以绿色基础设施为导向的城市空置土地转化研究 - PenJing8
以绿色基础设施为导向的城市空置土地转化研究
2024-10-18 14:02:45  浏览:0
 “同一健康”视角下以绿色基础设施为导向的城市空置土地转化研究
 
 摘要:【目的】将城市空置土地转化为绿色基础设施,对建设健康城市具有生态、经济、社会等多方面的优化效应。引入“同一健康”理论,阐述将城市空置土地转化为绿色基础设施的健康效应,并以此为基础构建转化路径,进一步探讨城市空置土地的分类与评价方法,作为转化后绿色基础设施的分类依据。
 
 【方法】基于文献综述与案例分析,对近 20 年国内外城市空置土地相关研究文献与实践案例进行梳理与总结。
 
 【结果】将城市空置土地转化为绿色基础设施的健康效应包括人类健康、生物健康、环境健康 3 个方面,转化路径遵循“基础研判——类型学研究”“潜力评析——评价体系构建”“转化方向——模式与措施”探索 3 个递进的阶段。
 
 【结论】阐释了将城市空置土地转化为绿色基础设施的意义、评价方法以及转化模式,探讨了中国城市空置土地研究价值认知缺失的空白,以及未来在中国国情下城市空置土地向绿色基础设施转化的实践与研究方向。
 
   在当下前所未有的城市化与气候危机的背景下,全球范围内暴雨、洪水、高温等极端天气事件频发,对人类的健康与福祉产生了不利影响,建设健康城市的迫切性日益显著。近年来,世界卫生组织、联合国粮食及农业组织、世界动物卫生组织和联合国环境规划署联合推广的“One Health”(同一健康)理念[1] 致力于通过交叉学科的研究和行动来促进人、动物及环境的健康[2],为风景园林、城市规划等学科参与健康城市的研究与建设提供了新的思路。
   
   而伴随着全球多个国家和区域出现的城市收缩浪潮,城市空置土地(urban vacant land,
简称空置土地)现象日益显著,其不良使用状态产生的环境与社会问题将对城市居民的健康产生威胁[3]。研究表明,2000 年美国 70 个大城市的空置土地平均占城市用地面积的15%[4]。中国虽然普遍采取大规模、高密度的城市建设模式,但多个大城市如上海、成都、长春等的空置土地占城市用地面积比例也超过了 10%[5-6]。大面积的空置土地不仅意味着城市用地资源的浪费,还会造成周边土地价值下降、环境恶化、犯罪滋生、投资抑制等问题[3],进而导致社区衰落,人口进一步流失。
 
目前,将空置土地转化为包括绿道、雨水设施、社区花园在内的多种尺度绿色基础设施 (green infrastructure, GI)是国际学界应对城市空置问题的主流模式之一,不仅能够作为 “合理精简”(right sizing)[7]战略的一部分,改善城市的用地政策,也能发挥生态系统服务能力,实现城市建成区生态空间再造和生态格局优化[8],产生缓解心理压力、促进体力活动、降低犯罪率、提高生物多样性、减少洪水风险等[9]一系列有利于人类、生物与生境的健康效应。
 
目前,国内外学界对空置土地的价值、评价、利用模式等均进行了较多探讨,但缺乏从健康视角对空置土地转化为绿色基础设施的研究内容进行系统性整合、归纳与分析。因此,本研究通过对近 20 年国内外空置土地相关研究与案例进行文献综述与案例分析,引入“同一健康”的理论框架,完整地阐释将空置土地转化为绿色基础设施的潜在健康效应以及转化路径;探讨不同类型空置土地差异化的健康效应以及空置土地评价的指标体系,作为研判未来空置土地适宜转化方向的实践依据,以最大程度发挥空置土地的健康潜力。
 
 1  城市空置土地转化为绿色基础设施的“同一健康”效应

以绿色基础设施为导向的城市空置土地转化研究
 
 目前,“同一健康”理念涉及的学科与边界仍在拓展,已经有学者将植物的健康加入“同一健康”的框架内[2],因此本研究将“同一健康”框架中的动物拓展到生物范畴。通过分析梳理空置土地相关研究,本研究认为将城市空置土地转化为绿色基础设施的“同一健康”效应可以归纳为人类健康效应、生物健康效应与环境健康效应(图 1)。
 
 1.1  人类健康效应
 
  1.1.1  心理健康
  
  将空置土地转化为绿色基础设施以促进心理健康的途径主要有增加绿色暴露与营造社区氛围。有研究表明,绿色暴露能够改善压力水平[10-11],个体罹患抑郁症的风险与社区的绿化水平和居住时间呈负相关关系[12]。近年来一系列针对美国多个城市开展的空置土地绿化项目研究证实了绿色暴露的作用,如居住在绿化空置土地附近居民的抑郁感与自我报告的不良心理健康状况均大幅下降[13],在绿化空置土地中实验参与者的心率比在非绿化的空置土地中更低等[14]。在 2023 年 1 月20 日中国正式实施的《健康城区评价标准》 (T/CSUS 47—2022)中,“健康的社会氛围与保障”是健康城区的评价维度之一。而由空置土地转化而来的公共空间(如社区花园等)能够通过促进周边居民的志愿服务与社区活动来创造和谐的社区环境,进而提升心理健康水平[15]。
 
 1.1.2  生理健康
 
 将空置土地转化为绿色基础设施以促进生理健康的重要途径之一是增加体力活动。体力活动的缺乏可能导致肥胖、心血管疾病等多种慢性病的发病率上升[16],而建成环境是影响体力活动的重要因素[17],其中城市绿色空间又被认为是关键要素之一[18]。研究表明有绿化的空置土地周边居民体力活动频率上升,原因是“在清洁、有吸引力与安全的环境中有更多进行锻炼的机会”[19]。此外,空置土地尺度多变,可以被改造为各种小型开放空间,为服务设施不足的高密度社区提供无障碍的运动场地[20]。
 
由空置土地转化而来的社区花园是都市农业的主要载体之一,有可能通过提升食品健康水平来促进生理健康,如在社区花园中种植的本地蔬果能够促进居民健康饮食习惯的转变[21],并且随着参与社区花园活动的年限增加,他们的饮食习惯可能发生永久性改变。
 
 1.1.3  健康风险
 
 近年来大多数关于空置土地健康风险的研究都与暴力犯罪相关[9]。质量差或未经维护的绿地可能会成为非法活动的场所,而空置土地就是这类绿地的重要来源[9]。对空置土地进行及时的干预可以显著减少各种形式的暴力事件发生[23],这些干预措施主要包括割草、绿化维护和营造社区花园 3 种,其中绿化维护是最具成本效益的干预措施[24]。除了暴力犯罪,另一些研究表明,对空置土地定期割草和清除垃圾可以降低病媒风险,如昆虫媒介与寄生虫[9]等。
 
  1.2  生物健康效应
  
   1.2.1  生态走廊
   
   在城市环境中,城市生态空间的破碎化格局对种群丰度、物种遗传变异和物种丰富度均产生负面影响[25]。部分大型空置土地可以作为生态走廊,提升城市生态系统的景观连接度(landscape connectivity)[26],为大型栖息地和保护区之间候鸟或节肢动物等物种的迁徙提供疏散路径[27]。
   
   1.2.2  栖息地提供
   
   分布着自发植被群落的空置土地是城市正式绿地外重要的动物栖息地。与城市鸟类相关的研究表明,高度城市化环境中的空置土地无论大小都可能是本地城市鸟类的重要栖息地[28],还能支持城市中较为稀有的鸟类种群栖息[29]。空置土地也可能是节肢动物的宝贵栖息地,如英国的一项研究表明 12%~15% 的英国珍稀节肢物种以包括前工业区在内的空置土地作为栖息地[30]。
   
   然而,空置土地的人为干预可能对生物多样性产生负面影响。有研究指出,长时间未开发的空置土地对城市生物多样性有更积极的影响,甚至可能有助于保护稀有和濒危物种[31]。随着人为干预程度的增加,森林、未改造的空置土地、社区花园上的蚂蚁群落丰富度递减[32]。一项关于非正式绿地的研究指出,场地的管理行为是对生物多样性最常见和最负面的影响因素,而植被的丰富度、场地年龄、场地距市中心的距离和栖息地多样性等因素则与生物多样性正相关[33]。
 
 1.3  环境健康效应 
 
 1.3.1  气候调节
 
 空置土地转化为绿色基础设施能够通过空气污染消除与碳捕获来调节城市气候并改善空气质量,降低呼吸道疾病的发病率[34],且空置土地上树木的碳捕获能力高于工业用地与商业用地[35-36]。将空置土地转化为绿色基础设施还能通过缓解热岛效应实现城市局部区域的降温[37]。一项在美国凤凰城开展的研究表明,通过优化空置土地布局可以将城市局部地表温度降低约 1~2 ℃,区域地表温度降低约 0.5 ℃[38]。
 
 1.3.2  雨洪管理
 
 空置土地可以通过捕获地表径流来经济、有效地减少对硬质雨水管理基础设施(如储水箱、排水沟渠等)的需求,进而成为城市绿色雨水基础设施的一部分[36]。城市雨水径流可能携带来自城市地区的各种污染物,从而增加地下水污染的可能性[39]。在更大范围内,进入联合下水道系统的雨水径流量会降低系统容量,从而导致联合下水道溢流事件[40]。大量空置土地的透水表面可被用于土壤水分的渗透和再分配[40],进而减少地表雨水径流。一项研究评估了 3 个美国社区将空置土地转化为绿色基础设施的水文与经济效益,表明该区域洪水风险不断降低,且相比于传统开发模式,其长期经济投资回报率更高[41]。
 
 2  “同一健康”视角下城市空置土地转化为绿色基础设施的路径

以绿色基础设施为导向的城市空置土地转化研究
 
 目前学者提出的空置土地转化为绿色基础设施的路径包括偏向空间评价的技术性路径[8]和偏向管理机制的实施性路径[42],但尚未有学者提出空置土地转化的全过程路径。本研究认为不同空置土地具备的差异化健康效应是评判土地具体用途的重要依据,并围绕将空置土地转化为绿色基础设施的 3 类健康效应构建其全过程转化路径(图 2)。
 
 2.1  基础研判——类型学研究

以绿色基础设施为导向的城市空置土地转化研究
 
 目前空置土地研究中的主流分类依据包括土地覆被、土地用途、土地属性以及综合性视角[43],上述分类依据确定了空置土地客观的物理、生物乃至文化特征属性,但对空置土地的具体健康效应疏于考虑[44]。部分学者指出空置土地可分为已开发用地与未开发用地两大类[45],而土地的污染程度可能随着开发强度的提升而增加[46]。综上,本研究提出一种基于开发强度的空置土地类型划分方法,并与转化后的绿色基础设施可能具备的健康效应和再开发难度建立联系(图 3)。结合实地调研,研究人员可以建立对空置土地适宜的开发模式与开发难度的初步认知。
 
  2.1.1  未开发空置土地
  
  未开发空置土地包括遗弃的自然场地与交通相关用地。遗弃的自然场地指因环境条件限制或政策因素长期未得到开发的自然区域,包括山坡、河岸、保护区等,能够为野生动物提供丰富的生境来源[47] 并具备良好的气候调节作用[48]。交通相关用地指河流、铁路、高速公路沿线的防护性绿带或自然区域,其狭长的用地范围能够支持城市野生动物的迁徙[49]。因此,未开发空置土地可能具备良好的生物与环境健康效应,然而由于未能得到有效管理,其杂乱、茂密的植被景观往往导致它得不到周边社区居民的认可与使用,甚至可能会分布非法的定居点[48],因此对人类产生的健康效应较为有限。
  
   2.1.2  低开发强度空置土地
   
   低开发强度空置土地指曾经开发但目前空置,并分布着自然植被的土地,根据植被结构的不同可以分为荒置的林地、草地,是最常见的空置土地类型[50]。在中国,待开发用地也属于该用地类型。由于不涉及废弃建筑物,该类土地一般被认为未受到污染,且相对于自然场地具有更低的再开发难度[8],因此兼具环境与人类健康效应,具有较广的应用范围。但由于既有开发活动对土壤结构的改变,其生物健康效应可能低于未开发的空置土地。
   
    2.1.3  中开发强度空置土地
    
    中开发强度空置土地包括建筑废弃地与建筑裸地。建筑废弃地指分布着遗弃建构筑物与少量植被的土地,建筑裸地指拆除建筑不久后无植被覆盖的裸土地。尽管部分学者认为建筑废弃地并不存在污染问题[45],但有研究表明,遗留建筑物的金属壁板是地表径流重金属成分的重要来源[51],因此这类土地上仍然存在污染风险。此外,建筑废弃地遗留的构筑物还可能成为滋生犯罪的温床[40],因此相对于其他类型的空置土地更容易被忽视或利用不足[46]。由于再开发难度较低且地表铺装与建筑物的存在,中开发强度的空置土地在去除污染物后仍可以作为公共空间的载体来促进人类健康。
    
     2.1.4  高开发强度空置土地
     
     高开发强度空置土地包括前工业用地与前基础设施用地,如垃圾填埋场、水处理厂,军事用地和机场[49] 等,一般分布着大型建、构筑物与大面积的不透水表面,同时可能由于曾经的生产活动对周边土地已造成较为严重的污染,因此再开发难度与成本较高[46, 50]。但因为高开发强度的空置土地较大的空间尺度,可能会产生更为集中的人类与环境健康效应,尤其是那些分布有历史建筑的土地,可能具备更高的利用价值[45]。
     
      2.2  潜力评析——评价体系建构

以绿色基础设施为导向的城市空置土地转化研究
      
      在建立对空置土地的初步认知后,基于地理信息数据的多因子评价可以对每处土地转化为绿色基础设施的潜力进行更为科学的研判。本研究提出的空置土地潜力评价体系的参考标准不仅来自空置土地研究,也引入了绿地评价与绿色基础设施规划中的内容,最终可以将这些指标按照人类、生物、环境健康效应进行归纳整理(表 1)。
 
 2.2.1  人类健康相关评价指标
 
 人类健康相关评价指标包括生理与心理健康、健康风险两个方面。其中,周边人口密度、周边用地混合度能够反映空置土地服务的人口数量;可达性能够反映居民通过各种方式到达绿色空间,进行体力活动的便利程度[52];空置土地周边一定范围内公园绿地的数量既能反映公共娱乐设施的缺乏程度,也能够表征绿地竞争效应,即大型公园的影响力可能不利于附近小微公园发挥自身的优势。
 
 这些指标均能反映空置土地对体力活动与绿色暴露的促进程度,进而评判土地产生的心理与生理健康效应。周边家庭收入中位数、社会脆弱程度则可以反映空置土地周边社区的发展状况,评价越低则表明社区发展状况越差,居民对于娱乐休闲设施的需求越高,且可能存在更高的暴力犯罪等健康风险[52]。
 
 2.2.2  生物健康相关评价指标
 
 生物健康相关指标包括生态走廊与栖息地提供两个方面。空置土地与绿色空间的距离、是否连接保护用地、临近生态重要区等指标均能反映空置土地作为生态斑块或走廊的潜力[26, 54]。栖息地提供相关指标则更多与空置土地本身有关,如空置土地的面积大小、原生植被的分布以及周边森林覆盖率能够反映空置土地生态系统的抗干扰能力[52]。铺装或建、构筑物的比例表示生态恢复的可行性,该比例越高,则意味着干预措施更加复杂,生态修复可行性越低[52]。植被演替阶段的多样性越高意味着更多的植物群和植被层,能够为不同生物提供栖息地[26]。更多样化的场地物理结构,如树木、树篱、墙壁等不仅能为动植物提供各种生态位,也为儿童和成人的娱乐活动提供了多变与富有活力的环境[26]。
 
  2.2.3  环境健康相关评价指标
  
  环境健康相关评价指标包括雨洪管理与气候调节两部分。雨洪管理相关指标主要与径流排放、洪水风险化解有关。混凝土、沥青等不透水的人造地表不利于雨水径流的排放,因此拥有透水表面的空置土地具有更高的雨水调控价值;河流的渠化通常将河床进行硬质化处理,而未渠化的河流大多具有可渗透的河岸,能够降低水流流速,减少下游的洪水风险,因此具备更高价值;河岸边的自然湿地与森林能够避免河流淤积,为水生生态系统提供营养物质与栖息地,并维持稳定的水面温度[52];洪水风险区的雨水径流量相对较大,将处于该区域的空置土地转化为绿色基础设施能够最大限度发挥滞留与减缓雨水流速的作用;土壤中的污染物可能会污染雨水径流,清理土壤污染物对提高城市地下水质量是必要的,因此应该具有更高的优先级[56]。空置土地的气候调节作用主要与空置土地上的植被及其所在位置有关。
  
  树木能够消除空气污染并固碳,因此树木覆盖率更大的空置土地具有更好的气候调节作用[36];空置土地所在区域空气污染指数与高温灾害风险区的等级能够反映空置土地净化与缓解热岛效应的迫切程度,指数与等级越高则反映空置土地转化为绿色基础设施的优先级越高[56]。
  
   2.3  转化方向——模式与措施探索

以绿色基础设施为导向的城市空置土地转化研究
   
   通过实践案例的梳理总结,并依据上一步的评价体系,空置土地转化为绿色基础设施的模式包括生态修复与绿化维护、转化为雨水设施以及转化为公共空间 3 种类型(表 2)。
   
    2.3.1  用地过渡手段——生态修复与绿化维护
    
    一些城市空置土地的评价结果显示其具备某方面健康效应,但当前可能并不具备开发价值,如受到较严重污染的土地、地价较低的土地等。可以考虑对这些土地进行生态修复与绿化维护,待土地价值回升或具备更强的生态系统服务能力后再择机开发[63]。其中,生态修复指以人工干预为主导,重建并替代原有生态平衡,形成新生态系统的措施,如常见的土壤回填、土地平整、露天表土覆盖、植被再植等土地复垦工程[64],主要适用于受到严重污染的高开发强度空置土地。
    
    如加拿大多伦多约克维尔公园(Village of Yorkville Park)通过使用混凝土、土壤或其他材料将污染物就地掩埋,在覆土后引入本土物种,重建受到铁路运输污染的生态环境,并在此基础上改造为公园与商业区[57]。生态修复的成本较高,因此需要在项目前期对功能、选址、可达性等因素进行严格的论证[62]。对于中小尺度的空置土地,绿化维护是一种简单、高效且低成本的干预措施,包括场地清理、污染物去除、填入表土、植草、增加围栏、保持日常维护等。绿化维护的代表性项目费城土地护理计划(Land Care)至今已实现了约 13 000 块空置土地的绿化,提升了该地区房产价值,并降低了犯罪率[65]。
 
 2.3.2  环境健康与生物健康导向——转化为雨水设施
 
 生物与环境健康评价较高的空置土地可以通过一系列生态改善与提升措施融入城市生态网络,特别是一些带状的未开发空置土地可以作为自然排水廊道与绿道等雨水设施[50]。如纽约的斯塔腾岛“蓝带”(Bluebelt)计划通过恢复因开发退化的自然场地,包括淡水湿地与溪流来创建湿地走廊,形成由自然排水走廊和常规雨水管道组成的城市绿色基础设施雨水管理系统[58]。一些生态本底较好的或经过生态修复的高开发强度空置土地也可以进一步开发为雨水设施,如美国佛罗里达州首府塔拉哈西市基于棕地复垦建设的“首府瀑布步道”(Capital Cascade Trail)计划,通过绿道串联起 4 个雨水公园,产生了雨洪管理、改善水质、娱乐和交通等多重效益[58]。但由于涉及大尺度土地的再开发与整治,该模式的主要难点在于较高的开发与维护成本。
 
  2.3.3  人类健康导向——转化为公共空间
  
  人类健康评价较高的空置土地具有更高的转化为公共空间的潜力,主要可转化为社区花园、小型公园与公共活动中心。社区花园的改造措施较为简单,主要包括种植草坪与花卉、景观设计、创建菜园等,由社区志愿者参与建设与运营,在全球范围内广泛开展。小型公园包括口袋公园、社区公园等,能够以较小的尺度适应各种城市结构中的空置土地,并提供运动设施来促进附近居民的体力活动。如 2018 年开始,重庆市利用主城建成区边角地建设了 92 个社区体育公园,其中面积在 1 hm2 以下的小型公园数量占总数的 60%[61]。公共活动中心指集中式的大中型公共活动场所,包括将前基础设施、前工业区等用地改造为商业区、遗址公园等。如美国梅诺莫尼谷工业中心与社区公园(Menomoneevalley Industrial Center)项目就是在废弃工工业园的基础上建设了休闲绿地与一个制造中心,入驻的企业能够为项目创收,并促进当地经济发展[50, 58]。
 
 
3  结论
 
当前,中国在城市空置土地方面的相关研究逐渐增多,并取得了一些进展,但仍存在一些不足之处。中国在过去一直较为注重土地政策、规范方向的闲置土地相关研究,城市规划语境下城市空置土地的研究一直未得到足够重视,导致这类重要存量土地资源的价值未得到充分认知。本研究系统回顾了近20 年国内外城市空置土地的研究与案例,结合“同一健康”理论,厘清将城市空置土地转化为绿色基础设施的健康效应与转化路径,探讨了转化的意义、评价方法以及转化模式三大问题。
 
1)将空置土地转化为对人类、生物与环境具备健康效应的绿色基础设施对人类健康有突出的贡献,具体表现在减少犯罪、降低心理压力等方面,适用于需要迫切改善城市健康问题的高密度大城市。
 
2)本研究提出了一套空置土地的评价方法,以判断哪类空置土地更适合转化为绿色基础设施。基于实地调研的类型学方法可以初步判断空置土地的主导健康效应以及改造难度;将已有研究与实际项目中提出的空置土地评价指标纳入“同一健康”框架,以协助研究人员进一步对空置土地的适宜用途做出更科学的研判。
 
3)探讨了生态修复与绿化维护、转化为雨水设施以及转化为公共空间 3 种主要转化模式,可对应空置土地评价所产生的不同结果施行。
 
从目前的研究文献与实践案例来看,国外占比较多,表明中国对城市空置土地问题的认知与研究相对滞后。中国的城市建设与国外相比存在着土地所有制、土地开发模式、城市密度与城市收缩形式的差异,这些差异可能意味着中国在空置土地的形成机制、潜在价值、转化方式与利用难度方面均与国外不同。因此,未来有关城市空置土地向绿色基础设施转化的研究与实践,应着眼于中国城市空间与制度环境的特殊性,探究潜在的多元健康效应与转化路径。