淺議城市綠地與低碳城市

張 洋

(新疆師范大學 地理科學與旅游學院,新疆烏魯木齊830054)

世界工業經濟的發展、人口的激增、人類欲望的無限上升和生產生活方式的無節制,世界氣候面臨越來越嚴重的問題,因此,地球的碳循環已成為全球變化的一個熱點。城市綠地是地球植被的一個組成部分,它是地球碳循環中的一個重要貯存庫。此外,城市綠地也是城市環境支持系統的一個重要組成部分,它是城市系統內唯一執行“納污吐新”負反饋機制的子系統,它在城市碳氧平衡中的作用是不可替代的。

一、城市綠地與低碳城市的概念

城市綠地是指建成區范圍內附有人工(或自然)植被的用地,城市綠地一般分成六大類型：公共綠地、生產綠地、防護綠地、風景游覽綠地、專用綠地、街道綠地。

低碳城市(Low-carbon City),是指城市在經濟發展的前提下,保持能源消耗和二氧化碳排放處于較低水平。低碳城市的主要思路包括減排和碳匯(既收集和固定大氣中的溫室氣體)。由于大氣中的二氧化碳主要通過綠地中的植被、濕地和微生物來吸收和固定,因此增加綠地可以增加碳匯。

綜上所述,只有減排和增匯并舉,才可能實現低碳城市,甚至是碳中立城市(Carbon-neutral City)。

二、城市綠地對低碳城市的作用

城市綠地系統在低碳城市中扮演不可替代的角色。首先,城市綠地系統是城市區域內唯一的自然碳匯,栽種植物是唯一不消耗能量的碳匯方法。而其他的人工碳匯方法在碳捕獲和固化過程中往往需要耗能,有時甚至會增加碳排放。其次,城市綠地系統可以間接減排,通過其合理的布置和作用,減少城市的總體能耗,達到減排的效果。城市綠地系統的間接減排作用遠遠超過人們的想象。

城市綠地系統對于低碳城市主要有固碳釋氧、降低城市熱島效應、引導綠色交通等作用,同時它也將成為重要的低碳教育與展示基地。

1.固碳釋氧

綠地做為城市系統內“吞碳吐氧”的綠色工廠,它對低碳城市的最直接貢獻即：固碳釋氧。綠地通過吸收環境空氣中的二氧化碳,將之轉化為有機碳,存儲在植物體內和土壤中,并向環境中釋放氧氣,維持城市空氣的碳氧平衡。研究發現,一個樹木茂盛的社區固碳能力可達17t/hm2,而在一個樹木稀少的社區則不到1t/hm2。另外根據估算,紐約市的樹木每年可以吸收383億噸的二氧化碳,相當于燃燒153億噸的標準煤的排放。而且不同類型的地被植物,其固碳釋氧量是不同的,一般灌木地被植物的固碳釋氧量高于草本和藤本植物。如火棘的固碳量為18.94g/m2,釋氧量為13.77g/m2,而五葉地錦的固碳量為5.19g/m2,釋氧量為3.77g/m2,大葉黃楊的固碳量4.73g/m2釋氧量3.44g/m2。因此在城市區域內增加綠化覆蓋和綠量是增加碳匯的主要方法,但應有規劃的合理搭配。

2.降低熱島效應

城市熱島效應就是一種城市氣溫比郊區高的現象。隨著城市規模的迅速擴大,城市的熱島效應越來越明顯,城市熱島的形成主要有四個原因：首先是人工建筑物的影響,如混凝土、柏油路面以及各種建筑墻面。其次是城市大氣污染。城市中機動車輛、工業生產及人群活動產生了大量的氮氧化物、二氧化碳、煤灰和粉塵等,這些物質可以吸收環境中熱輻射的能量,產生眾所周知的“溫室效應”,從而引起大氣的進一步升溫。三是人工熱源的影響。日益增加的工廠、汽車、空調、冰箱等人工排熱器在消耗掉大量能源的同時,還在不停地向外“傾瀉”著熱量,使城市的“體溫”一再升高。四是城市綠地和水體的減少。隨著城市中建筑、廣場和道路的大量增建,綠地、水體等自然因素卻相應減少,吸熱少了,緩解熱島效應的能力自然就被削弱了。

研究證實,園林綠地通過植被的蒸騰作用和遮陰可以降低城市的地面和空氣溫度,形成較明顯的冷島。Ca(1998)等用實測方法研究了東京附近城市多摩(Tama New Town)的公園綠地對周邊區域的溫度影響,發現公園的溫度明顯偏低,0.6平方公里的公園可以使下風方向1公里范圍內的溫度降低1.5℃;終華等(2005)利用遙感影像和計算機模擬技術對北京市契形綠地對熱島效應的緩解作用進行了模擬預測,結果顯示建成后的契形綠地降溫作用將達到1-5℃。

3.引導新型能源利用與綠色交通

城市的機動車交通系統的溫室氣體排放量在城市總的溫室氣體排放量中占有較大比重,據統計在加州,交通是溫室氣體的最大來源,約占41%,而這還沒有計算在車輛生產過程中的溫室氣體。因此綠色出行方式是減少交通碳排放重要的方式,如自行車、步行等。利用城市綠地系統構建綠色出行廊道,合理的設計和豐富的植物配置并在其中設置較為完整的步行體系和自行車體系,既可以隔絕城市交通的噪聲、尾氣污染,還可為城市居民創造出宜人的出行環境,并有利于引導城市居民的健康出行,從而更有利于低碳城市的構建。

4.宣傳教育和示范

城市綠地還可以作為低碳教育的展示基地。城市綠地本身有著巨大的固碳減排的作用,可以通過科普展示的方式,將其通過簡單易懂、富有趣味的方式展現在游人面前。還可以通過開展一些參與性質的活動,引導人們了解每個人日常生活中的“碳足跡”,告訴人們能夠為節能減排做些什么,以迎合低碳經濟的大勢,鼓勵人們參與植樹造林,為自己的碳匯買單。

三、低碳概念在城市綠地的運用

為了實現低碳,合理均衡的城市綠地布局顯得尤為重要,充分發揮城市綠地的重要功能,也是向低碳城市目標發展的重要保障。

1.發揮冷島效應

城市熱島效應是如今城市出現的普遍問題,利用綠化消減城市中心區的“熱島效應”,構建城市“冷島”應是當務之急。一般城市中心,是建筑最高,綠地覆蓋率最少,也是城市的熱島中心,通過合理的布局,增加城中心綠化覆蓋率和綠量,使城市的“冷島”穿插于城市“熱島”之間,可有效地減少城市的熱島效應,大量減少城市能耗,使居民在工作和生活中享受其中的樂趣。夏季,樹木即可為建筑降溫,可減少建筑制冷的需求效果,冬季,合理布置防風林,允許屋內進入陽光,可在一定程度上減少建筑供暖的需求等。

2.雨洪控制

現如今缺水問題,不僅在我國乃至全世界都是一個比較關注的問題,雨洪控制技術顯得尤為重要,一般雨水是直接排入周邊水體或市政排水管網,不僅對水體生態環境造成嚴重的破壞,而且還給城市排水系統和污水處理系統造成較大的壓力。合理地設計城市綠地系統可以達到較好的排水、儲水、凈水和補充地下水源的作用,而且還可以通過一些人工辦法和綠地對雨水進行收集、調蓄和凈化,并使之通過自然滲透補充地下水源。不僅可緩解城市排水和污水處理的巨大壓力,減少巨大的人力、物力消耗,同時城市的雨洪管理系統如果與城市綠地景觀設計相結合,還可以豐富城市景觀,為人們提供更加舒適的生活空間。

城市綠地可大大地節省城市排水和污水處理方面的人力、物力消耗,減少大量的碳排放,以一種更加經濟和生態的方式解決城市排水問題。

3.建立城市農業

土地資源和人口矛盾不斷加劇,城市的范圍也在逐漸擴大,城市與農業的分離狀況也愈加明顯,而城市綠地也可以發展成城市農業,即為都市生產和提供以滿足不同消費層次需要的農副產品又為自然界固定二氧化碳和釋放氧氣等無形產品,而且城市農業和建設低碳城市可以相互促進,相互協調。發展城市農業能有效防止城市“攤大餅”式地向外擴展,保障整個區域和城市內部的生態空間安全,并對確保城市糧食安全,創造新的就業機會,為城市居民提供觀光旅游等新興休閑活動場所與設施,營造優美宜人的綠色景觀,維護生態平衡具有重要作用。將城市農業納入城市總體規劃,也是實現低碳城市的主要途徑。

4.營造綠地景觀

在城市綠地設計過程中,應該保護現有的綠地,使其免遭破壞,保證其水文等條件和生態環境的相對穩定,因綠地自身可以增加碳匯,綠地發揮固碳作用的是植被和土壤,為了保證綠地碳匯的恒定,需要合理種植、養護和補植,避免出現碳的迅速釋放。而且應該考慮其生態功能與游憩功能之間相互協調,將綠地區域根據對人的活動頻率進行控制而實行分區規劃,設立綠地保育區,盡量減少人為因素對綠地生態環境的影響,使綠地的生態功能發揮到最大。

5.材料減排

在增加城市綠地減少碳排放的過程中,使用低碳、耐久性好的材料以及廢棄材料再利用也是實現低碳的重要環節,材料的碳排放應從整個生命周期考慮,所以材料生產時的碳排放和使用壽命是同等重要的選材標準。另外,充分利用場地內(甚至包括其他地方產生的)廢棄材料,減少新材料的使用也是重要的減排方法。例如悉尼鎮流器廠公園為減少項目的碳足跡,設計師對場地遺留的廢棄建筑和設備材料采用了3R原則：Reuse (再利用)、Reduce(減少)和Recycle(再循環)。廢棄材料被留在場地,并廣泛應用在新的公園元素中,如墻體、平臺、座凳和遮蔭設施、混凝土、土壤和排水材料等。廢棄材料與精湛施工工藝的完美結合,使該公園成為一個高品質的現代公園。無獨有偶,日本十勝川千禧森林園的設計采用了“減法”原則,實現材料的循環再利用。森林園的整個建造過程沒有材料的引進和輸出。

現在越來越多的城市規劃被打上了低碳城市的標簽,但是真正實現低碳城市的目標并不是短期內可以達到的,需要經過長期而艱巨的實踐,需要更多的基礎設施的投入,需要更多的科學研究。而創造出即適應氣候有利于減緩氣候變化的城市綠地系統是建設低碳城市的重要途徑。低碳概念在城市綠地建設中的運用會逐漸成為一種趨勢,不僅可以有效的緩解資源人口帶來的環境壓力,而且還能有效的發展城市綠地。讓低碳融入我們的生活,融入我們美麗的城市。只有充滿綠色的城市才有勃勃生機,充滿活力。綠色,是人類永恒的理念,是文明的象征。讓我們的城市綠地和低碳生活達到真正的和諧統一。

[1]諾曼·K·布思著.曹禮昆,曹德鯤譯.風景園林設計要素[M].北京：中國林業出版社,1989.

[2]趙彩君,劉曉明.城市綠地系統對低碳城市的作用[J].中國園林,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.

[4]終華,劉輝志,李延明等.北京夏季城市熱島現狀及楔形綠地規劃對緩解城市熱島的作用[J].應用氣象學報.2005,(3)：357-366.