生态环境教育进课堂丨畅游北京中轴线，感悟古人生态智慧

穿越历史长河,承载世事变迁,从古至今,纵贯南北的北京中轴线,蕴文化之脉络,聚古韵之精髓,彰显出京城独有的壮美秩序。漫步其间,你或许会发现其中暗藏着许多古老的故事。作为其南起点的永定门究竟有着怎样的特别经历?北海团城作为古代集雨节水工程的杰作,内藏了哪些巧思?“依水建城、以水定轴、轴水相依”的京城水系格局又缘何形成?

6月3日,北京市生态环境保护宣传中心组织开展生态环境教育进课堂活动,邀请北京建筑大学教授、博士生导师王崇臣,带领来自北京市东城区和平里第四小学的10位同学,开展北京中轴线生态研学活动。在畅游北京中轴线的过程中,了解这条壮美轴线的曲折历史,探寻古人在城市建设中蕴藏的生态智慧,引导同学们为建设美好城市贡献自身力量。同时,在线上同步播出视频课程内容,让云上的同学们共同感悟北京这座“轴水相依”的城市所蕴含的生态魅力。

北京中轴线南起点的前世今生

北京中轴线,这条历经千载岁月沉淀的重要轴线,全长7.8公里,南起永定门、北至钟鼓楼,见证了北京城的发展变迁,与历史曼妙邂逅。作为其南起点的永定门,承载着古老的时代记忆,焕发出崭新的勃勃生机。

永定门城楼下,面对参加研学的孩子们,王崇臣娓娓道来关于永定门的古老故事。永定门始建于明嘉靖年间,之所以得名“永定”,是取“永远安定”之意,承载了人们的美好希冀。尽管当时只修建了城楼,但随后补建了瓮城,清乾隆年间又增建了箭楼并重修瓮城,将永定门变为重檐歇山三滴水的楼阁式建筑,自此,永定门的规模已经远大于其他几个外城城门。

然世事沧桑,几百年后,永定门瓮城、城楼、箭楼被相继拆除。但幸运的是,2004年,北京市仿照乾隆年间式样,根据民国时期测绘资料,在原址上重新复建了永定门城楼,并于2005年正式对公众开放。

△重建后的永定门城楼

从永定门城楼之上俯瞰,可见一条碧水,便是南护城河。明嘉靖年间,为进一步加强城墙的防御功能,在增筑外城垣时,绕外城挖凿而成南护城河,其全长5000余米,起自西便门,南流经广安门,东向右安门、永定门,至左安门后北转向广渠门、东便门等,最后汇入通惠河。在当时,对保护城市免受外敌侵扰起到了一定的积极作用。

随着时间的推移,南护城河的主要功能也发生了变化,其不再作为防卫屏障,而是作为城市排水通道,主要承担城市排水和水系调节功能。近年来,随着对生态环境保护的重视程度不断加深,如今的南护城河更多地承载了城市环境和生态建设功能,其河畔的永定门公园也成了市民休闲娱乐的佳处。

夏日时节,草木葱茏的永定河公园,入目皆是碧色,国槐、白皮松、油松、杨柳树等树木交相辉映,展现了北京本土植物的独特风采。在让人心旷神怡,感受盎然绿意之余,这些树木也在为营造美好生态环境发挥着重要作用。其一,能够在炎炎夏日调节温度,为大家遮阴,让人们感受婆娑树影间的些许凉意。其二,还能通过光合作用,吸收二氧化碳,释放出氧气。其三,能够吸附扬尘、降低噪声,尤其是距离柏油马路更近的树木,效果更是明显。除此之外,当秋风来临之时,飘飘而下枯枝落叶能够作为优质有机质,可用来堆肥;粉碎后铺在绿化带之上,在降尘的同时可以抑制水分的蒸发,于干燥的秋季帮助土壤“锁水”,同时也能增强土壤肥力,为生长于其上的植物提供养分。

△永定门公园

令人惊叹的古代集雨节水工程

如果说南护城河的挖凿更多地体现了古人的军事智慧,那么中轴线上同样与水颇具渊源的北海团城,则彰显出古人巧妙的用水智慧。被誉为“世界最小城堡”的它,“从上至下”均蕴含着诸多巧思,是古代集雨节水工程的典范。

抬头仰望,团城古老建筑的屋顶潜藏着许多生态智慧。不难发现,屋顶上方相对陡峭,下方则相对平缓,之所以如此设计,是因为当大雨滂沱之时,上方的水能够借着更大的倾斜角度快速向下排,但临近房檐之时,便会逐渐平缓,从而使水流更多地向前冲,以免雨水对房屋造成损伤。

△团城古建筑的屋檐

同时,瓦片的精巧运用也体现了古人对雨水的应对之策。团城的建筑屋顶多为筒瓦与板瓦交错排列而成。所谓筒瓦,便是如拱桥一般凹面向下排列,而板瓦则是凹面向上,且多为错落排列。降雨时,水便会从筒瓦形成的瓦垄流向板瓦所在的位置,随后顺着倾斜的角度,流向板瓦的末端——滴子,其下方中部均有一个尖端,能够实现对水的引流,就像倒油之时,用筷子向细口瓶中引流,使其定向流动一般。

相较屋顶排水的运用,团城地面排水的设计更为特别。低头细观,除甬道上铺设的方砖和小条砖外,团城大部分地区铺设的均是倒梯形的青砖。一方面,这些砖为透水砖,当雨滴落地时,雨水能够快速下渗。另一方面,这种倒梯形的排布方式,会让砖与砖之间形成一个三角形的缝隙,从而让水更容易渗入下方的土壤之中。为帮助大家更好地理解,王崇臣带领现场参与研学的学生共同在青砖之上进行了“模拟雨水下渗实验”,并在石砖铺就而成的小路以及柏油马路边进行了对比实验,让同学们从实践中深刻地领会团城的水之智慧。

诚然,即使拥有巧妙排布的透水砖作为“下渗利器”,但当暴雨来临之时,依然有可能因来不及下渗,形成地表径流。然不用过于担心,尽管并无泄水口与排水明沟,这些地表径流依然不会使团城出现明显积水,当雨势过大之时,雨水会随着竖井向下流入涵洞之中,默默储存起来以备不时之需。

△竖井的井盖

或许鲜有人知,这些竖井底部的深度也并不相同,而是高低起伏的,这也曾让研究者感到十分新奇。随后的研究发现,之所以如此设计,是希望水能够在其中停留更长的时间,从而更好地滋养这座“小城堡”中的植物们,尤其是根系发达的大树,让它们在并无外来水源浇灌的前提下,依然能够生长得蓬勃茂盛。今天的我们之所以依然能够看到团城的珍宝——古油松“遮荫侯”与白皮松“白袍将军”两棵颇具历史意义的古树葳蕤茂盛,不乏团城用水智慧之功。

△古油松“遮荫侯”

△白皮松“白袍将军”

元大都水系格局形成的曲折故事

设计如此精妙的团城,相信不少人会好奇它的由来。事实上,其始建于公元1166年(金大定六年),在辽代被称为“瑶屿”。元代时,团城是宫城建筑群的交会点,周围环绕的湖泊被称为太液池,其也是皇城内宫廷用水的重要来源地。

沿太液池向北,可至积水潭;而在积水潭的东北侧,大约钟鼓楼的位置,元代建立了中心台与中心阁,并以其为元大都的中心,向南延伸,过万宁桥,直至丽正门。元代之所以放弃了金中都的位置,另择新址,并选定新的中心点,很大程度上正是因为原址的水质与水量已无法满足城市发展的需求。可见,元大都的选址与城市重要轴线的选定充分考虑了城市的用水需求,可谓“依水建城、以水定轴”。

除满足用水需求之外,古代的水系建设还考虑到漕运的需要。在元代,谈及漕运问题的解决,便不得不提到天文学家、数学家、水利专家、仪器制造家——郭守敬。为适应城市发展的需要,他历经多年探寻水势丰沛之地,最终寻到了位于元大都西北方的白浮泉(旧址位于今北京市昌平区)。于是,他将水从白浮泉引出,沿等高线西行,至西山山麓转向东南,汇集附近西山诸泉,再将水引至瓮山泊(今北京昆明湖),随后汇入城内的积水潭。

△元大都水系规划示意图(供图:王崇臣、尚君慧)

看到此处,或许大家会有疑问,郭守敬为何不选择最短的直线距离引水呢?对于此引水路线,侯仁之先生在《白浮泉遗址整修记》中总结为:“顺自然地势,西折南转”。而之所以做出如此选择,一方面是为了绕过清河与沙河的谷地,避免水流因需要先下坡后上坡,而无法形成自流引水;另一方面是担心白浮泉一座泉的水量不足,故而在引水之时借西山诸泉之力,实现水量加成。

实现开渠引水后,为打通漕运的“最后一公里”,避免货物经由京杭大运河水路运至通州之后,再转由陆路运至城中,更好地节约人力成本与时间成本,郭守敬主持开凿了通惠河,实现了水路的良好衔接。然而,北京的地势为西北高东南低,从东边的通州经由水道运至城中,需要逆流而上。为更好地解决这一问题,郭守敬主持修建了11处24座闸,借助连通器的原理,实现了逆水行舟的目标,推动了漕运的发展,从而进一步助力元大都的城市建设与经济繁荣发展。

“轴水相依”的美好城市形态

如今,北京城已从“以水定轴”走向了“轴水相依”的良好状态,多年来,北京中轴线与河湖水系共生共荣,在这条杰出轴线的引领下,构建出特有的空间格局,打造出水清景美、生物多样性丰富的美好城市形态。

然而,美好城市的营造不仅需要古人的智慧,更需要今人的维护。谈及此处,同学们纷纷表示,会带动身边的家人和伙伴一起维护北京良好的生态环境,认真实行垃圾分类、低碳出行,同时注意节约水、电等宝贵资源,爱护动植物,将营造天朗气清、鸟语花香的北京视作自身的使命与担当。

△什刹海西海湿地公园内景

文/廖迈伦 摄影/张星海(除标注外)