楊文舉， 菲爾卡特·甫力東， 俞程奕， 李欣， 崔玉波

(大連民族大學，遼寧 大連 116600)

隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快，城鎮(zhèn)土地硬化面積持續(xù)增加，造成內陸水循環(huán)受阻，城市內澇災害頻發(fā)。傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)規(guī)劃建造模式中，一般依靠管渠、泵站等排水設施調節(jié)雨水高峰。由于水的自然循環(huán)系統(tǒng)被破壞，而現(xiàn)有的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)無法緩解和調節(jié)暴風雨造成的巨大洪峰，大量雨水無法排放，導致內澇的發(fā)生愈發(fā)頻繁，造成重大財產和人員損失。如何破局，成為市政管理和規(guī)劃部門迫在眉睫要解決的問題，海綿城市的提出正是應對這一問題的重大舉措。海綿城市，顧名思義，是指城市亦可似海綿一般，其較為出色的“彈性”可較好地適于環(huán)境改變以及應對自然災害，降雨時“吸”“蓄”“滲”“凈”，必要時將“蓄”水“釋放”出來并加以利用[1]。

濕地生態(tài)系統(tǒng)因其所具有的特性，既可作為海綿城市規(guī)劃建設的必需構成，同時又是推動地區(qū)社會可持續(xù)發(fā)展的“助燃劑”。濱海濕地作為最重要的濕地生態(tài)系統(tǒng)之一，在沿海地區(qū)海綿城市建設中有著重要的價值和作用[2-6]。

1 濱海濕地在海綿城市建設中的應用價值

濱海濕地坐落于海、陸兩大生態(tài)系統(tǒng)的交界地帶，其本身的水文、生物物種、土壤、植被等不同于我們所熟知的任何一類生態(tài)系統(tǒng)。其在抵御海洋災害、吸附消減污染物、改善區(qū)域氣候、保護海岸線、維持生態(tài)平衡等方面具有其它生態(tài)系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)勢[7-8]。不過，迄今為止還未曾有一個明確的、得到學術界廣泛認可的定義。本文所定義的濱海濕地為：陸海交界處囊括濕生植物、植被覆蓋率超過60%的區(qū)域以及海平面以下6 m的瀕海區(qū)域；包含內陸流域中天然或者是非天然的、咸水以及淡水的全部豐水區(qū)域(除去枯水季深度2 m以上的水域)，不管所在地區(qū)內的水體是靜止亦或是流動、間歇亦或是永久[9]。

中國的濕地資源十分豐富，地球十分之一的濕地廣泛分布在我國大部分地區(qū)。從2014年國家林業(yè)局濕地資源調查結果來看，2013年年底，我國共有53.602 6萬km2不同類別的濕地，濕地總面積達到我國領土面積的5.58%。濱海濕地面積占全國濕地總面積的12.93%，而其中超過96%的濱海濕地為天然濱海濕地，其余皆為人工修整的濱海濕地。在自然濱海濕地中，淺海水域占74.6%、灘涂濕地占6.9%、沼澤濕地占0.75%、河口三角洲濕地占17.8%[10]。

濱海濕地具有的諸多功能是維系海綿城市穩(wěn)定運行的“關鍵部件”，是海綿城市系統(tǒng)架構中較為關鍵的構成要素，也是支撐海綿城市可持續(xù)運轉的不可或缺的因素。濱海濕地的水資源功能、抵御災害功能、消減污染物功能、生物多樣性保護功能以及經濟文化功能等均對海綿城市的架構與可持續(xù)發(fā)展有著至關重要的作用。

1.1 水資源功能

1.1.1 水質凈化

當?shù)乇韽搅鞯攘魅霚\海、灘涂、入海河口等濱海濕地時，因濕生植被的阻礙，導致水體流速的降低，緩慢的水流有助于水中雜質的沉降，使得依附在雜質表面的諸多污染物能夠參與到濕地內部的理化和生化過程中，得以轉化、消減，使得區(qū)域水質得到凈化和改善[11]。

1.1.2 水源涵養(yǎng)

濕地生態(tài)系統(tǒng)是巨大的儲水庫，它可以把多余的降雨蓄存，通過其自身的運行將其緩慢釋放，從而得以在時空兩個方面對水資源再分配。濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)不僅可以補充地下水，而且在防止海水入侵方面起著很大的作用[12]。

1.2 氣候調節(jié)

濕地對于沿海地區(qū)的氣候調節(jié)起到了極為重要的作用，其借助于水體的蒸發(fā)能夠時刻同大氣做熱量交換。濕地的面積、植被覆蓋率是影響濕地與大氣之間正常循環(huán)的主要因素，也影響著濕地對氣候的調節(jié)作用。濕地的水藻光合作用和呼吸作用可與空氣置換O2和CO2，對維系空氣中的CO2和O2的平衡具有至關重要的影響。

通過改變濕地及濕地植被的水循環(huán)和大氣組成，濕地生態(tài)系統(tǒng)可以改變部分地方的溫度、濕度以及降水量，可以在一定程度上減少旱災、沙塵暴、霜凍、土壤沙化的發(fā)生率，抵御土壤養(yǎng)分流失，改良土壤狀況[13]。因濕地生態(tài)系統(tǒng)劇烈的水分蒸發(fā)和巨大的熱容量，對其所在區(qū)域的空氣能夠起到降溫增濕的作用，從而實現(xiàn)對地區(qū)內小氣候的調節(jié)作用。

1.3 生物多樣性保護

濱海濕地具有生態(tài)保護的功能，一方面其生態(tài)系統(tǒng)包含有巨大的生物基因庫，另一方面其擁有多種類型的生態(tài)系統(tǒng)以及龐大、豐富的物種。全國的濕地生態(tài)系統(tǒng)中有300余種鳥類(涵蓋40余種法律規(guī)定的一級保護動物)和500余種淡水魚，另外，濕地作為最佳棲息場所，每年有200余種候鳥在遷徙途中要途經濕地以及在濕地中繁殖棲息。濕地生態(tài)系統(tǒng)擁有極高的生產力，尤其是沼澤擁有可以與熱帶雨林相媲美的凈初級生產力[14]。

1.4 抵御自然災害

1)抵御海水侵蝕。地形海拔較低的近海區(qū)域，海水能夠輕易滲透入底層基質。當海水滲至濕地底部時，因其底部植物根系發(fā)達，能夠有效地抵御海水侵蝕。這不僅避免了因海水侵入而造成當?shù)厣鷳B(tài)被破壞的現(xiàn)象，而且充分保護了當?shù)氐牡Y源。其可以作為一道有效的生態(tài)屏障置于濱海地區(qū)海綿城市的規(guī)劃建設與整體布局中。

2)御風固堤作用。濕地生態(tài)系統(tǒng)中諸多高等水生植物以及濕生植被的根系較為發(fā)達，能夠很好地抵御水體的侵蝕、加固堤壩及沿岸土壤，防止土壤流失。另外，因水體與植物的摩擦力增大，降低了水的流速，使得水體中的泥沙被截留，這樣就提高了河灘、海岸的高度，從而可以御風固堤。

1.5 促淤造陸

濱海濕地生長的植物在一定程度上對動力沉積作用產生影響。當海浪沖過濱海濕地時，濕地的植被可消耗掉海浪的部分能量，最大程度地固定了濕地土壤，還能截留海水中裹挾的部分泥沙。隨著泥沙的持續(xù)沉積，將慢慢擴大濱海濕地的面積。

1.6 帶動經濟文化發(fā)展

怡人的景色，新鮮的空氣，不一樣的體驗是濕地景觀的一大特色，濕地給予了游客不一樣的感官享受。如遼寧省盤錦市的紅海灘風景區(qū)，2018年國慶節(jié)期間接待游客20余萬人次，是當?shù)芈糜?、休養(yǎng)的首選之地。

濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)帶動的不僅僅是旅游業(yè)的發(fā)展，其自身具有的科研價值也吸引了諸多科研院所，為人類合理運用濕地資源提供了素材和實驗對象，也為濱海地區(qū)海綿城市的規(guī)劃建設提供了范本。濕地不僅僅只具有基礎性的科研價值，也具有教育教學價值，還可以作為文化宣傳的素材、影視取景的場地等[15-16]。

2 濱海濕地在海綿城市建設中的應用模式

傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)開發(fā)模式切斷了降水固有的自然循環(huán)模式，海綿城市建設模式如圖1所示。其將人工景觀與城市基礎工程以及城市原有的地形地勢相結合，以期模擬出降水的自然循環(huán)過程，使城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)能夠適應雨水的自然規(guī)律。

目前，人工濱海濕地與天然濱海濕地相結合的模式常應用于海綿城市的規(guī)劃建設中，充分發(fā)揮了濱海濕地的凈化、過濾、滲透等功能，推動了海綿城市的優(yōu)化升級。

圖1 海綿城市建設模式

2.1 雨水花園

雨水花園一般建在天然存在亦或人造的低洼綠地上，選擇低洼綠地主要是利用其地勢的特點以收集雨水，通過植物、土壤以及砂土層的過濾凈化，使雨水能夠補充地下水。由于雨水花園的開發(fā)對于環(huán)境的影響度較低，現(xiàn)今已成為城市規(guī)劃建設中常用的設計手段。在此基礎上也發(fā)展出了多種形式，比如墨爾本愛丁堡雨水花園，如圖2所示，通過梯式種植本土植物來收集和處理雨水。愛丁堡雨水花園平均每季度可消減約0.4 t的固體懸浮顆粒，還能供應植物生長所需的營養(yǎng)物質；地下存蓄的過濾雨水量達到200 m3，可提供整個公園內60%的植物需水量。

圖2 墨爾本愛丁堡雨水花園模式

2.2 雨水塘

雨水塘是滲水凹塘，一般采用自然形成的水池或者是凹地，也有人造的滲水凹塘。其作用是有效減小徑流峰值，涵養(yǎng)地下水。另外，需要在滲水凹塘的周邊栽種濕生植物或者耐濕植物。當雨水塘的深度大于60 cm時，需要在護坡外種植灌木以阻擋居民進入，以防安全事故發(fā)生。值得注意的是，雨水塘應打造成為一個循環(huán)流動的小型生態(tài)系統(tǒng)，以防水體水質惡化。

2.3 雨水濕地

雨水濕地包含天然形成的和人造的兩種，是較為綜合的生態(tài)系統(tǒng)。它通過各部分的協(xié)同、利用水循環(huán)規(guī)律集中處理雨水花園和生態(tài)滯留池收集的雨水。由于雨水濕地具有相對簡易的工藝、較小的投入以及較出色的凈水效果等特點，適于在海綿城市規(guī)劃建設中被廣泛推廣應用。

2.4 生態(tài)修復濕地

生態(tài)修復濕地利用植被植物形成類似于“格柵”的結構，過濾進入濕地的水體，與此同時在濕地內部發(fā)生的理化、生化過程能夠有效吸收、消減污染物，保障區(qū)域內水土質量、生物多樣性的正常和穩(wěn)定。生態(tài)修復濕地可確保海綿城市雨污凈化系統(tǒng)的有效運行，同時也能夠避免海水侵蝕與土壤鹽漬化。常見的生態(tài)修復濕地模式見表1。有規(guī)劃地建設大型或者小型人工濕地，將在生態(tài)修復、景觀打造、雨水及生活污水凈化等方面取得很好的效果[17-23]。

表1 常見的生態(tài)修復濕地建設方式

天然濱海生態(tài)修復濕地利用其本身所具有的特性，依靠種類豐富、數(shù)量龐大的天然水生高等植物與微生物自身的成長，助力水體的理化、生化等作用，以消減被污染水體內的污染物。另外，植物、微生物等會吸收濕地底層富集的氮、磷、有機及無機物以滿足自身生長的需要，也能夠達到轉化、消減污染物的目的，其中部分有毒污染物亦通過此種途徑被轉化、消減。高等水生植物通過呼吸作用，利用運輸組織將O2輸送到根部以供好氧微生物的生長繁殖，此過程中有機污染物被好氧微生物消減吸收，濕地底層的O2濃度也能夠抑制厭氧微生物的生長。

對于排污較重的地區(qū)，可以采用有針對性的人工凈化濱海濕地對污染物進行治理。針對需要降解的污染物，通過設置特定的濕地植物來解決這個問題。人工濕地是類似于沼澤的地面，通過人為的梯次布置以及植物的階梯種植，以期達到天然濕地的效果，通過一系列的理化、生化作用實現(xiàn)相關功能。孫紅杰等[24]研究發(fā)現(xiàn)：兩級及以上人工濕地的化學需氧量消減率較高,為67.7%～87.0%；生化需氧量消減率為77%左右；氨氮消減率最高能夠達到94%、最低為48%；總氮消減率最高可達97%、最低為43%；總磷消減率波動性也較大，消減程度最高可達88.0%、最低為66.7%，能夠實現(xiàn)天然濕地的相關功能。

3 濱海濕地在海綿城市規(guī)劃建設中的應用案例

濱海濕地在海綿城市建設中越來越受到人們的重視，尤其在沿海城市的海綿城市建設中起到了重要作用，這里給出秦皇島濱海景觀帶生態(tài)修復工程與大連前關濱海濕地公園兩個典型案例供參考。

3.1 秦皇島海濱景觀帶生態(tài)修復工程

該工程原區(qū)域因不合理的開發(fā)以及環(huán)境保護意識的不足，導致區(qū)域內生態(tài)環(huán)境惡化。因濕地退化導致沙灘被嚴重侵蝕，植被損失殆盡，長達6.4 km的海岸線情況不容樂觀，待修復區(qū)域達到60 hm2。

設計團隊將此區(qū)域分為3個不同場地，結合濱海區(qū)域情況，針對性地實施修復模式，其效果如圖3所示。

圖3 秦皇島濱海生態(tài)修復景觀帶

對于植被生長狀態(tài)良好的區(qū)域，通過改進的木制步道將各個植物群落融合成為一體，打造景色優(yōu)美的生態(tài)景觀，改良的木棧道不僅可供游客觀光游覽，還能夠在一定程度上起到保護土壤的作用。

對于濱海濕地生態(tài)破壞嚴重的地區(qū)采取生態(tài)可持續(xù)的修復方案，借鑒潮間帶水坑景觀，設計者打造了一些小型坑塘用于收集雨水，以利于濕地生態(tài)系統(tǒng)的恢復，如圖4所示。

圖4 濱海生態(tài)景觀帶中用以收集雨水的坑塘

對于水泥壩區(qū)域,采用環(huán)境友好型的碎石堤岸，在碎石堤岸上修筑木制棧道，并用當?shù)氐牡乇恢参镞M行覆蓋，如圖5所示。

圖5 秦皇島濱海生態(tài)景觀帶碎石堤岸

通過一系列的生態(tài)修復措施有效抵制了海水的侵蝕，秦皇島濱海濕地的退化情況有了明顯改觀，同時也為沿海地區(qū)開辟了一個濕地保護利用的新方向[25-26]。

3.2 大連前關濱海濕地公園

大連前關城市中央濕地公園總面積29.8 hm2，其中濕地面積10.85 hm2。前關濕地公園是利用當?shù)貜U棄的洼塘和當?shù)匕傩盏某靥两ㄔ炱饋淼?，最大限度地保留了現(xiàn)有的天然資源環(huán)境，采用建造人工濕地的手段和技術經驗，打造出了近乎天然形成的濕地景觀。

設計者通過建造步道改變了整個公園內水的流向，再與周圍的河流連接，使其成為活水；公園中部近7萬m2的濕地是一大片蘆葦蕩和大面積的荷花，如圖6所示。濕地將雨水和河水凈化、蓄存，濕地蓄存的水能夠供給公園內的植物生長以及保證生態(tài)系統(tǒng)正常運轉。

通過原有坑塘的改造與修復，保護了濱海濕地的生態(tài)系統(tǒng)，同時也改善了周邊區(qū)域環(huán)境。經過近幾年的整治，前關濕地的生態(tài)環(huán)境已得到比較不錯的改觀。與此同時，生態(tài)公園與石制步道的設計也讓人們能夠更好地親近自然、接觸自然，將人與自然的關系重塑為一種可持續(xù)的和諧關系。該工程穩(wěn)步推動了沿海地區(qū)海綿城市的規(guī)劃建設。

圖6 前關濕地公園蘆葦蕩和石制步道

4 結語

濱海濕地作為沿海地區(qū)海綿城市規(guī)劃建設的重要組成部分，是海綿城市建設扎實推進和可持續(xù)發(fā)展的強有力的保障。近些年，隨著旅游業(yè)的蓬勃發(fā)展，很多天然海岸線被開發(fā)利用，導致部分濱海濕地被破壞，其功能完全喪失。因此，在建設海綿城市過程中需要注意以下幾點：

1)把握好濱海濕地開發(fā)與保護的尺度，避免在建設、改造過程中對其產生不可逆轉的破壞。

2)要充分利用濱海濕地的氣候調節(jié)、抵御自然災害等功能，以利于海綿城市的可持續(xù)發(fā)展。

3)要打造陸海協(xié)同的環(huán)境治理方案，提高人們的環(huán)境保護、濕地保護意識，加快推進濕地保護的法律法規(guī)建設。

4)增大對外來物種的管控，推進濱海濕地保護區(qū)的建設。

5)探索出一條適度開發(fā)與保護濕地的新路，使其成為海綿城市規(guī)劃建造的核心部件。