“軌道機(jī)動(dòng)車”游憩活動(dòng)對公園生態(tài)環(huán)境的影響研究
——以上海共青森林公園“森林小火車”游憩活動(dòng)為例

文／熊世寶 浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

引言

森林小火車本是一種通行在森林覆蓋地區(qū)的交通方式，著名的線路包括阿里山森林火車線[1]等。隨著現(xiàn)代交通方式的改變，這種交通方式已漸漸退出人們的生活。然而，因?yàn)樯謾C(jī)車運(yùn)行速度較慢、視線開闊、適合觀賞等游憩行為的特點(diǎn)，在公園等城市游憩地中大量出現(xiàn)以森林小火車為藍(lán)本的游憩活動(dòng)方式，并有一些相關(guān)的開發(fā)和研究[2]。

上海共青國家森林公園作為上海市區(qū)內(nèi)重要的森林生態(tài)公園，公園總占地面積為1965 畝，其中對外開放的綠地面積為1870.6 畝，是首批國家級森林公園[3]。其內(nèi)部豐富的游憩活動(dòng)，包括燒烤、垂釣、森林小火車等，也符合森林公園的整體游憩目標(biāo)。本文通過對共青森林公園內(nèi)的游憩活動(dòng)——“森林小火車”運(yùn)營情況及沿線環(huán)境的調(diào)查，分析其對環(huán)境的影響方式及結(jié)果，并針對這些影響嘗試進(jìn)行一些空間上的改造。

1 軌道機(jī)動(dòng)車游憩活動(dòng)的行為特點(diǎn)

（1）作為穿越森林的線性活動(dòng)，上海共青森林火車軌道長1km，環(huán)形封閉式游覽，設(shè)1 個(gè)站臺(tái)和一個(gè)山洞停放點(diǎn)（圖1）。站臺(tái)為運(yùn)營時(shí)使用，配有售票站等管理設(shè)施，其中售票處面積約10m2，站臺(tái)乘客自由活動(dòng)區(qū)域面積約76m2。山洞為每天停止運(yùn)營后的停放點(diǎn)，也是日常檢修的地方。

（2）運(yùn)行中游客不得上下車，坐行觀賞，上海共青森林公園森林火車設(shè)有40 個(gè)座位，一次游覽最大可容納游客40 人，每次行駛約5 分42 秒，運(yùn)營間隔時(shí)間由乘坐量決定，平均為6 分鐘。運(yùn)營時(shí)間為早9 點(diǎn)至下午4 點(diǎn)30 分。

（3）森林小火車是一種獨(dú)特的慢行體驗(yàn)方式，乘坐體驗(yàn)與視覺移動(dòng)的觀賞、穿越森林的情景相結(jié)合，不同于步行、自行車等慢行游覽方式。柴油火車本身代表工業(yè)文明的一個(gè)階段，是歷史文化的一種象征，森林火車集合了兩種獨(dú)特的元素，融文化感受和生態(tài)體驗(yàn)于一體。

2 小火車活動(dòng)對生態(tài)環(huán)境的影響特征

2.1 影響類型

該項(xiàng)游憩活動(dòng)對環(huán)境的直接影響包括“森林小火車”活動(dòng)在空間上對于沿線周邊植物生長的影響、機(jī)車地面滴油以及鐵軌潤滑油對地表環(huán)境的影響、“森林小火車”運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的震動(dòng)對環(huán)境的影響、軌道線路對于公園水系的影響、機(jī)車產(chǎn)生的柴油廢氣對于環(huán)境的影響、機(jī)車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪音污染、軌道對生態(tài)的阻斷作用。該項(xiàng)游憩活動(dòng)對環(huán)境的間接影響包括鐵軌沿線踩踏對植被的影響、踩踏對土壤板結(jié)的影響以及鐵軌沿線遺留的路面垃圾對環(huán)境的影響。

以下分別為植被破壞（圖2）、震動(dòng)（圖3）、油污（圖4）的影響分布圖。

2.2 直接影響

該項(xiàng)游憩活動(dòng)對環(huán)境的直接影響包括“森林小火車”活動(dòng)在空間上對于沿線周邊植物生長的影響、機(jī)車地面滴油以及鐵軌潤滑油對地表環(huán)境的影響、“森林小火車”運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的震動(dòng)對環(huán)境的影響、軌道線路對于公園水系的影響、機(jī)車產(chǎn)生的柴油廢氣對于環(huán)境的影響、機(jī)車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪音污染以及軌道對生態(tài)的阻斷作用。

2.2.1“森林小火車”活動(dòng)在空間上對于沿線周邊植物生長的影響

圖1 運(yùn)行軌道及站點(diǎn)分布圖（圖片來源：作者自繪）

圖2 植被影響（圖片來源：作者自繪）

圖3 震動(dòng)影響（圖片來源：作者自繪）

圖4 油污影響（圖片來源：作者自繪）

（1）空間上的影響：考慮到植物不受限制地自由生長有可能會(huì)侵入火車的行駛空間，對火車的行駛造成安全隱患，所以火車軌道兩側(cè)2m范圍內(nèi)的種植基本上為雜生草本植物，無灌木與喬木。同時(shí)，為防止喬灌木枝椏的自由生長對小火車行駛造成影響，距小火車行駛空間一定范圍內(nèi)的喬灌木被修剪。

（2）溫度帶來的影響：火車在經(jīng)過軌道時(shí)摩擦產(chǎn)生高溫，會(huì)對軌道旁的植物造成損傷，軌道之間的植物也無法自然生長。

（3）其他影響：其他影響還包括柴油廢氣等對于植物的影響，具體在后文中闡述。

2.2.2 機(jī)車地面滴油以及鐵軌潤滑油對地表環(huán)境的影響

森林小火車通過后，會(huì)在鐵軌周邊的土壤留下少量的機(jī)械性廢油，同時(shí)鋼軌上會(huì)殘留有潤滑油，這些廢油隨雨水流入沿線的水體中，對土壤和水體環(huán)境造成不良影響。油污多集中于軌道的連接節(jié)點(diǎn)和兩個(gè)停靠區(qū)（站臺(tái)和山洞），具體統(tǒng)計(jì)出的油污表面積為：軌道墊層油污46.6m2，軌道接頭處油污面積8.2m2，山洞停放點(diǎn)油污表面積11.2m2，站臺(tái)?？繀^(qū)油污面積18.4m2，總計(jì)油污面積84.4m2。

根據(jù)相關(guān)研究[4]，含油廢水流到土壤，由于土層對油污的吸附和過濾過程中，會(huì)在土壤中形成油膜，使空氣難以透入，故而阻礙土壤微生物的繁殖，破壞土層的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。

流到水體的油污形成油膜后會(huì)阻礙大氣復(fù)氧，斷絕水體氧的來源，水中的乳化油和溶解油由于需氧微生物的作用，在分解過程中消耗水中溶解氧，生成二氧化碳和水，使水體成缺氧狀態(tài)，水體的二氧化碳濃度增高，使水體PH 值降低到正常范圍以下，影響魚類和水生植物的生長。

2.2.3 軌道線路對于公園水系的影響

共青森林公園中的水體為死水，流動(dòng)緩慢，水質(zhì)較差[5]。森林小火車軌道路線在與公園水系相交時(shí)，部分橋梁的基座是完全夯實(shí)的，對公園的水體流動(dòng)造成阻斷，使得公園內(nèi)水系的活動(dòng)能力繼續(xù)降低，水質(zhì)進(jìn)一步惡化。水體的靜止使得大氣的復(fù)氧能力降低，大量的厭氧微生物繁殖，水體富營養(yǎng)化。同時(shí)污染物質(zhì)自凈降解速率隨著水流紊動(dòng)強(qiáng)度的減弱而減弱，使得目前共青森林公園內(nèi)水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重[6]。

2.2.4 機(jī)車產(chǎn)生的柴油廢氣對于環(huán)境的影響

柴油燃燒會(huì)產(chǎn)生氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、醛類和不完全燃燒時(shí)的大量黑煙。黑煙中有未經(jīng)燃燒的油霧、碳粒、一些高沸點(diǎn)的雜環(huán)和芳烴物質(zhì)，并有些致癌物如3，4-苯并芘[7]。在現(xiàn)場觀察到森林小火車在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量黑煙，故會(huì)產(chǎn)生很多油霧、碳粒等物質(zhì)，對于公園中的植被表面、水體等環(huán)境單位造成嚴(yán)重的污染。同時(shí)，由于森林小火車與旁邊的游人距離很近，故會(huì)直接影響到游人的身體健康[8]。

2.2.5 機(jī)車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪音污染

森林小火車在運(yùn)營過程中發(fā)出的噪聲主要包括：信號噪聲、機(jī)車噪聲和輪軌噪聲。其中信號噪聲的持續(xù)時(shí)間最短但分貝最高，通常是提醒前方游客的警示鳴笛。由于森林小火車機(jī)車功率僅為24kW，機(jī)車在運(yùn)行時(shí)自身噪聲較弱，基本不會(huì)對游客產(chǎn)生較大影響。從現(xiàn)場感受判斷，輪軌噪聲分貝較小，主要影響乘車的游客，而對周邊環(huán)境影響較小。

機(jī)車所使用鳴笛分貝約在90dB，根據(jù)上海市綠化和市容管理局2013年6月24日發(fā)布的《上海市綠化和市容管理局關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)公園社會(huì)生活噪聲污染防治工作的通知》（滬綠容[2013]213號）文件，公園活動(dòng)噪音不得高于70dB（噪聲源測試距離和認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)為活動(dòng)團(tuán)隊(duì)外圍邊緣20m處為測試點(diǎn)，對測試點(diǎn)的聲源噪聲≥70dB 的，公園管理方應(yīng)及時(shí)進(jìn)行勸阻，勸阻不聽者，報(bào)公安部門處理），故應(yīng)在鳴笛本身，或是使用方式上予以改進(jìn)。

2.2.6 軌道對生態(tài)的阻斷作用

鐵路軌道的存在一定程度上是對自然植被的分割，導(dǎo)致動(dòng)物的活動(dòng)區(qū)域縮小，活動(dòng)領(lǐng)域被重新劃分，可能導(dǎo)致動(dòng)物種群變小，種群間交流減少，生態(tài)環(huán)境島嶼化。

2.3 間接影響

該項(xiàng)游憩活動(dòng)對環(huán)境的間接影響包括鐵軌沿線踩踏對植被的影響、踩踏對土壤板結(jié)的影響以及鐵軌沿線遺留的路面垃圾對環(huán)境的影響。

2.3.1 鐵軌沿線踩踏對植被的影響

關(guān)于小火車鐵軌沿線的踩踏，結(jié)合相關(guān)研究[9]進(jìn)行分析，大致歸類為三點(diǎn)：

（1）游客的獵奇心理

共青森林公園的游客多為上海常住人群，而森林小火車游憩活動(dòng)在上海地區(qū)并不多見，對于他們來說森林小火車是一項(xiàng)新奇有趣的活動(dòng)，所以在火車道沿線會(huì)發(fā)生一些探尋活動(dòng)。游客對于小火車的好奇心驅(qū)使了這項(xiàng)活動(dòng)的發(fā)生，這也帶來沿線植被被踩踏的問題。

（2）小火車游覽活動(dòng)和步行游覽活動(dòng)在空間上交錯(cuò)

森林小火車的環(huán)形路線和公園步道系統(tǒng)在空間上形成了交錯(cuò)點(diǎn)，這些點(diǎn)形成了植被踩踏的放大點(diǎn)和主要節(jié)點(diǎn)。園路上的行人經(jīng)過這些節(jié)點(diǎn)會(huì)駐足拍攝，甚至滲透入軌道沿線，這種由小火車引發(fā)的觀賞活動(dòng)加重了植被的負(fù)擔(dān)。且因?yàn)閳@路與軌道空間上是交錯(cuò)的，管理方很難設(shè)置一些攔網(wǎng)等設(shè)施，不能進(jìn)行高效的管理，游客的踩踏超出植被的承載極限，帶來了很大的破壞。

（3）從眾心理

游客的從眾心理也是原因之一，往往一個(gè)游客的行為會(huì)引發(fā)其他人的從眾行為，這在很多草坪上也會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)，而踩出道路之后對于之后的游客也會(huì)形成心理暗示，從而進(jìn)一步惡化。

這三方面的因素，引發(fā)的高強(qiáng)度的踩踏使得原本植被豐富的軌道兩側(cè)形成了兩條幾乎沒有植物能夠存活的線性區(qū)域。

我們在對典型區(qū)域進(jìn)行測繪后得到了踩踏作用導(dǎo)致的鐵道兩側(cè)的植物生長情況的斷面圖。根據(jù)現(xiàn)狀中的問題我們結(jié)合相關(guān)研究[10]，通過以下實(shí)驗(yàn)，對土壤板結(jié)程度、植物生長情況進(jìn)行了調(diào)查。

2.3.2 踩踏對土壤板結(jié)的影響

（1）實(shí)驗(yàn)方法：

壓力固定（人的體重60kg），受力面積固定（截面積約6.25cm2的立方體石子），對土壤進(jìn)行壓力測試，壓強(qiáng)約為9.4×105Pa，以石子的陷入深度作為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行硬度測算，多次測量取平均值消除偶然誤差。

（2）取樣點(diǎn)選擇：

以軌道為原點(diǎn)向外推進(jìn)，因?yàn)?0cm 內(nèi)土壤均為碎石覆蓋不宜作為取樣點(diǎn)，故以30cm 處為第一個(gè)取樣點(diǎn)（與軌道平行），每隔10cm 進(jìn)行取樣，到200cm 處基本為自然土壤，共有18 個(gè)取樣區(qū)，與軌道距離分別為3、4、5……20dm，每個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行五次實(shí)驗(yàn)取平均值。

（3）數(shù)據(jù)分析

①取樣點(diǎn)數(shù)據(jù)為18 個(gè)采樣點(diǎn)的平均壓入深度（表1）。

②對其進(jìn)行取整并進(jìn)行等級劃分，將土壤板結(jié)程度分為10 個(gè)等級：1，2，3……10。

自然土壤（無人類活動(dòng)干擾，無踩踏活動(dòng)）：板結(jié)程度1。

被踩踏為路面的土壤：板結(jié)程度10。

③最大值為11.2mm（自然土壤）對應(yīng)板結(jié)程度1，最小值為2mm（被踩踏為路面的土壤中心處）對應(yīng)板結(jié)程度10。

④對壓入深度進(jìn)行等級劃分，為方便分類，將其分為10 個(gè)區(qū)間：1.5 ～2.5、2.5 ～3.5……10.5 ～11.5，分別對應(yīng)等級10、9……1（表2）。

⑤將平均壓入深度、板結(jié)等級、植被高度進(jìn)行對比（圖5）。

（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果

（5）結(jié)論

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯看出，鐵軌沿線的踩踏行為嚴(yán)重地影響了土壤的板結(jié)程度。一方面，說明該帶狀空間的氣候環(huán)境和地下土壤條件已經(jīng)不能滿足植物正常生長發(fā)育對于水肥氣熱的需求，阻礙了植物的氣體交換、水分平衡、能量平衡和養(yǎng)分循環(huán)，影響了植物的正常生長發(fā)育；另一方面則證明了高頻率的踩踏對于植物具有直接性的破壞作用。鐵道邊已產(chǎn)生幾乎沒有植物能夠生存的帶狀空間，產(chǎn)生了比軌道本身更具有生態(tài)阻斷效應(yīng)的空間，對于公園的整體生態(tài)格局有著消極的影響。

表1 取樣點(diǎn)數(shù)據(jù)（單位：mm）（表格來源：作者自繪）

表2 鐵軌沿線踩踏行為對土壤板結(jié)程度的影響（表格來源：作者自繪）

2.3.3 鐵軌沿線遺留的路面垃圾對環(huán)境的影響

森林小火車現(xiàn)已成為共青森林公園中最具特色的游客活動(dòng)之一，其穿梭在森林中的場景也十分吸引游客。鐵路左右兩側(cè)只有地被植物的空間容易進(jìn)入，但并不是預(yù)設(shè)的人行道路，故沒有設(shè)置垃圾桶等設(shè)施，這使得很多乘客在沿著鐵路的空間活動(dòng)時(shí)會(huì)將垃圾扔在該區(qū)域內(nèi)。目前在火車道沿線，地表存在很多垃圾，這在很大程度上影響了該空間的環(huán)境質(zhì)量。遺留在土壤的垃圾會(huì)通過垃圾滲濾液滲入土壤，滲濾液污染物在土壤中產(chǎn)生一系列物理、化學(xué)和生物作用，如過濾、吸附、沉淀，或?yàn)橹参锔滴栈虮晃⑸锖铣晌?，從而使污染質(zhì)留在土壤內(nèi)，或通過土壤孔隙進(jìn)入地下水，造成范圍更廣的污染[11]。

3 針對“小火車”對環(huán)境影響的設(shè)計(jì)對策

3.1 油污防治的對策

為解決小火車油污對環(huán)境的影響，我們結(jié)合相關(guān)研究[12]，提出兩種方法：

3.1.1 人工清理方法

定期由小火車養(yǎng)護(hù)人員，在小火車沿線進(jìn)行人工物理吸附式清理，通過使用吸油纖維等材料，手動(dòng)對軌道及周邊受到油污的污染區(qū)域進(jìn)行刷洗。該方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠直接便捷地清理小火車帶來的油污，且清理具有很強(qiáng)的針對性；缺點(diǎn)是需要大量人力，與此同時(shí)清理效果的持續(xù)性較差，需要周期式的重復(fù)作業(yè)。

3.1.2 微生物清理方法

在軌道及周邊投放有較強(qiáng)吸附能力的細(xì)菌形成長期的吸附油污的效果，其主要原理是微生物對油污中的碳源進(jìn)行的同化降解。其優(yōu)點(diǎn)是只需要一次性的人工投放就可以產(chǎn)生明顯并較為長久的清污效果，同時(shí)對環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生新的污染。運(yùn)用微生物進(jìn)行清理的關(guān)鍵在于微生物的生長和繁殖需要一個(gè)較為固定的環(huán)境，需要對微生物生存環(huán)境進(jìn)行PH 值、溫度、營養(yǎng)鹽等的測算，同時(shí)不同的細(xì)菌對于P、N 等元素有一定的需求，可能需要在土地中投入相對應(yīng)的營養(yǎng)鹽。

3.2 小火車沿線空間改造

森林小火車沿線的游憩活動(dòng)的開展以及其引發(fā)的觀賞活動(dòng)行為，與其對沿線生態(tài)環(huán)境的影響有著一定的沖突，其中最突出的為游人進(jìn)入軌道空間時(shí)對軌道兩側(cè)地被植物的踩踏破壞。保持其生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性對自然環(huán)境以及發(fā)展更深層次的沿線游憩活動(dòng)有著重要作用，故應(yīng)做出改變以緩解該矛盾。共青森林公園作為城市中的自然環(huán)境，不應(yīng)過多地加入人工痕跡，故采用生態(tài)改造的方法。

具體改造方法為：在距鋼軌兩側(cè)0.7m 處，修建寬為0.7m 的木棧道。具體實(shí)施步驟為先將原土質(zhì)路面過渡性地下挖0.3m，形成種植溝，在自然土壤上種植耐陰草本植物；上面覆蓋金屬板支撐棧道，對金屬板打孔來為植物生長提供縱向生長空間；金屬板上鋪設(shè)5cm 厚的防腐木材；最后在上面散鋪碎石，植物可從縫隙間生長，同時(shí)保證視覺上棧道與周圍的環(huán)境融為一體（圖6）。

結(jié)語

通過對上海共青森林公園森林小火車的研究，發(fā)現(xiàn)盡管森林小火車給公園帶來了噪音、油污等多種方面的影響，但森林小火車始終是共青森林公園中人氣最高的游樂項(xiàng)目，在森林小火車站臺(tái)等待乘坐森林小火車的游客絡(luò)繹不絕，它無疑也成為了整個(gè)共青森林公園最具有特色和代表性的游憩活動(dòng)之一。

圖5 鐵路沿線踩踏行為影響分析圖（圖片來源：作者自繪）

圖6 改造設(shè)想剖面（圖片來源：作者自繪）

對于森林小火車帶來的種種問題以及對于其他游憩活動(dòng)的影響，我們相信在很大程度上都可以通過對森林小火車整體運(yùn)營系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使其得到改善?？傮w而言，森林小火車對于公園吸引力和游憩活動(dòng)豐富度的促進(jìn)作用遠(yuǎn)大于其帶來的影響，所以應(yīng)該在城市的公園中鼓勵(lì)森林小火車這種極具特色的游憩活動(dòng)的開展。但值得注意的是，森林小火車這項(xiàng)游憩活動(dòng)對于周邊環(huán)境的要求，尤其是對于場地面積的要求是較為苛刻的，所以如果不具備森林小火車所需求的活動(dòng)面積和場地類型，則不鼓勵(lì)設(shè)置該類游憩活動(dòng)。