《园林》学刊·专题导读（2023.01）丨应对气候变化的城市绿色空间韧性—减碳—增汇协同范式与设计策略
应对气候变化的城市绿色空间韧性—减碳—增汇协同范式与设计策略
Synergic Paradigm and Design Strategies of Urban Green Spaces on Responding to Climate Change
丁戎 栾博* 罗珈柠 祝明建
丁戎
风景园林硕士，中国城市规划设计研究院高级工程师，研究方向：绿地系统规划、风景名胜区规划等。主持《海淀区绿地系统规划》《海淀区绿道系统规划》《三亚市绿道系统规划》《骊山国家级风景名胜区总体规划》《三亚天涯海角景区详细规划》《玛纳斯国家湿地公园总体规划》等项目
栾博
环境科学博士、高级工程师、深圳高层次人才，深圳市规划委员会委员。现任北京大学深圳研究院绿色基础设施研究所所长、碳中和研究中心执行主任，一方环境景观咨询公司创始顾问。
罗珈柠
生态学硕士，北京大学深圳研究院助理研究员。研究方向为：生态环境评估、城市碳排碳汇评估、海岸带韧性修复、废弃物资源化利用等
·全文刊登于《园林》2023-01期P16-24.
·全文引文格式：丁戎,栾博,罗珈柠,祝明建.应对气候变化的城市绿色空间韧性—减碳—增汇协同范式与设计策略[J].园林,2023,40(01):16-24.
摘要:绿色空间有助于城市在应对气候变化中提高韧性与减排增汇能力，目前缺乏增进协同增效的有效设计途径。通过对国内外理论和实践的研究综述，探究基于自然的解决方案的绿色空间韧性—降碳协同范式与设计策略，提出全周期迭代演进的动态适应性范式和七项原则性策略，应用具体案例进行实证分析，并对城市绿地应对气候变化的发展前景提出建议与展望。研究结果发展了城市绿地规划设计理论方法，为发挥绿色空间应对气候变化的积极作用、推进城市高质量绿色发展、提升城市安全韧性水平提供支撑。
关键词:基于自然的解决方案；绿色基础设施；协同范式；减排增汇；城市韧性
1 研究背景
IPCC第六次评估报告确认人类活动及排放导致全球升温，引发暴雨、台风、洪涝等极端气候灾害[1]。绿色空间以有生命的自然要素为构成主体，可利用自然生命体的自适应性和自组织性有效应对不确定性[2]，帮助城市提升韧性和降碳增汇能力。本文旨在阐释国内城市绿色空间应对气候变化的关键问题，探讨绿色空间韧性、降碳、增汇的协同范式与设计原则，并对新时代高质量推进城市绿色空间提出建议与展望。
2 城市绿色空间在应对气候变化中
的功能与价值
城市绿色空间在响应气候变化的缓解与适应两类途径中均有重要作用，是改善城市脆弱性的重要措施[3]。一方面，绿色空间是响应气候变化的适应性措施，可缓解洪涝压力[4]、削减径流污染[5]、改善城市热环境[6-7]。另一方面，绿色基础设施也是缓解气候变化的主动性途径，具有直接增汇与间接降碳作用。绿色空间对城市韧性的作用，体现在全周期过程中具备的常态压力缓解和应急扰动适应能力。其中，常态效益是指绿色空间在“灰犀牛”式的长期压力中发挥的缓解作用，应急响应能力是指在小概率、高风险的“黑天鹅”事件中绿色空间对维护城市基本安全的贡献。包括对洪水、暴雨等自然灾害的缓解和适应。绿色空间的全周期韧性响应可视为一系列循环过程（图1）：（1）在演进中缓解持续性压力；（2）吸收抵御极端扰动；（3）从急性扰动中适应恢复到原状态或学习转变到新状态；（4）继续在演进中缓解慢性压力，更具韧性的绿色空间能够在压力和扰动中驱动正向演进以达到更佳可持续性状态。
图1 应对不确定性扰动的韧性作用模式
3 我国绿地现状与关键问题认识
近年来，全国城市绿地规模与质量不断提升，降碳增汇潜力巨大。截至2020年底，城市绿地面积为331.2x104hm2[8]，到2025年，全国城市建成区绿地率将从2020年的38.24%提升到40%，城市绿地面积预计将超过341x104hm2[9]。据相关文件，成都公园城市建设使得生态系统年固碳量超过200x104t[10]，北京2025年森林覆盖率可达45%，全市林地绿地年碳汇量将增加到1000x104t[11]。目前国内城市园林绿化废弃物每年产生量约4000x104t，是城市生活垃圾量的15%，园林绿化废弃物的生物炭资源化的固碳减排空间较大。
对标我国双碳战略需求和气候变化响应，高质量发展城市绿地还存在一些不足，主要有以下几点关键问题：一是城市绿地直接碳汇能力有限，扩绿增量空间有限；二城市绿地碳汇量摸底不清；三是绿地的间接减排能力不容忽视；四是绿地全周期的降碳减排需引起重视。
4 基于自然解决方案视角的
绿色空间韧性-降碳协同范式策略
4.1绿色空间基于自然解决方案的范式创新必要性
长期以来，绿色空间以确定性工程控制式设计为主导方法，缺乏生态系统资源管理方法的融合介入，不符合基于自然解决方案的要求。其一，绿色空间不同于城市建筑空间，生命体自身复杂的自适应性和自组织性是绿色空间系统吸收、适应和学习外部扰动的前提。其二，基于自然的解决方案是涵盖设计和管理的整合性途径，自然系统的减碳增汇需要全过程监测、评估、反馈和调整，以往绿色空间仅强调终极蓝图式“确定解”，缺乏对生态资源的动态管理和迭代优化。因此，绿色空间设计需要从生态系统管理中借鉴符合基于自然解决方案理念的有效方法，创新设计范式，实现最优化、动态化、精细化资源调控。
4.2协同韧性-减碳-增汇的动态适应性范式
本文提出全周期迭代演进的动态适应性范式，具有三点特征：一是强调过程管理和动态优化，而非结果控制；二是强调全过程监测评估，实时反馈；三是强调迭代循环和学习演进，而非线性过程。每个循环周期分6个步骤（图2-a），该六步骤在时间维度上循环迭代形成绿色空间应对气候变化全周期过程管理（图2-b）。与线性过程不同，绿色空间系统在循环中得以不断学习演进，实现动态优化的韧性提升，全周期增汇减排，从而更为有效协同的应对各类扰动和压力，趋近可持续性状态。
图2 适应性设计全周期迭代演进过程模型
4.3原则性策略
本研究提出全周期迭代演进的七项原则性策略。包括：基于自然原则、动态演进原则、固碳增汇原则、降碳减排原则、刚柔并济原则、弹性兼容原则、成本效益原则。
5 实证案例分析
以陕西渭柳湿地设计（图3）为例说明动态适应性范式的应用。该设计以促进动态演进为前提，按照动态适应性的六步骤实现了整体景观在生命周期中学习和演进。首先，对场地进行定量与定性相结合的问题分析和诊断，随后将问题具体化、目标指标化；其次，由各专业工程师对各项分解目标进行技术论证，并提出可比选的技术方案；通过空间设计统筹各专项技术，提出绿色基础设施的综合设计方案并开展实施。最后，在2017年5月工程竣工后，持续两年开展后续监测评估，分别对环境、社会、经济效益的达标情况进行检验，评估结果反馈用于方案的进一步修正与工程改造。
图3 陕西渭柳湿地从2017-2018年
通过模拟本土湿地群落实现自然学习演进
6 建议与展望
未来，国内城市建设模式将发生三方面变化：一是城市发展模式从增量扩张到存量提升的转变；二是城市建设方式由刚性向韧性的转变；三是城市空间运行管理模式（建筑、交通、用地等）由高碳排放到近零碳的转变。应对新形势，国内城市绿色空间建设将有以下三方面重点工作 ：一是加强基础数据支撑，推进存量提质增效；二是改进规划建设方法，强化气候指标引导；三是建立生命周期精细化管理，协同提升降碳韧性能力。
参考文献
[1] Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC). Sixth Assessment Report,AR6[R]. 2022. https://www.ipcc.ch/
[2] LUAN B, DING R, WANG X, et al. Exploration of Resilient Design Paradigm of Urban Green Infrastructure[J/OL]. Landscape Architecture Frontiers, 2020, 8(6), 94-105. https://doi.org/10.15302/J-LAF-0-030001
[3] 彭震伟, 颜文涛, 王云才, 等. 海岸城市的韧性城市建设: 美国纽约提升城市韧性的探索[J]. 人类居住, 2018, 02: 58-61.
[4] DEMUZERE M, ORRU K, HEIDRICH O et al. Mitigating and Adapting to Climate Change: Multi-functional and Multi-scale Assessment of Green Urban Infrastructure [J/OL].Journal of Environmental Management, 2014, 146: 107-115.
[5] DAVIS A P, HUNT W F, TRAVER R G, et al. Bioretention Technology: Overview of Current Practice and Future Needs [J]. Journal of Environmental Engineering, 2009, 135(3): 109-117.
[6] CAMERON R W.F, BLANUSA T, TAYLOR J E et al. The Domestic Garden-its Contribution to Urban Green Infrastructure [J]. Urban Forestry and Urban Greening, 2012, 11(2): 129-137.
[7] BOWLER D E, BUYUNG-Ali L, KNIGHT T M et al. Urban Greening to Cool Towns and Cities: a Systematic Review of the Empirical Evidence [J/OL]. Landscape and Urban Planning, 2010, 97(3): 147-155.
[8] 国家统计局著, 国家统计局城市司编. 《中国城市建设统计年鉴-2021年》[M]. 北京: 中国计划出版社, 2022.
[9] 住房和城乡建设部、 国家发展改革委. 《“十四五”全国城市基础设施建设规划》[R]. 北京: 住房和城乡建设部, 2022.
[10] 成都市人民政府. 《成都市绿色低碳发展报告（2020）》[R]. 成都: 成都市人民政府, 2021.
[11] 北京市园林绿化局. 《关于“十四五”时期北京市园林绿化行业落实“双碳”目标的工作指导意见》[R]. 北京: 北京市园林绿化局, 2022.
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