低碳城市建設(shè)背景下日本近20年屋頂綠化研究進(jìn)展

摘要

屋頂綠化對改善城市熱島效應(yīng)和減碳意義重大，是日本建設(shè)低碳城市及實現(xiàn)“碳達(dá)峰”的有效舉措。通過文獻(xiàn)計量學(xué)方法分析Web of ScienceTM和J-stage兩大數(shù)據(jù)庫中日本近20年的屋頂綠化研究文獻(xiàn)，并與日本屋頂綠化政策、法規(guī)出臺的時間節(jié)點進(jìn)行對照，將日本屋頂綠化研究分為3個時期：低碳研究初始階段（2000—2005年）、低碳研究發(fā)展階段（2006—2013年）、低碳研究探索階段（2014—2023年）。同時運用文獻(xiàn)計量學(xué)中高頻詞研究方法，解析不同時期日本屋頂綠化研究內(nèi)容，總結(jié)各時期研究特點，為我國屋頂綠化提供啟示：完善法規(guī)政策、明確責(zé)任主體，推動地方出臺激勵措施并建立公眾參與機(jī)制；加強(qiáng)地區(qū)適應(yīng)性植物培育配置研究，深化節(jié)能減碳評價研究，重視廢棄物應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞

低碳城市；屋頂綠化；城市綠地；雙碳目標(biāo)；節(jié)能減碳

Abstract

Green roofs are crucial for improving the urban heat island effect and reducing carbon emissions， serving as an effective means for Japan to construct a low-carbon city and reach carbon peak. This paper employs the bibliometric method to analyze the green roof research literature in Japan from 2000 to 2023 in the Web of ScienceTM and J-stage databases and compares it with the timeline of relevant policies and regulations. The research is classified into three stages： the initial stage （2000-2005）， the development stage （2006-2013）， and the exploration stage （2014-2023）. By using the bibliometric high-frequency word research method， the research contents and characteristics of each stage are explored. Implications for China are as follows： in policy， improve laws， clarify responsibilities， promote local incentives and public participation; in technology， enhance research on plant cultivation and configuration， deepen energy and carbon assessment， and focus on waste utilization.

Keywords

Low-carbon city; Green roofs; "Urban green space; Carbon peaking and carbon neutrality goals; Energy conservation and carbon reduction

文章亮點

1）系統(tǒng)分析日本屋頂綠化政策演變，揭示技術(shù)與政策互動；2）利用文獻(xiàn)計量學(xué)方法深入探討研究熱點，定量分析技術(shù)創(chuàng)新；3）提出中國屋頂綠化可借鑒日本經(jīng)驗，推動低碳城市建設(shè)。

國際能源署數(shù)據(jù)顯示，2023年全球二氧化碳排放總量已達(dá)374億噸，由此引發(fā)的氣候變暖、城市熱島效應(yīng)等問題日益突出。在第75屆聯(lián)合國大會上，中國提出了“2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)。我國城市的碳排放占全國總碳排放量的80%，已成為碳排放的主

體[1]。增加綠地面積是緩解氣候變暖和城市熱島效應(yīng)等問題的有效策略。但中國許多城市發(fā)展呈現(xiàn)高密度特征，地面用地緊張。而屋頂綠化作為綠色基礎(chǔ)設(shè)施，能充分利用城市剩余空間，為城市增加綠量。屋頂綠化既是對城市綠地的有效補(bǔ)充，也是節(jié)能減碳的有效手段。研究表明，屋頂綠化能使建筑每年的能耗節(jié)約至少15%[2]，且當(dāng)城市的屋頂綠化率達(dá)到70%以上，城市上空的CO2含量將下降80%[3]。

日本城市化率較高，城市綠地增量空間較少。日本推行屋頂綠化，增加城市綠量，使其早在2013年實現(xiàn)了碳達(dá)峰目標(biāo)。2000年至2022年，日本屋頂綠化面積增長了約41倍，達(dá)到593.8 hm2 [4]。目前我國屋頂綠化的理論研究和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不夠完善，體系尚未健全[5]。通過借鑒日本屋頂綠化研究與實踐，分析其不同階段的特征和研究熱點，為我國屋頂綠化研究與低碳城市建設(shè)提供寶貴參考。

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

屋頂綠化通過固碳與減碳2種方式減少城市碳排量（圖1），其效果與植物、種植基質(zhì)和屋頂構(gòu)造密切相關(guān)。因此，文獻(xiàn)檢索主題詞包括“屋頂綠化+植物”“屋頂綠化+種植基質(zhì)”“屋頂綠化+屋頂構(gòu)造”。此外，考慮到屋頂綠化具有隔熱降溫作用，能減少空調(diào)能耗，實現(xiàn)CO2減排，二次檢索的主題詞為“屋頂綠化+CO2”“屋頂綠化+熱環(huán)境”“屋頂綠化+空調(diào)”“屋頂綠化+降溫效果”，以確保數(shù)據(jù)源的精準(zhǔn)性和完整性。最終收集了2000—2023年關(guān)于日本屋頂綠化的410篇期刊論文，包含142篇來自Web of ScienceTM核心合集的英文文獻(xiàn)，268篇來自J-stage（Japan Science and Technology Information Aggregator，Electronic）的日文文獻(xiàn)。

1.2 研究方法

基于Web of ScienceTM和J-stage數(shù)據(jù)庫的檢索結(jié)果，本研究采用文獻(xiàn)計量學(xué)方法分析日本屋頂綠化的研究現(xiàn)狀，并使用NoteExpress和Excel統(tǒng)計關(guān)鍵詞的頻次、聚類情況。研究中的高頻關(guān)鍵詞根據(jù)Donohue于1973年提出的高頻詞與低頻詞界分公式計算得到，式中T表示高頻關(guān)鍵詞的頻次，I1表示某時期僅出現(xiàn)一次的關(guān)鍵詞數(shù)量。

2 日本近20年屋頂綠化研究進(jìn)展

綜合考慮日本屋頂綠化研究發(fā)文情況（圖2）及政策發(fā)布節(jié)點（圖3），日本2000年之后的屋頂綠化研究可分為初始（2000—2005年）、發(fā)展（2006—2013年）和探索（2014—2023年）3個階段。關(guān)鍵詞分析顯示，“簡單式屋頂綠化”“熱環(huán)境改善”“熱島效應(yīng)”“節(jié)能減碳”等關(guān)鍵詞在各研究階段均為高頻詞（表1），表明研究熱點具有延續(xù)性，但各階段的研究重點有所不同。

2.1 初始階段（2000—2005年）

2000—2005年屬于日本屋頂綠化低碳研究的初始階段，該階段研究與政策緊密相關(guān)。2000年，日本國會頒布《循環(huán)型社會形成推進(jìn)基本法》（循環(huán)型社會形成推進(jìn)基本法），提出建設(shè)“低碳社會”“循環(huán)型社會”的愿景。同年，東京都等地推行強(qiáng)制性法規(guī)，要求超過1 000 m2的新建筑至少有20%的屋頂綠化[6]。2001年，日本國土交通省修訂《城市綠地保護(hù)法》（都市緑地保全法），引入容積率補(bǔ)償、贊助金、低率融資等優(yōu)惠政策。到2005年，東京都、大阪府等地出臺了40余項激勵性政策，涵蓋綠地面積計算、費用融資、費用補(bǔ)助、容積率補(bǔ)償和技術(shù)指導(dǎo)等內(nèi)容。面對政府頒布的屋頂綠化強(qiáng)制性法規(guī)與激勵政策，企業(yè)為了減輕建設(shè)壓力，多采用成本低廉、建成速度快的簡單式屋頂綠化。日本學(xué)者也由此開始低成本輕質(zhì)化屋頂綠化及循環(huán)型材料應(yīng)用的研究，以降低建設(shè)成本、降低資源消耗，推進(jìn)循環(huán)型社會的構(gòu)建。

2000—2005年，日本屋頂綠化研究發(fā)文量為79篇，占總量的19.2%，其中2003—2004年增長顯著（圖4）。利用NoteExpress和Excel提取出39個關(guān)鍵詞，總頻次199次，高頻關(guān)鍵詞16個（T≥4）。關(guān)鍵詞分析顯示，本時期的研究集中在控制屋頂綠化成本和降低建筑能耗，研究熱點可歸納為“改善室內(nèi)外熱環(huán)境”“簡單式屋頂綠化的輕質(zhì)化”“廢棄物循環(huán)利用研究”（圖5）。

2.1.1 改善室內(nèi)外熱環(huán)境

此階段主要從屋頂綠化的植物選擇、種植基質(zhì)、夏季的節(jié)能優(yōu)勢上，討論屋頂綠化改善室內(nèi)外熱環(huán)境的相關(guān)內(nèi)容。Nyuk Hien Wong研究[7]表明，不同陸生植物的降溫效果為21～30.5℃，與葉面積指數(shù)呈正相關(guān)。Morihiro Aizaki[8]發(fā)現(xiàn)，濕生與陸生植物的降溫效果可相差10℃。小瀨博之[9]發(fā)現(xiàn)結(jié)縷草Zoysia japonica的降溫效果比景天科植物高0.8～1.6℃。Nami Yamamoto[10]、山田宏之[11]發(fā)現(xiàn)改良后的泥炭制成種植基質(zhì)的降溫效果更佳，保水能力更強(qiáng)。小瀨博之[9]研究指出，厚70 mm的基質(zhì)的降溫效果為厚150 mm的基質(zhì)的一半，但厚

150 mm與厚200 mm的基質(zhì)降溫效果相差不大，這說明基質(zhì)厚度與降溫隔熱效果正相關(guān)，但存在最佳厚度。山口隆子[12]、Shuichi Aoki[13]發(fā)現(xiàn)提高灌溉頻率可提升蒸散效果，使屋頂綠化溫度在夏季降低15～18℃，進(jìn)入房間的熱通量減少13%～45%，室內(nèi)溫度降低5～10℃，空調(diào)能耗減少15%～67.4%。仙川誠[14]研究發(fā)現(xiàn)，在夏季晴天，綠化后的屋面溫度可維持在30℃以下，熱通量相比綠化前減少87.5%，空調(diào)能耗降低28%。

2.1.2 簡單式屋頂綠化的輕質(zhì)化

簡單式屋頂綠化因種植和養(yǎng)護(hù)成本低、政策支持以及企業(yè)投資風(fēng)險較小，適合在高度城市化的日本推廣。在基質(zhì)輕質(zhì)化方面，杉本英夫[15]、田洼祐子[16]通過在厚5～10 cm的人工基質(zhì)中增加底部灌溉系統(tǒng)和保水劑，實現(xiàn)了草本植物的穩(wěn)定生長，與傳統(tǒng)基質(zhì)相比，減少了10～20 cm的厚度。在植物選擇方面，景天科植物因抗極端天氣、低基質(zhì)厚度要求和低維護(hù)成本而成為研究的常用植物。Ikusei Misaka[17]、Nami Yamamoto[10]對景天科植物的蒸散機(jī)制、灌溉需求、補(bǔ)種季節(jié)及節(jié)能減碳效果進(jìn)行了深入研究。

2.1.3 廢棄物循環(huán)利用研究

為實現(xiàn)日本2000年提出的“循環(huán)型社會”戰(zhàn)略，相關(guān)學(xué)者提出在屋頂綠化中循環(huán)利用廢棄資源，以降低成本并減少碳排放。在2000—2005年，泥炭、竹炭及發(fā)泡廢玻璃等廢棄物被用于基質(zhì)改良。木村裕喜[18]發(fā)現(xiàn)，泥炭與珍珠巖混合的基質(zhì)不僅能維持植物正常生長，其飽和含水量比普通基質(zhì)高15%，保水性更佳。藤井真奈美[19]在屋頂綠化的種植基質(zhì)中加入竹炭作為實驗組，與無竹炭的對照組進(jìn)行生長狀態(tài)對比實驗，結(jié)果對照組的植物大量枯死，實驗組的植物基本維持正常生長。Taisuke Inui[20]、Yoshio Miyoshi[21]以發(fā)泡廢玻璃和塑料為原料研發(fā)的FWG（Foamed Waste Glass）人工基質(zhì)，具有輕質(zhì)、孔隙率高、保水保肥能力強(qiáng)等優(yōu)點，減輕了屋頂負(fù)荷。在實際應(yīng)用中，神奈川縣的

Arbain Bio川崎1號大樓的屋頂綠化采用了30%黑土與70%珍珠巖混合的培養(yǎng)基，在無灌溉條件下實現(xiàn)了4種地被植物在厚15 cm的土層中穩(wěn)定生長。

2000—2005年的研究表明，日本通過立法推動了屋頂綠化的發(fā)展，企業(yè)在政策扶持下廣泛采用簡單式屋頂綠化以實現(xiàn)成本效益最大化。同時，學(xué)者們在基質(zhì)輕質(zhì)化和廢棄物循環(huán)利用方面取得了創(chuàng)新進(jìn)展，屋頂綠化在改善熱環(huán)境方面的相關(guān)研究展現(xiàn)出節(jié)能優(yōu)勢。這些研究不僅推動了日本屋頂綠化技術(shù)的發(fā)展，也為日本低碳城市建設(shè)提供了有力支持。

2.2 發(fā)展階段（2006—2013年）

2006—2013年，日本積極應(yīng)對全球變暖和城市熱島效益，成功實現(xiàn)了《京都協(xié)議書》（京都議定書）規(guī)定的減碳目標(biāo)，2013年碳排放量達(dá)到峰值。這期間，日本政府發(fā)布了多項指導(dǎo)性政策以促進(jìn)屋頂綠化的實施，如2011年發(fā)布的《建設(shè)低碳社會行動計劃》（低炭素社會づくり行動計畫）和《綠色經(jīng)濟(jì)與社會變革》（緑の経済と社會の変革）報告，將節(jié)能減碳作為各領(lǐng)域研究的重點，進(jìn)一步加大了屋頂綠化的政策支持力度，并提高公眾參與度。2013年，日本政府發(fā)布《低碳城市促進(jìn)法》（都市の低炭素化の促進(jìn)に関する法律）和《緩解熱島效應(yīng)的城市發(fā)展指導(dǎo)方針》（ヒートアイランド現(xiàn)象緩和に向けた都市づくりガイドライン），進(jìn)一步明確屋頂綠化作為減碳和緩解熱島效應(yīng)的手段，并通過實踐手冊和示范項目推廣屋頂綠化。此外，大阪府、仙臺市等地也出臺了地方性激勵政策，內(nèi)容涉及綠化面積補(bǔ)償和費用補(bǔ)助。

這一時期日本屋頂綠化研究發(fā)文量為140篇，占總量的34.1%（圖6），屋頂綠化面積從135.5 hm2增長至

251.9 hm2[4]，年均增長約1.4倍。通過文獻(xiàn)分析提取出67個關(guān)鍵詞，總頻次346次，其中高頻關(guān)鍵詞16個（T≥4）。結(jié)合高頻關(guān)鍵詞、關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜的聚類情況（圖7）和文章具體研究內(nèi)容，總結(jié)本時期的研究熱點為“植物選擇與配置研究”“節(jié)能減碳效果研究”“廢棄物循環(huán)利用深入研究”。

2.2.1 植物選擇與配置研究

優(yōu)化植物選擇與配置能使屋頂綠化進(jìn)一步減少室內(nèi)能耗，提升減碳效果。Nigel Dunnett[22]研究發(fā)現(xiàn)，多種植物組合的屋頂綠化可在夏季實現(xiàn)最高12℃的降溫，而單一植物僅為3.8℃。Nyuk Hien Wong[23]、Steve Kardinal

Jusuf[24]通過ENVI-met仿真模型發(fā)現(xiàn)，結(jié)縷草與灌木組合的降溫節(jié)能效果優(yōu)于單獨種植結(jié)縷草，這是由于不同高度的植物搭配形成的復(fù)雜空氣層結(jié)構(gòu)能有效削弱太陽輻射。抗旱植物如景天科植物，能在干旱環(huán)境中減少水分蒸散，維持較高的基質(zhì)含水量，支持周圍植物的生長。Nigel

Dunnett[22]、Ayako Nagase[25]的研究表明，將景天科植物與其他植物混種，能極大增強(qiáng)屋頂綠化抗極端天氣的能力，從而保證屋頂綠化的生態(tài)穩(wěn)定性。在實際應(yīng)用中，東京的學(xué)校法人實踐學(xué)園的屋頂綠化種植了19種以上的植物，包括中喬木、矮喬木、地被植物。在2009年竣工后，該屋頂綠化一年內(nèi)減少二氧化碳71.22 kg，屋頂溫度從55℃降低至25～30℃。

2.2.2 節(jié)能減碳效果研究

對屋頂綠化節(jié)能減碳能力的量化研究是該時期的研究熱點。學(xué)者們通過實測結(jié)合AUSSSM[26]、CFD[27]、CM-BEM[28～29]、Erdas-Imagine[30]、WRF[31]、ENVI-

met[23，30]等模型，模擬屋頂綠化對建筑室內(nèi)外和街區(qū)空間的降溫效果，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CO2減排量[32]（表2）。此外，在城市尺度上，Takanori Watanabe[31]通過GIS獲取屋頂數(shù)據(jù)，結(jié)合WRF模型模擬東京23區(qū)在屋頂綠化覆蓋率為20%、35%、50%以及100%時的夏季CO2減排量，分別為1.06萬噸/月、1.67萬噸/月、2.2萬噸/月和

3.2萬噸/月。當(dāng)覆蓋率達(dá)100%時，CO2月減排量占東京CO2月排放量的34%，最高降溫達(dá)2.5℃。這些研究表明，屋頂綠化節(jié)能減碳的量化評估方法多樣，研究尺度更為全面，提升了評估的精確性。

2.2.3 廢棄物循環(huán)利用的深入研究

由于城市建設(shè)增加了廢棄物排放量，且傳統(tǒng)焚燒處理方式污染嚴(yán)重，廢棄物的環(huán)保處理迫在眉睫。該時期，學(xué)者們研究將廢棄物循環(huán)利用作為種植基質(zhì)，如椰子殼、廢棄榻榻米[33]、建筑垃圾、廢棄活性污泥[34]、泡沫塑料[35]、火山灰粘土[36]和廢舊輪胎等。經(jīng)廢棄物改造后的種植基質(zhì)不僅有利于植物生長，而且更為環(huán)保。在實際應(yīng)用中，2009年竣工的熊谷組總部大樓屋頂綠化采用了“remixsoil”人工輕量土，這是由建筑回收材料和木材碎片混合而成的再生土壤，保水性能優(yōu)異，即使無灌溉，也能保障植物仍能生長良好，有效減少了環(huán)境負(fù)荷，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。

總體來說，2006—2013年日本屋頂綠化研究的低碳主題鮮明，論文發(fā)表數(shù)量較前一時期顯著上升。首先，研究量化評估屋頂綠化在不同尺度室內(nèi)外環(huán)境的降溫和減排效果，為政策制定和新技術(shù)開發(fā)提供了依據(jù)。其次，對廢棄物循環(huán)利用的研究，豐富了廢棄物利用類型，提升其利用效率，有助于日本低碳城市建設(shè)。此外，植物選擇與配置的研究為提升屋頂綠化的減碳效益提供了技術(shù)指導(dǎo)，復(fù)合種植、景天科植物和結(jié)縷草成為該時期研究重點。

2.3 探索階段（2014—2023年）

2013年日本實現(xiàn)碳達(dá)峰后，碳排放量持續(xù)下降。這一時期，國土交通省依據(jù)《促進(jìn)城市低碳化相關(guān)法律》（都市の低炭素化の促進(jìn)に関する法律）制定了低碳建筑物認(rèn)證制度，要求2020—2030年所有新建住宅實現(xiàn)“零排放”。屋頂綠化作為關(guān)鍵措施得到廣泛推廣。各地逐步完善屋頂綠化補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，21個行政區(qū)明確了建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與補(bǔ)貼金額，如大阪府提供最高300萬日元、川崎市提供最高50萬日元的補(bǔ)貼。2020年10月日本國會施政演說上，日本首相菅義偉承諾2030年碳排放量較2013年降低46%，日本政府在修訂后的《全球變暖對策推進(jìn)法》（地球溫暖化対策推進(jìn)法）中明確了2050年實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。屋頂綠化成為實現(xiàn)該目標(biāo)的重要舉措。該時期的研究重點聚焦于提升屋頂綠化的固碳減碳效果以及新技術(shù)應(yīng)用。

這一時期的屋頂綠化研究發(fā)文量為191篇，占總量的46.7%，其中2015—2018年發(fā)文增速尤為顯著（圖8）。分析提取出76個關(guān)鍵詞，總頻次為337次，高頻關(guān)鍵詞15個（T≥4）。通過分析高頻關(guān)鍵詞、關(guān)鍵詞聚類情況（圖9）和文章內(nèi)容可總結(jié)，研究熱點包括“完善節(jié)能減碳效益評價”“新型屋頂綠化應(yīng)用探索”“菌種對植物的生長影響”。

2.3.1 完善節(jié)能減碳效益評價

首先，以往的屋頂綠化節(jié)能減碳效益評價常忽略建設(shè)及維護(hù)過程中產(chǎn)生的CO2，導(dǎo)致凈效益被高估。為解決這一問題，本時期日本引入了全生命周期法（LCA，Life Cycle Assessment），完善了節(jié)能減碳評價。Takanori Kuronuma[37]通過LCA證實，屋頂綠化在建成13～32年后可通過固碳作用抵消初始CO2排放。平野勇二郎[38]運用CM-BEM耦合模型量化水泵供能和灌溉的CO2排放量，發(fā)現(xiàn)其占制冷設(shè)備減排量的8%，證明即使考慮增加灌溉功能，屋頂綠化仍具減排效果。其次，該時期完善了對影響屋頂綠化節(jié)能減碳效益評價的相關(guān)因素的研究。Yujiro Hirano[39]、Tobi Eniolu Morakinyo[40]和Ohashi Yukitaka[41]結(jié)合宏觀和微觀尺度，評估了屋頂綠化的節(jié)能減碳效果，研究表明，街區(qū)空間的降溫幅度、節(jié)能減碳效果均與屋頂綠化覆蓋率呈正相關(guān)，與建筑高度呈負(fù)相關(guān)。當(dāng)建筑的高度（H）和街道寬度（W）之比為0.4～0.6時，降溫效果最佳；當(dāng)建筑高度超過60 m，降溫效果可忽略不計。Tatsuya Matsuoka[42]、Gaochuan Zhang[43]、Yang He[44]、Kentaro

Yasui[45]通過量化研究證實了植物葉面積指數(shù)、植物高度、基質(zhì)厚度、基質(zhì)孔隙率等因素與屋頂綠化的降溫減碳效果均呈正相關(guān)。

2.3.2 新型屋頂綠化應(yīng)用探索

為了進(jìn)一步發(fā)揮屋頂綠化的固碳減碳潛力，日本學(xué)者開展了對超輕型和光伏（PV，photovoltaic）屋頂綠化的研究。超輕型屋頂綠化主要用于工廠、車間等單層輕型建筑，Daisuke Tachibana[46]提出通過分散種植基質(zhì)荷載，如利用藤本植物實現(xiàn)墻面與屋頂綠化一體化的技術(shù)，使屋面負(fù)荷降低至普通薄層屋頂綠化的1/4～1/3，實現(xiàn)夏季屋頂平均降溫10℃。成田健一[47]研究表明，超輕型屋頂綠化技術(shù)在缺乏隔熱層的單層建筑中尤為有效，能大幅降低空調(diào)需求。自2010年此技術(shù)提出以來，到2022年，日本工廠、倉庫、車間的屋頂綠化面積與總屋頂綠化面積的比值增長至28.0%（圖10），超輕型屋頂綠化成為主流類型。光伏屋頂綠化則結(jié)合光伏屋面與喜陰植物，實現(xiàn)就地發(fā)電，減少了建筑對電力的依賴和碳排放。Chr

Lamnatou[48]研究顯示，光伏屋頂綠化可將光伏屋面的發(fā)電量提升0.08%～8.3%。東惠輔[49]在東京的一棟8層建筑的對比實驗中發(fā)現(xiàn)，雙層屋頂、屋頂綠化與PV發(fā)電系統(tǒng)三者結(jié)合的建筑節(jié)能效果最佳，其中PV板能為室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)提供47%的清潔電力，顯著降低了建筑對傳統(tǒng)能源的依賴。

2.3.3 菌種對植物生長的影響

屋頂綠化的固碳減碳效果依賴于植物的光合作用、蒸騰作用和隔熱功能，因此確保植物的良好生長至關(guān)重要。引入特定菌種促進(jìn)植物生長，可以提高屋頂綠化植物存活率和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，增強(qiáng)固碳減碳效果[50]。在屋頂綠化中，苔蘚類植物因抗旱能力和防止水土流失的特性而被廣泛使用，故保證苔蘚植物的存活率成為本時期研究重點[51]。Akio Tani[52]的實驗表明，甲基桿菌與苔蘚類植物能相互促進(jìn)生長。Mako Tamura[53]研究發(fā)現(xiàn)，在基質(zhì)中加入解淀粉芽孢桿菌能保護(hù)苔蘚類植物免受翠雀小核菌損害，加入VA菌根材料則加速了草本植物的生長。

總之，2014—2023年，在相關(guān)政策推動下日本屋頂綠化研究進(jìn)入了低碳新技術(shù)探索階段。引入全生命周期評價方法和完善屋頂綠化減碳效益影響因素研究，優(yōu)化了屋頂綠化節(jié)能減碳效益評價。超輕型屋頂綠化和光伏屋頂綠化等技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步提高了屋頂綠化節(jié)能減碳的效果。同時，對特定菌種的研究增強(qiáng)了植物存活率和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，增強(qiáng)了屋頂綠化的固碳能力。該時期研究促進(jìn)了屋頂綠化的廣泛應(yīng)用和城市低碳可持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)論

日本作為亞洲首個提出建設(shè)低碳社會的國家，在屋頂綠化方面不斷完善政策、優(yōu)化技術(shù)和評價體系，為其廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。首先，持續(xù)完善的屋頂綠化政策推動了屋頂綠化的發(fā)展。在近20年的發(fā)展過程中，日本最初依靠強(qiáng)制性法規(guī)推動屋頂綠化發(fā)展，而后逐步出臺激勵性政策，為屋頂綠化提供資金保障，這使得屋頂綠化技術(shù)體系不斷完善，建設(shè)成本降低，減碳效果提升。同時，日本在種植基質(zhì)輕質(zhì)化、廢棄物循環(huán)利用、植物選擇與配置等方面的研究，為屋頂綠化的創(chuàng)新發(fā)展提供了有力支持。最后，引入全生命周期評估方法和完善評價節(jié)能減碳效益影響因素研究，進(jìn)一步明確了屋頂綠化的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益。

本文的研究創(chuàng)新在于補(bǔ)充了國內(nèi)對日本2000年后屋頂綠化發(fā)展的研究。目前已有文獻(xiàn)指出日本在屋頂綠化領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，但多為宏觀性概述，缺乏對其具體發(fā)展過程的深入探討。本文通過文獻(xiàn)計量學(xué)方法，系統(tǒng)分析了2000—2023年日本屋頂綠化研究的階段性變化與特征，揭示了各時期的研究熱點和政策背景；并通過高頻詞分析的定量研究方法，深入探討了日本在研究熱點與技術(shù)創(chuàng)新上的具體進(jìn)展，為我國屋頂綠化建設(shè)提供參考。

然而，本文也存在研究局限。數(shù)據(jù)來源主要依賴于Web of ScienceTM和J-stage，可能會影響結(jié)論的全面性。同時本文缺乏對日本與我國相關(guān)案例的深入對比研究。

目前，中國屋頂綠化的政策更多集中在宏觀層面，缺乏針對公眾參與、責(zé)任分工、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、資金保障的政策支持。同時，屋頂綠化面臨植物種類單一、植物存活率低、景觀和生態(tài)效益欠佳的問題；另外，在屋頂綠化建設(shè)和養(yǎng)護(hù)階段，存在缺乏專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、重視短期效果而忽視長期生態(tài)效益、建成后無有效養(yǎng)護(hù)、存續(xù)期受限等問題。未來我國屋頂綠化的研究可借鑒日本經(jīng)驗，結(jié)合我國實際情況，提出更具針對性的建議，推動我國屋頂綠化的發(fā)展，助力低碳城市建設(shè)。

注：圖10改繪自參考文獻(xiàn)[4]，其余均為作者自繪。

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作者簡介：

張恒/1975年生/男/湖北黃岡人/博士/華僑大學(xué)建筑學(xué)院（廈門 361021）/副教授/研究方向為景觀建筑設(shè)計、低碳景觀設(shè)計

張藝川/2000年生/女/四川瀘州人/華僑大學(xué)建筑學(xué)院（廈門 361021）/在讀碩士研究生/專業(yè)方向為低碳景觀設(shè)計

詹永杰/1997年生/男/貴州畢節(jié)人/碩士/成都市建筑設(shè)計研究院有限公司（成都 610000）/專業(yè)方向為景觀建筑設(shè)計

李俐/1976年生/女/湖南長沙人/碩士/華僑大學(xué)建筑學(xué)院（廈門 361021）/副教授/研究方向為低碳景觀設(shè)計