碳中和背景下景观材料的应用研究
摘要: 随着全球气候变化的加剧,极端天气气候事件频发、广发、强发、并发,对自然生态、社会生产和人类健康造成了严重威胁,积极应对气候变化已成为全球共同目标。截至2024年5月,全球已有145个国家明确提出碳中和承诺,碳中和已成为全球关注的紧迫议题。景观材料作为城市基础设施的重要组成部分,其选择与应用直接影响着城市的碳排放量,探索低碳或零碳的景观材料,对于实现碳中和目标至关重要[1]。本文旨在探讨碳中和背景下景观材料的应用,分析不同景观材料对碳中和的贡献,并提出未来的景观材料趋势。

2024年10月17日,《2024全球碳中和年度进展报告》在北京正式发布。发布会由中国工程院院士、清华大学碳中和研究院院长主持。清华大学团队发布的这份报告兼具天时、地利、人和,是中国声音在气候变化领域全球化表达的应时之举,也因依托了清华大学这一学术高地而具有充足的底气和面向世界的强大影响力。体现出中国对于“双碳”目标达成的决心,从而可加速全球气候治理和可持续发展的进程。

1 政策背景

全球范围内,各国政府已经认识到减少碳排放的重要性,并制定了一系列政策和目标以实现碳中和。例如,我国提出的“双碳”目标,即力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。政策的出台不仅推动了经济结构的转型,也为景观材料的选择和应用提供了新的指导方向。

2 碳中和与景观材料

2.1 碳中和概念

碳中和是指通过种植森林、节能减排、碳捕捉技术等各种手段减少大气中的二氧化碳浓度,实现二氧化碳排放总量与吸收总量的平衡,实现正负抵消,达到相对“零排放”。这一概念对于减缓全球变暖、保护生态环境具有重要意义。

2.2 景观材料

碳中和目标要求园林绿地不仅要作为城市生态的绿肺,还要成为减排的重要手段。通过增加地被植物、绿篱等方法,减少土壤有机质的分解和流失,保存土壤碳储量,有助于园林绿地的可持续发展[2]。园林绿地中的景观材料在碳中和中扮演着关键角色。所谓景观材料包括硬质景观材料和软质景观材料两大类。硬质景观材料指在构成园林的物质环境中,所有建筑、铺地及构筑物中所运用的材料。软质景观材料指植物材料,是唯一具有碳汇功能的景观材料,包括乔木、灌木、草坪地被、水生植物和攀援植物等[3]

3 景观材料的应用

3.1 景观材料的应用现状

3.1.1可再生材料的应用

可再生材料如竹子、木材、麻绳等在景观设计中的应用越来越广泛,不仅减少了对不可再生资源的依赖,还降低了碳排放。

3.1.2 低碳材料的研发与应用

低碳材料如透水混凝土、再生骨料、绿色混凝土等的研发和应用也取得了一定的进展。透水混凝土具有良好的透水性和透气性,能够减少雨水径流,同时还能减少混凝土生产过程中的碳排放。再生骨料是由建筑垃圾、工业废渣等废弃物经过处理后得到的,可用于替代天然骨料,减少对自然资源的开采。绿色混凝土则是通过优化混凝土的配合比和生产工艺,降低混凝土的碳排放。

3.1.3 园林废弃物的再利用

园林废弃物如树枝、树叶、草屑等经过处理后可以转化为有机肥料、生物炭等,实现资源的循环利用。有机肥料可用于土壤改良,提高土壤肥力,促进植物的生长。生物炭具有良好的吸附性能,可用于净化水体、改良土壤等。

3.2 景观材料的应用案例

通过分析国内外的园林景观项目,可以发现在碳中和背景下成功应用景观材料的案例。

3.2.1上海世博后滩公园

该公园的建筑材料充分考虑了碳中和理念,大都来自于回收的工业材料。在铺装方面,大量使用了透水混凝土和再生砖。透水混凝土有效解决了雨水下渗问题,减少地表径流。再生砖则是利用建筑废料等回收材料制作而成,既减少废弃物对环境的压力,还降低新材料生产过程中的碳排放。

植物配置以本土湿地植物为主,如芦苇、菖蒲等。无需复杂的养护措施,它们可以自然生长,通过自身的生态功能净化水质、调节气候。同时也减少了外来植物引进所带来的运输成本和潜在生态风险,对碳中和目标的实现起到积极作用。

3.2.2 英国伦敦奥林匹克公园

该公园在建设过程中注重可持续材料的使用。在景观小品和建筑结构上采用了大量的木材,如公园中的木质座椅、栈道和部分建筑外立面,给游客带来自然质感的体验。

硬质景观材料,则积极采用再生钢材和再生塑料。再生钢材用于制作雕塑、栏杆等设施,减少了钢铁生产过程中的能源消耗和碳排放。再生塑料则被制作成户外地面材料和装饰性的景观构件,赋予了废弃塑料新的生命,有效减少了废弃物填埋和焚烧所产生的温室气体排放。

除上述案例外,如北京奥林匹克森林公园和新加坡的滨海湾花园中的景观材料的使用均可增强城市的碳汇能力。

4 景观材料在碳中和背景下面临的挑战

4.1 成本较高

一些低碳、可再生的景观材料由于生产工艺复杂、原材料成本高等原因,价格相对较高,导致其在市场上的竞争力较弱。例如,透水混凝土的生产成本较高,使其在一些项目中的应用受到限制,生物炭的制备过程需要消耗一定能源,也增加了其成本。

4.2 技术标准不完善

目前,对于一些新型景观材料的技术标准和规范还不完善,导致其在应用过程中存在质量不稳定、性能不达标等问题。例如,对于再生骨料的质量检测标准还不够完善,使得一些不合格的再生骨料流入市场,影响了工程质量。对于生物炭的应用技术还处于研究阶段,缺乏统一的技术标准和规范。

4.3 认知度和接受度较低

公众对于低碳、可再生的景观材料的认知度和接受度还比较低,往往更倾向于选择传统的景观材料。这主要是因为传统的景观材料在市场上的应用时间较长,人们对其性能和质量比较了解,而新型景观材料的宣传和推广力度不够,人们对其了解较少,存在一定疑虑。

5 景观材料未来的发展趋势

5.1 智能化应用

随着物联网、大数据、人工智能等技术的发展,景观材料的智能化应用将成为未来的发展趋势。例如,通过传感器技术可实时监测景观材料的性能和状态,为材料的维护和管理提供依据。利用人工智能技术可以优化景观材料的设计和生产过程,提高材料的性能和质量。

5.2 生物基材料的研发与应用

生物基材料是以生物质为原料制备的新型材料,具有可再生、可降解、环境友好等优点。未来,生物基材料的研发和应用将成为景观材料领域的热点。例如,利用秸秆、藻类等生物质制备生物基塑料、生物基纤维等材料,可用于制作景观装饰品、园林设施等。

5.3 全生命周期管理

景观材料的全生命周期管理将成为实现碳中和的重要手段。从材料的生产、运输、使用到废弃处置的整个过程中,都需要考虑碳排放的问题。通过生命周期评估工具,可以评估材料的环境影响,优化材料选择和设计。通过优化材料的生产工艺、选择低碳的运输方式、提高材料的使用寿命、加强废弃物的回收利用等措施,可以降低景观材料的碳排放,实现碳中和的目标。

6. 结论

本文探讨了碳中和背景下景观材料的应用,分析了景观材料在实现园林绿地碳中和目标中的作用,并提出了创新的景观材料应用方法。通过案例分析和讨论,本文为实现园林绿地的碳中和提供了实用的指导和建议。

本文的研究为园林绿地的碳中和实践提供了理论支持和实践指导,对促进可持续发展和环境保护具有重要意义。未来的研究可以进一步探索景观材料的创新应用,以及评估不同材料的环境效益。

致谢

本论文来自成都农业科技职业学院院级课题,课题编号:23RW202,课题名称:碳中和背景下景观材料在成都公园中的应用与研究——以麓湖生态城 G7 公园项目为例。

参考文献:

[1] 赵伟.碳中和背景下的低碳景观设计[J].工程技术研究, 2022第4卷, (12): 115-117.

[2] 李惊,吴佳鸣,汪文清.碳中和目标下的风景园林规划设计策略[J].风景园林,2022,29(5): 45-51.

[3] 刘鑫淼,张嘉翔,蔡玉亮,闫永庆.低碳景观营建中景观材料的选用[J].风景园林,2022,29(5): 45-51.

[4] 代淼淼.碳中和背景下的低碳景观设计[J].居舍,2022(7):112-115.