基于低碳生态理念的乡村景观设计研究

2023-10-28 01:19王语嫣
老区建设 2023年9期
关键词:乡村景观低碳理念可持续发展

[摘 要]在乡村振兴的背景下,探索乡村景观低碳化可持续发展相关研究备受关注。将低碳生态理念应用到乡村景观更新规划设计中,对改善乡村生态环境,进一步带动乡村经济发展具有重要作用。以华东地区乡村为例,将低碳生态的理念融入乡村景观规划设计中,合理布局乡村绿地空间、提升植被碳汇能力、改变农业种植生产模式、提高道路可达性以及乡村资源循环利用等,对促进乡村空间可持续发展、维护乡村生态系统动态平衡具有现实意义。

[关键词]低碳理念;乡村景观;可持续发展;低碳景观

[中图分类号]TU982.29  [文献标识码]A [文章编号]1005-7544(2023)09-0029-08

[作者简介]王语嫣,南昌大学建筑与设计学院硕士研究生。

2020年9月,习近平总书记在第七十五届联合国大会上明确提出了“2030碳达峰,2060碳中和”的目标。双碳政策的实施是构建人类命运共同体的庄严承诺。[1]“低碳”逐渐成为了广泛关注的社会话题,城乡建设也逐步向低污染、低排放、低能耗的可持续发展模式转变。近年来,随着我国乡村振兴战略的不断推进,农民的生活生产方式也发生了变化。乡村经济的持续增长带动了乡村景观建设水平的提高,同时也带来了一系列的生态环境问题,如乡土环境的原真性遭到破坏、硬质景观建设的不断增加等都导致乡村原有的固碳资源逐渐减少,并呈现高碳化趋势。因此,当下亟待转变乡村粗放式的建设模式,建立健全绿色低碳循环发展经济体系。汲取先进技术、知识及发展观念,以良好生态环境为导向,挖掘乡村自身特色资源及发展潜力,推动乡村服务产品结构向低碳化发展,避免形成短期的“资源空心化”现象,是真正的可持续发展之路。我国幅员辽阔,受气候环境、经济发展水平等因素的影响,各地区乡村的历史文化、地理环境、发展模式存在不同程度上的差异。华东地区位于中国东部,地形以丘陵、盆地、平原为主,是全国经济、文化发展的核心地带,自然环境条件优越,物产资源丰富,人口密集,也是我国重要的农耕地区。华东地区乡村地区发展也具备一定的物质基础。本文以华东地区为例,通过“低碳”策略对乡村景观进行更新规划建设,构建低碳集约高效的乡村人居环境模式,维护区域内“碳源”与“碳汇”之间的相对平衡,为构建乡村低碳景观新体系进行探索与尝试。

一、低碳乡村景观研究进展

乡村景观是空间聚落、生产景观和生态景观的综合体。将低碳理念应用到乡村景观建设中去,对降低乡村碳排放具有重要意义。国内现有研究一般将“低碳乡村”定位为依托当地资源条件成本最低化,进一步融合产业、文化、旅游、村民等与低碳排之间的关系,带有明确保护生态环境目的的发展模式。在宏观层面需要建立全方位系统的规划体系,优化空间结构、改善生态环境和提升自然景观对碳汇功能起到举足轻重的作用。[2]丁金华提出,乡村绿地系统是乡村景观中重要的自然碳汇,并且在乡村景观建设过程中要加强对资源的循环利用。[3]汪继明认为低碳景观建设应该减少土方工程,尽量保持自然风貌。[4]在具体的规划设计方面,邢燕等认为低碳理念下新农村景观规划首先应保护环境中的大型斑块和基质,加强乡土树种的配置,采用节能的基础设施。[5]姜秀娟从整体规划的角度,提出将公共活动中心居中设计可以降低村民外出对机动车等交通工具的出行需求。[6]董魏魏等从道路交通的角度,提出景观廊道连接区域内主要景观节点和次要景观节点,增强次干道的通行流量,从而降低碳排量。[7]王贞等从景观建设的角度,归纳总结了通过降低园林施工中的碳排放,因地制宜,选择低碳材料,从而增加景观的“生命周期”。[8]杨锐从低碳技术的角度,将太阳能、生物能技术、水循环处理技术等低碳技术及理念融入到景观设计中。[9]

以上研究成果对促进乡村实现低碳可持续发展具有重要的借鉴意义,在此背景下,低碳乡村的发展如何实现经济效益、社会效益和生态效益的统一,推动绿色生态文明建设,是当下亟待解决的难题。

二、乡村人居环境规划建设存在的问题

(一)乡村自然景观缺乏合理规划

近年来,华东地区乡村建设蓬勃发展也导致乡村资源存在利用不平衡的问题。建设用地不断扩张,土地利用布局零散无序且盲目扩张,道路利用密度低下,空间规划的不合理都导致路线杂乱、可达性低,造成交通行驶排放大量二氧化碳;同时,乡村空间偏重硬质基础设施建设,而具有碳汇功能的绿地系统往往被忽视,乡村景观绿地生态系统遭到不同程度的破坏,自然、半自然斑块逐渐大量退化;植被顺势生长杂乱无章、树种结构单一,导致乡村林网生态景观服务功能低下,“碳汇”能力不足。目前乡村规划建设仍体现在表面更新,没有充分考虑如何通过景观规划建设调节区域内碳源、碳汇平衡,忽视了人居空间、生态环境的可持续发展。

(二)缺少对乡村生态环境的有效保护

生产、生活空间的不受约束盲目扩张以及生态空间的肆意破坏导致空间内碳源与碳汇失去平衡。现代乡村农业生产滥用农药化肥,大多将化肥农药代替有机化肥,打破了乡村本身有机废弃物的资源化循环利用以及无害化处理,造成了农业废弃物大量积存,原有的自然土壤结构及农业生态系统遭到破坏,农田、水体、环境被污染。乡村相对城市居住分散,村民及游客产生的生活垃圾以及固体废弃物难以分类和集中,生活垃圾回收设施匮乏,导致产生的厨余垃圾及固体废弃物直接丢弃,这些不仅对村落土壤、水环境造成直接污染,也对资源造成了浪费。在生活能源消耗方面,村民多采用当地易获取的秸秆、薪柴等直接燃烧,随意砍伐导致土地植被受损、涵养水源的能力降低,且燃烧产生的浓烟严重影响空气质量。

(三)乡村基础设施建设有待完善

乡村基础设施建设中缺乏对可回收材料以及新型节能环保材料使用的意识。华东地区乡村发展速度快、需求多,设施建设盲目套用城市建设的发展模式,在追求美观的同时忽略了乡村质朴的自然环境以及对鄉土原有生态环境的破坏性。引进外来设施的运输过程中交通工具也会产生大量的二氧化碳排放。乡村道路没有合理规划,道路曲折,硬质铺装面积广,资源集约度低,实际利用率不高,建造过程中会产生碳排放以及资源浪费。同时污水管网里程短,雨水污水没有分流,收集率低,道路电网设施老旧,基础设施更迭滞缓,太阳能等可再生能源普及率低,低能耗基础设施建设薄弱,高能耗设施的日常使用导致大量能源消耗。

三、华东地区乡村景观低碳设计的探索与实践

通过对华东地区部分乡村为实现低碳景观的路径探索,意识到乡村景观低碳化营造应该从规划设计到具体详细设计来系统地进行。例如:苏州市吴江区的朱家湾村,通过整合村庄原有的自然资源,统筹布局,为实现村庄内绿地格局的完整性和连续性,其连接点状斑块,使村庄四周的密林形成环形畅通的屏障绿楔,营造低成本的低碳环境。[10]浙江省磐安县安文镇石头村,在乡村道路系统建设中,重视村内次干道路网的建设,提高路网的密度,增强次干道的通行能力来疏解村庄的交通流。[7]浙江省宁波市奉化区的滕头村,为降低电力资源消耗,在村道上安装了利用风能和太阳能发电名叫“风光能”的环保路灯,在村民活动的广场等公共区域均采用风光互补照明系统,同时公共建筑也采用了低碳环保材料,体现了自然、淳朴、低碳的设计。

通过对以上案例调查研究,发现华东地区的低碳乡村生态景观规划建设,应该以乡村碳循环体系的构成要素为抓手,以乡村绿地景观、农业生产、道路交通、资源循环为导向,遵从发展与保护相均衡的理念,以实现增碳汇、减碳排目标导向下的低碳乡村人居环境营建。(如图1)

(一)乡村低碳绿地景观规划设计

1.合理布局乡村绿地空间系统

以绿色空间为中心的生态功能复合营造是有效策略之一,依靠系统的合理布局和优化,集散与分散相结合,维持大型自然植被斑块的连续性和完整性。规划中可以通过“点、线、面”相结合(如图2),将自然斑块以廊道或小型斑块的形式分散渗入人群活动区,华东地区多水田,可以将现有河流、湿地、植被、农田灌溉系统、乡村的主要道路交通系统以及其他自然生态景观元素相结合形成结构明晰的景观生态网格化布局形式,提升乡村景观功能之间的连通性。

2.维护提升植被的碳汇功能

乡村自然景观具有良好的碳汇功能,植物可以在满足自身生长能量的同时,吸收大气中的二氧化碳并且转化为有机碳固定在体内。因此,植被在实现乡村低碳中扮演重要角色。要想实现区域内碳收支平衡,乡村景观建设必须以保护生态资源为前提,顺应大自然的规律,充分发挥乡村自然景观的生态优势,构建生态化自然环境,完善生态景观基底。区域绿地生态系统碳收支受多种因素共同影响,它主要取决于以下4个过程:植物光合作用与生产力形成过程;植物、动物和微生物呼吸所释放二氧化碳的过程;凋落物分解、矿化和腐质化过程;生态系统水平的有机质输入与输出过程。[11]乡村绿地系统是构建低碳乡村景观不可或缺的重要组成部分,丰富植物群落多样性,因地制宜多选用当地的乡土植物,减少硬质铺装扩大植物种植面积。优化树种种植结构有利于加强区域内生态系统的再生能力和自我修复能力。采用乔灌草组合的复层式绿地结构,丰富景观层次维护系统稳定性,同时发展立体绿化、绿色屋顶等增加区域内绿化面积(如图3),提高空间绿地容积率。选择固碳释氧能力强的植物,在满足景观效果的同时,既达到四季有景,又能够提高固碳效果。

(二)乡村农业生产低碳化规划设计

为提高农业生态系统服务功能,实现农业生产的良性循环机制,基于生态理念的低碳农业生产要从“开源”“节流”两个方面来体现。主要包括:从控制“源头”开始,减少、防止生活垃圾、农药化肥等废弃物对农田土壤、水体的直接污染,重视田埂、沟渠以及田边缓冲带建设,从农民生产生活的日常活动入手优化农田生态格局维护景观质量,实现村民“高效种植、安全有机、作物增收、低碳排放”的经济效益;采用绿色能源技术“节流”,发展节水型农业,大力推广喷灌、滴灌等高效节水农业技术,较大限度地提高水资源的利用率,可大大减少农业生产成本;[12]提高有机化肥利用率,调控化肥施用,增加土壤有机质含量,减少对环境造成的二次污染;重视农业景观层次上的山水林田路形成的景观格局以及与水土和生物等生态过程的恢复和重建,[13]促进乡村生态系统的弹性与景观价值提升;加强农业景观的多功能性规划建设,提升农业生态系统的服务功能。

(三)鄉村道路交通景观规划设计

道路是景观规划的骨干,道路规划应渗入低碳理念才能解决道路交通带来的二氧化碳排放。[5]首先要因地制宜合理布局道路规划,优化空间结构。建立“绿色低碳交通体系”,减少人为建设对自然环境的影响程度,整合空间资源,营造集约化聚居空间。其次,杜绝土地的盲目扩张和不合理的利用,规避产生自然资源浪费的现象。乡村低碳规划应该在尊重乡村特色的基础上,建设网格化乡村绿色出游的交通体系,重视村落内主次干道建设,发展绿色低碳的交通方式。道路的布局尽量避免拐角式道路走向,尽可能减少硬质铺装规划曲形道路,提高资源利用效率和道路的可达性。另外,合理设置公交站点,为村民提供便利的同时,尽量减少村民自行使用交通工具外出频率,从而减少碳排量。

(四)乡村资源循环利用规划设计

1.乡村能源供给

能源消耗是乡村二氧化碳排放的直接原因,乡村资源的循环利用,可以达到节约资源、减少废弃物排放的作用。乡村生物质能的消费有两种方式,一是生物质能的传统利用,即秸秆和薪柴的直接燃烧;二是生物质能的清洁使用,如沼气和生物质发电等。[14]低碳乡村建设要转变以往秸秆、薪柴传统利用的方式,应该大力普及沼气、生物质能发电以及其他新型能源的使用。可再生能源的有效推广使用,可以减少化石能源使用,有效地降低碳排放强度,是实现低碳旅游发展的重要手段。低碳乡村的持续发展离不开可再生能源的利用,太阳能光伏发电板、太阳能热水器等新能源技术可以以各种各样的形式存在在乡村房屋或公共节点设施中。在此过程中,要结合乡村当地文化及风格进行景观改造设计,减少能源消耗的同时展现乡村文化特色。

2.乡村废弃物处理

乡村生产生活会产生大量的生活垃圾和畜牧业、农业废弃物,根据当地的资源环境条件,积极利用新型能源,形成乡村生态循环链,对乡村的各种污水与垃圾进行无害化处理,适当探索污水与垃圾的生态化、循环性处理模式。[7]村镇生活垃圾分类与资源化利用对于固体废弃物的处理,主要依据减量化、资源化和无害化等原则。第一,合理处理生活垃圾。村镇景观规划严格遵从科学合理的制度准则,在村落内合理布局生活垃圾桶及垃圾回收站,及时对生活垃圾进行分类、回收以及再利用。第二,对畜禽粪便工业处理。畜禽粪便的直接还田,会对农田周围水域及土壤产生污染,经过科学处理过形成有机合成肥料,对实现土壤有机化更有益。因乡村自身独特条件,畜禽粪便的资源化利用主要是肥料化、饲料化和燃料化等技术。村落农业废弃物的堆积会产生沼气,现有技术可将沼气转化成电能,可以很好地解决农村能源短缺的问题。第三,高效利用农业废弃物。乡村居民对秸秆、薪柴的燃烧会产生大量二氧化碳对空气质量产生直接影响,根据生态学的食物链原理,将农业废弃物作为产业链中的一个重要环节,进而实现物质的多重循环和多次转化利用,提高资源利用率及整体效益。[15]如“秸秆-食用菌-猪-沼气-肥田”等生态农业利用模式。

3.水资源循环利用

在雨水的循环利用方面,主要途径包括雨水的渗透回灌和中水回用两个方面,一般来说,现存主要有屋面、道路、绿地、田地四种雨水汇流介质。构建具有多孔且透水性的乡村景观机制,可以有效地提升景观空间异质性和多样性,通常乡村雨水主要有地面渗透池、渗透沟和可渗透铺装。硬质地面的雨水收集分为渗水性铺地与非渗水性铺地,其中,渗水性铺装可以让道路雨水迅速排走;非渗水性铺地,通过道路坡度汇集到路边的雨水花园,部分渗漏,部分通过沉淀过滤汇入集中水池。[16]还有一部分雨水会渗透进土壤中,植物会将其部分进行吸收,部分则直接释放到空气中。(如图4)

雨水的集蓄可以利用屋面和绿地来完成,相比较而言,屋面雨水受污染少,便于收集、利用。屋面雨水的污染源主要来自于屋面建筑材料的选择、空气质量、雨水质量、降雨间隔时间等,因此,雨水的集蓄首先应该进行初期弃流,设计中水贮存池,兼顾储存、过滤、沉淀的功能,将水质好的雨水进行集蓄利用,可用于生活杂水、灌溉水田等,减少雨水资源的流失、增加雨水的循环利用。(如图5)

四、低碳生态理念的乡村景观规划建议

(一)维护生态环境,提升区域植被碳汇能力

乡村绿地系统营建应该提高植物群落的碳汇能力,在景观设计中,应该多运用乡土植物,减碳排的根本就是减少能源消耗,乡土植物的应用可以减少机械运输,减少土方量。同时,近自然育林的方式可以使园区植被种间关系和谐,充分发挥自我调节机制。其次,合理的规划景观植物的分布和复合式群落结构,有助于植物自身的生长,使它们能够进行自我调节,保持园区生态有机活力。后期植物的养护管理能有效促进植物群落进行正向演替。人工的干预能够提高植被自我循环效率,随着外环境的变化,对植被及时进行养分补充、保暖、病虫害治理,满足植被生长所需要的最佳环境。

(二)循环利用资源,减少废弃物排放

基于低碳生态理念的乡村景观规划设计,应因地制宜根据当地现有实际,面对不同的条件制定不同的设计策略保证方案的科学合理性。与当地历史文化特色相融合,凸显人文特点,重视地域特性,综合场地气候变化、地质条件,合理科学地勘探场地现状,利用现有自然资源、乡土材料创造适宜的低碳绿地景观,改善场地环境污染等问题。规划设计中顺应场地现有地形地貌,在施工过程中减少机械作业,减少对土地及周围生态环境的破坏,乡村硬质景观设施的营造选择低碳材料,并且在确保性能的条件下多选择使用率高、可循环的环保材料,利用废弃材料、可再生材料,进行重构、改装,做到废弃物循环再利用。通过营造环境友好、可持续发展的景观来改善乡村人居环境碳排放水平。

(三)依靠低碳技术,优化节能减排功能

设计中要计算和控制二氧化碳排放量,提高能源的利用效率,让低碳理念依靠数据,达到低碳减排的目的,确保设计方案的科学合理性。低碳化乡村景观营造需要将低碳技术运用到景观规划设计中,根据当地自身资源环境条件,积极使用新型能源技术,形成乡村生态循环链,尽可能多采用自然界中太阳、风、水源、湿地等可再生能源。例如照明可以使用利用太阳能光伏发电的照明系统,雨水收集利用和中水回用系统。路面铺装使用再生高密度聚乙烯材料,铺设多孔路面,可以有效增加雨水径流,促进地表水净化,排走空中水。既满足使用需求,又控制能源过量消耗,从而促进乡村景观可持续发展。

(四)营造低碳氛围,增强低碳行为引导

低碳城市建设的核心是拥有低碳意识的城市居民。[9]低碳意识的改善是推进低碳化的动力。乡村低碳旅游倡导低消耗、多参与的行为模式,能够激起人们热爱生活与探索自然的兴趣,让游客更加珍惜乡村的自然资源。[10]实现低碳发展需要推广低碳理念,把低碳旅游理念同乡村公共设施相结合,提高乡村基础设施建设,对乡村服务产品转型升级,不断完善环保型公共服务设施体系。潜移默化地将游客的消费方式和行为向低碳环保转变。加强低碳旅游知识教育,让游客形成低碳意识和环保观念,全面普及低碳理念,从多个方面着手来减少温室气体排放。

五、结语

乡村地区的经济和社会发展相对缓慢,但在生态环境和资源利用方面具有独特的优势。基于低碳生态理念的乡村景观更新设计,可以进一步发挥乡村的地区优势及特色,促进资源循环利用、生态保护和经济发展的协调发展。低碳理念的实施在解决乡村“三生”問题上,不仅有助于乡村生态文明建设,还能促进乡村“社会-经济-生态环境”和谐共生的实现。乡村低碳景观规划不仅需要运用低碳生态技术,还要考虑到生态环境的可持续发展。以“增碳汇”“减碳排”的低碳目标为实践导向,科学合理地根据乡村自身条件进行生态保护和调整,构建适宜于华东地区自然资源、气候条件和经济特点的低碳乡村建设体系,以此促进未来中国乡村振兴建设向环境友好、生态安全持续发展,最大限度地为广大人民创造良好的生态环境。

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Research on Rural Landscape Design Based on Low-Carbon Ecological Concept

——Taking East China as an Example

Abstract: In the context of rural revitalization, research related to exploring the low-carbon sustainable development of rural landscapes has attracted much attention. The application of low-carbon ecological concept to renewal planning and design of rural landscape plays an important role in improving the rural ecological environment and further driving rural economic development. Taking rural areas in east China as an example, integrating the concept of low-carbon ecology into rural landscape planning and design, reasonably layout rural green space, improve the carbon sink capacity of vegetation, change the production mode of agricultural planting, improve the accessibility of roads, and recycle rural resources, has practical significance for promoting sustainable development of rural space and maintaining dynamic balance of rural ecosystems.

Key words: Low-carbon concept; Rural landscape; Sustainable development; Low-carbon landscape

[責任编辑:邵猷芬]

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