山地城市滨水区景观灾害的弹性适灾策略研究

山地城市滨水区景观灾害的弹性适灾策略研究

中国是一个多山脉的国家。山脉占全国总面积的2.3%，山地城镇的数量约占全国城市总数的一半以上。受限于山地地区复杂的地形地貌、地质构造、降雨以及其他因素的影响,山地城市的灾害主要集中在江河及其支流范围内,崩塌、滑坡和泥石流等自然灾害频繁发生。同时,迅速发展的城市建设,突破了山地城市原有的自然边界,向高生态敏感性的山体、冲沟和水岸等推进,不但破坏了自然的山地地貌,而且成为诱发地质和生态灾害的重要原因。当前,针对山地城市滨水区的研究主要有两方面:一方面是分别针对自然或人为灾害的理论研究,包括灾害的类型、诱因、时空分布规律和灾害评估等;另一方面是以生态或市政功能优先为导向的防灾策略和规划实践研究,包括分级控制的防灾规划策略、基于生态敏感度的景观规划和滨水交通规划等。但是,山地城市滨水区是一个自然和城市的衔接地段,敏感的生态和复合的市政重叠孕育出更加复杂的致灾环境和相互关联的致灾因子,针对单一灾害被动的静态防灾和避灾规划,很难化解快速城市化带来的自然与城市之间日益严重的冲突。因此,梳理出山地城市滨水区复合的致灾因素,通过适应性的弹性规划和设计实现山水自然环境与人工建设环境的景观协调,具有极其重要的意义。1坡岸失稳,地形复杂,易形成灾害多山地城市滨水空间特殊的地形地貌、地质结构和水文条件,频繁地受到城市功能性重组和外延性扩张的干扰,表现为致灾因子的人为性、灾害叠加的复合性、致灾时间的季节性等几方面的共同作用。按照灾害产生的方式可以归纳为灾害景观和景观灾害两种类型,其中灾害景观的概念来自于景观生态学的学术思想。1)灾害景观。灾害景观主要是指由于山地城市复杂和脆弱的生态环境所导致的洪灾、地质灾害以及衍生灾害。山地地区峡谷型地貌的地质情况复杂,坡岸坡度较大,岩性和地表组成物质、土壤、植被呈现极不均匀的分布,稳定性较差,易滑层分布广泛。在暴雨季节,陡峻坡面极易形成山洪,导致植被破坏、泥石流、崩塌等灾害;在汛期,江河水流湍急、水位暴涨,易形成洪灾,造成生命和财产损失。同时坡岸不断受到冲刷、侵蚀,易形成水土流失,堤坝失稳、地面塌陷;在枯水期,水位的快速下降导致地下水位变化,原有的地质平衡因水压失稳,再加上风化等自然力的作用,容易产生山体和坡岸滑坡、地裂缝、地面塌陷、不稳定斜坡和危岩等。2)景观灾害。景观灾害主要是指山地城市滨水空间开发中,片面地追求经济效益和视觉效果,忽视山地特殊的文化传承,滥用技术所导致的环境污染、物种灭绝和景观风貌损坏等灾害的景观建设行为。在山地滨水地带,原有的冲沟、山体等自然地形,经过大挖大填的工程建设,成了新的建设用地或滨水快速道路、堤岸和边坡,切断了水陆物质、能量交换的廊道,造成滨水地区地表径流的改变,植被、水文和地形的破坏,导致了物种的退化、灭绝和山地城市风貌特色的消亡。同时,大型的水利工程也会导致严重的景观灾害。三峡大坝运行以来,原有的三峡景观风貌和历史遗址被高水位淹没;长江、嘉陵江两岸消落带高落差的水位变化,造成库区坡岸失稳引起的滑坡、塌陷等地质灾害;消落带长时间的反季节水位变化,使原有的陆生植物逐渐死亡,导致土壤结构破坏,从而出现大面积的水土流失。2人工与自然环境不适应灾害的演进过程表现为一定时期孕灾的文化背景、主要致灾因子、代表性灾害、应灾策略和应灾措施的变化。从农耕时代被动的“避灾”到工业化时期主动的“控制”,再到后工业时代的主动和被动方式相结合的“适灾”,不同时期城市发展与滨水灾害的变化存在联动性,相应的应灾策略和措施也在不断地演进(见表1)。然而,尽管设计结合自然的生态规划思想已经深入人心,但是在当前山地城市滨水空间的规划建设过程中,由于政府管理的缺失,投资者片面追求经济利益以及规划者的功能至上原则和公众的灾害意识不足,在面临山地城市滨水空间复杂的人工与自然环境时,仍然存在一系列误区。1)减灾规划平原化。当前的城市建设,在借鉴国内外发达国家滨水区复兴规划成功经验的同时,忽视了山地滨水空间特殊的地形、地质结构和文化背景,直接套用和照搬基于平原滨海地区的防灾规划体系,使抗灾据点布局、防灾绿地形态和避灾路径组织产生了严重的冲突。以避灾路径的组织为例,山地滨水空间的避灾路径的组织应根据地形的变化在水平和垂直方向上切换,而非通过挖填或者高架桥达到平原模式的笔直和宽阔。2)承灾斑块破碎化。山地城市滨水空间原本是一个带状的城市生态系统,但是现有交通网络将城市分割成大小、形状不一的斑块,在加速城市中与人类活动相关的物质和能量流动的同时,阻断了城市景观格局中“自然”的生态过程,从而导致灾害链的产生。如硬质的滨江快速道路阻碍了水体、滩涂、溪沟、河谷、坡地、坡顶和山脊这些生态廊道的连通度,从而造成生态环境退化等一系列灾害。3)应灾功能单一化。当前过细的职责分工和管理,导致防洪、治污、减震、地质灾害防治等方面的防灾管理和应灾资源并没能整合和优化,大多只是针对某一致灾因子或者是防灾功能的需求,无法形成系统的防灾、应灾体系,从而造成重复投资且效率低下,在防灾的同时又成为新的致灾因子。如城市防洪系统未能与生态保护相结合,过高的防洪标准导致硬质的堤岸切断了水陆生态廊道;城市污水处理系统与滨水景观系统未有交集,仅是被动应对等。3区域和生态系统自然恢复的必要性在一个特定的孕灾环境条件下,致灾因子与承灾体之间的相互作用集中体现在区域灾害系统中致灾因子风险性、承灾体脆弱性、恢复力之间的相互转换机制。山地城市滨水景观所面临的景观灾害和灾害景观,需要跨学科的景观规划者,用更大的尺度和更丰富的技术手段,去解决城市基础设施、自然生态系统、文化遗产和区域再生等问题。在这方面,弹性灾害适应策略为降低致灾因子的风险性,增加承灾体的抗灾力,提高灾后的恢复力,避免区域灾害系统各要素转换机制的恶性循环提供了一个有力的理论体系支撑。弹性的基本定义为“生态系统忍受扰乱而不至于崩溃的能力”,即系统忍受改变仍能维持功能、结构、特征的承受干扰和自组织能力。弹性并不是一系列固定的原则、规范,但结合弹性的景观系统,能承受来自自然系统与城市系统的动态干扰,并且能反映人类的价值观与自然和人工环境的和谐。建立综合应对灾害景观和景观灾害的适灾、避灾体系,实质是将山地城市滨水空间作为自然与人工斑块相互楔入的景观生态系统,以此形成能够忍受干扰而不至于崩溃的弹性景观基础设施。弹性的适灾策略源自于社会生态学理论和景观都市主义实践,其将整个自然和城市空间理解为一个时空生态系统的弹性景观理念,反映了人工和自然景观从突变或渐变干扰中恢复的灵活性,同时还能保持和维护传统价值和自然和谐(见图1)。4北滨路滨河景观的实践模式4.1商业港区的兴起重庆北滨路景观试验区位于城市核心嘉陵江滨水一侧,面积78.3hm2,长1.98km。早在1500年前,这里就是比较繁华的商业码头,随后发展为江北城,后来随着运输方式的改变,水路运输逐渐衰落,演变成为现在的文化和旅游片区。其作为自然与城市人工环境的交错地带,深受重庆下游三峡大坝运行的影响,水位落差极大,形成全年垂直落差达30m,宽度达60m的库岸消落带(见图2)。4.2生态及水土流失怎样改变北滨路区域高水位落差带来的坡岸地质环境失稳、植被破坏、水土流失和地灾频繁等生态环境问题所导致的灾害景观?在消落带区域中,水生生态系统难以适应长达4个月的成陆期,陆生生态系统也难以适应至少1个月以上的水淹期,水陆植物的逐渐死亡,土壤结构也被破坏,从而出现普遍性的水土流失。此外,在风和航船产生的波浪拍击下,坡岸不断受到冲刷、侵蚀,在暴雨季节和汛期,产生山体和岸坡滑坡、崩塌,造成频繁的地质灾害。怎样避免北滨路区域单一市政功能设计(如航运、行洪、交通、供水等)所产生的生境破碎、物种灭绝、历史风貌受损等景观灾害?滨江地段快速道路、滨水护岸等硬质的混凝土设施对自然岸线和河道的占用,隔断了养分、物质、能量的流通和转换,鸟类及滨水动物的迁徙廊道和栖息环境被破坏,导致常见的滨水生物物种灭绝。更严重的是,近年来的大拆迁将有几百年历史的江北城夷为平地,无处安放老城的历史记忆。4.3功能形式设计弹性理念的引入实际上是将滨水空间整体的水域、水陆交错带和陆域视为城市与自然的弹性缓冲系统,即适应时空动态变化的景观基础设施。这种景观基础设计预先将弹性的适灾能力考虑在功能和形式之中,当面对景观灾害和灾害景观所造成的干扰时,景观基础设施能够承受和吸收干扰以达到不影响滨水空间的景观功能和城市生态格局的目的。更为重要的是,它具有扩展的内在基因,能够结合系统的反馈升级,容纳新的功能和组成部分,接受创新和改变,表现为时空的动态适应、复合的网络系统和适应性的植物群落几方面。4.3.1生态廊道、公共空间的设置弹性景观基础设施的系统稳定性取决于其功能和结构的时空异质性。在空间方面,北滨路在景观设计中考虑了陆域、水陆交错带、水域三个空间层次在人流、生态廊道、景观视域的联系(见图3):在垂直方向,按生态敏感度进行分级退台处理,以便形成丰富的景观视线和竖向生态廊道;在水平方向,根据地形、坡度和区域内水体的走向建立横向生态廊道,连接水体、滩涂、溪沟、河谷、坡地、山脊等纵向生态廊道保护动植物的迁徙和生物的多样性。在时间方面,充分考虑城市发展的轨迹和滨水消落带水位的周期性变化,针对周期性出露土地(尤其是低水位河漫滩)建立弹性的滨水公共空间步行系统,包括适应水位变化和地形高差的浮岛式亲水平台、透水性的滨水步道、临时的滨水服务设施和标识系统等。在不影响滨水生态系统演替的基础上,最大可能地实现滨水公共空间的亲水性;在设计上通过建立城墙遗址公园,巧妙地将防洪堤、跨江大桥管理用房等市政功能设施融入城楼、城墙的历史形象,以此回应老城的城市格局和历史肌理。4.3.2滨水空间景观营造作为适应时空动态变化的景观基础设施,需要全面考虑城市领域内所有力量和因素,并将其作为相互关联的连续网络来看待。复合性的网络系统是在适应水位变化的基础上对绿带系统、蓝带系统、交通系统、生态网络系统、文化遗产布局、城市基础设施等系统的整合和兼容。在北滨路景观规划中,通过游憩路线将历史遗址与现代建筑串联,将原有历史的文脉融合于滨水开放空间中,形成了结合历史遗产廊道的游览路线;在洪水期根据消落带的季节性水位变化和高程,连通相应的河流、湖泊、池塘以及城市非建设用地的洼地,形成季节性的生态廊道、滞洪空间和湿地,以此将城市防洪系统、城市绿带和蓝带进行融合;滨江快速道路根据地形和视觉进行的退让、下沉和降低高程,与慢速的非机动道路与步行道路结合,形成完善的立体滨水交通网络,降低高架桥对滨江水岸的阻隔,以达到最佳的景观风貌(见图4);此外,还借助滨水环境和区位,通过城市步道将购物、展示、会议、娱乐、休闲、住宿和文物保护等多种产业进行串联,以混合开发的产业格局改变滨水地区单一的社会结构,提供充分的就业机会以促进经济和产业的可持续发展。4.3.3不同植物种类的种植适应性植物筛选和营造是应对滨江水位高落差变化所造成的水土流失、生境恶化以及物种灭绝等灾害的重要手段。弹性适灾策略涉及植物的技术途径来源于两方面。一方面是微地形改造,通过恢复被裁直河段,恢复自然河道和深塘和浅滩,减少水岸边缘堤岸的硬质材料,如混凝土和石材的使用,将单一的岸线处理成相对复杂的微地形,以营造良好植物生长环境。另一方面是根据水位的变化选择不同植物的物种、种植密度和群落的植物筛选。经过长期的研究和实践,目前已筛选出梯度分布的植物群落:近水区域(水位160~170m区域)的滩涂、缓坡上布置香根草、野芦苇、灯心草、萱草和甜根子草等能经受长时段水淹期和成陆期的植物;在消落区的亲水平台、廊道等堤岸、滩涂、湿地、坡地等区域(水位170~180m区域),种植疏花水柏枝、杭子稍、长叶水麻和三角梅等能经受短时间水淹的植物;在滨水坡岸(水位180m以上区域)选择中华蚊母树、南川柳、枫杨、落羽杉、池杉、杨树、洋白蜡、马桑和水生山核桃等乔木种群,以吸收和降解江水泛滥期留在土壤中的富营养和污染。适应性植物的采用,在提升绿量、美化滨江环境的同时,其根系又能起到固沙作用,能有效地减缓水土流失和滑坡等地质灾害,同时形成丰富的微小生境(见图5)。5弹性适灾策略与基本认识滨水空间是城市人居环境最重要的组成部分,而目前山地城市滨水区受快速城市化挤压和自然环境恶化的双重影响,所面临的灾害景观和景观灾害较平原城市更为复杂和紧迫。滨水空间景观的营造成功与否直接影响着山地城市人居环境质量的优劣,同时也关联着各种孕灾环境与