我国生态文明建设的现状与对策

我国生态文明建设的现状与对策

文榆河发源于北京市，流经昌平地区、顺义市、朝阳和通州。近几年，温榆河水量较为丰沛，但河水污染严重，环境恶化。为整治温榆河的环境污染、促进沿河区域的社会经济可持续发展，2002年北京市启动了“温榆河绿色生态走廊规划”项目，在全流域范围内进行水系整治及污水治理。温榆河朝阳区段是距离北京市区最近的区段，该区段全长22.8km，沿河1.5～2km范围为生态走廊规划范围，规划总面积45.18km2。为使生态走廊建设顺利实施，北京市朝阳区政府举办了“温榆河绿色生态走廊（朝阳段）”规划方案的国际征集活动。本文以此次投标方案为案例。1总结1.1从温榆河生态走廊规划的角度来思考生态问题的解决模式生态环境的恶化已经威胁到整个民族的可持续发展，生态危机是中国发展过程中必须面对的最基本问题。虽然生态问题的迫切性已经引起了社会各界的重视，生态维护与可持续发展的理念已经深入人心，但由于缺乏现实的实施手段和管理体制，生态理念还很难真正落实到现实的发展计划中去。因此，探索能结合本土实际的生态化发展模式是设计师的基本责任、是需要迫切研究的课题。作为谋求完美生活环境的规划和设计人员，我们一直在探索生态问题的完美应对模式。温榆河生态走廊的规划案例，让我们有机会尝试将多年来对生态伦理与可持续发展的思考结合在一起。北京在经历了20多年的快速城市化之后，种种城市顽疾已经成为发展的桎梏，改变城市扩展的运营模式和空间格局是可持续发展的惟一出路。在深入分析温榆河地区的社会发展动力和经济成长的最迫切需求之后，我们发现这一区域生态环境的恢复恰恰是解决城市可持续发展问题的捷径，是平衡环境、经济和社会发展等一系列问题的关键环节。此方案充分表达了对自然伦理的理解和尊重，并在这一基础上引导人类的行为模式，确定社会、经济的详细发展计划，实现生态环境与人类社会的利益平衡和互利共生。而整个方案的基础，在于是否在恰编者按：当的区域内实施恰当的生态恢复计划，正是因为认识到这一点，我们透彻研究了当地的气候、水文、土壤和动植物群落等自然条件和当地经济发展的计划，将生态伦理与社会发展结合起来，实现了生态设计理念的本土化表达。1.2生态设计的目的和原则VanderRyn和Cowan提出了生态设计的定义：任何与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计形式都称为生态设计，这种协调意味着设计应尊重物种多样性，减少对资源的剥夺，保持营养和水循环，维持植物生境和动物栖息地的质量，以改善人居环境及生态系统的健康。多类型的复合生境是生态设计的基本条件。与自然合作的生态设计就是要尊重和维护生物多样性，保护生物多样性的根本就是保持和维护乡土生物与生境的多样性。生态设计最深层的含义就是进行生物多样性设计，利用边缘效应建立生物自维持体系，其核心是促进系统之间的协调发展。由于交错区生境条件的特殊性、异质性和不稳定性，使得毗邻群落的生物可能聚集在这一生境重叠的交错区域中，不但增大了交错区中物种的多样性和种群密度，而且增大了某些生物物种的活动强度和生产力，这一现象被称为“边缘效应”(Edgeeffect)。边缘区在相邻地区之间的物流、能流作用过程中所具有的“媒介和半透膜作用”，决定了它在城市生态系统中的重要性。生态设计重视人类社会与自然之间的和谐统一，摒弃了掠夺式开发的弊病，达到人与自然共生的理想。生态设计将人作为自然的一部分，充分尊重自然的机理，遵循3R原则，即“减量化(reduction)、再利用(reuse)、再循环(recycle)”。3R原则是循环经济最重要的实际操作原则，但是循环经济不是简单地通过循环利用实现废弃物资源化，而是强调在优先减少资源消耗和减少废物产生的基础上综合运用3R原则。循环经济是把清洁生产和废弃物的综合利用融为一体的经济，本质上是一种生态经济，是一种“促进人与自然的协调与和谐”的经济发展模式，它要求运用生态学规律来指导人类社会的经济活动。3R原则的优先顺序是：减量化-再利用-再循环。2生态恢复功能生态设计是一种与自然相作用、相协调的方式，是个系统工程，需要全方位、多目标地进行整体思考和系统规划。“温榆河生态走廊规划（朝阳段）”中，我们在充分尊重现有场地肌理的基础上，以生态恢复手段为主，结合各种必要的人工生态措施完善区域内的自然生态体系，使这一区域的自然环境呈现典型原生生态系统的特征（图1）。将当地社会可持续发展的需要整合到自然环境的恢复建设中，实现这一地区环境保护和社会经济的动态平衡与双赢局面，走环境保护-带动开发-社会发展-投入保护的良性循环发展道路，使这一区域生态系统健康、自然环境优美、社会文明进步、经济发展持续、人与大自然互相依赖，和谐共存。此次实践中，生态设计理念的本土化表达着重于4个方面：2.1地形空间的生态分析基于场地自身水文和地貌特性进行范围取舍的方法是生态设计的基础。“温榆河绿色生态走廊规划（朝阳段）”招标文件中给出的规划边界是依据现状道路划定的，这种机械地人为划定规划边界的方式毫无生态学意义可言。在项目操作中，我们利用地理信息系统（GIS）对场地进行了较为详实的分析，发现整个规划场地西北高、东南低，依次呈现高地、坡地和滩地（低洼地）3个层次。虽然现状的温榆河是渠化了的河道，但仍能清晰地看到河水泛滥时节对周边土地的塑造，GIS分析结果清晰显示出温榆河、清河和坝河存在着坡度基本相同的带状古河道侧岸，这一带状坡地两侧则是相对平坦的土地。根据GIS分析结果，另外考虑到坡顶线对整个场地的自然汇水影响很大，我们将生态走廊南部的边界外延，将坡顶线区域（即自然汇水区域）全部围合在生态设计区域内（图2、3）。2.2污水处理厂回用土地生态设计倡导可持续性，其中，水资源的循环利用和可持续性是生态设计的重点。北京市水利部门开展的“温榆河污水截流工程”将于2004年底前开工，工程最终目标是使整个流域实现污水“零排放”。截流的污水被收集到污水处理厂，处理之后再排回河道中。污水处理厂的排水一般为三级排放，仍然携带大量污染物质，所以温榆河仍然是超V类水体，而水质恶劣能引发诸多问题。为了扭转水资源迅猛流失等现状，在规划中，我们将污水处理厂的排水回用于土地，利用先进的生态科学技术净化水质，然后将清洁的水回用当地的生产，这种设计理念有多方面益处：它首先解决了水资源不足的问题；给当地提供了清洁的淡水资源；回灌了土地，补充了地下水资源；进入温榆河的水质达标，确保将温榆河恢复为奔流的河流，而不是一条排污的渠道(图4)。根据生态设计理念，我们在设计中充分考虑了污水治理、中水回用、雨水收集回用以及水质保持的问题。这样一方面提高了水的使用效率；另一方面通过生态恢复手段维持水循环过程，以便持续地获得可供利用的水。2.2.1sas系统的设计我们推荐采用一些先进的生态污水处理措施，如太阳能水生物污水处理系统（SAS），使生态走廊区域内实现污水零排放。SAS是在可控环境条件下，利用各种细菌、植物和动物处理污水，分解、吸收水中污染物，最后排出清洁水的系统。设计区域内，我们修建了10个大小不等的SAS系统（图5）。SAS系统的一些技术指标：入水：生活污水负荷：0.8m3/m2出水：达到污水处理厂三级处理水质标准2.2.2北京周边生态过滤带北京现有的水循环模式是将自然界的水引入城市，并将污水排回天然河道，消耗和污染了大量水资源，造成生态恶化。中水回用和雨水利用是对当前病态的北京水循环模式的调整和纠正。根据GIS的坡降分析结果（图6），利用现有场地内惟一的坡降区域，在靠近坡顶线附近建造一个较大的过滤渗水林带，宽度从400～1800m不等。利用中水和雨水滋养植物，形成北京周边的“绿色防护带”。过滤渗水林带由3部分组成（图7):(1)布水渠：上部靠近坡顶线的集水渠可以向斜坡上均匀布水；(2)渗水区：斜坡上是平坦的渗水区，渗水区内有缓坡和多个土坎，土坎能截留部分水，使之充分渗透到土壤中；(3)集水渠：在坡底折线附近设置另一条水渠，用于收集经过植物吸收、土壤吸附和过滤后水质较好的水。以上水渠、土坎和坡地上的林带共同组成一个生态过滤系统，将中水和雨水进行净化处理，同时加速水的蒸腾和下渗，保障了水系统的循环，并且创造出一个非常适合植物生长的环境。因此，位于坡地较高地段的林带，生态恢复意义最大，必须永久保持混交林状态，以维持其生态功能。位于坡地较低地段的林带，可用于经济生产，如种植果林和速生林等，富有养分的中水可以提高林木的生产效率，使林带在具有基本的生态价值之外，还具有一定的经济价值。下层林带可以定期伐除，以保证滤水林带作为一个整体，维持自身的生态性及净水作用。2.2.3水质保持2.2.3.坝河和血清系统优化河道内处理单元是位于河槽边的、长条形的污水处理设施，它们利用现有土地和已建的基础设施（包括堤坝和混凝土衬砌），用最少的资本投入（包括资金和土地）来达到所期望的三级水质的处理标准。坝河和清河是温榆河设计区域内的两条支流，目前这两条河实质上起到将污水运到温榆河的作用。只有将这些污水经过处理，达到排放标准后，才能排入天然河道。两条河的处理系统均从现有闸的下游开始，闸上游当作沉淀池。分别在闸下游建设矮坝、水上浮床以及水中的曝气设施，沿河形成一些独特的处理单元（图8）。2.2.3.重建生态，重建自然河流现状温榆河是水利工程裁弯取直的结果，违反了河水摆动的自然规律，降低了河流的自净能力，也损失了其原有的景观价值。以往的水利工程只着眼于防洪功能，未考虑其他自然的、环境的和社会的影响。生态设计就是要恢复自然河流的所有特性：(1)健康的河流应是蜿蜒曲折的、流动的状态；(2)保持土壤、植物、水的密切接触，保证其中物质转换和能量循环的正常进行。需要对堤坡进行生态化改造，建立生物多样性丰富的水陆交错带；(3)河边种植夏季为水面提供树荫的乔木；(4)河床高程要有变化。河床高程的变化引起水流流态的改变，有助于水体的曝气以及水分子能量的恢复；(5)重建常水位生态环境。以1～2年一遇的洪水水位为标准，确定常水位以下的子河道宽为40m，完成一次摆动需要500m长，最大振幅不超过100m(图9、10)。2.2.3.生态恢复的场地特征恢复生境多样性，从而形成生物多样性环境。在尊重场地特征的基础上，按场地特征的不同分区恢复生态环境，以使生态的恢复确实适合于这一地区。同时根据生态系统的分区特征，分别恢复生物多样性系统，形成多样性的生境。2.2.3.池塘和湿地利用低洼地形成湿地区域，有助于当地蓄水和净水的需求。这一地区的雨水径流和前述溪水最终进入设置在低洼地区域的池塘和湿地，这些池塘和湿地内的水生植物，可以大量去除水中的污染物，并为鸟类提供食源地甚至栖息地，其本身也具有较高的景观价值（图11）。2.3生态功能林地土地利用的多样性形成生物种类的多样性。我们的土地利用就是要保护农田、建立荒野环境及多功能的林带环境。本次规划保留了全部的农场用地，并将基本农田规划为生态建设备用地，近期保持农用地的性质。此外生态功能林地靠近坡底的区域，可以用于生产林建设，广义上讲也属于农业生产，从而扩大了这一区域生态农业的规模。从长远来讲，在适当的时候需要通过法规实现生产林与基本农田的置换，以便将现有的农用地用于生态恢复，同时还基本维持生态农业的规模和当地就业结构的稳定。2.4景观和游客景观温榆河的规划范围包括高地平原、坡降区和温榆河水系的泛洪低地，对于这样的场地特征，本次规划的用地结构呈现分层的、镶嵌着点状功能组团的带状布局，若干带状生态恢复区以及与之相结合的景观和游览带将各个产业板块、组团、居住区连接为一个自然———社会共生体。规划区域的用地空间结构由一条生态恢复带、2个生境恢复区、3个城镇建设区、4处观光度假地、5个旅游产业组团等主要元素构成，将当地全部的生态、居住、生产功能有机结合在一起。根据设计要求，在生态走廊范围内，我们布置了低于22%的建设区域，对大部分空间进行全面保护和恢复，我们的宗旨是保护好一点，带动一片，以这32km2的生态空间为亮点带动周边100km2实验区的经济开发和利用。3通过河道生态设计生态设计理念的本土化表达体现在规划中的8项基本措施：(1)通过水资源的自然渗透回补地下，来扭转水资源损耗的现状，创建了生态渗透系统，它同时灌溉了经济林带和果园；(2)恢复了河流的自然摆动，它正确地反映了常水位时河流的流态，常水位维持了河道内的生态系统；(3)采用了2个生态系统，1个处理单元，即中水/雨水过滤系统（生态过滤林带）、SAS系统以及清河/坝河河道内处理单元，将区域内所有的水处理到可接触水平并回补地下水；(4)有意识地利用河流冲刷形成的场地高程实现自然