城市困難立地綠化生態(tài)改良研究
——以無錫市城南世家居住區(qū)景觀綠化為例

姜曉卿

快速城市化帶來諸多“城市病”，生態(tài)空間縮減、生境破碎化和立地條件質(zhì)量低下，是現(xiàn)階段城市生態(tài)化發(fā)展面臨的瓶頸問題，城市綠化建設(shè)面臨越來越多的城市困難立地。文章在簡要回顧城市困難立地綠化研究和實踐基礎(chǔ)上，以無錫市梁溪區(qū)城南世家居住區(qū)景觀綠化為例，聚焦場地尺度的居住區(qū)城市困難立地綠化生態(tài)改良研究，強調(diào)了實施前期場地立地狀況調(diào)查評價的主要內(nèi)容和基本流程，闡述了景觀綠化工程的建筑廢棄物利用、綠化種植土改良、海綿功能構(gòu)建等綠化改良工程化措施，以及綠地生態(tài)改良應(yīng)用的主要效益評價，為場地尺度城市困難立地綠化質(zhì)量提升提供借鑒。

城市困難立地綠化；生態(tài)改良；居住區(qū)綠地

隨著城市社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及城市規(guī)模的擴張，城市舊城區(qū)逐漸顯露出各種城市問題，居住區(qū)作為與居民聯(lián)系緊密的場所，生活質(zhì)量和生活水平逐步提高使城市景觀環(huán)境綠化建設(shè)和居住環(huán)境的品質(zhì)要求，從最初追求的耐用、實用，在居住功能的基本要求之上向綠色建筑、健康環(huán)保方向轉(zhuǎn)變[1-3]。著名城市人居環(huán)境學(xué)家吳良鏞教授提出了“城市有機更新”理論，認(rèn)為城市從整體到局部，如同生物體一樣有機聯(lián)系，和諧共處，主張對城市中已不適應(yīng)社會生活的地區(qū)作必要的改建，主要包括對建筑物、街區(qū)，以及各種生態(tài)環(huán)境、空間環(huán)境、文化環(huán)境、視覺環(huán)境、游憩環(huán)境等進行改造與延續(xù)，在可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上探求城市的更新發(fā)展，使得城市改造區(qū)的環(huán)境與城市整體環(huán)境相一致[4]。

改革開放以來，中國經(jīng)歷了世界歷史上規(guī)模最大、速度最快的城鎮(zhèn)化進程。2015年中央城市工作會議指出：中國城市發(fā)展已經(jīng)進入新的發(fā)展時期，要以創(chuàng)造優(yōu)良人居環(huán)境作為中心目標(biāo)，增強城市內(nèi)部布局的合理性，提升城市的通透性和微循環(huán)能力，加快城鎮(zhèn)棚戶區(qū)、危房、老舊小區(qū)等改造，強化尊重自然、傳承歷史、綠色低碳等理念，要按照綠色循環(huán)低碳的理念進行規(guī)劃建設(shè)。住建部陸續(xù)出臺了“生態(tài)修復(fù)、城市修補”和海綿城市試點工作，各地積極落實治理城市病、補齊城市短板、推進城市生態(tài)建設(shè)、改善環(huán)境質(zhì)量等具體要求，涌現(xiàn)出一批在城市、片區(qū)、街區(qū)等尺度的城市有機更新生態(tài)化措施[5]。景觀綠化作為城市唯一有生命的綠色基礎(chǔ)設(shè)施，以營建植物和服務(wù)于游憩休閑的設(shè)施為主體，在微場地尺度上需要克服舊城區(qū)搬遷地遺留的建筑廢棄物、土壤質(zhì)量惡劣、暴雨徑流紊亂等生態(tài)環(huán)境難題，國內(nèi)學(xué)者將在這種類型上開展的建綠建林活動，歸納為“城市困難立地綠化”[6-8]。

1 城市困難立地綠化概況

“困難立地”作為學(xué)術(shù)名詞出自林學(xué)和恢復(fù)生態(tài)學(xué)，在林學(xué)上一般指自然條件差的造林地，需要投入人力、物力改良立地條件，配合工程措施輔助才能常規(guī)造林。在恢復(fù)生態(tài)學(xué)中相近的概念是“受損生境”“退化生境”或“脆弱生境”，是指生態(tài)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、過程、功能方面表現(xiàn)出受損癥狀，穩(wěn)態(tài)被打破、系統(tǒng)崩潰、退化到人工荒漠程度，極難通過自然恢復(fù)或常規(guī)植被恢復(fù)技術(shù)進行正向演替的生境。張浪等學(xué)者結(jié)合《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》（GB50137-2011），將城市困難立地類型歸納為自然型、退化型和人工型等3類，包括鹽堿地、水土流失地、瘠薄崗地、搬遷遺留地、受損濕地、垃圾填埋場等12個二級類型[6]。在上海、北京、廣州、杭州等沿海特大型城市，最早出現(xiàn)通過“拆屋建綠”“搬遷復(fù)綠”、垃圾填埋場公園化等典型城市困難立地綠化活動，比如上海延中綠地，通過拆屋建綠，實現(xiàn)了把城市和建筑建設(shè)在綠色中。后來陸續(xù)以城市發(fā)展的重要事件為契機推動了城市困難立地綠化的深入發(fā)展，如上海世博園區(qū)綠地、西安園博園、廣州亞運會綠地、上海黃浦江生態(tài)貫通等。

在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變作為城市化進入內(nèi)涵式發(fā)展新時代的典型特征之際，在前一階段的城市發(fā)展中遭到高強度的人為干擾，實施“城市困難立地”生態(tài)園林建設(shè)是亟需面臨的難題，以往研究和實踐主要以公共綠地為重點，本研究以無錫市梁溪區(qū)城南世家居住區(qū)景觀綠化為案例，探討在江南舊城區(qū)搬遷地實施困難立地綠化生態(tài)改良，該項目榮獲2019年住房城鄉(xiāng)建設(shè)部綠色施工科技示范工程獎。

2 城南世家居住區(qū)項目現(xiàn)狀

城南世家地塊位于無錫市梁溪區(qū)的京杭運河南岸，緊鄰城市內(nèi)環(huán)快速道路和南湖大道交界處，周邊是中心城區(qū)居住區(qū)和商業(yè)區(qū)，該地塊在開發(fā)改造前是沿岸城中村、倉儲、企業(yè)等用地混合狀態(tài)。項目景觀工程實施面積18 441.70 m2。場地內(nèi)原有建筑、硬質(zhì)鋪裝等廢棄物，破碎后遺存量估算結(jié)果約7 300～7 500 m3，廢棄物主要是舊城區(qū)常見拆遷地磚混、水泥塊等材料，混有少量木制、鋼筋等廢棄物。根據(jù)場地綠化實施區(qū)面積設(shè)置7個土壤采樣點，每個點位采用5點混合法，分別設(shè)0～10 cm、10～30 cm兩個層位進行表層土壤取樣。測定指標(biāo)：有機質(zhì)、總氮、總磷和銅、鉻、鎘、鉛等8種重金屬，測定結(jié)果詳細(xì)見表1～表2。

根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB36600-2018）中第一類用地的居住用地（R）土壤污染風(fēng)險篩選值和管制值，汞、鉻、鎘、鉛、砷、銅、鎳、鋅等8項重金屬指標(biāo)沒有超出國家對建設(shè)地塊污染重金屬指標(biāo)的風(fēng)險篩選值和管制值。

該地塊土壤pH、可溶性鹽等指標(biāo)滿足《綠化種植土壤》（CJ/T 340-2016）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，但是土壤養(yǎng)分指標(biāo)低于綠化種植土壤要求；從現(xiàn)場土壤物理性質(zhì)踏查，由于長期人為活動的各類壓實影響，表層土壤緊實度較高，土壤滲透性較低。拆遷后場地因存在超過70.3%的土地下墊面是硬質(zhì)地面，根據(jù)下墊面類型與面積，估算場地年地表徑流系數(shù)約為0.865。

3 場地立地綠化生態(tài)改良

3.1 地形營造消納建筑廢棄物

參照上海世博園區(qū)綠地建設(shè)工程消納搬遷地建筑廢棄物的物料平衡方法[9]，對本項目建筑廢棄物實施破碎分選，建筑垃圾中的大塊廢混凝土、廢磚、大理石等物質(zhì)，利用大型破錘或破碎機破碎至粉碎機所能粉碎的尺寸，一般為小于100 mm；然后用石料粉碎機進行粉碎至建筑所需的石子、砂子，再將上述混合物用多層分級篩分，制備符合建筑標(biāo)準(zhǔn)的粗石子、細(xì)石子、粗砂、細(xì)砂，以及泥砂等再生材料（表3）。由于場地原有建筑廢棄物主要以混凝土、磚塊為主，僅有少量廢舊木材、塑料制品，因產(chǎn)生量較小，原地資源化利用在經(jīng)濟成本核算上無較高價值，轉(zhuǎn)運至固廢處置場地，估算經(jīng)破碎分選后約97.8%的建筑固體廢棄物可用于綠地景觀工程。

表1 表層土壤重金屬含量測定結(jié)果

表2 表層土壤pH、可溶性鹽與主要養(yǎng)分含量測定結(jié)果

項目景觀綠化主體工程為中央綠地，面積約11 000 m2，設(shè)計方案中央綠地是人工構(gòu)筑起伏的堆坡綠地，在居住區(qū)地下停車庫上部澆筑混凝土結(jié)構(gòu)時，統(tǒng)籌考慮上層綠地地形營造結(jié)構(gòu)，采用整體澆筑+綠地堆地形底層填充支撐結(jié)構(gòu)，以材料安息角法則分層填筑再生材料，加固人工堆筑的綠地高地（圖1），形成由粗石子+細(xì)石子填筑的綠地地形底層基礎(chǔ)高度約1.5 m。

1.城南世家中央景觀區(qū)建筑廢棄物綠地地形填筑技術(shù)

3.2 綠化土壤改良

以綠地栽植設(shè)計的喬木類、灌木類、地被草坪類栽植分布為依據(jù)，分別回填1.0～1.2 m、0.6～0.8 m、0.3～0.4 m的綠化種植土。通過剝離綠化施工已有的表層土（厚度約0.3～0.5 m），篩分去除雜質(zhì)后獲得種植土制備材料約5 000 m3，添加黏土、沙土、種植土、泥炭、腐熟有機肥等材料，按照表4實施種植土拌土改良。土壤檢測結(jié)果表明：改良后土壤pH值在7.32～7.50，EC值0.56～0.81 mS/cm，有機質(zhì)含量為28.6～40.2 mg/L，土壤入滲率為7.3～8.1 mm/h，滿足《園林栽培土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（DG/TJ 08-231-2013）的各項指標(biāo)要求。

3.3 場地低影響開發(fā)技術(shù)

居住用地約占城市建設(shè)總用地的40%，是構(gòu)成城市的基本生活單元，在居住區(qū)推行海綿策略具有重要意義。場地尺度的低影響開發(fā)技術(shù)，是一系列模擬自然雨水循環(huán)的景觀工程技術(shù)手段，目的是在微觀尺度建立和恢復(fù)水生態(tài)循環(huán)，對困難立地條件改良和構(gòu)建水陸生境異質(zhì)性與多樣性具有重要作用，結(jié)合城市公共海綿體和管網(wǎng)系統(tǒng)，共同構(gòu)成了城市緩解雨洪壓力的海綿體，營造舒適宜人的城市環(huán)境。住建部《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》中推薦了約20項低影響開發(fā)技術(shù)與設(shè)施[10]，根據(jù)無錫市同類型居住區(qū)的降雨特征與徑流污染物EMC的相關(guān)性（表5），優(yōu)選適宜居住區(qū)的低影響開發(fā)技術(shù)類型：透水鋪裝（廣場與園路）、中央景觀區(qū)綠地雨水收集暗管網(wǎng)、綠地室外雨水渠、生態(tài)停車場、雨水花園、生物滯留塘（居住區(qū)水景湖面）及溪流，結(jié)合場地綠化景觀區(qū)的地形標(biāo)高，構(gòu)建暴雨徑流“濾、滯、凈”系統(tǒng)集成體系（圖2、圖3），綜合整個居住區(qū)場地的土地利用類型，估算年地表徑流排放系數(shù)小于0.50，其中綠地應(yīng)用低影響開發(fā)技術(shù)后，滯留、存儲暴雨期地表徑流量約70%，有效緩解了市政排水管網(wǎng)壓力，同時，通過增加土壤下滲率和生物滯留景觀水體用于綠化澆灌水，大大減少了市政水資源使用量。

表3 建筑廢棄物制備的再生材料類別和產(chǎn)生量

表4 綠化栽植區(qū)土壤改良措施

表5 降雨特征與徑流污染物EMC的相關(guān)性[11]

4 困難立地綠化生態(tài)改良效益評估

城市綠地作為典型的人工構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)，土壤和水作為支撐綠地植物存活生長的重要載體，應(yīng)開展綠地生態(tài)技術(shù)應(yīng)用效益評估，充分考慮以下三個方面[12]：

（1）生態(tài)技術(shù)在景觀綠化工程的全過程中的資源節(jié)約循環(huán)利用效益；

（2）綠地土壤和水在生態(tài)環(huán)境健康安全方面的質(zhì)量提升效益；

（3）人工構(gòu)建的綠地植物自身健康及其群落發(fā)揮的生態(tài)環(huán)境效益。

本案構(gòu)建效益評估的具體指標(biāo)：

（1）建筑廢棄物再生利用率、綠地養(yǎng)護澆灌水資源節(jié)約率；

（2）綠地土壤質(zhì)量長效達標(biāo)率、綠地景觀水體質(zhì)量達標(biāo)率、地表徑流污染物削減率；

（3）植物存活率、植物健康狀況。

城南世家居住區(qū)景觀綠化工程竣工后1年，根據(jù)養(yǎng)護記錄臺賬，開展上述三方面的生態(tài)技術(shù)應(yīng)用效益評價，結(jié)合同類舊城區(qū)搬遷地居住區(qū)景觀工程比較如下：建筑廢棄物綠地建設(shè)再生利用率為96.5%；綠地養(yǎng)護澆灌水資源節(jié)約率為83.6%；綠地土壤質(zhì)量達標(biāo)率94.6%；景觀水體質(zhì)量達標(biāo)率83.5%；地表徑流污染物削減率85.3%。植物存活率98%以上，喬木樹種健康狀況比同類工程提升了12.6%。以上數(shù)據(jù)遠(yuǎn)高于同類型項目應(yīng)用情況。

5 結(jié)論

本文以無錫市梁溪區(qū)城南世家居住區(qū)景觀綠化為例，圍繞景觀綠化工程的建筑廢棄物利用、綠化種植土改良、海綿功能構(gòu)建等綠地生態(tài)技術(shù)工程化措施，探討江南舊城區(qū)搬遷地實施居住區(qū)困難立地綠化的生態(tài)改良。

在江南平原河網(wǎng)地區(qū)城市舊城區(qū)搬遷地居住區(qū)景觀綠化工程中，加強建筑廢棄物資源化、土壤質(zhì)量安全健康、場地降雨徑流海綿功能等植物的立地場地生態(tài)化改善措施，并注重三者的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，系統(tǒng)化集成綠地生態(tài)技術(shù)。其中綠地植物及其人工構(gòu)建群落發(fā)揮的綜合效益，作為城市綠化行業(yè)管控的重要指標(biāo)，在城市困難立地建綠的發(fā)展趨勢中，應(yīng)加強構(gòu)建綠化自身評價指標(biāo)和水土改良綜合效益評價指標(biāo)，從健康、安全、生態(tài)、低碳等多維度考量場地尺度景觀綠化工程生態(tài)化措施效益。

2.綠地雨水花園構(gòu)造示意圖

3.綠地植草溝典型構(gòu)造示意圖