城市生态园林建筑的绿化设计及对生态环境污染的改善研究

张太芳 周群会

摘要：建设城市生态园林可以有效改善城市的生态环境污染现状。提出城市生态园林建筑的绿化设计及其对生态环境污染的改善研究方法，首先分析了目前城市生态园林建筑绿化设计中存在的问题，包括生命周期短、能耗高、碳汇能力低、碳成本高。遵循延长生命周期、减少能耗、增强碳汇功能、减少碳排放的设计原则，通过景观场地和植物选材两方面设计城市生态园林建筑绿化，并研究了城市生态园林对生态环境污染的改善作用，包括净化水污染、修复土壤污染、减噪、降尘吸附、调节气候和平衡生态环境等。

关键词：城市生态园林；绿化设计；碳汇功能；生态环境；低碳理念

中图分类号：X171.4 文献标志码：A

前言

人类在不断发展过程中创建了城市，在工业化发展的推动下，十八世纪之后一些工业化国家也开始发展城市。城市存在多方面的效应：城市化可以推动社会和经济的发展，提高了利用公共资源的效率，包括土地资源和能源资源等，并推动了社会服务的进步，教育行业的发展，并且增加了就业机会。生态环境在城市化发展过程中受到了一定程度的破坏：在城市人口不断增多的背景下，逐渐凸显出了卫生滞后、住房紧张、绿地减少、交通拥挤等社会问题；化石燃料和淡水资源急剧减少，且降低了生物多样性，过分开发耕地；生态环境的破坏改变了原有的城市气候，产生大量的固体废弃物，噪声污染、空气污染和水资源污染严重。

在城市建设过程中上述问题的出现制约了城市发展的脚步。在可持续发展的背景下，加强城市生态园林建设成为目前研究的热点课题。

1城市生态园林目前存在的问题

1.1生命周期短

风格化是大部分设计师设计园林所追求的，在国际时尚的影响下开始追求多种流行元素。

在长期的文化积累和沉淀下不同国家、地区和民族具有独特的风格。一些风格无法融人周围的环境中，与社会发展步伐不一致，降低了生命周期。当流行元素不再流行时，这些表面化和风格化的园林就会被改造，不仅增加了碳排放量，而且浪费了大量的资源。

1.2能耗高

设计场地的自然资源和实际情况是设计师设计园林时需要考虑的因素，但一些设计师在规划设计园林时并不考虑上述因素，只是热衷于个人化的作品，增加了园林建筑的能耗。在园林设计过程中使用硬质铺装施工原有路网，导致雨水不能渗入土壤，隔绝了土壤日常的呼吸，加重了生态系统的负担。

1.3碳汇能力低

园林中存在的绿色植物存在碳汇能力的问题，但目前大部分城市生态园林只注重绿化率，不注重植物配置，植物过于单调会降低植物群落的整体稳定性，病虫害在此条件下的发生概率较高，降低了园林的碳汇能力。

一些园林通过密植设计增加绿化率，植物在密植情况下的生长空间较小，在长期的压迫下会导致植物死亡，浪费资源。

植物的健康生长需要适应的条件，目前有部分园林在植物选择过程中不考虑气候寒暖和地域差异，只考虑园林特色和风格化，将不适合本土的树种设计在园林中，不仅增加了养护植物的成本，同时无法改善城市的生态环境，而且选取其他地区的植物不仅破坏了源地的生态环境，同时长距离的交通运输也消耗了大量的能量。

1.4碳成本高

“档次”描述的是在城市生态园林建筑设计过程中追求景观品味和质量，但“档次”在一些园林建筑绿化设计过程中逐渐被曲解，一些园林设计师认为豪华、气派和宏大就是档次。在园林建筑绿化设计过程中只强调绿化造型的规模、新奇、尺度，不考虑服务对象、地域环境、使用功能和环境条件。

2城市生态园林建筑绿化设计

2.1设计原则

为了遵循可持续发展原则，在低碳理念下设计城市生态园林建筑绿化。

2.1.1延长生命周期

经大量的实践验证，园林与地理、科学技术水平、历史和文化艺术特征之间存在密切的联系，与人们的生活方式和社会生产方式也存在关联，城市生态园林建筑的绿化设计直接体现了社会与时代的审美价值取向、技术发展方向和需求。

在城市生态园林建筑绿化设计中应该重点突出当地的生态特点和自然环境，充分利用地理地势突出景观特性，凸显出城市生态园林建筑绿化的自然美感。

通过设计灵活性高、生态友好型的城市生态园林建筑绿化，在不断变化的城市环境中降低并控制碳排放量。

2.1.2减少能耗

自然风景包括湖、山、河、丘陵、江、草原等多种类型的景观。只需要在上述自然风景中加入一点润色和点缀就可以形成优美的风景。

在设计城市生态园林建筑绿化过程中不需要大规模的改造山水地形，通过分析基础地形的特色，借助自然条件设计园林绿化，最大程度的保留原始的地表机理和地形构造，在低碳环保的前提下减少消耗的材料和人力，实现改善环境的同时美化生态环境。

2.1.3增强碳汇功能

植物固碳能力是生态园林建筑绿化设计时需要考虑的重要因素之一，需要形成优势互补的趋势，提高植物群落在城市生态园林中的固碳能力。

固碳释氧能力是生态园林绿化选择植物考虑的因素之一，选取能力强的乡土植物以增加固碳效益，选取乡土植物可以降低远距离运输产生的碳排放量，乡土植物更适合于本地园林的生长环境，可以减少后期维护所需的财力和能耗。合理的配置植物在城市生态园林中的群落结构和分布结构，可以为植物提供更好的生长环境，最大化地提高城市生态园林的固碳释氧能力。

2.1.4减少碳排放

在园林主体和总体规划的基础上设计并布置生态园林建筑，在设计过程中应该遵循空间协调一致性原则，包括环境、植物和山水，其次需要考虑造型和选址。

选取低碳材料避免对生态环境产生影响，选取材料时不要追求以稀为贵，重点凸显出人文特色。

沼气、太阳能、生物质能、风能和水能等可以重复利用或可以得到补充的能源属于可再生能源。中国国土面积广阔，可以充分挖掘可再生能源，并将其应用于生态园林建筑的绿化设计中，以降低能源消耗。

2.2绿化设计

植物是构成城市生态园林建筑绿化的主要组成部分，园林因为绿化的存在充满活力，地被植物、灌木和乔木等植物是大部分生态园林中常出现的景观素材，植物可以吸收环境空气中存在的二氧化碳，碳汇能力较强，因此在设计园林绿化时，主要考虑植物的碳汇能力。碳汇能力描述的是植物吸收空气中存在的二氧化氮并将其清除的整个过程。因此在设计生态园林建筑绿化时，设计师应该先去了解植物日常的生态习性以及在正常环境中的生长特征，在此基础上再去设计植物配置和布局，使植物融人到园林环境中，将碳汇效益最大化作为目标，搭配乔灌草的种群群落。

2.2.1景观场地

勘察和调研园林的土壤质量和地形现状是设计植物景观的前提工作。如果园林土壤的营养物质较为丰富，场地地形良好，具有稳定的生态系统，就可以直接设计和种植植物，植物在良好的环境中可以稳定的生长。针对一些自然环境、土壤破坏严重的化工业、垃圾填埋场附近的场地，需要先展开处理再进行植物设计和种植。无论是以上那种条件，都需要最大可能地减少人为干扰。

2.2.1.1土壤营养成分

植物存活和生长的基础是土壤，土壤会为植物提供营养和水分，土壤也可以通过植物得到改善和净化，因此土壤和植物之间密不可分，互相作用。在原有自然植物资源和地形地貌特征的基础上设计植物景观，避免改变土壤原始的生态结构，保护其自然属性。植物在表层土壤养分和微生物的滋养下生长，因此需要重点保护表层土。当地的表层土早已经适应当地的生物群落、气候条件和自然状况。设计城市生态园林建筑绿化时保护表层土属于首要问题。对园林场地整理时，需要统一转移并保护表层土，在上述处理过程中尽量避免挤压土壤团粒结构。

2.2.1.2处理杂草

植物周围会长出大量的杂草，在生长过程中杂草会抢夺植物的水分和营养物质，导致植物缺少养分，严重情况下会导致植物死亡。因此需要定期的清理生态园林中的杂草。目前清理杂草主要分为以下两种方式：

（1）化学方法：将化学试剂渗入土壤中清理杂草，这种方式不仅会对环境产生污染，同时会破坏土壤原本的养分结构；

（2）人工方法：这种方法清理度较差，且时间成本和人工成本较高。

以上两种除草方法均存在缺点，因此应该选取无污染、高效、低碳的方式清除园区内的杂草，选择阳光照射强度高的一天，将杂草用地膜包住，通过高温的阳光直射灼杀杂草，这种方式不会污染土壤而且会保护土壤中原有的养分，死后的杂草会发生腐化成为土壤中的有机肥料，滋养植物生长。

2.2.2植物选材

园区碳汇能力的强弱由选择的植物材料决定。设计者应该综合考虑植物的养护方法、固碳能力和生态习性，选择具有良好生态效益、高适应能力和低成本的植物，提高城市生态园林固碳释氧能力的关键是植物种植配置和因地制宜。

2.2.2.1固碳能力

根据固碳释氧能力选择园区种植植物，不同植物的固碳释氧能力见表1。

经调查发现，灌木具有固碳周期短、生长速度快、固碳能力一般和生命周期短的特点，乔木具有固碳周期长、生命周期长和生长速度慢的特点。常绿灌木的碳汇能力通常优于落叶乔木优于常绿乔木，与上述植物相比，落叶灌木在群落中的碳汇能力差；对比固碳能力发现，藤本植物劣于灌木，针叶树劣于阔叶树。在城市生态园林建筑绿化设计过程中选择的植物要具有生长速度快、固碳周期长和固碳能力强等优点。

2.2.2.2乡土树种

乡土树种具有打理方便、存活率高和抗性好的优点，将乡土植物配置在园林绿化中可以形成具有当地特色的园林景观，同时可以避免浪费、降低能耗。选择外地植物设计本地绿化，需要经过运输和起挖捆绑等步骤，上述过程会增加能量的消耗，与此同时外来树种需要适应当地的自然环境，包括水分、温度和土壤等，如果无法适应则不易成活或长势不良，增加了后期的维护成本。选取乡土树种可以避免上述问题，实现低碳可持续发展的同时增加了城市生态园林的整体生命周期。

2.2.2.3成本因素

为了吸引游客，突出主体，大部分城市生态园林通常南树北植、孤植特型树。但特型树大部分都为珍贵树种，具有存活率低和生长缓慢等特点。与北方地区相比，南方地区的植物种类多、气候条件好，因此北方地区的生态园林为吸引游客会引进并种植南方植物，为了使植物存活、生长，需要定期养护，增加了成本，但南方植物不适合北方气候，大多迁移的植物最终都会死亡。因此在城市生态园林建筑绿化设计过程中，可以选择小乔木设计景观，增加了固碳能力的同时节省了一大部分的成本。

3城市生态园林对生态环境污染的改善

3.1净化水污染

在降温和增加空气湿度等方面水体具有明显作用，且这种作用随着水面积的增大而增强。园林内绿化可以改善局部小气候。在自然生态系统中，水属于一种具有转化性和动态性的因素，水在自然界中的循环见图1。

如图1所示，地球上的水从地表蒸发，凝结成云，降雨落到地表后，或流人江、河、湖、海、水库等，或渗入地层，或蒸发进入大气，如此循环往复，形成了大自然的水的循环。经调查发现，一些城市生态园林中的植物具有较强的富集能力，可以富集土壤和水体中存在的有毒物质，有毒物质在植物内部可以转变为无毒物质。

因此具有转化能力和富集能力的植物在城市生态园林中可以净化水体，改善水环境。金鱼藻、芦苇、浮萍和水葱等植物都具有较强的吸附能力，且常用在生态园林水体绿化景观的设计中，经调查发现，芦苇可以吸附的化合物高达二十多种，具有较强的吸附功能，水葱的灭菌能力较高。臭椿、银杏和女贞等植物可以吸附大气中存在的污染物，降低大气污染程度，将其设计在生态园林绿化中可以保持水体环境，减少污染率。

3.2土壤修复作用

重金属对土壤环境和肥力会产生较大的危害，该污染源会造成土壤污染。在城市生态园林内合理布局具有重金属吸收能力的植物，构成土壤修复系统。

根据园林的污染程度、土壤结构特点选择需要种植的植物，达到预期的修复效果。选择吸收重金属的植物时，可以将污染物积累率作为选择标准，在合理布局和搭配植物的前提下，大量吸附土壤中存在的重金属元素，可通过干燥处理技术处理吸收了重金属元素的植物，回收重金属物质，并再次在园区内种植具备吸附能力的绿化植物。根据上述措施，实现了土壤中重金属元素的吸附，并对吸附了重金属元素的植物进行了处理，实现了重金属元素的回收处理，保证了土壤重金属去除的可靠性，从而有效改善土壤环境，清除园区土壤内存在的重金属。

3.3减噪作用

植物的减噪能力与其外部形态有关，研究表明，叶子重叠排列且健壮的植物具有较强的减噪能力，树冠偏低、分枝的树种也可以有效治理噪声污染。茂盛的树枝和叶子就像一道隔音屏障，在声波穿过它们的时候，叶子会吸收一些能量，从而降低噪音，这也是为什么它们能够起到很好的降噪作用。削弱噪声的功能会随着树木的种类、高度、层次多少而变化，不同种类的树木的树枝和树叶的密度有很大的差异，从而会对削弱噪声的效果产生影响。低频噪声和高频噪声都会对人体产生较大的危害，城市生态园林可有效吸收这部分噪声。在城市生态园林中密植叶子重叠排列且健壮的植物，可以提高降噪效果，充分发挥植物的降噪作用，因此可以通过修剪，将园林绿化植物转变为“绿墙”，吸附并隔绝城市中的噪声。

3.4降尘吸附作用

在城市大气污染中，生态园林植物在降尘方面的作用主要体现在：植被对粉尘的阻滞作用主要表现为对粉尘的吸附、吸附和滞留作用。其实，叶子越大，表面越粗糙，就越容易吸收灰尘。风速在树木的遮挡下会有所降低，同时会遮挡风中携带的颗粒和灰尘。被遮挡的颗粒和灰尘会落到园区的地面上。树木表面不光滑的叶子落在地面上会吸附一定的颗粒和灰尘，达到净化大气环境的作用。经调查发现，圆柏、核桃和沙枣等树种的吸附灰尘、降尘能力较强。

园林植物同时可以吸附空气中存在的二氧化碳和有毒气体，净化大气环境。有毒气体被一些植物吸收后会转变为无毒物质。

3.5其他作用

3.5.1调节园林气候

在一定程度上，大面积的植被可以调节局部气候，在酷暑时期，大面积的植被和绿地可以有效调节温度，降低中暑几率，因为在夏天，绿地内的气温较非绿地要低3℃～5℃，这一点在树林中或者在茂盛的行道树下尤为明显。甚至在没有树的草坪上，气温也要低于裸露的地面。在严寒时期，植物可以抵挡严寒侵袭。热岛效应在城市化进程不断推进的背景下发生的概率升高，通过建设城市生态园林可以消除热岛效应，增强居民的舒适性，调节城市气候。

3.5.2平衡生态环境

园林的物种多样性可以通过培育园林植物得以提高，平衡城市的生物环境。在城市生态园林中，生物与植物互相促进，动物为植物的生长提供养料，植物为动物提供食物和生存空间。

4结语

中国对生态建设的重视程度随着生态环境问题的加剧不断提高。城市开始大规模的建设生态园林，以此平衡城市生态系统。设计城市生态园林绿化时，设计师应该充分了解环境保护与园林建设之间的关系。在低碳理念下设计城市生态园林建筑绿化。全面分析景观场地，考虑土壤营养成分，并对杂草进行处理；在植物选材方面，要选择固碳能力强的植物，多选用乡土树种，同时还要考虑成本因素。合理选择园林绿化植物，通过科学布局园林植物，形成生态修复系统，根据城市生态园林净化水污染、修复土壤、减噪、降尘吸附、调节园林气候、平衡生态环境的作用，提升城市生态园林对生态环境污染的治理作用，及时发现并处理环境污染问题，改善城市生态环境污染情况。