风景园林新青年与《风景园林》杂志合作推出

景观水保学—城市水土保持的理论探索

On Landscape Soil and Water Conservation – the Theoretical Exploration of Urban Soil and Water Conservation

何昉 夏兵 梁仕然
HE Fang XIA Bing LIANG Shi-ran

摘要: 水和土是人类赖以生存和发展的物质条件中的两个基本元素。影响人类社会和文明的形成和发展。景观水保学是研究水土和人、社会、文化内在联系的学科,以市域和乡域地表为研究对象,通过人工干预,合理梳理水、土元素的空间秩序和布局的方式,创造合理城市自然和人文基底,并协调人、社会、文化与水土之间的关系。

关键词:景观水保学;城市水土保持;理论

Abstract: Water and soil are the two most basic elements of material condition for the survival and development of human being, which have been promoting the development of human society and civilization. Landscape Soil and Water Conservation is about studying the inherent relationships of water and soil with human, society, and culture. It takes the earth surface of urban and rural area as research object, trying to, through manual intervention, create reasonable spatial order and arrangement pattern of water and soil, to establish a rational base for urban nature and culture, and to create a harmonious relationship among human, society culture and water and soil.

Key words: Landscape Soil and Water Conservation; Urban Soil and Water Conservation; Theory

1 水土保持学的前世今生

1.1 中国历史上的水土实践

古代中国以农业立国,井田沟恤、平治水土,对人工干扰产生的水土流失防治非常重视。早在《佚周书》、《孟子》、《荀子》、《周礼》等古书中就有对山林、沼泽设官禁令进行保护作了一系列的论述,通过合理的土地利用来预防自然资源枯竭和防止水土流失的发生。

随着技术水平的进步、人口逐步的增多,到了春秋之后,人们对农业生产用地的需求增大,水土流失现象日益加重。水旱灾害与水土流失迫使人们注意,当时腊祭祝词就有“土返其宅,水归其壑,草木归其泽”的描述。

其后漫长的封建社会时代,由于人口增长、毁林毁草的垦殖活动加剧,加之战乱、屯垦不断加速侵蚀发展,人们不断与水土流失危害进行抗争,提出了很多具有我国古代特色的水土保持理论和方法。其中比较有代表性的思想和理论有“任土之法”、“以时禁发”、“沟洫治河论”、“治水先治源论”、“滞沙澄源论”等[1-2],代表性的水土保持措施主要有区田法、梯田、引洪淤灌、闸沟打坝、淤造良田、陂塘和堤岸营造防护林等,这些都是古代中国人水土保持的智慧结晶。

自古以来水土治理实践,离不开先人对“天人关系”、“人地关系”有着洞如观火的理解。先秦时期,圣人贤哲开始不断完善的中国哲学体系,包含了许多朴素的生态文明思想,如“天人合一”的自然观和遵循自然规律、保护生态环境的主张。可以说,中国传统的水土自然观思想渊源深厚,指导着人们的实践,为后人留下了宝贵的精神遗产。

1.2 水土保持学的发展历程

我国水土保持学科的建立,是从20世纪30年代定量研究坡面侵蚀量及其防治措施开始,40年代黄河水利委员会首次提出“水土保持”一词。新中国成立以后,以关君蔚先生为代表的科学家认为“中国文化历史悠久,长期困扰于封建社会,尤其在近百年来,内忧外患,连绵不断,产生了荒山秃岭、破碎山河的荒凉面貌,它是旧社会留给新中国的惨痛遗产,情况复杂、治理难度很大,只能靠本国科技人员的努力谋求解决,要立即创建符合于中国特点的水土保持学科”[3]。水土保持创始于中国,水土保持学科体系应是在中国最先创立。1957年北京林学院独立成立了森林改良土壤教研组,并主编出版了我国高等林业院校交流教材《水土保持学》。1966年经多次讨论通过:“水土流失是在陆地表面由外营力引起的水土资源和土地生产力的损失和破坏”之定义。与之相应的“水土保持学”是研究水土流失形成、发生的原因和规律,阐明水土保护的基本原理;据以制定规划,并组织运用综合措施,防止水土流失、保护、改良和合理利用水土资源,维护和提高土地生产力;为发展农业生产,治理江河与风沙,建立良好的生态环境服务的一门应用技术科学[4]。

水土保持主要针对中国国情和水土保持生态环境建设的需要,将水土保持学科的基础理论与应用技术研究紧密结合,主要在流域治理、荒漠化防治、林业生态工程3个研究方向取得了卓有成效的研究和建设。水土保持重点研究集中在土壤侵蚀机制、土壤侵蚀模型、水土保持措施防蚀功能、水土保持的环境效应,以及水土保持关键技术等方面[5]。

可以看出水土保持主要致力于水土流失防治及其生态恢复的技术研究,是一门针对自然因素和人工农耕干扰引起来的水土流失治理而设立的综合林业生态工程、水土保持工程、森林生态学、土壤学、水文水资源等多学科内容的科学。

随着城市化进程的持续深入,成为影响人类生产、生存状态的最大事件,水土保持学科的研究对象从山地、河流、农田、草地和荒漠地等城市之外的自然地,扩展到了城市,时代又不断赋予其新的内涵,从传统的单一为农业生产服务到为城市生态安全和宜居环境建设服务,由此城市水土保持应用而生。

城市水土流失,实际上是城市化过程中因城市建设等人为活动而产生的规划区范围内的水土流失现象。城市化水土流失,可以理解为当建设规模或开发建设活动扰动土(岩)体超越城市的承载力和管理水平时,在自然外营力(降雨、重力、径流冲刷)的作用下,造成的水土资源的损失和景观生态的破坏。它与传统的农村水土流失,在侵蚀机制、侵蚀方式、侵蚀模数和危害程度等方面都有很大的不同[6]。

伴随着城市化进程不断深入,城市水土生态问题日益突出。严重的城市水土流失不仅污染水源,危害铁路、公路、高压线路,成为城市基础建设与城市社会经济可持续发展的瓶颈,直接影响城市居民的环境质量,威胁人民居住环境和安全,还损坏城市的形象和投资环境,制约城市社会经济可持续发展,影响全面建设小康社会战略目标的实现。

在深圳建市初期,由于大规模的开发建设和推山造地,水土资源一度遭到破坏,水土流失不断加剧。面对当时严峻的情况,吴长文、苏新琴、余新晓、王玉杰等学者开始探索城市水土保持问题,呼吁关注城市水土流失,由此引起水利部对沿海发达地区的城市水土流失危害的高度重视,于1995年在深圳组织召开沿海城市水土保持工作会议,城市水土保持正式进入学者视野,并开展大量的研究和实践。

早期城市水土保持主要关注点是房地产、旅游业、高新技术开发区以及旧城拆迁改造等开发建设活动扰动原地貌、损坏植被,使地表裸露、土质疏松,降低地表土壤的抗蚀能力,特别是有些开发建设项目在土地平整后,因各种原因造成大面积的土地裸露闲置,使得我国的城市水土流失问题日益严重,研究和实践对开发平土区水土流失特征及侵蚀等级划分与侵蚀模数,以及平土区治理措施优化配置研究。

随着城市水土流失治理的不断深入,松散堆积坡植被固坡技术研究,开采石场的治理措施和废弃石场,遗留边坡的治理技术, 土质、岩质边坡快速生态绿化新技术的应用探索等城市困难立地恢复的生态治理问题成为城市水土保持的重点业务。

到目前为止,城市水土保持内涵主要被理解为防治开发建设水土流失和生态景观破坏的管理和技术措施,使城市化过程有序化,确保城市化过程中的各种基础设施能发挥其正常的功能[6]。

由于城市问题的复杂性,其水土工作成为水土保持、生态恢复、风景园林等学科交叉的一个综合领域,以城市水土流失控制为根本目的的城市水土保持越来越难以适应城市水土问题的综合性和多目标性,学科发展到今天,需要横断和交融。城市水土保持需要与规划、生态、景观等多专业相融合,扩展新阶段水土保持内涵,迫切需要梳理行业发展方向和学科理论指导。

关君蔚先生曾经多次指出:“我们的突出的失误,主要在于局限于广义的农业内部之间的关系,而忽略了与工业、城市、宣传教育、文化艺术、生活休养旅游和医疗保健卫生等方面的关系。值此举世瞩目于人类可持续发展之际,‘山川秀美’一声惊雷,震醒我们于昏溃之中,重新唤起遗忘了的中国的绿色革命。”[4]

水土保持应该突破传统的工作范畴,构建一门新型学问—景观水保学。我国的水土、风致因景观水保学而更具有科学和人文精神内涵,并影响和发展我们的民族文化。

2 景观水保学的概念与内涵

2.1 中国历史上的水土观

古代神话“女娲补天”在《山海经·大荒西经》和《淮南子·览冥训》中均有记录,如《淮南子·览冥训》:“往古之时,水浩洋而不息……女娲炼五色石以补苍天”,“天塌陷,天河之水注入人间”。而《太平御览》记载了女娲用黄土和水造人。尽管是神话传说,但能反映了华夏文明形成初期先民对水土和物质世界联系的认识。在古人的观念中“天下”诞生于人类对抗洪水的过程中。同时也反映古人的世界观:世界万物源自水和土,由水和土构成。而此后出现“大禹治水”:緜以堵截治水失败,禹以疏导治水成功。禹疏濬河道之土在河岸两边堆山称为“九州山”。古时中国的版图也以“禹贡九州图”相称,至今九州仍代表中国。而园林艺术中的掇山理水也源于此[7]。由此可见这可能是我们民族特色的山水文化的滥觞。山水文化也造就了中华民族文化的民族特色。华夏文化、历史的产生和发展与水土有密切联系。“大禹治水”也可看作中国上古时代朴素的景观水保学活动。

2.2 人、城市和水土的关系

传统的水土观和实践经验自古是我国城市建造的重要思想和实践基础。古人建城“相地”为先。凡建城市首要考虑的是安全。通过“相地”解决选址和宏观规划水、土是重要一环。如春秋时伍子胥就“相土尝水”来选择城址。古代上至皇家下至平民建造阳宅、阴宅也需“堪舆”[8]。当中对水、土的分析研究就是“堪舆”的重要一环(图01)。

02 专题 (3)

而西方学者们对待城市问题关注点的更多是侧重水土以外的因素,如城市生态学家是从自然系统的角度(水文、气流、植物群落等)来认识。景观设计师热衷于开发各种生态技术,应用与场地规划和设计。但是生态学仅被应用于那种将城市排除在外的、通常认为是“自然”的所谓“环境”中。建筑师则推崇“形式决定论”(阿尔伯特·波普 Albert POPE),即使将文化、社会、政治和经济环境植入自然世界,也只是把他们作为自然界的对称物来看待[9]。水土作为自然界一切因子的根本在古代中国就被认识到:如传统堪舆术就注重“风、土、气、水”,当中以具体物质形式存在的就是“水”和“土”。明末清初《日火下降晹气上升图》(图02)中就有类似如今生态循环系统中大气循环、水循环及“能量流”的图式关系[8]。在城市范畴内亦然,水、土对于城市的文化、社会影响应该比其它因子起到更根本性的作用。例如个体人作为人类社会的基本单元,“一方水土育一方人”,人的体质、生活习惯和成长过程与气候、环境有关,而主要又是受“水、土”影响。曾有资料显示:地方病就与水土有关。我国东北、西北河西南曾经发现克山病、大骨节病等地方病,长期以来未找到原因。后来发现同一地区水土的物理化学性质上的差别,有重病区、轻病区和非病区的明显区别——这可以视为水土影响人类和社会的一个实例。从某个意义上讲,影响人类社会、经济和文化的众多因素中,归根结底的因素应该就是水和土。

2.3 景观水保学的概念

景观水保学研究水土和人、社会、文化内在联系的学科,以市域和乡域地表为研究对象,通过人工干预,合理梳理水、土元素的空间秩序和布局的方式,创造合理城市自然和人文基底,并协调人、社会、文化与水土之间的关系。

2.4 景观水保学的内涵

由于景观水保学研究对象为大尺度区域的地表,所涵盖和涉及的领域较广,因此必然具有学科交叉的特点,主要涉及的学科有:风景园林学、建筑学、城市规划学、土木工程学、地理学、生态学和其它技术子领域。风景园林学是关于土地和户外空间设计的科学和艺术。它涉及气候、地理、水文等自然要素,同时也包含了人工构筑物、历史文化、传统风俗习惯、地方色彩等人文元素,是水土美和水土文化的最终成果载体。建筑学可以解决建筑物及其相关设施的选址问题,并同时考虑环境与建筑物之间的关系[10]。城市规划学考虑范围相对较大,该学科以整个市域作为研究的对象,与风景园林学一样,这些学科都与水土有密切联系。如最早的建筑就是利用水土砌筑(夯土建筑),并且对水的质量和土壤的承载力的深入研究是这些学科开展规划设计的基础。其中风景园林学与景观水保学的关系更为密切,其主要的一项工作是对地形的艺术性塑造,以及研究如何对其合理利用。不同是前者侧重外部空间形态和非物质因素,后者侧重于水和土的构成以及科学性和安全性。此外还有人文地理学及自然地理学,前者专注于人类建造的环境和空间是如何被人类改造、看待及管理与及人类如何影响其占用的空间,后者调查自然环境及其各要素如何造成气候、植被、生命、土壤、水及地形的各种现象及它们的相互关系。而生态学主要研究的是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。以上两个学科所研究的对象也是以“水土”为基础或核心。

因此可以认为,景观水保学对“水土”的研究应该融入以上学科关于“水土”的理解,并根据具体的需求构建一完整的适用于各学科综合的水土理论体系,最终成为上述各个学科关于“水土”领域研究的的前沿理论。

3 景观水保学主要研究方向

景观水保学主要目的建立安全的城市水土生态格局,促进城市、人与自然和谐,其主要研究方向是解决水土保护、水土恢复、水土安全、水土美丽以及水土文化5大核心问题。

3.1 水土保护

(1)水土资源格局保护

城市土地资源高度紧张,高速扩展的城市将大地原来的肌理完全改变,原来的农田、河流、林地、草地变成了城市建设用地。水和土是有生命的,不合理的开发建设导致水土自然生态系统完全被破坏,城市生态系统依托的生命载体退化,城市何来生机可言。

景观水保学强调合理的水土等自然资源规划布局是有效保护城市环境的必要条件。依据城市自然条件,理顺城市自然肌理,合理布置城市自然山水的斑块、廊道和自然基底,维持和保护自然水土格局的连续性。

(2)水土流失控制

景观水保学基础任务之一就是控制城市中产生的各种水土流失危害,对开发建设活动而言,结合地表景观规划,利用原有地形,依山就势,顺坡而建,使建筑有层次感,有利于住宅的通风、透光在地势低洼处,改造成人工湖,既可以拦蓄雨水、减少洪涝灾害,又可以增加竖向景观。

3.2 水土恢复

现代城市中水土资源遭到极大的破坏,如何有效地恢复水土,增强水土生态服务功能,维持城市生态系统安全,是景观水保学的重要内容。

(1)水资源恢复

城市水资源短缺是制约城市发展的重大生态环境问题,河道恢复治理以及有效地对于雨水进行收集、利用和管理,可以缓解城市雨洪和水资源压力,恢复地上和地下水循环,改善区域小气候。

(2)土壤恢复

城市化进程同时也工业化的进程。当前,我国土壤污染出现了有毒化工和重金属污染由工业向农业转移、由城区向农村转移、由地表向地下转移、由上游向下游转移、由水土污染向食品链转移的趋势,逐步积累的污染正在演变成污染事故的频繁爆发,采用物理、化学以及生物综合恢复治理的土壤修复,是后工业时代水清土平的重要内容。

(3)土地恢复

城市化开山取土,道路建设等开发建设活动给大地遗留了很多难以恢复的立地类型,如矿坑、采石场、边坡等等,这些土地通过城市水土保持工程技术可以取得初步的基底恢复。但这还远远不能发挥这些土地恢复的最大功能。应该更多从风景园林处理手法上更新,从城市规划层面上进行土地统筹考虑,将困难立地更好地转变为绿色廊道、公园等多样性的公共空间,与整个城市生态安全格局相联系,与城市游憩场所相关联,更是城市绿色基础设施的基本保障。

3.3 水土安全

水土安全是国家生态安全的根本,是国家安全的重要组成部分,具有重大的战略意义,主要体现为农业安全、雨洪安全以及人居环境安全。

水土资源的不断流失,土层越来越薄,粮食生产能力就会受到威胁;水土资源正在遭受各种污染,在此基础上种植出来的作物从源头就受到污染,通过食物链进入人体,导致食品生产安全问题。

近年来各大城市频繁爆发各种城市雨洪问题,甚至是严重城市内涝、泥石流灾害的发生,究其根本,是人们的开发建设占有水土应出现的位置。让水土各安其位,让植物和动物种群回归城市环境,为市民提供更多亲近水体和大自然的机会,城市不再作为大自然的对立面,而是将二者融为一体,增强绿色基础设施的布局,从而削弱了因为极端气候导致的洪灾和干旱对城市发展的负面影响。

3.4 水土美丽

城市水土保持工程设施大多较为生硬,生物工程也常常是采用先锋植物为主的恢复方式,虽有利于尽快控制水土流失,但恢复之后的生态效益和景观效益往往不理想。而都市居民长期在钢筋水泥的城市中生活,迫切需要营造可供游憩休闲的美丽水土绿色空间。水土美丽的本源是小溪潺潺、泥土芬芳、鱼儿自由自在、孩子玩水嬉戏,是一种可接触可体验的朴素的水土美,或是以恰当的手法处理的艺术水土美,以及饱含当地风土人情的文化水土美,就如美丽的哈尼梯田,这种人与自然和谐的美数百年来默默地孕育了当地文化。水土之美丽还应体现景园规划专家孙晓翔先生所说的“三境”——“生境”、“画境”、“意境”,当中最高境界的是“意境”,能激发人美的感情、美的意愿、美的理想[11]。总之,景观水保学所追求的“水土”目标,不是仅仅以“生境”为目的,还需要更多地考虑人文因素和社会因素,达到“画境”和“意境”的高度。

3.5 水土文化

水土除了应该有外在美,还应该具有内在的、更深层次的精神内涵。

自古中国人在与自然的抗争中不但改善了人居环境和创造了民族文化,其文化总纲是“天人合一”。总之,“天人合一”思想的实质是主张将天、地、人作为一个统一的和谐整体来考虑,既要注意发挥人的主观能动性,改造自然和利用自然,又要尊重自然界的客观规律,在保护好自然资源和生态环境的基础上进行人类的生产活动,从而建立一种人与自然共存共荣、和谐发展的关系。“天人合一”还包含山水文化。山水文化是中华文化的特色。钱学森先生从1958始曾陆续发表了一系列的论文,并和园林专家、城规专家共同探讨。他是第一位提出将山水诗、山水画、山水园融入山水城市的伟大学者。山水城市是我国水土文化的重要传承。山水城市是物质载体,而山水之美是其高级精神体现。山水是外在形态。山为石、土所构成,其物质构成实质为土和水。归根结底,所谓“山水”其实质是“水土”;研究“山水”先要研究“土”和“水”。水土是以上物质和精神结果的基本载体和基本构成元素,只有合理的水土关系上述一切才可能得以体现。故在通过技术手段处理水土关系时就同步全面地考虑。“天人合一”同时也是人居环境的最高精神追求。作为创造人居环境的基础—景观水保学,应该不再单纯地满足于环境基底的保护和恢复,而是将城市水土应与景观、城市和人,将城市水土流失控制升华为平治水土的境界。

4 结语

回顾中国历史,先民带着敬畏之心,以朴素的水土哲学为指导,进对水土相关的整治活动,并创造了早期文明,推动历史发展。但近现代随着技术领域的突飞猛进,人类对于自然的尊重日减,甚至想以技术来改变自然水土规律。由于对水土认识不足而导致技术上错误的应用,就在对技术成果沾沾自喜的同时,实际上已埋下了灾难的祸根。近年来由于“水土失调”引发的罕见灾难频发,警示着我们国土当前存在“水土”方面的隐患:2010年西南大旱、甘肃舟曲特大山洪泥石流,2011年华西秋雨,2012年7月21日北京城市水灾、7月23日四川泸州水灾、7月26日天津水灾,2013年7月12日都江堰特大山体滑坡、2013年8月15日松花江流域洪水、2013年8月16日广东台风尤特水灾、2013年10月9日浙江余姚水灾。水灾方面虽有气候异常、降雨集中等“天灾”因素,但主要原因之一是河流生态破坏,水土流失严重,增加了洪水的破坏力。归根结底,水土流失是导致水旱灾害发生的主要原因之一。至于PM2.5问题、泥石流、地震次生灾害和城市内涝等灾害,对水土生态系统的调理,也是有效的解决途径。以上种种现象的出现都可归因与我们对水土认识的不足和相关理论体系的缺失。而相关的生态学、水利学等学科着重于某些领域的整治,没有一个学科或理论体系对于一切问题的根源——即水和土的问题进行整体、宏观和理论化的研究。这给水土保持学这门既年轻又古老的学科带来新的挑战和机遇。景观水保学的提出,呼吁我们从更多的视角审视我们现有的知识和理论体系,为明日人与水土关系的和谐、合理化作出努力尝试。

 

注释:

图01、图02引自:王其亨等著.风水理论研究.天津大学出版社,2007.

 

参考文献:

[1]刘忠义.我国古代水土保持思想体系的形成[J].中国水土保持,1987(6):56-58.

[2]张芳.清明时代有关水土保持治理黄河的理论[J].中国水土保持,1998(1):41-42.

[3]关君蔚.中国水土保持学科体系及其展望[J].北京林业大学学报,2002,24(5/6):273-276.

[4]关君蔚.我国水土保持科学的新阶段[A].中国科协2003年学术年会农林水论文精选[C].北京:中国农学会,2003,468-474.

[5]王礼先,张有实,李锐,等.关于我国水土保持科学技术的重点研究领域[J].中国水土保持科学, 2005,3(1):01-06.

[6]吴长文.城市水土保持的理论与实践[J].中国水土保持科学, 2004,2(3):01-05.

[7]孟兆祯.山水城市知性合一浅论[J].风景园林,2011,6.

[8]王其亨.风水理论研究[M].天津大学出版社.2007.

[9](美)查尔斯·瓦尔德海姆编,刘海龙,等译.景观都市主义[M].中国建筑工业出版社,2011.

[10](美)威廉·M·马什.景观规划的环境学途径(第四版)[M].中国建筑工业出版社,2006.

[11]孙筱祥.生境·画境·意境——文人写意山水园林的艺术境界及其表现手法.江榕,王德胜.中国园林艺术概论[M].南京:江苏人民出版社,1987:423-446.

 

作者简介:

何昉/1962年生/男/江苏人/教授/深圳市北林苑景观及建筑规划设计院院长/总景园师/中国水土保持学会城市水土保持生态建设专业委员会副主任委员兼秘书长(深圳 518038)

夏兵/1979年生/男/江西人/博士/深圳市北林苑生态与城乡规划设计研究分院副院长(深圳 518038)

梁仕然/1983年生/男/广东人/博士/深圳市北林苑景观都市主义分院景观总监及主创设计师(深圳 518038)

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《风景园林》2013第5期导读