“黑箱”研究思路在城市景觀生態(tài)規(guī)劃中的應(yīng)用
——重慶奧林匹克花園住宅景觀濕地湖景公園案例分析

詹 林

(重慶科技學(xué)院，重慶 401331)

“黑箱”研究思路在城市景觀生態(tài)規(guī)劃中的應(yīng)用
——重慶奧林匹克花園住宅景觀濕地湖景公園案例分析

詹 林

(重慶科技學(xué)院，重慶 401331)

將系統(tǒng)論中“黑箱”理論的研究思路應(yīng)用于重慶奧林匹克湖景公園濕地規(guī)劃設(shè)計中，通過對該濕地景觀生態(tài)系統(tǒng)中水因子的輸入與輸出關(guān)系的定量研究，提出該景觀工程設(shè)計的改造措施。

“黑箱”；系統(tǒng)論；城市景觀；生態(tài)系統(tǒng)

隨著人們對城市景觀生態(tài)系統(tǒng)認識的不斷深入，景觀生態(tài)系統(tǒng)的研究向著系統(tǒng)化、向定量化、綜合化方向發(fā)展。現(xiàn)代生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)論等思想的滲透，使景觀生態(tài)學(xué)擺脫了傳統(tǒng)風(fēng)景園林學(xué)科研究的束縛，系統(tǒng)論的研究方法和體系逐漸重建。

從景觀生態(tài)學(xué)的角度，可將景觀視為空間上不同生態(tài)系統(tǒng)的聚合，一個景觀包空間上彼此相鄰、功能相關(guān)、各具特點的若干生態(tài)系統(tǒng)。景觀生態(tài)系統(tǒng)的能量流動與物質(zhì)循環(huán)復(fù)雜多變，此外城市人為干擾和自然干擾促進其發(fā)育和演替的趨勢，如此也加劇了景觀生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和脆弱性。實踐中幾乎難以完全掌握一項工程所在地景觀生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的實際情況，這時系統(tǒng)控制論的研究思路得以發(fā)揮作用。

系統(tǒng)論研究思路一般包括“黑箱”、“白箱”和“灰箱”。對于某個認識對象，其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)完全不清楚（如景觀生態(tài)系統(tǒng)），或者根本無法弄清楚其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認識對象，則這個認識對象就稱為系統(tǒng)控制論中的“黑箱”?！昂谙洹毖芯克悸泛雎粤讼到y(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只通過輸入和輸出的信息來研究系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化和反應(yīng)特性的系統(tǒng)研究思路。

根據(jù)“黑箱”理論，對具體工程場地景觀生態(tài)系統(tǒng)輸入和輸出的信息進行平衡計算分析，然后在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能分析基礎(chǔ)上，再對該景觀生態(tài)系統(tǒng)進行綜合評價，從而得到系統(tǒng)綜合效益狀況，建立優(yōu)化的生態(tài)結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)最佳整體功能。下面以重慶奧林匹克花園規(guī)劃區(qū)湖景公園部分規(guī)劃濕地1區(qū)的水文特征分析作為案例，說明該系統(tǒng)研究思路在景觀設(shè)計與工程實踐中的應(yīng)用。

1 設(shè)計對象背景資料

作為歐盟和中國唯一合作的生物多樣性保護房地產(chǎn)項目，重慶奧林匹克花園位于重慶北部新區(qū)經(jīng)開區(qū)內(nèi)的蔡家溝片區(qū)，項目總用地，2.25km2（3 373畝），是重慶市目前最大的樓盤，總建筑面積250萬m2。此地依山傍水，天然地形特征豐富，對今后開展生物多樣性保護具有良好的基礎(chǔ)。

規(guī)劃區(qū)景觀湖景公園（包括濕地1區(qū)和濕地2區(qū)）位于山體與第2期居住區(qū)之間的溝谷地帶 (圖1)。湖景公園的建設(shè)可以為下游200m的水庫提供一個較大的濕地緩沖帶，既可以凈化水體，又可以豐富花園景觀，增加生態(tài)系統(tǒng)類型和生物多樣性。

水文特征分析之前，收集分析該地區(qū)的氣象資料和地質(zhì)資料，實地調(diào)查山體與谷地的地形地貌、土壤、植被的組成特點，并采集土樣、水樣，測定分析土壤理化性質(zhì)和水體的化學(xué)性質(zhì)。

2 濕地1區(qū)的水量平衡分析

系統(tǒng)輸入包括湖景公園濕地1區(qū)的3處水源：

（1）北端與西側(cè)山體兩個匯水區(qū)（AB與CD匯水溝，見圖1）的徑流，包括地面徑流與地下徑流地面徑。計算平均降雨量、最大年降雨量、最小年降雨量（見表1），并實地測量徑流量。

（2）上游來水。

（3）濕地1區(qū)范圍的降水。

圖1 重慶奧林匹克花園湖景公園規(guī)劃濕地1區(qū)的水系示意圖

表1 山體地面徑流模擬估測數(shù)值

系統(tǒng)輸出包括蒸發(fā)蒸騰、流出和側(cè)面滲漏（見表2）。滲漏量根據(jù)湖景公園Ⅰ區(qū)的底部與側(cè)部的土壤滲透系數(shù)來估算。該地土壤入滲系數(shù)介于10－2～10－4cm/s，滲透性較強。底部及下方側(cè)部選擇相應(yīng)的防滲措施，構(gòu)筑防水層，保證滲透系數(shù)控制在10－6以下。

把濕地1區(qū)看作一個水體生態(tài)系統(tǒng)，根據(jù)輸入與輸出的水量分析30a周期內(nèi)常年平均、最大的、最小的可能蓄水量與水面面積，按照黑箱理論來評價分析所提出的水文指標(水面面積與蓄水量)是否科學(xué)合理。

從表2中的蒸發(fā)和降雨量數(shù)據(jù)可以看出，奧林匹克花園濕地1區(qū)的降雨量大于蒸發(fā)量，這是由于奧林匹克花園所屬的重慶是濕潤地區(qū)。同時從測定的來水量來看，湖景公園濕地1區(qū)的進水量充足，可以保證湖景所需水量。根據(jù)湖景公園水源條件、容積的大小建議設(shè)計交換周期1區(qū)為29d，最大交換周期為35d，最小為24d，全都小于 1∶1的水體交換指標。因此，來水量能滿足控制水位線水量需求，保證較大的水體交換量，降低富營養(yǎng)化發(fā)生的可能性。

表2 濕地1區(qū)的水量平衡分析

根據(jù)湖景公園地形地貌、水文特征和栽植水生植物對水位的要求，建議湖景公園的濕地面積和蓄水量初步設(shè)計如下：設(shè)計濕地Ⅰ區(qū)最深為6.5m，最淺 4.5m，波動水位2m，湖面面積為4 606 m2，蓄水量為16 045m3。另外可以看出，按照設(shè)計水量的75%計算，Ⅰ區(qū)水位降低2m，湖面面積為3 648 m2，蓄水量為7 811 m3；按照設(shè)計水量的50%計算，因為此時Ⅰ區(qū)水量來源仍充足，仍有盈余，故50%水量設(shè)計值與75%水量設(shè)計值時水面面積，水位保持一致。

3 地面水環(huán)境質(zhì)量分析

經(jīng)測定，山體及其溝谷地面水1-1、1-3、1-2采樣點（見圖1）的氨態(tài)氮含量為0.62～0.92mg/L，小于國家地面水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838－2002）III類標準；上游水源（1-1采樣點）全磷含量為0.55～0.75 mg/L，高于Ⅴ類標準，即存在一定程度的富營養(yǎng)化。

在濕地植物茂盛的荒廢池塘出水處（1—3采樣點），全磷含量為0.32～0.45mg/L，說明規(guī)劃區(qū)水系上游的現(xiàn)有濕地植物具有一定的水體凈化效果。因此，建議將此地現(xiàn)有2 310m2的池塘改建成以濕地植物為主的生物濾過區(qū)，種植既有抗污吸污能力的環(huán)保型植物，又有近自然生長的濕地植物，減少水中富營養(yǎng)物含量，防止下游水體水質(zhì)惡化。

4 匯水區(qū)的土壤侵蝕與流失量分析

根據(jù)年降雨侵蝕力、地形地貌、土壤類型、植被覆蓋條件，模擬或估測該區(qū)域土壤侵蝕模數(shù)。其結(jié)果表明：A區(qū)為無明顯侵蝕（土壤侵蝕模數(shù)430.44t/（km2·a）），C、D 區(qū)皆為輕度侵蝕。從小流域匯水區(qū)角度看，AB、CD溝均為輕度侵蝕，年土壤流失量分別為36.39t與 22.21t。

建議在濕地1區(qū)前端(B區(qū)下部)建一個相應(yīng)要求的攔淤壩(建成如圖2所示)。建成后，景觀生態(tài)系統(tǒng)運行情況良好，為湖景公園綠地及濕地生物多樣性保護起到很好的作用。

圖2 攔淤壩建成現(xiàn)狀

5 結(jié) 語

生態(tài)系統(tǒng)的研究思路一般包括 “黑箱”、“白箱”和“灰箱?！昂谙洹毖芯糠椒ㄊ呛雎韵到y(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只通過輸入和輸出的信息來研究系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化和反應(yīng)特征的系統(tǒng)研究思路。

景觀生態(tài)系統(tǒng)是一定空間內(nèi)生物成分和非生物成分通過物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息交換而相互作用，相互依存所構(gòu)成的生態(tài)學(xué)功能單位。本文的研究方法只注重濕地1中物質(zhì)（水因子）循環(huán)的輸出輸入考慮，忽略了濕地的能量流動和信息交換的考慮。如何結(jié)合三者綜合研究，是我們今后景觀生態(tài)系統(tǒng)的主要研究方向。

[1]江億，林榮波.北京奧運建設(shè)與綠色奧運評估體系[J].建筑科學(xué)，2006，22（5A）：1-6.

[2]曾捷.綠色建筑的設(shè)計策劃[J].建筑科學(xué)，2006，22（5A）：7-10.

[3]葉德敏，雷國紅，張奇.城市綠地空間景觀生態(tài)設(shè)計研究——以浙江示范大學(xué)附屬中學(xué)為研究案例[J].西北林學(xué)院學(xué)報，2006，21(3)：150-153.

On the Application of“Black Box” in Landscape Ecological Planning——A Case Study of the Lake&Wetland Landscape Park at Chongqing Olympic Garden

ZHAN Lin
(Chongqing University of Science and Technology,Chongqing 401331)

The theory of “black box” can be used to plan and design the lake and wetland landscape park at Chongqing Olympic garden.Through quantitative research of the relationship of between the input and output of water factor in the landscape ecosystem,this paper puts forward reconstruction measurements of the landscape engineering design.

“black box”；systems theory；city landscape；landscape ecosystem

TU985

A

1673-1980（2011）06-0159-03

2011-08-16

國家自然科學(xué)基金項目（2008BAJ08B19）

詹林（1971-），男，四川達州人，碩士，講師，研究方向為風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計。