从生命过程到低碳设计湿地公园生态设计基本理念与应用

从生命过程到低碳设计湿地公园生态设计基本理念与应用

湿地公园是一个有机的结合体，可以有效地保护和利用湿地资源。近年来，它引起了社会各界的关注。所谓生态设计是指“与生态过程相协调,尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计形式”湿地生境具特殊性,兼具陆生、水生动植物资源,生物群落在这一交错带出现重叠,湿地系统的易变性与脆弱性使其生态设计的意义尤为突出。1生态设计的基本理念1.1自然形态原则一般而言,保护区中的湿地大部分是自然的,而湿地公园中的湿地,除了自然湿地外还有人工湿地,即使是自然湿地,如河流筑坝改变河流形态,驳岸硬化改变水陆交流,人为蓄水改变水的季节变化,引进外来物种改变湿地生物谱系,夸张的景点建设改变其原有文化元素,等等,也或多或少地受到了人为的干预。因此,消除上述影响,使湿地回归到自然演变状态是湿地公园规划和建设的重要内容之一。而建设的重要手段是近自然化——近自然化设计和近自然化经营管理。近自然设计讲究“师法自然”,更注重自然界自身而非人类的作用;强调的是人类要尊重自然,尽可能按照自然规律来构建生态环境。如在种植设计中,模仿植物的自然组合,强调植物组合的多样性和稳定性,形成自然或近自然式的湿地生态系统结构和环境,突出湿地资源持续性地满足需求的能力。1.2生物特性原则仿生设计是一种理想的生态设计,是自然主义的一种表现形式,其核心是主张尊重和学习自然。它以仿生学为基础,通过研究自然界生物系统的优异功能、形态、结构、色彩等特征,并有选择性地应用这些原理和特征进行设计。其实在湿地中,河流与湖泊都是有生命的。仿生的另外一个理念也在于要尊重湿地的自然节律(生命过程)。在人为的景观建设中,尽量尊重这种大自然的生命过程和自然节律。1.3降低碳排放的手段低碳设计是指能够达到减少温室气体排放效果的设计。尊重当地自然与人文环境,遵循地块本身生态特性,合理开发利用并加以保护,合理控制成本,这些都是“低碳”的体现。从理论上,增加生命力,减少分解和呼吸是降低碳排放的重要手段。在湿地生态系统中减少分解的过程,如芦苇的合理收割,而不是任其腐败。水生植物食物链的建立,减少系统中死亡的水生动植物存量,都是低碳设计的内容。1.4循环经济理论“循环经济”一词是美国经济学家波尔丁在20世纪60年代提出生态经济时谈到的循环经济理论的本质是生态经济理论。以物质资源的循环使用为特征,强调的是循环和生态效率,资源被多次重复利用,并注重生产、流通、消费全过程的资源节约。循环经济倡导的是一种与环境和谐的经济发展模式。它要求把经济活动组织成一个“资源——产品——再生资源”的反馈式流程,其特征是低开采、高利用、低排放。所有的物质和能源要能在这个不断进行的经济循环中得到合理和持久的利用,以把经济活动对自然环境的影响降低到尽可能小的程度其实,循环经济的核心在于提高生态系统的生态效能,增加碳汇,减少排放。在湿地生态系统经营中,主要体现在建立完整科学的食物链和生态能有效利用途径,合理利用生态过程中的能量和物质产出。1.5湿地生物链养殖技术特点生物链是指由动物、植物和微生物互相提供食物而形成的相互依存的链条关系。生物链也可以理解为自然界中的食物链,它形成了大自然中“一物降一物”的现象,维系着物种间天然的数量平衡。湿地生物链养殖技术特点:一是合理利用湿地中的营养物质进行初级生态养殖;二是运用自然生物链的原理,把初级生态养殖形成的代谢物进行充分利用,设计进行再次生态养殖。这样不但可以大大降低养殖成本,而且可以降低养殖中产生的代谢物,形成环保型的生态养殖模式和绿色生产模式。1.6景观生态学基础生态学是研究生物、人与环境之间的相互关系,研究自然生态系统和人类生态系统结构、功能及过程的一门学科。遵循的基本原则为协调与和谐,强调人—自然—环境的平衡性与共生性。景观生态学是以生态学理论为基础,研究相关景观系统的相互作用、空间组织和相互关系的一门学科,即研究由相互作用的生态系统组成的异质地表的结构、功能和动态。湿地公园的建设重点就是实现包括人类在内的生态系统的生态平衡,包括物质循环、能量流动和信息传递的生态过程的平衡,打造人与自然和谐的景观。2人与自然的和谐生态设计的目的是协调景观内部结构和生态过程及人与自然的关系,正确处理生产与生态、资源开发与保护、经济发展与环境质量的关系,进而改善景观生态系统的整体功能,达到人与自然的和谐。2.1自然环境的影响结构完整、功能完善的生态系统是生态设计和湿地公园建设的首要任务,友好的生态环境是协调人与自然关系的先决条件。因此,在湿地公园建设过程中,良好的生态系统、友好的生态环境是生态设计的主要目的,应该按照湿地生态系统的自然结构、生态过程和生态特征来进行相关设计,以实现湿地公园的生态环境友好和自然。2.2能的道路。设定能低碳低能的发展模式已经得到了国际社会的共同认可,并且被各国不断付诸于实际行动之中。湿地公园的设计和建设,也应该走低碳低能的道路。这主要表现在以下几个方面:①在湿地公园建筑物和构筑物设计当中,应该坚持“满足需求、能少则少”原则,减少建筑物和构筑物的建设规模,同时,选择低碳节能和环保的建筑材料。②在交通工具、电力供应、科研监测设备的设计上,尽量选择以太阳能为动力系统的设备,如可以选择太阳能路灯、太阳能热水器等。③在工程项目施工建设过程中,提倡低碳低能的建设方式和模式。2.3湿地公园的可持续利用湿地公园的可持续性包括以下几个方面:①湿地公园内部的可持续发展。首先是湿地公园内部生态系统之间的可持续发展,形成结构不断完善、功能不断协同、生态系统服务价值不断增加的复合生态系统,打造良好的可持续的生态景观。其次是湿地公园项目建设的可持续性,既满足现有人群的需求,又为今后新的需求留有发展空间,即在空间布局上留有后备发展用地,在项目设置上选择可持续性强的项目。②湿地公园与外部社区、区域发展的可持续性。湿地公园的内部可持续发展离不开与外部的可持续性。因此,在设计中,应该正确处理湿地公园内部的关系、湿地公园与外部社区和区域发展的关系,做到湿地公园与社区、所在区域统一协调的可持续发展。2.4项目设计指导思想和建设目标的科学性科学性是湿地公园设计的坚实基础。湿地公园设计的科学性主要包括:①湿地公园设计指导思想和建设目标的科学性。②湿地公园的建设项目是在经过科学调查、科学分析后设置的。③湿地公园项目建设过程、方法、步骤、工艺环节是科学的。④建立项目建设前的科学咨询、项目建设过程中的科学指导和项目建设后的科学评价制度。2.5评价方法评价湿地公园设计中尊重场地可以概括:①在科学、客观调查研究的基础上,对湿地公园用地进行适宜性评价和限制性评价。②在适宜性评价和限制性评价的基础上,因地制宜地布局建设项目,充分利用现有地形地貌条件,减少建设过程中的土方量。③在项目建设过程中,注意场地周边环境的协调性,尽量少破坏现有植被和生物栖息地,建筑物或构筑物外观、样式和颜色与场地周边协调统一。2.6对湿地公园景观文化进行保护文化是湿地公园的灵魂,在湿地公园设计中应注意:①严格保护现有的历史和文化遗迹。②严格保护非物质文化资源,对具有地方特色的与湿地有关的民俗歌舞、手工技艺、地方戏等非物质文化进行有效保护。③充分挖掘地方历史和文化资源。对湿地公园所在区域的历史文化、民俗文化、地方文化和湿地文化进行系统的调查,收集能够反映湿地公园文化的老照片、老实物等,挖掘其蕴涵的文化底蕴和民俗风情。④充分展示历史文化。通过建立湿地文化博览园、湿地植物文化园、湿地科普宣教中心、湿地宣教长廊和湿地文化长廊等文化传承和展示的载体,向大众展示湿地公园深厚的历史文化和湿地文化。3设计方面的设计生态设计主要涉及到节约型设计、自然式设计、乡土化设计、保护性设计、恢复型设计、地域性设计等。目前,在我国湿地公园建设中的生态设计的内容主要涉及到:自然驳岸、自然恢复、循环水使用、湿地自净能力应用、生物措施综合、节水、公共设施材料、清洁能源、生态养殖(生物链使用)、人与湿地友好互动模式设计等方面。3.1改造原有驳岸,重塑生态功能自然式驳岸是一种对原有湿地驳岸改动最小的一种驳岸形式,只是在原有驳岸的基础上,对驳岸的空间形态、植物景观加以改造,使其在保持原有生态功能的前提下,满足游人观赏游玩的要求。自然驳岸设计的精髓在于保护湿地的水—土交流过程,有利于水生动物的栖息。3.2自我选择、自我设计的原则,将湿地环境和水在湿地公园设计过程中,应该通过消除湿地生态系统所受的胁迫和威胁因子,如控制污染、减少人为破坏、补充水源,让湿地生态系统按照“自我选择和自我设计”的理论,自我选择生态系统的组成、结构,自我设计生态系统演替发展的方向,构建内部协调、与外部协同的湿地生态系统。3.3满足自然水循环和社会水循环的原则循环水使用是应对当前水资源危机、发展循环经济的重要途径和方式。通过设置合理的水资源利用循环链,把整个湿地公园的自然水循环(自然降雨——地表径流——蒸发——渗透——蓄水)和社会水循环(自然水使用——中水、污水——回收处理——循环利用)进行结合,以自然水循环为基础,通过综合利用湿地公园内部生态系统的物理、生物和化学作用,对湿地公园生产生活过程产生的中水和污水进行回收处理,实现循环利用,提高水资源的利用效率,节约用水。3.4吸收湿地植物中的污染物湿地是自然生态系统中自净能力最强的生态系统。充分利用湿地的自净能力,是生态处理的方法之一。如加强湿地绿化,一些湿地植物像芦苇、香蒲、水葱等湿地植物能有效地吸收各类污染物。在湿地中生长的植物、微生物和细菌等通过湿地生物地球化学过程的转换,包括物理过滤、生物吸收和化学合成与分解等,将生活污水和工业废水中的污染物和有毒物质吸收、分解或转化,吸收、固定、转化土壤和水中营养物质,降解污染物质,消减环境污染,使流经湿地的水体得到净化。3.5各阶段的目在湿地公园设计过程中,尤其是生态修复工程的设计,应当以综合的生物措施为主导,充分利用生态链和生态过程来达到目的。例如,在湖泊生态系统富营养化治理中,可以采取以综合生物措施为主的“生物操纵”技术,即根据湖泊的本来生态链、食物链和食物网结构,通过进行水生植物、水生动物群落的合理配置,充分利用生态学原理,构建湖泊生态系统比较合理的食物网和生态链,构建健康的水生态系统,提高自身的净化能力。3.6体现节水原则循环水使用是节水的主要方式和模式,更为重要的是在湿地公园设计中应该时时处处体现节水,让节水意识深入到每一个湿地公园职员和每一个游客中,让节水行为贯彻落实到湿地公园建设的每个环节。除了节水意识宣传外,在具体的硬件建设和技术层面也需要不断加强,让游客除了有节水的主动意识外,不得不采取被动的节水行为。3.7天然材料的选择与养护公共设施生态设计主要体现在材料和能源的高利用率、减少对自然环境的影响、易施工与养护等方面。尽量选择可回收性、可再利用性的天然材料及当地材料,不仅具有地方特性,质感及色彩与周围环境协调,而且能减少加工、运输等成本,节约能耗。各种新型环保材料、再生性材料也可合理运用,体现科技、人文、自然、和谐。3.8湿地公园清洁能源(如图4所示)清洁能源指在生产和使用过程中不产生有害物质排放的能源。可再生的、消耗后可得到恢复,或非再生的(如风能、水能、天然气等)及经洁净技术处理过的能源(如洁净煤油等)。例如,针对不同湿地公园及其周边区域的能源资源条件,可以选择湿地公园内部或区域进行水力发电、风力发电生产清洁能源;在交通工具、路灯、热水器和科研监测设备的设计上,可以选择以太阳能为主要能源的产品。3.9改生境、提高透明度在水体中放置适当的水生动物可以有效地去除水体中富余营养物质。蚌类可以将水中悬浮的藻类及有机碎屑滤食,提高湖水的透明度;螺蛳主要摄食固着藻类,同时分泌促絮凝物质,使湖水中悬浮物质絮凝,促使水变清;滤食性鱼类,如鲢、鳙鱼等可以有效地去除水体中绿藻类物质,使水体的透明度增加。通过建立菌3.10湿地公园重要组分的人类组成把人也纳入湿地公园的大体系中,让人成为湿地公园的重要