双碳目标指引下的城市智慧社区景观营建
杨启1，董亮2（1中国建筑西北设计研究院有限公司，陕西西安71000；2苏州园林设计院有限公司西安分公司，陕西西安710018）
摘要：以实现双碳为目标，对城市社区景观碳汇和碳足迹进行分析，探索增加碳汇和降低碳足迹的方法。通过合理优化空间布局、增加社区碳汇林种植、采用绿色屋顶与垂直绿化、提高土壤固碳能力的方式增加碳汇，通过景观选材并关注施工过程、利用可再生能源、普及低碳生活方式等降低碳足迹，最后引入智慧城市理念，共同助力双碳目标的实现。
气候变化是人类发展史上最大的全球性环境问题，它不仅影响全球人类的生存环境，还制约全人类的经济发展与进步。为应对此问题，全球范围内先后出台颁布多个政策与协定，各个国家先后承诺到21世纪中叶实现“碳中和”。1994年3月《联合国气候变化框架公约》在中国生效；1997年达成的《京都议定书》，发达国家需承担减排温室气体作为一项法律义务；2020年9月，国家主席习近平在第75届联合国大会上宣布，中国致力于采纳积极的政策与措施，目标是到2030年碳排放达到顶峰，2060年实现碳中和。他强调贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展新理念，利用新一轮科技革命和产业变革的历史机遇，推进疫情后的世界经济绿色复苏，以形成可持续发展的强劲动力[1]。“碳达峰”及“碳中和”是我国“十四五”规划及长期污染防治的重要政策目标。
1碳中和与智慧社区概念解读
碳中和（scalingtransformation），又称为碳补偿（carbonoffset），通过计算国家、企业、团体或者个人日常活动直接或间接制造的二氧化碳排放总量，通过植树造林或其他环保项目等方式把这些排放量抵消掉等碳补偿方式，以达到环保的目的，从而达到碳平衡（中和）。
智慧社区，引入“智慧城市”的概念，是利用各种技术与方式包括互联网、物联网、云计算、智能交通等信息技术，提供智能化社会管理与服务的一种新的社区形态，构建智慧社区能够使居民的生活更加便捷、舒适，促进社区和谐，推动区域进步。
2城市社区景观碳汇分析
城市空间有节能减排的巨大潜力，而作为城市重要的组成单位，社区主要在增汇固碳减排两方面助力双碳目标的实现。
2.1碳汇
碳汇（carbonsink），是指有机碳吸收超出释放的系统或区域，如城市的林地吸收的碳量超过一定范围内的排放量，增加碳汇有利于碳中和的实现。碳汇最初来源于《京都议定书》，通常是指空气二氧化碳清除涉及一系列过程、活动与机制，主要通过森林植被吸收大气中的二氧化碳，并在植物体及土壤中进行固定，以减少大气中的二氧化碳浓度[2]。因此，城市社区的林木，因其树龄和密度原因，碳汇能力跟森林无法相比，但根据植物光合作用可吸收二氧化碳并释放氧气的原理可以判定，增加城市社区的碳汇对于“双碳”目标的实现具有一定的现实意义。
2.2增加碳汇的途径
2.2.1合理优化空间布局。新建社区通过功能布局分析日照和风向，合理布置建筑、绿地、儿童活动区等不同的功能区；老旧社区改造中，提升消极空间的绿量，如社区公园、口袋公园、微型公园都是提升碳汇的有效途径。
2.2.2增加社区碳汇林绿化。张丽等[2]通过对苏州市8个绿色社区做的社区碳汇林调查，认为社区内建碳汇林有良好的生态意义和社会效益，在实现区域碳中和方面具有现实意义；较高生物多样性的植物群具有更好的碳汇能力，也能提高土壤的碳汇[3]。可见，增加社区碳汇林绿化是提高社区碳汇的有效途径之一。
2.2.3绿色屋顶与垂直绿化的应用。老旧社区建筑密度高，可新增绿地空间小，绿化增量有限，实操性不强，因此在改造过程中应以“见缝插绿”的方式，在边角用地位置、房前屋后进行绿化营建，运用绿色屋顶、垂直绿化、生态修复的方式增加碳汇。尽量采用乡土植被进行粗放种植，以自然的方式构建植被群落，避免过度修剪灌草产生过多碳排放。建设屋顶花园和垂直绿化，以可食用绿化与观赏性绿化结合种植公共菜园，一方面，增加绿化面积，另一方面减少蔬菜运输过程产生的碳排放，一定程度可减碳排。
2.2.4提高土壤固碳能力。土壤的碳储量较植物碳储量高出数倍[4]，所以开发土壤储碳固碳是实现提高社区碳汇能力的重要途径。栽植本地植被，以乔木为主体，在植被的全生命周期，增加土壤固碳能力。尽量在植物生命的全周期都发挥减排增汇的能力，枯落的树叶会被清洁工及时清理而无法应用，而土壤中的微生物可以和落叶发生反应产生有机肥料，提高土壤的碳汇量。植物在死亡以后，也会释放大量的二氧化碳，选择这类园林废弃物制作成生物炭，或腐烂树叶作为肥料埋于植物群土壤中，增强社区绿化土壤肥力，一方面减少有机垃圾清运过程产生的碳排放，另一方面还可以实现一定区域的碳中和。
3城市社区碳足迹分析
3.1碳足迹
碳足迹（carbonfootprint）标示一个人或者团体直接或间接活动产生的碳及其他温室气体的排放量。研究表明，通过全民积极参与，改变36种日常行为能够减排约2亿t二氧化碳，并显著减少二氧化硫和化学需氧量（COD）的排放。此外，这些行为能节约约7700万t标准煤的能源消耗，从而带来显著的经济、社会及环境效益。
3.2碳足迹管理
个人日常低碳生活对于降低碳排放也充满潜力。通过多种方式引导市民管理个人碳足迹（CarbonFoot-print）也是行之有效的减碳举措，碳足迹可以衡量人类对环境的影响，它标示一个人或者团体的碳耗用量，可作为人类行为对气候变化影响的测量标准。
3.2.1关注景观材料与施工过程的碳排放。增加社区植被是增加碳汇有效的方式，但如果单纯地增加绿植，不考虑林木在运输、机械化施工过程产生的碳排放，有可能所增加的碳汇无法抵消碳排放，甚至对碳中和起到消极作用，所以关注景观材料碳排放、降低施工过程的碳足迹，在景观设计中也是非常重要的。
3.2.2可再生资源的利用及低碳生活意识。社区景观营造中使用绿色无污染能源可降低碳排放，如使用太阳能光伏板作为电能来源。向居民多渠道普及碳汇及碳足迹相关教育工作，大力倡导“适度、低碳、绿色的”生活方式。有统计显示，近年来交通碳排放近10亿t[5]，交通的碳排放量占据全球总排放量的25%[6]，以节能减排为核心实行低碳交通，降低交通运输行为的温室气体排放，以低能耗、低排放的交通运输方式，是低碳经济在交通领域的一种实现方式[7]。
低能耗意味着改变能源利用方式，采用太阳能、风能等清洁能源的方式将交通能源消耗为零碳，是行之有效的减碳方式。交通低排放的实现方式主要有3个方面：规划阶段可通过合理使用土地、优化城市空间布局，降低交通需求，倡导公交优先原则，降低机动车出行率，鼓励市民采用步行、自行车等慢行方式出行，降低温室气体排放。另外，宏观层面应提升城市绿地网络的连通性，提高慢行网络的便捷性；微观方面应提升市民慢行舒适性、增加绿化界面，提升景观空间品质和基础设施，也利于双碳目标的实现。
向居民进行节约用电和降低燃油车出行等科普知识宣传，倡导全民低碳生活；另外吃健康食物而非加工食品，加工食品会增加碳排；购物尽量减少塑料袋的使用，垃圾分类等都是普通市民可以通过个人日常轻松有效减排的生活习惯。
4智慧城市助力“双碳”目标实现
社区主要的碳排放来源于建筑、交通和废弃物处理。针对“双碳”目标，智慧城市依托新一代信息技术对各种不同的信息数据进行收集与处理分析，提高住区治理服务的效能，改进住区用地布局、交通系统、资源能源系统在减排方面作用的同时，充分发挥多维绿化的碳汇效益，营造可持续的社区绿化环境。
4.1城市智慧社区提高资源利用率，减少社区碳源
基于资源利用碳排放公式，关键影响因子包括可再生能源比例、垃圾资源化利用、水资源循环等，搭建社区数字化管理平台，将社区家庭与个人的能耗进行测量统计，协调分配社区资源，为城市社区节能减排提供行动指引，实现公共资源共享与可持续发展。
4.1.1利用智慧技术规划健康社区，建设绿色低碳建筑。通过信息技术智慧分析社区空间环境，通过在不同季节活动所形成的碳排放，结合城市住区气候特征，从社区单元形态、居住密度等方面，降低城市居住与生活空间的碳排放。通过对住区建筑设计层面进行节能减排设计，如屋顶绿化、太阳能光伏发电、雨水收集利用、高效的节能照明系统、墙体保温技术、智能控制系统等。同时大力发展新材料和新技术，尽量选择可再生材料，降低能源消耗及二氧化碳排放量，改善环境质量。
4.1.2创造低碳共享的生活圈社区，高效利用公共空间资源。如通过智能盒子推动社区空间功能多样化；通过置换停车空间+立体停车等形式探索停车空间与人行空间、竖向空间的融合，创造弹性的停车空间；建设智慧社区共享菜园，使居民日常饮食给养可就近解决，减少运输和储存中的碳消耗，与此同时，良好的固碳性能植物将空气中的碳吸收固定在生物与土壤中，形成进一步的储碳材料，使社区生活空间功能和方式更加丰富，在社会生态、经济减碳上具有可观的效益。
4.1.3完善低碳服务基础设施，提高社区资源的可持续发展。如引入智能垃圾分类设备，分析社区居民家庭垃圾分类情况，通过社区蚯蚓塔等垃圾、废旧物品回收再利用设施，将垃圾就近或转运处理，并提供反馈的碳汇兑换奖励，促进资源再生与循环利用，促进双碳目标的实现。
4.1.4建立智慧数字平台，形成社区交互网络。依托新兴社交媒体、社区智慧展示屏、社区资源积分兑换制度等渠道，加大宣传力度，培养社区居民习惯养成是社区减少碳排放性价比较高的方式，居民通过节约能源和资源、低碳出行等行为来促进低碳社区的发展。
4.2智慧城市可构建绿色低碳出行体系，减少社区碳排放量
随着中国“双碳”目标的提出，智慧交通系统在绿色低碳出行中发挥的重要作用也逐渐凸显。倡导以减少非必要出行、公交优先、提高车辆利用率等方式，建设以智能导乘屏、多媒体站台屏等智慧化设备设施，形成智能便捷的公交系统和慢行系统，构建多方位节能低碳绿色交通体系，促进城市交通可持续发展。以在社区中构建出行感知体系为例，建设完善社区公共交通智能化应用系统、社区及周边区域停车位侦测系统、公众出行服务移动终端等，并最终由云系统上传进行信息共享，推进“云网融合”的路网运行监测与大数据共享平台服务系统。
4.3智慧城市构建低碳环境体系，增加社区绿地系统碳汇量
基于智慧理念下的住区绿地设计，并不以环境的生态功能、景观功能为唯一指标，而是在当下双碳目标的指引下，运用RS、GIS等技术对住区生态环境以及不同尺度和功能的空间、适宜树种等数据提取整合，在住区空间形成准确的环境感知，并进行合理的绿地规划和更新，有效提高城市绿地的碳汇和碳中和能力，促进双碳目标的实现。
4.3.1创造居民与环境的良性互动。通过构建智能体系，实现对住宅区环境质量的实时监控和感知，该体系覆盖了碳排放监测、空气质量变动及道路雨水回收效率等多个方面。利用互联网技术的共享机制，结合电子产品二维码扫描和增强现实（AR）技术，有效促进居民对个人碳足迹及环境变化信息的认识与了解。与此同时，创新景观形式，营造社区花园，引入放置蚯蚓塔等生态设施，可以有效地将生活所产生的二氧化碳中和，减少能源消耗，加强能源的循环利用，使居民日常生活与环境形成良好的互动和反馈，共建共享更有利于提高居民的参与积极性。
4.3.2多样多维的绿化生态系统。复层绿化、立体绿化等技术措施能有效提升绿色空间碳汇效益，通过信息技术对住区所在地理气候、水文等各种条件信息的整合梳理，智慧化构建适地适树，以固碳性能好的本土植物为主，适当引进外来物种，并综合考虑多维绿化层次的可行性。
①加强住区绿地建设，提高住区绿化率。构建乔灌草多层次绿化系统，选择针叶、阔叶混合种植；通过地面绿化、屋顶花园水平种植方式与垂直绿化相结合，提高植物群落层次的复杂性，增加单位面积植物碳储，可提高固碳效果。
②通过多维空间的形式介入住区空间，打造垂直森林。垂直绿化一般在室外墙体立面、阳台或花架绿廊等构筑物上种植攀援植物，利用植物自身的茎叶攀附于表面，形成绿色的“外衣”。屋顶绿化具有良好的环境效益，是增强对碳排放的中和能力、提高城市绿化率、利用太阳清洁能源、维持住区环境中植物群落多样性的有效手段。
③建设雨水收集系统和净水花园。引入海绵城市概念，构建社区生态的弹性景观空间，设置不同类型的生物滞留装置、透水铺装、植草沟等海绵城市措施，将降水与屋顶积水导入滞留设置中，打造净水花园，对雨水进行二次收集利用，降低住区能源消耗，形成资源的可持续发展。
5结语
“30、60”目标是大国所作出的重要承诺，对推动社区低碳场景，构建低碳社区、低碳发展路径具有重要的战略意义，社区建设或改造过程中通过切实可行的增汇固碳路径，即减少碳足迹路径，将低碳理念深入民心，借智慧城市的助力，有利于实现碳中和，以期为社区建设提供参考性意见。
