功能湿地的理论基础Word格式文档下载.docx
《功能湿地的理论基础Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《功能湿地的理论基础Word格式文档下载.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
南昌市水域面积占全市总面积的29.8%，比例位居中国内陆大中城市前三，且水质普遍较好。
可以说，水资源是南昌最大的一笔天然财富。
2010年，南昌成为全国唯一一个被列为国家低碳试点的省会城市，“生态立市、绿色发展”理念已经成为全市上下的共识。
因此，在当下南昌城市大建设大发展的背景下，维护好这一自然瑰宝，走人居建设和湿地保护有机结合的发展道路显得尤为重要。
图1.1南昌市地图（改绘自网络图片）
包括南昌在内的南方地区水资源较为丰富，不少居住区拥有自然或人工的水体。
但是，它们大多并不能称作湿地，因为湿地所应具有的生态意义并没有被发掘。
大部分居住区水体只作为水景存在，缺乏自然的活力，成为城市中一座座生态孤岛；
一些水体因疏于维护，水质恶劣，反而侵害了居民的卫生健康。
针对这些问题，需要重新审视构建湿地在居住区中的作用，通过合理规划，将单个生态要素连接成湿地系统，使之能自我维持，进而充分发挥生态服务功能，造福居民。
1.1.2课题来源
国家自然科学基金项目（编号50978108）——华侨大学厦门校区湿地与校园功能一体化研究（以下简称功能一体化、一体化研究）已经有了相对成熟的研究成果。
功能一体化，即是通过构建湿地，融合校园市政功能、替代校园环境功能、兼容校园景观功能，并贯穿了华侨大学厦门校区（下文简称华大厦门校区）的规划、建设与运行的全过程，证明了湿地和校园功能一体化设计具有可行性，做到了校园的节能节水节约人力财力，同时湿地的景观价值和生态价值也得到了很好的体现。
由于高校校园环境和居住区环境在满足人的生活需求方面具有一定的可比性，所以本研究希望将华大生态校园建设的成功经验推广到南方城市居住区，结合不同地区的不同情况，使之为更广大人群服务，让湿地在居住区规划中发挥作为重要生态构成要素的作用，充分体现生态效益、经济效益和社会效益。
1.2研究内容、目的及意义
1.2.1研究内容
（1）相关概念
1.湿地：
按《国际湿地公约》定义，湿地（Wetland），系指不论其为天然或人工、常久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者，包括低潮时水深不超过6米的水域。
湿地是地球上具有多种独特功能的生态系统，它不仅为人类提供大量食物、原料和水资源，而且在维持生态平衡、保持生物多样性和珍稀物种资源以及涵养水源、蓄洪防旱、降解污染调节气候、补充地下水、控制土壤侵蚀等方面均起到重要作用，与森林、海洋并称全球三大生态系统。
湿地可分为天然湿地和人工湿地。
全国科学技术名词审定委员会定义，人工湿地（Artificialwetland），指由人为因素形成的湿地，如水田、水库、运河、盐田及鱼塘等。
美国环境保护署定义的人工湿地是“利用天然湿地生态系统中物理、化学、生物的协同作用原理，通过人工设计和建造的一种新型污水处理工艺”。
2.功能湿地：
“功能湿地”属于人工湿地范畴，是一种人居环境生态规划设计新策略。
它通过保护、恢复、重建湿地系统，将污水处理、雨水收集、中水回用、洪期防汛结合起来，是改变使水资源失衡的既有人居环境规划模式，重建水资源回归生态平衡的新规划模式。
简而言之，功能湿地即是在生态优先理念下规划的，结合了相关技术，具有多重服务功能的人工再造湿地。
3.居住区：
《城市居住区规划设计规范》（GB50180—93）（2002年版）规定：
居住区（Dwellingarea）也称城市居民聚居地，泛指不同居住人口规模的居住生活聚居地和特指城市干道或自然分界线所围合，并与居住人口规模（30000—50000人）相对应，配建一整套较完善的、能满足该区居民物质和文化生活所需的公共服务设施的居住生活聚居地。
居住区由低到高构成关系为：
居住组团——居住小区——居住区三级构成，或者居住组团——居住区两级构成。
鉴于篇幅有限，本文选取相对复杂的三级构成关系进行研究。
4.湿地生态系统：
生态系统是指在一个特定环境内，其间的所有生物和此环境的统称。
湿地（生态）系统是指介于水、陆生态系统之间的一类生态单元。
其生物群落由水生和陆生种类组成，物质循环、能量流动和物种迁移与演变活跃，具有较高的生态多样性、物种多样性和生物生产力。
（2）研究范围：
国务院于2012年批复的《南昌市城市总体规划（2001—2020年）》中所界定的红谷滩新区下辖红角洲片区范围。
（3）研究组成：
1.论述功能湿地在住区的可行性，并对包括华大厦门校区功能一体化在内的相关理论和实践成果进行阐述，为功能湿地研究奠定理论基础。
2.对南昌红角洲选定区域开发前后的生态环境变化与居住区运行现状进行调研，分析现有的居住区规划模式导致的问题。
针对现状提出修改方案，尝试在现有基础上最大限度优化水体生态。
3.以生态优先理念为指导、以构建功能湿地为手段，寻找居住区规划新模式。
针对研究区域进行重构式设计实验，进行湿地布局；
分析相关技术要点，实现功能湿地目标的最终达成。
（4）调研对象：
1.华大厦门校区功能一体化研究及其他相关案例的理论和实践成效；
2.南昌市红角洲片区的自然条件、生态面貌、城市规划、湿地原貌和现状等方面的信息；
3.选定研究区域内各小区的自然或人工水体规划和运行的情况。
1.2.2研究目的
（1）以南昌红角洲调研为例，发掘现有开发模式下住区水环境出现的问题，分析其成因。
（2）通过在红角洲片区的两套试验性设计，将功能湿地模式从基本概念、内容组成到操作方法、技术要点阐述清楚，为今后南昌市及南方其他城市的新城居住区功能湿地建设提供一套指导性方案；
和现有开发模式做对比，从而推广这种旨在扭转现有破坏式开发的新规划模式，促进人居环境建设结合湿地保护、体现湿地的生态价值。
1.2.3研究意义
（1）本课题针对水资源生态性失衡进行研究，以南方城市居住区为对象，“功能湿地”为核心，探索人居环境可持续发展的新规划建设模式，以求根本解决之道。
长江沿岸及以南城市大多拥有丰富的湿地资源，且冬季不结冰。
众所周知，湿地具有保持水源、净化水质、调蓄洪水、调节气候和保护海岸等巨大的生态功能。
华大功能一体化前期研究成果表明：
经过结构与功能恢复并结合相关技术强化的人工湿地系统，可实现高校校园全部淡水资源回归生态循环。
本研究旨在将这一成果推广到量大面广的城市居住区规划建设之中。
（2）发挥南昌地区水资源优势，响应绿色住宅发展号召，促进人居环境的改善和社会的可持续发展，通过构建网络系统最大限度发挥湿地的生态价值，具体表现在：
有助于居住区内微气候的改善，弥补城市天然湿地的减少，在维护城市生态系统稳定、提高防洪抗灾能力等方面有重要意义；
通过湿地的自然净化作用，可大幅降低居住区的市政维护成本，具有一定经济意义；
美化居住区人居环境，不仅具有良好的景观价值，还使整个社区成为环保意识的生动教材。
1.3研究现状
1.3.1国内研究现状
目前国内没有研究居住区构造功能湿地的专著和相关论文。
我国人工湿地系统应用相对较晚。
我国利用处理废水在20世纪80年代开始研究及应用，也取得了一定的成绩。
比较成功的案例为成都“活水公园”，深圳“洪湖公园”，尤以成都活水公园堪称中国湿地应用具有划时代意义的成功案例。
由于居住区的特殊环境和构建人工湿地的技术问题，目前人工湿地在居住区的应用还处于尝试阶段。
但是，人工湿地特有的污水处理能力和丰富的生态环境，已给其应用展现了巨大的潜力。
（1）著作方面：
我国关于湿地研究类的书籍主要有：
陆健健的《湿地生态学》，李杨帆、刘青松的《湿地与湿地保护》，赵学敏的《湿地一一人与自然和谐的家园》，国家林业局、易道环境规划设计有限公司编的《湿地恢复手册：
原则、技术与案例分析》，崔理华，卢少勇的《污水处理的人工湿地建构技术》，王世和的《人工湿地污水处理理论与技术》等一系列与湿地研究相关的理论著作，主要从湿地的定义、分类、立法、保护、恢复与评价理论与技术实践和湿地自然保护区建设、城市湿地及景观建设相结合的湿地系统的建构等方面研究，都未与人居环境建设结合起来研究。
居住区研究类的著作主要有：
朱家瑾、董世永、聂晓晴等的《居住区规划设计》（第二版），胡纹的《居住区规划原理与设计方法》，焦胜，邱灿红，徐峰等的《可持续居住区规划与设计》等。
生态学类的文献主要有：
杨小波、吴庆的《城市生态学》，余新晓、牛健值、关文彬等的《景观生态学》，傅伯杰、陈利顶、马克明等的《景观生态学原理及应用》（第二版）等一系列著作。
（2）期刊文献方面：
1.提出校园和城镇生态规划新理念的：
《湿地与南方高校校园功能一体化探索——华侨大学厦门校区生态规划》，郑志，刘塨，建筑学报，2010.10：
总结了华侨大学厦门校区校园的生态规划实践与探索，提出湿地与校园功能一体化模式，包括融合市政功能、替代环境功能、兼容景观功能3部分，贯穿规划、建设与运行全过程,以扭转城市化过程对生态的“建设性破坏”。
《生态因子分级控制理念的提出——校园湿地要素规划新模式研究》，郑志，刘塨，《新建筑》.2012.6：
基于对华侨大学厦门校区生态规划建设的系统化实践,阐述了生态因子分级控制创新理念,是对校园湿地功能一体化模式深化研究的成果，目的在于为这一模式建立一套系统化的操作方法,用以指导再造湿地生态活性的建构设计。
它包含首序、层级、边界三原则,具体体现为以水资源共生为核心的湿地斑块活性规划;
以生态机能共生为核心的湿地廊道活性规划;
以亲水生物共生为核心的湿地基质活性规划，多层级深入设计操作,使校园再造湿地系统获得高生态效能。
《福建小城镇居住区生态规划探索》，郑志，刘塨，《建筑学报》.2007.11：
从系统和结构层面切入，对小城镇人居环境生态规划设计进行探讨，提出一整套生态规划方法—“双耦合结构”法：
以生态结构为规划结构；
强化内部生态结构；
与区域生态结构连续；
组织生态流循环四个环节，达成生态结构与规划结构耦合,真正实现生态规划的科学意义。
2.关于住区湿地景观设计的：
《居住区湿地景观设计》，都晓璐，杨柳青，《南方园艺》2009.（01）：
简述了居住区湿地景观设计的基本对策和原则，从水系、护岸、植物等设计探讨了居住区湿地景观设计的方法。
《居住区人工湿地景观设计研究》，罗晓琴，代晓芳，《绿色科技》2010.09：
通过对居住区人工湿地景观设计及与其相关的国内外发展现状的概述,在总结城市居住区湿地生态功能的基础上提出居住区人工湿地以模拟生态空间的方式来进行景观的营造。
《基于湿地的居住区滨水植物景观设计——以南国明珠为例》，吴彦敏，《价值工程》2010.（20）：
以武汉市汉阳“南国明珠”居住区会所旁的滨水植物景现设计为例，主要介绍引入湿地概念后，再按照植物造景艺术原理进行搭配组合，创造出丰富的植物景观。
《生态居住区湿地景观设计》，李志成，《能源与环境》2010.（17）：
针对现有亲水房地产项目存在的水环境问题，提供了一些建议。
将湿地概念融入到水景建设中，为水体景观的建设运营提供了一个新的解决思路。
3.关于人工湿地技术运用于居住区的：
《人工湿地技术在建筑小区中的应用》，李静，《四川建材》2011.04：
主要从机理上探讨了人工湿地技术在建筑小区中水回用、雨水回用以及景观建设等方面应用的可行性，并介绍了一些工程实例。
《人工湿地在居住区的应用现状分析》，彭利达，《南方农业》2009.01：
介绍人工湿地在居住区的应用现状，分析其作用，效果和出现的问题，提出一定的解决对策。
《人工湿地与水景住宅》，张宏然，黄明晖，中国建筑学会建筑师分会建筑技术专业委员会第二次代表大会暨全国建筑技术学科第十一次学术研讨会2006：
文章对人工湿地进行了简要介绍，并探讨了如何将人工湿地用于居住区进行生活污水净化，并结合景观设计开发新的生态水景住宅。
4.关于南昌地区湿地现状及保护的：
《南昌市湿地管理现状及保护对策》，熊冬平，胡斌华，万青，《江西林业科技》2005年第6期：
指出南昌市有着丰富的湿地资源,在保护的前提下,对其进行合理开发利用将对提升南昌城市建设水平和生态品位有着重要意义。
根据南昌湿地现状,在总结近年来湿地管理经验及存在的问题，尤其是城市建设造成天然湿地破坏,提出南昌湿地保护与管理对策。
《南昌城市湿地景观建设若干思考》，刘渊，涂为国，《江西青年职业学院学报》，2011.9：
从湿地景观生态的角度出发，对南昌城市湿地发展提出若干思考。
（3）学位论文方面：
周平，《再造湿地与闽南城市居住区功能一体化可行性研究》，华侨大学，2013：
以闽南城市居住区为载体，“再造湿地”为核心，探索人居环境可持续发展的新规划建设途径，提出再造湿地和居住区功能一体化的模式。
论述了宏观、中观和微观三个层面上一体化在住区实施的可行性。
羊凤翔，《南方高校新校园湿地与城市生态廊道相结合研究》，华侨大学，2012：
论述以生态优先原则为基础，以构建城市湿地生态系统，进而创造宜人的城市人居环境为目标，针对高校新校园与城市在生态规划的共性问题，从城市与湿地的角度分析高校新校园中未开发之前湿地资源情况，并根据湿地本身的功能与作用，结合城市生态廊道进行研究。
曾琦芳,《高校新校区生态网络系统构建方式研究》，华侨大学,2007:
文章针对当前高校新校区生态规划方面的不足，以校园生态网络系统的构建为着眼点进行研究，引入景观生态学等理论，提出了高校新校区生态系统构建原则，最后详细介绍华侨大学厦门校区生态网络系统的构建，以实践来例证提出的理念。
郭小瑜，《城市居住区人工湿地景观设计》，西南大学，2008：
总结了城市居住区湿地的生态功能，对居住区人工湿地景观概念的界定、景观特点等内容进行了探讨；
对居住区中人工湿地景观的营造原则、景观系统构成、景观要素构成和设计方法等进行了阐释。
最后，对居住区人工湿景观的生态设计方法进行探讨，提出了居住区人工湿地以模拟生态空间的方式来进行景观的营造，探索有生态特色的城市居住区湿地型景观水环境开发与利用的新思路、新途径。
刘涨鑫，《城市居住区湿地景观规划研究——以福州市区为例》，福州农林大学，2009：
阐述了城市居住区湿地景观规划的思想和观念。
提出城市居住区湿地的景观布局的模式。
在此模式的基础上，针对城市居住区的实际情况，提出洲岛区域、水域、水陆过江区域、湿地植物功能区域、滨水陆域的城市居住区湿地分区模式。
论述城市居住区湿地植物规划的原则、以及植物群落的规划方法。
1.3.2国外研究现状
国外开始重视研究湿地时，其城市化进程趋于饱和，保护和恢复的研究居多，结合城市建设发展的研究较少，一般只是专注于相关湿地技术的开发、管理及政策的应用。
相关著作：
《湿地与景观》，[美]克雷格．S．坎贝尔著，2005：
示范了如何综合利用不同学科的原理与知识来建设和管理具有综合功能的、可持续的湿地生境。
与丰富的成功实例相结合，包括了：
①可持续发展概念和湿地过程的特点；
②新的和现有的市政和社区废水处理设施和技术；
③径流雨水净化、个体家庭住宅处理系统和综合功能系统规划的实践样板；
④景观工程、水塘、城市野生动植物和生态艺术的规划。
运用人工湿地技术的实践与研究：
因为湿地有着不俗的污水净化能力，科学家和工程技术人员于20世纪70年代开始了对于人工湿地的开发研究，并在20世纪80年代得到迅速发展。
截至目前，美、英等国都相继提了人工湿地的有关机理和一些可供参考的设计规范和数据，这标志着人工湿地系统作为一种独具特色的污水处理技术方式进入人工环境科学技术领域。
国外目前已经建设有大量人工湿地用于污水处理，截至2006年，欧洲共建有1万多座人工湿地，北美建有近2万座人工湿地。
在美国有600多处人工湿地工程用于处理市政、工业和农业废水；
在丹麦、德国、英国各国至少有200处人工湿地（主要为地下潜流湿地）系统在运行；
新西兰也有80多处人工湿地系统被投入使用。
1.3.3综合评价分析
与国外较多的应用案例相比，我国当前对人工湿地生态服务功能的利用起步晚、实例少。
且国内外大部分研究局限在水体在居住区的景观功能和湿地的水处理技术等层面，偏重湿地在住区景观设计中的运用以及湿地技术、管理、开发和政策方面的理论研究。
这些研究中并没有把湿地融入人居环境规划建设的过程中；
没有试图从改变传统的“破坏式”城市开发模式入手，为解决当下水资源生态性失衡尝试生态优先、湿地优先的规划方法。
另外，住区人工湿地结合了中水回用的案例也十分少见，后文将加以进一步介绍。
1.4研究的相关基础理论
1.4.1景观生态学
景观生态学是研究在一个相当大的区域内，由许多不同生态系统所组成的整体（即景观）的空间结构、相互作用、协调功能及动态变化的一门生态学新分支。
景观生态学关注格局——过程——尺度之间的关系、空间异质性与景观等级结构、景观异质性多样性的维持和管理等。
（1）景观整体性原理：
景观的整体性不仅表现在异质的景观要素所组成以及其的空间结构关系和生态过程中，而且还表现在景观在等级结构中垂直方向上不同等级水平之间的关系，它明确了景观生态学研究方向和方法论的特点。
（2）景观异质性原理：
在景观这个层次上，异质性主要来源有：
自然干扰、人类活动、植被的内在演替。
空间异质性在景观这个层次上有三个组成部分：
空间组成（即景观生态系统的类型种类、数量及面积比例），空间构型（即各生态系统的空间分布、斑块形状大小、景观对比度、景观连续度），空间相关（即各生态系统的空间关联程度、整体或参数的关联程度、空间梯度和趋势度以及空间尺度）。
（3）景观结构镶嵌原理：
镶嵌性是研究对象聚集或分散的特征，在景观中形成明确的边界，是连续的空间实体出现中断和空间突变。
福尔曼所指出的斑块-廊道-基质就是对景观镶嵌体的一种理论表述。
（4）斑块-廊道-基质模式：
是描述景观空间格局的一种基本模式。
斑块，指依赖于尺度与周围环境（基质）在性质上或外观上不同的空间实体，根据不同的起源和成因，可分为残留斑块、干扰斑块、环境资源斑块、人为引入斑块、再生斑块和短生斑块等。
廊道，不同于两侧本底的狭长地带，可以看作是线状或带状斑块，其重要特征有曲度、宽度、连通性、内环境和其与周围斑块或基质的关系，根据成因，亦可分为五种类型：
干扰型、残留型、环境资源型、再生型和人为引入型。
基质，是景观中出现面积最大、流通性最好的景观要素类型。
1.4.2湿地生态学
湿地生态学综合了陆地生态学、水域生态学和生态水文等学科，主要研究湿地生态系统结构和功能。
（1）湿地恢复的方法
自然式恢复：
指分析影响湿地退化或丧失的主要因素，通过自然干预的过程恢复湿地的功能和价值。
人工式恢复：
指通过人的干预，结合湿地的自然干预，对湿地进行控制性恢复、新建、改进或改造湿地生态系统的过程。
坚持经济性与生态性原则，当当的改进即可。
（2）湿地生态修复
湿地生态修复应遵循自然原则、经济技术原则和美学原则。
目标是采用适宜的生物、生态及工程技术，修复退化湿地生态系统的结构和功能，最终达到湿地生态系统自我维持的状态。
具体包括如下内容：
实现生态系统地标基底稳定；
修复湿地良好水状况；
修复植被和土壤；
为维护生物多样性以及修复湿地景观。
湿地生态修复包含着结构修复和功能修复两层内涵。
其中功能修复是结构修复的目标，结构修复是功能修复的前提。
湿地系统修复的评价指标最终可归结到生态服务功能的恢复，这与人类经济社会的可持续发展相关联。
（3）湿地生态系统的系统性设计
城市湿地生态系统是在城市尺度中对城市空间中的湿地做出位置、面积等方面的安排。
城市湿地生态系统规划，是城市中具有联系的各种不同性质、类型和规模的湿地相互结合而形成的有机整体，担负着改善城市环境、保障城市生态安全、保护城市生物多样性、为居民提供游憩场所等多种重要功能。
湿地生态系统的系统性设计是指以基地内的水体（形态与类型）、植被状况、地形条件等自然因素为基础，坚持生态环境的完整性与平衡性，从湿地外部环境的选址及湿地的水体面积及水位的控制、土壤改造技术、植物配置、雨水收集、水岸环境等相关方面进行系统的设计。
简而言之，就是如何进行湿地生境的设计。
1.5论文的特色之处
继承和发展功能一体化研究：
本课题紧密扎根于华大厦门校区校园湿地功能一体化研究成果，是功能一体化理论的推广演绎和自然延伸。
功能一体化研究在校园生态规划、建设和运行中已取得了较为成熟的成果，是本课题的理论依据和实践基础；
本课题探索将这一生态的发展理念推广应用至量大面广的南方地区人居环境背景下，使之成为一套更为完善的研究体系。
实验性设计：
通过理论的继承发展尝试以新的居住区规划模式解决传统模式产生的生态问题，从模拟设计的实验中得出方法与结论。
1.6研究思路、方法和技术路线
1.6.1研究思路
本课题研究的基本思路：
基于华大厦门校区功能一体化研究成果和其他理论经验，结合调研中发现的问题，分析传统开发模式的不足和推广功能湿地模式的可行性及必要性。
针对问题，采取“两步走”的优化步骤，首先基于现状优化，先构建起湿地，再尝试重构优化，向功能湿地迈进。
通过这两套优化设计阐述和实践与功能湿地相关的理论、方法，并从中发现问题、总结成果，给今后南昌地区构建生态住区提供建设性意见。
1.6.2研究方法
（1）资料收集、文献归纳法：
即对国内外各种学术期刊、著作、学位论文、相关研究课题进行检索，并通过互联网检索国内外最新的研究成果与观点。
（2）实地调研访问、分析法：
对华大校园湿地体系及各居住区生态背景、水体现状进行走访、调研，对比、评价各案例得出结论。
（3）类比法：
类比是根据两个对象或者两类事物的一些属性相同或者相近，猜测另一些属性也可能相同或相似的思维方法。
（4）实地模拟设计，验证理论可行性。
第二章功能湿地的理论基础
2.1居住区构建功能湿地的可行性分析
湿地能否和居住区共存、功能湿地相关的技术是否成熟、经济是否合理……这是我们开始研究前应当首先论证的问题。
本节将从宏观的共生、中观的构成、微观的技术三个层面，分析功能湿地——这一集构造人工湿地与适宜技术于一体的生态规划模式向南方城市居住区推广应用的可行性。
2.1.1宏观共生的可行性
要实现湿地系统与居住区共生，便是要实现二者在规划和运行中的和谐共存：
（1）规划中的结合：
南方广大地区拥有丰富的水资源，南方城市居住区在规划时与湿地或水体结合的例子也大
升级会员 