城市棕地生態(tài)修復(fù)及其生態(tài)與景觀效應(yīng)分析
——以長沙市為例

向海兵，林楊，肖煒

（1 湖南省永順縣潤雅鄉(xiāng)林業(yè)工作站，湖南永順 416714；2 中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南長沙 410004）

1 棕地概念和類型

20 世紀(jì)90 年代，棕地概念開始興起，指的是因?yàn)槲廴径鵁o法再次使用的土地。目前，對(duì)棕地的定義是：最早用來開發(fā)建設(shè)，隨后又被遺棄的土地，無論其是否污染都屬于棕地范疇。因此，從廣義上看，棕地涵蓋一切曾被開發(fā)而如今未利用的場(chǎng)所用地[1]。棕地從成因上主要分為3 類：第一類是城市經(jīng)濟(jì)活動(dòng)停止后留下的土地，如化工廠、紡織廠、鋼鐵廠等；第二類是存在于城市之外或城市邊緣的原材料生產(chǎn)部門，由于資源枯竭或功能退化而留下的土地，如采礦場(chǎng)、礦山等；第三類是由于城市發(fā)展和城市擴(kuò)張，為城市提供支持服務(wù)，例如，垃圾填埋場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、火車站等[2]。

2 棕地生態(tài)修復(fù)的作用

我國城市棕地產(chǎn)生始于20 世紀(jì)50 年代后期一些具有污染性質(zhì)的工業(yè)建設(shè)，由于缺乏系統(tǒng)的城市規(guī)劃和當(dāng)時(shí)發(fā)展的局限性，工廠選址沒有更多考慮環(huán)境因素和城市發(fā)展需求。因此，很多工廠建在城市內(nèi)部，由于單純追求經(jīng)濟(jì)效益，環(huán)保審查不到位，造成土地被嚴(yán)重污染。近年來，隨著城市的不斷發(fā)展、人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的改革，因而陸續(xù)搬遷或關(guān)停之前建設(shè)在城市中心及周邊具有污染性質(zhì)的工業(yè)企業(yè)，原先被污染的土地?zé)o法再次利用，便形成棕地。目前，棕地已成為阻擋我國城市化進(jìn)程和可持續(xù)發(fā)展的主要絆腳石[3～5]。

棕地生態(tài)修復(fù)的作用主要包括：一是有效消除地質(zhì)安全隱患，保障財(cái)產(chǎn)安全；二是有利于邊坡穩(wěn)定，防止雨水對(duì)邊坡的沖刷和侵蝕，防止水土流失，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；三是改善棕地自然環(huán)境，加快棕地生態(tài)恢復(fù)進(jìn)程，與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)[6]；四是改善因廢氣排放帶來的環(huán)境污染，緩解熱島效應(yīng)，控制地表徑流，吸塵降噪[7]。

3 研究方法

3.1 區(qū)位情況

長沙地處華中腹地，坐落于湖南省東北部、湘江下游地段和長沙盆地西部地區(qū)，東西寬233km，南北長90km。長沙市區(qū)處于湘江和瀏陽河交匯河谷臺(tái)地，周圍為地勢(shì)較高的山丘，可謂“環(huán)城皆山也”。湘瀏盆地經(jīng)過數(shù)十萬年的地質(zhì)變化和大自然侵蝕，形成南高北低、丘澗交錯(cuò)、紅巖白沙的地貌特征。

3.2 調(diào)查方法

本次樣地的信息主要來源于文獻(xiàn)調(diào)查和網(wǎng)上資料搜集，調(diào)查長沙市老工業(yè)區(qū)研究資料，整理出符合棕地生態(tài)修復(fù)特征的樣地。擬定調(diào)查的樣地后，查詢各樣點(diǎn)地理位置信息，調(diào)查樣地內(nèi)的植物種類、長勢(shì)、冠幅、綠化覆蓋率及土壤含水率、容重、pH 值。使用谷歌地球（Google earth）軟件確定路線，現(xiàn)場(chǎng)走訪周邊群眾及相關(guān)部門，確定調(diào)查樣地。經(jīng)過棕地信息對(duì)比和特征核驗(yàn)，選取具有明顯棕地特征的調(diào)查地點(diǎn)。

由圖1 可知，本次調(diào)查的10 個(gè)樣地隸屬于長沙市，具體包括：①火車頭公園（原長沙貨運(yùn)南站）；②萬科紫臺(tái)（長沙機(jī)床廠舊址）；③高塘嶺社區(qū)公園（原高塘嶺工業(yè)區(qū)）；④曙光電子工業(yè)老區(qū)（現(xiàn)798 城市體驗(yàn)館）；⑤長沙鋅廠（工業(yè)遺址）；⑥現(xiàn)遺址公園（長沙紡織廠舊址“原裕湘紗廠”）；⑦現(xiàn)濱河綠地、北辰三角洲兩館一廳（原長沙化工廠、造紙廠等舊址）；⑧桃花嶺公園（原廢棄的荒村）；⑨大王山旅游度假區(qū)（原坪塘工業(yè)區(qū)）；⑩濱江新城——老工業(yè)區(qū)。

圖1 調(diào)查棕地分布地點(diǎn)

3.3 評(píng)價(jià)方法

3.3.1 層次分析法（AHP）。評(píng)價(jià)棕地生態(tài)修復(fù)需要采取多方面具有橫向?qū)Ρ刃再|(zhì)的方法，棕地生態(tài)修復(fù)評(píng)價(jià)由多個(gè)相互關(guān)聯(lián)、相互支撐的指標(biāo)構(gòu)成。因此，選擇層次分析法，將長沙市棕地生態(tài)修復(fù)看作一個(gè)整體研究系統(tǒng)，將棕地生態(tài)修復(fù)評(píng)價(jià)體系分成多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行定性和定量評(píng)價(jià)。

3.3.2 評(píng)價(jià)步棸體系。建立綜合評(píng)價(jià)體系模型評(píng)價(jià)棕地生態(tài)修復(fù)，將棕地生態(tài)修復(fù)研究體系分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層；將長沙市棕地生態(tài)修復(fù)生態(tài)與景觀效益評(píng)價(jià)研究定為目標(biāo)層；將目標(biāo)研究考量因素定為準(zhǔn)則層，包括生態(tài)特性、觀賞特性2 個(gè)部分。參考王效科等[8]對(duì)生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選原則與方法，選取如下生態(tài)特性評(píng)價(jià)指標(biāo)（見表1）。

表1 城市棕地生態(tài)修復(fù)的評(píng)價(jià)體系模型

4 結(jié)果與分析

4.1 棕地生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀分類

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、實(shí)地觀察，依據(jù)修復(fù)前后土地使用類型的不同，將調(diào)查地點(diǎn)劃為5 類。第一類：原工業(yè)區(qū)現(xiàn)改造為公園綠地（簡稱A 類地），以長沙紡織廠舊址（裕湘紗廠）——遺址公園為代表的高塘嶺社區(qū)公園（工業(yè)區(qū)）、大王山旅游景區(qū)（坪塘工業(yè)區(qū)）。第二類：原工業(yè)廠區(qū)僅作自然修復(fù)為其他綠地（簡稱B 類地），以長沙鋅廠舊址為代表。第三類：原工業(yè)廠區(qū)修復(fù)后作為附屬綠地（簡稱C 類地），以長沙機(jī)床廠（現(xiàn)萬科紫臺(tái)）為代表的曙光電子管廠（現(xiàn)798 城市體驗(yàn)館）、原長沙化工廠舊址（現(xiàn)濱河綠地、北辰三角洲兩館一廳）、長沙市老工業(yè)區(qū)——現(xiàn)濱江新城。第四類：原廢棄荒村、耕地、城市建設(shè)遺留土地修復(fù)為其他綠地（簡稱D 類地），以桃花嶺公園（原廢棄荒村）為代表。第五類：原先為城市發(fā)展提供支持的服務(wù)用地，現(xiàn)修復(fù)為公園綠地（簡稱E 類地），以火車頭公園（原長沙老火車貨運(yùn)南站）為代表。

4.2 植物現(xiàn)狀

調(diào)查結(jié)果顯示，目前調(diào)查樣點(diǎn)用于棕地生態(tài)修復(fù)的植物有49 種，其中，喬木和小喬木15 種、灌木23 種、地被植物7 種、藤本植物4 種。目前，長沙市棕地生態(tài)修復(fù)植物使用特點(diǎn)：（1）基于不同棕地的特殊環(huán)境，多選擇抗逆性強(qiáng)和耐熱、耐寒、耐旱的鄉(xiāng)土植物，如黃楊、紅花檵木、女貞、桂花等。（2）基于景觀及生態(tài)效果，多選用常綠植物。（3）基于景觀美學(xué)，多選擇觀賞價(jià)值高的植物，如櫻花、雞爪槭、紫荊、迎春花等。（4）基于原有建筑及土地肥沃度，多選擇容易生存、耐貧瘠的淺根系植物，如爬山虎、凌霄、常青藤、麥冬等。

4.3 土壤現(xiàn)狀

4.3.1 土壤含水率。由表2 可知，長沙市經(jīng)過生態(tài)修復(fù)，棕地含水率保持在14%～19%?？傮w來看，修復(fù)后作為公共綠地的含水率略高于附屬綠地，也略高于其他綠地，原因可能是公園綠地采取噴灌措施且栽種密度大。

表2 土壤含水率R（多點(diǎn)測(cè)量取平均值）

4.3.2 土壤容重。由表3 可知，土壤容重與土壤結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及土壤肥力有直接關(guān)系。據(jù)湖南省第二次土壤普查結(jié)果顯示，城市土壤容重需小于1.35g/cm3，植物的正常生長才不會(huì)受到影響。根據(jù)綠化用土標(biāo)準(zhǔn)，植物適合生長的土壤容重為1.10～1.30 g/cm3。調(diào)查樣地土壤容重發(fā)現(xiàn)，50%的土壤容重略高于1.30g/cm3，對(duì)植物生長略有影響?？傮w來看未出現(xiàn)極端容重現(xiàn)象，土壤容重略高的地區(qū)主要出現(xiàn)在附屬綠地或其他綠地，分析原因可能是原工業(yè)區(qū)及現(xiàn)今作為建筑附屬綠地，因人流較多產(chǎn)生踩踏和在車輛碾壓。

表3 土壤容重（0～10cm 取測(cè)平均值）

4.3.3 土壤pH 值。其是檢測(cè)棕地污染修復(fù)效果的重要指標(biāo)，大多數(shù)城市棕地來自工業(yè)區(qū)，金屬離子污染是污染指標(biāo)之一，既會(huì)影響土壤pH 值，又會(huì)直接影響植物長勢(shì)。由表4 可知，土壤pH 值總體偏中性，說明適宜大多數(shù)植物生長。

表4 土壤pH 值（0～10cm 取測(cè)平均值）

5 評(píng)價(jià)及反饋

5.1 綜合評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，在樣點(diǎn)的生態(tài)特性中，群落層次豐富度評(píng)分最低，植物生長適應(yīng)性其次，說明在棕地生態(tài)修復(fù)中植物搭配存在缺陷，部分棕地植物長勢(shì)一般。這主要是由于C 類、B 類地在修復(fù)前、修復(fù)中作為建筑附屬綠地與其他用地，因人們的踩踏、車輛的碾壓，使土地略有變化，可能會(huì)對(duì)植物生長造成輕微影響。植物的色彩搭配及植物層次變化和諧度得分較低，人工干預(yù)較少的B 類地整體觀賞性差，而作為公園綠地的整體觀賞性較高，說明人為干預(yù)是影響景觀效益的較大因素。

根據(jù)評(píng)分結(jié)果可知：（1）長沙市棕地生態(tài)修復(fù)效果一般。要想提高長沙市棕地修復(fù)生態(tài)效益，需提升群落層次豐富度和植物生長適應(yīng)性；要想提高長沙市棕地修復(fù)景觀效益，需提升植物變化層次和色彩搭配和諧度。（2）在同一地點(diǎn)，生態(tài)效益與景觀效益具有模糊相似性，所以，生態(tài)效益、景觀效益二者相互影響、相互促進(jìn)，植物是聯(lián)系的“紐帶”。植物在生態(tài)和景觀效益中起著決定性作用，因此，合理的植物搭配是棕地生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵。（3）經(jīng)過修復(fù)，作為城市公園綠地的棕地生態(tài)修復(fù)A 類地綜合評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)較高，而人工干預(yù)較少，僅在原有植被下進(jìn)行修復(fù)的棕地B 類地綜合評(píng)分最低，尤其體現(xiàn)在景觀效益上。所以，對(duì)棕地的生態(tài)修復(fù)，人類干預(yù)起著重要作用。

5.2 評(píng)價(jià)反饋

樣地生態(tài)修復(fù)對(duì)植物運(yùn)用較差，植物變化缺少層次感，群落結(jié)構(gòu)單一；色彩搭配不合理，色調(diào)單一，整體觀賞性不高；土壤肥力不足，容重略大，對(duì)植物生長造成輕微影響，生態(tài)與景觀效益下降；對(duì)部分地區(qū)人工干預(yù)小，觀賞性低。

6 結(jié)論

首先，生態(tài)效益問題主要表現(xiàn)在群落層次豐富度、植物生長適應(yīng)性兩方面，所以，群落配置應(yīng)多關(guān)注喬灌木及草本植物的搭配，增施肥料降低土壤容重，同時(shí)，增加對(duì)鄉(xiāng)土植物的運(yùn)用。其次，根據(jù)對(duì)土壤理化性質(zhì)的測(cè)量，棕地生態(tài)修復(fù)應(yīng)選擇適應(yīng)酸性土地且耐寒、耐熱、耐干旱的植物，使植物能更好地發(fā)揮景觀效益及生態(tài)效益。最后，在城市棕地生態(tài)修復(fù)中，景觀設(shè)計(jì)應(yīng)以生態(tài)設(shè)計(jì)為主導(dǎo)，依據(jù)陽光、水、植被等要素實(shí)際情況，良好地維持動(dòng)植物生境，尊重物種自然演替過程，并輔以人工措施促進(jìn)修復(fù)。