低冲击开发理念及其在城市生态园林中的应用
胡益珩 朱纯 杨学成 苏志尧
摘要：我国正处在城市快速发展时期，利用园林景观设施，解决城市雨洪带来的地表径流、城市内涝、环境污染、生物多样性破坏等问题，进而建立环境优美舒适、生态协调平衡的生态园林城市，是城市发展的理想目标和必然要求。对美国的低冲击开发（Low Impact Development）理念进行了总结和分析，结合我国城市发展特点，提出适合我国城市生态园林建设的科学模式。
关键词：低冲击开发；城市绿地；生态园林；绿色基础设施 文章编号：1671—2641（2016）01—0008—05
中图分类号：TU986 文献标志码：A
城市是人口相对密集、经济相对发达的人工建成区域。城市的地表面积约占全球总面积的4%，却居住着超过一半的世界人，其经济产值（指工业和服务业）占全球生产总值的比例高达94%。
城市的建设和发展，离不开大量的建筑物和道路。这些由石材、沥青、混凝土等材料构成的硬质铺装，改变了原本的土地类型，增加了不透水地表面积，导致大气降水无法从降落点渗透进入地下，从而产生了地表径流。城市道路、居住区、工业区等地的地表径流为城市居民出行和生活带来不便，对经济生产造成损失，同时也是世界许多城市化地区水污染的主要来源。为解决这一问题，城市一般建设有由排水沟、集水井、地下排水管道等组成的雨水排放系统。这些排水设施的生产和安装耗费了大量人力、物力、财力，并且随着城市的超速发展，现有的排水系统已不能完全满足暴雨等高强度降水的收集和输送，造成城市洪涝灾害。而现行的排水体制侧重于将地表径流在短时间内输送到周边水体，这便减少了城市地下水源的补给，导致地下水位下降，影响到城市的水源供应，增加城市地表沉降等安全隐患；还会致使下游河流湖泊的蓄水量激增，使水体周围的土壤遭到侵蚀，对周边居民的安全构成威胁；另外，雨水径流在道路表面或管道内的流动会携带大量的污染物，影响水体水质，破坏水体生态环境。
在城镇建设和经济发展过程中，植被遭到大量砍伐，动植物赖以生存的栖息地受到严重破坏，原本物种丰富、生机盎然的自然群落被单调、贫瘠的城市硬景所取代，不仅景观观赏性和美观度大打折扣，也产生了空气质量下降、城市热岛效应、全球气候变暖、生物多样性减少等一系列生态问题，人类的生存环境愈发恶劣、生活质量每况愈下。
我国自1978年起开始制定城市发展方针，城市化速度与日俱增，随之而来的城市雨洪灾害、生态环境破坏问题日渐凸显。如何结合我国实际情况，在寸土寸金、人口众多的城市中，以尽可能经济、高效、环保的方式来控制降水产生的地表径流，解决暴雨带来的雨洪困扰，同时兼具景观美化作用、生态保护价值，成为保障城市健康发展、维系城市生态平衡的一个关键问题。
1低冲击开发理念的产生与发展
20世纪后半叶，美国许多城市都面临着由洪水、城市径流及由此带来的水质影响、溢流污染等难题，其监管机构和开发人员不得不开始重新思考城市中的雨水排放问题。20世纪90年代末，美国东海岸马里兰州的乔治王子县率先提出了“低冲击开发”模式，如今已被全美许多城市所接受、喜爱与支持。
低冲击开发（Low Impact Development，简称LID）原意是指基于街道尺度的一种暴雨管理新技术，通过众多小型、便宜、分散的雨水滞留和净化设施，组成一个大型的雨水控制和利用系统，使降水尽可能停留在其降落的位置，以模仿水分在自然界中蒸发、滞留、渗透、净化的循环，减少场地开发行为对场地水文状况的冲击。
随着LID的应用实践，其涵义也从原本微观、具体的城市雨洪管理技术，向宏观尺度上指导城市建设与改造、土地开发与保护等方面不断发展和延伸，旨在强调以“对自然最低冲击，即最小影响”的方式引导城市的可持续发展。
2低冲击开发的点源控制技术——绿色基础设施
作为实现LID在源头控制降水目的的技术手段，就是指一系列的绿色基础设施（Green Inffaslructure），也即自然、环保的园林设施。这些绿色技术包括雨水花园、植草浅沟、过滤树池、透水铺装、绿色屋顶、雨水收集箱等（表1）。
运用这些低冲击开发技术，能够有效减少甚至消除地表和屋顶径流，延长雨水排放峰值时间，降低峰值水量；降低雨水中多数污染物浓度，消减污染负荷，改善径流水质；在一定程度上实现在源头上控制雨水污染，减少径流带来的二次污染；提供空调、冲厕、灌溉等用水，节约水资源；减少雨水进入下水道系统的流量，提高经土壤渗透到地下的水量，补充地下水资源；降低地表、建筑屋顶和周边水体温度，减少热污染；对建筑物内部起到保温隔热的作用，节约能源；吸附温室气体，缓解城市热岛效应；对改善城市生态环境起到了重要作用。
3低冲击开发的宏观管理手段——城市规划
3.1做好勘察与调研工作
3.1.1自然条件
运用LID理念进行城市规划，首先要摸清待规划地区的自然基底。地区的降水及水文情况是开发者需要考虑的最主要的环境因素，其直接影响地表径流，决定各类绿色基础设施数目、栽植植物种类和排水设施的安排布置。土壤的各项理化性质对地表径流有所影响，土壤质地、土层厚度和土壤孔隙度决定了径流的渗透与滞留，而土壤酸碱度、有机质和营养元素含量会影响到径流的水质。区域的坡度变化、地貌类型等地形特征也会影响到地表径流，进而影响着各项设施的设计与安置。
3.1.2人文及社会因素
人是进行城市规划的主体，同时也是城市建设的服务目标和受益群体，因而不能忽略人文因素的影响。首先，政府在制定规划决策时，要立足长远、统筹考虑、合理布局，从源头上保证规划的整体性和科学性。其次，开发商在前期需投入大量资本，以保证规划的详尽实施，使得后期能进行比传统园林绿地更为粗放的养护与管理。再次，规划的执行者，即项目的具体实施单位和建设人员，必须严格遵循规划原则，灵活处理并依据实地情况进行及时反馈和合理调整。最后，城镇居民是规划的目标人群和服务对象，要加大对他们的宣传和教育力度，使其更深入地了解并接受低冲击理念。
社会因素是另一个会对城市规划产生深远影响的因子。首先，经济基础决定上层建筑，一个地区的经济发展状况对该地建设水平起到决定性作用。其次，法律法规和地方政策也是不容忽视的重要影响因子，对制定地方规划具有引导作用。另外，地区的文化底蕴和风俗习惯也会对地区建设产生重要影响。
3.2建立智能数据库
在进行城市规划时，需要借鉴学习已有的成功案例，通过建立起一套方便、简捷、高效，能够在线查找相关资料、图例、方案的智能数据库（表2），为城市规划中常见障碍提供实例参考和解决途径，是具有实用价值并行之有效的方法。
3.3完善评价与监管机制
在城镇建设之初和建成之后，都应有一套用以评估LID各项指标的完整模型或系统（表2）。应用这些模型和系统，对LID规划和实施过程中的成本、性能、效果等进行检测和评估，将结果及时反馈给规划的制定者和实施者，以便随时对规划方案进行合理调整。
在规划具体实施的各阶段，政府或相应机构应充分发挥其职能，做好监督管理工作，确保城市建设高效高质量完成。
4低冲击开发理念下的生态城市建设
我国住房和城乡建设部提出了建设“生态城市”的目标，党的十八大将“生态文明建设”提高到战略高度，足见我国对生态问题的重视程度。2010年，我国引进“低冲击开发”理念，得到了各级政府部门的广泛重视，并率先在深圳、北京、宁波进行试点，至今已在深圳光明新区、北京奥运村、上海世博会、北京园博会等地区和项目展开实践。生态城市的建设，需要学习和借鉴已有的成功经验，做到因地制宜、古为今用、西为中用，发展具有中国特色和地区特色的生态城市。
4.1中国古代城市建设中体现的LID理念
我国古代统治者及百姓在建设并发展“城”的成功模式中，已体现出与LID相似的，有效控制和利用雨水、减少对原始环境破坏和模仿自然的理念。如始建于辽代的北京北海团城、兴起于春秋时期并在明清达到鼎盛的苏州城内的古典园林建筑群（表3）。
4.2美国的城市建设中应用的LID理念
美国是LID理念的发源国，其中许多城市、尤其是人口众多的高密度城市，在其建设发展过程中对LID理念进行了成功的实践，取得了较为成熟的经验和满意的结果。如加利福尼亚州第二大城市旧金山、华盛顿州最大的城市西雅图、俄勒冈州人口最多的城市波特兰（表3）。
5结语
提高人类的生活质量是城市发展的永恒主题。如今，在快速城市化的大背景下，人们更需要考虑如何充分利用自然，服务于生活在城市中的人群，而不是毫无节制地对自然资源进行索取和破坏。建立园林景观及设施，提供户外休闲场所，美化居住环境，维持生态平衡，协调自然与城市及人类之间的关系，是全社会对园林进一步发展的必然要求。因此，城市生态园林应时而生并迅速发展，反映了人们希望通过园林的生态效益来改善城市环境的普遍心理。中国的生态园林思想本身就是低冲击开发模式的一种，运用LID理念指导城市建设，具有减少地表径流、提供视觉享受、美化居住景观、改善生态环境等作用，是发展城市生态园林的理想模式。但同时，也应充分考虑到我国的国情和城市发展现状，吸收LID的核心思想，保留自身特色，建设具有我国特色的城市生态园林。LID理念的宣传推广和实际应用应包括以下几个阶段：
1）提取LID理念所体现的可持续发展思想，结合党的十八大为生态文明建设所提出的“建设美丽中国”目标，对LID理念进行宣传和推广，易于各行政部门和广大人民群众接受LID理念，有利于LID理念在我国的普及和应用。
2）选择发展程度相对较高的地区，进行LID试点。这些地区政策较为开明，乐于吸收外来思想为其所用；其经济较为发达，能够提供充足的资金保障；其民众思想较为开放，容易接受新兴理念和环境改造，这些都有利于LID理念在我国的成功应用。
3）根据LID思想提出时所针对的城市雨洪问题，在雨水相对较多、城市雨洪问题较为突出的地域，如降水丰沛的华南地区，对LID理念进行着重推广。这些区域面临着更多的降水困扰，更迫切需要引进LID理念进行城市发展，也更能体现出LID的实施效果。
我国的城市数量和规模还在进一步增长，旧城改造和新城建设共存。笔者认为，无论是在建设前期的规划阶段，还是在实践规划的建设阶段，或是在已建成地区的改造过程中，都不能只是盲目照搬既有的案例，而是需要根据实地情况做到具体情况具体分析。为达到这个目标，还需要解决以下几个问题：
1）对于即将运用LID理念进行建设的地区，根据绿色、经济、因地制宜等原则，应采用哪种或哪些植被、土壤、铺装、排水设施等，进行怎样的设计和搭配，才能提高该地区的景观价值和生态效益？
2）对于目前应用LID理念建设而成的地区，其景观价值和生态效益是否得到了提高？具体提高了多少？
3）对于景观优美度、舒适度和生态价值均得到提高的地区，应该实行怎样的管理机制，才能够维持这种优势？而对于没有得到明显提升的地区，应该采取哪些措施，才能改善这种状况？
园林学、生态学和城市规划学等多学科的学者需要进行相互合作，开展关于LID实践领域的研究工作，量化应用低冲击开发地区的各项景观和生态指标，才能找到以上问题的答案，使城市景观得到更加合理地规划设计，并有助于低冲击开发理念的进一步推广和应用。
摘要：我国正处在城市快速发展时期，利用园林景观设施，解决城市雨洪带来的地表径流、城市内涝、环境污染、生物多样性破坏等问题，进而建立环境优美舒适、生态协调平衡的生态园林城市，是城市发展的理想目标和必然要求。对美国的低冲击开发（Low Impact Development）理念进行了总结和分析，结合我国城市发展特点，提出适合我国城市生态园林建设的科学模式。
关键词：低冲击开发；城市绿地；生态园林；绿色基础设施 文章编号：1671—2641（2016）01—0008—05
中图分类号：TU986 文献标志码：A
城市是人口相对密集、经济相对发达的人工建成区域。城市的地表面积约占全球总面积的4%，却居住着超过一半的世界人，其经济产值（指工业和服务业）占全球生产总值的比例高达94%。
城市的建设和发展，离不开大量的建筑物和道路。这些由石材、沥青、混凝土等材料构成的硬质铺装，改变了原本的土地类型，增加了不透水地表面积，导致大气降水无法从降落点渗透进入地下，从而产生了地表径流。城市道路、居住区、工业区等地的地表径流为城市居民出行和生活带来不便，对经济生产造成损失，同时也是世界许多城市化地区水污染的主要来源。为解决这一问题，城市一般建设有由排水沟、集水井、地下排水管道等组成的雨水排放系统。这些排水设施的生产和安装耗费了大量人力、物力、财力，并且随着城市的超速发展，现有的排水系统已不能完全满足暴雨等高强度降水的收集和输送，造成城市洪涝灾害。而现行的排水体制侧重于将地表径流在短时间内输送到周边水体，这便减少了城市地下水源的补给，导致地下水位下降，影响到城市的水源供应，增加城市地表沉降等安全隐患；还会致使下游河流湖泊的蓄水量激增，使水体周围的土壤遭到侵蚀，对周边居民的安全构成威胁；另外，雨水径流在道路表面或管道内的流动会携带大量的污染物，影响水体水质，破坏水体生态环境。
在城镇建设和经济发展过程中，植被遭到大量砍伐，动植物赖以生存的栖息地受到严重破坏，原本物种丰富、生机盎然的自然群落被单调、贫瘠的城市硬景所取代，不仅景观观赏性和美观度大打折扣，也产生了空气质量下降、城市热岛效应、全球气候变暖、生物多样性减少等一系列生态问题，人类的生存环境愈发恶劣、生活质量每况愈下。
我国自1978年起开始制定城市发展方针，城市化速度与日俱增，随之而来的城市雨洪灾害、生态环境破坏问题日渐凸显。如何结合我国实际情况，在寸土寸金、人口众多的城市中，以尽可能经济、高效、环保的方式来控制降水产生的地表径流，解决暴雨带来的雨洪困扰，同时兼具景观美化作用、生态保护价值，成为保障城市健康发展、维系城市生态平衡的一个关键问题。
1低冲击开发理念的产生与发展
20世纪后半叶，美国许多城市都面临着由洪水、城市径流及由此带来的水质影响、溢流污染等难题，其监管机构和开发人员不得不开始重新思考城市中的雨水排放问题。20世纪90年代末，美国东海岸马里兰州的乔治王子县率先提出了“低冲击开发”模式，如今已被全美许多城市所接受、喜爱与支持。
低冲击开发（Low Impact Development，简称LID）原意是指基于街道尺度的一种暴雨管理新技术，通过众多小型、便宜、分散的雨水滞留和净化设施，组成一个大型的雨水控制和利用系统，使降水尽可能停留在其降落的位置，以模仿水分在自然界中蒸发、滞留、渗透、净化的循环，减少场地开发行为对场地水文状况的冲击。
随着LID的应用实践，其涵义也从原本微观、具体的城市雨洪管理技术，向宏观尺度上指导城市建设与改造、土地开发与保护等方面不断发展和延伸，旨在强调以“对自然最低冲击，即最小影响”的方式引导城市的可持续发展。
2低冲击开发的点源控制技术——绿色基础设施
作为实现LID在源头控制降水目的的技术手段，就是指一系列的绿色基础设施（Green Inffaslructure），也即自然、环保的园林设施。这些绿色技术包括雨水花园、植草浅沟、过滤树池、透水铺装、绿色屋顶、雨水收集箱等（表1）。
运用这些低冲击开发技术，能够有效减少甚至消除地表和屋顶径流，延长雨水排放峰值时间，降低峰值水量；降低雨水中多数污染物浓度，消减污染负荷，改善径流水质；在一定程度上实现在源头上控制雨水污染，减少径流带来的二次污染；提供空调、冲厕、灌溉等用水，节约水资源；减少雨水进入下水道系统的流量，提高经土壤渗透到地下的水量，补充地下水资源；降低地表、建筑屋顶和周边水体温度，减少热污染；对建筑物内部起到保温隔热的作用，节约能源；吸附温室气体，缓解城市热岛效应；对改善城市生态环境起到了重要作用。
3低冲击开发的宏观管理手段——城市规划
3.1做好勘察与调研工作
3.1.1自然条件
运用LID理念进行城市规划，首先要摸清待规划地区的自然基底。地区的降水及水文情况是开发者需要考虑的最主要的环境因素，其直接影响地表径流，决定各类绿色基础设施数目、栽植植物种类和排水设施的安排布置。土壤的各项理化性质对地表径流有所影响，土壤质地、土层厚度和土壤孔隙度决定了径流的渗透与滞留，而土壤酸碱度、有机质和营养元素含量会影响到径流的水质。区域的坡度变化、地貌类型等地形特征也会影响到地表径流，进而影响着各项设施的设计与安置。
3.1.2人文及社会因素
人是进行城市规划的主体，同时也是城市建设的服务目标和受益群体，因而不能忽略人文因素的影响。首先，政府在制定规划决策时，要立足长远、统筹考虑、合理布局，从源头上保证规划的整体性和科学性。其次，开发商在前期需投入大量资本，以保证规划的详尽实施，使得后期能进行比传统园林绿地更为粗放的养护与管理。再次，规划的执行者，即项目的具体实施单位和建设人员，必须严格遵循规划原则，灵活处理并依据实地情况进行及时反馈和合理调整。最后，城镇居民是规划的目标人群和服务对象，要加大对他们的宣传和教育力度，使其更深入地了解并接受低冲击理念。
社会因素是另一个会对城市规划产生深远影响的因子。首先，经济基础决定上层建筑，一个地区的经济发展状况对该地建设水平起到决定性作用。其次，法律法规和地方政策也是不容忽视的重要影响因子，对制定地方规划具有引导作用。另外，地区的文化底蕴和风俗习惯也会对地区建设产生重要影响。
3.2建立智能数据库
在进行城市规划时，需要借鉴学习已有的成功案例，通过建立起一套方便、简捷、高效，能够在线查找相关资料、图例、方案的智能数据库（表2），为城市规划中常见障碍提供实例参考和解决途径，是具有实用价值并行之有效的方法。
3.3完善评价与监管机制
在城镇建设之初和建成之后，都应有一套用以评估LID各项指标的完整模型或系统（表2）。应用这些模型和系统，对LID规划和实施过程中的成本、性能、效果等进行检测和评估，将结果及时反馈给规划的制定者和实施者，以便随时对规划方案进行合理调整。
在规划具体实施的各阶段，政府或相应机构应充分发挥其职能，做好监督管理工作，确保城市建设高效高质量完成。
4低冲击开发理念下的生态城市建设
我国住房和城乡建设部提出了建设“生态城市”的目标，党的十八大将“生态文明建设”提高到战略高度，足见我国对生态问题的重视程度。2010年，我国引进“低冲击开发”理念，得到了各级政府部门的广泛重视，并率先在深圳、北京、宁波进行试点，至今已在深圳光明新区、北京奥运村、上海世博会、北京园博会等地区和项目展开实践。生态城市的建设，需要学习和借鉴已有的成功经验，做到因地制宜、古为今用、西为中用，发展具有中国特色和地区特色的生态城市。
4.1中国古代城市建设中体现的LID理念
我国古代统治者及百姓在建设并发展“城”的成功模式中，已体现出与LID相似的，有效控制和利用雨水、减少对原始环境破坏和模仿自然的理念。如始建于辽代的北京北海团城、兴起于春秋时期并在明清达到鼎盛的苏州城内的古典园林建筑群（表3）。
4.2美国的城市建设中应用的LID理念
美国是LID理念的发源国，其中许多城市、尤其是人口众多的高密度城市，在其建设发展过程中对LID理念进行了成功的实践，取得了较为成熟的经验和满意的结果。如加利福尼亚州第二大城市旧金山、华盛顿州最大的城市西雅图、俄勒冈州人口最多的城市波特兰（表3）。
5结语
提高人类的生活质量是城市发展的永恒主题。如今，在快速城市化的大背景下，人们更需要考虑如何充分利用自然，服务于生活在城市中的人群，而不是毫无节制地对自然资源进行索取和破坏。建立园林景观及设施，提供户外休闲场所，美化居住环境，维持生态平衡，协调自然与城市及人类之间的关系，是全社会对园林进一步发展的必然要求。因此，城市生态园林应时而生并迅速发展，反映了人们希望通过园林的生态效益来改善城市环境的普遍心理。中国的生态园林思想本身就是低冲击开发模式的一种，运用LID理念指导城市建设，具有减少地表径流、提供视觉享受、美化居住景观、改善生态环境等作用，是发展城市生态园林的理想模式。但同时，也应充分考虑到我国的国情和城市发展现状，吸收LID的核心思想，保留自身特色，建设具有我国特色的城市生态园林。LID理念的宣传推广和实际应用应包括以下几个阶段：
1）提取LID理念所体现的可持续发展思想，结合党的十八大为生态文明建设所提出的“建设美丽中国”目标，对LID理念进行宣传和推广，易于各行政部门和广大人民群众接受LID理念，有利于LID理念在我国的普及和应用。
2）选择发展程度相对较高的地区，进行LID试点。这些地区政策较为开明，乐于吸收外来思想为其所用；其经济较为发达，能够提供充足的资金保障；其民众思想较为开放，容易接受新兴理念和环境改造，这些都有利于LID理念在我国的成功应用。
3）根据LID思想提出时所针对的城市雨洪问题，在雨水相对较多、城市雨洪问题较为突出的地域，如降水丰沛的华南地区，对LID理念进行着重推广。这些区域面临着更多的降水困扰，更迫切需要引进LID理念进行城市发展，也更能体现出LID的实施效果。
我国的城市数量和规模还在进一步增长，旧城改造和新城建设共存。笔者认为，无论是在建设前期的规划阶段，还是在实践规划的建设阶段，或是在已建成地区的改造过程中，都不能只是盲目照搬既有的案例，而是需要根据实地情况做到具体情况具体分析。为达到这个目标，还需要解决以下几个问题：
1）对于即将运用LID理念进行建设的地区，根据绿色、经济、因地制宜等原则，应采用哪种或哪些植被、土壤、铺装、排水设施等，进行怎样的设计和搭配，才能提高该地区的景观价值和生态效益？
2）对于目前应用LID理念建设而成的地区，其景观价值和生态效益是否得到了提高？具体提高了多少？
3）对于景观优美度、舒适度和生态价值均得到提高的地区，应该实行怎样的管理机制，才能够维持这种优势？而对于没有得到明显提升的地区，应该采取哪些措施，才能改善这种状况？
园林学、生态学和城市规划学等多学科的学者需要进行相互合作，开展关于LID实践领域的研究工作，量化应用低冲击开发地区的各项景观和生态指标，才能找到以上问题的答案，使城市景观得到更加合理地规划设计，并有助于低冲击开发理念的进一步推广和应用。
