馬曉菲,石龍宇

1 中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所 城市環(huán)境與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廈門 3610212 中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049

城市是一個(gè)復(fù)雜的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然生態(tài)系統(tǒng),容納著最密集的人群及人類活動(dòng)。城市化是提升居民居住條件、解決諸多民生問題的重要途徑。但隨著城市居民數(shù)量持續(xù)上漲,城市建筑愈發(fā)高密度化導(dǎo)致越來越多自然地面被不透水地面替代[1- 2],自然地面原有的水源涵養(yǎng)功能隨之丟失。城市現(xiàn)有雨洪管網(wǎng)難以滿足所需,內(nèi)澇肆虐、徑流污染等問題隨之而來,影響了城市居民的正常生活和城市的有序運(yùn)行。同時(shí),不透水地面擴(kuò)增對水文生態(tài)平衡也造成了不容忽視的威脅[3- 4]。為解決上述雨洪失控問題,國務(wù)院辦公廳于2013年發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見》,強(qiáng)調(diào)“應(yīng)該根據(jù)地域特色在建成區(qū)建設(shè)徑流調(diào)蓄基礎(chǔ)設(shè)施,增強(qiáng)防洪防澇能力”。2015年發(fā)布的《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》指出：“應(yīng)通過海綿城市建設(shè),綜合采取‘滲、滯、蓄、凈、用、排’等措施,將70%的降雨就地消納和利用”。雨水花園作為典型的用于雨洪管理的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施,是建設(shè)海綿城市、進(jìn)行低影響開發(fā)和城市暴雨管理的重要手段[5- 6],能以一種自然方法削減徑流、延遲洪峰并以分解、吸收、截留污染物等方式凈化水質(zhì)[7- 8],且其結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、施工管理簡便[9],已被較多地區(qū)與國家用于城市雨洪管理[5]。

為最大限度地發(fā)掘、保持、提升雨水花園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力,進(jìn)而提升當(dāng)?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展水平,研究團(tuán)隊(duì)在中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所(以下簡稱“城市所”)內(nèi)建成了一座雨水花園研究示范樣地(以下簡稱“樣地”)。樣地還包括一套基于“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)設(shè)計(jì)而成的徑流控制效益監(jiān)測系統(tǒng)(以下簡稱“效益監(jiān)測系統(tǒng)”),主要用于監(jiān)測與分析樣地的徑流控制過程和效率。

景感學(xué)作為研究生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和可持續(xù)發(fā)展的有效途徑[10],以它為指導(dǎo)進(jìn)行土地規(guī)劃、建設(shè)、評價(jià)、管理和調(diào)控,能在保持、改善和增加區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平的同時(shí),更能增強(qiáng)人們對可持續(xù)發(fā)展意識(shí)及其相關(guān)理念的理解和認(rèn)同[11]。下文將以樣地為例,基于景感學(xué)分析其營造途徑和原則,探究其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力,為雨水花園這類生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的營造提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

1 景感學(xué)與景感營造的概念及內(nèi)涵

景感生態(tài)學(xué)是基于生態(tài)學(xué)的基本原理,從自然要素、物理感知、心理認(rèn)知、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、過程與風(fēng)險(xiǎn)等相關(guān)方面,研究土地利用規(guī)劃、建設(shè)與管理以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的學(xué)科。它的實(shí)質(zhì)是為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展與人們需求的變化,基于景觀生態(tài)學(xué)提出的一種新的土地利用規(guī)劃方法[10,12]。自我國生態(tài)學(xué)家趙景柱于2015年提出景感生態(tài)學(xué)以來,相關(guān)理論與方法體系被視為分析與提升區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力的有效途徑。例如,Yu[13]等人基于景感生態(tài)學(xué)的理論體系,建立了自然保護(hù)區(qū)的保護(hù)框架與策略；Xiong[14]等人基于景感生態(tài)學(xué)的方法體系,調(diào)研了旅游者的景感體驗(yàn),進(jìn)而為旅游區(qū)規(guī)劃提供參考意見；Zheng[15]等人基于景感生態(tài)學(xué)的理論和方法,進(jìn)行崇明島生態(tài)工業(yè)園區(qū)的景感營造。

為將景感生態(tài)學(xué)的內(nèi)涵與研究內(nèi)容進(jìn)一步延伸與擴(kuò)展,趙景柱等人又于2020年提出廣義景感生態(tài)學(xué)(或景感學(xué),在景感生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)上,形成的景感營造理論和方法的研究)這一科學(xué),界定了景感(人們通過適當(dāng)?shù)谋憩F(xiàn)形式將某一或某些愿景賦予或融入某種載體,使其他人能夠從這一載體及其相關(guān)的表現(xiàn)形式領(lǐng)悟這一或這些愿景,具備這些屬性的載體即為景感)和景感營造(指構(gòu)思設(shè)計(jì)與建設(shè)形成景感的過程)的定義[11],并且總結(jié)了景感營造的3種方法與8項(xiàng)原則；明確了景感營造作為以景感學(xué)為理論基礎(chǔ)的一種生態(tài)恢復(fù)和建設(shè)手段,應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件、居民生活、生產(chǎn)、文化等特征開展相關(guān)工作；拓寬了景感生態(tài)學(xué)的應(yīng)用范疇,使其不僅限于指導(dǎo)區(qū)域土地利用與規(guī)劃,還能應(yīng)用于詩歌、畫作類藝術(shù)品鑒賞[16]等領(lǐng)域。從景感學(xué)的內(nèi)涵與應(yīng)用范疇分析,基于這一科學(xué)探究樣地的營造過程,有助于保持、提升雨水花園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力,進(jìn)而持續(xù)地提升當(dāng)?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量。

2 雨水花園營造過程

根據(jù)“景感”這一概念,可知雨水花園樣地具備顯著的景感屬性,承載了設(shè)計(jì)與建設(shè)者賦予的愿景：“建設(shè)雨水花園提供以徑流控制為主的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),以此調(diào)節(jié)自然環(huán)境,緩解城市雨洪管理失控問題,使人-生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施-自然環(huán)境和諧共生,提高人們對居住環(huán)境的滿意度與對可持續(xù)發(fā)展意識(shí)及其相關(guān)理念的認(rèn)同度”。由這一愿景的概述可知,樣地提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是傳遞并實(shí)現(xiàn)愿景的核心,即人們對樣地供給的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的感知與享受就是愿景被認(rèn)同和實(shí)現(xiàn)的過程。下文將以樣地為景感實(shí)例分析其營造途徑與原則。

2.1 雨水花園樣地結(jié)構(gòu)

樣地位于城市所內(nèi)的景觀河畔,如圖1所示。城市所前期建成的景觀河為樣地非雨期試驗(yàn)用水與雨期的凈化水體排放提供了適宜的途徑。樣地由進(jìn)水池、集水池、效益監(jiān)測系統(tǒng)三部分組成。

(1)進(jìn)水池為樣地主體,用于收集徑流入水并利用基質(zhì)層削減徑流量并凈化水質(zhì),其基質(zhì)層從上至下為蓄水層、覆蓋層、種植層、第一土工布層、第一礫石層(過濾層)、第二土工布層、第二礫石層(排水層)。蓄水層中安置有液位計(jì)與水質(zhì)儀兩項(xiàng)傳感器,用以監(jiān)測徑流入水量與水質(zhì)。種植層根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、植物形態(tài)與優(yōu)缺點(diǎn),選種了翠蘆莉與花葉絡(luò)石兩種本地物種,抗旱耐澇,維護(hù)成本低。外側(cè)花葉絡(luò)石枝蔓發(fā)達(dá),可作為柵欄格擋入水中的枯枝落葉；中部翠蘆莉根系發(fā)達(dá),有顯著的凈化水質(zhì)作用。排水層中安置的滲濾管由進(jìn)水池通向集水池。

(2)集水池用于收集經(jīng)進(jìn)水池處理過后的徑流出水,其中安置有液位開關(guān)、流量計(jì)與水質(zhì)儀三項(xiàng)傳感器,用以監(jiān)測徑流出水量與水質(zhì)。集水池中還安置有抽水水泵、排水管,抽水水泵根據(jù)集水池中液位開關(guān)的測量值啟動(dòng)和關(guān)閉,當(dāng)液位高于水泵啟動(dòng)值時(shí),水泵抽水外排至景觀河；當(dāng)液位低于水泵啟動(dòng)值時(shí),水泵停止工作。集水池中的凈化水體通過排水管排放至景觀河。

(3)效益監(jiān)測系統(tǒng)由監(jiān)測、供電、傳輸、分析四個(gè)子系統(tǒng)組成,其運(yùn)作原理為利用安置在樣地基質(zhì)層與集水池中的各類傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測與采集徑流處理前后的徑流水量與水質(zhì)數(shù)據(jù),各類傳感器實(shí)時(shí)讀取數(shù)據(jù)并將所得數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)與處理,進(jìn)一步借助分析子系統(tǒng)得出徑流控制效率。監(jiān)測子系統(tǒng)通過樣地中安置的各類傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測徑流數(shù)據(jù)；供電子系統(tǒng)由蓄電池與太陽能板組成,供電給監(jiān)測、傳輸與分析子系統(tǒng)；傳輸子系統(tǒng)用以讀取并存儲(chǔ)監(jiān)測子系統(tǒng)監(jiān)測的徑流數(shù)據(jù)；分析子系統(tǒng)作為半自動(dòng)化系統(tǒng),主要是根據(jù)傳輸子系統(tǒng)儲(chǔ)存的徑流數(shù)據(jù)對樣地的徑流控制效率進(jìn)行分析。

圖1 雨水花園及其監(jiān)測系統(tǒng)照片F(xiàn)ig.1 The picture of rain garden and its monitoring system

2.2 景感營造途徑

以適宜的途徑進(jìn)行景感營造有助于最大限度地保持、改善和增加景感的效用。研究團(tuán)隊(duì)在建設(shè)樣地之初,期望借助樣地研究并提升雨水花園以徑流控制為主的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),緩解城市徑流失控問題,促進(jìn)人-生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施-自然環(huán)境和諧共生,提高人們對居住環(huán)境的滿意度。本研究中景感營造途徑為研究團(tuán)隊(duì)將愿景融入新構(gòu)建的載體,形成樣地這一景感。

2.3 景感營造原則

景感營造過程中,不僅需要考慮景感本身的特征,當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件、資源稟賦、居民的生活、生產(chǎn)、文化水平等都是影響景感后期發(fā)揮效用的關(guān)鍵因素。為景感能達(dá)到甚至超出預(yù)期效用,景感營造需要因地制宜并結(jié)合營造原則將愿景融入其中。由于景感營造原則相互關(guān)聯(lián),通常景感的一些內(nèi)部或外部屬性可體現(xiàn)景感營造時(shí)遵循的原則。樣地營造過程中體現(xiàn)了愿景呈現(xiàn)的雙向性、方位的順脈性、營造過程的漸進(jìn)性原則。

2.3.1愿景呈現(xiàn)的雙向性

樣地營造之初,研究團(tuán)隊(duì)期望能以它為研究平臺(tái)探究并提升雨水花園以徑流控制為主的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力,緩解城市雨洪管理失控問題。樣地建成之后,多次有學(xué)生與學(xué)者來訪城市所參觀學(xué)習(xí),研究團(tuán)隊(duì)會(huì)就來訪者對樣地產(chǎn)生的興趣點(diǎn)與科學(xué)問題進(jìn)行講解。來訪者可通過物理感知能力感受并享受樣地產(chǎn)生的部分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),進(jìn)而領(lǐng)悟到這一景感所蘊(yùn)含的愿景。樣地也逐漸成為城市所具有顯著科教意義的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施。研究團(tuán)隊(duì)將愿景注入樣地這一載體,通過講解與其他輔助手段,來訪者能夠領(lǐng)悟到樣地蘊(yùn)含的愿景,研究團(tuán)隊(duì)與來訪者在交流過程中產(chǎn)生了對愿景的共鳴。

2.3.2方位的順脈性

樣地營造之前,研究團(tuán)隊(duì)調(diào)研了城市所的區(qū)位條件、資源稟賦、居民生活與生產(chǎn)及文化等特征。為利用景觀河供應(yīng)樣地非雨期試驗(yàn)用水并接收樣地雨期的凈化水體,計(jì)劃將樣地建在景觀河沿線一角；為樣地便于匯集路面雨水,計(jì)劃將樣地建在城市所一條主路旁邊,利于借助路面高低差將徑流引入進(jìn)水池；經(jīng)過綜合考量后確定了樣地的地理位置。樣地營造充分考慮了所處位置的地勢條件,與城市所總體布局脈勢保持一致。

2.3.3營造過程的漸進(jìn)性

在樣地營造之前,前期建成的路面與景觀河為樣地營造奠定了良好的基礎(chǔ),能有效促進(jìn)樣地發(fā)揮效用。進(jìn)行樣地營造時(shí),研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)建設(shè)過程中遇到的實(shí)際困難,對營造規(guī)劃方案進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整；樣地建成后,研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)研究需求變化,增加了效益監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器類型,更新了數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。雨水花園樣地營造的過程是根據(jù)研究目標(biāo)不斷調(diào)整和優(yōu)化的,體現(xiàn)了景感營造的漸進(jìn)性原則。

3 雨水花園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是聯(lián)系生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施與居民福祉的重要橋梁,它可直接或間接惠及人們[17],有助于提高公共健康和城市居民的生活質(zhì)量[18]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指自然生態(tài)系統(tǒng)及其所屬物種支持和維持人類生活的條件和過程[19- 20],它的價(jià)值是無限的,是人類生存的基礎(chǔ)[21]。由聯(lián)合國發(fā)起的“千年生態(tài)系統(tǒng)評估[22]”項(xiàng)目將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類為支持服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、供給服務(wù)和文化服務(wù),也是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的分類之一[23- 27]。

雨水花園作為保障、提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施之一,能為人們提供調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)與文化服務(wù)[28]。雨水花園供給的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是它作為景感所被賦予的愿景核心,人們通過物理感知與心理認(rèn)知能力去感受并享受其提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),即是人們領(lǐng)悟愿景的過程。其中,物理感知可影響心理認(rèn)知程度,心理認(rèn)知水平同樣會(huì)作用于物理感知[11]。下文以樣地為例,分析雨水花園供給的調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)與文化服務(wù),并解讀人們?nèi)绾卫靡暩?、嗅感、聽感、味感、光和觸感等物理感知感受并享受這些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。由于監(jiān)測系統(tǒng)可監(jiān)測樣地的徑流控制過程并分析控制效率,下文采用徑流削減效率公式分析樣地以徑流控制為主的調(diào)節(jié)服務(wù),對支持服務(wù)和文化服務(wù)的探究以定性分析為主。

3.1 調(diào)節(jié)服務(wù)

以徑流削減為主的調(diào)節(jié)服務(wù),是雨水花園最顯著的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值[29]。雨水花園主要通過基質(zhì)層削減徑流量,科學(xué)地設(shè)計(jì)、建設(shè)雨水花園可使其徑流削減量高達(dá)100%[30]。此外,各基質(zhì)層能以過濾、分解、植物富集吸收等方式凈化水質(zhì),包括對徑流中SS、COD、重金屬(Pb、Zn、Cu、Fe、Cd)等都有良好的去除率[31- 34]。翠蘆莉與花葉絡(luò)石茂盛的葉片能附著人們在主路上通行產(chǎn)生的揚(yáng)塵,且這兩種植物可通過光合作用與蒸騰作用促進(jìn)局部氣候的降溫增濕與釋氧固碳[35]。可見雨水花園能通過多種途徑提供調(diào)節(jié)服務(wù)。一般情況下,人們可通過視感與觸感能力觀察到植物表層附著的揚(yáng)塵,可通過觸感感受到局部空氣濕度增加、溫度降低等調(diào)節(jié)服務(wù),但難以通過物理感知直接察覺徑流削減、水質(zhì)凈化與釋氧固碳等調(diào)節(jié)服務(wù),需要利用科學(xué)方法與儀器進(jìn)行分析。

本研究中,分析子系統(tǒng)作為半自動(dòng)化系統(tǒng),根據(jù)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)存的徑流量數(shù)據(jù)對樣地的徑流削減效率進(jìn)行分析,計(jì)算公式如式(1)。數(shù)據(jù)及來源為監(jiān)測子系統(tǒng)測得2018年10月至2019年6月的日均降雨量,通過加和計(jì)算得出期間9個(gè)月的月均降水量；流量計(jì)可測得水泵工作時(shí)的累計(jì)抽水量,根據(jù)每月起止日期的抽水量數(shù)據(jù)可得到每月抽水總量；液位計(jì)測得2018年10月至2019年6月集水池每月的液位變化；相關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示。

(1)

式中,Win為進(jìn)水池中徑流總流入量,可通過降雨量推算得出,計(jì)算公式為：Win=φ·q·F,其中F為樣地匯水區(qū)域的面積；q為降雨量,由雨量計(jì)測得；φ為樣地匯水區(qū)域的雨量綜合徑流系數(shù)；Wout為進(jìn)水池中徑流總流出量,計(jì)算公式為Wout=w+Δh·a,其中w為集水池中流量計(jì)測得的流量,Δh為集水池中液位開關(guān)測得的液位變化,a為集水池的面積。

利用式(1)計(jì)算得出樣地2018年10月至2019年6月的每月徑流削減率分別為100.0%、98.4%、89.6%、90.7%、91.6%、87.6%、89.1%、91.2%、94.7%,最后計(jì)算得到樣地的年徑流削減總量為91.2%,遠(yuǎn)超《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南-低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》與《廈門市海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市實(shí)施方案》為廈門設(shè)定的年徑流總量的控制區(qū)間70%—85%。

表1 2018年10月至2019年6月雨水花園樣地運(yùn)行情況

3.2 支持服務(wù)

基于植物的生長特征與城市所的氣候、地理環(huán)境特征,研究團(tuán)隊(duì)在樣地中栽種了翠蘆莉與花葉絡(luò)石。廈門多高溫與臺(tái)風(fēng)天氣,要求植物具有較強(qiáng)抗性,否則易增加更種成本。翠蘆莉生命力強(qiáng)、能較好地適應(yīng)各類土壤、地勢與光照等環(huán)境,還能耐高溫[36]；花葉絡(luò)石具有外形強(qiáng)健、少生病蟲害、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、耐旱性強(qiáng)、抗短期洪澇性好、分藤能力強(qiáng)、管理簡單等優(yōu)勢[37]；兩種植物較強(qiáng)的抗逆性等優(yōu)點(diǎn)都較適合種植在樣地中。植物擁有抗病蟲害與生長能力強(qiáng)等性能,可減少甚至避免殺蟲劑、助生長劑等化學(xué)試劑的使用,有助于維持基質(zhì)層土壤質(zhì)量,并為微生物群落提供良好的棲息地。翠蘆莉和花葉絡(luò)石混合栽種有助于增加植物物種多樣性[38]。植物物種多樣性越高,為各種動(dòng)物和微生物提供棲息地的生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)功能越強(qiáng)。

3.3 文化服務(wù)

樣地主要通過供給人們審美與科教、啟智等體驗(yàn)提供文化服務(wù)。作為科研團(tuán)隊(duì)用以探索并提升雨水花園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力的研究平臺(tái),樣地多次作為城市所的示范性生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施之一接待前來參觀交流的科研人員與學(xué)生。研究團(tuán)隊(duì)會(huì)從樣地的基質(zhì)組成,其中分布的傳感器及其效用,栽培植物的生長習(xí)性,效益監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其工作原理等方面進(jìn)行深入的講解。其中蘊(yùn)含著豐富的知識(shí)體系,既能與同行科研人員交流、討論研究發(fā)現(xiàn),也能為一些非專業(yè)的參觀者傳授知識(shí)。樣地具有的科學(xué)教育價(jià)值顯著。

翠蘆莉的外觀形態(tài)優(yōu)美、花期較長、花色為獨(dú)特的藍(lán)紫色、四季枝葉常綠等特征保證了其良好的觀賞價(jià)值[39]?；ㄈ~絡(luò)石為常綠藤蔓植物,柱形強(qiáng)健,植株多彩艷麗,視覺上極具層次感,可觀賞期較長。因?qū)庹彰舾?葉色還會(huì)在不同的光照時(shí)長和強(qiáng)度下產(chǎn)生漸變效果,緊湊生長的狀態(tài)下似怒放的鮮花[40- 41]。翠蘆莉與花葉絡(luò)石組合栽種,在樣地中形成了具有較強(qiáng)審美價(jià)值的色彩斑塊。一般情況下,人們可直接通過視感感知、享受審美服務(wù)；在研究團(tuán)隊(duì)的講解下,人們可通過視感、聽感感知并享受啟智、環(huán)境教育等文化服務(wù)。

由表2可知,以樣地作為研究實(shí)例探究發(fā)現(xiàn)雨水花園具備顯著的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力,可為人們提供調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)、支持服務(wù),且?guī)最惙?wù)之間互為影響。雨水花園的徑流削減、水質(zhì)凈化、降溫增濕與釋氧固碳等調(diào)節(jié)服務(wù),以及為微生物群落提供棲息地等支持服務(wù),保障了雨水花園的環(huán)境教育、生態(tài)保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展思想啟發(fā)等文化服務(wù)。

4 討論

國內(nèi)外已有諸多研究聚焦于采集徑流數(shù)據(jù)樣本,結(jié)合TOPSIS綜合評價(jià)法[42]、SWMM模型模擬法[43- 44]、數(shù)值模擬法[45]等模擬和計(jì)算的方法,分析雨水花園為區(qū)域供給的以徑流控制為主的調(diào)節(jié)服務(wù)。目前,對雨水花園的支持服務(wù)和文化服務(wù)的研究相對較少,更是少有研究從人的主觀感知角度探討雨水花園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力[46- 47]。基于景感學(xué)的理論,本研究探究了樣地的營造過程及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力,既從宏觀角度闡明了雨水花園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)范疇,同時(shí)也從“人的物理感知”的微觀角度解讀了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是如何輻射至居民個(gè)體的過程。景感學(xué)的研究框架強(qiáng)調(diào),基于景感學(xué)的理論分析和實(shí)踐應(yīng)用的研究中,需要對生態(tài)相關(guān)的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行長期、實(shí)時(shí)、現(xiàn)場的監(jiān)測,而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是能夠?qū)崿F(xiàn)有效監(jiān)測的途徑之一[10]。樣地的效益監(jiān)測系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)而成,但僅監(jiān)測和分析了徑流削減過程與效率,缺少對部分調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)和文化服務(wù)的監(jiān)測。

表2 雨水花園提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為雨水花園的核心功能,可通過物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)去觀測、分析其動(dòng)態(tài)過程和效率,也能通過人的感知能力去領(lǐng)悟和享受它。但是物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)對部分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的監(jiān)測存在盲區(qū),如文化服務(wù)中的審美、環(huán)境教育、科普知識(shí)等方面的服務(wù),而人們可以通過感知能力感受并享受；同樣,人們對部分生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的感知存在盲區(qū),如調(diào)節(jié)服務(wù)中的徑流削減、水質(zhì)凈化、釋氧固碳等方面的服務(wù),支持服務(wù)中的維持土壤質(zhì)量,提供微生物棲息地等方面的服務(wù),而物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)可以監(jiān)測和分析其過程與效率。

5 結(jié)論

本研究中,雨水花園樣地作為一項(xiàng)被賦予“提供以徑流控制為主的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)并以此調(diào)節(jié)自然環(huán)境,緩解城市雨洪管理失控問題,使人-生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施-自然環(huán)境和諧共生,提高人們對居住環(huán)境的滿意度”愿景的新構(gòu)景感,在營造過程中遵循了愿景呈現(xiàn)的雙向性、方位的順脈性、營造過程的漸進(jìn)性的原則。它可提供調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)、支持服務(wù),有助于改善周邊人居環(huán)境?；谖锫?lián)網(wǎng)建設(shè)而成的效益監(jiān)測系統(tǒng)分析得到樣地年徑流削減總量為91.2%,表明樣地可提供顯著的調(diào)節(jié)服務(wù)(徑流削減)。同時(shí),居民可通過視感、聽感、觸感能力感知并享受樣地供給的文化服務(wù)與部分調(diào)節(jié)服務(wù),難以感知支持服務(wù)。

基于景感學(xué)的理論規(guī)劃、建設(shè)、評價(jià)、管理和調(diào)控雨水花園這類生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施,既是進(jìn)行區(qū)域土地利用規(guī)劃與建設(shè)的過程,同時(shí)也是對原有自然環(huán)境的改造過程。為生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施賦予主觀愿景,使它成為傳遞愿景與情感的載體,使它與原有自然環(huán)境更好地相互協(xié)調(diào),進(jìn)而滿足人們對高質(zhì)量居住環(huán)境的需求,使人們在感受并享受生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施所供給的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的同時(shí),能夠更深刻地去領(lǐng)悟可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的意識(shí)和理念,最終使人-生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施-自然環(huán)境三者能夠更和諧地相互融入和適應(yīng)。

本研究為生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施類的景感營造工作提供了參考經(jīng)驗(yàn),基于景感學(xué)理論進(jìn)行景感營造的過程中,除了考慮營造的方法與原則,還應(yīng)思考如何有效評估景感營造的效益,為提升這類景感的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力提供思路。本研究認(rèn)為可將物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的監(jiān)測技術(shù)和人的物理感知作為評估生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施類景感營造工作的兩個(gè)切入點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的監(jiān)測技術(shù)方面,增加對調(diào)節(jié)服務(wù)和支持服務(wù)的監(jiān)測環(huán)節(jié),后續(xù)的研究中也會(huì)增加樣地效益監(jiān)測系統(tǒng)對水質(zhì)凈化和局部微氣候(降溫增濕)調(diào)節(jié)效益的監(jiān)測功能。人的感知方面,可從人們感知到的愿景與設(shè)計(jì)愿景是否一致的角度評估景感營造工作。若人們感知到的愿景僅有景感營造者最初設(shè)計(jì)愿景的一部分,那么愿景傳遞存在缺失,表明景感營造的效益存在進(jìn)一步提升的空間。為使人們對景感所蘊(yùn)含愿景的領(lǐng)悟與認(rèn)同感最大化,景感營造者在進(jìn)行景感規(guī)劃時(shí),也應(yīng)思考如何匹配不同人群的感知能力和品味。