“双碳”背景下城市山体公园植物景观设计研究

李成 齐浩天 胡子瑾 苗得智 杨鸿博

摘要：“双碳”目标是目前为应对全球气候变化提出的，增加城市绿地的碳汇是一个新的研究方向。文章总结了“双碳”目标背景下城市山体公园植物景观设计的原则和策略，以济南牧牛山公园植物设计为例，研究其生态设计与实践应用，提出了城市山体公园提高碳汇的途径。

关键词：双碳；山体公园；植物应用；景观设计

中图分类号：S688；TU986.5 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2022）20-0-03

0 引言

城市化进程不断加快，导致城市土地利用方式迅速变化、能源消耗增多、碳排放急剧增加，进一步加大了气候变化的负面效应［1］，如城市热岛效应。为了缓解这一效应，城市通常通过人工降雨或者使用空调等给城市“降温”，而这又会加剧碳排放。

城市绿地系统具有固碳、释氧、降低景观自身碳排放、缓解城市热岛效应、引导绿色交通、宣传和教育等方面的功能［2］。城市山体是城市中重要的自然绿地，建设城市山体公园对城市绿地系统的完善和城市生态环境的改善至关重要。

1 城市山体公园植物景观设计原则

1.1 因地制宜原则

在设计山体公园植物景观的过程中，要考虑园林植物的美感，同时要考虑园林植物的生态习性，深入分析山体的地质状况和土壤条件，选择能适应本地气候和土壤的植物，优先选择乡土树种、城市基调树种，减少对外来树种的引进。

1.2 生态优先原则

山体公园设计提倡低碳、低设计、低养护开发建设模式，将生态理念和低碳理念相结合。在设计山体公园植物景观时，应优先选择耐旱的树种。可建设生态工程，如一级园路的植草沟、山体蓄水池等，最大限度地实现雨水在山体内部的拦、阻、蓄、分、导，进而促进雨水资源的收集利用，缓解城市对绿地的供水压力，建设低碳园林。

1.3 可持续原则

在满足山体公园景观建设需求的前提下，应选择抗逆性强且耐粗放管理的树种，这样能提升树种的成活率，减少植物的养护管理产生的碳排放，增强植物群落的稳定性，增强山体植物碳汇的可持续性。

2 城市山体公园植物景观设计策略

2.1 保护与利用原有植被

在山体景观中，原有植被适应性强，能够增强山林的自我演变能力，为野生动物提供食物和栖息地。因此，原有植被对山体生态系统的稳定具有重要意义。

2.1.1 防治病虫害

林木病虫害防治是山体绿地能长期发挥生态效益的保障，林木病虫害防治以生物防治为主。应根据病虫害的活动和繁衍规律，及时有效地防治山体植被的病虫害。目前，针对山林病虫害的生物技术有合理使用生物农药、积极引进病虫害的天敌、使用生物灯光技术等。

2.1.2 合理保护原有山体植被

在山体公园植物景观设计中，应尽量保留山体原有植被。设计园路时应尽量避开高大乔木或为乔木留出种植池，在登山小道上，使用本地的自然材质建造二、三级园路，防止土壤板结，保持山体植被根系的透气性和透水性。对于一些生长在岩石峭壁上的树木，应加以保护，尽量保留山林的原始面貌。

2.2 丰富植物资源与配置

为丰富公园植物景观，需要引入新树种，增加树种有利于增强植物群落的稳定性，同时能增强植物和土壤碳汇能力。

2.2.1 树种的选择分析

城市山體公园的植物景观设计不仅要追求实用、经济、美观，在如今“双碳”大背景下，更应该注重公园对城市的碳补偿。每种植物的固碳能力都不一样，选择固碳能力强、低碳养护且适合山体生长的植物，要遵循以下原则：一是尽量选择生长速度快的阔叶树种，阔叶树能快速增加单位面积内的碳储量，速生树能加快固碳速度；二是考虑长期碳汇，应大量选择幼龄树和中龄树；三是选择易养护的树种，减少后期养护管理产生的碳排放。

针对城市山体中不同的小环境，选择树种时，还要考虑海拔、地形、坡度、坡向、土壤、水分条件等因素，为山体的每种小环境选出适宜的树种，并优先选择光合作用强、生态稳定性强的树种。设计中优先选择乡土植物，可获得更高的碳汇效率［3］。

2.2.2 优化植物群落配置

山体公园植物群落应具有生态稳定性强、高效持续固碳的特点。根据植物的生长空间合理密植乔、灌、草，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［4］。此外，还要注意新引进树种和乡土树种的群落种植模式，自然式的植物景观的碳汇效率明显高于人工式［5］。例如，天津南翠屏公园通过塑造近自然的植物群落结构，植物群落的单位碳储量增加了近3倍［6］。所以应极力避免大面积使用模纹花坛、花带、花卉这类景观，而是要尽量打造复层的近自然式植物群落，加速山体植物群落的正向演替，保障植物碳汇的稳定性。

3 牧牛山公园植物景观设计分析

3.1 牧牛山公园概况

牧牛山位于济南市历下区下井庄，海拔240米，占地面积约20公顷，周围以居民区为主，属于一块楔形绿地。山体周围路网根据山势布置，呈环状布局。植被是以侧柏和黄栌为主的纯林，生长良好。岩层以石灰岩为主，土层以普通褐土为主，山顶土层瘠薄，山中部和山脚处土层较好。牧牛山的水体主要是通过雨水收集，通过排水沟引流最终汇集在山涧的低洼处，山中部也有一处蓄水池，但景观效果较差。

3.2 山体修复中植物应用的原则

山体植被对恢复山体自然生境起着决定性作用，山体公园植物景观设计应遵循低设计、低养护的原则，在保持山林本身生态系统稳定性的基础上设计。乡土植物的选择要占到牧牛山公园总体植被的三分之二以上。

牧牛山山顶土层瘠薄，蓄水能力较差，并且山顶风大且干燥，小气候较差，宜选用耐瘠薄的树种。山中部土壤条件较好，且有一定的蓄水能力，原生植被长势较好，可加入一些观赏树种。山脚和沟谷处土壤条件良好，小气候适宜，可选择乔、灌、藤、草的复层立体结构，增强植物碳汇能力。

3.3 各功能分区植物的选择分析及相关应用技术措施

根据牧牛山公园的使用功能分为山林生态保育区、观景览胜区、山林游赏区，根据功能分区的目标定位选择不同的园林植物，以济南的乡土树种为主，具有低养护、高成活率的特点，配合一定的园林工程技术手段，增强景观的实际观赏效果。

3.3.1 山林生态保育区

生态保育区位于公园南侧，山中部阳坡位置，这里自然植被最为丰富，面积也最大，地形较复杂，植被条件良好，人为干预度最低。针对岩石边坡的绿化，用植生盆技术，在岩石上做一些小型种植池，用来种植五叶地锦，遮挡裸露的山石立面。这种方法可增加岩石上植物的水分和养分，有利于五叶地锦生长。针对角度较大的边坡，用山石砌台，主要种植黄栌、刺槐、金银木等抗旱喜光的植物和一些攀缘植物。

该区在保护原有自然植被的基础上，形成了针叶阔叶混交林。混交林的植物有侧柏、构树、榆树、臭椿、朴树等乔木，荆条、锦带花、石楠、连翘、小叶女贞、木槿等灌木，以及扶芳藤等地被植物。在这些植物中，侧柏和黄栌占绝对优势。

该区以恢复植被、保持山体的水土、维持山林生态的稳定性和保护生物的多样性为主，是牧牛山公园发挥生态和游憩功能的基础支撑。

3.3.2 观景览胜区

观景览胜区位于公园山顶，这里视野开阔，可俯瞰山体景观，亦可北望济南新城区城市天际线，南望南部山区自然风景，是摄影、观景的最佳区域，但这里的土层瘠薄，山石裸露，水土流失严重，必须选用耐寒、耐旱、耐瘠薄的深根性树种，搭配鱼鳞坑的种植方式，在坑中覆土，人为创造植物生境，配合蓄水池和渗水井，在有限的种植空间内收集与保存雨水，有效减少山顶雨水快速汇集成地表径流对土壤的冲刷。

这里的植物配置主要有侧柏、黄栌、榆树、山桃、臭椿、国槐等乔木，荆条、铺地柏、酸枣、连翘、紫穗槐等灌木。在全园的最高处——东亭周围采取鱼鳞坑的工程措施种植了紫薇、西府海棠、贴梗海棠等观花灌木，防止山顶水土流失的同时，增强山顶景观的观赏性。

3.3.3 山林游赏区

山林游赏区位于公园西北侧，山中下部半阳坡位置，这里植被生长良好，是重点打造植物景观的区域。这里坡面适中，土层相对较好，不采取工程措施也可以直接栽种植物，但这样会加速山体的水土流失，须做块石分层挡土墙，并采用台地续坡技术，减缓雨水径流速度，使雨水充分蓄存在土壤中，并结合植草沟、生物滞留池等收集和利用雨水，减少边坡的水土流失。

这里的植物配置以彩色叶山体植被为主，植物配置主要有白蜡、五角枫、黄栌、紫叶李、君迁子、核桃、西府海棠、山杏、山桃、栾树等观赏性乔木，锦带花、石楠、金银木、连翘、木槿、华北绣线菊、迎春等观赏性灌木。在保护原有植被的基础上，以近自然式的手法进行植物景观设计，模拟自然生境，增强山体的生态稳定性。

另外，山林游赏区还设计了一些活动广场供人休息和健身，这些广场的铺装均为透水铺装，并且在广场周围设置了植草沟和生物滞留池，以便收集雨水。

3.4 增加牧牛山公园碳汇的途径

公园主要依靠植物的光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其固定在植被以及土壤中。另外，水体也具备一定的碳汇能力，牧牛山公园的碳汇主要有植物碳汇、土壤碳汇和水体碳汇三种途径。

3.4.1 植物碳汇

绿色植物通过光合作用碳汇，是城市山体公园固碳的主体。储存在山体植物中的碳称为植物碳库，提升山体植被覆盖率和植被密度是增强山体植被固碳能力的主要手段。

在牧牛山公园项目建设中，选择植物种类、改善植物生长条件、完善植物群落和采用配套园林工程措施等都是增加山体植物碳汇的重要办法。选择黄栌、五叶地锦等高效固碳乡土树种，选择侧柏等适宜山地生长的深根性树种，选择耐粗放管理的草本植物，设计乔、灌、藤、草复层种植结构，以及对裸露山体的垂直绿化等，都有利于增加公园的植物碳汇。

此外，还要考虑到植物的树龄搭配。其中，幼龄树的生长最快，碳汇能力相应就强，成熟期的植物碳汇能力较弱，“复层-异龄-混交”种植模式有利于保障山体公园长期碳汇的稳定。对于植物的碳汇，不应局限于植物的光合作用，当植物凋零或死亡后，会释放出大量的碳，可将植物废弃物制作成生物炭或埋在场地中堆肥，这也能实现山体长期储碳。

3.4.2 土壤碳汇

土壤的碳储量是植被的数倍，是城市绿地最大的碳库，增强土壤的碳固持能力，是牧牛山公园固碳的重要途径。增加土壤碳固持主要分为两方面，一要增加土壤中有机物的含量，二是减少土壤中碳的消散。前者可通过将牧牛山公园植被产生的废弃物制作成生物炭或者进行堆肥等，增强土壤微生物的活性，改良土壤条件，以此提高土壤固碳量。

另外，在公园的硬质场地上选用透水铺装，可上人的草坪选用混有粗砂的土壤，以此增强土壤的透气性，加速碳元素进入土壤。后者可以采用鱼鳞坑、削坡开平台、台地续坡、块石阻水、蓄水池、挡土墙等园林工程措施，同时配以灌木和地被植物，减缓山体地表的径流速度，以减少土壤中的碳储量流失。

除此之外，在山体公园中种植的绿篱和混合多年生草本也能有效增加土壤的碳储量。在土壤中加入硅酸盐，遇水反应可捕获二氧化碳，加速土壤固碳。

3.4.3 水体碳汇

山林生态系统中，水体碳汇也是碳汇的重要途径。水体景观（包括生物滞留池、透水铺装、植草沟、渗水井、蓄水池、山下沟谷处等）可通过水生湿生植物、水下土壤和二氧化碳的水溶解等增强牧牛山公园的碳汇能力。在山下沟谷处，这里经过山体雨水的地表径流汇集在此，水环境优异，可选用喜湿润、耐水湿、耐荫的植被。健康的水生境可改善公园的整体生境，使其更接近自然模式，增强整个公园植被的丰富性，改善土壤状态，也能间接促进公园的植物碳汇和土壤碳汇。

4 结语

在“双碳”这一战略背景下，城市山体公园除了供人游憩外，承载更多的是减碳固碳这一生态功能。植物是山体公园发挥生态功能的主要载体。宣传与推广“双碳”理念，加强设计前期对山体小气候的研究，融入山体修复中植物应用的理念，增加对园林工程技术措施的应用，加强对山体植物、土壤和水体碳汇能力的研究，对促进城市山体公园碳汇能力的增强具有重要意义。

参考文献：

［1］ 赵荣，黄贤金，徐慧，等.城市系统碳循环与碳管理研究进展［J］.自然资源学报，2009，24（10）：1847-1859.

［2］ 赵彩君，刘晓明.城市绿地系统对于低碳城市的作用［J］.中国园林，2010（6）：23-26.

［3］ 沃勒LP，艾伦WJ，巴拉特BIP，等.生物相互作用驱动生态系统对外来植物入侵者的反应［J］.科学，2020，368（6494）：967-972.

［4］ 于超群，齐海鹰，张广进，等.基于低碳理念的园林植物景观设计研究：以济南市城区典型绿地为例［J］.山东林业科技，2016（5）：10-15.

［5］ 包志毅，马婕婷.试论低碳植物景观设计和营造［J］.中国园林，2011，27（1）：7-10.

［6］ 王洪成，李佳滢.探索以低碳为导向的城市公园更新路径［J］.景观设计，2021（4）：30-35.

作者简介：李成（1968—），男，山东沂水人，硕士，教授，研究员，研究方向：風景园林规划设计与理论。

齐浩天（1997—），男，山东济宁人，硕士在读，研究方

向：风景园林规划设计。

胡子瑾（1997—），女，山东德州人，硕士在读，研究方

向：风景园林规划设计。

苗得智（1998—），男，山东泰安人，硕士在读，研究方

向：风景园林规划设计。

杨鸿博（1998—），男，山东济宁人，硕士在读，研究方

向：风景园林规划设计。