徐 昉 李明慧 施 以 李 倞

XU Fang* LI Minghui SHI Yi LI Liang

（北京林業(yè)大學園林學院，北京 100083）

( School of Landscape Architecture, Beijing Forestry University, Beijing, China, 100083 )

伴隨“雙碳”目標的提出，植物景觀規(guī)劃設計迎來全新的機遇和挑戰(zhàn)。聚焦園林植物群落對碳排放的減源和增匯功能，通過文獻分析法對現(xiàn)有研究進行整合分析，梳理并提出植物景觀營建模式三個層次的建議，包括：（1）微觀上關注植物選擇，提出關于植物材料年齡、植物種類選擇的建議；（2）中觀上圍繞園林植物群落配置、立體綠化、水體固碳，探討如何減排增匯；（3）宏觀上關注如何從規(guī)劃角度考慮公園綠地和周邊綠地的聯(lián)系，增強城市碳匯功能。實地調研北京海淀公園典型植物景觀，分析討論其不足之處并提出植物景觀設計建議，為建立多維度且適用于我國華北地區(qū)公園的低碳植物景觀營造模式提供參考和支撐。

植物景觀；風景園林；碳中和；樹種選擇；植物群落配置；城市綠地

2020年9月，習近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上發(fā)表重要講話，提出中國“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”的目標?！疤贾泻汀笔侵冈谝?guī)定時期內人為二氧化碳移除在全球范圍內抵消人為二氧化碳排放時，可實現(xiàn)二氧化碳凈零排放[1]。2021年6月發(fā)布的《國務院辦公廳關于科學綠化的指導意見》提出要科學開展大規(guī)模國土綠化行動，增強生態(tài)系統(tǒng)功能和生態(tài)產品供給能力，提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯增量[2]；同年10月發(fā)布的《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》也提出，要建設城市生態(tài)和通風廊道，提升城市園林綠化水平；嚴守生態(tài)保護紅線，嚴控生態(tài)空間占用，穩(wěn)定現(xiàn)有森林、草原、濕地、海洋、土壤、凍土、巖溶等固碳作用；開展山水林田湖草沙一體化保護和修復，深入推進大規(guī)模國土綠化行動[3]。

1997年《京都協(xié)議書》中肯定了植物對于減緩氣候變暖的貢獻，支持發(fā)展中國家開展碳匯項目，并將其用于抵消國內的減排指標。城市綠地是城市生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮功能的重要載體，可從固碳增匯、降溫減排和綠色慢行三條路徑對碳中和產生影響[4]，而種植植物是“唯一不消耗能量的碳匯方法”[5]。園林植物的固碳釋氧功能使其可通過光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣，并將碳元素轉化為有機物，因此高固碳能力的園林植物景觀在城市綠地應用中具有重要意義。將雙碳理念應用到城市園林植物景觀規(guī)劃設計中，是實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

植物景觀主要從“直接減源”和“增加碳匯”兩個方面為達成雙碳目標作出貢獻[6]。針對低碳理念下的植物景觀規(guī)劃設計，徐銘等[7]就公路服務區(qū)總結提升植被碳匯能力的技術措施；包志毅等[8]從植物景觀養(yǎng)護過程中的碳排放和植物景觀碳效應的影響因素兩方面討論低碳植物景觀的設計營造方法，并建議從更長時間維度來研究植物景觀的碳效益；榮先林[9]提出在設置低碳園林植物景觀時需要遵循的原則，并針對增加綠量、改善小氣候、低強度養(yǎng)護三方面提出設計途徑；王敏等[10]構建城市綠地碳中和效能的評估框架，并提出綠地布局及植物配置的優(yōu)化策略。但多數(shù)文章提出的建議較為模糊[11]或關注點較單一[12]，并不足以作為園林植物景觀營建時的主要參考；另有部分研究從植物景觀評價的角度出發(fā)[13]，構建評價體系和模型，而非提出營建策略。針對植物體本身或群落的碳匯能力，董延梅等[14]就同一地區(qū)內常用樹種進行固碳釋氧效益研究，并對其固碳釋氧能力進行了排序；潘劍彬[15]以北京奧林匹克公園為例，研究不同植物群落結構和類型降低樣地二氧化碳濃度的效益，并提出可高效吸收二氧化碳的植物群落模式；金竹秀[16]和依蘭[17]對研究地塊植物群落固碳釋氧能力進行評價，并提出群落優(yōu)化建議?？傮w而言，“雙碳”目標背景下，園林植物景觀營造不僅要考慮植物個體的碳吸收能力，還應著眼于植物群落的組團效應，以及綠地空間在城市、區(qū)域范圍發(fā)揮的集體作用，以實現(xiàn)較為系統(tǒng)的研究。

本文基于中國知網（CNKI）數(shù)據(jù)庫，通過檢索式“主題=植物景觀 AND 碳”進行搜索和篩選，并對檢索出的文章進一步歸納總結，嘗試提出兼顧植物“減源”和“增匯”，包括微觀—植物選擇、中觀—組團配置、宏觀—綠網聯(lián)系三個層次的植物景觀營建模式。以北京市海淀公園作為研究對象進行實地調研，通過分析公園內部植物景觀現(xiàn)狀問題，探討雙碳目標下的園林植物景觀營建的策略建議。

1 雙碳目標下的園林植物景觀營建策略

1.1 植物個體選擇方面

1.1.1 選用高碳匯鄉(xiāng)土樹種，合理搭配外來樹種

鄉(xiāng)土樹種指本地區(qū)有天然分布的樹種，或某些引種期長、并在本地極端氣候環(huán)境條件下生長良好、已表現(xiàn)沒有生態(tài)擴侵性、符合引種成功標準的歸化樹種[18]，具有區(qū)域性、良好的適應性和抗逆性、珍貴性、經濟性、歷史性和文化性[19]。相對于外來樹種，鄉(xiāng)土樹種有穩(wěn)定的群落結構，對當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)不會造成破壞[20]，可以從源頭上降低營建初期的碳排放量。在施工和后期維護中，鄉(xiāng)土樹種采集和運輸成本較外來樹種更低，且成活率和抗性更強[21]，相同的種植量下需要更少的資源維護，產生更低的排碳量。因此，合理使用高碳匯鄉(xiāng)土樹種，適當搭配外來樹種，不僅可以營造出特色植物群落景觀，而且可以減少建設和運營成本，減排增匯，達到美學和生態(tài)功能的平衡。

1.1.2 考慮植物體生命周期，優(yōu)選較強碳匯階段

研究表明，其他條件相同的情況下，生長速率快的喬木碳匯能力更強[22]。同時，綠地中高大喬木比例越高，喬木規(guī)格越大，其凈碳儲量和碳匯效應越高[23]。一般認為，幼齡和中齡的植物生長速度和生物量增長速度均較快，增加量大，固碳增長量更大且排碳量相對較少；而成熟期的植物生物量基本穩(wěn)定，固碳增長量相應減緩，在移植初期的排碳量也相對較大[24]。因此在進行植物選擇時，可根據(jù)實際情況選取處于較強碳匯階段的苗木進行種植。

1.2 植物組團配置方面

1.2.1 選擇高碳匯能力植被覆蓋類型，打造復層植物群落

不同植被覆蓋類型的平均固碳量有很大差別（表1），碳匯能力高的植被覆蓋類型能夠顯著提升綠地碳匯效益[26]。不同學者對華中地區(qū)[27-28]、華東地區(qū)[29]、華南地區(qū)[30]和東北地區(qū)[31]園林植物固碳釋氧能力的研究表明，從植物生活型[32]的角度來看，基本符合喬木個體固碳能力略大于灌木、喬灌大于地被和草坪、落葉樹種大于常綠樹種的規(guī)律；從單位葉面積固碳釋氧能力的角度來看，結論則基本相反，草本花卉單位面積日固碳量極高[27-28,33-35]。因此，喬灌復層和落葉常綠混交林的搭配組合對增加碳匯能力有重要作用。而不同密度[36]的植物群落也會使城市綠地的碳匯能力有所區(qū)別。雖然理論上植物的生物量越高碳匯量就越高，但群落密度過大會引起植物生長不良，碳匯能力下降[23]。植物群落的碳匯效應和其生物量并非簡單的線性關系，栽植密度并非越大越好，應選擇合理密度進行栽植，并及時進行養(yǎng)護管理。

表1 不同植被覆蓋類型單位綠地面積凈日固碳量[25]Tab.1 Net daily carbon sequestration per unit green area of different green space types[25]

1.2.2 鼓勵垂直綠化和立體綠化結合

在用地較為緊湊、公園綠地面積受限時可以考慮垂直綠化和立體綠化。雖然垂直綠化中使用較多的植物（如攀援植物）不論是單位面積固碳量還是釋氧量均遠小于綠地中種植的喬灌木[37]，但是在用地緊張的地塊不失為一種增加碳匯的方式。垂直綠化還有為所在小區(qū)域降溫增濕的作用[38]，其能夠在一定程度上減少碳排放；若是面積較大的立體綠化，則不但能在一定程度上減緩城市熱島效應，而且有隔熱保溫的效果[39]，從“減源”和“增匯”兩方面助力碳中和。

1.2.3 打造濕地植物生長格局，促進水體碳儲存

植物具有凈化水體的作用，不僅能吸收水中的營養(yǎng)物質，還能顯著降解氮、磷和泌氧的含量，為微生物提供適宜的生存空間，從而影響水體和周邊濕地的碳儲存[40-41]。研究表明，在河流濕地和人工濕地中，有植物覆蓋的沉積物中碳儲量高于無植物覆蓋的沉積物中的碳儲量，而在人工濕地中，潛流濕地的單位面積碳儲量也顯著高于表流濕地[42]，說明濕地中的植物對濕地固碳起到了極為重要的作用。建議在有水體處適度擴大水生植物和濕地植物種植面積，打造從沉水植物到濕生植物的全序列或部分序列的植物生長格局[43]。

1.3 整合公園植物景觀，完善城市綠網構建

殷煒達等[44]人基于遙感技術進行北京城市綠地碳儲量估算，其繪制的碳密度空間分布圖（圖1）顯示四環(huán)到五環(huán)之間是海淀區(qū)五環(huán)內城市綠地碳儲量最高的區(qū)域，主要是大面積的公園綠地與區(qū)域綠地構成了集中的碳庫。在四環(huán)以內的碳儲則均勻散布，碳儲量相對較低主要是由于附屬綠地在城市內的分布較分散，除此之外還包括線性分布的防護綠地碳儲。通過對城市“城－郊－鄉(xiāng)”綠地碳儲的研究，公共綠地的碳密度排在第二位，僅次于生產綠地[45]。因此對于中心城區(qū)外分布的較大綠地，其植物景觀規(guī)劃宜考慮與周圍現(xiàn)有綠地區(qū)域相互作用、相互聯(lián)系；不同類型的公園綠地之間，如城市公園、郊野公園、游園等，以及公園綠地輻射范圍內的附屬綠地之間，植物景觀不僅在樹種選擇和群落搭配上可以呼應，同時相互補充不同的增匯手段，也可以串聯(lián)不同用地間的低碳空間，多種類型綠地集中分布，形成城市綠地碳儲集中區(qū)和“城市碳庫”。

圖1 海淀區(qū)五環(huán)內城市綠地碳密度分布[44]Fig.1 Carbon density distribution of urban green space in the Fifth Ring Road, Haidian District[44]

2 北京市海淀公園植物景觀營建

2.1 研究區(qū)概況

海淀公園建于2003年，位于北京西北四環(huán)的萬泉河橋畔，與皇家園林頤和園相鄰，占地面積34 hm2，是北京海淀區(qū)重要的綜合性公園（圖2），前身為暢春園，為北京市三山五園體系中重要的組成部分。根據(jù)綜合性公園在城市中的服務范圍，海淀公園又屬于區(qū)域性綜合公園，自然條件良好，規(guī)模較大，能滿足人們游覽休息、文化娛樂等多種功能的需求，適合各種年齡和職業(yè)的城市居民進行半日到一日的游覽活動。此外，海淀公園還是全國首個AI公園，公園內的智慧公園設施和科技科普場所與植物景觀的結合，可以為華北地區(qū)新型低碳公園建設提供參考。海淀公園植物景觀營造總體上較為成功，園內基調樹種和大部分骨干樹種均為北京市鄉(xiāng)土樹種，僅在有特定景觀需求的地方栽植外來樹種，且栽植面積不大，并與其他鄉(xiāng)土樹種組合形成良好的景觀效果。但仍存在部分問題，有待改進。

圖2 海淀公園平面圖Fig.2 Plan of Haidian Park

2.2 現(xiàn)狀問題

就海淀公園內部綠地而言，部分景區(qū)群落復層結構完善，具有良好的碳匯潛力。但公園大部分景區(qū)景點及周邊綠地群落大多以喬草結構為主，灌木層較缺失，存在復層結構缺失的問題。陳有臻[46]對海淀公園內木本植物進行調查，發(fā)現(xiàn)灌木層數(shù)量和種類遠少于喬木層。部分景區(qū)喬木層較為缺乏，以海淀公園中心草坪與淀園花谷景區(qū)為例，中心草坪（圖3）植被結構為單一地被群落，缺少落葉植物特別是喬木；淀園花谷景區(qū)主要為灌木—宿根草本群落，且喬木群落集中在景區(qū)外圍，碳匯能力低于群落結構更為豐富、以喬木群落為骨干的其他景區(qū)。另外，公園內雨水花園（圖4）數(shù)量較少，且和園內大面積湖水結合得并不是很好。水體旁雖有一定面積的人工濕地，對于水體凈化和生物活動（如鳥類活動）均有一定益處，但其人工濕地和水生植物種植面積相對較小、距離水體較遠、凈水范圍有限，植物種類較為單一且木本植物數(shù)量不足。經觀察發(fā)現(xiàn)，公園中一部分水生植物并非直接種植在水體中，而是通過在水中擺放盆栽的方式對植物進行展示，雖然具有一定的景觀效果，但盆栽方式既會在維護景觀時產生較高的碳排放，也不利于水生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。同時，園內垂直綠化和立體綠化使用較少，如“未來空間”處（圖5），另有多處擋土墻，均為墻面裸露在外的狀態(tài)。整體海淀公園中綠地相對塊面較小且破碎化比較嚴重。

圖3 中心草坪景區(qū)Fig.3 Central lawn area

圖4 雨水花園Fig.4 Rain garden

圖5 “未來空間”Fig.5 “Future Space”

2.3 植物景觀營造策略建議

2.3.1 增加部分綠地植物復層結構

海淀公園中現(xiàn)有植被組成以鄉(xiāng)土植物（圖6）為主，且主要景點的群落組成以喬木為主，大量種植的饅頭柳（Salix matsudanavar.matsudana）、欒樹（Koelreuteria paniculata）、國槐（Styphnolobium japonicum）、黃櫨（Cotinus coggygria）等喬木，紫葉李（Prunus cerasifera）、榆葉梅（Amygdalus triloba）、紅瑞木（Cornus alba）、茶條槭（Acer tataricum）、碧桃（Amygdalus persicavar.persica）等灌木，玉簪（Hosta plantaginea）、石竹（Dianthus chinensis）、玉帶草（Phalaris arundinacea）等宿根花卉，均屬北京鄉(xiāng)土植物，在海淀區(qū)生境中可以形成穩(wěn)定的群落，生態(tài)位穩(wěn)定，其中欒樹、碧桃、紫葉李、榆葉梅等（表2）均為單位葉面積碳吸收量較高的樹種[47]，且采集和運輸成本較低，碳消耗量少。

圖6 海淀公園鄉(xiāng)土樹種種植范圍示意圖Fig.6 Sketch map of planting area of native trees in Haidian Park

表2 海淀公園“雙碳”園林植物名單Tab.2 List of beneficial garden plants for carbon peaking and carbon neutrality in Haidian Park

但調研中發(fā)現(xiàn)，海淀公園中心草坪景區(qū)及其周邊綠地灌木層都較為缺乏，考慮到公園整體景觀空間體驗和環(huán)境營造需求，作為公園入口處的主要中心景觀，中心草坪景區(qū)的植物景觀形式仍很有必要。對于其周邊綠地，則可以通過增加灌木層的覆蓋面積，打造復層植物群落，更快速地構建生物量高且較為穩(wěn)定的植被生態(tài)系統(tǒng)，提高植物景觀碳匯，同時有助于土壤碳收集能力的提升[48]，以達到提高綠地碳匯效益的效果。

公園南部區(qū)域，喬木層植被均較高大，長勢良好，但是灌木層缺乏，在選擇灌木層植物時可以考慮使用較為耐陰的種類，如香茶藨子（Ribes odoratum）、小花溲疏（Deutzia parviflora）等，既能較好地適應比較陰蔽的場地環(huán)境，又能適應北京的氣候條件，達到一定的景觀效果。對于喬木較為缺乏的區(qū)域，如公園中部草坪周邊的綠地，則可適當補植如國槐、毛泡桐、圓柏等的高碳匯喬木，同時注意和所處景觀及下層植被生態(tài)習性相適應。在選擇苗木時應注意選擇處于幼齡和中齡、規(guī)格較小的苗木進行栽植，增強所在綠地碳匯能力。同時，應注意選擇合理密度進行栽植，將種植密度控制在250～450株/hm2范圍內[35]，防止植株栽植密度過小或過大，而導致栽植量不足或者生長不良、生物量下降，繼而引發(fā)碳匯減少及景觀整體美觀度降低等問題。

2.3.2 優(yōu)化濱水植物種植

在海淀公園現(xiàn)有草坪處和沿水邊綠地處建議增加雨水花園的數(shù)量和面積，將水生植物造景與海綿設施相結合，創(chuàng)造多樣低碳植物景觀的同時，更好地進行雨水收集和凈化工作。在園內人工濕地區(qū)域，建議篩選出凈化水體效果較好的濕生木本植物，如耐水濕的旱柳（Salix matsudana）、絲綿木（Euonymus maackii）、柘樹（Cudrania tricuspidata）等以替換現(xiàn)水邊不耐水濕的木本植物[49]，濕生木本植物的根系可凈化水質[50]，減少后期繁瑣的草本刈割工作和濕地管理成本，還能保證濕地景觀的持久性，防止水體富營養(yǎng)化，符合碳中和的植物群落構建理念，值得在低碳園林濕地景觀建設中推廣。適當添加耐污及凈化能力均較高的浮水植物，如鳳眼蓮（Eichhornia crassipes）；沉水植物，如金魚藻（Ceratophyllum demersum）、狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）；濕生植物，如鳶尾（Iris tectorum）、黑麥草（Lolium perenne）等[51-52]，構建良好的從沉水植物到濕生植物的全序列植物生長格局。在濱水地塊還可構建如“落新婦（Astilbe chinensis）＋莢果蕨（Matteuccia struthiopteris）”“地榆（Sanguisorba officinalis）＋白花敗醬（Patrinia villosa）＋紫菀（Aster tataricus）＋林地早熟禾（Poa nemoralis）”等群落，豐富濱水景觀[53]。園內部分淺塘中建議選擇較為抗病或耐寒的品種直接栽種，如墨西哥黃品系、香睡蓮品系等[54]，替換現(xiàn)有的盆栽，若由于展示需要，則可以使用缸栽的方式，在水體范圍外進行單獨展示。

2.3.3 增加立體綠化和垂直綠化

建議考慮在園內擋土墻處，特別是“未來空間”處增加垂直綠化和立體綠化。垂直綠化具有降溫增濕作用，可以改善建筑內環(huán)境，從一定程度上減少建筑碳排放量；立體垂直綠化也可以作為科普展示的一部分，為人們帶來科技體驗。豐富的垂直綠化和立體綠化也與該景點打造的創(chuàng)新主題緊密結合，進一步加強海淀公園對于“雙碳目標”的探索。

2.3.4 整合園內部分破碎綠地，發(fā)揮碳匯節(jié)點作用

建議整合海淀公園西南部較為破碎化的綠地，通過降低部分園路級別、設置汀步的方式連接場地，加以種植喬灌草復層結構植物群落，使之成為更完整、碳匯效益較高的公園綠地。海淀公園現(xiàn)與西側頤和園、東北側圓明園以及圓明園東側東升八家郊野公園形成北京西北郊四環(huán)到五環(huán)間相互聯(lián)系、相互作用（圖7）的碳匯高密度區(qū)域；作為綜合公園，與周邊社區(qū)公園、郊野公園、街旁游園、專類園等多種綠地類型組成種類豐富的城市綠地集中分布區(qū)和“城市碳庫”，將城市西北郊綠隔的大面積綠地與四環(huán)內教育區(qū)、科技區(qū)的零碎綠地聯(lián)系起來，進一步提高海淀公園作為城市公園綠地的碳匯功能，更好地改善城市生態(tài)環(huán)境。

圖7 海淀公園及其周邊綠地網絡[55]Fig.7 Haidian Park and its surrounding green space network[55]

3 結論與討論

植物景觀是城市園林綠地的重要組成部分，在城市園林綠地影響碳中和的途徑中發(fā)揮主要作用。園林綠地的全面低碳化，很大程度上受植物景觀營建的影響。本文較為系統(tǒng)地梳理和整合現(xiàn)有成果和相關研究，從三個層次提出較為細致的園林植物景觀營建策略，并結合海淀公園現(xiàn)狀，從“雙碳”目標角度提出植物景觀營造建議。不足之處為并未對設計策略進行更進一步的定量化分析，將在后續(xù)研究中繼續(xù)探討植物景觀中不同植物種類的數(shù)量和比例關系對植物群落碳收支情況的影響，通過實測和計算，得出更為精準具體的方案。

植物景觀營建主要屬于增匯措施，不同的營造措施在不同立地條件下產生的碳匯效能可能存在較大差異，設計師需要根據(jù)實際的設計條件創(chuàng)造性地運用營建策略，也可將不同策略疊加運用，發(fā)揮植物景觀的綜合效益，兼顧城市園林植物景觀營建的生態(tài)與審美目標。

碳中和理念的深入研究將為新時代風景園林的發(fā)展提供更科學、精細的營建指南。在植物景觀規(guī)劃設計中，風景園林工作者應充分發(fā)揮園林綠地的示范作用和先鋒作用，構建系統(tǒng)的植物景觀碳匯數(shù)據(jù)庫和營建體系，為城市園林綠地的低碳建設提供數(shù)據(jù)參考和支持，助力推動雙碳目標的早日實現(xiàn)。

注：圖1引自參考文獻[44]，圖2引自海淀公園官方網站（http://www.haidianpark.net/），圖7改繪自參考文獻[55]，其余均為作者自繪。