到前所未有的高度。 垃圾场废弃地的恢复重建，也不再是景观艺术家和生态学家分阶段的工作，而是多学科学者 共同协调，使之可持续恢复并且兼顾景观效果的：【作。加拿大安大略省金斯顿c a t a r a q u i 公同的b e l l e 公园岛垃圾填埋场在1 9 7 4 年被关闭，使用了2 2 年。当地环境学家、生态学家、 景观学家共同参与，进行了相应的工程措旖后将其转换为一个多功能的娱乐场所，包括个 拥有俱乐部会所的1 8 洞高尔夫球场。 人地艺术和大地雕塑的形式和手法被引入到城市生态退化地更新设计中来，后现代的抽 象空间与彼得拉茨的所谓“垃圾美学”等新的审美标准取代了昔日被景观师奉为金科玉律 的传统如画式美学标准引。因此城市生态退化地景观设计的手法更加大胆，引入了通常认为 与城市景观并不和谐的“荒野景观”。加之人们对于城市湿地和其他荒野景观的生态功能认 识的加深，自然荒野式的生态景观越来越多的呈现在人们面前。安人略湖公园将原来的建筑 垃圾场地、污水处理厂、现存公园串联起来的城市滨水公园，为城市增加了公共绿地，为居 民提供了散步、慢跑、游泳、遛狗的场所，还为喜欢浸润在大城市“荒野”中的人们，展现 出一个具有乡土气息和厂袤的荒野特色的场所远足、观鸟、内省、辨认植物和野生动物、 进行生态研究和教育引。 近些年来，世界各地特别是美国、欧洲的风景园林师在废弃地的生态环境恢复和景观更 新方面进行了大量的工作，实践案例也越来越多。蒙特利尔的圣一米歇尔区域是加拿大垃圾 山恢复的另一个案例，其在1 9 2 5 年是一座矿山，1 9 6 8 年开始成为垃圾填埋场接收城市的垃 圾，到2 0 0 9 年为止共接受4 0 0 0 万吨垃圾。2 0 0 9 年开始将其改造成一座城市公园，人们在 这里可以看到岩石环绕的湖泊，八面来风的平原，览胜探幽的树林，露天剧场和堆肥场。还 有四个标志性地标象征着“土、气、水、火”四大元素的净化设施，这是为了体现污染留下 的印记，以及净化工作的艰巨h 副。 不仅在理论、技术方面许多国家对废弃地恢复有了长足的进步，在法律政策方面也有较 严格的规定。西方国家还设立专门的机构，提供技术和资金支持，协助废弃地的恢复。 2 2 2 国内研究现状 8 河南农业大学硕士学位论文 国内对垃圾场废弃地的再利用开始的较晚，起先也仅限于对垃圾场废弃地进行覆土工程 后植树造林。在近几年，开始有景观艺术方面的研究与实践，试图运用传统美学和设计思想 来改造支离破碎的风景，并在施工技术、土壤改造、政策法规、现场管理等领域取得了一定 的成果和成功的经验。 在垃圾填埋场环境工程措施方面，我国所作的研究很多。首先确定了垃圾场的恢复限定 因子：城市垃圾填埋场产生的填埋气体、城市垃圾填埋场的渗漏问题、城市垃圾填埋场植物 的养护、城市垃圾填埋场土壤贫瘠等因子u 6 1 。同济大学以上海老港废弃物处置场为研究点， 在渗滤液、垃圾场稳定化方面有深入的研究n 。渗滤液的回收再利用、填埋气体的排放、土 壤改良等技术均较成熟，为垃圾填埋场的生态恢复打下了良好的基础。 植被恢复是现阶段我国垃圾场废弃地生态恢复的主要方法。专家在垃圾填埋场长期实验 得出结论：垃圾中有机物发酵所产生的甲烷气体是抑制树木成活和生长的关键要素引。他们 通过试种等方法，筛选出对沼气耐性较强的植物：枸杞、紫穗槐、刺槐、臭椿、龙柏、苜蓿、 知风草等植物。一些外来植物对我国垃圾填埋场的恢复也有很好的效果。周凯，郭维明提出 加拿大的一枝黄花有极强的根茎横向扩展繁殖能力以及快速占领空间的能力，并有一定的观 赏性，适宜在垃圾填埋场生存。姜必亮、夏汉平等还发现香根草对渗滤液有明显的净化作用。 研究表明，植被的选择需要根据垃圾填埋场的污染状况，选择抗贫瘠、抗有害气体、根系发 达的树种。 从上世纪九十年代我国就开始有垃圾填埋场景观生态恢复的实例。1 9 9 6 年3 月福州市 在一座使用了1 4 年的垃圾山上建公园鳌峰公园引。恢复初期进行了通气管、防渗墙的 建造，考虑到垃圾渗滤液浓渡较高，他们种植了根系不发达的亚热带植物和草坪，长势良好。 后又引进稀有动物鳄鱼，建成了科普文化区，现在鳌峰公园已经是福州的一个标志性公园之 一。近年来，我国各地均有将垃圾场废弃地改造成各种休闲绿地的实例。河南省濮阳市自 1 9 9 9 年便启动了利用建筑垃圾堆山造景的1 ：程，已建成3 座绿树成荫的“景观土山”。沈阳 抚顺市榆林垃圾场现已变成综合性生态圃区抚顺海新河复兴生态园，原来的垃圾场被一 分为二，一半变成了鸟语花香的小山，另一边则通过引水，改造成了人工湿地。2 0 0 6 年， 天津桥园进行废弃地恢复时，俞孔坚教授结合场所具有较多低洼地的特点，通过生境设计， 让自然做功，使垃圾横生的桥园转身成为具有野趣的湿地公园，也成为了天津的一大特色公 园例。 虽然我国废弃垃圾场景观生态恢复的实例不少，但是系统的理论还没有建立起来，还需 要进一步的实践、总结，研究出一条适合我国的废弃垃圾场恢复的道路。 2 3 相关指导理论 2 3 1 大地景观理论 大地艺术是一种以大地为载体，使用大尺度、抽象的形式及原始的自然材料创造和谐境 界的艺术实践。大地艺术与环境产生了密不可分的联系，从而走向空间与场所幢。它远离尘 9 河南农业大学硕士学位论文 嚣，视环境为一个整体，强调人的场所体验。许多大地艺术作品都建造于沙漠、废弃的垃圾 场、荒山野岭等具有孤寂荒凉气氛的废弃地。 原本生态恢复l ：程漫k 的历稃和场地荒芜的景象由于大地艺术的介入而大大改观。一方 面，它对环境的微小干预并不影响这块士地的生态同复过程：另一方面，在废弃土地漫长的 生态同复过程中，它以艺术的土题提升了景观的质量，改善了环境的视觉价值。大地艺术家 的实践深深地影响了风景园林设计师的思想和设计方法。 大地艺术家j “泛的利用自然元素和材料，通过对场地有限度的人工干预，改变或重构自 然空间，达到一种人与自然的对话和艺术家内心世界的表达。作品具有与场地不可分割的特 性，从而使艺术与场所、艺术和自然环境的结合。许多大地艺术作品都蕴含着一些生态主义 的思想。遵循生态土义原则。如追求环境最小的侵扰，选用自然材料。很多大地艺术作品是 非持久的，伴随着自然力的作用，甚至逐渐消失，体现了动态的过程。他们想要尽可能的彻 底移除对环境造成的破坏，而艺术家不仅如此，还为人们提供了更多的艺术享受1 。大地艺 术通过将地形和f j 业设旋的艺术化的处理，增加了场地的艺术性和戏剧性，使废弃地和废弃 材料成为一种景观，并且通过艺术家个性化的表达，丰富了废弃地环境的人文内涵。 2 3 2 景观生态恢复原理 景观生态学是运用生态学的方法，研究人与环境的关系，特另i j 是人类活动对生态系统的 影响，以及在人类活动影响下资源的管理、利用与恢复的理论。 景观恢复是把受到破坏的场地变成令人欢喜的和有用的空间，必须强调的是绿色空间不 仅是为了游憩和观赏，更重要的是为了保护正在破坏和死去的绿色空间，作为自然一贯赖以 生存的生态环境憎。景观生态恢复不仅仅是科技上对污染和生态退化的治理，更是一个创造 和改变的过程旧制。在生态学思想的指导下，对退化生态系统的成因、特征和发展进行的全面 的勘察，经过清理、整形和重新种植，综合考虑地理、生物、经济、技术、历史、人文和艺 术等因素，最终形成一个健康的、发展的、永续的、艺术的状态，使整个区域重新获得生命 力，并重新融入自然与人类和谐发展的进程中。 按照生态演替埋论，废弃垃圾场地植被恢复过程是从先锋植物的引入开始，经过一系列 演替阶段，最终达到中生性的项极群落。在自然状态下，生态自然恢复是比较漫长的自然演 替过程。而人1 ：生态恢复，则借人工调控植被组成及辅助一些管理措施等，使生态环境迅速 得以改善，从而加速生态恢复进程。在具体的恢复过程中，应用了许多生态学理论包括：限 制性因子原理、热力学定律、种群密度制约及分布格局原理、生态适应性理论、生态位原理、 演替理论、植物入侵理论、生物多样性原理、缀块一廊道一基底理论等等皿钉。通过这些生态 学理论的应用从而去除干扰，恢复极度退化的生态环境，提高退化土地上的生产力，对现有 生态系统进行合理利用和保护，维持其服务功能。 2 3 3 植被景观恢复理论 废弃地改造上应用最为广泛的是生态恢复技术，主要包括：土壤污染治理、污水处理、 l o 河南农业大学硕士学位论文 植被修复和微生物技术的应用等。我国垃圾场废弃地的景观生态恢复主要是用植被修复的方 法。 对于城市废弃垃圾场的生态恢复既要依靠大自然的力量、充分发挥生态系统的自我修复 能力，又要结合人工治理，利用植被的修复手段并结合相应的工程措施，加快垃圾场的修复 周期，使其向稳定的生态系统发展。 绿色植物是生态系统的生产者，一个缺少绿色植物的生态系统是不完整的。对于那些绿 色植物被破坏的废弃地，恢复植被是必须的胁1 。植被修复的原理是用植物来移除、转变、固 定或破坏土壤、沉淀物及地下水中的污染物质，其成本和维护费用较低，容易启动，无入侵 性，景观效果好，易于被公众接受。植物被认为可以螯合吸收，降解或者说加速降解土壤中 有机污染物，并且有些植物可以富集土壤中的污染物【2 引。植物修复技术在垃圾填埋场植被恢 复中应用越来越广泛。 植物种类的选择应当满足群落演替原理、大小环境对生物具有不同影响原理、生态位原 理、密度制约原理、物种多样性原理等生态学原理。 2 4 工程技术措施 垃圾填埋场景观生态恢复面临3 个主要的生态问题：整场覆盖和土壤改良系统；渗滤液 处理、雨水倒排与防渗系统；填埋气体控制与回收系统1 。它们是垃圾填埋场生态恢复成功 的基本生态环境保障。在此基础上继续进行的重建可以结合教育、展览、休闲娱乐和景观艺 术等展开。 2 4 1 整场覆盖和土壤改良系统 2 4 1 1 整场覆盖 “垃圾山”的生态恢复，首先要解决的是如何隔离已经存在的污染，并防止垃圾山产生 新的污染物危害环境。整场覆盖目的就在于为植物提供基质，同时保护项部防渗层、减少进 入垃圾堆体的f 渗雨量，防止污染，提高垃圾堆体安全性，增加填埋场生态修复与开垦利用 的速度。 根据我国填埋场终场覆盖的规定，垃圾填埋场由下向上依次为排气层、防渗粘土层、排 水层、植被层。根据具体状况也可增加一些防护层，增强抗污染能力。 ( 1 ) 排气层：直接放置于垃圾上，及时导排垃圾表层产生的气体。多采用粗粒或者多孔的材 料，厚度应大于0 3 米的粘土层。如果填埋场已经安装了填埋气体的收集系统，则不必设排 气层。 ( 2 ) 防渗粘土层：此层防止雨水等进入下层垃圾以产生渗沥液。防渗层需要具有耐化学腐 蚀性来阻止渗沥液和填埋气体下渗，还需要有良好的延伸性，能适应垃圾堆体后期沉降的影 响。一般上覆盖l r m 的土工膜，下层覆盖0 2 - 0 3 m 的粘土层。 ( 3 ) 排水层：此层截取上层滤进的渗入雨水、地表水、渗滤液回灌等，阻止其在下面的防 渗层上聚积，应与排水沟相连。厚约0 2 - 0 3 m 。当渗入的水量少，防渗层的渗透压力较小 河南农业人学硕1 j 学位论文 时，可不必设排水层。 ( 4 ) 植被层：采用营养土，采用“覆盖十层+ 表卜层”方式，覆盖十层最少需要0 3 m 厚的 粘土，作用是促进植物生长并保护防渗粘一l ：层和排水层不受来自上方的伤害；表土层最少 0 5 m 厚耕植_ 七，表层土壤层应具有一定的倾斜度，一般为3 5 。根据现状需求，表层之上 可能还要有地表排水丁程设施。由于表层具有十地恢复功能，冈此填埋场盖层设计应与景观、 建筑专家共同协商，保证地形和填埋场需要相协调。 2 4 1 2 土壤改良 植被恢复的首要任务就是创建肥沃的十壤以利丁植被生长，植被的生长又可促进土壤的 恢复，两者相互推动，促进生态系统恢复完善。 土壤改良可以利用植物来改善土壤的理化性质。植物可以稳定或提取土壤中的重金属、 清除土壤基质里面的有机污染物等。植物稳定，即利用植物根际的一些特殊物质，使土壤中 的污染物转化为相对无害的物质。植物提取是目前研究最多并且最有发展前景的一种方法， 主要是利用超积累植物对重金属的吸收作h j ，改善十壤理化性质，把重金属由地下转移到地 上部分( 含根茎) ，随后收割地上部分进行集中焚烧、堆肥处理或进行金属冶炼侧。植物所 具有的富集重金属的能力，通常是来自于长期适应这类环境和自然演替的结果。近年来的研 究还发现，有一些所谓“超富集植物”，这些植物不但对重金属环境具有很强的适应能力， 而且体内所富集的重金属浓度是通常植物的几十倍乃至上百倍。利用这些植物来修复重金属 污染地，经几次收割之后，土壤中的重金属含量显著f 降。 根据表土结构的不同，可以采用下列方法： ( 1 ) 植被覆盖法 表土结构由于覆土的压实而太坚实，垃圾场废弃地的主要形态问题，植被覆盖是解决形 态问题的永久方法。通过植物根系可使物质逐渐解体，与有机物混合，可降低土壤密度和改 善土壤保水能力，植被覆盖也是解决表十风化的最好方法。 ( 2 ) 豆科植物轮载法 生态系统被破坏后，土壤由于缺乏绿色植物的嘲氮能力，火部分的废弃地含氮量较低， 施肥只是临时措施，无法解决根本问题。实践中，最经济也是最有效的方法是种植豆科植物 和其他同氮植物，任何一种豆科植物在中等生产力水平下都可以固定l o o k g h a 的氮素。这 种做法借鉴传统农业的耕作方法，可以将这些豆科植物作为绿色肥料粉碎后混入表层土中， 可以达到更好的土壤改良效果。 ( 3 ) 客土覆盖 客土法就是将大量的其他地区的土壤，覆盖在被破坏的土地表层或者与被污染的土壤混 匀，以达到降低本地土壤中污染物浓度的目的，即混合后的土壤污染浓度低于临界危害浓度。 但是对于移动性较差的污染物如铅的处理则必须采用客十法中的覆盖法。对于处理垃圾填埋 场，这种无法直接种植的废弃地，一定厚度客十覆盖可以帮助新生植被成活，经过长时间的 1 2 河南农业大学硕士学位论文 演替后能形成新的植被群落。 此外，还可以采朋十壤微生物、动物等进行改良土壤。 2 4 2 渗滤液处理、雨水倒排与防渗系统 2 4 2 i 渗滤液处理 垃圾填埋场的渗沥液主要是由垃圾原含的水、垃圾分解后产生的液体与场内雨水、地表 水、地下水渗入所形成，其产生往往持续很多年。渗滤液直接渗入土壤，会破坏微生物正常 的生存环境，破坏土壤结构，造成土壤的重金属污染。其对地下水也有很大的威胁性，一旦 污染了水源，将对人们的生产和生活造成不堪设想的后果。 现阶段我国渗滤液处理技术主要有物理化学法、生物处理法、土地法以及上述方法的综 合，川的较多的是物理化学法中的膜处理技术、土地法中的渗滤液回灌技术等，值得提出的 是人l 湿地系统处理方法。 2 4 2 2 雨水倒排系统 雨水导排系统一般由环库区坡脚地表水排水沟、坡顶排水沟、道路排水边沟、平台排水 边沟、坡顶和地面地表水沉淀池组成。同时，可收集地表水进行场区绿化灌溉，同时兼作景 观用途。 2 4 2 3 渗滤液导排系统和防渗系统 典型的渗滤液导排系统由以下几个部分组成眙： 毫酗 动扛幸n 5 0 9 n 夸 姗 谚1 5 0 p v c 秘 5 0 0 m m w 撇, e l = 2 、4 a m 蒸， - 萎 ， 圭王，略 蓦 厂一 精土琦n 5 0 9 n 卑 - - 、y 心蹇 粕d 。3 一l o o m ) 2 ，0 n n q d p e - 量 尉嗽 二：7 - ： i 二= j ，；，t o 一 坡顶 坡面。坡底植被 生长状况良好但种类不多：上层台地植被覆盖度相对较低，但植被种类数鼙较多。坡面有明 显的水士流失现象，因此植被更易于在坡底和顶面生长，而不容易往坡面迅速繁殖。 ( 4 ) 从植被种类来看，一年生植被具有明显优势，而多年生植被由于生长的各个阶段 受填埋垃圾的影响较大，不易存活。 ( 5 ) 阴坡植被较阳坡生长状况良好。阳坡植被干枯率较阴坡植被高，多因缺少水分、 疏于管理。 4 3 1 4 生态植被效果分析 从生态植被恢复的效果来看，三个调查点比较结果如下：禹于山 许吕庞庄垃圾山 安 阳七里店垃圾山。 禹州森林植物园禹王山生态恢复是三者中效果最好的，究其原冈主要有以i - ) t , 点( 1 ) 恢复时间。禹王山是三者中使用年限最短，恢复年限最长的垃圾山，属于恢复的中后期阶段， 生态系统较稳定。( 2 ) 垃圾组成。高浓度填埋气是填埋场植被恢复的主要限制性因素【5 】。禹州 垃圾山因其垃圾组成大部分为房屋拆迁、炉灰等垃圾，一部分为生活垃圾，有机物很少，所 以其受填埋气体的影响较小。( 3 ) 土壤选择。垃圾山覆土为挖湖的沙壤土，透气性强，又是 本地土壤，适应性强。覆土厚度保证了植被的生长。( 4 ) 植被选择。选择当地生长力强的树 种，侧柏根系较浅、抗性较强，水土保持能力较强。 图4 - 6 安阳垃圾山恢复前期 图4 7 安阳垃圾山恢复中期 安阳七里店垃圾山恢复效果最差，分析原因主要有( 1 ) 使用年限最长。安阳垃圾山使用 了2 0 年，超期使用l o 年，至今仍有自燃的现象发生，其污染程度可见一斑，生态恢复需要 更长的时间。( 2 ) 水土流失。修复过程中必然有土壤下滑的现象，安阳垃圾山土壤流失现象 较严重。初期修复时其覆土厚度在8 0 c m 左右，现山顶覆士厚度最薄处只