城市绿地系统对于低碳城市的作用

摘要：低碳城市是减缓气候变化的重点之一，是未来城市的发展模式。而城市绿地系统在实现低碳城市方面起着不可

或缺的作用。分析和挖掘城市绿地系统对低碳城市的作用不仅有利于减缓气候变化，还有利于营造可持续发展的人居环境。主要探讨城市绿地系统在低碳城市中的7个作用：固碳释氧、降低园林自身的碳排放、降低城市热岛效应、减少建筑能耗、引导绿色交通、城市农业基地、碳减排宣传和教育基地，并对引入低碳理念的城市绿地系统建设提出建议。关键词：风景园林；低碳城市；城市绿地系统；增汇；减排；碳中立文章编号：1000-6664(2010)06-0023-04中图分类号：TU 986

文献标志码：A

收稿日期：2010-05-12；修回日期：2010-05-19

Abstract:Low-carbon city is a priority in mitigating climate change,and a future model of urban development.Furthermore,urban green space system plays an indispensable role in making low carbon city coming true.The discussion and exploration of the role of urban green space system in low carbon city is beneficial not only to the mitigation of climate change,but also to building sustainable living environment.7roles of urban green space system were studied in the paper.It can capture carbon &release oxygen,reduce its own carbon emission,reduce urban heat island,reduce building energy consumption,induce non-motorized travel,promote urban agriculture,and serve as a promotion and education base for carbon emission reduction.Suggestions are given on urban green space system practice under low-carbon theory in the end.

Key words:landscape architecture;low-carbon city;urban green space system;increasing carbon sink;reducing carbon emission;carbon-neutral

城市绿地系统对于低碳城市的作用

The Role of Urban Green Space System in Low-carbon City 赵彩君

刘晓明

ZHAO Cai-jun,LIU Xiao-ming

1低碳城市概念的提出与发展

当前，全球气候变化已成为被广泛承认的事实。人为温室气体的排放是造成气候变化的重要原因，而二氧化碳又是最重要的人为温室气体，所以“碳”成为全世界关注的焦点。在地球上，碳无处不在，广泛存在于大气、海洋、陆地生物圈和地壳中，也是构成自然界能源物质的主要元素。工业革命以来，人类的活动(如大规模的城市化和大量的能源物质消耗)打破了碳原本的动态平衡，致使过多的碳以温室气体的形式存留在大气中，造成了当今全球的气候变化。同时，造成气候变化的另一个重要原因是能源消耗的过程中大量热能进入大气。总之，人类破坏地球的碳平衡和能量平衡是气候变化的重要原因，所谓“天之所违，虽成必败”(管仲《管子》)。

减少温室气体，特别是二氧化碳的排放已经成为世界共识。于是，低碳概念应运而生，其核心在于减少碳排放和消除碳排放的结果。城市是碳排放的主体，据统计，我国城市碳排放量占全国总量的90%[1]，而且随着城市化的迅速发展，更多的人将会居住在城市中，使城市碳排放比重和数量继续上升。据预测，我国到2020年，城市化率将达到58%～

60%，城市人口将增至8亿～9亿[1]，这无疑将会使城市的能源消耗继续增加，温室气体排放加剧。因此，低碳是城市可持续发展的必然选择，全球减缓气候变化行动的关键。

低碳城市的思路包括2部分：减排和增汇(即收集和固定大气中的温室气体)。研究发现，我国城市温室气体来源主要包括4部分：生产(44.5%)、建筑(19.8%)、交通(17.5%)和森林减少(18.2%)[2]。实现减排的关键是减少前3部分的能耗，提高能源利用率，改善能源结构，开发清洁能源，构建资源节约型城市。第2部分涉及城市的碳汇。由于大气中的二氧化碳主要通过绿地中的植被、湿地和微生物来吸收和固定，因此增加绿地可以增加碳汇。综上所述，只有减排和增汇并举，才可能实现低碳城市，甚至是碳中立城市(Carbon-Neutral City)。

2城市绿地系统对于低碳城市的作用

城市绿地系统在低碳城市中扮演不可替代的角色。首先，城市绿地系统是城市区域内唯一的自然碳汇，栽种植物是唯一不消耗能量的碳汇方法。而其他的人工碳汇方法在碳捕获和固化过程中往往需要耗能，有

时甚至会增加碳排放。其次，城市绿地系统可以间接减排，通过其合理的布置和作用，减少城市的总体能耗，达到减排的效果。城市绿地系统的间接减排作用远远超过人们的想象。研究发现，城市绿地系统通过合理布局产生的减排作用很可能比自身的碳汇作用还要高[3]。洛杉矶的模拟研究显示，一棵乔木可以节约的能耗相当于每年少排放18kg碳，而它本身吸收的碳则每年只有4.5~11kg[4]。当然，城市绿地系统的建设和管理，自身也应该通过材料再利用、使用清洁能源等方式达到减排的目的。

目前，城市绿地系统对于低碳城市的作用主要体现在7个方面：固碳释氧、降低园林自身的碳排放、降低城市热岛效应、减少建筑能耗、引导绿色交通、城市农业基地、碳减排宣传和教育基地。

固碳释氧是城市绿地系统对于低碳城市的最直接贡献。城市绿地对于维持城市碳氧平衡发挥着重要作用。绿地中的植物通过光合作用吸收二氧化碳，将之转化为有机碳，存储在植物体内和土壤中。研究发现，一个树木茂盛的社区固碳能力可达17t/hm2，而在一个树木稀少的社区则不到1t/hm2[5]。另外根据估算，纽约市的树木每年可以吸收383亿t 二氧化碳[6]，相当于燃烧153亿t标准煤的排放①。因此，在城市区域内增加绿化覆盖和绿量是增加碳汇的主要手法。

城市绿地系统对于低碳城市的直接贡献还在于自身的碳减排。城市绿地的建设和维护过程都存在能耗，所以城市绿地不仅要考虑增汇，更要考虑减排。首先，绿地可以通过减少能耗的方式减少碳排放。例如，将绿地中传统的25W白炽灯更新为5W的节能灯，即可降低近80%的直接能耗。其次，绿地可以通过采用太阳能、地热能、风能等清洁能源来代替传统能源做到减排。据报道，照明面积8000m2的深圳盐田公园仅采用太阳能照明一项每年可节电8万多度[7]，以传统能源每生产1度电排放0.272kg碳计，相当于减排2.2万t碳；第三，绿地还可以通过缩减用水量的方式来减排。例如济南植物园使用污水处理厂生产的再生水进行灌溉，每年节约用水超过18万m3[8]，按照每生产1t水排放0.91kg二氧化碳计算[9]，相当于减少16.38万t碳排放。

当然，上述的计算还是很粗略的。例如，太阳能的利用没有将生产太阳能电池板消耗的能量计算进去。中水灌溉没有计算中水的生产投入，也没研究中水灌溉的长期后果。这都是今后科研应注意的课题。而建立完善的低碳评价体系，也是当务之急。

城市绿地系统通过降低热岛效应，可以减少与城市热岛相关的碳排放。热岛效应是城市化的副产品之一。绿地减少，建筑和硬地增加②是造成城市热岛效应的主要原因。热岛效应会导致城市夏季耗电量的增加。在洛杉矶，日最高温度升高0.6℃，用电量将增加约2%，据估算，为了补偿热岛效应的影响，总计需要消耗10~15亿瓦电[10]。耗电量的增加必然导致更多的碳排放。而另一方面，研究证实，园林绿地通过植被的蒸腾作用和遮荫可以降低城市的地面和空气温度，形成较明显的城市“冷岛”[11]。而且，由公园内部与外部温差形成的微风，可以使这种“冷岛效应”辐射到周边约100~400m处[12-13]。

研究显示，建筑物周边的绿地可以有效降低建筑物的能耗[14]。亚特兰大都市区域的树木提供的遮荫，每年可以为城市节省280万美元的能源费用[3]。在爱丁堡，防风林可以使办公建筑供暖能耗减少16%~42%[15]。巴顿鲁治、萨克拉门托和盐湖城的模拟研究发现，如果每户都种植4棵乔木，将会使地方电厂每年减少16000t、41000t和9000t的碳排放。这些数字只包括树木对建筑制冷和供暖耗能减少值，如果把植被对社区降温的作用也考虑在内的话，那么树木的节能效果将会至少再增加25%[4]。美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究发现，树木和其他降低热岛效应的措施结合在一起可以使建筑的碳排放降低5%~20%[16]。

机动车交通是城市中温室气体排放的大户。在加州，交通是温室气体最大的来源，约占41%[17]，而这还不计算在车辆生产过程中产生的温室气体。因此，引导非机动车出行(Induced Non-motorized Travel)③是减少交通碳排放的重要方式。绿地系统可以在城市中形成绿色交通廊道，既可以使使用者远离机动车辆，远离交通噪声和尾气污染，在行进的途中体会绿色环境，又可以减少因机动车出行造成的能源消耗和碳排放。

城市绿地也可以成为城市农业基地。随着城市化范围的不断扩大，城市与农业分离的状况愈发明显，食物从农场到餐桌的距离正在增长，运输过程的碳排放必然会增加。在美国，农场到餐桌的距离一般被认为是1500英里(2413km)[18]。而且，在气候变化影响下，未来全球农业将会减产，城市将面临食品短缺等问题。因此，城市农业是适应和减缓气候变化，构建弹性城市(resilient city)的重要举措[19-21]。它不仅可以发挥绿地的生态效益，为城市人们提供食物，还可以缩短食品运输的距离，并且实现城市固体有机废弃物的本地化循环利用。

城市绿地系统对于低碳城市的意义还在于其宣传教育功能和示范作用。城市绿地本身具有科普和教育的功能，因此利用城市绿地向城市居民进行低碳方面的宣传教育是切实可行的。而且城市绿地自身对于碳减排的作用也可以向游人展示，使游客在休憩娱乐的同时了解到低碳的意义和如何在生活中减少碳排放。

3应用低碳理念的城市绿地系统

为了实现低碳，城市内绿地的合理、均衡布局变得更加重要，尤其是在发挥冷岛效应和建筑减排，以及实现绿色交通方面。首先，由于绿地的冷岛效应只能辐射一定范围，所以绿地的均衡分布可以使更多人在生活和工作中享受到它的降温效果。理想状态下，公园应位于居住区400m距离之内。其次，绿地中树木的布局对于减少建筑能耗至关重要。在夏季，树木可以给建筑和空调机遮荫，并降低气温，从而起到减少建筑制冷需求的效果。在冬季，合理布置防风林，允许屋内进入阳光，可以减少建筑的供暖需求；再次，为了起到更好地引导绿色交通的作用，绿地系统的连贯性更加重要。自行车道可以设在沿着河流或者海滩的绿带中，如在澳大利亚珀斯，城市河流和海滩沿线的公共绿地中就设置了连贯的休闲式共享道路(recreational shared paths)，专门为自行车和步行爱好者以及通勤者服务。在新加坡，为了鼓励居民骑自行车和步行

①按照节约1kg标准煤=减排2.493kg二氧化碳计算，数据来自《中国环境报》(2009-12-08)。

②建筑屋顶和硬地对太阳辐射的反射率小，于是在白天吸收和储存大量热能，并在夜晚缓慢释放。

③正如道路系统的完善和路面的拓宽会促进机动车出行一样，那么营造舒适的步行和自行车交通环境同样会使越来越多的人加入到非机动出行的行列中，这种方法被称作引导非机动出行(Induced Non-motorized

Travel)。