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俞孔堅北林演講全文:城市森林與生態修復的中國模式

景觀設計學 2024-02-20 來源:景觀中國網
原創
故鄉和母校是我的根

2024年1月13日,應北京林業大學邀請,北京大學建筑與景觀設計學院院長、美國藝術與科學院院士俞孔堅教授為師生帶來“城市森林與生態修復的中國模式”學術報告。

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俞孔堅作學術報告

當天議程分為報告和對話兩個環節,其中報告環節由北京林業大學林學院院長賈黎明教授主持,對話環節由北京林業大學園林學院院長鄭曦教授主持。賈黎明教授、鄭曦教授,以及北京林業大學水土保持學院院長張宇清教授,北京林業大學園林學院博士生導師王向榮教授,北京北林生態田園景觀規劃設計有限公司董事長田園參與對話。北京林業大學林學院副院長黃華國教授,北京大學建筑與景觀設計學院副院長李迪華和王志芳,北京土人城市規劃設計股份有限公司生態城市設計中心主任、北京林業大學校友王冬,中國城市科學研究會景觀學與美麗中國建設專業委員會辦公室主任周明波作為嘉賓參會。數萬名觀眾通過線上與線下方式聆聽了本場報告。

這次報告恰逢《中共中央 國務院關于全面推進美麗中國建設的意見》的首次發布。《意見》明確提出“建設美麗中國是全面建設社會主義現代化國家的重要目標,是實現中華民族偉大復興中國夢的重要內容”。在《意見》的指導下,多學科交叉融合發展勢在必行,景觀設計從業者應積極探索“加快推進人與自然和諧共生的現代化”的理論基礎,為全面推動美麗中國建設提供學術支撐。

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嘉賓對話環節

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嘉賓合影


演講全文

城市森林與生態修復的中國模式

感謝賈黎明院長的介紹,也感謝安黎哲校長、鄭曦院長,以及水土保持學院張宇清院長的熱情邀請,他們聯合主辦了這場非常有意義的報告會。我在全世界做過數百場報告,但我認為今天的這場報告是最有意義的:向母校報告我的工作,與在座的老師、同學分享這些年來的成果,并期望得到大家的批評指正。在報告之后,請王向榮老師、田園老師、賈黎明老師、張宇清老師,以及鄭曦老師進行點評和批評。我相信他們的分享將更加引人入勝。

今天的報告涉及了三個學院,以及更廣泛的學科,跨足林學、水土保持和風景園林專業,主題是“城市森林與生態修復的中國模式”。正如剛才賈院長所提,1月11日中共中央 國務院發布了全面推進美麗中國建設的意見。盡管“美麗中國”的概念早已提出,但這次發布的是一個實際操作性文件,需要每一個人認真研讀,并圍繞這一綱領性文件實施建設。根據安校長介紹,北京林業大學過去幾年的學科建設都朝著建設美麗中國、實現生態文明的方向努力,令人振奮。

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一、故鄉和母校是我的根

首先,我想談談我的故鄉和母校生活,這有助于大家更好地了解我的工作。故鄉和母校是我的根,是我的學術思想和創作的靈感。

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1963年,我出生于浙江省金華的東俞村。村莊邊有一條溪流,因其純潔的白卵石和清澈見底的溪水,而名“白沙溪”。小時候的白沙溪自由流淌,36道古堰讓溪流緩緩流淌,灌溉滋育著農田和村莊,而后緩緩注入婺江。溪灘上長滿了茂密的柳樹和蘆葦,早上晨霧彌漫,傍晚晚霞流金,如仙境夢幻。1980年前往北京林學院(現如今為北京林業大學)讀書前,我在白沙溪邊度過了整整17年的時光,放牛、養羊、耕種……干許多農活,夏天我會經常在溪里游泳,常常跟隨那只我負責照料的水牛,進入一片片叢林之中,因尋找肥美的水草,而不自覺地浸染于白沙溪的夢幻風景。

中國屬于季風性氣候,尤其東部地區最為典型。每當白沙溪水漲、洪水來臨的時候,整個村子并不感到害怕,相反,我們都異常興奮。因為這時候魚兒會沿溪水游進稻田和魚塘,甚至來到家門口,我們只需出門就能抓到魚,這是一個令人激動的時刻。

在我十多歲的時候,不慎掉進白沙溪中。幸運的是,當時正值雨季,河水暴漲,兩岸都是茂密的柳樹。我緊緊抓住柳樹和蘆葦,成功地爬了上來,既沒有被淹死,也沒有被沖走。這個經歷告訴我,洪水并非“猛獸”。只要藍綠交織、水資源管理得當,洪水也可以成為我們的朋友、與人類和諧共處。所以在我的童年記憶里洪水并不可怕,甚至有時很“溫柔”。

1972年,美國總統尼克松訪問中國后,中國發生了根本性的改變,那一年我的村莊第一次使用農藥——DDT。隨著我國開放進程的不斷推進,DDT等農藥大量進口,使用化肥也成為了農村常態。接著,鋼筋水泥開始大規模用于排管水系與河道治理,這使得中國農村經歷了巨大變革,故鄉的白沙溪也隨之改變。1997年當我從美國回到故鄉時,這條溪已經變得面目全非,水泥河渠取代了自然溪灘,古堰也早已成了水泥大壩。但消失的不光是我的母親河,全國上下、大江南北,無數條河流、無數條母親河、每個人家鄉的那條河的改變,都表明工業文明正在沖擊我國幾千年來的基于自然的農業文明。當然我并不是完全否定工業文明,但大家必須意識到工業文明所帶來的破壞。這也是為什么如今倡導生態文明,它是對工業文明的反思和迭代。

除了白沙溪以外,故鄉的水塘也讓我印象深刻。村子里有7口水塘,里面蓄積的水用于村民日常飲水、洗菜、洗衣、灌溉農田等,調節旱澇。雨季時,塘里蓄滿了水;旱季時,這些水便是維持土地豐產和村民生活的關鍵資產。每當出現嚴重的旱季,村子里和農田上的塘一定會被挖大,或者再增加一處,我也曾參與過挖塘工作。這反映了在我國,人們對于氣候的適應而形成的文化景觀,是傳統生態智慧的積淀。諸如“四水歸明堂、財水不外流”“四頃田,必開一頃塘,方可無憂也?!北椴忌介g盆地像海綿一樣分布的坑塘水系,如同毛細血管一樣滲透到整個大地,這類對季風性氣候的適應和對自然資源的利用途徑變成了中國古代適應季風氣候的最有特色的文化遺產景觀之一,體現著人與自然的和諧共生的傳統智慧。

我的家境貧困,再加上祖輩的“富農”身份,生活很艱難。盡管如此,我的內心卻很充實,生活充滿了意味。除了通過勞動所得的工分和糧食外,我們家的經濟來源都依賴于母親制作并售賣的每雙5分錢一雙的草鞋和2毛錢一把的精致的麥稈扇子。此外,母親還擅長刺繡,每當春節和農閑季節,三五個少女會結伴來到我家學習繡花技藝。母親的刺繡為我打開了審美的大門,觀察她的刺繡圖案和顏色搭配,也許讓我自幼便對色彩和形式十分敏感。同時,我們敬拜“治洪水、理九州”的大禹,也敬仰那些能適應自然、開荒辟地、充滿智慧的祖先。

這些年少時在家鄉的種種經歷,構成了我所理解的中國傳統文化。這些積淀千百年的生態智慧,對我未來的學術思想和設計作品都產生了極大的影響。

1980年,在農村生活了17年之后,我通過全國高考,作為一個“土人”前往北京林業大學學習,成為了園林專業的第一批學生,當時也是全國恢復高考以后僅有的一批。

當時60名學生中只有4名來自農村,而在其中,我自以為是最“土”的一個,飯量超大。我的同學、同伴中女生居多,都非常有愛心,常常贈我飯票,分享我所買不起的肉菜,也會拉上我一起學習交誼舞。漸漸地,我在與他們的交往中學會如何從一個“鄉下人”變成“城市人”,盡管一直很笨拙。

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同時,我真的是“站在巨人的肩膀上”,有幸得到了巨人的教誨。例如汪菊淵教授、我的碩士論文導師陳有民教授、陳俊愉教授和孫筱祥教授等等。當時班里學生要被分為設計班和植物班,我不會繪畫但又特別想學設計,于是給美術老師畫了一只流淚的眼睛。孫筱祥教授看到后把我叫到他家里談話,說“你搞搞植物也很好啊”,勸說我不要學設計,讓我主攻植物。后來很長一段時間里,我主攻的是植物學,發表的第一篇文章是關于細胞生理和細胞運動的研究。我非常榮幸聽北京林業大學林學院高榮孚教授學習了植物生理學,和馬驥教授學習了頗多的植物學知識。除以上教授外,我還從關君蔚教授身上“汲取”了營養。我經常在林大的銀杏大道上看到關教授匆忙的身影,就像在我村里的勤勞農人一樣,日復一日,忙碌而樸實。他們培養了我良好的專業素養和治學精神。所以我在本科畢業留言簿上畫了一只展翅飛翔的雄鷹,并寫下“用我的爪去撥開潛流,讓它在宇宙間奔涌”的豪言壯語。

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隨后,我又考上了本校的研究生。當時林學院擁有一個獨特的圖書館,是全中國唯一的林業圖書進出口中心,匯集了所有進出口外文書籍。在那時,我幾乎每天都要去這個圖書館看書,這使我有機會接觸到許多在其它地方無法見到的書籍。豐富的進口外文圖書資源讓我很早就接觸到了《設計尊重自然》(Design with Nature)、《花崗巖花園》The Granite Garden)、《戀地情結》(Topophilia)、《景觀生態學》(Landscape Ecology)、《美國大城市的死與生》(The Death and Life of Great American Cities)等在一般圖書館難以找到的書籍。它們讓我早早地打開了“世界之窗”,看到了外面的世界,也看到了我要學習的專業擁有如此廣闊的前景,覆蓋了整個城鄉、大地和宇宙,而非圍墻中的園林和公園綠地。

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隨后,我留校教書5年。這期間沈國舫校長對我尤其關懷,我懷有非常深厚的感激之情,那時可以隨時到他辦公室交流。出于尊重契約的決心,我和妻子、兒子、母親生活在一個只有10平方米的房子里,認真地持續了5年的教書工作,期間開設了《景觀生態學》一門新課。

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1992年,我向往著能與那些著作的作者進行交流,于是前往哈佛大學設計研究生院深造,跟隨著景觀和區域規劃教授卡爾·斯坦尼茲(Carl Steinitz)、生態規劃之父伊恩·麥克哈格(Ian McHarg)、景觀生態學家理查德·福爾曼(Richard Forman)等頗有造詣的學者得以面對面的交流學習。

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在哈佛大學的日子,我系統地學習了景觀生態學。以前學的生態學討論食物鏈、營養級、能量、物流等,實際上與規劃設計語言相距較遠。景觀生態學將生態系統的概念擴展到了國土空間,擴展到了空間的生態學即景觀的生態學,我也發現空間生態學的語言和規劃設計可以使用相同的語言,諸如基質、斑塊、廊道、關鍵點等等。而彼得·沃克(Peter Walker)、勞里·歐林(Laurie Olin)、理查德·海格(Richard Haag)等這些經常能在學校走廊里遇到的當代大師也影響了我之后的設計思想。因此這時是我最早接觸到生態學,同時受到當代設計啟發的時候。

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在當時,可持續發展是一個全球性熱點問題,大家都在討論如何協調保護和發展。80%的地區和國家都面臨發展的需求,而歐洲和美國則在討論保護問題。在此背景下,我在追蹤一個當時最熾熱的話題:當發展中國家還未解決溫飽問題時,何以談保護?

著名生物學家、哈佛大學教授E.O.威爾遜(Edward Osborne Wilson)曾提到,為了經濟發展而毀掉熱帶雨林,就像焚燒文藝復興時期的繪畫來烹飪食物一樣,是愚蠢的。然而,我在心里卻在拷問:如果我已經饑寒交迫、瀕臨餓死,為什么不燒掉這幅畫呢?我又進而思考,森林和農田真的不能和諧共生嗎?這就涉及到生態格局的空間設計問題。我堅信,通過合理的設計,砍伐森林不一定會減少生物多樣性,農田和森林相結合既可以實現高產,也可以兼具生物多樣性和美觀性,例如元陽梯田、珠江三角洲和長江三角洲的?;~塘。這些思考促成了我對景觀安全格局的理論研究。

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我瞄準了一個全球性難題,即通過設計和規劃空間,在滿足人類開墾和棲居、進行農業生產的同時,保護自然生態系統的健康和完整,保護好生物多樣性。其關鍵問題在于如何使用最有效的空間格局設計來保護自然資產和文化資產,同時允許人類進行開發和建設,最終實現人與自然的和諧共生。

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在研究過程中,中國傳統智慧給了我啟發。在中國大地上2000多年甚至更久的文明過程中,我們的許多大地的改變過程(例如農業)是可持續的,比如我們保護了“龍山水脈”等關鍵的自然景觀資產,使得農業與自然能夠和諧共存至今。另一方面的中國傳統智慧則來自圍棋策略,英文則有趣地翻譯成“Go Game”。我們常談“金角銀邊草肚皮”,體現著不同位置的戰略意義是不同的,土地的生態價值是不同的,這也與集約節約的空間戰略相關。如果按照這樣的思路去布局空間,也許我們可以通過更小的生態空間獲取更多的生態系統服務,不僅可以滿足人類的需求,也可以更好地保護自然環境。

研究需要借助當代的科學理論。在當時,理論地理學家威廉·瓦爾茲(William Warntz)的空間分析方法對我影響很大。他是第一個用三維空間拓撲模型描繪人口空間分布的學者,模型的峰、谷、脊、鞍正如同地形上的山峰、山谷、山脊和鞍部。理論地理學教會我如何對空間的差異性進行判別,以表達自然過程的空間分異,這背后蘊含著一套科學的語言和邏輯。此外,博弈論的相關理論也啟發了我。1995年,基于這兩個理論基礎,我提出了“安全格局”理論,包括生態安全格局、農業安全格局、視覺安全格局等,這些格局統稱為“景觀安全格局”。

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其中,生態安全格局研究了動物遷徙、火災蔓延、病毒擴散、洪澇災害等生態過程。由此,我在當時應用了“最小阻力模型”,通過建立生態過程阻力面,用博弈論的安全點和門檻值方法來判別哪些是關鍵點格局和生態底線。例如,如果拿出30%的區域進行保護,邊界(紅線)應該在哪里?生態安全格局給予了我們答案。我曾在國內讀書期間由北京大學陳傳康教授帶領,主持了廣東丹霞山的規劃。在這個過程中,我積累了大量的數據,運用這些數據進行研究。經過我對生物擴張的研究,生物廊道、生物保護區域、緩沖區和關鍵戰略點實際上可以通過數學方法來判斷、通過理論地理學的方法來測量,這也為生態安全格局的判斷和生態紅線的劃定提供了基本的方法論,也是我未來規劃理論的一些基礎。

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二、迎接挑戰

以上所述構成了我學術生涯的前半部分,在故鄉的記憶、在兩所學校的積累成為了我堅實的學術基礎。而1997年我回國時,遇到了一個最好的時機,即中國的城鎮化進程出現拐點,突然在這一年開始加速,以每年1%的速度增長。

彼時,農村人口快速進入城市,土地被快速地開發,環境被快速地污染。我回國時發現洪澇、干旱、污染、生物棲息地消失等問題已經開始大面積蔓延;濕地不斷消失,城市的馬路在不斷拓寬;河道裁彎取直,岸邊的樹木盡數砍掉,取而代之的是水泥大壩和排洪渠。

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針對很多環境問題,國人在當時的認知是應該通過更多的鋼筋水泥工程來解決,例如建造更寬的防洪堤、更高的大壩,以及更多的污水處理廠,固執地以為這些基礎設施可以解決洪水、干旱和污染等問題。因此,中國不斷投入資金,每年消耗的水泥已經占據了全世界水泥總量的50%,鋼材也達到了世界鋼材使用總量的50%,這些都用于所謂的基礎設施建設——當然,很多這樣的灰色基礎設施都是很有必要的,我并不反對基礎設施建設;但是,我們所建設的這套基礎設施基本上是模仿歐洲和美國的做法,特別是作為工業文明發源地的歐洲。這些國家的城市基礎設施是在氣候相對平和的環境中發展的,所以他們能夠計算出管道的管徑應設計多粗來應對一年一遇的洪水或是十年一遇的降雨。在常規氣候條件下,這些城市都相當安全。而中國的氣候情況與歐洲大相徑庭,基于工業技術制造的基礎設施引入中國時,實際上是完全無法適應中國的季風氣候的。無論設計的排水管道有多粗,都不能解決季風氣候時而帶來的強暴雨,同時它們割裂了人與自然的平衡關系,缺乏韌性。此外,我們面臨的問題也不僅僅是排水調水解決抗旱的問題,還包括污染的處理。于是,我與李迪華老師、北大師生一起開始探討另一條途徑,即構建基于自然的生態基礎設施來系統地解決這些問題,而不是單一地用灰色基礎設施解決問題。

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2.1 基于生態安全格局(ESP)的規劃 

“生態基礎設施”這一概念最早由聯合國提出,用作物種的自然本體。我們“引進來”這一概念后,將其轉化為一套可以提供綜合生態系統服務、可以人工建設和管理的基礎設施。而生態基礎設施的構建方法論就是我之前所提出的生態安全格局,即通過判別關鍵的生態格局來構建這套基礎設施。

這種方法論是基于自然的,旨在解決環境和生態問題,并用作空間規劃,希望在中國可以得到大面積推廣應用。然而,基于自然的方法與工業技術相比存在兩個關鍵難點。一是規劃方面,因為生態需要空間,而中國恰好缺少空間。稀缺的土地且與洪水泛濫區域高度重疊,又由于數千年來的農業開墾和高密度的人類居住空間,因此用最小的空間構建最高效的生態格局變得尤為重要。在美國和歐洲,這可能不是一個重要的問題,因為他們更傾向于盡可能多地保護自然,但在中國農業生產和生態保護都同樣重要且都非常稀缺。我們面臨的挑戰是能否在有限的土地上(也許僅僅使用15%或30%的土地)構建一個同樣高效的生態基礎設施來解決這些問題。這就像圍棋的戰略一樣,每一步棋子落到空間上都必須是最高效的,否則終會失敗。因此,在規劃方面,關鍵是找到最高效的生態格局,也就是“金角銀邊草肚皮”的原則。其次是設計方面,我們需要將中國的傳統智慧轉化為可以計量和標準化的現代科學技術,包括如何規劃生態格局、如何制定高效的生態修復技術。

我們構想的跨尺度生態安全格局規劃體系涵蓋從國土安全格局到區域生態安全格局,包括宏觀、中觀和微觀多種尺度,旨在實現高效的生態保護和修復,我們在實際應用中也持續貫穿了這項工作。

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傳統的城市發展方式主張城市蔓延,人口增長和城市擴張是硬道理,逢山開山,遇水填水,城市規劃要求“三通一平”。由此,我和北京大學團隊最早在北京提出并應用了“生態用地”概念,試圖克服傳統的以發展為導向的城市規劃方式,將城市規劃發展導向的模式倒置,堅持生態優先,將地質安全、水安全、生物保護、文化遺產保護和休憩資產保護置于首位,通過生態安全格局的科學分析,確定何處需要保護地質安全、生態安全、生物等,并在未來的北京市規劃中有所體現。2002年,我首次發表了一篇題為“逆向規劃”(或稱“反規劃”)的論文,倡導生態優先的規劃途徑。

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至少在中國,學術研究需要通過行政力量和政策優勢,才具有實際價值。2006年,我致信給溫家寶總理,并在兩個星期內得到了批復。最終,國家環保局委托我們做了中國的第一個國土生態安全規劃,劃定生態紅線。2007年,我們完成了一個國土尺度的1:1000000國土生態安全格局,為未來更多生態紅線的劃定奠定了基礎,也為國土空間的功能分區規劃提供了支撐。

我們也為國務院多項政策的制定提供了支持和貢獻,包括紅線劃定和功能區劃定等,也得到了國家官方文件的支持:黨的十八大報告第一次明確使用了“生態安全格局”一詞。區域尺度上,北京市也對我們的工作進行了認同和支持,推廣了生態安全格局概念,劃定了北京市的增長紅線和生態底線,整合水安全、生物保護、文化遺產和休閑資產。北京是第一個實施生態底線的城市,將生態安全格局納入了其戰略空間調整中,通過壓縮城市區域來保護生態安全格局,并通過水保、植樹造林、文化遺產和生態休閑的系統整合,形成了區域生態基礎設施。這個基礎設施告訴人們,城市的擴張必須以此為基礎,不能盲目侵占,以解決“攤大餅”的問題。

2017年,北京提出了百萬畝造林計劃。關于林業,我們需要考慮樹木種植的位置。并不是所有地方都可以隨意種樹,如果樹木需要不斷灌溉,那就不一定是生態的。因此,我們提出了一種新的種樹方式,即沿著北京主要的河谷和河流廊道種植、使藍綠相間。這個理念受到我的少年時代落水經歷的啟發,只要藍綠交織,洪水就可以成為朋友。清新明亮的環境可以充分發揮各種生態效益,既能成為生物多樣性保護地,又能成為優美的風景地,還可以構建洪澇海綿系統等。這也就是我們為北京市提出的“百萬畝造林計劃”的藍本。

2009年在武漢,我們試圖改變城市的原有建設方式,進行了一個實驗,即在城市中不使用排水管網和水泥管道系統,通過景觀設計、園林和綠化來解決雨水排放的問題,構建海綿城市。這個實驗不再需要建設“三通一平”的排水系統,為政府省下了不少基礎設施投資。公園、小區的綠地、綠道和綠色屋頂形成了可以吸水的“海綿”系統,不僅可以發揮過濾和凈化作用,同時也是美麗的公共綠地,驗證了“海綿”可以進行水土保持、解決面源污染、做到環境凈化。水經過綜合的生態系統服務后得到凈化,這比傳統排水管道效果更佳。

在過去多年間,我帶領北京大學團隊編寫了多部面向各級地方領導的教材,旨在交流思想。其中《城市景觀之路——與市長交流》一書已經重印了18次,有一年我們甚至全部免費贈送。我也曾參與審讀了《建設美麗中國》黨建教材。最近,我們在住建部的領導下編寫了一本名為《城市與自然生態》的市長培訓教材,內容涉及人與自然的和諧、城市自然構建等方面。因此,我想強調的是要將科學知識和規劃理念迅速轉化為國家意志,最有效的途徑是讓決策者們盡快接受這些理念。

這便是我分享的第一部分。規劃實際上是一項政治性的設計工作,我將其稱之為“政治設計”,即需要充分利用中國龐大的體制優勢,實現我們的生態文明和生態保護理念。


2.2 設計深邃之形:ESP工程設計及其模式化途徑

設計與規劃有許多不同之處:規劃主張通過政策來制定紅線,側重于土地利用、空間利用關系、解決不同土地利用的毗鄰關系問題,為自然保護、人工建設、農田耕種、防洪防澇等明確了邊界;而設計則是疊加的、水乳交融的,無法清晰區分自然和人工,就像梯田一樣,既展現了自然地形,又是人文的、人工的。

如何將這一系列設計過程科學化和標準化是非常具有挑戰性的。我愿稱之為“深邃之形”,而不是“淺陋之形”。“深邃之形”是指自然與人類融為一體,將人類的欲望建立在自然的生態過程基礎之上。在這方面我提出了這樣一個模式:基于中國傳統生態智慧,并將其加以提煉,進行科學的績效評估,再增強設計,最終形成了一套可復制、可操作的工程模式,適用于大工業化時代下的大規模生態修復。這一工作旨在將傳統智慧與現代科學相結合,形成創新的設計方法,為生態修復提供科學和可復制的方案。

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我國的生態修復必須是大規模的、低成本的,比如來源于傳統智慧的梯田模式、陂塘模式、基塘模式和垛田模式。基于此類模式,我在十幾個國家、250多個城市進行了千余個項目的建設實踐。

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而“海綿城市”便是首要的實踐。我國的土地十分有限,從規劃角度來講,能種樹的土地都種完了,林地和耕地是被嚴格區劃開來的。問題來了:難道農田里面就不種樹了?水里就不能種樹了?或者城市里就不準有農業了?顯然都不是。所以,規劃方法是無法解決設計的問題,如果從設計的角度來講,它允許我們可以在田里、河里、湖里、房子里、城市里種樹??臻g的疊合、復合功能的生態系統,以及山水林田湖草生命共同體,其實都蘊含著“海綿城市”理念。

與大壩、水庫、防洪堤等單純攔截水、排放水的灰色基礎設施截然相反,“海綿城市”以水為核心,藍綠交織的空間疊合設計,通過全流域的生態基礎設施建設,試圖解決中國60%左右的城市洪澇問題,包含著“源頭滯蓄、過程消能、末端彈性適應”三大策略。童年的經歷提醒我快速的水流十分兇險,水流的末端更是慘烈。所以在排水時,我們更應該注重如何讓水慢慢地流下來,海綿的山坡、湖沼、水道、田園、城鎮構建的完整海綿系統便能做到如此。

下面我將通過一些城市中的設計案例進一步講解如何設計基于自然、功能復合的“深邃之形”。

第一個方面,構建“綠色海綿”,營造“水適應城市”,把樹種在水里。2015年,海南省三亞市成為“海綿城市”建設試點城市之一,也是“城市修補、生態修復(雙修)”的首個試點城市,強調解決城市內澇問題。我有幸作為主要參與者,負責三亞市海綿城市建設的幾個重要工程,提出了在城市環境中建設“綠色海綿系統”,推動山坡綠化、河道拓寬、濕地系統建設及植樹造林;在關鍵節點進行精準干預,做“生態針灸”,加強水土保持,以提高城市應對氣候變化的韌性。

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以三亞東岸濕地公園為例,該地區曾面臨嚴重的水污染,周邊房屋建設于低洼地帶,易受洪水侵害。設計利用了中國傳統的農業造田智慧,通過梯田、基塘、垛田營造了“水上森林”系統,為鳥類提供棲息地的同時,可以固碳和凈化水質,也為居住于高密度城市中的人們創造了休閑空間。該公園每年能夠滯蓄100萬立方米的雨水,有效解決了周邊區域的排水問題,“水上森林”更是成為了城市的亮點。如今公園周圍高樓林立,證實了生態價值能夠轉化為經濟價值,城市中的造林、水土保持和園林建設可以從實質上解決城市內澇問題,促進城市發展。

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在位于長江中游、易受洪澇災害影響的江西省南昌市,我們用一年時間將污染嚴重的粉煤灰廠改造為城市網紅打卡地——魚尾洲公園。遵循“海綿城市”的原則,設計在粉煤灰中塑造出小島并種植水杉、落羽杉、赤松等大量本土植被,營造“水上森林”。最終,場地能夠滯蓄100萬立方米的雨水,有效緩解了附近近十倍于公園面積區域內的洪澇問題,也塑造了一處美麗的景觀。公園的部分區域在雨季可能被淹沒,但高空展館、美術館和酒吧等設施都經得起洪水的考驗,實現人與水的和諧共處。該公園已引起眾多國際媒體的關注,《MIT科技評論》(MIT Technology Review)更將其作為封面故事,介紹了這個解決城市雨洪問題的創新途徑。

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“海綿城市”這一基于自然的中國模式已被推廣至全球多個國家,泰國便是其中之一。在泰國曼谷班加科特森林公園,為了應對公園地勢低、易受洪水侵襲這一挑戰,我們采用了“海綿城市”建設方法,通過簡單的挖填方技術,建造了數百個小島,允許樹木在其上自然生長。該項目由泰國部隊工程兵施工,施工技術難度低,進度異常迅速。僅一年時間,樹木已經從苗木成長為壯觀的林木,水泥停車場變成了稻田,該公園也成為曼谷最美公園之一,每天有數以千計的游客慕名前來參觀。

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第二個方面,構建生態防洪工程,做到人水和諧、韌性適應。2003年,我們在浙江省臺州市黃巖江北公園進行了一次大膽的嘗試,將水泥和鋼筋替換為生態系統。拆除硬質河岸后,盡管河道空間并未增加,生態系統服務卻得到了改善。十多年后,我再次受家鄉政府邀請,設計浙江省金華市防洪工程之一——燕尾洲公園。受相關領導的支持,我們最終拆除了鋼筋混凝土防洪墻,將公園打造為一個與水和諧共存的綠色生態空間。公園允許水自然流入,人們可以親近水面,鳥類也重新回歸,增添了一道美麗的風景線;當百年一遇的洪水來臨時,公園能夠承受短暫的“淹沒”。

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我們也將“海綿城市”的理念分享給俄羅斯,建設了喀山市卡班湖群濱水區。前蘇聯工業遺址轉變為受市民歡迎的濱水公園,混凝土防洪堤不復存在,設計通過生態手段凈化水質,綜合考慮了使用者需求、水生態健康及適應洪水的要求。

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第三個方面,基于自然的棕地生態修復。以美國為例,棕地法規要求在開發棕地之前必須對土壤進行凈化,而其成本高昂。在中國,大約60%的城市土地遭受污染,問題嚴峻,我們也無法承擔高昂的凈化成本。

因此,我們嘗試了基于自然的棕地生態修復。以天津橋園為例,場地由于鹽堿化長年荒涼不堪,我們通過設計微地形與水網,有效收集酸性雨水以中和土壤堿性,凈化土壤;在每個小型濕地配置不同的植物,形成與場地小環境適應的多種植物群落,恢復生物多樣性。經長期觀察研究,該地區生物多樣性、土壤及水質均得到明顯改善。

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第四個方面,基于自然的養分管理與面源污染治理。在中國,大量的化肥跟隨雨水徑流進入河流,最終匯入海洋,造成了嚴重的面源污染。我們希望通過基于自然的解決方案,利用濕地等自然系統凈化污染水體。

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在海南省??谑校撅L氣候帶來的洪澇災害、來自城市與郊區的廢水及面源污染長期困擾著美舍河。2015年,我們采用基于自然的解決方案,創建富有韌性的綠色基礎設施:拆除混凝土防洪墻,將河流重新與海洋相連,讓潮汐進入城市;重建濕地和沿河低地,為孕育紅樹林提供沃土。鑲嵌于沿河兩岸的梯田濕地作為生態水處理設施,可以有效阻截并凈化富含營養物質的徑流。孩童和大人能夠在河道中捕魚、嬉戲,更多的鳥類和野生動物也擁有了棲息空間。

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第五個方面,基于自然的水土共治。在河北邯鄲園博會,我們運用基于自然的水土共治系統,綜合應對邯鄲鋼廠帶來的大量固體廢棄物和污水。設計利用污水中的營養物質(如氮、磷)促進植物生長,再通過植物自然凈化污水。此外,我們將幾種不同形式的人工濕地結合在一起,形成沉浸式的生活景觀,并提供了可以觀察量化設計與生態系統性能之間相關性的機會,兼具探索和教育功能。該項目展示了基于自然的水土共治不僅能夠凈化廢水和修復棕地,還能提供生態系統服務,達到科學研究、審美啟智的目的。

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而設計的尺度不僅僅局限于單個公園或河流,也可以擴展至數百平方公里的湖泊,甚至海洋系統。

第六個方面,會呼吸的生態海防。在河北省秦皇島,我們設計了“海綿海岸帶”,阻隔陸地徑流中超標的磷與氮等面源污染。僅僅一年時間,該項目便總磷總氮去除效果明顯,同時修復了動植物棲息地,大量鳥類重返此地,形成了亞洲主要的鳥類保護區之一。

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在海南省海口市江東濱海公園,全球氣候變化后增強的風浪造成了嚴重的海浪侵蝕、鹽分殘留、植被枯死等問題,因此我們設計了“會呼吸”的生態海防。當海浪涌來時,多孔的防洪堤允許海水透過。同時我們降低了地面標高,配合新種植的植被有效過濾鹽分,讓植物得以在防洪堤內部生長。最終,海綿狀的防洪堤不僅是一道堅實的屏障,也是富有趣味、美麗宜人的休閑場所。

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第七個方面,氣候韌性的海岸。位于海南省三亞市的紅樹林公園是基于自然進行生態修復來實現氣候韌性的典型案例。項目通過手指狀的地形設計,將海洋潮汐引至河道,削弱了來自海洋的熱帶風暴潮,以及源自上游城市和高地的山洪暴發可能對紅樹林生長造成的負面影響。沒有了浪涌的破壞,淡咸水交匯處成為紅樹林理想的生長環境。項目一側建設了鳥島用作鳥類棲息地;另一側則留給了人們,通過建設觀景和觀鳥亭實現人與自然和諧共存。如此,生態恢復迅速,僅用數年時間就生長了大片的茂盛紅樹林。人們在此跳舞,對岸白鷺棲息,景象宜人。廣西北海的紅樹林碳生態修復項目規模更大,占地數萬畝,屬于山水林田湖草沙項目,也是自然資源部的一個示范工程。

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前面的案例涉及了河流、湖泊、海洋及城市棕地等不同領域的生態文明建設討論,最后我認為,生態文明也可以延伸至城市及家庭。

如何運用基于自然的解決方案,將高能耗建筑轉型為節能建筑,也許是未來的一個重大課題。我暢想整個城市的生態化,屆時街上種滿果樹與稻田,生機勃勃。

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為驗證基于自然的低碳建筑的可行性,我改造了自家的頂層公寓,安裝太陽能并收集雨水,使陽臺變成菜園,每年能生產32公斤的蔬菜;將另一處小陽臺改為了芳香植物園,種植著熱帶及亞熱帶的芬芳植物;屋頂收集的雨水令臥室的墻壁變成生態墻,與空調效果相似。經觀察,植物可以僅依賴水循環系統進行自然演替,起初長滿苔蘚,隨后是虎尾草,最終鐵線蕨成為優勢物種,覆蓋整個墻面。15年來,這面生態墻始終生機勃勃,未曾枯萎,植物也提供了治愈身心的作用。如今,我的家已經成為公眾參觀和學習的場所,我樂于邀請人們前來,這可以讓決策者更加了解我的規劃理念、幫助落地,也希望將這樣基于自然的設計理念普及千家萬戶,在每個家庭中推廣綠色生活,讓每個人都能學習并在家中實踐,以解決碳中和問題。

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三、中國模式的國際意義

綜上,我所提出的中國模式,是基于我國在空間規劃方面的人文、歷史、氣候、地理和文化智慧,以及植樹造林和生態修復等技術化手段。所謂的“中國模式”在于其適應我國季風氣候,能夠依托自然多樣性,在人口眾多而土地相對稀缺的條件下生存與發展。這一模式若能妥善應對諸多挑戰,便有可能向世界貢獻中國智慧。

中國的農田與歐洲的牧場截然不同,我們通過地表工程來適應季風氣候,而當歐洲出現突發天氣狀況,如英國和德國發生洪水災害時,其基礎設施和地表景觀難以適應氣候變化。于是,中國的發展模式迎來了走向世界的契機。

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美國國家科學院已經對這一中國模式進行了專門討論,美國藝術與科學院院刊、《科學美國人》(Scientific American)、BBC、美聯社等國際知名媒體和世界衛生組織等官方機構也曾深入探討中國的“海綿城市”理論與方法。其公報肯定了“海綿城市”在解決城市的多個問題,包括居民的健康問題方面的積極意義。

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如今,在Google上搜索“海綿城市”相關的詞條已超過5000萬,體現了源于中國的學術、科學術語獲得了廣泛的國際認同,中國傳統智慧為解決全球問題所提供的方案正在受到世界關注。例如,印度和法國的小學生教材已經開始提倡中國的“海綿城市”模式。

全球氣候變化要求我們每一個人都做出相應的改變,而這種改變正是生態文明的革命。生態文明必須解決工業文明無法解決的問題,并糾正工業文明帶來的副作用。因此,我從中國的傳統生態智慧中汲取靈感,基于自然構建生態基礎設施,建設城市森林,進行國土生態修復,以低碳而高效的方式解決問題,向全球提供多尺度應對氣候變化和進行地球生態修復的中國模式。

最近我在國際上提出了“海綿星球”的新概念,希望將“海綿城市”的理念拓展到全球,以解決氣候變化帶來的極端降雨、干旱及生態退化等問題。我們需要像國君一樣思考國家、全球的問題,但更應如農民般行動,腳踏實地,把論文寫在大地上。今天所述,也都是源于農民智慧,基于17年的農民生活經驗和站在北京林業大學及哈佛大學的巨人們的肩膀上的知識和視野,使我能有機會致力于解決中國和世界性問題,今天在此分享我的所感所悟,并再次感謝母校的培育之恩。

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圖片來源 | 俞孔堅
編輯 | 周舟,王慧嫻



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