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摘 要:通过对奥林匹克森林公园湿地花园的文献搜集整理,文章综述相关技术及设计方法,主要对水质评估、生态系统非使用价值评估模型、设施改进评价方法、人工湿地的工艺基础、环境评价模型五种模型及对应技术进行介绍。
关键词:奥林匹克;森林公园;湿地评估;
中图分类号:TU986.2 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2015)-01-00-02
奥林匹克森林公园地处北京南北中轴线北端,是北京市规模最大的城市公共公园,其占地面积共680公顷,其分为南园北园,南园以水景湿地为主题,面积380公顷,而本次的调查对象湿地花园位于南园,总占地面积约4.15公顷。
湿地花园中,人造湿地分为潜流型湿地和表流型湿地,通过物理、化学、生物的三重协同作用维持生态系统完整性和生物物种稳定性。对于湿地系统必须进行很好的维护工作,主要包括保障湿地系统运行、保障湿地系统结构免遭破坏以及湿地植物管理维护三个部分。
本文主要就奥林匹克森林公园湿地花园有关研究报道进行汇总,将其所应用的模型进行概括性总结,以便于更好地认识该湿地花园,通过对近三年主流文献报道的归纳,给出了现有的针对奥林匹克森林公园湿地花园的研究。
一、文献综述
(一)水质评估概率模型——综合判别法与Spearman相关分析
将概率论知识应用于水质分析是一种很常用的技术手法,Spearman相关系数尤为适用于原始资料分析。综合判别法是一种基于模糊数学的综合评价方法,根据国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)确定水质评价等级,依据聚类权法构造单指标权重矩阵,并采用相乘相加法确定水质等级隶属度可以分析湿地水质。
首都师范大学黄迪等[1]通过模糊综合评价法综合评估各净水单元的水体污染状况,采用综合判别分析和Spearman相关分析阐释影响各净化单元时空异变的水环境要素,通过因子分析识别不同时间段污染源的种类和组成。结果表明:奥林匹克森林公园人工湿地净化系统水质状况较好,符合景观用水国家标准。人工湿地各净化单元时空区间污染程度不同:季节尺度上,秋季污染更为严重;空间尺度上:主湖区、混合氧化塘区污染最为严重。
(二)生态系统非使用价值评估模型——意愿调查评价法(CVM)
意愿调查评价法是近30年来国外生态经济学和环境经济学中应用最广泛的关于核算公共物品价值的标准方法,该方法是对公共物品进行价值评价行之有效的方法之一,国外用该方法针对生态系统服务价值评价已从不同角度展开一定的研究,但采用CVM针对人工湿地的生态系统服务非使用价值报道较为罕见,随着我国公民获得愈来愈优越的受教育机会,人们素质的不断提高,对公共事业的认知度和责任感会越来越高。在国内进一步开展CVM研究并不断探索更为有效的评价方法,具有长远的现实意义。
中国科学院水生生物研究所贺峰等[2]论述了该生态系统所具有的服务功能,指出其美学欣赏、休闲娱乐和科研教育等非使用价值进行评估的重要意义。采用意愿调查评价法评估了其非使用价值。通过对支付意愿(WTP)与其社会经济变量进行多元线性回归,揭示了受访者与其对人工湿地的了解程度、家庭年收入和受教育年限等呈现显著的相关性。得出当被调查者对人工湿地的了解程度越高、家庭年收入越高、受教育层次越高其WTP也就越大,最后通过选择合理的背景人数得出了未来二十年该湿地地区平均总支付意愿为12336.56万元/年,总净现值在折现率3%,5%,7%折现率条件下为189042.97、161427.85、139842.25万元。
(三)奥林匹克森林公园的设施改进评价方法——使用后评价(POE)
使用后评价(POE)始于20世纪80年代初,是随着环境心理学及环境行为学等学科的发展展开的。许多学者所做的研究没有直接指明是POE,但其研究工作的性质和范围属于POE领域。POE主要是对建筑及环境在其建成并使用一段时间后,应用社会学、人类学、行为学、心理学、社会心理学等人文学科以及数学、统计学等技术性学科和建筑学、城市规划学等进行交叉研究的方法,对建筑物及环境进行的一套系统的、严格的评价程序和方法,并通过对建筑和环境设计的预期项目与实际使用情况进行比较,以期得出建筑及环境的使用后情况及其绩效,从而提出反馈意见和标准,为将来建成更好的建筑和环境提供可靠的依据。
北京交通大学赵泾钧[3]以使用后评价(POE)相关理论为基础研究对湿地花园展开调查,得出了该湿地园区自然环境优美、可达性良好、建筑材料生态环保、安全性好等优点。并分析了园内直饮水不足、座椅和遮阳遮雨处数量位置缺失不足,夜间照明不理想,没有充分考虑特殊人群需要等不足。以此提出来优化建议,为公园进一步改进提供参考。
(四)奥林匹克森林公园人工湿地基础——复合垂直流人工湿地工艺
奥林匹克森林公园人工湿地采用中国科学院水生生物研究所专利技术成果“复合垂直流人工湿地”工艺,该工艺作为中科院与德国科隆大学、奥地利维也纳农业大学等共同承担的欧洲联盟国际合作项目重要科研成果,现已是一项较为成熟的生态污水处理技术。在奥林匹克森林公园设计之时就确定了需要深度处理奥林皮克森林公园补水水源水质,补充奥海用水、净化奥海循环湖水,提高循环水水质、在公园中营造独特人、文、水、绿相结合的湿地景观,丰富公园的景观多样性,为人民提供良好的生活环境和接近自然的休憩空间、维护园内龙型水系的水质与生态环境,为森林公园创造更好的水环境与生态条件。构建一种人与自然和谐的生态系统,在城市当中创造出返璞归真的自然风貌及独特的生态环境、展示生态水处理技术和自然景观效果的功能。
中国科学院水生生物研究所吴振斌等[4]介绍了北京奥林匹克森林公园人工湿地系统的设计,跟踪调查了复合垂直流人工湿地在龙型水系水质改善中的功能和效果。复合垂直流人工湿地系统占地面积为41500m2,处理水量为2600m3/d的污水处理厂尾水(再生水)和20000m3/d的主湖循环水。一年多的运行表明,该系统与其他生态工程的协同作用有效地改善了公园内的龙型水系水质,特别是在奥运期间,在保证了奥运主湖水质良好的同时,为运动员和观众提供了优美的休息环境,取得了良好的生态、环境、经济和文化等综合效益。 (五)奥林匹克森林公园湿地环境评价模型——压力状态响应模型
压力-状态-响应模型(PSR模型)是环境质量评价学科中生态系统健康评价子学科中常用的一种评价模型,最初是由加拿大统计学家DavidJ.Rapport和TonyFriend(1979)提出,后由经济合作与发展组织(OECD)和联合国环境规划署(UNEP)于20世纪八九十年代共同发展起来的用于研究环境问题的框架体系。PSR模型使用“原因一效应一响应”这一思维逻辑,体现了人类与环境之间的相互作用关系.人类通过各种活动从自然环境中获取其生存与发展所必需的资源,同时又向环境排放废弃物,从而改变了自然资源储量与环境质量,而自然和环境状态的变化又反过来影响人类的社会经济活动和福利,进而社会通过环境政策、经济政策和部门政策,以及通过意识和行为的变化而对这些变化做出反应.如此循环往复,构成了人类与环境之间的压力一状态一响应关系。
德尔菲法(Delphimethod),是采用背对背的通信方式征询专家小组成员的预测意见,经过几轮征询,使专家小组的预测意见趋于集中,最后做出符合市场未来发展趋势的预测结论。层次分析法(AnalyticHierarchyProcess,简称AHP)是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次,在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。两种方法各有利弊,将二者结合可以系统综合完备地进行评估分析。
中国地质大学徐洪[5]采用压力-状态-响应模型,结合德尔菲法和层次分析法,构建了城市湿地资源评价系统,定量化北京奥林匹克森林公园人工湿地,计算得到北京奥林匹克森林公园人工湿地的直接使用价值为37789.4×104yuan/a,其中最高的是休闲旅游价值,为37774×104yuan/a,占直接使用价值的99.959%;其间接使用价值为94.2×104yuan/a,其中最高的是蒸腾吸热价值,为82.2×104yuan/a,占间接使用价值的87.261%;其非使用价值为56855.3×104yuan/a,占总价值的60.013%。
二、小结
从上述文献综述部分可以看出,再对湿地进行评估以及创新性规划需要应用大量统计学模型,可以看出统计学知识在园林的建成后评估起到非常大的作用,综合五篇文献,我们可以看到,园林设计的服务对象本身是人,因而在园林的设计建设以及建成之后的维护都需要充分考虑服务对象的意见,而对于园林的价值评估则需要运用各种概率模型,通过上文我们可以粗浅的学习到相关分析方法,并从文献中得到一些有价值的数据。除此之外,我们也看到了奥林匹克森林公园湿地花园的建设理论核心——复合垂直流人工湿地工艺,这对于园林设计有着很强的参考意义。
参考文献:
[1]黄迪,熊薇等.典型再生水人工湿地净化系统水质时空变异研究——以北京市奥林匹克森林公园人工湿地为例[J].环境科学学报.2014.07
[2]贺峰,董金凯等.北京奥林匹克森林公园人工湿地生态系统服务非使用价值的评估[J].长江流域资源与环境.2010.07
[3]赵泾钧.北京奥林匹克森林公园南园人工湿地园区使用后评价(POE)[D].北京:北京交通大学.2014.
[4]吴振斌,谢小龙等.复合垂直流人工湿地在奥林匹克森林公园龙型水系的应用[J].中国给水排水.2009.24
[5]徐洪.城市湿地资源评价和生态系统服务价值研究[D].北京:中国地质大学.2013
关键词:奥林匹克;森林公园;湿地评估;
中图分类号:TU986.2 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2015)-01-00-02
奥林匹克森林公园地处北京南北中轴线北端,是北京市规模最大的城市公共公园,其占地面积共680公顷,其分为南园北园,南园以水景湿地为主题,面积380公顷,而本次的调查对象湿地花园位于南园,总占地面积约4.15公顷。
湿地花园中,人造湿地分为潜流型湿地和表流型湿地,通过物理、化学、生物的三重协同作用维持生态系统完整性和生物物种稳定性。对于湿地系统必须进行很好的维护工作,主要包括保障湿地系统运行、保障湿地系统结构免遭破坏以及湿地植物管理维护三个部分。
本文主要就奥林匹克森林公园湿地花园有关研究报道进行汇总,将其所应用的模型进行概括性总结,以便于更好地认识该湿地花园,通过对近三年主流文献报道的归纳,给出了现有的针对奥林匹克森林公园湿地花园的研究。
一、文献综述
(一)水质评估概率模型——综合判别法与Spearman相关分析
将概率论知识应用于水质分析是一种很常用的技术手法,Spearman相关系数尤为适用于原始资料分析。综合判别法是一种基于模糊数学的综合评价方法,根据国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)确定水质评价等级,依据聚类权法构造单指标权重矩阵,并采用相乘相加法确定水质等级隶属度可以分析湿地水质。
首都师范大学黄迪等[1]通过模糊综合评价法综合评估各净水单元的水体污染状况,采用综合判别分析和Spearman相关分析阐释影响各净化单元时空异变的水环境要素,通过因子分析识别不同时间段污染源的种类和组成。结果表明:奥林匹克森林公园人工湿地净化系统水质状况较好,符合景观用水国家标准。人工湿地各净化单元时空区间污染程度不同:季节尺度上,秋季污染更为严重;空间尺度上:主湖区、混合氧化塘区污染最为严重。
(二)生态系统非使用价值评估模型——意愿调查评价法(CVM)
意愿调查评价法是近30年来国外生态经济学和环境经济学中应用最广泛的关于核算公共物品价值的标准方法,该方法是对公共物品进行价值评价行之有效的方法之一,国外用该方法针对生态系统服务价值评价已从不同角度展开一定的研究,但采用CVM针对人工湿地的生态系统服务非使用价值报道较为罕见,随着我国公民获得愈来愈优越的受教育机会,人们素质的不断提高,对公共事业的认知度和责任感会越来越高。在国内进一步开展CVM研究并不断探索更为有效的评价方法,具有长远的现实意义。
中国科学院水生生物研究所贺峰等[2]论述了该生态系统所具有的服务功能,指出其美学欣赏、休闲娱乐和科研教育等非使用价值进行评估的重要意义。采用意愿调查评价法评估了其非使用价值。通过对支付意愿(WTP)与其社会经济变量进行多元线性回归,揭示了受访者与其对人工湿地的了解程度、家庭年收入和受教育年限等呈现显著的相关性。得出当被调查者对人工湿地的了解程度越高、家庭年收入越高、受教育层次越高其WTP也就越大,最后通过选择合理的背景人数得出了未来二十年该湿地地区平均总支付意愿为12336.56万元/年,总净现值在折现率3%,5%,7%折现率条件下为189042.97、161427.85、139842.25万元。
(三)奥林匹克森林公园的设施改进评价方法——使用后评价(POE)
使用后评价(POE)始于20世纪80年代初,是随着环境心理学及环境行为学等学科的发展展开的。许多学者所做的研究没有直接指明是POE,但其研究工作的性质和范围属于POE领域。POE主要是对建筑及环境在其建成并使用一段时间后,应用社会学、人类学、行为学、心理学、社会心理学等人文学科以及数学、统计学等技术性学科和建筑学、城市规划学等进行交叉研究的方法,对建筑物及环境进行的一套系统的、严格的评价程序和方法,并通过对建筑和环境设计的预期项目与实际使用情况进行比较,以期得出建筑及环境的使用后情况及其绩效,从而提出反馈意见和标准,为将来建成更好的建筑和环境提供可靠的依据。
北京交通大学赵泾钧[3]以使用后评价(POE)相关理论为基础研究对湿地花园展开调查,得出了该湿地园区自然环境优美、可达性良好、建筑材料生态环保、安全性好等优点。并分析了园内直饮水不足、座椅和遮阳遮雨处数量位置缺失不足,夜间照明不理想,没有充分考虑特殊人群需要等不足。以此提出来优化建议,为公园进一步改进提供参考。
(四)奥林匹克森林公园人工湿地基础——复合垂直流人工湿地工艺
奥林匹克森林公园人工湿地采用中国科学院水生生物研究所专利技术成果“复合垂直流人工湿地”工艺,该工艺作为中科院与德国科隆大学、奥地利维也纳农业大学等共同承担的欧洲联盟国际合作项目重要科研成果,现已是一项较为成熟的生态污水处理技术。在奥林匹克森林公园设计之时就确定了需要深度处理奥林皮克森林公园补水水源水质,补充奥海用水、净化奥海循环湖水,提高循环水水质、在公园中营造独特人、文、水、绿相结合的湿地景观,丰富公园的景观多样性,为人民提供良好的生活环境和接近自然的休憩空间、维护园内龙型水系的水质与生态环境,为森林公园创造更好的水环境与生态条件。构建一种人与自然和谐的生态系统,在城市当中创造出返璞归真的自然风貌及独特的生态环境、展示生态水处理技术和自然景观效果的功能。
中国科学院水生生物研究所吴振斌等[4]介绍了北京奥林匹克森林公园人工湿地系统的设计,跟踪调查了复合垂直流人工湿地在龙型水系水质改善中的功能和效果。复合垂直流人工湿地系统占地面积为41500m2,处理水量为2600m3/d的污水处理厂尾水(再生水)和20000m3/d的主湖循环水。一年多的运行表明,该系统与其他生态工程的协同作用有效地改善了公园内的龙型水系水质,特别是在奥运期间,在保证了奥运主湖水质良好的同时,为运动员和观众提供了优美的休息环境,取得了良好的生态、环境、经济和文化等综合效益。 (五)奥林匹克森林公园湿地环境评价模型——压力状态响应模型
压力-状态-响应模型(PSR模型)是环境质量评价学科中生态系统健康评价子学科中常用的一种评价模型,最初是由加拿大统计学家DavidJ.Rapport和TonyFriend(1979)提出,后由经济合作与发展组织(OECD)和联合国环境规划署(UNEP)于20世纪八九十年代共同发展起来的用于研究环境问题的框架体系。PSR模型使用“原因一效应一响应”这一思维逻辑,体现了人类与环境之间的相互作用关系.人类通过各种活动从自然环境中获取其生存与发展所必需的资源,同时又向环境排放废弃物,从而改变了自然资源储量与环境质量,而自然和环境状态的变化又反过来影响人类的社会经济活动和福利,进而社会通过环境政策、经济政策和部门政策,以及通过意识和行为的变化而对这些变化做出反应.如此循环往复,构成了人类与环境之间的压力一状态一响应关系。
德尔菲法(Delphimethod),是采用背对背的通信方式征询专家小组成员的预测意见,经过几轮征询,使专家小组的预测意见趋于集中,最后做出符合市场未来发展趋势的预测结论。层次分析法(AnalyticHierarchyProcess,简称AHP)是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次,在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。两种方法各有利弊,将二者结合可以系统综合完备地进行评估分析。
中国地质大学徐洪[5]采用压力-状态-响应模型,结合德尔菲法和层次分析法,构建了城市湿地资源评价系统,定量化北京奥林匹克森林公园人工湿地,计算得到北京奥林匹克森林公园人工湿地的直接使用价值为37789.4×104yuan/a,其中最高的是休闲旅游价值,为37774×104yuan/a,占直接使用价值的99.959%;其间接使用价值为94.2×104yuan/a,其中最高的是蒸腾吸热价值,为82.2×104yuan/a,占间接使用价值的87.261%;其非使用价值为56855.3×104yuan/a,占总价值的60.013%。
二、小结
从上述文献综述部分可以看出,再对湿地进行评估以及创新性规划需要应用大量统计学模型,可以看出统计学知识在园林的建成后评估起到非常大的作用,综合五篇文献,我们可以看到,园林设计的服务对象本身是人,因而在园林的设计建设以及建成之后的维护都需要充分考虑服务对象的意见,而对于园林的价值评估则需要运用各种概率模型,通过上文我们可以粗浅的学习到相关分析方法,并从文献中得到一些有价值的数据。除此之外,我们也看到了奥林匹克森林公园湿地花园的建设理论核心——复合垂直流人工湿地工艺,这对于园林设计有着很强的参考意义。
参考文献:
[1]黄迪,熊薇等.典型再生水人工湿地净化系统水质时空变异研究——以北京市奥林匹克森林公园人工湿地为例[J].环境科学学报.2014.07
[2]贺峰,董金凯等.北京奥林匹克森林公园人工湿地生态系统服务非使用价值的评估[J].长江流域资源与环境.2010.07
[3]赵泾钧.北京奥林匹克森林公园南园人工湿地园区使用后评价(POE)[D].北京:北京交通大学.2014.
[4]吴振斌,谢小龙等.复合垂直流人工湿地在奥林匹克森林公园龙型水系的应用[J].中国给水排水.2009.24
[5]徐洪.城市湿地资源评价和生态系统服务价值研究[D].北京:中国地质大学.2013