淺議城市綠地與低碳城市

張 洋

(新疆師范大學(xué) 地理科學(xué)與旅游學(xué)院,新疆烏魯木齊830054)

世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的激增、人類欲望的無(wú)限上升和生產(chǎn)生活方式的無(wú)節(jié)制,世界氣候面臨越來(lái)越嚴(yán)重的問(wèn)題,因此,地球的碳循環(huán)已成為全球變化的一個(gè)熱點(diǎn)。城市綠地是地球植被的一個(gè)組成部分,它是地球碳循環(huán)中的一個(gè)重要貯存庫(kù)。此外,城市綠地也是城市環(huán)境支持系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,它是城市系統(tǒng)內(nèi)唯一執(zhí)行“納污吐新”負(fù)反饋機(jī)制的子系統(tǒng),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(qū)范圍內(nèi)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(chǎn)綠地、防護(hù)綠地、風(fēng)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(jīng)濟(jì)發(fā)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(guò)綠地中的植被、濕地和微生物來(lái)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(shí)現(xiàn)低碳城市,甚至是碳中立城市(Carbon-neutral City)。

二、城市綠地對(duì)低碳城市的作用

城市綠地系統(tǒng)在低碳城市中扮演不可替代的角色。首先,城市綠地系統(tǒng)是城市區(qū)域內(nèi)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(guò)程中往往需要耗能,有時(shí)甚至?xí)黾犹寂欧拧Ｆ浯?城市綠地系統(tǒng)可以間接減排,通過(guò)其合理的布置和作用,減少城市的總體能耗,達(dá)到減排的效果。城市綠地系統(tǒng)的間接減排作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人們的想象。

城市綠地系統(tǒng)對(duì)于低碳城市主要有固碳釋氧、降低城市熱島效應(yīng)、引導(dǎo)綠色交通等作用,同時(shí)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(tǒng)內(nèi)“吞碳吐氧”的綠色工廠,它對(duì)低碳城市的最直接貢獻(xiàn)即：固碳釋氧。綠地通過(guò)吸收環(huán)境空氣中的二氧化碳,將之轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳,存儲(chǔ)在植物體內(nèi)和土壤中,并向環(huán)境中釋放氧氣,維持城市空氣的碳氧平衡。研究發(fā)現(xiàn),一個(gè)樹木茂盛的社區(qū)固碳能力可達(dá)17t/hm2,而在一個(gè)樹木稀少的社區(qū)則不到1t/hm2。另外根據(jù)估算,紐約市的樹木每年可以吸收383億噸的二氧化碳,相當(dāng)于燃燒153億噸的標(biāo)準(zhǔn)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(qū)域內(nèi)增加綠化覆蓋和綠量是增加碳匯的主要方法,但應(yīng)有規(guī)劃的合理搭配。

2.降低熱島效應(yīng)

城市熱島效應(yīng)就是一種城市氣溫比郊區(qū)高的現(xiàn)象。隨著城市規(guī)模的迅速擴(kuò)大,城市的熱島效應(yīng)越來(lái)越明顯,城市熱島的形成主要有四個(gè)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(jī)動(dòng)車輛、工業(yè)生產(chǎn)及人群活動(dòng)產(chǎn)生了大量的氮氧化物、二氧化碳、煤灰和粉塵等,這些物質(zhì)可以吸收環(huán)境中熱輻射的能量,產(chǎn)生眾所周知的“溫室效應(yīng)”,從而引起大氣的進(jìn)一步升溫。三是人工熱源的影響。日益增加的工廠、汽車、空調(diào)、冰箱等人工排熱器在消耗掉大量能源的同時(shí),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(chǎng)和道路的大量增建,綠地、水體等自然因素卻相應(yīng)減少,吸熱少了,緩解熱島效應(yīng)的能力自然就被削弱了。

研究證實(shí),園林綠地通過(guò)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(shí)測(cè)方法研究了東京附近城市多摩(Tama New Town)的公園綠地對(duì)周邊區(qū)域的溫度影響,發(fā)現(xiàn)公園的溫度明顯偏低,0.6平方公里的公園可以使下風(fēng)方向1公里范圍內(nèi)的溫度降低1.5℃;終華等(2005)利用遙感影像和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)對(duì)北京市契形綠地對(duì)熱島效應(yīng)的緩解作用進(jìn)行了模擬預(yù)測(cè),結(jié)果顯示建成后的契形綠地降溫作用將達(dá)到1-5℃。

3.引導(dǎo)新型能源利用與綠色交通

城市的機(jī)動(dòng)車交通系統(tǒng)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(jù)統(tǒng)計(jì)在加州,交通是溫室氣體的最大來(lái)源,約占41%,而這還沒(méi)有計(jì)算在車輛生產(chǎn)過(guò)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(tǒng)構(gòu)建綠色出行廊道,合理的設(shè)計(jì)和豐富的植物配置并在其中設(shè)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(chuàng)造出宜人的出行環(huán)境,并有利于引導(dǎo)城市居民的健康出行,從而更有利于低碳城市的構(gòu)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(guò)科普展示的方式,將其通過(guò)簡(jiǎn)單易懂、富有趣味的方式展現(xiàn)在游人面前。還可以通過(guò)開展一些參與性質(zhì)的活動(dòng),引導(dǎo)人們了解每個(gè)人日常生活中的“碳足跡”,告訴人們能夠?yàn)楣?jié)能減排做些什么,以迎合低碳經(jīng)濟(jì)的大勢(shì),鼓勵(lì)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(yùn)用

為了實(shí)現(xiàn)低碳,合理均衡的城市綠地布局顯得尤為重要,充分發(fā)揮城市綠地的重要功能,也是向低碳城市目標(biāo)發(fā)展的重要保障。

1.發(fā)揮冷島效應(yīng)

城市熱島效應(yīng)是如今城市出現(xiàn)的普遍問(wèn)題,利用綠化消減城市中心區(qū)的“熱島效應(yīng)”,構(gòu)建城市“冷島”應(yīng)是當(dāng)務(wù)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(guò)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(yīng),大量減少城市能耗,使居民在工作和生活中享受其中的樂(lè)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(fēng)林,允許屋內(nèi)進(jìn)入陽(yáng)光,可在一定程度上減少建筑供暖的需求等。

2.雨洪控制

現(xiàn)如今缺水問(wèn)題,不僅在我國(guó)乃至全世界都是一個(gè)比較關(guān)注的問(wèn)題,雨洪控制技術(shù)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(wǎng),不僅對(duì)水體生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞,而且還給城市排水系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)造成較大的壓力。合理地設(shè)計(jì)城市綠地系統(tǒng)可以達(dá)到較好的排水、儲(chǔ)水、凈水和補(bǔ)充地下水源的作用,而且還可以通過(guò)一些人工辦法和綠地對(duì)雨水進(jìn)行收集、調(diào)蓄和凈化,并使之通過(guò)自然滲透補(bǔ)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(shí)城市的雨洪管理系統(tǒng)如果與城市綠地景觀設(shè)計(jì)相結(jié)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(jié)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(jīng)濟(jì)和生態(tài)的方式解決城市排水問(wèn)題。

3.建立城市農(nóng)業(yè)

土地資源和人口矛盾不斷加劇,城市的范圍也在逐漸擴(kuò)大,城市與農(nóng)業(yè)的分離狀況也愈加明顯,而城市綠地也可以發(fā)展成城市農(nóng)業(yè),即為都市生產(chǎn)和提供以滿足不同消費(fèi)層次需要的農(nóng)副產(chǎn)品又為自然界固定二氧化碳和釋放氧氣等無(wú)形產(chǎn)品,而且城市農(nóng)業(yè)和建設(shè)低碳城市可以相互促進(jìn),相互協(xié)調(diào)。發(fā)展城市農(nóng)業(yè)能有效防止城市“攤大餅”式地向外擴(kuò)展,保障整個(gè)區(qū)域和城市內(nèi)部的生態(tài)空間安全,并對(duì)確保城市糧食安全,創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì),為城市居民提供觀光旅游等新興休閑活動(dòng)場(chǎng)所與設(shè)施,營(yíng)造優(yōu)美宜人的綠色景觀,維護(hù)生態(tài)平衡具有重要作用。將城市農(nóng)業(yè)納入城市總體規(guī)劃,也是實(shí)現(xiàn)低碳城市的主要途徑。

4.營(yíng)造綠地景觀

在城市綠地設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)該保護(hù)現(xiàn)有的綠地,使其免遭破壞,保證其水文等條件和生態(tài)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定,因綠地自身可以增加碳匯,綠地發(fā)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(yǎng)護(hù)和補(bǔ)植,避免出現(xiàn)碳的迅速釋放。而且應(yīng)該考慮其生態(tài)功能與游憩功能之間相互協(xié)調(diào),將綠地區(qū)域根據(jù)對(duì)人的活動(dòng)頻率進(jìn)行控制而實(shí)行分區(qū)規(guī)劃,設(shè)立綠地保育區(qū),盡量減少人為因素對(duì)綠地生態(tài)環(huán)境的影響,使綠地的生態(tài)功能發(fā)揮到最大。

5.材料減排

在增加城市綠地減少碳排放的過(guò)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(shí)現(xiàn)低碳的重要環(huán)節(jié),材料的碳排放應(yīng)從整個(gè)生命周期考慮,所以材料生產(chǎn)時(shí)的碳排放和使用壽命是同等重要的選材標(biāo)準(zhǔn)。另外,充分利用場(chǎng)地內(nèi)(甚至包括其他地方產(chǎn)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(zhèn)流器廠公園為減少項(xiàng)目的碳足跡,設(shè)計(jì)師對(duì)場(chǎng)地遺留的廢棄建筑和設(shè)備材料采用了3R原則：Reuse (再利用)、Reduce(減少)和Recycle(再循環(huán))。廢棄材料被留在場(chǎng)地,并廣泛應(yīng)用在新的公園元素中,如墻體、平臺(tái)、座凳和遮蔭設(shè)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(jié)合,使該公園成為一個(gè)高品質(zhì)的現(xiàn)代公園。無(wú)獨(dú)有偶,日本十勝川千禧森林園的設(shè)計(jì)采用了“減法”原則,實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)再利用。森林園的整個(gè)建造過(guò)程沒(méi)有材料的引進(jìn)和輸出。

現(xiàn)在越來(lái)越多的城市規(guī)劃被打上了低碳城市的標(biāo)簽,但是真正實(shí)現(xiàn)低碳城市的目標(biāo)并不是短期內(nèi)可以達(dá)到的,需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期而艱巨的實(shí)踐,需要更多的基礎(chǔ)設(shè)施的投入,需要更多的科學(xué)研究。而創(chuàng)造出即適應(yīng)氣候有利于減緩氣候變化的城市綠地系統(tǒng)是建設(shè)低碳城市的重要途徑。低碳概念在城市綠地建設(shè)中的運(yùn)用會(huì)逐漸成為一種趨勢(shì),不僅可以有效的緩解資源人口帶來(lái)的環(huán)境壓力,而且還能有效的發(fā)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(jī),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(dá)到真正的和諧統(tǒng)一。

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