低碳园林的理论支撑与技术途径
原文来源：李洪远—《低碳小花园设计（二）》中理论探索章节的《低碳园林的理论支撑与技术途径》
IPCC在2007年第四次评估报告中指出，20世纪中期以来全球平均气温的上升90%以上是由人类活动产生的温室气体增加造成的。《英国低碳转型计划》也指出，全球温度上升与二氧化碳及其他温室气体的排放存在正相关性，而从温室气体产生的源头看，城市是最主要的集中地。据统计，全球大城市温室气体排放量占世界温室气体排放总量的80%。低碳概念是在应对全球气候变化，提倡减少温室气体排放的时代背景下提出来的，其核心思想就是减少碳排放和消除碳排放带来的后果。低碳概念一经提出，立即得到世界各国以及各行各业的积极响应，并出现了低碳建筑、低碳社区、低碳经济、低碳交通、低碳生产、低碳消费、低碳旅游以及低碳城市等概念。日本更是率先提出了低碳社会的理念和建设目标，并提出要建设成为世界上第一个“低碳社会”。
低碳园林建设正是在全球低碳发展的大背景下提出的，是我国风景园林行业积极应对气候变化，探索人与自然和谐共生的可持续发展途径的一个创新之举，也是风景园林行业在建设社会主义生态文明和建设美丽中国发挥独特作用的一种实践活动。
1 低碳园林的内涵解读
低碳园林不是一种传统意义上的园林类型或形态，也不仅仅是以园林的形式宣传种低碳的理念，它是风景园林行业在低碳城市建设目标和实施框架下的一个重要载体，也是建设低碳城市的一个具体策略。现阶段，我国园林行业包括学术界针对低碳园林这一全新概念尚无公认的定义，对于低碳园林含义的普遍认识是:在园林规划设计、材料选用、施工建造和管理使用的过程中，以低能耗、低污染、低排放、高碳汇、高观赏性为目标，以减少化石能源的使用，提高能效并降低污染、减少碳排放并增加碳汇为途径的新型园林建设与管理模式和理念。
事实上，我们无法用一个狭义的概念去解释低碳园林，因为它有相当丰富的内涵和外延。从诸多研究者的思考可以看出，低碳园林的两大主题就是“减少碳源”和“增加碳汇”，也就是说低碳园林的内涵可以归纳为两个方面:一方面，低碳园林要求园林绿地作为城市区域内较小的“碳源”之一需要直接减少碳的排放。也就是在绿地建设和管理上，充分利用园林绿地中建筑的节能设计、可再生能源技术的使用、废水处理与雨水回收利用技术等，可以发挥立竿见影的减碳效果。此外，园林绿地中使用的低碳材料与循环利用的废弃材料，替代新的材料，也可以起到直接减碳的作用。另一方面，低碳园林要求城市园林绿地作为城市区域内较小的“碳汇”之一充分发挥其固碳释氧的功能。自然界所有的生态系统都具有碳汇的能力，如森林、草地、湿地、海洋、农田等，其中也包括城市园林绿地。但城市区域的特点是碳源最集中，而碳汇最薄弱。因此，低碳园林应充分发挥园林的生态功能，通过科学合理的植物种类选择和植物群落搭配提升碳汇能力，使园林绿地发挥最大的生态效益和作为城市重要的基础设施之的低碳功能。
低碳园林不仅仅从外在形式上展示低碳技术和理念,更重要的是从整个营造与使用过程中实现减少碳排放和增加碳汇的目标
从本质上看，低碳园林包含着节约型园林和生态园林的内涵。节约型园林提出，要按照资源的合理使用与循环利用的原则，在规划设计、施工建设、管理养护等各个环节中，最大限度地节约自然资源和各种资源，提高资源和能源的利用率，减少能源消耗。即在园林绿地建设中要坚持节约的原则，以最少的用地，最少的用水，最少的资金投人，对场地最少干扰的建设模式，实现园林绿地生态、环境和社会效益的最大化。节约型园林侧重于能源、资源的节约和循环利用，客观上达到了减少碳排放的效果，这与低碳园林的碳减排目标是相一致的。生态园林提出，园林绿地规划设计和建设过程中要遵循生态学的原理，按照乡土化、节约化、生态化的设计原则，建设模拟自然的多层次、多结构、多功能的人工植物群落，建立人类、动物与植物相联系的复合生态系统，创造人与自然和谐共生、良性循环的生态环境。生态园林强调要注重植物群落构建的科学性、地域性和生态性，以充分发挥园林绿地的生态效益，这与低碳园林的增碳汇目标是一致的。
低碳园林、生态园林、节约型园林都是近年来针对我国城市园林建设中存在的违反生态规律、急功近利、追求奢华、铺张浪费、崇洋媚外等问题而提出的新概念和建设理念。三者之间内涵相互渗透,总体目标一致。三者在本质上都是立足于资源的合理与循环利用，提高能源的利用效率，减少能源消耗，减少碳排放，增强园林的碳汇功能，最大限度地发挥园林绿地的生态效应，改善城市生态环境。所以，从我国社会经济发展大背景和园林行业的可持续发展角度来看，三者是属于殊途同归的。
使用过的线缆轴、旧枕木等废弃材料在园林中得到循环利用，以替代新的材料，起到了直接减少碳排放的效果
2 低碳园林的理论基础
与低碳园林建设相关的理论有很多，宏观层面就有可持续发展理论、循环经济理论、生态学理论、低碳经济理论、生态城市理论、低碳城市理论等。笔者认为，对低碳园林有直接支撑作用的理论应该是循环经济理论和生态学中的生态系统服务理论。
2.1 循环经济理论
循坏经济的概念是20出纪60年代人类反思传统经济发展模式的缺陷和危机而提出的。自1992年6月联合国环境与发展大会上世界各国就可持续发展达成共识以来，可持续发民战略日益普遍地被世界各国所接受，德国、日本等发达国家率先积极探索促进可持续发展的经济途径，提出了循环经济发展模式。20世纪90年代以来，循环经济理念也正式引人我国并得到各级政府的高度重视，在多个领域得到实践和应用，学术研究也异常活跃。
循环经济思想经过20多年的研究和实践，其内涵和理论框架已日趋完善，形成了自己独特的理论体系。循环经济理论强调，遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律，将人类的经济系统纳入自然生态系统物质和能量循环利用过程。以环境友好的方式利用资源，融资源开发、清洁生产和废弃物的综合利用为一体，使所有的原料和能源在不断进行的经济循环中得到合理、充分利用，从而把经济活动对环境的影响控制在尽可能少的程度。循环经济理论的核心就是目前学术界普遍认可的“3R”原则，即减量化原则(Reduce)、再利用原则(Reuse)和资源化原则(Recycle)。根据循环经济的“3R"原则，要求经济活动中必须使用较少的原料和能源，系统地避免和减少对资源的破坏，在经济活动的源头就注意节约资源和减少废弃物和污染物排放；要求产品和包装能够以初始的形式被多次使用和反复使用，建立以废弃物为原料的再制造产业、尽可能利用可再生资源替代一次性资源;要求产品在完成其生命周期后能重新变成可再利用的资源，即将废物资源化成为其他类型产品的原料，而不是传统意义上的垃圾。
低碳园林要符合循环经济的要求，尽可能减少使用不必要的建筑材料，尤其是碳排放系数较高的材料
低碳园林中使用机械能、电能、风能等可再生能源代替化石能源，增加透水铺装以充分利用雨水资源，体现出循环经济的“3R”原则
低碳园林在循环经济理论的指导下是可以大有作为的。循环经济本质上就是合理利用能源和资源，尽量减少废弃物量，更多地回收废弃物，以减轻环境的负荷，目标是取得经济与生态的协调和可持续发展。低碳园林在实践中可以按照循环经济的“3R”原则，减少使用不可再生资源和不必要的建筑材料，有效利用太阳能、风能等可再生能源资源;综合利用再生水和雨水资源，使用低碳环保材料和工业、生活中的废弃物品，注重园林绿地废弃物的循环利用和资源化处置等，通过这些循环经济新技术的使用，实现园林绿地有效减少碳排放的目标。
2.2 生态系统服务理论
生态学中的很多原理对低碳园林都有很好的指导意义，但从发展低碳经济大背景和园林绿地在低碳城市建设中的地位来考虑，笔者认为生态系统服务理论是低碳园林建设的一个重要支撑理论。生态系统服务的概念最早出现于20世纪70年代，1995年科斯坦萨(Costanza)等人提出了生态系统服务的内涵并对全球主要类型的生态系统服务价值进行了评估，并于1997年在《自然》杂志(Nature)上发表了题为《自然资本与生态服务系统》(The value of the world's ecosystem services and natural capital)的文章，这一研究的发表在全球引起了广泛影响，促使生态系统服务理论成为生态学和生态经济学领域的一个新的研究热点。我国学者欧阳志云等从1999年开始了陆地生态系统服务功能的研究，应该说在这一研究领域是与发达国家同步的。
构建以乡土植物为主体的植物群落，通过优化群落结构，最大限度地发挥园林绿地的固碳释氧功能
生态系统服务是指自然生态系统及其物种所提供的能够满足和维持人类生活需要的条件和过程。生态系统服务的内涵包括有机质的合成与生产、生物多样性的产生与维持、气候调节、营养物质贮存与循环、土壤肥力的更新与维持、环境净化与有害有毒物质的降解、植物花粉的传播与种子的扩散、有害生物的控制、水土流失控制、文化娱乐等17种功能。生态系统服务理论强调，生态系统与生态过程所形成和维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用，不仅为人类提供食品、医药及其他生产、生活原料，还创造与维持了地球生命保障系统和人类生存所必需的环境条件。自然生态系统除了具有生物生产的直接价值外，还具有维持人类环境的间接价值，而且这种间接价值远远高于其直接价值。
园林绿地作为城市建成区域内仅有的人工模拟自然生态系统，虽然其生态功能效益与自然生态系统相比有较大的差异，但在城市区域其所提供的生态系统服务功能是显著的，不仅包括减缓热岛效应、降温增湿、固碳释氧、滞尘杀菌、净化空气、降噪防风、水土涵养、生物多样性维护等生态功能，还包括防灾避险、休闲游憩、景观塑造、文化展示、体育健身、环境教育等多种社会功能。因此，自然生态系统服务所包括的大部分功能在城市园林绿地生态系统中都有所体现。之所以要把生态系统服务理论作为低碳园林的理论支撑之一，就是因为低碳园林所强调“增汇减排”的理念和核心目标只是园林园林绿地系统生态服务的一部分功能，我们在强调“低碳”的同时，不能忽视其他的功能效应。
园林绿地系统的生态服务功能是综合的、多目标的，强调其低碳生态功能的同时，不能忽视其视觉审美和休闲娱乐功能
3 低碳园林的技术途径
前文提到，低碳园林的两大主题就是“减少碳源”和“增加碳汇”，园林绿地的低碳目标也主要依靠这两个路径和各种低碳技术体系来实现。笔者认为，以下5种技术应该是低碳园林建设的主要技术途径。
3.1 绿色能源应用技术
绿色能源又称可再生能源，是指可以在短时间内通过天然过程得到补充或再造，从而提供源源不绝供应的一种能源，包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能等非化石能源。可再生能源清洁环保，开发利用过程不增加温室气体排放，对优化能源结构，提高资源、能源的利用率，保护环境，减排温室气体，应对气候变化具有十分重要的作用。随着人们对园林景观要求的不断增强，如夜景照明、喷泉水景等碳排放源的增加，使得园林绿地建设和运营中能源的消耗量不断增加。低碳园林提倡在园林绿地中试验、示范并推广应用绿色能源，利用太阳能、风能、生物热能等成熟的可再生能源技术，解决园林维护、园林建筑及日常管理的能源需求,减少对传统化石能源的消耗，从而减少碳排放。
园林绿地的低碳目标需要多种技术手段来实现，其中太阳能等绿色能源的利用、低碳材料应用等都是常用的技术
雨水收集利用是重要的低碳技术之一，要实现“就地滞洪蓄水”，需建立完善的雨水收集利用系统，生态塘、景观湖等雨水储蓄设施是非常必要的
3.2 低碳材料应用技术
低碳材料是指在园林建设材料与设备制造、施工建造和材料使用的整个生命周期内，减少化石能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量。低碳材料应用技术是一种新的理念和管理模式，主要侧重于通过合理的材料选择、能源系统配置、建筑绿化等来节约资源和减少碳排放，从减少温室气体排放的角度，强调采取一切可能的技术、方法和行为来减缓全球气候变暖的趋势。有学者研究指出，人类40%的温室气体排放和能源的消耗来自建筑材料，采用低碳技术可节约80%的能源。所以，材料的低碳化是减少碳排放的重要措施，是提高能源利用效率的直接方式。园林绿地中的建筑、小品、道路及标识等都是园林绿地的重要组成部分，要控制园林绿地的碳排放，低碳材料的选用至关重要。应选择碳成本低的自然材料、绿色建材、地方材料、可循环利用材料以及工业和生活中的废弃材料。
3.3 雨水收集利用技术
雨水是自然界水循环系统中的关键环节，对调节、补充地域水资源和改善城市生态环境起着极为重要的作用。保持和修复自然界的水循环已成为低碳园林设计的重要目的之一。建立区域性的雨水收集利用设施，实现“就地滞洪蓄水”是解决园林景观与植物灌溉用水问题有效途径，更是减少碳排放的重要措施。在雨水收集利用技术中，借鉴发达国家在公园绿地雨水利用方面的技术和经验，通过公园广场和道路使用生态材料透水铺装、公园建筑物雨水收集系统、利用地形变化收集雨水系统等技术来实现雨水的再利用。在降雨丰富或有水源补充的地区，可以利用天然的低势绿地或人工洼地建立渗透池，选择特定植物并利用其净化和持水能力建造人工湿地，从而节省绿化用水费用，降低碳排放，还可以改善水体质量，并维持景观水体的水量。
3.4 园林垃圾利用技术
园林绿地垃圾是伴随着公园绿地日常管理而产生的，包括修剪下的枝条、死树、枯枝落叶、杂草等。传统的处理方法是混人生活垃圾一-同处理， 或简单的焚烧，从而造成大气和地下水的污染。发达国家如日本、德国的做法是通过生物降解技术将其转化为肥料和土壤改良剂，实现了园林垃圾的无害化和资源化。对绿化废弃材料的再利用，不仅能够从源头上间接减少园林建设对自然资源的消耗，而且还可以直接减少园林建设所产生的垃圾以及处理这些垃圾的费用与能耗，减少园林绿地自身的碳排放。园林垃圾有多种用途，可以用作“生态营巢”材料，为小型哺乳动物提供庇护所和繁殖地:园林垃圾作为杂质较少的有机物，堆肥处理是一种可行的处理技术，堆肥产品作为有机质或土壤基质在公园绿地内就地回用；也可利用树枝作为挡土栅栏、护园篱笆等，为小动物提供了栖息生境和繁殖场所。
3.5 绿地结构优化技术
园林绿地是城市重要的自然碳汇载体，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，是唯一不消耗能源的碳汇方法。固碳释氧是城市绿地系统对于低碳城市的最直接贡献，尤其高碳汇绿地对于维持城市碳氧平衡发挥着重要作用。通过合理优化绿地结构，可以降低热岛效应，进而减少与城市热岛相关的碳排放，减少城市的总体能耗，进而达到减排的效果。营造低碳、高效的城市园林绿地，应注重不同植物在固碳能力方面的优势互补，努力提高植物群落的整体固碳能力。要充分利用现有空间资源，选择固碳能力强的园林植物，进行科学植物配置和积极拓展绿化空间等措施来提高园林绿地的固碳能力。
全球气候变化为什么会出现?这是大自然给人类出的一个难题。要解开这个难题，不能仅仅依靠园林行业，或者说园林行业在低碳城市和低碳社会中所承担的责任和作用是有限的，园林绿地的主体功能并不是碳减排，在这一一点 上我们必须头脑清楚。倡导低碳园林，是园林行业有识之士的一种社会责任和态度。
