楊陽 趙紅紅
20世紀(jì)以來,人類面臨著氣候變化和能源危機(jī)帶來的諸多生存環(huán)境問題,而“低碳”成為全球應(yīng)對危機(jī)的研究熱點(diǎn)?!暗吞紙@林”亦成為風(fēng)景園林行業(yè)廣泛應(yīng)用的概念,頻頻出現(xiàn)在各類期刊文獻(xiàn)和實(shí)踐案例中。但是縱觀現(xiàn)有文獻(xiàn)及研究,發(fā)現(xiàn)學(xué)界對該概念界定含糊,研究深度嚴(yán)重滯后于實(shí)踐中的應(yīng)用和傳播,阻礙了實(shí)質(zhì)性問題研究的進(jìn)展。因此,有必要對近年來國內(nèi)外學(xué)界低碳園林相關(guān)研究的緣起和脈絡(luò)進(jìn)行梳理和總結(jié),分析當(dāng)前研究現(xiàn)狀存在的問題,并思考有效的研究方向。
“低碳”的概念最早源于2003年英國能源白皮書《我們能源的未來:創(chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)》中提出的“低碳經(jīng)濟(jì)”[1]。2007年IPCC發(fā)表了最近的第四次報告,其中明確指出“當(dāng)前氣候變暖的原因90%以上的可能性是由人類活動造成的”[2]。在此時代背景下,“低碳”理念在全球范圍內(nèi)迅速推廣,從“低碳經(jīng)濟(jì)”、“低碳生活”,到致力于低碳發(fā)展的“低碳城市”等。
低碳城市是未來城市的發(fā)展模式之一,是遏制氣候變化的重要選擇。目前低碳城市建設(shè)在全球范圍內(nèi)廣泛展開,倫敦、東京、紐約等世界級城市先后提出低碳城市建設(shè)目標(biāo)并制定相關(guān)規(guī)劃或行動計劃[3]。中國政府積極應(yīng)對,明確生態(tài)文明建設(shè)為重點(diǎn)的可持續(xù)發(fā)展之路,中國科學(xué)院可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究組在其《2009年中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報告》中,正式提出了中國低碳城市的發(fā)展戰(zhàn)略設(shè)想。至今我國已確定了6個省區(qū)低碳試點(diǎn),36個低碳試點(diǎn)城市,全國范圍內(nèi)掀起了低碳熱潮。
低碳城市建設(shè)目標(biāo)下,傳統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)思維向著應(yīng)對氣候變化的規(guī)劃理論與方法創(chuàng)新轉(zhuǎn)變,各領(lǐng)域?qū)W者在探索低碳建設(shè)策略上做了大量研究工作,其中涉及城市園林綠地碳匯功能的重要性。林姚宇等[4]總結(jié)了C40成員低碳城市建設(shè)的5種低碳實(shí)踐模式,指出城市綠地和各類生態(tài)要素的保護(hù)是強(qiáng)化區(qū)域碳匯的基礎(chǔ)。諸大建[5]指出在經(jīng)濟(jì)過程的出口環(huán)節(jié),要通過植樹造林、保護(hù)濕地等增加地球的綠色面積,吸收經(jīng)濟(jì)活動所排放的二氧化碳。葉祖達(dá)[6]針對推動低碳城市發(fā)展,提出利用城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間的碳貯存量增加而產(chǎn)生減排效果,將生態(tài)綠地空間系統(tǒng)進(jìn)行分類建立城鄉(xiāng)區(qū)域生態(tài)綠地空間碳匯功能評估方法。陳飛[7]等以上海為實(shí)證,認(rèn)為在加強(qiáng)綠化措施增加自然碳匯能力上,上海今后應(yīng)進(jìn)一步增加街頭綠化、公園、沿江、道路綠化建設(shè),沿城市周邊設(shè)置防風(fēng)林,保護(hù)現(xiàn)有沼澤地,從整個城市范圍內(nèi)做到生態(tài)平衡。龔兆先[8]等提出合理進(jìn)行城市空間規(guī)劃與設(shè)計是自然調(diào)節(jié)城市熱氣候的一種途徑。駱高遠(yuǎn)[9]還提出改善城市氣候的城市“屋頂花園”綠地設(shè)計。風(fēng)景園林在低碳城市建設(shè)中的作用,除了碳匯作用,還體現(xiàn)在建筑、交通方面的應(yīng)用,這些學(xué)科間的低碳建設(shè)研究推動著風(fēng)景園林與低碳的理論研究和實(shí)踐工作。
此外,風(fēng)景園林是處理人類與自然間關(guān)系的學(xué)科,其發(fā)展同社會環(huán)境密切關(guān)聯(lián)。18世紀(jì)的工業(yè)革命后,為應(yīng)對全球城市化加速帶來一系列的環(huán)境問題,人類提出了可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展是可持續(xù)發(fā)展總體戰(zhàn)略的重要組成,也是經(jīng)濟(jì)、社會可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障[10]。風(fēng)景園林的理論實(shí)踐也在生態(tài)園林、節(jié)約型園林、低成本園林、可持續(xù)景觀等思路基礎(chǔ)上不斷發(fā)展。城市園林綠地是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代城市生態(tài)和碳匯功能的主要途徑,同時需切實(shí)減少園林綠化工程實(shí)踐中的能源消耗,在此背景下對風(fēng)景園林的可持續(xù)發(fā)展提出量化的新要求。
綜上所述,基于時代背景、國情國策、學(xué)科交叉、自身發(fā)展等需求的推動,促使低碳園林相關(guān)研究應(yīng)運(yùn)而生,成為本學(xué)科研究的熱門課題。
國外相關(guān)研究概念為“the Carbon Landscape”,可譯為“碳景觀”,最早由新西蘭景觀設(shè)計師克雷格﹒波考克(Craig Pocock)于2007年提出,意在研究風(fēng)景園林項(xiàng)目潛在的碳值。他指出,設(shè)計師正被園林產(chǎn)物表象的綠色和可持續(xù)性所誤導(dǎo),存在錯誤的環(huán)境自信,并對其自身14年來從事的園林景觀項(xiàng)目所消耗CO2成本進(jìn)行估算,結(jié)果顯示一般設(shè)計師使用材料產(chǎn)生的二氧化碳遠(yuǎn)超出其種植植物能吸收的碳量。
我國“低碳園林”相關(guān)理論研究尚處于探索階段,概念名詞叫法不一,主要還有“低碳式風(fēng)景園林”、“低碳風(fēng)景園林”、“低碳景觀”。王貞、萬敏曾試界定為:在風(fēng)景園林的規(guī)劃設(shè)計、材料與設(shè)備制造、施工建造與日常管理以及使用的整個生命周期內(nèi),盡量減少化石能源的使用,提高能效、降低二氧化碳排放量,形成以低能耗、低污染為特征的“綠色”風(fēng)景園林[11]。另外,王紹增教授則通過分析“低碳”的發(fā)展歷程和邏輯,認(rèn)為低碳一詞容易導(dǎo)致多種誤解,不是論證充分的科學(xué)結(jié)論,因而不構(gòu)成嚴(yán)格的科學(xué)概念[12]。現(xiàn)在,行業(yè)內(nèi)還沒有公認(rèn)的概念定義。
對于低碳園林的深層內(nèi)涵,李先軍進(jìn)行了剖析,認(rèn)為低碳式風(fēng)景園林必須是資源節(jié)約型園林、環(huán)境友好型園林、生態(tài)文明背景下的新體現(xiàn)[13]。暨低碳園林是低碳經(jīng)濟(jì)時代出現(xiàn)的一個新理念,是一種可持續(xù)發(fā)展的園林模式[14]。
低碳園林相關(guān)研究源于低碳時代背景及學(xué)科發(fā)展的推動,隨著碳作為人類活動強(qiáng)度的衡量標(biāo)準(zhǔn),各行各業(yè)開始探索如何更低碳排放的研究。
克雷格·波考克開啟了碳景觀學(xué)術(shù)研究的篇章,并致力于園林項(xiàng)目各階段的碳循環(huán)和降低能源消耗方法研究。隨后,大量研究學(xué)者開始專注于城市園林綠地的碳足跡研究,顛覆了園林就代表著綠色低碳的片面觀點(diǎn)。
我國首次關(guān)注低碳園林源于《中國園林》2008年3月刊中,劉曉明教授撰寫了第75期國際風(fēng)景園林設(shè)計師聯(lián)合會IFLA通訊,其中介紹了克雷格·波考克學(xué)者在大會上主題為《碳景觀:管理風(fēng)景園林設(shè)計中的碳作用》[15]的報告。《中國園林》2010年第六期將主題設(shè)為“低碳與風(fēng)景園林”,首次匯集了學(xué)科內(nèi)諸多學(xué)者關(guān)于低碳與風(fēng)景園林這一新主題的觀點(diǎn)討論,2011第一期繼續(xù) “低碳的實(shí)踐與研究” 的主題。2012年中國建筑工業(yè)出版社出版了涂秋風(fēng)所著的《低碳與城市園林》[16],成為第一部較為系統(tǒng)從城市園林行業(yè)角度闡述與低碳關(guān)系的書籍。
根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn),2010年以來風(fēng)景園林學(xué)術(shù)刊物陸續(xù)刊登了不少有關(guān)低碳園林的文章,高校研究者也對此進(jìn)行了廣泛關(guān)注。筆者2013年4月10日在CNKI中以“主題”檢索“低碳”并含“園林”的期刊文獻(xiàn),可見446條結(jié)果,相關(guān)學(xué)位論文發(fā)表20篇,對2010年至2013年間低碳園林相關(guān)論文數(shù)量的年度分布進(jìn)行了統(tǒng)計(圖1)。
1 2010-2013年間CNKI“低碳園林”相關(guān)論文數(shù)據(jù)統(tǒng)計
“足跡”是一種常用來描述人類對自然資源占用情況量化研究的方式[17]。碳足跡是對人類直接或間接活動產(chǎn)生或者一個產(chǎn)品整個生命周期積累的二氧化碳排放量的測量[18]。
克雷格·波考克[19]總結(jié)出碳循環(huán)主要涉及園林項(xiàng)目中的4個階段:設(shè)計、施工、管理、更新。該結(jié)論也成為諸多學(xué)者進(jìn)行延伸擴(kuò)展研究的低碳園林核心方向。邁克爾·W·斯托巴赫(Michael W. Strohbach)[20]等運(yùn)用生命周期評價方法(LCA)對城市園林綠地的碳足跡進(jìn)行研究,研究結(jié)果表明,城市園林綠地的碳足跡受設(shè)計及其產(chǎn)生的管理方式影響重大,而樹木的生長率和死亡率影響最大。殷利華[21]等相對較深入地探討了園林綠化施工階段碳足跡的計算思路,分析了綠化施工中碳足跡主要體現(xiàn)在園林施工企業(yè)的施工材料取得、運(yùn)輸、設(shè)備利用、植物栽種及措施、人員作業(yè)、工程竣工各環(huán)節(jié)中直接或間接產(chǎn)生的CO2總量。有學(xué)者選取芝加哥西北部的兩座綠化差異較大的住宅區(qū)景觀綠地進(jìn)行了碳儲存和年際碳通量的量化研究,指出兩處綠地的主要凈碳排放來自基礎(chǔ)維護(hù)即綠地的后期管理[22]。卡梅?。–ameron)[23]等對私人花園碳平衡的研究中也指出,園林植物和土壤中碳儲存的有效性很大程度上取決于設(shè)計,其中管理方面所使用的水、農(nóng)藥、化肥等非可持續(xù)能源可能導(dǎo)致花園成為溫室氣體的過度排放源。
此外,大量研究還表明植被并不是一個永久性的碳匯,生長過程中能固定大氣中的碳并儲存植被中,這部分碳最終因植被的死亡而釋放,因此樹木需要適當(dāng)?shù)姆N植和維護(hù),以確保更長的生命周期,避免過快的碳釋放[24]。
園林綠地的碳足跡需考慮整個生命過程,其施工、后期管理產(chǎn)生大量碳排放,甚至超過其碳匯量,樹木的生長情況和枯竭后的處理也很大程度影響著綠地的碳匯效益。而園林綠地這些過程中的碳排放量跟前期設(shè)計有很大關(guān)聯(lián),因此,園林設(shè)計師在深入了解園林綠地碳足跡的基礎(chǔ)上,需加強(qiáng)園林設(shè)計階段的低碳意識,用盡可能少的資源為人類創(chuàng)造低消耗、低污染、可持續(xù)發(fā)展的美好生存環(huán)境。
低碳園林設(shè)計研究的核心目標(biāo)就是考慮園林綠地整個生命過程和所有要素,降低各個階段的碳消耗,提升綠地的碳匯效益??死赘瘛げ伎司头e極鼓勵研究新材料、制造技術(shù)、施工方法和管理維護(hù)的做法以降低能源消耗,開發(fā)計算每個景觀項(xiàng)目各階段的碳模型技術(shù)[25]。并指出景觀設(shè)計師工作中最顯著的碳消耗在于其設(shè)計項(xiàng)目中指定的材料,建議設(shè)計師聯(lián)合起來利用其市場購買力量引導(dǎo)更加綠色可持續(xù)的材料市場[26]。他還向IFLA組織發(fā)起倡導(dǎo)“煤煙行動計劃”——以C60煤煙分子為結(jié)構(gòu)建立的IFLA氣候行動計劃圖表,倡導(dǎo)全球風(fēng)景園林設(shè)計師采取低碳行動[27]。
孟素維[28]等論述了低碳技術(shù)在園林地形的塑造、園林植物的選擇與配置、園林建筑材料的選用、園林水體的建設(shè)與后期管理、園林中新能源的開發(fā)與利用等方面的應(yīng)用。李樹華[29]在低碳經(jīng)濟(jì)社會背景下提出了共生和循環(huán)的城市園林綠地建設(shè)基本思路。騰明君等[30]從生態(tài)學(xué)角度探討了低碳園林的發(fā)展策略,提出了增加城市綠量、改善景觀布局、選育應(yīng)用功能性植物、建設(shè)近自然園林、綜合利用水資源及引導(dǎo)居民參與園林建設(shè)等低碳園林規(guī)劃建設(shè)的生態(tài)學(xué)途徑。低碳概念在城市園林綠地中的應(yīng)用體現(xiàn)在城市雨洪管理、構(gòu)建城市的“冷島”、城市濕地景觀的營造、生產(chǎn)性景觀的應(yīng)用、引導(dǎo)綠色出行方式、低碳教育與展示基地[31]。
前文指出園林綠化并不是永久性的碳匯,園林綠化廢棄物如枯枝落葉、樹枝、草坪修剪物、雜草和殘花等按照常規(guī)的處理方式不僅污染環(huán)境,且固定在植被中的碳又釋放回空氣中。對此研究者探討了更環(huán)保、低碳的解決方案,如園林綠化廢棄物生物質(zhì)炭化技術(shù)[32]、上海靜安區(qū)實(shí)行收集落葉枯枝做“春泥”的低碳項(xiàng)目[33-34]。
《聯(lián)合國氣候變化框架公約》中將碳匯定義為從空氣中清除二氧化碳的過程、活動、機(jī)制。主要是指森林吸收并儲存二氧化碳的能力[35]。城市園林綠地不僅提供良好城市環(huán)境,綠地植物群落更能提供碳匯功能,在吸收部分溫室氣體排放、減緩氣候變化方面起著非常關(guān)鍵和重要的作用[36-37]。園林綠地的碳匯功能不同于森林,但是對于城市而言,其固碳能力具有特別重要的意義,成為研究者廣泛關(guān)注的重點(diǎn)。
3.3.1 城市綠地的碳匯效益研究
定量分析城市綠地的碳匯功能,是證明園林綠地維護(hù)城市碳平衡發(fā)揮生態(tài)效益的重要科學(xué)依據(jù)。奧尼爾·伯杰倫(Onil Bergeron)[38]等通過使用渦度相關(guān)技術(shù)對城市居住區(qū)和城郊區(qū)域的CO2通量進(jìn)行為期2年的測驗(yàn)研究,證明了城郊地區(qū)因生物碳匯活動和較低人工碳排放相比城市居住區(qū)呈現(xiàn)較低碳排放。大衛(wèi)·J·諾瓦克(David J. Nowak)等基于28個城市和6個州的城市綠化樹木現(xiàn)場數(shù)據(jù),測定單位樹木覆蓋的平均碳儲存密度為7.69kg/m2,固碳密度為0.28kgC/m2。在此數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,估算出美國總的城市綠化樹木總碳儲量為6.43億t,每年的固碳量約為2560萬t[39-40]。喬基恩(Hyun-Kil Jo)[41]曾對韓國中部3個城市能源消耗產(chǎn)生的碳排放,城市綠地的碳吸收和碳儲存進(jìn)行量化研究,利用消耗化石燃料的碳排放系數(shù)進(jìn)行碳排放量估算,碳儲存和碳吸收則主要針對木本植物進(jìn)行生物量方程和徑向生長速率的估算。在國內(nèi)已有多個城市利用3S技術(shù)對城市綠地系統(tǒng)的固碳效益做出量化評價[42]。廣州、東莞、肇慶及港澳等地先后建成CO2通量定位觀測站,以開展珠三角地區(qū)的碳源匯定量評估研究。孫春健[43]等應(yīng)用2009、2010年東莞植物園內(nèi)的CO2通量定位觀測數(shù)據(jù),估算凈生態(tài)系統(tǒng)CO2交換量和分析其季節(jié)特征,從固碳的角度量化分析了城市綠地的生態(tài)效益。周堅華[44]等提出了由遙感數(shù)據(jù)驅(qū)動,從估算植被地面生物量(AVB)和地面植被第一生產(chǎn)力(NPP)兩個層面建立城鎮(zhèn)綠地植被固碳量測算模型。陳莉[45]等基于深圳市1990、1995、2000、2005年4a的遙感影像,使用CITYGREEN模型對其城市綠地的固碳釋氧價值進(jìn)行了評估。
此外,許多學(xué)者還對城市內(nèi)具體綠地類型的碳匯效益進(jìn)行了深入研究。李巍[46]對北京奧林匹克森林公園規(guī)劃方案進(jìn)行了碳儲量研究,表明整個研究區(qū)域的樹木每年碳固定量是234.43萬t,碳儲量是1.15萬t,一年內(nèi)可節(jié)省經(jīng)濟(jì)價值達(dá)70.55萬元。王忠君[47]采用CI-100冠層分析儀直接測定各植物的葉面積指數(shù),并結(jié)合林業(yè)二類清查數(shù)據(jù)得出各植被水平分布面積測算出植物園綠量,再利用Li-6400便攜式光合測定儀進(jìn)行光合生理生態(tài)指標(biāo)的測定,對福州植物園植被的固碳釋氧效應(yīng)進(jìn)行量化研究。章銀柯[48]等以杭州西湖風(fēng)景區(qū)為研究對象,選取建于不同年代、以植物景觀為主、且具有代表性的15個典型綠地作為樣地進(jìn)行了長期固碳量的測定和分析,從植物的不同生長時期碳儲量能力測定的獨(dú)特角度探討低碳城市園林綠化建設(shè)的意義和發(fā)展思路。
3.3.2 園林綠化的碳匯能力研究
研究表明城市園林綠地中發(fā)揮碳匯效益的主要是綠化部分的土壤和植物。其中,土壤作為給植物提供營養(yǎng)和支撐的基質(zhì),是相對長時間內(nèi)的碳匯部分,在碳循環(huán)中起著非常重要的作用,因此綠化用地在城市土地利用所占比例非常重要[49-50]。據(jù)研究,綠化中的不同植物不同樹齡其碳匯能力也存在較大差異。喬基恩[51]在對庭院花園的碳儲量研究中指出,其中土壤(600mm深度)占83%,樹木和灌木占16%,草及草本植物只占0.6%。喬木的碳儲量在城市地上植被碳庫中占95%以上,草本植物較弱[52]。有研究指出吸收碳最多的是壽命長、中等速度生長的大樹,法國梧桐由于壽命長,樹冠大,是最具成本效益的品種[53]。國外學(xué)者通過對城市綠化樹木中苗圃樹木和新移植樹木進(jìn)行測驗(yàn),得出不同品種小喬木根的平均固碳量:胸徑3.8-6.4cm為0.3-1.0kg,胸徑14.0cm-19.7cm則超過10.4kg。胸徑不到6.4cm的樹平均總碳儲量范圍為1.7-3.6kg,胸徑超過14.0cm的為54.5kg[54]。針對土壤和植被、地上和地下部分碳儲存的碳差異,有學(xué)者研究The MoBiLE-DNDC模型——帶有測量樹木生長死亡的三維例程和基礎(chǔ)生理過程的模型,已經(jīng)被驗(yàn)證適用于各類純林帶的碳通量摹擬,覆蓋了針葉、闊葉常綠和落葉及各年齡段樹種[55]。
國內(nèi)對具體植物固碳釋氧能力方面的文獻(xiàn)研究也較多,得出了一些結(jié)論:不同綠地類型固碳釋氧能力順序依次為:喬木林、喬灌林、灌木林、喬草林[56],喬灌草型、灌草型和草坪型[57];同一植物不同季節(jié)固碳釋氧能力存在差異,一般為夏季>秋季>春季[58];氣孔導(dǎo)度、葉片溫度、胞間CO2濃度等是影響光合速率的主要因子[59]。還有許多學(xué)者對不同樹種固碳釋氧能力的差異性進(jìn)行了分析研究[60-63]。也有學(xué)者提出,目前大部分研究者從光合作用角度來研究植物碳效應(yīng)的方法存在偏差,相對微觀的光合作用研究不能代表植物整個生命周期內(nèi)的碳匯能力,影響其總碳匯效益的因素還很多[64]。
縱觀國內(nèi)外現(xiàn)有相關(guān)文獻(xiàn)研究,短短10年內(nèi),國內(nèi)外學(xué)者對低碳園林進(jìn)行了積極的探討。從國內(nèi)外研究差異來看:國外最早提出概念并探討園林項(xiàng)目的碳足跡,多集中通過量化研究驗(yàn)證園林綠地的碳匯能力及影響碳足跡的因子,但研究缺乏廣度和文獻(xiàn)數(shù)量;國內(nèi)相關(guān)研究稍晚研究熱情高,基于低碳理念,對低碳園林概念、特征、內(nèi)容方法等進(jìn)行了廣泛討論,但是多定性研究,從文章占總數(shù)比例來看基于量化研究得出的創(chuàng)新性結(jié)論較少。
從研究內(nèi)容來看多集中在園林碳足跡、低碳園林設(shè)計及園林碳匯3方面,從研究內(nèi)容成果來看:園林綠地的碳足跡具有隱形性,主要集中在施工及養(yǎng)護(hù)管理過程,且受設(shè)計階段影響大,由于考慮因素多,較難展開實(shí)驗(yàn)研究,現(xiàn)有研究較少;低碳園林設(shè)計多定性探討,有助于指導(dǎo)園林項(xiàng)目的低碳實(shí)踐,但是缺少實(shí)證及數(shù)據(jù)支撐,對實(shí)踐的檢驗(yàn)評價力度不夠;園林綠地碳匯方面有較好的研究基礎(chǔ),量化研究方法可借鑒多,但是缺少理論總結(jié),同時需加強(qiáng)基于低碳生態(tài)城市建設(shè)的園林綠地空間規(guī)劃應(yīng)用研究。
總體而言,低碳園林的概念傳播廣泛,而學(xué)術(shù)界對其概念內(nèi)涵、適用范圍、研究方法等理解和研究尚處于探索階段,沒有形成統(tǒng)一觀點(diǎn),低碳園林理論未成體系,學(xué)術(shù)研究滯后于其傳播和應(yīng)用。因此,亟待再總結(jié)和梳理研究現(xiàn)有成果基礎(chǔ)上,思考現(xiàn)狀問題并對進(jìn)一步研究方向進(jìn)行展望。
綜上所述,低碳園林相關(guān)研究基礎(chǔ)薄弱、散亂,核心問題在于理論系統(tǒng)研究的缺失,無法抓住問題的根源,缺乏統(tǒng)籌全局的理論來指導(dǎo)實(shí)踐,從而影響實(shí)踐的有效性。從建構(gòu)理論體系出發(fā),筆者以為,現(xiàn)階段研究問題存在的最大障礙是概念內(nèi)涵的模糊和研究范圍的不確切:
(1)概念之準(zhǔn)確定義的缺失
概念名詞的定義和理解是一切命題研究的根本,現(xiàn)行有關(guān)“低碳園林”概念的理解參照“低碳經(jīng)濟(jì)”、“低碳城市”,僅從能源消耗、碳排放角度考慮。側(cè)重于風(fēng)景園林整個生命周期中涉及到碳排放的部分,而忽略了風(fēng)景園林本質(zhì)屬性與碳的辯證關(guān)系。即風(fēng)景園林不同于經(jīng)濟(jì)、城市、建筑、工業(yè)等由人工主導(dǎo),其屬性是一個包含“自然”和“人工”兩部分交叉的綜合體,也就是說,風(fēng)景園林既有“碳匯”部分,又存在“碳源”①(圖2)。例如城市綜合性公園或風(fēng)景區(qū),其碳匯效益占主導(dǎo),用總碳量來衡量則是負(fù)碳②,完全符合低碳標(biāo)準(zhǔn),那么這類園林類型就不對應(yīng)有關(guān)“低碳園林”定義下的研究范圍。因此,“低”與“碳”的構(gòu)詞,不能完全涵蓋風(fēng)景園林與碳的關(guān)系,需進(jìn)一步剖析,尋找準(zhǔn)確的概念定義。
(2)概念定義范圍與實(shí)際研究范圍不統(tǒng)一,導(dǎo)致概念理解混亂
首先,現(xiàn)行定義側(cè)重風(fēng)景園林整個生命周期更低的碳排放,但其低碳的衡量標(biāo)準(zhǔn)難以定量。這主要由于相比城市中建筑、交通、工業(yè)領(lǐng)域的高碳屬性,風(fēng)景園林存在許多隱形能耗。這點(diǎn)易被忽視而常被大量設(shè)計師甚至學(xué)者誤解,將綠色、自然的景觀就冠以低碳甚至負(fù)碳,在沒有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上夸大園林綠地的碳匯效益,忽視了其碳排放。其次,從整個學(xué)術(shù)論文研究內(nèi)容來看,園林植物的碳匯效益亦是低碳園林理論范疇和低碳城市建設(shè)碳匯方向的重點(diǎn)研究內(nèi)容,而現(xiàn)行概念定義范圍不完全對應(yīng)實(shí)際研究內(nèi)容范圍,導(dǎo)致現(xiàn)階段研究的盲目和混亂。
因此,研究低碳園林當(dāng)以理解風(fēng)景園林與碳之間的關(guān)系內(nèi)涵為前提,明確理論框架和研究范圍。城市生態(tài)綠地系統(tǒng)是低碳生態(tài)城市碳平衡的重要保障,低碳概念不論是目前還是未來一段時間仍將是園林領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),進(jìn)一步的研究建議從以下2方面發(fā)展:
(1)明確相關(guān)概念內(nèi)涵和范圍。應(yīng)該立足于低碳城市建設(shè),以城市范圍內(nèi)的園林綠地類型為對象,從碳源和碳匯兩個層面進(jìn)行詮釋和定義。
(2)構(gòu)建綜合性碳效應(yīng)定量研究方法。
加強(qiáng)其他學(xué)科領(lǐng)域有關(guān)“碳”的測算方法借鑒總結(jié),結(jié)合風(fēng)景園林自身特點(diǎn),區(qū)分園林綠地類型及園林工程階段,建立園林綠地的碳匯效益及碳足跡的定量研究方法體系,進(jìn)一步完善理論以實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)實(shí)踐的有效性。
注釋:
①碳源與碳匯是兩個相對的概念,即碳源是指自然界中向大氣釋放碳的母體(即產(chǎn)生二氧化碳之源),碳匯是指自然界中碳的寄存體(吸收并儲存二氧化碳的能力)。
②負(fù)碳來源于“負(fù)碳經(jīng)濟(jì)”,主要指能“吸納”并消除自身經(jīng)濟(jì)活動中產(chǎn)生的全部二氧化碳,還額外消耗二氧化碳的過程。
[1] Dijkgraaf E,Gradus RHJM. Cost savings in unit-base pricing of household waste-The case of The Netherlands [J].Resouce and Energy Economics,2004,26(4):353-371.
[2] Climate Change 2007-The Fourth IPCC Assessment Report[R/OL].httP://www.iPcc.ch/Publications_and_data.
[3]李超騙,馬振邦,鄭憩,等.中外低碳城市建設(shè)案例比較研究[J].城市發(fā)展研究,2011,18(1):31-35.
[4]林姚宇,吳佳明.低碳城市的國際實(shí)踐解析[J].國際城市規(guī)劃,2010,25(1):121-124.
[5]諸大建.低碳經(jīng)濟(jì)能成為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)嗎[N].解放日報,2009-6-22.
[6]葉祖達(dá).建立低碳城市規(guī)劃工具——城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間碳匯功能評估模型[J].城市規(guī)劃,2011,35(2):32-38.
[7]陳飛,諸大建.低碳城市研究的理論方法與上海實(shí)證分析[J].城市發(fā)展研究,2009,16(10):71-79.
[8]龔兆先,吳薇.改善城市熱氣候的規(guī)劃與設(shè)計措施[J].規(guī)劃師,2005,21(8):74-77.
[9]駱高遠(yuǎn).城市“屋頂花園”對城市氣候影響方法研究[J].長江流域資源與環(huán)境,2001,10(4):373-379.
[10]程緒珂.論生態(tài)園林[J].上海園林科技,2004,(1):1-8,23.
[11]王貞,萬敏.低碳風(fēng)景園林營造的功能特點(diǎn)及要則探討[J].中國園林,2010,(6):35-38.
[12]王紹增.低碳的疑惑和解讀[J].中國園林,2011,(1):1-5.
[13]李先軍,張麗梅.低碳式風(fēng)景園林建設(shè)探析[A].和諧共榮——傳統(tǒng)的繼承與可持續(xù)發(fā)展:中國風(fēng)景園林學(xué)會2010年會論文集(下冊)[C].2010.
[14]孟素維,李慧峰.低碳技術(shù)在園林工程中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2012,(21):193-195.
[15]劉曉明,趙彩君譯.國際風(fēng)景園林師聯(lián)合會(IFLA)通訊第75期2008年3月[J].中國園林,2008,(6):32-38.
[16]涂秋風(fēng).低碳與城市園林[M].中國建筑工業(yè)出版社,2012.
[17] Hoekstra, A.Y. Water Neutral: Reducing and Offsetting the Impacts of Water Footprints[R]. UNESCO-IHE,Delft, the Netherlands. Value of Water Research Report Series,NO.28,2008.
[18] T. Wiedmann, J. Minx A. Definition of ‘Carbon Footprint’. C.C. Pertsova (Ed.), Ecological Economics Research Trends [M], Nova Science Publishers,2008,Charpter one:1-11.
[19] Craig pocock. The carbon landscape[J].Topos,2007,61:86-89.
[20] Strohbach, M.W , E. Arnold and D. Haase. The carbon footprint of urban green space—A life cycle approach [J].Landscape and Urban Planning, 2012, 104(2): 220-229.
[21]殷利華,姚忠勇,萬敏.園林綠化工程施工階段碳足跡研究——以武漢光谷大道隙地綠化工程為例[J].中國林,2012(4): 66-70.
[22] Hyun-Kil Jo, E. Gregory McPherson. Carbon Storage and Flux in Urban Residential Greenspace[J].Environmental Management,1995,45:109-133.
[23] Cameron, R.W.F., et al., The domestic garden-Its contribution to urban green infrastructure [J]. Urban Forestry & Urban Greening, 2012,11(2): 129-137.
[24] Hyun-Kil Jo. Impacts of urban greenspace on offsetting carbon emissions for middle Korea [J]. Environmental Management, 2002,64:115-126.
[25] Craig pocock. The carbon landscape: managing the carbon impact in landscape design[EB/OL]. http://www.carbonlandscape.co.nz.
[26] Craig pocock. The catbon landscape: using the free market to fight climate change [J]. Topos,2010,70:76-79.
[27] Craig pocock. Open letter to IFLA: climate change action plan model [EB/OL]. http://www.carbonlandscape.co.nz.
[28]孟素維,李慧峰.低碳技術(shù)在園林工程中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2012,(21):193-195.
[29]李樹華.共生、循環(huán)——低碳經(jīng)濟(jì)社會背景下城市園林綠地建設(shè)的基本思路[J].中國園林,2010,(6):19-22.
[30]騰明君,周志翔岳輝,楊玉萍.低碳園林的生態(tài)學(xué)途徑[J].中國園林,2012,(4):40-43.
[31]夏宇,孫嬌.低碳與城市園林綠地設(shè)計[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2010,(16):231,233.
[32]錢新鋒,賞國鋒,沈國清.園林綠化廢棄物生物質(zhì)炭化與應(yīng)用技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國園林,2012,(11):101-104.
[33]上海靜安區(qū)科研成果服務(wù)世博:落葉化作“春泥”.園林科技[J],2010,117(3):48.
[34]范慧妮,陸覺民.園林廢棄物循環(huán)利用(二)——收集系統(tǒng)的建立[J].園林,2010,(10):48-50.
[35]張寶鑫,淺談基于碳匯理論的城市園林綠化建設(shè)[A].2008背景奧運(yùn)園林綠化的理論與實(shí)踐[C].2009.
[36] S.J. Livesley, B.J. Dougherty, A.J. Smith, D. Navaud,L.J. Wylie, S.K. Arndt Soil-atmosphere exchange of carbon dioxide, methane and nitrous oxide in urban garden systems: impact of irrigation, fertiliser and mulch [J]. Urban Ecosystem, 2010,13:
273–29 3.
[37] Michael W. Strohbach,Dagmar Haaseb. Aboveground carbon storage by urban trees in Leipzig, Germany:Analysis of patterns in a European city[J]. Landscape and Urban Planning,2012,104:95-104.
[38] Onil Bergeron,Ian B. Strachan. CO2 sources and sinks in urban and suburban areas of a northern mid-latitude city[J]. Atmospheric Environment, 2011,45:1564-1573.
[39] David J. Nowak, Daniel E. Crane. Carbon storage and sequestration by urban trees in the USA [J]. Environmental Pollution, 2002(116): 381-389.
[40] David J. Nowak,Eric J. Greenfield,Robert E.Hoehn,Elizabeth Lapoint. Carbon storage and sequestration by trees in urban and community areas of the United States[J]. Environmental Pollution,2013,178:229-236.
[41] Hyun-Kil Jo. Impacts of urban greenspace on offsetting carbon emissions for middle Korea[J]. Environmental Management, 2002,64:115-126.
[42]曹偉著.城市生態(tài)安全續(xù)論[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2011,05.
[43]孫春健,王春林,申雙和,等.珠三角城市綠地CO2通量的季節(jié)特征[J].生態(tài)學(xué)報,2012,32(4):1273-1282.
[44]周堅華,胡永紅,周一凡,等.城鎮(zhèn)綠地植被固碳量遙感測算模型的設(shè)計[J].生態(tài)學(xué)報,2010,30(20):5653-5665.
[45]陳莉,李佩武,李貴才,等.應(yīng)用CITYGREEN模型評估深圳市綠地凈化空氣與固碳釋氧效益[J].生態(tài)學(xué)報,2009,29(1):272-282.
[46]李薇.CITYgreen軟件在城市綠地生態(tài)效益評價中的應(yīng)用——以奧林匹克森林公園規(guī)劃方案為例[D].北京:北京林業(yè)大學(xué)碩士論文. 2007
[47]王忠君.福州植物園綠量與固碳釋氧效益研究[J].中國園林,2010,26(12):1-4.
[48]章銀柯,馬婕婷,王恩,包志毅.基于碳儲量測定的低碳高效城市園林綠化建設(shè)思路探討——以杭州西湖風(fēng)景名勝區(qū)為例[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2013,28(1):221-226.
[49] William H. Schlesinger. Carbon sequestration in soils[J].Science, 1999, 284:2095.
[50] E.D. Schulze, A. Freibauer. Carbon unlocked from soils[J]. Nature, 2005,437:205-206.
[51] Hyun-Kil Jo, Gregory E. McPherson. Carbon storage and flux in urban residential greenspace[J]. Journal of Environmental Management.1995,45:109–133.
[52] Davies, Z.G., Edmondson, J.L., Heinemeyer A., Leake,J.R., Gaston, K.J. Mapping an urban ecosystem service:quantifying above-ground carbon storage at a city-wide scale[J]. Journal of Applied Ecology, 2011,48(5):1125-1134.
[53] Kent F. Kovacs, Robert G. Haight,Suhyun Jung,Dexter H. Locke, Jarlath O'Neil-Dunne. The marginal cost of carbon abatement from planting street trees in New York City[J]. Ecological Economics ,2013,95:1-10.
[54] Andra D. Johnson, and Henry D. Gerhold.Carbon storage by urban tree cultivars,in roots and above-ground[J]. Urban Forestry & Urban Greening,2003,2(2):65-72.
[55] R55] 2.ry & Ur Ralf Kiese,Thomas Grünwald, Jean-Marc Ourcival,André Granier,Jean-Marc Ourcival. Modelling forest carbon balances considering tree mortality and removal[J].Agricultural and Forest Meteorology,2011,151:179-190.
[56]李敏.城市綠地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的研究——以哈爾濱市為例[D].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué),2002.
[57]李輝,趙衛(wèi)智,古潤澤,等.居住區(qū)不同類型綠地釋氧固碳及降溫增濕作用[J].環(huán)境科學(xué),1999,20(6):41-44.
[58]張艷麗,費(fèi)世民,李智勇,等.成都市沙河主要綠化樹種固碳釋氧和降溫增濕效益[J].生態(tài)學(xué)報,2013,33(12):3878-3887.
[59][61]王麗勉,胡永紅,秦俊,等.上海地區(qū)151種綠化植物固碳釋氧能力的研究[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2007,26(3):399-401.
[60]李想,李海梅,馬穎,等.居住區(qū)綠化樹種固碳釋氧和降溫增濕效應(yīng)研究[J].北方園藝,2008(8):99-10
[62]韓煥金.城市綠化植物的固碳釋氧效應(yīng)[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005,33(5):68-70.
[63]趙萱,李海梅.11種地被植物固碳釋氧與降溫增濕效益研究[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報,2009,21(1):44-47.
[64]包志毅,馬婕婷.試論低碳植物景觀設(shè)計和營造[J].中國園林,2011,(1):7-10.