“雙碳”背景下城市山體公園植物景觀設計研究

李成 齊浩天 胡子瑾 苗得智 楊鴻博

摘要：“雙碳”目標是目前為應對全球氣候變化提出的，增加城市綠地的碳匯是一個新的研究方向。文章總結了“雙碳”目標背景下城市山體公園植物景觀設計的原則和策略，以濟南牧牛山公園植物設計為例，研究其生態(tài)設計與實踐應用，提出了城市山體公園提高碳匯的途徑。

關鍵詞：雙碳；山體公園；植物應用；景觀設計

中圖分類號：S688；TU986.5 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2022）20-0-03

0 引言

城市化進程不斷加快，導致城市土地利用方式迅速變化、能源消耗增多、碳排放急劇增加，進一步加大了氣候變化的負面效應［1］，如城市熱島效應。為了緩解這一效應，城市通常通過人工降雨或者使用空調等給城市“降溫”，而這又會加劇碳排放。

城市綠地系統具有固碳、釋氧、降低景觀自身碳排放、緩解城市熱島效應、引導綠色交通、宣傳和教育等方面的功能［2］。城市山體是城市中重要的自然綠地，建設城市山體公園對城市綠地系統的完善和城市生態(tài)環(huán)境的改善至關重要。

1 城市山體公園植物景觀設計原則

1.1 因地制宜原則

在設計山體公園植物景觀的過程中，要考慮園林植物的美感，同時要考慮園林植物的生態(tài)習性，深入分析山體的地質狀況和土壤條件，選擇能適應本地氣候和土壤的植物，優(yōu)先選擇鄉(xiāng)土樹種、城市基調樹種，減少對外來樹種的引進。

1.2 生態(tài)優(yōu)先原則

山體公園設計提倡低碳、低設計、低養(yǎng)護開發(fā)建設模式，將生態(tài)理念和低碳理念相結合。在設計山體公園植物景觀時，應優(yōu)先選擇耐旱的樹種。可建設生態(tài)工程，如一級園路的植草溝、山體蓄水池等，最大限度地實現雨水在山體內部的攔、阻、蓄、分、導，進而促進雨水資源的收集利用，緩解城市對綠地的供水壓力，建設低碳園林。

1.3 可持續(xù)原則

在滿足山體公園景觀建設需求的前提下，應選擇抗逆性強且耐粗放管理的樹種，這樣能提升樹種的成活率，減少植物的養(yǎng)護管理產生的碳排放，增強植物群落的穩(wěn)定性，增強山體植物碳匯的可持續(xù)性。

2 城市山體公園植物景觀設計策略

2.1 保護與利用原有植被

在山體景觀中，原有植被適應性強，能夠增強山林的自我演變能力，為野生動物提供食物和棲息地。因此，原有植被對山體生態(tài)系統的穩(wěn)定具有重要意義。

2.1.1 防治病蟲害

林木病蟲害防治是山體綠地能長期發(fā)揮生態(tài)效益的保障，林木病蟲害防治以生物防治為主。應根據病蟲害的活動和繁衍規(guī)律，及時有效地防治山體植被的病蟲害。目前，針對山林病蟲害的生物技術有合理使用生物農藥、積極引進病蟲害的天敵、使用生物燈光技術等。

2.1.2 合理保護原有山體植被

在山體公園植物景觀設計中，應盡量保留山體原有植被。設計園路時應盡量避開高大喬木或為喬木留出種植池，在登山小道上，使用本地的自然材質建造二、三級園路，防止土壤板結，保持山體植被根系的透氣性和透水性。對于一些生長在巖石峭壁上的樹木，應加以保護，盡量保留山林的原始面貌。

2.2 豐富植物資源與配置

為豐富公園植物景觀，需要引入新樹種，增加樹種有利于增強植物群落的穩(wěn)定性，同時能增強植物和土壤碳匯能力。

2.2.1 樹種的選擇分析

城市山體公園的植物景觀設計不僅要追求實用、經濟、美觀，在如今“雙碳”大背景下，更應該注重公園對城市的碳補償。每種植物的固碳能力都不一樣，選擇固碳能力強、低碳養(yǎng)護且適合山體生長的植物，要遵循以下原則：一是盡量選擇生長速度快的闊葉樹種，闊葉樹能快速增加單位面積內的碳儲量，速生樹能加快固碳速度；二是考慮長期碳匯，應大量選擇幼齡樹和中齡樹；三是選擇易養(yǎng)護的樹種，減少后期養(yǎng)護管理產生的碳排放。

針對城市山體中不同的小環(huán)境，選擇樹種時，還要考慮海拔、地形、坡度、坡向、土壤、水分條件等因素，為山體的每種小環(huán)境選出適宜的樹種，并優(yōu)先選擇光合作用強、生態(tài)穩(wěn)定性強的樹種。設計中優(yōu)先選擇鄉(xiāng)土植物，可獲得更高的碳匯效率［3］。

2.2.2 優(yōu)化植物群落配置

山體公園植物群落應具有生態(tài)穩(wěn)定性強、高效持續(xù)固碳的特點。根據植物的生長空間合理密植喬、灌、草，植物群落層次越復雜，固碳效果越好，植物群落密度越高，碳匯功能越強［4］。此外，還要注意新引進樹種和鄉(xiāng)土樹種的群落種植模式，自然式的植物景觀的碳匯效率明顯高于人工式［5］。例如，天津南翠屏公園通過塑造近自然的植物群落結構，植物群落的單位碳儲量增加了近3倍［6］。所以應極力避免大面積使用模紋花壇、花帶、花卉這類景觀，而是要盡量打造復層的近自然式植物群落，加速山體植物群落的正向演替，保障植物碳匯的穩(wěn)定性。

3 牧牛山公園植物景觀設計分析

3.1 牧牛山公園概況

牧牛山位于濟南市歷下區(qū)下井莊，海拔240米，占地面積約20公頃，周圍以居民區(qū)為主，屬于一塊楔形綠地。山體周圍路網根據山勢布置，呈環(huán)狀布局。植被是以側柏和黃櫨為主的純林，生長良好。巖層以石灰?guī)r為主，土層以普通褐土為主，山頂土層瘠薄，山中部和山腳處土層較好。牧牛山的水體主要是通過雨水收集，通過排水溝引流最終匯集在山澗的低洼處，山中部也有一處蓄水池，但景觀效果較差。

3.2 山體修復中植物應用的原則

山體植被對恢復山體自然生境起著決定性作用，山體公園植物景觀設計應遵循低設計、低養(yǎng)護的原則，在保持山林本身生態(tài)系統穩(wěn)定性的基礎上設計。鄉(xiāng)土植物的選擇要占到牧牛山公園總體植被的三分之二以上。

牧牛山山頂土層瘠薄，蓄水能力較差，并且山頂風大且干燥，小氣候較差，宜選用耐瘠薄的樹種。山中部土壤條件較好，且有一定的蓄水能力，原生植被長勢較好，可加入一些觀賞樹種。山腳和溝谷處土壤條件良好，小氣候適宜，可選擇喬、灌、藤、草的復層立體結構，增強植物碳匯能力。

3.3 各功能分區(qū)植物的選擇分析及相關應用技術措施

根據牧牛山公園的使用功能分為山林生態(tài)保育區(qū)、觀景覽勝區(qū)、山林游賞區(qū)，根據功能分區(qū)的目標定位選擇不同的園林植物，以濟南的鄉(xiāng)土樹種為主，具有低養(yǎng)護、高成活率的特點，配合一定的園林工程技術手段，增強景觀的實際觀賞效果。

3.3.1 山林生態(tài)保育區(qū)

生態(tài)保育區(qū)位于公園南側，山中部陽坡位置，這里自然植被最為豐富，面積也最大，地形較復雜，植被條件良好，人為干預度最低。針對巖石邊坡的綠化，用植生盆技術，在巖石上做一些小型種植池，用來種植五葉地錦，遮擋裸露的山石立面。這種方法可增加巖石上植物的水分和養(yǎng)分，有利于五葉地錦生長。針對角度較大的邊坡，用山石砌臺，主要種植黃櫨、刺槐、金銀木等抗旱喜光的植物和一些攀緣植物。

該區(qū)在保護原有自然植被的基礎上，形成了針葉闊葉混交林?；旖涣值闹参镉袀劝?、構樹、榆樹、臭椿、樸樹等喬木，荊條、錦帶花、石楠、連翹、小葉女貞、木槿等灌木，以及扶芳藤等地被植物。在這些植物中，側柏和黃櫨占絕對優(yōu)勢。

該區(qū)以恢復植被、保持山體的水土、維持山林生態(tài)的穩(wěn)定性和保護生物的多樣性為主，是牧牛山公園發(fā)揮生態(tài)和游憩功能的基礎支撐。

3.3.2 觀景覽勝區(qū)

觀景覽勝區(qū)位于公園山頂，這里視野開闊，可俯瞰山體景觀，亦可北望濟南新城區(qū)城市天際線，南望南部山區(qū)自然風景，是攝影、觀景的最佳區(qū)域，但這里的土層瘠薄，山石裸露，水土流失嚴重，必須選用耐寒、耐旱、耐瘠薄的深根性樹種，搭配魚鱗坑的種植方式，在坑中覆土，人為創(chuàng)造植物生境，配合蓄水池和滲水井，在有限的種植空間內收集與保存雨水，有效減少山頂雨水快速匯集成地表徑流對土壤的沖刷。

這里的植物配置主要有側柏、黃櫨、榆樹、山桃、臭椿、國槐等喬木，荊條、鋪地柏、酸棗、連翹、紫穗槐等灌木。在全園的最高處——東亭周圍采取魚鱗坑的工程措施種植了紫薇、西府海棠、貼梗海棠等觀花灌木，防止山頂水土流失的同時，增強山頂景觀的觀賞性。

3.3.3 山林游賞區(qū)

山林游賞區(qū)位于公園西北側，山中下部半陽坡位置，這里植被生長良好，是重點打造植物景觀的區(qū)域。這里坡面適中，土層相對較好，不采取工程措施也可以直接栽種植物，但這樣會加速山體的水土流失，須做塊石分層擋土墻，并采用臺地續(xù)坡技術，減緩雨水徑流速度，使雨水充分蓄存在土壤中，并結合植草溝、生物滯留池等收集和利用雨水，減少邊坡的水土流失。

這里的植物配置以彩色葉山體植被為主，植物配置主要有白蠟、五角楓、黃櫨、紫葉李、君遷子、核桃、西府海棠、山杏、山桃、欒樹等觀賞性喬木，錦帶花、石楠、金銀木、連翹、木槿、華北繡線菊、迎春等觀賞性灌木。在保護原有植被的基礎上，以近自然式的手法進行植物景觀設計，模擬自然生境，增強山體的生態(tài)穩(wěn)定性。

另外，山林游賞區(qū)還設計了一些活動廣場供人休息和健身，這些廣場的鋪裝均為透水鋪裝，并且在廣場周圍設置了植草溝和生物滯留池，以便收集雨水。

3.4 增加牧牛山公園碳匯的途徑

公園主要依靠植物的光合作用吸收大氣中的二氧化碳，并將其固定在植被以及土壤中。另外，水體也具備一定的碳匯能力，牧牛山公園的碳匯主要有植物碳匯、土壤碳匯和水體碳匯三種途徑。

3.4.1 植物碳匯

綠色植物通過光合作用碳匯，是城市山體公園固碳的主體。儲存在山體植物中的碳稱為植物碳庫，提升山體植被覆蓋率和植被密度是增強山體植被固碳能力的主要手段。

在牧牛山公園項目建設中，選擇植物種類、改善植物生長條件、完善植物群落和采用配套園林工程措施等都是增加山體植物碳匯的重要辦法。選擇黃櫨、五葉地錦等高效固碳鄉(xiāng)土樹種，選擇側柏等適宜山地生長的深根性樹種，選擇耐粗放管理的草本植物，設計喬、灌、藤、草復層種植結構，以及對裸露山體的垂直綠化等，都有利于增加公園的植物碳匯。

此外，還要考慮到植物的樹齡搭配。其中，幼齡樹的生長最快，碳匯能力相應就強，成熟期的植物碳匯能力較弱，“復層-異齡-混交”種植模式有利于保障山體公園長期碳匯的穩(wěn)定。對于植物的碳匯，不應局限于植物的光合作用，當植物凋零或死亡后，會釋放出大量的碳，可將植物廢棄物制作成生物炭或埋在場地中堆肥，這也能實現山體長期儲碳。

3.4.2 土壤碳匯

土壤的碳儲量是植被的數倍，是城市綠地最大的碳庫，增強土壤的碳固持能力，是牧牛山公園固碳的重要途徑。增加土壤碳固持主要分為兩方面，一要增加土壤中有機物的含量，二是減少土壤中碳的消散。前者可通過將牧牛山公園植被產生的廢棄物制作成生物炭或者進行堆肥等，增強土壤微生物的活性，改良土壤條件，以此提高土壤固碳量。

另外，在公園的硬質場地上選用透水鋪裝，可上人的草坪選用混有粗砂的土壤，以此增強土壤的透氣性，加速碳元素進入土壤。后者可以采用魚鱗坑、削坡開平臺、臺地續(xù)坡、塊石阻水、蓄水池、擋土墻等園林工程措施，同時配以灌木和地被植物，減緩山體地表的徑流速度，以減少土壤中的碳儲量流失。

除此之外，在山體公園中種植的綠籬和混合多年生草本也能有效增加土壤的碳儲量。在土壤中加入硅酸鹽，遇水反應可捕獲二氧化碳，加速土壤固碳。

3.4.3 水體碳匯

山林生態(tài)系統中，水體碳匯也是碳匯的重要途徑。水體景觀（包括生物滯留池、透水鋪裝、植草溝、滲水井、蓄水池、山下溝谷處等）可通過水生濕生植物、水下土壤和二氧化碳的水溶解等增強牧牛山公園的碳匯能力。在山下溝谷處，這里經過山體雨水的地表徑流匯集在此，水環(huán)境優(yōu)異，可選用喜濕潤、耐水濕、耐蔭的植被。健康的水生境可改善公園的整體生境，使其更接近自然模式，增強整個公園植被的豐富性，改善土壤狀態(tài)，也能間接促進公園的植物碳匯和土壤碳匯。

4 結語

在“雙碳”這一戰(zhàn)略背景下，城市山體公園除了供人游憩外，承載更多的是減碳固碳這一生態(tài)功能。植物是山體公園發(fā)揮生態(tài)功能的主要載體。宣傳與推廣“雙碳”理念，加強設計前期對山體小氣候的研究，融入山體修復中植物應用的理念，增加對園林工程技術措施的應用，加強對山體植物、土壤和水體碳匯能力的研究，對促進城市山體公園碳匯能力的增強具有重要意義。

參考文獻：

［1］ 趙榮，黃賢金，徐慧，等.城市系統碳循環(huán)與碳管理研究進展［J］.自然資源學報，2009，24（10）：1847-1859.

［2］ 趙彩君，劉曉明.城市綠地系統對于低碳城市的作用［J］.中國園林，2010（6）：23-26.

［3］ 沃勒LP，艾倫WJ，巴拉特BIP，等.生物相互作用驅動生態(tài)系統對外來植物入侵者的反應［J］.科學，2020，368（6494）：967-972.

［4］ 于超群，齊海鷹，張廣進，等.基于低碳理念的園林植物景觀設計研究：以濟南市城區(qū)典型綠地為例［J］.山東林業(yè)科技，2016（5）：10-15.

［5］ 包志毅，馬婕婷.試論低碳植物景觀設計和營造［J］.中國園林，2011，27（1）：7-10.

［6］ 王洪成，李佳瀅.探索以低碳為導向的城市公園更新路徑［J］.景觀設計，2021（4）：30-35.

作者簡介：李成（1968—），男，山東沂水人，碩士，教授，研究員，研究方向：風景園林規(guī)劃設計與理論。

齊浩天（1997—），男，山東濟寧人，碩士在讀，研究方

向：風景園林規(guī)劃設計。

胡子瑾（1997—），女，山東德州人，碩士在讀，研究方

向：風景園林規(guī)劃設計。

苗得智（1998—），男，山東泰安人，碩士在讀，研究方

向：風景園林規(guī)劃設計。

楊鴻博（1998—），男，山東濟寧人，碩士在讀，研究方

向：風景園林規(guī)劃設計。