浅议城市绿地与低碳城市

张 洋

(新疆师范大学 地理科学与旅游学院,新疆乌鲁木齐830054)

世界工业经济的发展、人口的激增、人类欲望的无限上升和生产生活方式的无节制,世界气候面临越来越严重的问题,因此,地球的碳循环已成为全球变化的一个热点。城市绿地是地球植被的一个组成部分,它是地球碳循环中的一个重要贮存库。此外,城市绿地也是城市环境支持系统的一个重要组成部分,它是城市系统内唯一执行“纳污吐新”负反馈机制的子系统,它在城市碳氧平衡中的作用是不可替代的。

一、城市绿地与低碳城市的概念

城市绿地是指建成区范围内附有人工(或自然)植被的用地,城市绿地一般分成六大类型：公共绿地、生产绿地、防护绿地、风景游览绿地、专用绿地、街道绿地。

低碳城市(Low-carbon City),是指城市在经济发展的前提下,保持能源消耗和二氧化碳排放处于较低水平。低碳城市的主要思路包括减排和碳汇(既收集和固定大气中的温室气体)。由于大气中的二氧化碳主要通过绿地中的植被、湿地和微生物来吸收和固定,因此增加绿地可以增加碳汇。

综上所述,只有减排和增汇并举,才可能实现低碳城市,甚至是碳中立城市(Carbon-neutral City)。

二、城市绿地对低碳城市的作用

城市绿地系统在低碳城市中扮演不可替代的角色。首先,城市绿地系统是城市区域内唯一的自然碳汇,栽种植物是唯一不消耗能量的碳汇方法。而其他的人工碳汇方法在碳捕获和固化过程中往往需要耗能,有时甚至会增加碳排放。其次,城市绿地系统可以间接减排,通过其合理的布置和作用,减少城市的总体能耗,达到减排的效果。城市绿地系统的间接减排作用远远超过人们的想象。

城市绿地系统对于低碳城市主要有固碳释氧、降低城市热岛效应、引导绿色交通等作用,同时它也将成为重要的低碳教育与展示基地。

1.固碳释氧

绿地做为城市系统内“吞碳吐氧”的绿色工厂,它对低碳城市的最直接贡献即：固碳释氧。绿地通过吸收环境空气中的二氧化碳,将之转化为有机碳,存储在植物体内和土壤中,并向环境中释放氧气,维持城市空气的碳氧平衡。研究发现,一个树木茂盛的社区固碳能力可达17t/hm2,而在一个树木稀少的社区则不到1t/hm2。另外根据估算,纽约市的树木每年可以吸收383亿吨的二氧化碳,相当于燃烧153亿吨的标准煤的排放。而且不同类型的地被植物,其固碳释氧量是不同的,一般灌木地被植物的固碳释氧量高于草本和藤本植物。如火棘的固碳量为18.94g/m2,释氧量为13.77g/m2,而五叶地锦的固碳量为5.19g/m2,释氧量为3.77g/m2,大叶黄杨的固碳量4.73g/m2释氧量3.44g/m2。因此在城市区域内增加绿化覆盖和绿量是增加碳汇的主要方法,但应有规划的合理搭配。

2.降低热岛效应

城市热岛效应就是一种城市气温比郊区高的现象。随着城市规模的迅速扩大,城市的热岛效应越来越明显,城市热岛的形成主要有四个原因：首先是人工建筑物的影响,如混凝土、柏油路面以及各种建筑墙面。其次是城市大气污染。城市中机动车辆、工业生产及人群活动产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、煤灰和粉尘等,这些物质可以吸收环境中热辐射的能量,产生众所周知的“温室效应”,从而引起大气的进一步升温。三是人工热源的影响。日益增加的工厂、汽车、空调、冰箱等人工排热器在消耗掉大量能源的同时,还在不停地向外“倾泻”着热量,使城市的“体温”一再升高。四是城市绿地和水体的减少。随着城市中建筑、广场和道路的大量增建,绿地、水体等自然因素却相应减少,吸热少了,缓解热岛效应的能力自然就被削弱了。

研究证实,园林绿地通过植被的蒸腾作用和遮阴可以降低城市的地面和空气温度,形成较明显的冷岛。Ca(1998)等用实测方法研究了东京附近城市多摩(Tama New Town)的公园绿地对周边区域的温度影响,发现公园的温度明显偏低,0.6平方公里的公园可以使下风方向1公里范围内的温度降低1.5℃;终华等(2005)利用遥感影像和计算机模拟技术对北京市契形绿地对热岛效应的缓解作用进行了模拟预测,结果显示建成后的契形绿地降温作用将达到1-5℃。

3.引导新型能源利用与绿色交通

城市的机动车交通系统的温室气体排放量在城市总的温室气体排放量中占有较大比重,据统计在加州,交通是温室气体的最大来源,约占41%,而这还没有计算在车辆生产过程中的温室气体。因此绿色出行方式是减少交通碳排放重要的方式,如自行车、步行等。利用城市绿地系统构建绿色出行廊道,合理的设计和丰富的植物配置并在其中设置较为完整的步行体系和自行车体系,既可以隔绝城市交通的噪声、尾气污染,还可为城市居民创造出宜人的出行环境,并有利于引导城市居民的健康出行,从而更有利于低碳城市的构建。

4.宣传教育和示范

城市绿地还可以作为低碳教育的展示基地。城市绿地本身有着巨大的固碳减排的作用,可以通过科普展示的方式,将其通过简单易懂、富有趣味的方式展现在游人面前。还可以通过开展一些参与性质的活动,引导人们了解每个人日常生活中的“碳足迹”,告诉人们能够为节能减排做些什么,以迎合低碳经济的大势,鼓励人们参与植树造林,为自己的碳汇买单。

三、低碳概念在城市绿地的运用

为了实现低碳,合理均衡的城市绿地布局显得尤为重要,充分发挥城市绿地的重要功能,也是向低碳城市目标发展的重要保障。

1.发挥冷岛效应

城市热岛效应是如今城市出现的普遍问题,利用绿化消减城市中心区的“热岛效应”,构建城市“冷岛”应是当务之急。一般城市中心,是建筑最高,绿地覆盖率最少,也是城市的热岛中心,通过合理的布局,增加城中心绿化覆盖率和绿量,使城市的“冷岛”穿插于城市“热岛”之间,可有效地减少城市的热岛效应,大量减少城市能耗,使居民在工作和生活中享受其中的乐趣。夏季,树木即可为建筑降温,可减少建筑制冷的需求效果,冬季,合理布置防风林,允许屋内进入阳光,可在一定程度上减少建筑供暖的需求等。

2.雨洪控制

现如今缺水问题,不仅在我国乃至全世界都是一个比较关注的问题,雨洪控制技术显得尤为重要,一般雨水是直接排入周边水体或市政排水管网,不仅对水体生态环境造成严重的破坏,而且还给城市排水系统和污水处理系统造成较大的压力。合理地设计城市绿地系统可以达到较好的排水、储水、净水和补充地下水源的作用,而且还可以通过一些人工办法和绿地对雨水进行收集、调蓄和净化,并使之通过自然渗透补充地下水源。不仅可缓解城市排水和污水处理的巨大压力,减少巨大的人力、物力消耗,同时城市的雨洪管理系统如果与城市绿地景观设计相结合,还可以丰富城市景观,为人们提供更加舒适的生活空间。

城市绿地可大大地节省城市排水和污水处理方面的人力、物力消耗,减少大量的碳排放,以一种更加经济和生态的方式解决城市排水问题。

3.建立城市农业

土地资源和人口矛盾不断加剧,城市的范围也在逐渐扩大,城市与农业的分离状况也愈加明显,而城市绿地也可以发展成城市农业,即为都市生产和提供以满足不同消费层次需要的农副产品又为自然界固定二氧化碳和释放氧气等无形产品,而且城市农业和建设低碳城市可以相互促进,相互协调。发展城市农业能有效防止城市“摊大饼”式地向外扩展,保障整个区域和城市内部的生态空间安全,并对确保城市粮食安全,创造新的就业机会,为城市居民提供观光旅游等新兴休闲活动场所与设施,营造优美宜人的绿色景观,维护生态平衡具有重要作用。将城市农业纳入城市总体规划,也是实现低碳城市的主要途径。

4.营造绿地景观

在城市绿地设计过程中,应该保护现有的绿地,使其免遭破坏,保证其水文等条件和生态环境的相对稳定,因绿地自身可以增加碳汇,绿地发挥固碳作用的是植被和土壤,为了保证绿地碳汇的恒定,需要合理种植、养护和补植,避免出现碳的迅速释放。而且应该考虑其生态功能与游憩功能之间相互协调,将绿地区域根据对人的活动频率进行控制而实行分区规划,设立绿地保育区,尽量减少人为因素对绿地生态环境的影响,使绿地的生态功能发挥到最大。

5.材料减排

在增加城市绿地减少碳排放的过程中,使用低碳、耐久性好的材料以及废弃材料再利用也是实现低碳的重要环节,材料的碳排放应从整个生命周期考虑,所以材料生产时的碳排放和使用寿命是同等重要的选材标准。另外,充分利用场地内(甚至包括其他地方产生的)废弃材料,减少新材料的使用也是重要的减排方法。例如悉尼镇流器厂公园为减少项目的碳足迹,设计师对场地遗留的废弃建筑和设备材料采用了3R原则：Reuse (再利用)、Reduce(减少)和Recycle(再循环)。废弃材料被留在场地,并广泛应用在新的公园元素中,如墙体、平台、座凳和遮荫设施、混凝土、土壤和排水材料等。废弃材料与精湛施工工艺的完美结合,使该公园成为一个高品质的现代公园。无独有偶,日本十胜川千禧森林园的设计采用了“减法”原则,实现材料的循环再利用。森林园的整个建造过程没有材料的引进和输出。

现在越来越多的城市规划被打上了低碳城市的标签,但是真正实现低碳城市的目标并不是短期内可以达到的,需要经过长期而艰巨的实践,需要更多的基础设施的投入,需要更多的科学研究。而创造出即适应气候有利于减缓气候变化的城市绿地系统是建设低碳城市的重要途径。低碳概念在城市绿地建设中的运用会逐渐成为一种趋势,不仅可以有效的缓解资源人口带来的环境压力,而且还能有效的发展城市绿地。让低碳融入我们的生活,融入我们美丽的城市。只有充满绿色的城市才有勃勃生机,充满活力。绿色,是人类永恒的理念,是文明的象征。让我们的城市绿地和低碳生活达到真正的和谐统一。

[1]诺曼·K·布思著.曹礼昆,曹德鲲译.风景园林设计要素[M].北京：中国林业出版社,1989.

[2]赵彩君,刘晓明.城市绿地系统对低碳城市的作用[J].中国园林,2010,(6)：23-26.

[3]Ca V T,Asaeda T,Abu EM.Reductions in air conditioning energy caused,by a nearby Park[J].Energy and Buildings.1998,(1)：83-92.

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