第二节 中国城市河道景观的问题与机理
一、中国城市河道的现状与问题
改革开放以来,中国城市经历了前所未有的快速城市化过程,在经济飞速发展的同时,也对生态环境造成了难以估量的破坏。当前,流经城市的河道被大量、深度改造:水利工程的建设(如筑坝、水库、堤岸)中断了河流的连续性形态;裁弯取直工程改变了天然河流的蜿蜒形态;断面呈几何规则化、单一化的形态,河床变为硬质化的不透水性材料;大量中小支流被填埋或覆盖。城市河道的数量减少、形态规整化、结构固结化极大地改变了生态系统的结构和过程,导致河流生态功能的退化,最终使人类所获得的生态系统服务严重降低。随着我国社会经济发展和城市化进程加速,城市河道的可持续利用受到严重威胁和挑战,水资源短缺、水生态破坏、水环境污染、水文化丧失等问题层出不穷,河道的综合效益难以有效发挥。
(一)生态系统退化,功能受损
改革开放以来,我国经济和城市获得了快速发展。在此过程中,为了获得更多的建设用地,大量中小型城市河道被填埋,一些河道被水泥板覆盖成为暗沟,城市的水面率大幅下降。杭州曾有“东方威尼斯”之称,河汊密布,京杭大运河、西湖及众多的市区河道相互贯通。其中,浣纱河历来是西湖的泄水河道,又是运河(城河)通往市区的河道,流经杭城人口最集中、经济最繁荣的地段,20世纪五六十年代时仍有菜农、渔民驾着小船进城交易。在1969—1973年间,因建人防工程需要,浣纱河与横河、松木场河等市区河道被改造为防空坑道和道路,目前杭州市区的开元路、西湖大道、浣纱路、武林路、体育场路等主要街道,以前均是河道。苏州市在1958年至1976年间填平了总长16.3公里的23条城内河道,20世纪80年代又填掉很多古城外围的河流。上海市的河面率已由20世纪80年代初的11.0%下降到21世纪初的8.4%,若不包括黄浦江、苏州河等外河,市中心徐汇、普陀、杨浦、虹口、闸北、长宁各区河面率均不足2.5%。
非主干河道在提供行洪和泄洪空间、调节干流洪水到来的时间差等方面具有重要作用,支流的大量减少严重影响了蓄滞洪水的天然能力。中小支流等低等级河道在城市化进程中的消亡破坏了水网结构、降低了城市水面率,使支流、过滤、减少径流量、补给地下水等功能下降,对市区的水资源蓄存、调度均产生了不利影响。河道的消亡与城市化发展增加了不透水地面的面积,使得地表径流变大,给城市内涝带来增大的趋势。
同时,大量的涉河工程如泵站、闸坝,码头、桥梁墩柱等交通设施的建设阻碍了河道水体流动,改变了自然河流的径流特性,使得生态系统的连续性遭到破坏,减缓水体的自然更新速率,降低水体自净能力;沿河的居民和工厂企业等向河道内倾倒了大量生活垃圾和工业、建筑等废弃物,不仅极大影响了河道水质,还造成河道淤塞;水体在滞留的过程中,携带的泥沙颗粒不断沉积在坝前,使得闸坝附近的河床淤积严重,河流的槽蓄容量和洪水调蓄能力降低,加剧了区域防洪排涝风险和难度。出于快速行洪而对城市河道截弯取直、用混凝土衬砌河床,改变了河道的天然形态,致使原本属于河流的“蜿蜒”形态和“深潭”“浅滩”等许多生物赖以生存的自然小环境消失,生物多样性条件被破坏,食物链脱节。城市河道水面被人为侵占或缩窄、形态规整化、结构固结化、容纳的污染物增多,极大地改变了生态系统的结构和过程,导致河流生物多样性锐减、生态系统功能退化,最终使人类所获得的生态系统服务严重降低,在一定程度上限制了城市经济的发展。
(二)水体污染严重,水资源短缺
我国城市河道的水体中含有大量悬浮颗粒物,浑浊度较高;河流水质污染以有机物为主,细菌含量超标,富营养化状况加剧,蓝藻事件频发,脏、乱、臭、黑、塞现象普遍存在,污染情况较为严重。由于疏于管理,常见的污染源除了传统的工业废水和生活污水外,河道水体还受到其他污染,如通航河道内船舶泄漏的油类污染物、排放的废弃物、沿江岸边倾倒和堆置的固体垃圾以及河道底泥二次污染等。城市河道一方面面临着入河排污量增加的压力,另一方面河道污染类型也日益繁杂,增加了河道水质管理和保护的难度。此外,由于水生态治理是长期而艰巨的任务,一旦放松或降低管制治理力度,水环境的状况就可能出现反复。
城市河道的水体污染加剧了水资源短缺,直接威胁着居民用水安全、工农业生产。国务院参事、前住房和城乡建设部副部长仇保兴指出,水污染导致的水质型缺水已经成为威胁城市水安全的主要因素。住建部在2002年至2009年间连续对35个大中城市的自来水厂约12 000个取水口水源水样进行检测发现,达到Ⅱ类水体标准的水样数量比例由24.8%下降到8.6%。一般来说,城市河道的污染情况与城市经济发展水平具有一定的相关性,工业化、城市化发展越快,城市规模、人口增加压力越大,环境负荷就越大,城市河道的水质也就越差。一些经济较为发达的城市尽管位于水系发达或降水量充沛的地区,却由于周边水源污染严重而产生了“水质型缺水”的危机。近年来,“江南水乡”地区的上海、杭州、无锡,珠江口的广州,“两江交汇”的重庆等城市均因为污染而有不同程度的缺水。
(三)远离市民生活,水文化丧失
城市河道不仅是城市生态系统的重要组成部分,还是珍贵的本土景观资源、历史和地域文化产生土壤。除了维持生命需要水之外,人类自古就有亲水、观水和逐水而居的天性。在水畔进行的各种生活生产活动,使得河道本身、河上的桥、周边的亭、古人的故居甚至是一棵古树,都成为富有独特意义的历史印迹。不同的城市由于依傍的河流形态不同,各自的地理位置、功能侧重和文化底蕴也存在差异,积淀了丰富多样的历史遗产和文化资源,孕育出形形色色的滨水文化。豪放的长江赋予了沿岸的重庆、武汉、南京等城市博大豁达的气势,婉约的吴越水文化则孕育了苏州、绍兴这样秀丽温良的江南水乡,京杭大运河帮助无锡、杭州、开封成为繁华的商贸城市,也使其养成了精明干练的性格。
然而,当前的城市却努力排斥河流,与水分离。防洪堤坝已经高出河面3~5米甚至更多,垂直、高耸、“三面光”的河堤上没有树木与植被;工业企业、运输和仓储用地贴近岸线分布,或者直接占用岸线,导致河道沿岸的开敞空间越来越少;没有了埠头阶梯,市民已不能接近河流水体,“前街后河”“前河后院”等临水而居、临水而坐的场景不复存在;垂直驳岸无法满足人们对亲水、戏水的各种天性以及久居城市而对亲近自然的渴望,沿河景观的工程化、单一化和空旷感使休闲者难以感受到滨水景观的愉悦氛围与情趣;千篇一律的混凝土堤岸无视河流的原始纹理和文脉传承,忽略地域特点、缺乏个性化特征和文化底蕴,导致河流景观趋同化,加重了“千城一面”的文化危机。1400多年以来,扬州城的命运一直和京杭大运河紧密相连,城市河道与百姓家中每一个普通的生活场景息息相关。近几十年来,一波波的城市建设使扬州越来越大,古运河的位置也从原先的“绕城”变为“穿城”而过。人们惊讶地发现,尽管运河离城市中心越来越近,却离市民的生活越来越远,那些与城市相关的历史记忆因为无法延续而展露逐渐湮灭的迹象。
(四)相关研究进展评述
目前,国内的城市河道综合治理学术研究主要在水利工程和市政、生态学与环境科学、风景园林与城市规划等领域展开。水利和市政领域的研究和实践从时间上看大致可以分为3个阶段,即初级开发与治理(1950—1980)、防洪排涝与工程治河(1980—1999)以及进入21世纪以来的环境保护和综合治理阶段。其中初期整治阶段以开发水资源、河道航运以及建设水库、水坝等提高抗灾能力和改善灌溉条件为主;20世纪80年代进入工程治河阶段,全国各大城市普遍开展大规模以工程措施为主、防洪排涝为目的的河道整治。这些措施一方面发挥了其安全功能,提高了河道的防洪排涝能力,同时也对河流生态系统的自然特征造成了一定程度的破坏。自20世纪末国内开始认识到传统的防洪、水资源开发等活动使河流的水文条件和地形地貌特征等发生了较大变化,河流的生态系统功能严重退化。此后,开始广泛吸收国外先进的思想和理念,逐步在河流管理中注重对河流生态的保护和恢复(见表2-1)。城市水务专家邵益生在其专著《城市水系统科学导论》中指出了现行涉水规划的3个主要问题:缺乏系统性、缺乏协调性和缺乏全局性。尽管我国在河流污染治理、河道堤防设计、生态型护岸工程、河道景观设计、滨水设施建设等方面取得了长足进步,但河流的保护和利用是涉及多学科、多部门的复杂问题,单纯对河道进行工程治理、生态修复难以从根本上实现城市河道的可持续利用。
表2-1 国内外城市河道整治发展历程的比较
从20世纪90年代末开始,生态与环境领域关于河流生态恢复的研究在我国大量涌现。1999年,杨芸结合案例剖析并阐述了多自然河流治理的常用方法。马军也在同年出版的《中国水危机》一书中提出中国水资源问题不可能仅仅通过工程措施来解决,而是应该从环境保护和可持续发展的角度变革治水思路。2002年,蔡庆华和唐涛等人应用河流生态学理论针对河流生态系统开展了健康评价。董哲仁在2003年首次提出“生态水工学(ecological hydraulic engineering)”的理论框架,将水利工程学与生态学结合起来。他梳理了河流生态恢复的背景与理论基础,结合水工学和生态学理论,提出在满足防洪安全的前提下,将河流看成是有生命的生态系统,在河流修复时应综合考虑人为控制以及河流的自我恢复。杨海军通过学习吸收日本河流生态修复方面的先进技术和经验,提出将生态学原理和传统的土木工程相融合,形成具有工程安全、景观优化等优势的河流生态修复方法。王超和王沛芳2004年出版了《城市水生态系统建设与管理》的专著,针对城市生态系统建设,较为细致地论述了生态河床、生态护岸建造、修整和恢复的技术方法、组织结构、材料等方面。2007年,高阳等人认为河道近自然恢复具体体现在恢复河道横断面和纵断面以及河底基质的差别和河道的通畅。
2010年,高甲荣等人出版了《河溪近自然评价:方法与应用》一书,从定性的角度,明确河溪近自然的概念和内涵,分析了北京地区河溪现状与未来的发展趋势;从定量的角度,构建河溪自然性综合评价指标体系及评价模型。温存和高阳等人也提出了由11个因子组成的河溪近自然评价指标体系,包括:①河流的平面形态;②河流的横断面形态;③河流的水深;④水体宽度;⑤岸坡的结构;⑥水流的流速;⑦缓冲带植被宽;⑧水体与河槽的接触情况;⑨河道粗木质情况;⑩水质;B11底栖大型动物。然后,根据其评价结果对处于不同健康等级的河溪采用相对应的河溪近自然治理技术,从而为我国整体河溪生态系统的恢复和水资源的科学管理提供决策依据。2013年,董哲仁出版了《河流生态修复》一书,结合我国国情、水情和河流特点,较为全面系统地融入了水利学和生态学相关领域的最新理念和成果,提出了较为完整的河流生态修复理论和技术方法;在融合多学科的基础上,强化信息技术应用,力求理论定量化,同时突出生态修复技术的综合性。谷勇峰等对近年来城市河道生态修复的技术研究进展进行了分类阐述,并指出未来生态修复技术的发展趋势;闵忠荣等以南昌市的城市水系连通为例,提出了城市水系生态修复的工作方法;王中根等地理学家从气候和水资源等方面论述了河湖水系连通的理论基础。孟庆义等生态学专家从水生态服务的角度分析了北京市水系的四类生态服务内容,计算出水文化服务功能在水系生态系统服务价值中所占比重为60.95%,认识到人们对城市水景观的需求正在提高。
在风景园林和城市规划领域,主要的研究和关注集中在城市河流景观的塑造与美化方面。著名建筑及规划学者吴庆洲教授编撰了《中国古城防洪研究》,探讨了古代城市防洪规划的指导思想,总结了“防、导、蓄、高、坚、迁、护、管”8条经验,对今天的城市水系规划具有指导意义。韩毅于2013年组织了北京市古代城市水系现状考察,并在2015年发表文章,提出北京市应如何吸收传统经验,解决当前城市水生态问题。近年来,我国许多城市在城市建设规划中十分重视滨水区的整治与美化,北京市以建成“水清、流畅、岸绿、通航”的现代城市水系为目标,对城市水系进行了大规模的综合整治,城市水环境取得明显改善;成都在府南河的整治中集防洪、排水、交通、绿化、生态、文化于一体,取得了很好的社会、经济、环保效益,提供了具有借鉴价值的城市建设模式;苏州市在城市发展建设中,保留了三纵三横加一环的河网水系及小桥流水的水城特色,保持了路河平行的基本格局和景观,城市改造取得了很好的效果;广州市提出要把珠江广州河段建设得像法国塞纳河巴黎河段一样美丽的整治目标,具体包括提高堤防的防洪标准,改善两岸的交通、绿化环境和美化河流两岸,让游客及市民有一个观光、娱乐的好去处;2007年起,杭州启动了规模浩大的“市区河道综合整治与保护开发工程”,楼杰在2010年提交的硕士论文中,对杭州的“市区河道综合整治与保护开发工程”进行理论解读,分析杭州城市形态和河道水系关系的演进过程,为城市规划提供城市空间发展和城市空间特色塑造的历史依据。
总体来看,我国以往的河道治理存在以下不足:首先是重水利工程、环境工程,轻景观设计。城市滨水景观空间在土地利用性质上不在城市河流的“蓝线”范围内,因此不属于水务部门和环保部门的管辖范畴内;而园林绿化主管部门往往受到规划管理部门主导的规划成果的牵制,城市开发先行,景观环境滞后,因此常受制于城市“蓝线”“绿线”的划定结果,滨岸带生态化改造的空间有限。有学者指出对城市河流修复的认识不能仅停留在景观层面,当今河流治理工程也不仅是水利与环境部门的职责,设计者与管理者在工作时应多从景观生态的角度去把握,综合考虑文化要素、空间要素、生态要素和载体要素等四大要素,追求城市河流与其周围环境的整体和谐,符合人类亲近自然的要求;其次是单纯注重河流生态修复技术,缺乏全面完整的水生态系统思维。董哲仁等在城市河道设计方法上指出,城市河流的水工设计应融合生态学理论知识,在对河道进行修复设计时不仅要着眼于具体工程手段,还需要保证水域生态系统的完整性、依存性。生态景观技术和生态护岸技术作为河流修复的主要手段已经成为近年研究的热点问题,包括自然河道形态恢复、水系网络的营造技术以及河岸带生态重建技术等,这些技术研究体现了研究者已开始将城市河流近自然治理修复技术与水生态系统联系起来共同思考;第三是片面恢复个别生态系统服务,忽视生态系统功能的综合提升。一直以来,黑臭问题被认为是城市河流的“顽疾”,导致此后的治理工作都以水质净化为主导。截污治污、底泥疏浚、消除黑臭、水质改善、建设防汛墙是城市河流生态修复的主要途径,重视水质净化、防洪排涝这些个别的生态系统服务,体现出较为单一的工程学思维。当然也有文献谈及对河流生态修复的研究侧重于河流沿岸土地利用方式对于生态系统服务的影响,也包括河流廊道的景观格局分析、河流廊道的生态功能等,但真正深入探讨如何通过综合提升生态系统服务来指导规划设计实践的研究较少。汪洁琼等提出生态系统服务是风景园林生态之“法”,空间形态是风景园林生态之“式”。生态系统服务效能的高低与空间形态的影响关系研究,最终还需要到风景园林生态的具体实践中去检验。
综上所述,我国城市河道的研究在水利学、建筑学、生态学、环境科学、旅游学、管理学等各领域都形成了自我的范式,但不同领域内的成果之间缺乏必要的链接融合,已有成果很少关注到城市河道与城市功能、生态基底、历史文化的紧密互动。在城市双修工作的背景下,河流生态修复应当突破过往集中于对河流采取直化渠化、拦水建坝、边坡硬化等措施来集中防治河流污染、河道淤积的局限,进而步入挖掘河流的社会、经济、生态多元价值,打造“人文生态系统”的新阶段。从现实情况看,城市发展升级已经成为我国绝大多数城市的内在需要。在国家提倡和推进新型城镇化的机遇下,立足城市河道的生态治理、结合城市功能的转型升级而对城市河道空间进行有机更新将成为“新常态”下城市发展“由量到质”的重要途径。因此,基于四维景观(空间+时间)概念的视角,结合城市经营的理念深入研究如何保护和合理利用城市河道、实现城市与河道的协调可持续发展,成为城市学研究者普遍关注的热点课题。
二、中国城市河道问题产生的机理
从表面上看,建设用地在城市空间的无序蔓延中不断蚕食水系环境,通过土地利用/土地覆被变化(land-use and land-cover change,LUCC)在不同层次上改变了河流的水系结构、水文过程,引发其四维结构的变化,干扰正常的生态过程,进而导致河流生态系统功能受损,影响生态系统服务的产生和发挥,使城市社会经济的持续发展受到制约。但从根本上看,则是由于我们缺乏对城市河道综合价值的全面认识,在城市化进程中仅仅将河道作为工程实体而非生态本底(matrix)和文化载体来看待,破坏了自然生态和历史文化格局的连续性与完整性;在城市发展中单纯关注土地利用和资源价值,对河道的利用方式缺乏创新,将河流水系这一重要的自然环境和景观要素排除在不断成长变化的城市功能之外,导致人居环境与水系相脱离、城市与自然相隔绝,限制了城市滨河区域的持续发展。
(一)时代发展导致城市河道传统功能消亡
城市河道沿岸区域人口密集,开发利用的历史久远,也是近现代工业企业、运输交通集中布局的地带。受历史功能制约,滨水区域的开发建设缺乏统一规划设计,内部功能布局混杂,居住、工业、码头仓储等用地穿插分布,不同时代低价值建筑共存。改革开放以来,我国进入了快速城市化发展时期。随着城市经济和空间重心的转移,水运和传统工业的优势不再,导致河道沿岸的功能地位下降;加上多年来物质空间的持续消耗,沿河地带建筑和基础设施陈旧,难以支撑大量人口的高密度社会经济生活,城市河道沿岸逐渐丧失发展活力、沦落为衰败的老城区。与此同时,新城建设普遍流行“圈层式”的空间结构模式,即以建设单元中心为核心沿交通干道向外扩张,新的开发建设随之迅速填充干道间的空隙,在开发空间趋于饱和后再进行新一轮的空间扩张。这种发展模式往往将河流水系这一重要的自然环境和景观要素排除在外,只是单纯关注土地利用和空间价值,使建设用地在城市空间的无序蔓延中不断蚕食水系环境。随着大量“毛细血管”型的河道支流、渠道水系被填平,城市自然生态格局的连续性与完整性被破坏,导致人居环境与水系相脱离,城市与自然相隔绝。
生产和生活方式的转变既是时代发展的必然,也深远地影响着生态环境、生活环境以及文化环境的发展。随着城市的扩张,滨水区域的土地资源逐渐被瓜分,公共空间支离破碎,缺乏连续性。岸线的硬质化、直线条使河道的亲水性与生态性越来越差,景观特色难以体现。部分河道的消失使其承载的历史文化信息彻底散失;保留的部分河道在城市发展过程中,也缺乏对沿河历史文物古迹的有效恢复、保护和利用,使得河道作为文化的载体功能受到破坏。例如新中国成立后,扬州、苏州和杭州所属的运河江浙段因受以工业生产为主导的城市发展模式、交通条件的制约以及对古运河历史价值认识的局限,其功能定位于服务工业生产和货物集散,并在沿岸形成了较为明显的带状形态工业区。随着工人数量的增多,工人居住区与工业区混杂,大量的工业污废水和生活垃圾直排运河,最终使运河沿线居住功能削弱,沦为环境低劣的城市地区。
(二)误读城河关系破坏流域生态系统结构
河流具有纵向(上游—下游)、横向(河床—泛洪平原)、垂直(河川径流—地下水)和时间(丰水期—枯水期)的四维结构。城市河道受到各种自然因素综合作用和人类经济、社会活动的多重、叠加干扰,其问题具有高度复杂性,使得单纯对河道进行生态修复、工程治理难以从根本上解决问题。实事求是的看,大量的雨并不是直接下到河道里,为了防洪而将河道渠道化的做法已屡屡被证明实际效果有限;河道的污染也并不是由水体本身产生,仅仅净化水体可能就不是最好的解决办法。因此,我们必须从更高的层面来审视和研究水问题,即将视野从水体扩大到流域甚至景观尺度。研究者和管理者必须充分认识到水体、水域本身不仅仅是为水生态系统服务,而是为整个生态系统提供了多种重要且无可替代的服务。例如,水域并不仅仅是水生生物的生活环境,也是其他需水生物栖息环境的重要组成。Wenger在佛蒙特州森林资源调查中发现,90%的鸟类的栖息地在距河岸150~170米的范围内;人类也喜好逐水而居,因此而形成了庞大的以水为核心的文化遗产。
当我们把研究对象从水体本身扩展到水生态系统时发现,诸多水问题产生的根源是河流生态系统整体功能的失调,因而有效的解决途径不能局限于水体与河道,而必须包括水体之外的环境。从机制上看,造成城市河道错综问题的主要原因是城市建设与河争地,导致水生态系统结构和功能受到破坏,但其本质则是人类对于城河关系的误读,试图将人工的城市凌驾于自然河流之上而不是设法使城市与河流共生共荣。由于对城市河道综合价值缺乏综合、全面的认识,在上一阶段的城市发展和建设中,河道仅仅被当作工程实体而非生态本底和文化载体来看待,对河道的利用方式粗暴单一。而随着河流水系这一重要的自然和景观要素被排除在不断成长变化的城市功能之外,人居环境与水系相脱离、城市与自然相隔绝便不足为奇了。
(三)全球化冲击下的遗产隔离与文化趋同
通过横向的地域比较,我们可以发现不同城市具有不同的功能、社会结构、居民生活方式,这些属于城市、社会和人之间交互作用的内容就是城市的文化。当一个地区具有相对封闭的地域范围和稳定的人口结构时,城市的社会结构,居民的生活方式同样会呈现出相对稳定的状态,人们能够通过世代相传的宗教、手工业等纽带和教育方式将传统文化延续下去;但在全球化时代,社会充斥着各种外来文化和新的信息,往往会给本土文化带来较大的冲击。在某些情况下,原生环境中独特的城市文化受到了足够的重视并能持续发展,新的文化元素也被吸收进来,并推动了本土文化的改造、更新和发展;但如果原生的文化未能抵挡住全球化的冲击,衰退、中断甚至湮没也并非没有可能,从而致使城市景观和文化更多地呈现“洋”“奇”的倾向。
前些年,过于强调经济发展导致了中国社会人文意识的薄弱与缺失,文化遗产的历史价值和文化意义没有受到足够的重视,快速的城市化过程也使文化遗产出现空间的封闭性、形态的孤立性和与社会隔离等问题。缺少了人文意识的影响,就会对于本土文化认识不足、不能了解自己生活的城市所拥有的地域文化,也无法产生对于城市文化的理解和认同;表现在城市建设中,就是一味模仿国内外“成功”的规划案例和设计手法,盲目追求“大气”“现代感”,忽略了自身地域、河道的文脉与特色。近年来,我国不少城市渐渐在多种异域文化充斥的环境中迷失自我,不断丧失沿革已久的城市文脉和城市精神,最终导致景观趋同、千城一面、千河一面。