探討改善城市生態(tài)環(huán)境的有效途徑
——以屋頂綠化為例

蔡文炎

（廣州市白云湖水利工程管理中心，廣東 廣州 510640）

1 城市化帶來的環(huán)境問題

城市化一般是指人口向城市地區(qū)集聚和鄉(xiāng)村地區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘械貐^(qū)的過程。城市化能夠集約化利用土地資源，節(jié)能增效，提高社會(huì)生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)人類社會(huì)物質(zhì)文明和精神文明發(fā)展，然而，因城市人口、工業(yè)、建筑的高度集中，城市化不可避免地引發(fā)了一系列城市生態(tài)與環(huán)境問題[1]。

在歷史上，城市的生態(tài)環(huán)境問題幾乎與工業(yè)發(fā)展同時(shí)產(chǎn)生。城市多為工業(yè)、人口高度集中區(qū)域，大量物質(zhì)和能量集中消耗，產(chǎn)生了遠(yuǎn)超城市環(huán)境自凈能力的廢棄物，導(dǎo)致環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，并對(duì)周邊地區(qū)造成負(fù)面影響，致使城市陷入生態(tài)困境。

傳統(tǒng)城市中，受城市人口增加和城市規(guī)模擴(kuò)張的影響，不透水下墊面的面積持續(xù)擴(kuò)大，城市內(nèi)的天然植被量不斷縮減，導(dǎo)致城市綠地覆蓋率逐漸降低，城市的自然生態(tài)系統(tǒng)將面臨更為嚴(yán)重的威脅。在城市熱島與城市阻隔效應(yīng)的共同作用下，城市內(nèi)降雨事件發(fā)生率升高，不透水下墊面阻隔雨水與自然下墊面之間的水分交換通道，導(dǎo)致雨水下滲、蒸發(fā)減少，城市內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)[2-3]?；谏鲜銮闆r，若不能從城市發(fā)展規(guī)劃上采取相應(yīng)的治理和調(diào)整措施，合理開發(fā)和利用土地，城市環(huán)境問題將愈加嚴(yán)峻。

2 屋頂綠化在新型城市化建設(shè)中的重要意義

我國從2010年起實(shí)施的新型城市化戰(zhàn)略，堅(jiān)持以人為本，以新型工業(yè)化為動(dòng)力，以統(tǒng)籌兼顧為原則，以和諧社會(huì)為方向，以全面、協(xié)調(diào)、和諧、可持續(xù)發(fā)展為特征，推動(dòng)城市現(xiàn)代化、城市集群化、城市生態(tài)化、農(nóng)村城市化，全面提升城市化質(zhì)量和水平。由此可見，新型城市化戰(zhàn)略是社會(huì)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，走環(huán)境友好型的城市化發(fā)展道路，在充分發(fā)揮傳統(tǒng)城市化優(yōu)勢的同時(shí)，盡可能避免或減少城市化所產(chǎn)生的不利影響。

綠地是構(gòu)建城市生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，在促進(jìn)城市生產(chǎn)、保證居民生活方面發(fā)揮著不可或缺的作用。城市綠地中的綠色植物提供人類賴以生存的氧氣，亦對(duì)城市生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)部碳-氧平衡、物質(zhì)循環(huán)具有重要意義。隨著我國城市化建設(shè)步伐不斷加快，城市人口稠密、混凝土建筑林立，大量自然植被被建設(shè)用地的不透水下墊面取代。而屋頂綠化作為城市綠地在立體空間上的延伸，具有顯著的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益，因此備受國內(nèi)外關(guān)注和青睞[4]。

2.1 生態(tài)價(jià)值

屋頂綠化的生態(tài)效益雖難以精確量化，但其在優(yōu)化城市環(huán)境方面的功能卻不容忽視，具體表現(xiàn)在緩解城市熱島效應(yīng)、減輕城市排水體系壓力、凈化城市空氣、美化城市景觀、降低城市噪聲污染、保護(hù)生物多樣性等方面。

2.1.1 調(diào)節(jié)城市微氣候

植物的蒸騰作用可增加空氣濕度、降低氣溫，同時(shí)也能調(diào)節(jié)城市小氣候，提高人體熱舒適性。屋頂綠化種植的植物先大量吸熱，再通過蒸騰作用散發(fā)熱量，減少了建筑表面水泥、瀝青等介質(zhì)對(duì)太陽輻射的吸收，有效降低建筑周邊溫度，對(duì)緩解城市熱島效應(yīng)具有良好作用。

2.1.2 減輕城市排水體系壓力

相比普通屋頂，屋頂綠化可吸收和匯集屋面雨水，有效降低雨水的徑流速度，消化降雨過程中的部分雨水，減小管道單位時(shí)間內(nèi)的排水壓力，避免因短時(shí)間內(nèi)強(qiáng)降雨導(dǎo)致下水道堵塞和排水系統(tǒng)癱瘓。此外，屋頂綠化中的植被和土壤還可以凈化雨水，經(jīng)凈化處理后的雨水下滲可補(bǔ)足地下水?？梢?，屋頂綠化是進(jìn)行海綿城市建設(shè)的有效手段。

2.1.3 改善城市空氣污染

城市人類活動(dòng)、機(jī)動(dòng)車尾氣和工業(yè)廢氣排放導(dǎo)致環(huán)境空氣質(zhì)量惡化。屋頂綠化與城市綠地一樣，植物能有效吸附空氣顆粒物，促進(jìn)空氣顆粒物沉降，減少有害氣體，發(fā)揮“城市綠肺”的功能。根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的調(diào)查顯示，如果城市的屋頂綠化率提高至70%以上，城市上空二氧化硫?qū)⑾陆?0%。

2.1.4 美化城市景觀

現(xiàn)有的建筑模式下，屋頂空間常以鋪裝的形式展現(xiàn)，由于屋頂缺乏遮陽擋雨的設(shè)施，且觀賞性較低，故屋頂空間利用率較低。而屋頂綠化結(jié)合了建筑技術(shù)與植物造景藝術(shù)，其構(gòu)建的植物景觀具有美化城市景觀的作用。根據(jù)環(huán)境心理學(xué)相關(guān)研究表明，自然環(huán)境具有心理恢復(fù)潛力，有利于緩解不良情緒和心理疲勞。因此，屋頂花園不僅提供了學(xué)習(xí)、工作之余的休閑空間，還對(duì)身心健康的恢復(fù)具有積極影響。

2.1.5 其他作用

屋頂綠化通過增加屋頂與外環(huán)境的隔離介質(zhì)，營造群落生境，并兼具降低城市噪聲污染和保護(hù)生物多樣性等功能。

2.2 屋頂綠化的經(jīng)濟(jì)效益

2.2.1 有效延長建筑頂板使用壽命

建筑頂板長期遭受陽光直射和雨水的沖刷，且晝夜溫差較大，從而引發(fā)結(jié)構(gòu)形變、樓板開裂等問題，嚴(yán)重威脅著使用安全。為解決上述問題，在頂板上覆蓋植物能有效隔絕陽光直射，減小頂板表面的溫差，進(jìn)而延長建筑頂板的使用壽命。

2.2.2 有利于建筑節(jié)能

屋頂覆蓋綠化，不僅增加了屋頂與室外環(huán)境隔絕的介質(zhì)，而且能夠有效降低室內(nèi)外的熱交換效率。根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署相關(guān)研究表明，屋頂綠化可使室內(nèi)外溫差降低±2～5 ℃，有效降低建筑空調(diào)和供暖設(shè)備能耗。

2.2.3 增加城市的綠地率

屋頂綠化作為城市綠地的補(bǔ)充，是探尋城市建設(shè)與城市生態(tài)相結(jié)合的新途徑。隨著我國城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，屋頂空間的建設(shè)和利用通常缺乏應(yīng)有的關(guān)注。為了有效開發(fā)屋頂空間，可在屋頂覆蓋綠化，增加綠地面積。在尊重生態(tài)的前提下，實(shí)現(xiàn)更高效、更經(jīng)濟(jì)的城市建設(shè)，助力我國城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.2.4 種植經(jīng)濟(jì)作物

國內(nèi)外的“屋頂農(nóng)場”研究與實(shí)踐顯示，在某些酒店和私人住宅的屋頂花園，業(yè)主通過種植花卉、水果、蔬菜等作物，補(bǔ)充日常所需，既有效利用了土地，也避免了資源浪費(fèi)或過剩，另外，觀光和產(chǎn)品銷售也創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[5]。

2.2.5 提供就業(yè)崗位，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長

某些國家和地區(qū)的屋頂綠化已經(jīng)孕育出集設(shè)計(jì)、安裝、栽培、施工為一體的產(chǎn)業(yè)鏈。產(chǎn)業(yè)鏈中各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)與建設(shè)都直接或間接地提供了大量的就業(yè)崗位，因此，發(fā)展屋頂綠化更有利于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)健康有序地發(fā)展，助力我國經(jīng)濟(jì)內(nèi)循環(huán)。

3 屋頂綠化推廣存在的問題

3.1 成本昂貴

多數(shù)人認(rèn)為建設(shè)屋頂綠化成本昂貴，然而，屋頂綠化有重型、輕型之分，其成本因類型不同而具有較大差別。輕型屋頂綠化在建筑屋頂成本中只占非常小的比例，具有成本低、植物適應(yīng)性好的優(yōu)勢[6]。研究顯示，德國80%的屋頂綠化采用輕型屋頂綠化模式，其具有綠化屋頂?shù)钠骄鶋勖蛇_(dá)到40～50年，裸露屋面的平均壽命為25年，說明屋頂綠化可以延長屋頂壽命，進(jìn)而降低了屋頂維修成本。因此，建立低維護(hù)、低成本、粗放耐用型的灌草型、容器拼裝式的薄層輕型屋頂綠化模式，并采用節(jié)水灌溉技術(shù)，將是未來屋頂綠化的發(fā)展趨勢[7]。

3.2 屋頂滲漏

建設(shè)屋頂綠化有可能造成屋頂滲漏。在建設(shè)過程中施工不當(dāng)、產(chǎn)品質(zhì)量差、施工規(guī)范及監(jiān)理機(jī)制缺乏、偷工減料等問題的確會(huì)影響屋頂綠化的工程質(zhì)量。因此，在大面積推廣屋頂綠化前，必須制定嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)范，對(duì)屋頂綠化種植基質(zhì)層厚度、植物選擇、重量和屋頂?shù)某兄啬芰μ岢鰢?yán)格的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求，以保障建筑安全[7-8]。

4 在新型城市化建設(shè)中如何推廣屋頂綠化

4.1 加強(qiáng)政策激勵(lì)

屋頂綠化在很大程度上具有公益性特點(diǎn)，人們由于認(rèn)知誤區(qū)等原因通常不愿意投入實(shí)施，因此，屋頂綠化的推廣需要政府的政策支持。例如，德國等發(fā)達(dá)國家通過頒布相關(guān)政策法規(guī)推廣屋頂綠化，要求最小化新建筑對(duì)環(huán)境的影響，按雨水排放面積收取建筑與市政排污系統(tǒng)連接部分的費(fèi)用，同時(shí)，業(yè)主的屋頂種植可按折扣費(fèi)率獲取收益。某城市以立法的形式規(guī)定建設(shè)者必須通過種植屋頂綠化等方式償還建設(shè)占用的城市面積。日本東京規(guī)定，占地面積超過1000 m2的新建筑，若屋頂?shù)木G色植物覆蓋率不足1/5，開發(fā)商就得接受罰款。

在我國，屋頂綠化逐漸在全國各大城市大力推廣。其中，《上海市綠化管理?xiàng)l例》為屋頂綠化提供了法律支持，新建住宅和商務(wù)樓均將被強(qiáng)制推行屋頂綠化，此項(xiàng)規(guī)定可為全市增加1 億～2 億m2的空間綠化。

政策激勵(lì)一般通過獎(jiǎng)金制度、綠色空間布局、稅收減免、能源有效利用的激勵(lì)、降低水費(fèi)、直接投資以及制定法規(guī)等措施實(shí)行。公共政策的制定應(yīng)遵循如下原則。

4.1.1 生態(tài)補(bǔ)償原則

生態(tài)補(bǔ)償原則是屋頂綠化相關(guān)政策制定的基礎(chǔ)。新建建筑物應(yīng)進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償，補(bǔ)償方式包括進(jìn)行相應(yīng)面積的綠化、強(qiáng)制就地滯洪蓄水等。

4.1.2 政策引導(dǎo)原則

新建建筑物的屋頂綠化可強(qiáng)制性執(zhí)行，而已有建筑物的屋頂綠化則應(yīng)通過政策激勵(lì)逐步推進(jìn)。在已有建筑物中，機(jī)關(guān)、公益類事業(yè)單位等的屋頂綠化可由政府直接投資，一般居民住房的屋頂綠化應(yīng)以政府投資為主，適當(dāng)收取頂層居民部分費(fèi)用，其他可考慮由業(yè)主投資、政府給予補(bǔ)貼或稅收減免等政策作為激勵(lì)。

4.1.3 經(jīng)濟(jì)杠桿原則

對(duì)未實(shí)施生態(tài)補(bǔ)償?shù)拈_發(fā)商征收生態(tài)補(bǔ)償金，對(duì)實(shí)施屋頂綠化的可以減免二氧化碳排放費(fèi)和雨水排放費(fèi)。德國的雨水排放費(fèi)與污水排放費(fèi)價(jià)格一致，均為自來水費(fèi)的1.5 倍。而考慮到我國當(dāng)前的稅負(fù)過重，因此在征收二氧化碳排放費(fèi)和雨水排放費(fèi)的同時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減少其他稅費(fèi)。

4.2 加快科研成果轉(zhuǎn)化

屋頂綠化將園林建置工程轉(zhuǎn)移到屋頂，涉及較多的技術(shù)因素，因此要加快屋頂綠化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要相關(guān)部門的政策傾斜?？蒲袡C(jī)構(gòu)應(yīng)在屋頂綠化施工工藝方面、植物新品種和抗逆性的培育方面深入研究，推動(dòng)科研成果轉(zhuǎn)化，降低建設(shè)成本，完善屋頂綠化建設(shè)流程中的各項(xiàng)技術(shù)環(huán)節(jié)。

4.3 完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

屋頂綠化的建設(shè)過程中需要按照嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，目前國際上知名且具有權(quán)威性的屋頂綠化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為北美的LEED 標(biāo)準(zhǔn)和德國的FLL 標(biāo)準(zhǔn)，該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)屋頂綠化的設(shè)計(jì)、材料選擇、植物選取、建造技術(shù)和維護(hù)保養(yǎng)等環(huán)節(jié)提出了嚴(yán)格的規(guī)范，政府應(yīng)基于此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行決策，對(duì)屋頂綠化給予相應(yīng)政策扶持和經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼。

在國內(nèi)屋頂綠化發(fā)展初期，不少屋頂綠化的生態(tài)效應(yīng)未得到有效施展，由于設(shè)計(jì)質(zhì)量參差不齊，且無人承擔(dān)日常維護(hù)和管理，最終往往陷入“建成—廢棄—重建”的惡性循環(huán)。近年來，隨著屋頂綠化相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在深圳、北京、上海和廣州等城市先后發(fā)布與實(shí)施，屋頂綠化的設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)管理正在逐步規(guī)范，此舉確保了屋頂綠化的實(shí)施效果與安全性，并為后續(xù)實(shí)踐提供了經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)。

4.4 推動(dòng)屋頂綠化建設(shè)市場化

屋頂綠化是可持續(xù)發(fā)展的朝陽產(chǎn)業(yè)。行業(yè)主管部門可出臺(tái)相關(guān)指引和規(guī)劃，完善屋頂綠化建設(shè)體系，給予適當(dāng)?shù)恼吆唾Y金支持，引導(dǎo)行業(yè)健康有序地發(fā)展；并加強(qiáng)國際交流，舉辦相關(guān)主題的國際學(xué)術(shù)會(huì)議，分派學(xué)者訪學(xué)，推動(dòng)我國屋頂綠化建設(shè)的市場化。

4.5 普及大眾宣傳

結(jié)合國外相關(guān)成功經(jīng)驗(yàn)，大眾對(duì)于屋頂綠化的認(rèn)知和接受需要適當(dāng)?shù)耐茝V和普及。例如，在校園、社區(qū)等公共建筑設(shè)立科普示范區(qū)，讓群眾切身感受屋頂綠化相比于傳統(tǒng)建筑的優(yōu)點(diǎn)，由點(diǎn)及面，逐步推進(jìn)屋頂綠化成為社區(qū)性的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而有效提高城市居民的生活福祉。

5 結(jié)語

通過上述建議，以期能完善屋頂綠化相關(guān)法規(guī)政策的制定，充分發(fā)揮政策引導(dǎo)市場的優(yōu)勢。加快推動(dòng)科研成果的市場化運(yùn)用，有助于緩解城市建設(shè)與生態(tài)保護(hù)的矛盾，延長建筑的使用壽命，改善居民的生活質(zhì)量。加強(qiáng)對(duì)群眾的宣傳，有利于普及屋頂綠化的推廣及應(yīng)用，對(duì)我國探尋新型的住宅模式，建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)建筑，具有一定的參考價(jià)值。