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美国波士顿斯佩克特克尔岛废地与废料的景观化重生


主持人: 张健健,博士,南京工业大学艺术设计学院,副教授。nlzjj@126.com


废弃地更新是全球范围内城市更新研究的重要议题。波士顿斯佩克特克尔岛的改造项目将建筑废料的循环利用和废弃垃圾场的景观重生有机结合,使我们得以通过一种新的视角看待城市中的废地和废物,同时展现多学科合作在这类复杂项目中的优势,对于国内目前的新型城镇化发展和城市更新具有参考价值。

——栏目主持人


世界范围的经济结构调整,给城市留下了大量遭受破坏和污染的场地,而城市建设和改造也产生大量的废弃材料成为当代城市需要处理的棘手问题。通常城市中的废地和废料大多以工程措施进行处理,很少将它们结合起来利用。美国波士顿“大开挖”(Big Dig)项目为这一尝试提供了机遇。“大开挖”产生了大量的挖掘废料,而波士顿斯佩克特克尔岛(Spectacle Island,下称斯佩岛)是准备用来堆放部分废料的垃圾场。在设计师与多方专家的共同参与下,废地与废料产生了化合作用,使得斯佩岛从原先的垃圾岛转变为波士顿港一处新的地标景观。


1 场地概况

斯佩岛位于美国马萨诸塞州东部,是波士顿港群岛中的一个岛屿,占地面积约42 hm2。该岛最初由两个冰川时期形成的山丘组成,两座山丘之间由一片潮间带相连。早期的英国殖民者发现岛的形状酷似一副眼镜,因此也称之为“眼镜岛”。

与波士顿港其他岛屿相比,斯佩岛的历史特点是被严重忽视和滥用[1]。从公元500 年起,美洲土著人就开始使用该岛,并在岛上设置了一个垃圾场。17 世纪,斯佩岛被用作牧场和木材来源地。从1717 年起,岛上先后开办过天花检疫医院、妓院和赌场,最终于1857 年全部关闭。1857—1910 年,岛上开办了一家屠宰场和一家牲畜炼油厂,开始成为一块工业区域。1920 年代以后,岛上又开办了一家废油精炼厂[2]。1912—1959 年间,大量城市垃圾被倾倒在岛上,使得整个斯佩岛成为波士顿的海上垃圾场。虽然岛上的垃圾场在1959 年正式关闭,但是垃圾场内的垃圾和渗滤液仍然造成了波士顿港污染的不断加剧。1970 年代,波士顿港口的其他岛屿均已被划入州立公园,只剩下斯佩岛成为波士顿港群岛中的一块孤立而肮脏的废地。到1980 年代,波士顿港的污染问题已经迫在眉睫,但是政府没有充裕的资金用于改造斯佩岛,直到波士顿“大开挖”工程为改造资金的筹集提供了机遇。


2 波士顿“大开挖”项目

波士顿中央动脉/ 隧道项目(CA/T: Central Artery/Tunnel Project),俗称“大开挖”,是美国历史上耗资最高的城市高速公路改造工程。该工程主要包括修建托马斯·奥尼尔(Thomas P. O’Neill Jr.)隧道,将穿过波士顿市中心的高架公路(中央动脉)置于地下, 并在波士顿港的地下开挖一条隧道即泰德·威廉姆斯隧道(Ted Williams Tunnel)通往洛根机场(Logan Airport)。波士顿中央动脉建成于1959年,是一条拥有六车道的高架公路,当时设计的日车流量是7.5 万辆。但该公路在建成之后就出现影响采光、交通拥堵、事故频发、破坏城市景观等诸多问题,使波士顿区域的发展受到严重影响。于是,波士顿城市改造部门在1970 年代提出用隧道来代替高架公路,从而彻底改变此种状况的设想。“大开挖”项目于1982 年正式规划,1991 年开工建设,直到2007 年才基本完成(图1)。

图1 斯佩岛与“大开挖”项目的位置

资料来源:作者基于谷歌地图绘制


3 “大开挖”项目的挖掘废料处理

“大开挖”项目产生了大量的挖掘废料。关于挖掘废料的总量,官方和民间的统计不尽相同,相关数据记录为1220 万m3~1 300 多万m3。这些挖掘废料的转移安置从一开始就备受关注。因为波士顿市的大部分地区都是通过对滩涂人工填土而形成,所以“大开挖”项目的大部分挖掘工作是在人工填埋的土地上进行的。由于之前填土造地过程中可能使用了被污染的填土材料,所以“大开挖”项目挖掘出的废料也被检测出存在污染物质[3]。为了妥善处理这些挖掘废料,相关部门开发出一套专门针对“大开挖”项目挖掘废料的操作程序。根据这一程序要求,如果挖掘废料含有的污染物超过许可标准,就要运至适当的处理厂进行处理或循环利用;如果挖掘废料含有的污染物低于许可标准,则需要进一步评估以便利用。

根据污染程度,挖掘废料被运送到洛根机场的垃圾处理场、马萨诸塞湾垃圾处理场,以及采石场山等不同地点进行处理。其中,在采石场山围绕废料填埋区建造了高尔夫球场,并且利用原有的采石遗址建造了攀岩活动场,形成了一处休闲景观综合体。在考虑挖掘废料的堆放场地时,斯佩岛被认为是一个理想的选择。一方面它靠近“大开挖”项目施工场地,可以降低运输成本;另一方面,它又远离城市、远离人们视线,适合做挖掘废料的堆放点。由此,大约260 万m3 的废料被驳船分4 400 次单独装运至斯佩岛[4]。最后,剩下大约230 万m3 的波士顿蓝粘土被用作新英格兰地区①各个垃圾填埋场的覆盖材料。


4 斯佩岛的景观化重生

4.1 土壤设计

在斯佩岛被确定作为“大开挖”项目废料堆放场地的前几年,政府部门和志愿者团体都曾提出将斯佩岛开发成一个公园的想法。因此,景观设计公司在斯佩岛项目的开始阶段就参与其中,并与项目各方保持密切联系。项目承包商最初的想法很简单,用“大开挖”项目的废料将岛上的垃圾场覆盖形成密封层,再在密封层上用15 cm 厚的壤土和草坪加以覆盖[5]。同时,他们认为不应种植任何木本植物,因为木本植物的根系会穿透壤土层,对密封层造成破坏;而如果加厚壤土层,则会因需要大量壤土而导致成本过高。如果将斯佩岛改造为公园,并融入波士顿港群岛公园体系,岛上的表层土壤需要满足以下要求:(1)覆盖和保护垃圾场的排水层和密封层;(2)能够抵御海水侵蚀,保证边坡稳定;(3)能够支持植物生长,并能经受强风、强降雨、干旱等气候条件影响;(4)需要最低限度的养护。

由此,土壤设计成为斯佩岛景观化重生的关键环节。景观设计师提出,如果有足够的壤土深度,木本植物的根系就很难达到密封层。由于多年来一直作为垃圾场,斯佩岛上的地表层受到严重破坏,几乎没有原始土壤,只残留一些冰碛物可作为土壤基料使用。于是景观设计师与土壤学家密切合作,开发出了具有不同断面深度的人工土壤,从而避免了大量壤土的输入。在人工土壤中,设计方根据国际土壤科学学会和美国土壤科学学会标准,用砂土与岛屿冰碛物按2∶1 的比例混合作为壤土基质;用砂土加入有机质作为种植壤土,其中不包含任何岛屿冰碛物,且有机质含量需达到10%。为了满足整个场地多样化的物理条件以及种植多样性的要求,设计方设计了四种不同的人工土壤结构。

(1)45 cm 人工土壤

这种土壤结构只在排水层上覆盖45 cm 种植壤土,没有壤土基质层,也不含岛屿冰碛物,只为草本植物提供足够的生根深度,不适合种植草本以外的其他植物(图2)。

(2)60 cm 人工土壤

这种土壤结构在排水层上有15 cm的岛屿冰碛物层和15 cm 的壤土基质层,种植壤土层30 cm。这种结构只允许种植低矮的木本观赏植物和草本植物,不允许种植乔木,因为其生根深度不足以支持乔木抵御强风(图3)。

(3)90 cm 人工土壤

这种土壤结构在排水层上有30 cm的岛屿冰碛物层,壤土基质层和种植壤土层均为30 cm。这种结构允许种植大多数木本植物。此外,由于土壤排水良好,即使在极端潮湿的条件下,土壤也能支持树木抵御强风(图4)。

(4)150 cm 人工土壤

这种土壤结构在排水层上有60 cm的岛屿冰碛物层,壤土基质层60 cm,种植壤土层30 cm。这种结构的生根深度不仅可以支持大乔木种植,而且能够支持大乔木抵御强风(图5)。为了满足种植壤土10% 有机质含量的要求,需要大量的有机质。常规的有机质材料在当地资源有限且成本很高,所以采用了来自新罕布什尔州的啤酒厂废物作为有机质。然而,项目进行不到一半,新罕布什尔州啤酒厂废物供应就已枯竭,承包商又改用来自马萨诸塞州废水处理厂的废水产品作为有机质的来源。



4.2 地形处理

1912—1959 年间倾倒的垃圾使斯佩岛的面积显著增长。为了控制岛屿的面积进一步扩张,在1990—1991 年确定了废料填埋区域和岛屿的最终轮廓,并在岛屿东侧修建了围堤对岛屿边缘加以控制。在岛屿面积和边缘轮廓得到控制之后,景观设计师对岛上的地形进行了设计。挖掘废料只在被允许的区域进行堆放和填埋,并且必须尊重岛上原有的地形,尽可能凸显岛屿的轮廓和南北两个现存山丘的地形特点,因为斯佩岛最主要的景观价值就在于从两座山丘远眺周围波士顿港和波士顿城市天际线的景色。在填入“大开挖”项目的废料之后,北侧山丘已经高于平均高潮面48 m,南侧山丘也高于平均高潮面38 m。两个山丘的高度各抬高了约18 m,两个山丘之间的“马鞍”部分也比施工前高出15 m(图6)。

同时,设计还要保证废料堆放后的边坡稳定性,并且支持游客在岛上的休闲活动。在北侧山丘的边缘,坡度从30%~45% 不等,在南侧山丘的边缘,坡度从30%~40% 不等。岛的中心区域和西南侧设置了许多缓坡,可以支持游客的休闲活动,尤其是岛的西南侧,夏季温和的西南季风可以为游客乘船登岛创造舒适的海湾环境。覆土完成后,27 000 株乡土植物被种植于此,其根系将保持边坡的长期稳固;而在短期内则需依靠工程措施来保持边坡稳固。沿岛屿边坡设置了大型防浪堤和蜿蜒的道路,这些措施可以有效削减水流冲刷[6]。如今,斯佩岛部分区域仍然保留着原始丘陵的形态,地形设计非常自然,没有明显的人工坡地。岛屿的地形无论从远处眺望,还是近距离观察,都很难看出人工堆筑的痕迹,经过处理的挖掘废料已经被用来有效突出岛屿原有的地形特征。由于设计了许多缓坡,岛上大部分区域都是无障碍的,保障游客可以自由活动。


4.3 景观设计

在景观方面,设计方与哈佛大学阿诺德植物园(Arnold Arboretum)合作,挑选了大约30 种乔木和30 种灌木。所选植物品种均为乡土树种,根系固土能力和自播种能力较强,能够适应当地多风、干旱等气候条件,并且不需要较多的人工养护。岛上种植的植物都选用小苗,以适应此处的恶劣环境。在表土最浅的区域,选择了四种草混合种植形成草地。多种植物的种植与不同结构的人工土壤相结合,不仅构成了丰富的地表景观,而且创造了多样化的生境条件。

设计师表示,方案的设计灵感来自苏格兰天空岛(Isle of Skye)的粗糙石墙和绿色山丘、新英格兰地区的围栏牧场,以及位于马萨诸塞州欣厄姆(Hingham)的“世界尽头”(World’ s End)。“ 世界尽头” 是一个占地约101 hm2 的公园和保护区,位于欣厄姆的一个半岛上,最初由美国景观设计之父奥姆斯特德(F. L. Olmsted)设计。“世界尽头”的地形与斯佩岛相似,都保留着冰川消退后留下的山丘。奥姆斯特德在原有地形的基础上,用树木和草地营造出了一片能够远眺波士顿景观的自然场所。因此,在斯佩岛景观设计中,设计方通过地形设计强化了南北两座山丘的高度,在北侧山丘顶部用废料堆砌了一个“观景平台”,从这里同样可以远眺波士顿的城市景色。此外,岛上还提供了眺望波士顿港其他岛屿的观赏点,每个眺望点都进行了独特的设计。

斯佩岛的景观设计选择用“自然化”来隐藏其“人工化”,人工材料和措施都被包裹在自然外观之下。岛的大部分边界由海堤围合而成,海堤可能也是岛上最为明显的人工元素。与海堤共同构成岛屿边界的是两片海滩,一片在岛的南面,另一片在岛的西面。岛上的植物采用自然式种植,树木大多是以成丛成组的形式布置而不是行列式种植。蜿蜒的道路顺着等高线通向山丘的顶端,大多数区域的道路和自然景观融为一体,因此从远处难以察觉,为游客提供了自然式的公园体验。只有南侧山丘的道路能够从远处识别,因为那里的树木是沿着道路边缘种植的,从而把道路的流线表现出来,略微体现出一些人工的痕迹。现在的斯佩岛已经成为波士顿港群岛国家公园的新地标,并且成为波士顿港群岛中两个轮渡枢纽之一。由于斯佩岛靠近机场,并且位于主要城市航线的下方,它还为空中俯瞰提供了高质量的视觉景观(图7)。

图7 斯佩岛空中鸟瞰效果

资料来源:参考文献[5]

5 结语

斯佩岛项目将废地和废料整合处理,让我们从一种新的视角看待城市中的废物。在城市用地空间日趋紧张的今天,仅采用单纯的工程措施不仅效益不高,而且会造成资源的浪费。正如美国城市学家凯文·林奇(Kevin Lynch)所说,我们不能再扔掉任何东西,因为已经不再有地方让我们去扔[7]。斯佩岛的案例表明,废地和废料也是一种资源,如果能够将它们的潜力激发出来,不仅可以将其对城市环境的负面影响最小化,而且可以使其生成新的生态、经济、社会和文化价值,从而成为城市发展的新动力。此外,多学科合作是斯佩岛项目成功实施的保障。在斯佩岛项目中,场地底层的密封、填埋以及排水层设置由工程师负责,表层的空间规划和景观营造由景观设计师负责,土壤学家为项目提供人工土壤的设计方案,植物学家负责根据斯佩岛的场地和气候条件提供植物品种选择。多学科团队之间的合作是斯佩岛的废地和废料实现景观化重生的关键。

我国目前正处于新型城镇化发展阶段,城市建设用地增长模式向精明收缩、更新挖潜转变,将城市中的废地、废料转化为资源循环利用,对于可持续的新型城镇化发展具有积极的意义。但应注意,挖掘废料的异地处理在运输、处理过程中会存在较大的环境风险,因此在缺少相关专家和技术保障的情况下,挖掘废料的异地处理应谨慎采用。


注释:

① 新英格兰地区包括美国的6 个州,由北至南分别为:缅因州、佛蒙特州、新罕布什尔州、马萨诸塞州,罗得岛州、康涅狄格州。马萨诸塞州首府波士顿是该地区的最大城市以及经济与文化中心。



(本文编辑:安虹)

参考文献:

[1] FRANCE R L. Handbook of regenerative landscape design[M]. Boca Raton: CRC Press, 2007: 29.

[2] RYNK R. Compost remediates a landfill and grows a national park[J]. Biocycle, 2003(12): 34-38.

[3] BARNETT C J, CHIN K. Soil contamination assessment and characterization in urban tunneling[M] // OZDEMIR L. North American Tunneling 1988. Rotterdam: BalkemaPublishers,1998: 79-83.

[4] The Big Dig: facts and figures[EB/OL]. [2020-06-18]. https://www.mass.gov/info-details/thebig-dig-facts-and-figures.

[5] GEROLDI C. Spectacle Island: from discarded fill to designed landscape, a‘ natural’-looking park[J]. Journal of landscape architecture, 2017(3): 16-31.

[6] BARNHISEL R I, DARMODY R G, DANIELS W L. Reclamation of drastically disturbed lands[M]. USA: American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America, 2000: 41.

[7] LYNCH K, SOUTHWORTH M. Wasting away[M]. San Francisco: Sierra Club Books, 1990: 80.


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