土地整治视角下乡村低碳更新研究
——以浦东新区惠南镇桥北村为例
2022-07-26孔庆华
孔庆华
(1. 上海市地矿工程勘察(集团)有限公司,上海 200436;2. 上海亚新城市建设有限公司,上海 200436)
我国自上世纪90年代开始开展土地整治工作以来,土地整治在优化城乡用地布局、提高土地节约集约水平、促进城乡统筹发展等方面发挥了重要作用[1-3]。土地整治的主要内容也经历了从农田基本建设、涵盖村庄和生态的综合整治、耕地补充、农业生产现代化提升,发展到要素更全面、内容更综合、内涵向生态化和绿色化转型的全域土地综合整治。全域土地综合整治不仅强调耕地保护和集约利用,还强调生态环境保护、乡村历史文化传承、风貌整体提升、产业全面发展、人居环境提升等,涉及乡村环境更新蜕变的内容。可见,乡村更新是促进土地整治路径不断完善、体系不断健全的重要手段[4-6]。
2020年9月,中国在第75届联合国大会上正式提出“3060”碳目标,表明中国需在低碳发展方面持续做出巨大的努力。2021年10月,中共中央、国务院发布的《关于完整准确贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,强调乡村更新的生态建设,应注重人与环境的协调,关注更新与保护的相辅相成[7]。乡村更新不再是将城市发展的地域空间向外扩散至郊区,而是在保留原有乡村特色,利用农村的基本设备与地理空间、农业生产场地的基础上,改造农业产品、农业经营活动,改善农业自然环境、农村人文资源等,提高农民收益,促进农村发展等更多要求[8-9]。国内外学者多研究土地整理实现乡村更新,例如:德国为代表的欧洲国家,国内,浙江、江苏等地都有相关实践。但目前,多数国内的研究偏重于城乡统筹背景下的研究,难以体现乡村因内需而自身发生的变化,其次,尚未研究乡村更新对于土地整治项目可产生的生态效益、社会效益与经济效益。
本研究以浦东惠南镇桥北村的研究区为案例,提出了乡村因自身发展更新需求而推动土地整治的新模式,分析了该模式下的乡村更新的路径,并引用碳足迹的计算方法,计算研究区内不同更新内容对乡村减碳的贡献。土地整治是推进乡村地区空间格局优化的重要措施,具有工程量和投入较大等特征,对这一工作过程中的碳排放问题开展研究,具有重要意义。
1 研究区概况
桥北村位于浦东新区惠南镇南端,2002年由原桥西村、谈北村合并而成。作为惠南镇四个保留村之一,桥北村有着“浪漫桥北、橘香人家”的美誉,依托生态区位优势,抓住三村联动、乡村振兴发展机遇,重点发展农业特色产业,逐步建成高标准设施农田、“红美人”柑橘基地、西甜瓜生产基地等,先后获得上海市美丽乡村示范村、市文明村、市健康村、市安全村等荣誉,已正式纳入上海市乡村振兴示范村创建计划。本次选取桥北村大治河和泐马河交汇处,宣黄公路(在建中)和迎客大道范围内约10 hm2区域作为研究区(图1)。
1.1 现状调研
图1 惠南镇桥北村研究区区位图Fig.1 Location map of study area of Qiaobei Village, Huinan Town
自2021年7月,团队多次深入研究区域调研访谈,针对其内核系统“田 林 产 水 路 文 村”七个方面自下而上进行整体梳理。研究区依托“田水风光好、桔园倚稻香”的生态基础,拥有灶画、沪剧等民间艺术赋能,通过骑行通道主动融入骑行网红海沈村,具有较好的乡村内核。但也存在农业附加值低、与其他产业联动少,从而缺少地域标识产品的问题;林业种类单一密度低、水系纵横但断头路多,林水人关系梳理的问题;老龄人口多、居住分散服务不便,且随老人离世民间文化遗失等问题。
根据《上海市浦东新区惠南镇郊野单元(村庄)规划(2017—2035)》要求,结合水 田 林 路 村肌理,以嵌入式农村产业空间为特点,形成产业服务节点;提升公共空间和村居环境,呈现简洁优美的高端民宿村落,进一步融入本单元旅游体系;区级生态廊道泐马河(大治河以北段)由现状20 m拓宽至85 m;至规划期末,桥北村建设用地面积由现状55.8 hm2减量至43.51 hm2。按照规划要求,示范区内约5700 m2宅基地(约9100 m2建筑面积)需拆迁,相对集中的住宅、近年新建的服务设施约1784 m2建筑予以保留。经调研,由于安置等影响因素,近十年内难以大面积拆迁,由此本次以示范区内南北两门户展开研究,涉及15栋民宅进行拆迁,区域有一层民宅8间,二层6间,约1977 m2建筑面积。废旧建材拆除量及利用量见表1。
表1 桥北村废旧建材拆除量及利用量统计Table 1 Statistics of demolition and utilization of waste building materials in Qiaobei Village
1.2 核心问题
综合以上现状分析,全域化、碳达峰碳中和等外缘因素,在土地整治的背景下,研究区将面临三个核心问题:
(1)农用地整治中耕地保护与产业发展存矛盾
农用地整治通过重新构建沟渠、田间路等设施,保障集中连片的农用地重新建立生态系统,从而保护耕地实现农田价值。但由于农业产业本身附加值有限,不另辟蹊径进行农文旅融合等多种方式探索,就难以实现真正的乡村产业振兴。
(2)乡村低效建设用地减量化近远期难协调
现状调研可知,上位规划中建议示范区内约9100 m2建筑面积需拆迁,可十年内仅有约1977 m2建筑面积拆除。由此,近期涉及保留的7123 m2建筑,近中期涉及的生活配套及生活品质难以保障,针对本区域的存量更新和效能提升不可避免,同时,要控制更新成本以减少远期减量化所造成的浪费。
(3)减量化垃圾增加乡村生态环境保护负担
据研究,减量化过程中不可避免会产生大量的废旧建材,其运输与填埋给多地带来环境负担。远期规划区的宅基地7123 m2拆面临减量化,除后废旧建材与农物的处理将极大增加垃圾处理的压力,未来研究区也将产生高碳化倾向,增加生态环境保护的负担。
2 研究区低碳更新研究
2.1 研究区低碳更新路径
根据发现问题—提出问题—解决问题的整体思路,分析研究区“田、林、产、水、路、文、村”各系统的现状概况,提出在土地整治视角下存在的耕地保护与产业发展,低效用地减量化近远期协,减量化的垃圾与乡村环境协调的三大核心问题。研究以“田园婚庆·低碳更新”的定位,提出农文旅融合、乡村低碳更新的发展路径,并提出产业在地化提质、空间复合化增效与资源循环化利用的低碳更新策略。通过引入碳足迹测算方式,对成果低碳田园婚庆示范村的生态效益予以估算,最后,将其反馈至土地整治项目体系与研究中。具体的更新路径如图2所示。
2.2 研究区低碳更新策略
图2 研究区低碳更新路径Fig.2 Low carbon renewal path in the study area
结合研究区1977 m2建筑减量化、1784 m2建筑更新的需求,根据桥北乡村产业振兴、建设空间示范的要求,基地内关注现有建筑拆除过程和拆后结果的定量低碳研究,建筑空间更新过程、建成的新空间、建筑内部承载产业的定性低碳研究。本次着重研究贯穿建筑拆除与更新过程的资源循环化利用低碳策略,辅以研究空间复合化增效策略下形成的建筑低碳空间,产业在地化提质策略下新空间承载的低碳产业内容(图3)。
图3 低碳更新策略应用Fig.3 Application of low carbon renewal strategy
2.2.1 产业在地化提质策略
在地化指选用本地或邻近地区的原材料、加工商、销售商等,缩短产品生产、服务供应与消费之间的物理距离,进而减少碳排放。
(1)根植于本土婚庆产业,农文旅融合
依托当地曾经水上婚庆民俗、现今民间婚庆产业,围绕“田水桔园·浪漫桥北”的生态基因,打造“耕种养吃住行游娱购创”于一体的农文旅融合的田园婚庆产业,带动乡村产业振兴。
(2)延长在地产业链,减少碳源排放
围绕田园婚庆主题的消费需求,利用农用地稻香橘园菜田为婚宴提供素材和田园婚庆外景地,结合田边乡堂改造的复合空间承载婚宴服务、婚礼服务、婚纱服务,民宿成为婚宿,由此形成桥北本土的田园婚庆产业链,减少了与外界运输过程中的碳排放。
(3)复合种植本地植物,增加植物碳汇
景观设计及植物培植选择时,将上海乡土花果蔬菜等植物作为主要绿化物种,并丰富设计形式,选择乔、灌、草、根茎复合的植物森林模式增加碳汇。
2.2.2 空间复合化增效策略
通过乡村空间重构,有机释放活力空间,以乡村的生产、生活和生态空间的拓展、重组与融合发展为基本特征,不断增加以旅游服务和社区服务为主的复合型空间。
(1)旧屋复合服务,承载新经济
结合旧宅改造成的乡堂,通过庭院场空间满足婚筵、拍摄及社区活动等功能,尽可能通过优化建筑布局、日照与自然通风来降低运行能耗。结合屋顶及廊桥遮阳,打造庭、院、场的空间体系,减少建筑的太阳辐射热量,从而降低空调能耗,承载室内外联动的乡村新经济。
(2)同一屋檐下,民宅婚宿两功能
微更新待拆居民点,重建乡村倚水栖园的院落空间,打造一层民宅,二、三层婚宿及民宿的复合经济载体。结合研究区域可形成“前庭后院,左倚水右橘园”的桥北婚宿田园。
(3)升级滨水活力,传承沪剧文化
结合滨水区域,植入沪剧舞台元素,重建乡村水陆交融的滨水空间,拉近人水距离。同时,传承沪剧文化,复兴滨水区域。
2.2.3 资源循环化利用策略
再利用指通过废旧建材循环利用、农村旧物资源化利用、能源再利用等方式实现减少购买新材料、节约垃圾处理能耗等低碳目标。
(1)减量化后的废弃资源循环利用
研究采用前期分类拆除存放、设计分级循环利用、施工精细分类管控,实现了整块建材直接用、特色建材创新用、碎石等建材变身用的策略,百分百融合利用了当地15户民宅减量化所产生瓦块、门板、碎石等废旧建材。通过直接利用、创新利用及再生利用的方式,依次打造为建筑连廊、小品、砌体、铺装等内容。
(2)旧物循环利用,传承乡村文化
结合当地民间非物质文化遗产灶画,设计而成的恋树码头等节点,减少了建筑垃圾填埋量,也降低了新建材的购买与运输,实现碳排放的减量(图4)。此举在满足乡村微更新理念的同时,起到减少碳排的目的。同时,符合《上海市郊野乡村风貌规划设计和建设导则》中“沿海新型文化圈”的特征,即:“冈身线”以东,传统江南韵味逐渐减弱,建构筑物体现“海纳百川、兼容并蓄”的设计理念,主要特征是在传统风貌民居中局部点缀西方建筑装饰,如老虎窗等[10]。
(3)太阳能动能,收集再利用
采用动能储存的自行车廊桥、公交站点等,将储存的能源用于夜间亮化的廊架,公交与乡堂的保温座椅等构筑物。
图4 恋树码头:研究区废旧建材利用Fig.4 Lianshu wharf: utilization of waste building materials in the study area
3 效益估算
3.1 生态效益估算
建筑生命周期碳排放包括建材生产引进、建材运输、建筑建造、建筑使用、建筑拆除、废旧建材处理6个部分。对于废旧建材的利用,其过程恰恰相反,可分为“拆旧”(拆除原建筑)、“建新”(建造新建筑)两个阶段,拆旧阶段的主要环节包括拆除施工、废料运输、垃圾处理,建新阶段的主要环节包括建材生产、建材运输、房屋新建。两种模式相比,在不对废旧建材循环利用的模式下,增加的碳排放主要来自废料运输(废料搬运装车、运输至处理场所)、垃圾处理(垃圾卸载、处理、填埋)、建材生产(原料运输、产品制造)建材运输(将建材从产地运至项目地)等过程中的机械使用和燃料使用。在对建材进行100%循环利用的模式下,增加的碳排放主要来自对废旧建材进行预处理,使其达到再利用标准的过程中的机械使用和燃料使用。废旧建材循环利用的节碳量为建材不循环利用与建材循环利用两种工程流程产生的碳排放量之差,结合碳足迹基本计算公式,参考现有文献报道,各阶段碳排放计算公式见表2。从桥北村废旧建材循环利用项目的实际出发,分别计算该项目在废料运输、垃圾处理、建材生产、建材运输四个环节产生的节碳量,结果见表3。
表2 废旧建材利用不同阶段碳排放计算方法Table 2 Calculation method of carbon emission in different stages of waste building materials utilization
表3 桥北村废旧建材不同阶段碳排放统计Table 3 Carbon emission statistics of waste building materials at different stages in Qiaobei Village
本项目产生的废旧建材以重型柴油货车运输(载重18 t),该车型运输的碳排放因子为0.129 kg CO2/(t·km)[11]。建材总量为643.6 t,工地到垃圾场距离为10 km。由于本项目建材回收采用原地存储,因此回收建材运输距离为0 km,废建材回收比例为100%。废旧建材作为建筑垃圾处理的最主要方式为填埋和燃烧,基于工程经验,在不对建材循环利用的情况下,假设碎石、砖块、混凝土作为建筑垃圾处理的方式为100%填埋,木材作为建筑垃圾处理的方式为75%填埋,25%燃烧。本项目中可循环利用的废旧建材主要有瓦、砖、木板、水泥桁条、空心混凝土楼板。其中,整瓦、整砖、木板、水泥桁条、空心混凝土楼板经过简单清洗裁切后可以直接利用,整个过程消耗的能源主要来自人力和小型机器耗电,不涉及大量燃料燃烧、大型机械驱动。因此,这部分废旧建材再利用碳排放与项目建材整体循环利用碳排放相比,可忽略不计。循环利用废旧建材需要计量的碳排放主要来自于碎瓦碎砖的再利用,其可经过再加工,制成再生砖的体积为112 m3,由于再生砖的生产中需要消耗燃料驱动免烧砖机工作,这部分燃料消耗产生的碳排放需要纳入统计,定义为废旧建材再循环产生的碳排放,本项目的碎瓦碎砖经QT10-15型全自动免烧砖机制成免烧砖再利用。
经计算,本项目因废旧建材循环利用在废料运输环节产生的节碳量为830 kg CO2eq,在垃圾处理环节产生的节碳量为7883 kg CO2eq,在建材生产、建材运输环节产生的节碳量为94631 kg CO2eq,整个流程节碳量为103344 kg CO2eq,其中建材生产、运输环节的节碳量占总节碳量的91%,垃圾处理环节占总节碳量的8%,废料运输环节仅占1%。
3.2 经济效益估算
据上表统计,研究区域将涉及瓦块、砖石及木材三大类建材的回收利用。参照原材料市场价格,瓦片约3元/片、砖块0.6元/块、栏杆立柱及扶手300元/根,燃料2.5元/m³、碎石垫层495元/m³。研究区内近期可减少619.7 t砖块及碎石,17.68 t混凝土及6.16 t木材的购,约31万元;远期将节约134.2万元。可见,废旧建材的循环利用为低碳乡村更新经济效益的发挥提供充分条件。
3.3 其他效益估算
同时,本次结合田园婚庆主题,利用乡村旧物,结合乡村滨河及婚宿空间,传承沪剧文化,打造田园婚庆低碳村的研究,提高了人们的幸福感,拓展了农村产业发展的新路径。这种为乡村更新注入新动能的方式,实现了社会效益和文化效益的双赢。
4 结语
乡村低碳更新是一项涉及农业、土地、林业及环境等多部门的工作,研究区在土地整治视角下的乡村低碳更新,以农文旅融合的方式缓解了农业投入大效益低与产业发展的矛盾,以废旧建材变废为宝循环利用的方式解决了减量化与环境承载压力的矛盾,以微更新复合多种空间多元文化的方式实现了乡村建设用地的增效。同时,采用的碳足迹测算方式极具创新性,并贴合上海乡村大规模减量化的实际需求,充盈了乡村更新的内涵,对后续上海乡村低碳更新实践起到了积极的示范作用,在乡村发展中具有一定的可复制性。
笔者认为,碳交易的机制在乡村中尚待研究,本研究中减碳量的测算,仅能为土地整治项目提供参考。具体的低碳乡村更新补偿机制要待碳交易机制明确后,多个乡村低碳更新的减碳量数据进行对比,才能形成可推广复制的减碳研究成果。