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从海绵城市运动展望中国绿色基础设施发展
时间:2016-10-03 13:45:27  来源:城市化杂志  作者:栾 博 丁 戎 

栾 博:北京大学深圳研究院绿色基础设施研究所 执行所长、北京一方天地环境景观规划设计咨询有限公司 首席设计师

丁 戎:中国城市规划设计研究院风景园林分院

  1 海绵城市与绿色基础设施

  1.1海绵城市的提出

  我国近20年快速粗放的城镇化进程引发了很多生态问题,暴雨洪涝就是其中之一。为应对这一问题,2013年12月习近平总书记在中央城镇化工作会议提出要建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。为落实中央要求,2014年11月,住建部发布《海绵城市建设技术指南》,2014年12月,财政部、住建部与水利部联合设立专项资金支持海绵城市试点建设。2015年7月,住建部发布《海绵城市建设绩效评价与考核办法(试行)》。2015年10月,国务院办公厅正式发布《关于推进海绵城市建设的指导意见》,提出明确的工作目标。自此拉开了海绵城市建设的帷幕,海绵城市运动一时间席卷全国。

  1.2绿色基础设施与海绵城市的关系

  城市内涝的重要原因是城市建设过于依赖灰色基础设施,从而使城市缺乏调蓄雨洪的弹性。海绵城市是指城市能够像海绵一样,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用,实际是一种生态化雨洪管理方式。发达国家早于我国10-20年时间发展可持续雨洪管理体系,如美国的BMP、LID,英国的SUDS,澳大利亚的WSUD等,目前都已形成了完善的体系,积累了大量实践经验。相比而言,我国海绵城市体系的提出较晚。

  绿色基础设施(Green Infrastructure,简称GI)是从公园、公园系统、开放空间、绿道、生态网络、生物廊道和雨洪管理等多个领域共同推进发展而来,可归纳为人居环境、生态保护、绿色技术三大发展脉络。绿色基础设施具有以下核心特征:(1)功能上,GI提供全面的生态系统服务;(2)空间上,GI是一个跨尺度、多层次,相互连接的绿色网络结构,是城市发展与土地保护的基础性空间框架;(3)构成要素上,绿色基础设施包括三个层次的内容:一是国家自然生命支持系统(如:河流、湿地、森林等生态系统),二是基础设施化的城市绿色空间(如:具有全面生态服务的城市公园绿地),三是绿色化的市政基础设施(如:生态化的雨洪管理设施)。

  应该认识到,绿色基础设施是可持续雨洪管理的重要途径,但绿色基础设施还具有更综合的目标与更多元的功能。除了调节雨洪外,它为城市及居民提供全面的自然服务(生态系统服务),包括提供清洁的空气与水、调节气候、为生物提供栖息地、为市民提供户外休闲、文化启智与审美教育等空间场所。不同于单一目标的市政排水管网、污染治理技术、景观美化工程,绿色基础设施是通过整合式途径缓解生态问题,营造人居环境。因此,绿色基础设施可以作为海绵城市建设的主要工具,但海绵城市建设并非绿色基础设施的全部内容。

  2 海绵城市运动的问题

  当前海绵城市建设的初衷和目标很好,将主流观念从传统的管道集中速排模式转向了生态化的可持续雨洪管理。但是,从之前的无人问津到当前的蜂拥而上,我国无论在技术、标准、人才,还是管理、制度的各环节均准备不足,逐渐演变为一场关于海绵城市的大跃进运动,确实需要冷静思考。

  其一,对我国关键水情特征的应对不足。首先,我国是极度缺水的国家,北京、上海这些一线城市人均水资源量只有世界缺水警戒标准的十分之一,这是我国不同于其他欧美国家的关键水情特征。因此,我国的海绵城市技术体系应重点关注水资源化管理,特别是雨水、废水相统筹的综合控制利用,这是应对我国缺水危机的主要对策。其次,对我国大部分地区而言,夏季集中强降雨是造成水灾的主因,表现为城市内涝与区域洪水的叠加。当前很多人将城市年径流总量控制率作为海绵城市建设核心指标,把侧重源头管理的美国LID体系作为主要技术途径,这些指标和技术对于出现频率高的中小降雨事件十分有效,而对超标暴雨只有一定缓解。因此,海绵城市不可盲目照搬国外雨洪管理体系,需对中国水情制定流域蓄洪和源头管理并重的技术体系。

  其二,对本土经验与乡土技术的关注不足。我国幅员辽阔,自古以来在长期自然适应过程中积累了大量本土的海绵经验,比如南方的陂塘系统,长江三角洲发达的运河水网系统,华北黄泛平原的“择高筑城,取土为塘”的洪涝蓄滞系统。可惜的是,在快速城镇化过程中这些工程已大量消失。正在开展的海绵城市建设应汲取和利用本土经验,并辅之现代技术,不可一味追求国外的现代化、标准化的工程技术,而忽略了传统智慧。

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图 1 :完整的乡土陂塘结构(Jie Gao, 2015)

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图 1 .1:黄泛平原的古城对洪涝的适应性结构(来源:张蕾)

  其三,对综合价值与多元目标的关注不足。海绵城市应该具备多目标的综合价值,雨洪控制是其基础,而非全部。现在的海绵城市建设中实施了很多植草沟、下凹绿地、滞留池等技术示范,但往往缺少人的参与使用,也不足以给人美的享受,是单纯的绿色工程技术。既然我们叫做“海绵城市”而非“海绵技术”,就不可局限于控制水量水质的单一目标,而应协调雨洪管理与城市发展、生物保护、市民休闲、身心愉悦、社区参与等方面的关系。因此,统筹专业技术,通过对城市空间的综合设计,发挥海绵城市的全面价值才是应有之意,目前我们在这方面做得还不够。

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  图 2:单一目标的绿色技术实践

  其四,借海绵城市之名造景,科学理性实践不足。席卷全国的海绵城市运动中,各种借海绵城市之名立项建设风起云涌。其中不乏新一代造景工程:把海绵湿地建设变为海绵时代的城市花瓶。海绵城市本应调节旱涝,调蓄雨水,“假海绵城市”建设反而需要四处调水“造景”。在我国城市普遍缺水的情况下,这样的湿地美化运动反成为消耗水资源,损害生态系统的不应之举。还有一些案例,以示范为名做样板工程,科学性与必要性不足。如在并无城市开发计划的自然植被丰茂的乡野地区建设雨水示范工程,将原生植被破坏殆尽,取而代之的是标准化的绿色技术示范。

  美国LID技术体系发展了20年时间才形成了较成熟的标准体系,其一个城市或地区的LID实践都需要在研究、分析、设计、实施、评估的过程中耗费近十年时间。而我国在各环节准备不足的情况下,希望在两三年内全面推广,挑战性可想而知。

  3透过海绵城市运动展望绿色基础设施

  3.1发展机遇

  绿色基础设施是海绵城市建设的主要技术途径,但它涵盖的范畴更广泛,功能更综合。尽管海绵城市的运动式发展并不可取,但规模空前的形势预示了未来我国绿色基础设施领域的发展机遇。未来20-30年中,中国对绿色基础设施建设具有巨大需求,中国也必将成为绿色基础设施发展实践的全球热点地区。

  第一,我国生态环境危机的挑战与机遇。从全国来看,资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的形势依然严峻,虽然充满挑战,但也为GI的发展提供了空前的机遇。

  第二,国家顶层设计的政策制度保障。从科学发展观到生态文明建设,可持续发展的宏观政策一脉相承且不断提升。生态文明理念已被要求全面融入到经济、政治、文化、社会的各方面和全过程中。生态文明体制改革总体方案已获通过。绿色基础设施作为国家的自然生命支持系统,无疑是支撑生态文明建设的重要途径。

  第三,绿色投资作为拉动经济持续发展的途径。依托绿色金融战略与国家资金支持,各地将不断加大生态环境基础设施的投资力度,这将是在经济新常态下稳定地方经济增长的新举措。当前国家对海绵城市建设的支持即是一个标志,这成为GI发展的良好契机。

  第四,我国城镇化发展的现实需求。我国城镇化发展刚刚步入下半程,未来20-30年的城镇化进程是不可逆的过程。新型城镇化道路将从规模扩大转为质量提升,可持续发展与绿色化实践是核心内容。2014年我国城市建成区平均绿地率达36.29%,这些绿地空间的建设水平目前大部分都与GI的标准有差距。在城镇化发展的转型时机下,我国拥有广阔的应用实践机会和需求。

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图 3 贵州遵义乡村陂塘系统再生:现代技术与传统经验结合的绿色基础设施(来源:北大GI研究所与一方设计合作案例)

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  图 4北大绿色基础设施研究所多专业协同:环境、生态工程师与设计师合作对海绵城市项目进行水量、水质及生物多样性现场采样与评估分析

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  图 5咸阳渭河湿地:具有洪水适应、废水净化、环境教育、市民休闲综合价值的绿色基础设施(来源:北大GI研究所与一方设计合作案例)

  第五,我国之于全球的巨大实践空间。尽管绿色基础设施起源美国并在发达国家不断发展,但始终没有广阔的实践空间。因为发达国家城市建设趋于饱和,改造更新的空间不大。相比之下,中国正值转型发展时代,因而拥有更多实践机会。国际成熟经验在我国正有用武之地,必然成为未来绿色基础设施发展实践的全球热点。

  3.2我国绿色基础设施前景展望

  目前,我国绿色基础设施发展仍处于口号多于行动、模仿多于创新的初级阶段,是基础设施建设的薄弱环节,与生态文明时代的紧迫需求形成很大反差。当下急需的不再是美好的愿景口号,也不再是空洞的概念和规划,而是科学、合理的落地实践,和保障实践的专业化、产业化发展。

  在这样的背景下,北京大学深圳研究院绿色基础设施研究所(简称:北大GI)与一方设计于2014年合作成立了国内首个专注于绿色基础设施领域的全产业研发平台,开展研究、设计、监测、评估、运营的一体化咨询服务,已完成了一些的探索实践。我国未来绿色基础设施发展有以下预期方向。

  3.2.1发展中国本土化技术标准体系

  绿色基础设施是舶来品,其中国化是一项重要命题。我国的气候条件、地理特征、生态状况、环境资源,以及各地生活方式、文化习俗与欧美有很大差异,需要谨慎的借鉴国外技术。实际上,我国古代工程中具有很多类似现代绿色基础设施作用的经验式实践,体现了适应自然的朴素思想,不同程度地发挥了生态系统服务功能。而未来,我国很可能成为国际成熟经验与技术的试验场。因此,如何结合古代本土经验与当代技术(图 3),界定适用于我国的GI概念内涵与外延,研究适应我国本土环境与社会特征的关键技术、评估体系、标准规范、管理制度是非常重要的工作。

  3.2.2加强跨专业合作,实现生态与人文的综合价值

  GI具有复合功能和多元价值,通过科学研究、工程技术与设计应用的紧密合作,实现生态与人文价值的共生对于绿色基础设施领域尤为重要(图 4图 5)。目前我国在此方面尚存不足,科学研究缺乏真实问题的应对,工程技术缺乏综合目标的统筹,设计应用缺乏专业技术的支撑。具体来讲,科研人员不面对实际问题,只专注整理数据和编写成果,研究缺乏应用价值;各专业的工程师往往局限于专业工程技术,欠缺综合视角和统筹思考;设计师善于定性统筹人文与生态价值进行空间落实,但缺少量化研究与专业技术的支撑。所以,很多实践或是沦为缺少人文关怀的单一目标绿色技术,比如以水质净化为目标的人工湿地,缺乏审美价值和人的参与;或是成为看上去很美的“生态花瓶”,实际功能难以评判,比如大量的城市湿地公园,很可能是四处调水的耗水工程。

   3.2.3开展市场化与社会化相结合的模式创新

  当今城市的大部分绿色空间仅为居民提供散步、健身等简单的参与方式,已难满足社会大众的深度参与需求。这与以往政府主导的建设运营模式没有能力提供相应服务有很大关系。例如,笔者曾受邀为某城市进行湿地公园设计,在调研时发现周边居民已自发开垦闲置土地作为自家菜园,充满生活气息(图 6)。当地居民表示如未来公园中能提供认养菜园,愿意付费承租。而当我们向政府提议时,当地政府却以难以管理为由谢绝了提议。这说明,绿色基础设施的深度参与体验在当前并非没有社会需求,也不怪政府有心无力,而是缺乏有效的市场化模式与机制。

  其实,绿色基础设施的市场化与社会化是相辅相成的,这是绿色基础设施可持续运营模式的基础。市场化是建立在社会化基础上的,因为深度细分的社会参与保证了市场化所必需的经济收益;合理的市场化也有利于社会参与度的提高,它不但不以牺牲公共利益和减少公共服务为代价,反而能够为社区和居民提供参与性更高的服务和体验。例如,一个湿地公园既是免费向公众开放的市民公园,又具有废水再生,雨水调蓄的生态功能,还拥有市民农园、自然课堂、亲子乐园等的深度体验与经营收益,以此保证环境、社会和经济效益的协调。

  我国正在大力推行公私合营(PPP)模式,这是绿色基础设施市场化的重要契机。但是,目前,PPP模式普遍成为一种简单投融资工具,并未将资本运作与社会参与、项目运营相统筹,形成可持续经营模式。在这方面,美国纽约高线公园(Highline Park)是一个具有启发性的案例:高线公园是一个废弃铁路改造的城市绿脉,由获得政府的特许经营权的高线之友(社会组织)负责经营和管理。他们通过会员年费、出租场地、定期组织募款酒会等方式获得持续收益,并通过组织收费和免费活动吸引周边市民参与其中。政府投入部分建设资金,建成后以购买社会服务方式支付,每年只占运营收入的1%(2013年运营总收入有3000多万美元)。

  我国需要在绿色基础设施的资本运作、建设运营、社会参与、管理制度等方面进行统筹探索。首先,解决运营与持续收益问题,通过特许经营的活动和项目实现经济收益;其次,解决社会参与问题,通过活动拉近社区居民与绿色基础设施的距离,增进互动参与性;第三,政府按效付费,投入与管理成本更低。

  3.2.4完善综合绩效评估与标准体系

  首先,在我国公共服务市场化的趋势下,当务之急是建立用于政府购买生态服务的绿色基础设施综合绩效评估及标准体系。当前,绿色基础设施究竟能为城市净化多少废水,调蓄多少洪水,产出多少价值,提供多少收益?目前缺少定量监测评估,而这是政府按效付费的最大障碍。因此,全面评估GI在原状态、材料获取、建设、运行等全生命周期过程中的综合绩效,以此为基础建立政府购买生态系统服务的定量可测标准是关键环节。

  其次,绿色基础设施的科学实施需要监测评估与标准。兼具生态与人文价值,提供全面生态系统服务是绿色基础设施的核心价值。目前,国内GI实践大致有两种倾向,一种是缺少人文价值的单一目标绿色技术,另一种是难以评价环境效益的“生态花瓶”。两者都不是名符其实的绿色基础设施。当前,我们亟需建立能够全面衡量生态系统服务综合绩效的绿色基础设施评估标准,这对于未来绿色基础设施的健康发展和务实行动至关重要。

  3.2.5构建产研一体化链条,保证服务的有效性

  绿色基础设施从空间战略向实施战术的转变中需要产研一体化发展。过去20年粗放式城镇化阶段,绿色基础设施的重点是以保护生态格局为目标的空间规划,这对于城市快速扩张时的土地保护具有战略性作用。但也需要认识到,即使保证了最佳格局的绿色基础设施也不一定能够提供最优的生态服务,具体实施技术如使用不当很可能会带来生态伤害(ecosystem disservice)。

  未来,新型城镇化将从向外规模扩张转为内部质量提升。绿色基础设施的关注点也将从空间战略转向实施技术。在这样的形势中,只有科研、规划、设计、产品、建设、评估、运营各环节的紧密联系与专业合作,形成绿色基础设施的产研一体化发展与产业化链条,才能保证技术实施与管理运营的有效性与合理性,保证其发挥生态服务的实际效果。

  3.2.6深入拓展细分领域

  我国绿色基础设施可重点拓展以下细分领域

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图 6市民自发利用空地的自家菜园

  一、海绵城市与雨洪废综合管理领域。海绵城市建设将成为今后一段时期的热点。跨尺度、综合性的绿色基础设施是海绵城市建设依托的主要工具,未来有以下发展方向:1) 用以解决我国水资源短缺问题的雨水和废水的资源化综合控制利用技术(图 7);2) 传统治水经验与当代绿色技术结合的雨洪管理本土化技术;3) 应对我国季风气候特点的区域洪水控制、城市雨水管理的耦合研究;4) 城市建成区中灰绿设施结合与雨污合流问题的技术对策。

  二、气候变化领域。未来我国将在应对气候变化方面承担更多责任。绿色基础设施具有城市降温、旱涝调节、节能减排、碳汇等功能,是应对与缓解气候变化的有效办法。

  三、大气污染领域。区域复合型大气污染已成为危害我国大城市的普遍问题,绿色基础设施空间布局与具体设计如何应对大气污染的新形势成为未来热点。

  四、养老与健康领域。很多研究证明,绿色基础设施对人们生理与心理健康具有很大影响。在我国老龄化与健康问题日益突出的背景下,绿色基础设施与养老健康产业将具有紧密联系;

  五、都市农业领域。随着人们对农耕体验与食品健康的需求,都市农业逐渐成为热点。绿色基础设施与市民农园、社区支持农业的合作,既保证了经济产出和收益,又为市民提供了深度参与的机会,具有很好发展前景。

  六、亲子环境寓教领域。我国儿童亲子产业的市场需求很大,目前多位于室内,户外空间的自然课堂与乐园为数不多。绿色基础设施是城市中提供多样自然服务的场所,为儿童提供体验自然的户外探索、亲子乐园、自然课堂等环境寓教类项目具有推广价值。

  参考文献

  栾博,柴民伟,王鑫. 绿色基础设施的发展、研究前沿及展望;生态学报(已接收)doi:10.5846/stxb201605100903
Gao, J., Wang, R., & Huang, J. (2015). Ecological engineering for traditional Chinese agriculture—A case study of Beitang. Ecological Engineering, 76, 7-13. doi:10.1016/j.ecoleng.2014.06.035
车伍, 吕放放, 李俊奇, 李海燕, 王建龙. 发达国家典型雨洪管理体系及启示. 中国给水排水, 2009, 25(20): 12-17.
俞孔坚, 张蕾. 黄泛平原古城镇洪涝经验及其适应性景观. 城市规划学刊, 2007, (5): 85-91.
2013年中国国土绿化状况公报. 国土绿化, 2014, (3): 12-17.

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