推荐语:Phyto是一本非常实用的学习植物修复应用的工具书。它的可贵之处在于将植物修复的原理和应用场景结合,不仅给出可使用的技术,还从场地设计的角度提出了美学和社会功能上的参考。同时,16个文中提到的修复场景涵盖了所有常见的城市污染物环境。可以说通过学习此书,即使是景观初学者也能够在复杂场地中完成植物修复策略的设计。
植物技术应用能够在消除土地污染方面发挥重要作用,与短期和长期的土地规划相结合,为场地修复提供更可持续的选择。然而,植物技术背后的科学对于非专业读者来说是难以理解的,因而难以运用。对此,作者跳过复杂的植物理化科学,通过讨论这些技术在空间中的形态、结构、美学价值等更为设计师所关注的内容上的运用来帮助设计师完成植物种植设计。本书也被评价为是第一本从设计角度出发阐述植物修复技术的著作。在科学理论方面,Phyto用浅显的语言全面的介绍了植物修复技术,阐述了植物如何参与到场地污染的吸收、转移、和降解过程。在应用指导方面,文章介绍了城市环境中出现的典型污染场景、污染物的构成、以及对应不同污染物的植物修复技术。一般来说,植物修复技术是利用植物对有害毒素和化学物质进行降解或吸附,帮助清理已经被污染的土壤。在本书,除去上述传统的“补救干预”策略,作者还提出了一个新的概念,即利用植物的修复能力在即将发生污染物富集的场所进行预防性种植,创建“植物缓冲区”,提前避免污染土地的出现。
「 作 者 介 绍 」
Kate Kennen拥有康奈尔大学和哈佛大学设计研究生院的硕士学位,同时是Kennen Landscape Architecture和Offshoots, Inc景观公司的创始人。因为此书,她于2015年获得ASLA荣誉奖。Niall Kirkwood是哈佛大学研究生院教授,他的著作和研究范围涵盖景观设计、环境和可持续设计、城市更新、垃圾场再利用、环境设计技术等。我们前文关于后工业景观的两篇推荐图书,Manufactured Sites: Rethinking the Post-Industrial Landscape和Principles of Brownfield Regeneration便是他的著作。
「 简 介 」
前三章被用于阐述关于植物修复技术的科研和应用问题,包含了特定场所的污染物类型和植物的理化机制。第一章中介绍了植物修复的定义和演变、(美国的)政策和法律框架、实施中的优劣势第二章阐述了植物修复的基本原理,包括植物的生存机制,污染物的种类,植物改良土壤的机械原理。在第三章,作者依据污染物类型进行了技术介绍,为后文阐述技术应用场景提供了科学依据。在后三章,作者详细阐述了植物修复技术和16种常见的城市污染场景,指导设计师如何在不同空间形态、审美需求、文化背景下针对特定的污染物类型选取适宜的植物修复手段。此外,作者罗列了一些网络资源,包含研究组织、设计公司、植物清单、污染物清单等。
| 植物修复污染物的生物机制 |
植物挥发作用(Hytovolatilization):植物将液态或固态污染物吸附后以气体形式排出。这种污染物挥发的速率足够缓慢并不会显著降低周围的空气质量。同时部分污染物也会在植物体内重组为易于降解的其他物质。植物代谢作用(Phytometabolism):植物能够将一些有机污染物吸收并重组为用于生长所需的营养物质。这些污染物被以参与植物生长的方式成为植物的一部分而不是被排出。
植物提取(Phytoextraction):有机污染物可以被植物吸收并分解,但无机污染物如重金属离子无法被进一步分解。因此这些污染颗粒被富集在植物中。为了去除这些污染物,植物必须被从场地中收割。
植物根系和体内降解(Phytodegradation & Phytodegradation):植物自身体内可以降解多种有机污染物,并以无害的副产品形式排出。同时植物根系是重要的微生物栖息地,这些栖息在植物根系的微生物可以降解土壤中的有机污染物。植物根系降解和体内降解是植物修复最为理想化的两种机制。
| 植物种植形式对污染物处理的优劣势 |
污水灌溉(Phytoirrigation):有营养的污染水被灌溉到植物上,作为肥料刺激植物生长。同时由于污水中污染物的种类是可以被植物代谢或挥发的,植物起到了净化污水的作用。这通常是一个双赢的局面,污染的水可以被清洁而植物产量可以最大化。在灌溉设备的选择上,需要选择地下滴灌,而不是喷灌,因为污染物需要在地表以下释放,被植物根系接触,应尽量减少暴露途径。这样做的一个挑战是,污水中的如盐类和颗粒物等污染物,可能形成沉淀,堵塞滴灌管道。
适用场景:污水处理厂、高尔夫球场、污水泵或过度施肥区域。
注意事项:
1)供水量:植物的灌溉需求如何与废水的供给量形成平衡是设计师需要严格计算的。
2)污染物浓度:植物对污染物的处理速率是否与污水中的污染物量平衡,植物收集作用的周期和植物收获的周期需要仔细计算。
3)季节性:在植物枯萎或生长缓慢的季节,需要考虑将污水暂时储存或引入其他处理手段。
灌木隔墙(Interception Hedgerow):这种种植形式常被用于没有足够空间种植林地的情况下。它可以拦截地表径流中的水体污染,包含油污、农药、氯化物、化肥。
适用场景:加油站、墓地、军事基地、农田、工业区边缘。
注意事项:
1)多样性:灌木隔离植被的选择应该是多样的,这样有利于对不同类别污染物的吸收和治污降解。
2)灌木隔离应该与其他针对土壤污染物而非水体污染物的植物种植类型相结合。
浮动湿地(Floating Wetland):种植在构筑上的植物漂浮在现有的水体上,以过滤水体中的污染物。通过代谢、提取、挥发等作用,有机污染物可以被去除,水体中的氮污染物可以被降解转化成气体。无机污染物被固定并保持附着在植物体内或浮动结构的土壤中。浮动湿地可以修复水体中的几乎所有污染物,它产生的生物质往往是丰富的,并可堆肥和重复利用进行营养循环。1)浮动湿地的浮体和植物往往可以成为水生动物栖息地,为丰富水生动物的多样性提供贡献。2)浮体可以设计为适宜空气流动的形态以提升植物根系的净化效率。3)若浮动湿地富集的污染物浓度过高则需要移除而不是进行堆肥。雨水种植槽(Stormwater Filter):雨水种植槽可以阻止地表径流中的污染物进入更广泛的水体或土壤中。在种植槽中,雨水中的有机污染物可以被降解,含氮污染物会被植物利用或排入大气,无机物可以被富集保留在植物中或种植槽内的土壤中。遗憾的是,雨水种植槽对溶解在水体中的盐类污染物没有处理能力。注意事项:为了提高植物净化的效率,在设计时会提高蒸腾量。这有可能会导致雨水收集的效力下降。
| 植物修复的实践场景 |
在这一部分,作者依据16个常见城市场景中的污染物类别、空间特性、文化特性给出了最优化的植物修复范例。这16个场景分别是:公路和停车场、公园和高尔夫球场、河道、铁路、轻工业和制造业工厂、油气站、干洗店、丧葬场所、城市居住区、空地、社区花园、农田、郊区住宅、垃圾场、废弃油气站、军营。
北京林业大学 景观 本科
墨尔本大学 景观 硕士
曾合作或就职于CAS、MEEPRC、Hassell、SENSE Design、土人设计、中国建筑等机构。
自 2016 年至今进行留学作品集教学,所辅导学生收获英国、美国、澳洲、香港院校景观或城市设计硕士录取。擅长区域尺度景观规划、生态景观构造、城区旧改、工业和文化遗产景观。