生态公园:全球南方城市蒂华纳基于自然的解决方案实践范例与启示

《Land》:Ecoparque: An Example of Nature-Based Solutions Implementation at Tijuana a Global South City

【字体: 时间:2026年01月04日 来源:Land 3.2

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  本文深入剖析了蒂华纳生态公园(Ecoparque)作为基于自然的解决方案(NBS)在城市环境中的32年实践案例。文章系统阐述了NBS(如人工湿地、本地植物再造林、土壤修复等)在应对半干旱边境城市面临的环境退化、气候变化脆弱性、绿地不足等挑战中的应用与成效,并重点讨论了人力与资金不足、法律框架缺失等实施障碍及升级推广的机遇,为全球南方城市的可持续规划提供了宝贵的实证分析与借鉴。

  
在城市化进程飞速发展的今天,全球南方城市面临着严峻的环境挑战。位于墨西哥-美国边境的半干旱城市蒂华纳便是典型代表,其快速增长伴随着城市规划不足、非正规定居点广泛、空气和水污染加剧以及绿地空间有限等问题。在此背景下,生态公园(Ecoparque)作为一个城市韧性实验室,提供了长达三十多年的基于自然的解决方案(NBS)实践范例。
引言
全球超过一半人口居住在城市,预计到2050年将增至20亿。城市既是气候变化的受害者,也是其主要推手,贡献了全球80%的温室气体排放和资源消耗。NBS作为一种跨学科概念,整合了生态系统服务、绿色基础设施等理念,旨在通过保护、恢复和可持续管理自然或改良的生态系统,有效应对社会、经济和环境挑战,同时促进人类福祉和生物多样性。然而,NBS的实施面临诸多挑战,包括法律政策框架缺失、利益相关者参与度低、资金和人力资源不足、监测评估数据匮乏等。在拉丁美洲和墨西哥,NBS及相关绿色空间规划的研究与实践整合仍然有限。本文通过蒂华纳生态公园的案例研究,深入探讨了NBS在特定城市背景下的实施、绩效、挑战及推广机遇。
材料与方法
本研究采用案例研究法,对生态公园进行了纵向分析。自2013年起,由埃尔科尔夫学院(El Colef)专家组成的委员会负责公园的规划和决策,涵盖了水利、生化、植物学等多个领域。研究通过设定具体指标进行监测,包括植被清单(物种丰富度、本地与外来种)、水质(细菌学、有机、无机、营养物含量)、鸟类观测、堆肥质量(NPK含量)、太阳能发电量、风险评估以及环境教育(访客数量、工作坊、志愿活动等)。
蒂华纳的城市背景与挑战
蒂华纳地处墨西哥下加利福尼亚州西北部,与美国接壤,属于半地中海洋性气候,年均温17.7°C,年降水量仅237毫米,地形崎岖,土壤不稳定,易发生洪水、侵蚀和滑坡。作为加州植物区系的一部分,其生物多样性正受到快速城市化的威胁。截至2020年,人口已达1,922,523,城市面积在1972年至2017年间从7789公顷扩张至30,626公顷,导致自然栖息地减少和碎片化。43%的定居点属非正规性质,许多位于不适于建设的山坡,加剧了环境风险。该市人均公共绿地面积仅1.44平方米,且分布不均。
水资源方面,蒂华纳主要依赖科罗拉多河供水,通过125公里长的输水管道输送,能耗巨大。2021年,输水耗电658,134,925 kWh,成本约79亿美元,并产生大量CO2、SO2、NOx和PM10排放。仅2.8%的水被回用,大部分处理后排入蒂华纳河,引发跨境环境问题。此外,城市化导致建筑材料消耗激增,电力消费在1980至2010年间增长约18倍,空气污染(如臭氧和PM10)超标,野火风险因城市废物增加而上升,气候变化预计将加剧水资源短缺和火灾风险。
生态公园:城市韧性实验室
生态公园由埃尔科尔夫学院于1987年创建,占地六公顷,最初侧重于环境教育和应用研究,现已发展成为城市韧性实验室。其活动围绕五个相互关联的多用途项目组织:水管理、拥有本地植物苗圃的植物园、都市农业、能源以及环境教育,并包含土壤改良(堆肥和蚯蚓堆肥)子项目。这些项目通过资源循环紧密互动,例如,土壤修复与都市农业、再造林和环境教育直接关联。
  • 人工湿地
    公园于1993年开始运营一个次级分散式废水处理系统(DEWATs),处理来自约6193位居民的生活污水。2012年增加了两个人工水平潜流湿地以进一步提升水质,特别是降低粪大肠菌群、氮磷含量。后经改造,一个单元保留为种植杂交美人蕉(Canna hybrid)的湿地,前设厌氧折流板反应器(ABR);另一单元改为熟化塘。系统处理能力为1升/秒,水力停留时间约6天/单元。出水定期监测以确保符合墨西哥标准NOM-001-SEMARNAT-2021。超过30%的处理后水通过重力及加压灌溉系统回用于公园约四公顷的绿地,包括可食森林和本地植物区。
  • 本地植物再造林
    再造林始于1990年,曾使用水力播种技术。2013年诊断发现园内存在53种外来树种灌木后,制定了总体规划。2016年,公园注册为植物园并建立了本地植物苗圃。根据2022年普查,园内拥有1675株多年生植物,隶属141种树木和灌木,其中35.46%为本地种。苗圃已成功繁殖30种本地植物。
  • 使用堆肥和蚯蚓堆肥进行土壤修复
    2016年至2017年间实施的堆肥试点项目,通过强制通风处理了17,624公斤有机废物,生产了4000公斤符合国家标准的堆肥(NPK含量、pH值、有机质含量达标)。此后转为蚯蚓堆肥(使用加州红蚯蚓 Eisenia sp.)。产生的堆肥和蚯蚓粪用于环境教育项目的观赏植物繁殖、都市农业的苗床基质和土壤改良,以及公园斜坡的土壤修复。
  • 生态系统恢复
    经过数十年的再造林和修复努力,公园内已记录到35种鸟类,以留鸟和候鸟为主,包括受墨西哥标准NOM-059“特殊保护”的红肩鵟(Buteo lineatus)。公园南端陡坡上保留了一片约7000平方米的本地植被斑块,证明本地植物能在城市严酷环境中生存。
  • 可食森林
    这是一个多层农业森林系统,包含大型、中型、小型树冠乔木、灌木、藤本和草本植物六个层次。始于2015年,至2025年已包含31种可食用物种。
主要经验与教训总结
生态公园数十年的NBS实践积累了宝贵经验。人工湿地技术有效处理污水并实现回用,但面临虹吸效应、基质堵塞、进水管道堵塞等技术挑战,以及资金和专业人员不足的普遍性问题。再造林项目强调了使用本地植物对于适应半干旱条件和保护生物多样性的重要性,但本地植物在城市环境中的适应性、繁殖以及社会对湿润地区艳丽植被的偏好是挑战。堆肥/蚯蚓堆肥项目展示了有机废物资源化的可行性,但受限于原料质量、居民参与度、雨季堆体过饱和以及鼠患等问题。生态系统恢复成效通过鸟类多样性增加和本地植被斑块得以体现。所有这些NBS共同作用,有助于应对水资源短缺、绿地不足、土壤退化、生物多样性丧失、侵蚀和滑坡风险等城市环境问题。公园还通过环境教育提升了公众意识。
关于生态公园NBS原则与挑战的讨论
生态公园遇到的挑战可与文献中提及的NBS原则相对应。与社会认知相关的挑战导向原则体现在社会对植被类型的偏好和居民参与度上。系统性理解、实践与经济可行性原则方面的挑战主要是资金和人力资源不足。场地特异性原则与外部因素导致监测评估困难,如工具和农产品被盗。技术性问题多与场地特异性相关,如湿地运行问题、陡坡条件、堆肥过程受天气影响等。此外,病虫害控制、本地物种繁殖、鼠患以及本地植物对城市环境的适应等技术问题,则涉及社会挑战和系统性理解原则。
尤为重要的是,作为公立研究机构的一部分,生态公园的资金完全依赖联邦政府拨款,且年度波动,无法利用共同融资、公私伙伴关系等工具寻求额外资金。技术挑战的解决在很大程度上依赖于与专家志愿者的合作。
关于NBS的推广,生态公园的经验尚未能在城市层面大规模复制,仅有一个短暂的回用水灌溉城市绿地的“紫线项目”尝试。阻碍因素包括上述挑战,但法律框架不清晰、定义、角色和职能不明是关键障碍。墨西哥现有法律为NBS(绿色基础设施)提供了一定框架,但对生态系统服务保护的重视不足,城市规划中侧重于文化服务的绿色空间规划也有限。然而,墨西哥国内如哈拉帕和墨西哥城的成功案例表明,政治意愿、跨组织合作、长期视角和逐步实施能够推动变革。近期发布的一项联邦法规也强调了绿色基础设施作为空间规划的重要组成部分,用于提升气候变化韧性和改善生活质量。
结论
生态公园作为一个城市韧性实验室,倡导“安全失败”的实验文化,以创新方式应对城市环境问题。其综合资源管理理念旨在减少外部投入:在半干旱地区回用处理水进行灌溉和再造林;使用本地植物促进保护、减少侵蚀、增强边坡稳定性、增加绿地;生产堆肥改良土壤;利用地形处理废水并使用太阳能降低能耗。通过社会参与,培养和传播关爱城市环境的体验式教育,并推广都市农业以改善饮食健康和食品安全。
生态公园NBS的维护和实施主要面临人员和资金不足的挑战。更重要的是,在蒂华纳市推广生态公园的NBS经验,缺乏适当的法律框架是主要障碍,但这可以通过政治意愿克服。缺乏政治意愿则可能使多年的跨学科努力付诸东流。尽管全球南方问题重重的城市面临重重困难,生态公园等项目已证明NBS是可行的,应被纳入各级政府主导的城市规划程序中,并为长达数十年的项目提供坚实的纵向监测指标。最终,生态公园的持久运营离不开团队长期的奉献精神和创造力。
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