关于建设节约型园林技术体系的研究

1、关于建设节约型园林技术体系的研究 聂磊(广州市园林科学研究所, 广东广州 510405) 摘要 :从节约型园林的背景、特征、内容和目标出发 ,探讨了节约型园林与生态园林的相关性。以功能过程为导向的开放式城市绿地生态理论作为建设节约型园林技术体系的主要理论依据,指出节约型园林技术体 系的主要内容生态绿地格局理论、群落营造理论、循环工艺理论、生物修复理论、立体绿化理论等构成,并且分析了技术体系各 组成部分的具体内容与功能。最后明确了建设节约型园林也是实现生态城市,尤其是生态园林城市的重要途径。 关键词:城市园林绿化;节约型园林;生态园林; 技术体系作为建设节约型社会的重要组成部分,节约型园林是当前

2、园林绿化 行业贯彻科学发展观和创建资源节约型、环境友好型社会的关键载体。建设部仇保兴副部长在全国节约型园林绿化现场会上指出,城市园林绿化工作要遵循资源节约型、环境友好型的发展道路,就必须以最少的用地、最少的用水、最少的资金投入、选择对周围生态环境最少干扰的绿化模式, 以因地制宜为基本准则,为城市居民提供最高效的生态保障系统。而要真正实现节约型园林,必然要依靠科技进步和创新,建构节约型园林绿化的技术支撑体系。本文从节约型园林的内容与特征出发,以功能过程导向的开放式城市绿地生态理论为指导,对节约型园林的技术支撑体系的组成和功能进行探讨,以供实际工作者参考。 1 节约型园林的内涵与特征 从总体上看,

3、我国是以占全球7%的耕地、7%的水资源推动占全球 21%的人口的城市化和工业化,各种矛盾的;中突比全球历史上任何一个国家都突出、处理更艰难。因此,我国城市建设和发展的客观需求以及自然、社会生态系统的发展规律 ,都决定了我国的城市园林绿化为缓解、改善日益紧缺的城市资源 、环境矛盾而必须走节约型园林的道路。而相应的,节约型园林的建设思路必须体现出可持续、高效率、低资源成本等方面的特征。 关于节约型园林的节约概念 ,在构词方面节约的 (Economica1)、生 态的 (Ecologica1)、经济的 (Econom ic) 等术语都有着同一词源。在词义上也具有共同点。因此,在最开始形成的初期,生态

4、学科就曾被称为自然经济学。美国著名生态学家 RobertRicklefs发表的论著自然经济(The Economy of Nature),其 副标题就是基础生态学。在进化过程中,自然系统通过汰劣存良的残酷自然选择,幸存下来的生态系统必然是经济、合算、高效、节约的。因此 , 作为城市中唯一有生命的基础设施系统,节约型园林毫无疑问与生态园林有着密切相关,甚至可以说是共通性。在建设节约型园林过程中,也必须考虑借鉴生态园林的运作机理与建设规律 。而生态园林建设中所追求和体现的可持续、自维持、循环式、高效率、低成本等特性 ,同样也是城市节约型园林建设的根本实质与内涵。 2节约型园林技术体系的构成与功能的

5、合理性更是实现城市绿地系统生态 盲目大面积更换城市树种,导致城市园林绿化植物物种减少、品种单一。生物种类贫乏的直接后果造成了绿地系统的脆弱和不稳定,威胁城市生态安全,破坏城市生态系统的完整性和循环性,造成了高昂的养护管理费和分析以功能过程为导向的开放式城市绿地生态理论是节约型园林技术体系的主要理论依据,包括了生态绿地格局理论、群落营造理论、循环工艺理论、生物修复理论、立体绿化理论等主要内容。以功能过程为导向的开放式城市绿地生态理论指的是, 作为城市唯一有生命的城市基础设施系统,城市绿地必须通过构建具备开放性、流动性、均匀性的绿地格局体系,形成以绿地植物群落为基本功能单元、物质循环与生物修复为主

6、要功能过程的绿地动态运行系统。从而满足和实现城市社会、经济、生态复合系统对于城市绿地在景观、文化、休闲、安全,尤其是生态环境改善方面 功能与城市生物多样性的基础1。而科学合理的园林植物群落营造 ,也是实现城市绿地可持续、自维持、高效率、低成本、稳定性的根本保证。正如建设部加快节约型园林绿化工作报告中指出的,城市绿化的生态效益是以树叶量来衡量的,而不是树的数量来凑数。绿量,即树叶量要高,树叶量是决定绿化效果和生态效益的第一要素,这是园林绿化中最重要的生态指标,因此叶面积指数(LAI)毫无疑问是衡量园林绿化生态效益的关键指标,而园林植物群落的营造是实现高叶面积指数、高生态效益城市绿地的基础。尽管目

7、前城市绿地植物群落已经成为当前绿化工作的关注点,但在群落的组成种、群落的结构以及群落功能与效益量化评估等方面的研究与的城市用途,形成具备不同功能性的 功能需求】。 2.1 生态绿地格局理论(Ecologica Green Space Pattern) 良好的生态绿地格局是满足城市绿地生态环境、景观、文化、休闲游憩、防护等功能要求的基础条件和前提。理想的城市绿地格局,首先应顺应城市空气动力学、城市水文、城市热量耗散以及人类活动等城市物理驱动力规律 ,发挥出改善城市生态环境质量的巨大能力。而通过区分具备静态功能空间属性的城市结构性绿地(Structural Green Space)与具备动态功能空

8、间属性的城市过程性绿地(Procesing Green Space),营造树状网络结构的城市绿地格局,有助于形成开敞的城市中心、发达的城市水系与交通系统、健全的气流通道和畅通的城市物流、能流循环的自然脉络_5J。成熟的城市绿地树状网络由绿廊、绿带、绿环、绿楔、绿心等结构性和过程性绿地构成,具备布局均匀性、要素流动性、功能可达性、体系稳 定性、空间开放性等,尤其是布局均衡完整性与功能贯通连续性的特质69。 2.2群落营造理论(PlantCorunity Architecture) 作为城市园林绿地的基本结构单位,人工园林植物群落不仅直接关系着园林绿地的整体景观形象,其建构的合理性更是实现城市绿地

9、系统生态功能与城市生物多样性的基础1。而科学合理的园林植物群落营造,也是实现城市绿地可持续、自维持、高效率、低成本、稳定性的根本保证。正如建设部加快节约型园林绿化工作报告中指出的,城市绿化的生态效益是以树叶量来衡量的,而不是树的数量来凑数。绿量,即树叶量要高,树叶量是决定绿化效果和生态效益的第一要素,这是园林绿化中最重要的生态指标,因此叶面积指数(LAI)毫无疑问是衡量园林绿化生态效益的关键指标,而园林植物群落的营造是实现高叶面积指数、高生态效益城市绿地的基础。尽管目前城市绿地植物群落已经成为当前绿化工作的关注点,但在群落的组成种、群落的结构以及群落功能与效益量化评估等方面的研究与实践仍然滞后

10、。 2.2.1乡土植物应用 乡土植物既是发挥绿地生态功能的核心物种群,也是城市生物多样性构成的基础。国家颁布的生态园林城市暂行标准中,对于本地物种的应用也有着基本指标的明确要求。然而当前绿化中仍存在着忽视乡土树种,过分欣赏和青睐外来物种,特别是国外观赏品种的现象。尤其是绿地中的建群 种,大量使用外来树种。而乡土阔叶树种不仅具有成本低、适应性强、本地特色明显等先天性的独特自然优势, 在吸附尘土、涵养水源、制造氧气、净化城市空气污染等方面也效果显著。同时,乡土植物对环境和土壤的适应能力很强,少有病虫害,可以减少施肥、修剪,养护成本低,具有可靠 的生态安全性。而且节约水资源,依靠降雨就能生存。2 .

11、2 .2 生物多样性 生物多样性是地球生态系统 ,包括城市赖以生存和发展的基础。加强城市生物多样性的保护工作,对于保障生态平衡、维护生态安全、改善人居环境等具有重要意义。国家生态园林城市的建设,也对城市生物多样性水平有严格要求。当前很多城市的绿地建设中,为了追求尽快达到效果, 盲 目大面积更换城市树种 ,导致城市 园林绿化植物物种减少、品种单一。盲 目大面积更换城市树种 ,导致城市 园林绿化植物物种减少、品种单一。 生物种类贫乏的直接后果造成了绿地 系统的脆弱和不稳定 ,威胁城市生态 安全,破坏城市生态系统的完整性和 循环性,造成了高昂的养护管理费。2 .2 .3 功能性植物群落 城市园林绿化

12、中，可根据不同的城市用途,形成具备不同功能性的城市人工植物群落,如观赏型植物群落、保健型植物群落、环保型植物群落、科普知识型植物群落、文化艺术型植物群落和生产型植物群落等。尤其在卫生保健与环境保护等方面,园林群落可以发挥巨大的作用。例如通过构建固碳型、滞尘型、吸污型、降噪型等不同类型群落,能够很好的解决城市降噪、滞尘、增氧,以及空气、水体、土壤污染的修复问题,改善城市环境质量。同时,许多绿化植物对于大气有害微生物有杀菌功能。同时,园林植物群落还能释放出大量清新的空气负离子,可以调解体内血清素浓度, 舒缓精神压力。 2 .2 .4 复层式群落绿化模式 乔木层、灌木层、草本地被层以及层间植物所构成

13、的复层式群落绿化模式是实现城市绿地景观与生态功能的重要形式 。以往由于对绿化植物生物学特性、生态位以及群落结构与配置缺乏全面了解,特别是对藤本植物和地被植物的应用没有给予足够重视,导致城市绿地群落种问配置单一化和群落层次结构简单化的现象仍很严重;同时在绿化工程设计施工时,往往为了强调效果,在短时期内迅速形成景观,新建绿地过多地运用规则式配置方法,造成单位面积内的植物种类减少,群落结构层次趋于简单;有些绿地将大量存在着湿地植物种类过于单一,生物(Reuse)、再循环 (Recycle)为指的新优植物集中栽植在小块土地上,强调展示效应,导致部分群落结构单一, 抗逆性差,最终植物生长不良直至死亡,这

14、些现象都应在今后绿化建设中加以解决。2 .2 .5 抗逆绿化植物种类 植物在不良环境因素下往往有很强的抵抗和忍耐能力,包括抗旱、抗寒、抗涝、抗热、城市一般作为封闭受损的生态系统,对于植物生长而言都存在逆境胁迫。尤其在温度、湿度与污染胁迫方面,对植物生长繁育影响最大。因此 ,在城市绿地的建设中, 充分选择应用抗逆性强的绿化植物, 不仅有利于绿地的质量维持与景观效果,显著降低植物材料的更新压力、养护强度以及农药、化肥的使用数量, 还有助于应用植物的富集、降解、同化、吸附等功能,表现出植物对于城市环境质量的明显改善能力抗盐、抗病虫害与抗环境污染等能力。2.2.6 湿地植物群落 目前我国城市人工湿地景

15、观普遍存在着湿地植物种类过于单一,生物多样性差的问题。此外,我国人工湿地景观还存在对乡土湿地植物开发利用力度不够,难以体现本地湿地的特点和风貌。构建由沉水植物群落、浮叶植物群落、飘浮植物群落、挺水植物群落及近岸湿生、半湿生植物群落共同组成的城市水生植物系统 ,不仅能美化城市水景观 ,同时还能有效发挥其改善城市水体环境与调节气候的作用。 2.3循环工艺理论 (Recycle Process) 所谓循环工艺是指以生态系统的物质循环与能量转换理论为基础,通过构建园林绿化由生产者到消费者最后到分解者的完整生物链。循环工艺 所倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的工艺模式 ,它要求把人类活动按照自然

16、生态系统的模式,组织成一个 “资源一产品一再生资源”的物质反复循环流程,在园林绿化的整个生产和消费的过程中不产生或只产生很少的废弃物。整个流程以“3R原则”,即减量化 (Reduce)、再使用(Reuse)、再循环(Recycle)为指导原则。 2.3.1园林垃圾营养基质化:通过园林垃圾的营养基质化,不仅能消除园林 垃圾处理压力,为农业生产与城市绿化提供高效肥料,更实现了园林绿化生态系统的持续物质循环。目前广州市已成立了专门的园林废弃物处理工厂一广州市园林基质厂,日处理能力过百吨,在实现园林废物无害化与资源化、节约资金投入、节约无机化肥材料使用等方面发挥了明显的生 态和经济效益。 2.3.2雨

17、水收集:城市雨水资源化作为防洪和缓解水资源危机的有效措施,对当前城市水紧缺、城市水环境恶化、城市生态环境破坏、城市频发局部暴雨洪水等问题的解决有重要意义,是城市水资源可持续利用的主要措施之一。可通过埋管式等方法取水,收集雨水进行城市主干道路绿化浇灌;苗圃等生产性绿地,通过建设地下蓄水池等设施 ,贮留汛期雨水,这些都是绿化节约型养护的重要形式。2 .3 .3 中水回用: 通过中水回用、实现污水资源化,既可以有效地利用和节约有限的、宝贵地淡水资源。又可以减少污、废水排放量,减少水环境地污染,国家颁布的生态园林城市暂行标准中,对于中水的利用率也有着明确要求。2 .4 生物修复理论 生物修复是指利用植

18、物、动物及其共存的微生物与环境之间的相互作用对环境有害 因子进行清除、分解、同化、吸收或吸附,从而使受损环境得以恢复的科学技术体系而在城市园林绿化中,很多绿化植物材料, 连同共存的动物、微生物群落都能对城市污染物以及环境有害因子都有着修复功能。作为一种环境友好、技术 要求与建设成本低的修复方法。在城市生态建设中有着异常广阔的前景。2 .4 .1 空气污染修复: 不少园林植物能通过降解、同化、吸附以及截获、 滞留等方式对大气污染物有良好的吸收和净化作用。例如幌伞枫、细叶榕、菩提榕等对空气硫化物有良好净化作用;竹节树、鸭脚木、黄花夹竹桃等对氟化物优良的抗性:白千层、柠檬桉、罗 汉松、肉桂等有优异的

19、杀菌效 果;无忧树、秋枫、广玉兰等有着良好的滞尘能力。通过园林植物的空气污染修复 ,能有效吸收转化各种化学污染物、滞滤粉尘、中和酸雨、增加空气中负离子浓度,杀灭细菌,明显净化空气环境质量。2.4.2 土壤修复:城市周边的废弃矿山、采石场等,是严重受损的生态系 统,不仅因地表土层和植被的严重破坏而造成水土流失和生境恶化。而且废弃矿山遗弃的有害物质,如重金属等,还易导致重大生态环境问题。尤其是当前城市内不少大型重工业企业,包括冶炼、化工企业的搬迁、转 业、破产,空置出的大量土地污染程度很高,不适宜用作 商业与居住建设。而通过适宜园林植物对污染土壤的修复作用,不仅能消除重金属等污染,还能改善土壤理化

20、性质,增加土壤肥力,使这些宝贵的土地资源成为城市商业和居住的适宜用地。例如,香根草、百喜草、岗松等植物,对Cu有强大的吸收富集作用,而蜈蚣草等植物对于砷(As)污染的净化作用明显。 2.43 水污染修复:作为一种节约资源、成本低廉、效益明显的生态方法 ,利用水生植物来净化城市湖泊、河涌、池塘富营养化水体及工业、生活污水已经成为国内外改善水质的关注热点。很多园林水生植物, 能通 过 吸附、降解、富集、转移等方式,很好地消除水体污染26。例如香蒲、美人蕉等能显著降低水中的N、P浓度,治理富营养化;芦苇、茭白、慈姑、蓼属植物等对水体酚、氰、农药等有机物的净化能力很强;对于重金属,莒蒲、香根草、水鬼蕉

21、等有良好的净化去除功能。通过净污湿地营造工艺等方式 ,既能很好地净化城市污水。还能美化城市景观,成为当前城市环境建设中的研究热点。 2.4.4 有害入侵物种生物防治:目前外来物种的入侵不仅对城市绿地植物 安全,包括生物多样性造成威胁,而且给城市人居环境也带来重大隐患有害的外来物种,通过其宽生态位谱的强大优势,使本地乡土植物失去生存空间,严重破坏城市生物多 样性以及生态系统结构和功能。据估算。薇甘菊、紫茎泽兰等,以及近期才被关注的金钟藤等入侵生物,每年给我国造成的经济损失就高达574亿元。而通过引入这些外来有害物种的天敌,以化学生态学与生物防且给城市人居环境也带来重大隐患有害的外来物种,通过其宽

22、生态位谱的强大优势,使本地乡土植物失去生存空间,严重破坏城市生物多 样性以及生态系统结构和功能。据估算。薇甘菊、紫茎泽兰、五爪金龙、等,以及近期才被关注的金钟等入侵生物,每年给我国造成的经济损失就高达574亿元。而通过引入这些外来有害物种的天敌,以化学生态学与生物防除有害入侵物种生态安全与生物多样性的威胁。 2.5 立体绿化理论 (Vertical Landscape Greening) 立体绿化是垂直绿化、屋顶绿化、高架桥、天桥绿化等的总称。通过见缝插绿、拆墙透绿等方式,在节约城市土地资源的同时,还能美化城市景观、提高城市绿视率、滞尘、净化空气、缓解光污染、降噪等,发挥 巨大的社会和生态效益

23、。在有限空间内,能 明显提高城市园林绿化的三维绿量与叶面积指数,丰富城市绿化覆盖层次,提升人居环境质量。当前立体绿化的技术业已基本成熟。迫切需要政府相关部门与行业的政策引导与项目扶植。 2 5.1 垂直绿化城市垂直绿化对于绿化植物对旱、热、污染等不良环境的适应能力要求较高。在华南地区适宜的新优攀援植物有使君子、美丽赖桐、龙吐珠、大花老鸦嘴、白花油麻藤、大叶双腺藤、蔓马缨丹、蒜香藤、金银花等。 2.5.2 屋顶绿化作为一种缓解热岛效应，调节建筑温度、减轻城市污染、净化收集雨水、美化城市环境的生态技术,屋顶绿化同时还能防风滞尘、降低噪音、吸收二氧化碳、减弱太阳的辐射。给人们工作生活创造一个良 好的

24、生态环境,因此成为当前绿化工作中的热点之一。而从种植基质、承重、蓄排水到植物材料,相关的技术研发是推广应用屋顶绿化 的基础。尤其在屋顶绿化植物品种方面,应选用符合当地气候条件、耐干旱、矮生、浅根系、节水的植物,尤其要注重地方树种。 2.5.3 天桥及高架桥绿化天桥及高架桥绿化不但能营造城市形象特色,而且能增加城市绿量、滞尘降噪、净化空气、降低城市热岛和污染。改善城市生态环境,更能充分利用宝贵的城市土地资源,节约绿化用地。从2003年起,广州开始大规 模对全市符合条件的天桥实施绿化美化,取得了良好的生态与社会效应。今后应从天桥绿化植物品种筛选和配置、种植基质改良、种植养护技术尤其是灌溉技术等人手,进一步降低工程造价与养护成本,充分发挥天桥及高架桥绿化在节约型园林中的节地、节能等功能。 3结论 3.1节约型园林的倡导与创建是由我国日益紧缺的城市资源、环境矛盾 而决定的,其建设理论与思路主要来源于生态园林, 也在可持续、自维持、循环式、高效率、低成本等方面体现了生态园林的实质与内涵, 因此建设节约型园林也是实现生态城市,尤其是生态园林城市的重要途径。只有节约型园林才能因地制宜,最大限度地发挥园林绿化的生 态 效益 与环境效益,最大限度地节约各种资源,以最合理的投入获得最适宜的园林绿化综合效益;3.2节约型园林的主要技术突破点就在