LA高影响力 | 城市绿地空间特征如何影响碳中和 | 王敏宋昊洋

王敏宋昊洋风景园林LAVISION

2024-09-03

全文刊登于《风景园林》2022年第5期 P17-23

王敏，宋昊洋.影响碳中和的城市绿地空间特征与精细化管控实施框架[J].风景园林，2022，29（5）：17-23.

影响碳中和的城市绿地空间特征与精细化管控实施框架

王敏

女 / 博士 / 同济大学建筑与城市规划学院景观学系副主任、副教授、博士生导师 /高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室水绿生态智能分实验中心联合创始人 / 研究方向为蓝绿空间生态系统服务、城市绿地与生态规划设计、韧性景观与城市可持续

宋昊洋

女 / 同济大学建筑与城市规划学院在读硕士研究生 / 研究方向为风景园林规划与设计

作者写作心得

摘要：城市绿地具有增碳汇、减碳排的双重生态效益，被认为是推动城市实现“双碳”目标的重要自然途径。在城市高密度建设与存量发展背景下，推进城市绿地空间精细化管控是自然维度下拓展碳中和实践路径、提升城市整体碳中和绩效的重要着力点。基于相关文献，梳理并提出固碳增汇、降温减排、绿色慢行3个路径，讨论了城市绿地空间特征与碳中和的关联影响机制，并从总体规模特征、分布格局特征、几何形态特征、植物配置特征、场地使用特征5个维度厘清了城市绿地影响碳中和的关键空间特征和实证变量指标。按照“系统化分级统筹、差异化分区定标、多维度精准增效”的思路，提出面向碳中和高效配置绿地空间资源的精细化管控指标和实施框架，以期为绿地碳中和效能提升的后续深化研究与城市绿地空间精细化管控提供参考和建议。

关键词：风景园林；城市绿地；碳中和；绿色碳汇；碳排放；空间特征；规划管控

实现碳中和是全球应对气候变化的共识。2020年9月，中国正式宣布二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取在2060年前实现碳中和的目标，其实现需要从节能减排、固碳增汇2个方面发力，在减少能源消耗、降低碳排放的同时，提升生态系统碳汇效能，推动社会发展全面向低碳转型。

城市是高耗能和高碳排放的集中地。城市绿地作为近自然生态空间，被认为是城市增碳汇、减碳排的重要自然途径。一方面，其直接效益为固碳释氧。另一方面，绿地通过缓解城市热岛效应降低建筑能耗，并引导居民出行降低城市交通能耗，间接降低碳排放。此外，绿地的自然教育功能对实现碳中和同样具有促进作用。除自然教育功能较少从绿地空间特征角度进行研究外，其余路径均与绿地的规模、布局、类别等密切相关。但当前研究缺乏在多路径体系下的定量认知和系统整合，无法揭示绿地空间特征及其碳中和作用机制之间的复杂交互关系。

在城市高密度建设与存量发展背景下，城市绿地逐渐转向精细化规划管控。这促使绿地建设思路由重“量”不重“质”的粗放型建构转向增“量”提“质”并重的精明型优化，不再只关注单一的规模指标，而是更多强调绿地空间精准落位，资源精准增效，并在多尺度下引导绿地空间的布局调整和功能完善。因此，有必要探讨绿地空间特征对碳中和效能的多影响路径和多维空间表征（图1），构建“双碳”目标导向下的城市绿地精细化管控框架。

1 城市绿地空间特征对于碳中和的影响路径

1 城市绿地对碳中和的影响路径研究

1.1 固碳增汇

绿地是城市生态系统的重要载体，生物群落大量吸收二氧化碳并储存转化为有机物，成为绿地影响碳中和的最直接途径，主要包括2种方式：1）植物通过叶片的光合作用固定二氧化碳、积累净碳量；2）城市绿地范围内的土壤，依托植物光合作用、分解作用等，以有机物和无机物的形式储存碳，形成土壤碳库。

1.2 降温减排

城市绿地能够有效缓解城市热岛、降低城市能耗，从而实现间接减排。在微观尺度下，植物可以通过树冠遮挡阳光减少地面吸收的热量，也可通过蒸腾作用，吸收周围环境中的热量，提高城市环境舒适度。在宏观尺度下，促进城市绿地格局优化，构建通风廊道，优化城市风环境，能够缓解城市热岛效应。

1.3 绿色慢行

借助绿地系统形成完善的慢行网络，可有效促进居民绿色慢行，提升城市低碳交通方式比重，间接减少碳排放。提升城市街道的可步行性，要在宏观层面提升城市绿地网络连通性，提升居民步行活动的便捷性；也要在微观层面优化步行空间的绿化界面，优化居民的步行游憩感受。同时，绿地景观品质和服务设施的提升，也有利于引导居民开展绿色慢行活动。

2 不同路径下影响碳中和的城市绿地空间特征

城市绿地空间特征与城市碳中和存在紧密联系。固碳增汇是最直接作用途径，降温减排、绿色慢行是2个间接作用途径。笔者从总体规模、分布格局、几何形态、植物配置、场地使用5个方面，归纳不同路径下影响碳中和的城市绿地空间特征（表1，图2）。

表1 影响碳中和的绿地空间特征

2 不同影响路径下的绿地空间特征及其研究方法

2.1 促进固碳增汇的绿地空间特征

城市绿地的总体规模特征和植物配置特征对其固碳增汇能力具有显著影响。

在总体规模特征方面，绿地面积和绿化覆盖率的增加可以有效增加城市碳汇总量。在总体绿量的影响下，不同绿地类型的固碳能力具有差异性。有研究指出，公园绿地的碳汇能力高于防护绿地和附属绿地。因此，可综合考虑叶密度指数和绿化三维体积，引入三维绿量、NDVI等作为表征绿地碳汇能力的重要指标。

在植物配置特征方面，植物的类型、年龄、规格、群落结构等对其固碳能力有一定影响。不同类型的植物碳汇能力差异较大，乔木远高于灌木、草本和藤本植物，阔叶林高于针叶林，落叶树高于常绿树，部分乡土植物高于外来植物，幼龄、中龄的植物高于成熟期的植物。植物群落层次越复杂，固碳效果越好，植物群落密度越高，碳汇功能越强。增加总体绿量、配置固碳效益强的植物群落，能显著提升城市绿地碳汇能力。

值得一提的是，绿地的建造施工和管理养护过程存在一定的碳排放。已有研究从全生命周期视角切入，对绿地的碳足迹进行实证分析，指明除人为建设管理方式外，对植物类型、植被配置、立地条件等空间特征的精细管控也有助于降低绿地的碳排放量，提升绿地整体的增汇效能。

2.2 促进降温减排的绿地空间特征

城市绿地的总体规模特征、分布格局特征、几何形态特征和植物配置特征显著影响其对于周边环境的降温减排效果。

在总体规模特征方面，基于绿地类型的实测数据表明，公园绿地的平均降温幅度最大。绿地面积越大，绿地温度越低，但发挥显著降温效果的面积阈值存在差异。景观组分对降温强度的影响较大，增加乔木林地面积，可有效降低区域温度。

在分布格局特征方面，在绿地覆盖面积低于40%时，绿地格局对降温增湿等生态效应起主要作用。绿地的聚集度越低、破碎度越高，越不利于绿地降温。同时，公园绿地的降温幅度与绿地和建设用地的面积比值之间存在明显的正相关关系，与建设用地的容积率之间存在负相关关系。

在几何形态特征方面，绿地的面积和形状对绿地温度的影响具有不确定性，在较大尺度下，绿地面积越大、形状越规则，其降温效应越好；在较小尺度下，形状复杂的绿地降温效应更好。

在植物配置特征方面，植物种类、群落特征等会影响绿地的降温效应。阔叶乔木、灌木的叶片降温增湿能力较强，针叶乔木较弱，草本最弱。不同植物群落结构降温增湿效益呈现为乔-灌-草>灌-草>草地。郁闭度和绿量对绿地降温增湿功能均有明显影响。

2.3 促进绿色慢行的绿地空间特征

城市绿地的分布格局特征和场地使用特征能影响居民步行活动，促进降低交通碳排。

在分布格局特征方面，较高的空间可达性和景观连通性能有效引导居民的步行活动，提升步行活动品质，表征指标包括可达面积比、整体连通性指数、可能连通性指数等。面向线状绿道网络，较高的路网密度、较多的连通节点能提升街道可步行性，促进居民绿色慢行。

在场地使用特征方面，较高的植被覆盖率和绿视率、丰富的植物搭配和必要的服务设施对提高步行空间品质具有重要价值，可显著舒缓居民的精神压力，促进绿色慢行。

3 面向碳中和的城市绿地精细化管控实施框架

绿地空间特征通过对绿地的城绿关系、功能规模、生态效能、服务落位等规划管控内容的介入，实现了在一种或多种影响路径下的碳中和增效。在有限的城镇空间中，如何高效提升绿地碳汇总量和碳汇效率，是面向碳中和绿地建设的首要目标。同时，绿地作为城市冷岛和重要的游憩空间，在直接改善人居环境微气候、提升居民生活品质的同时，起到了间接促进降低能耗、减少碳排的生态效益。绿地空间特征优化需兼顾多重目标的协同性，与城市资源禀赋和发展需求紧密结合。

总体来看，现有研究针对绿地增汇、减排效益的空间分析视角过于局限，有关碳中和增效的平面化研究结果与实际分类分层级的绿地规划体系和管理机制尚不能很好地结合，提出的空间管控策略实践性不强。因此，面向绿地碳中和效能优化诉求，对接城市多级治理单元，本研究按照“系统化分级统筹、差异化分区定标、多维度精准增效”的思路提出高效配置绿地空间资源的精细化管控框架（图3）。

该框架中，在“市域—城区—街区—地块”四级管控层级下，要基于生态本底和发展需求制定“双碳”目标，明确主要的增汇减排实践途径，并结合多维度空间管控指标，实现绿地碳中和效能的精准优化，激发城市低碳转型的内生动力。城市绿地作为多尺度嵌套、多效能耦合的系统，其管控指标是在不同尺度、不同目标下重复出现、交叉影响。一方面，后续研究与实践应将对空间尺度的考量纳入对绿地指标体系的进一步分析、解读与制定过程中。如在市域层面以构建整体系统为要，重点关注绿地的总体规模、分布格局和植物配置；在城区—街区层面还需增加对于绿地几何形态的重视，明确功能规模、引导空间落位；在地块层面则要细化多元管控，注重上级规划意图的有效传导，探讨管控指标在不同发展情景下的差异化。另一方面，在碳中和目标下，同一空间特征指标会同时影响增汇和减排效能，不同路径之间存在着协同或权衡的多重可能，其复杂的交互机制亟待研究，在指标筛选和权重分配过程中要结合碳中和效益的整体评估和多路径耦合进行深入讨论，优化决策。

3 影响碳中和的城市绿地精细化管控指标和实施框架

4 结语

城市绿地空间不仅只是客观存在的物质环境，也是多方利益相关者各种绿地价值诉求的外在表达。空间资源紧约束条件下，城市绿地如何在国家“双碳”战略中扮演好重要角色，势必需要探讨多路径优化碳中和效应的绿地空间管控技术集成创新。本研究基于城市绿地对碳中和的关联影响机制，初步构建了城市绿地的精细化管控框架，为绿地碳中和效能提升的后续深化研究和建设管理实践提供借鉴和建议。

图片来源：

图1~3由作者绘制；表1由作者根据参考文献[17]~[91]绘制。

为了微信阅读体验，文中参考文献标注进行了删减，详见杂志。

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