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中图分类号: F291.1 文献标识码: A 文章编号:
Management of Urban Storm water by Green Infrastructures
Wang Yangsheng
(Shenzhen Sanzhoutian Tongluojing Reservoir Management Division)
Abstract: This paper introduces the development process of green infrastructure, analyses the main technical measures and benefits, and Hydrological effect of urbanization and Hydrological effect under green infrastructures. Introduces the successful cases of international green infrastructure, finally by comparing the traditional storm water management and Storm water management under green infrastructures ,and the urban’s green infrastructure implementation and storm water utilization strategy, to explore the management of urban storm water by green infrastructures..
Keywords: Green Infrastructure, Urbanization, Storm Water Management
1 绿色基础设施概况
1.1绿色基础设施发展与演变
第一个定义:1999年,在保护基金和美国农业部林务局领导下,美国由联邦、州和当地机构以及非政府组织组成的工作组制定了培训计划、推广绿色基础设施,以使其纳入地方、区域以及国家的规划和政策中。绿色基础设施(green infrastructures,GI)定义为国家自然生命支持系统——一个由水道、湿地、森林、野生动物栖息地和其他自然区域,绿道、公园和其他保护区域,农场、牧场和森林,荒野和其他维持原生物种、自然生态过程和保护空气和水资源以及提高美国社区和人民生活质量的荒野和开敞空间所组成的相互连接的网络。广泛接受的定义:一个自然区域和其他开放空间相互连接的网络,以及可能附带的工程设施,该网络有助于保存自然的生态价值和功能,维持洁净的空气和水源,对人类和野生动植物大有裨益。(美国,麦克 A. 贝内迪克特和爱德华 T. 麦克马洪,2001);特殊的定义:在加拿大,绿色基础设施概念完全不同于英美等国家,是指基础设施工程的生态化,主要是以生态化手段来改造或代替道路工程、排水、能源、洪涝灾害治理以及废物处理系统等问题。(Moffatt, 2001)
另外,美国保护基金会(Conservation Fund)的马克·本尼迪克特(Mark Benedict)与艾德·麦克马洪(Ed McMahon)(2006)将绿色基础设施定义为:一个有战略规划与管理的荒野、公园、绿道、保护地役权以及具有保护价值的使用中土地的网络,能够支持本地物种,保持自然生态过程,维持空气与水资源,并为美国社区与人们的健康与生活质量做贡献。
最近,随着人们需要解决城市雨水径流的水质量影响的问题,响应《清洁水法(Clean Water Act)》以及其他相关条例的要求,一个全新的绿色基础设施定义应运而生。根据美国环境保护署(U.S. Environmental Protection Agency)(EPA),绿色基础设施指“利用或模拟自然过程以渗透、蒸发(通过蒸发或植物将水回归大气层的过程),或重新在利用场地产生的雨水或径流的系统与实践。”佛罗里达绿道委员会与美国保护基金会的定义着重大型景观元素,例如公园、自然区域、绿道以及使用中土地(农业与森林),而EPA更偏向将城市环境中的小型景观——绿色屋顶、树木、雨水花园、植被沼泽、口袋湿地、渗透种植器,植被交通安全岛,等等——作为绿色基础设施的典型组成部分。
基于雨洪控制利用在绿色基础设施中的重要地位和具体工程应该,西雅图公共事业局提出了一个更为专业的术语——绿色雨水基础设施(Green Stormwater Infrastructure,GSI)[2],主要是指针对城市雨洪控制利用的一类绿色基础设施,主要包括生物滞留池(雨水花园)、渗透铺装、绿色屋顶、蓄水池、绿地等。
与绿色基础设施相对的是传统的灰色基础设施,由道路、桥梁、铁路及其它确保工业化经济正常运作所必须的公共设施所组成的网络,是由大量钢筋、水泥构筑的基础设施网络。长期以来,灰色基础设施造成了生态廊道被切断、气候系统破坏、城市防洪系统脆弱等一系列问题,另外,灰色基础设施建设投资和维护成本高,施工难度大工期长等。对现有灰色基础设施的升级与绿色化,是城市绿色基础设施建设的重要内容。对现有灰色基础设施的升级与绿色化包含生态公园、城市绿道、绿色街道、绿色停车场、绿色屋顶等内容。
1.2绿色基础设施实施主要技术
根据应该尺度及区域元素特点,绿色基础设施可以分为区域尺度、社区尺度和场地尺度三种不种尺度。研究和分析国内外关于绿色基础设施相关经验[1,3-6],总结绿色基础设施的典型技术措施、技术特点和功能效益(表1)。
表1 绿色基础设施典型技术措施表
Tab 1 Typical technology measure of green infrastructure
应用绿色基础设施可以是单项措施,也可以是多项技术相组合。应用绿色基础设施能够有效管理城市雨洪,是解决城市雨水问题的新理念与方法,与传统的灰色基础设施相比,其建设投资和维护成本低,还有助于改善城市生态环境,能为居民提供具有美学和生态功能的城市景观。在绿色基础设施建设过程中,融入城市整体规划,具有防洪减灾、减少径流污染、改善生态环境、增加水资源几大功效,能够实现生态、环境和经济三重共赢局面。
1.3绿色基础设施的效益
综合国内外研究与具体案例[1-3],总结了绿色基础设施的多重利益,主要有以下几种:
(1)环境:绿色基础设施能够吸收雨水,减少径流与相关的影响,如洪水与侵蚀;它可以有效管理雨洪,达到城市水资源充分利用效果;它可以通过移除空气与水中的有害污染物,改善环境质量;它能够通过减少机动车排放的矿物燃料废气,降低建筑的能源消耗,以及封存与储存碳,缓解气候变化等
(2)经济:绿色基础设施能够在景观管理、娱乐休闲以及旅游业等领域上创造工作与商业机遇;已有多个研究表明,绿色基础设施能够促进当地商业区的零售销售额与其他经济活动[1];它能增加房产价值[1];它能为社区吸引游客、居民与商业;它能降低能源、医疗保健、以及灰色基础设施的成本消耗,创造更多的资金用于其它用途。
(3)社区:绿色基础设施能够通过提供户外娱乐机会,以及是散步或骑车作为人们生活的常规,为人们带来一种健康的生活方式;它能改善环境条件以及它们对公共卫生的影响;它能为人们聚会与社交提供场地,营造社区精神;它能提升城市与郊区发展的美学质量;它能为公共艺术与文化价值的表达提供机会;它能将人们连接到自然。
1.4城市化与绿色基础设施
随着中国经济和城市化的快速发展,城市的规模和数量快速扩张,城市人口高度集中,工业规模不断增加,导致城市水资源日趋紧缺,而排污量日益增加,城市水体恶化。城市扩张同时,建筑物密度不断加大,不透水面积扩大,雨水下渗减少,雨洪径流系统增大、径流量增加、汇流时间缩短,大量雨水径流短时间内集中到排水系统,加大了行洪压力和污水处理负荷,洪峰形成时间提前和峰值加大,导致城市洪涝灾害日益加重。雨水下渗减少,土壤含水量下降,生态环境变差,同时地下水位下降,地面沉降和海水入侵等问题也突显。
绿色基础设施是人与自然和谐的有效途径,是一种人类社会可持续发展模式,是对城市化带来严重问题的反思,是对灰色基础设施的改造与补充。绿色基础设施的实施,改造城市水文效应,恢复自然水循环,构造人与自然和谐。对于绿色基础设施,我们应该给予足够重视,它可以实现涵养水源、雨洪利用、防洪减灾、净化水体、美化环境等多重目标,可以减少对灰色基础设施建设投入,减轻城市排水和水处理系统的负荷,减少水污染,补给地下水,缓解地面沉降等一系列问题。
综合国内外专家学者研究和具体实践[1,5-7],对城市化水文效应和绿色基础设施水文效应进行剖析,绘制对比图(图1、2)。
图1 城市化水文效应
Fig 1 Hydrological effect of urbanization
图2绿色基础设施下水文效应
Fig 2 Hydrological effect under green infrastructures
1.5国外绿色基础设施的工程实践
绿色基础设施在城市雨洪控制利用领域具有十分重要的地位,近年来,在美国等发达国家掀起了绿色基础设施建设热潮,经过多年推广,绿色雨水基础设施在美国多个州已有不少成功的应用案例[1]。
纽约市及其伙伴城市都有过使用自然的方法成功复合水质量标准的长期记录,并实现了可持续的可量化的协同效益。例如,在卡茨基尔(Catskill)与特拉华州(Delaware)流域,纽约市、纽约洲、社区以及各环境组织一致同意,与依靠末端处理与高能耗过滤系统相比,保留绿荫面积与自然缓冲是保持饮用水清洁的更好方法。自从1991年纽约市申请放弃使用卡茨基尔与特拉华州系统的过滤要求开始,DEP已经投资超15亿美元并投入大量人力来维持水源水的原始质量,且到目前为止,已经摆脱了对过滤工厂的依赖,成功节省了超100亿美元。DEP所做的努力包括在由EPA签发,由DEP及其流域伙伴包括纽约洲、各流域城镇以及各社会组织执行的《过滤回避决议之内(Filtration Avoidance Determinations)》。同样地,自从90年代起,DEP便一直依靠斯塔顿岛(Staten Island)“蓝带”系统(Bluebelt system)的湿地与各种自然区域来吸收街道上的雨水径流,从而摆脱了对排水系统的需求。
20世纪早期,奥农达加湖地区因商业和度假胜地湖而兴起。经过几十年的发展,随着城市的扩张和多元化的工业发展导致严重污染,根据美国环保局的调查,20世纪90年代中期该湖泊就被怀疑成为世界上污染最严重的湖泊之一。该州于1997年,开展一项行动计划,提出了以下几种减少废水污染湖泊及其支流的方法:改进和升级污水处理厂设施;消除或减少的CSO系统的影响;并建立一套监测程序,对区域内水质改善项目的作用效果进行评估。1999年到2008年全县开发的ACJ执行计划,主要集中在改善与米特罗(METRO)污水处理场设施相关的大量灰色基础设施项目。根据这一阶段的计划,全县完成了数十个项目,包括维修老化的下水道基础设施,在有条件的区域建设独立的暴雨和卫生下水道,建设米德兰区域处理设施(RTF),主要目的是将收集的雨水在进入下水道之前,进行低水平的处理。通过新的GI项目,全县每年可以拦截处理约250万加仑的雨水。到2018年,经过GI方法改造的雨水管理方案将帮助全县综合污水溢流(CSO)系统总拦截指标达到95%。县政府计划将GI纳入长期规划,使得奥内达加县成为全美的第一个,将推行GI策略纳入行政司法命令一部分的区县。
2 深圳绿色基础设施与雨洪利用
深圳属亚热带季风性气候,多年平均降水量约1830mm,多年平均水资源总量为20.51亿m3。由于本地水资源总量不足,以及地表水资源开发率较低,70%以上用水主要依靠境外调水,根据《深圳市水务发展“十二五”规划》,深圳2015年和2020年用水需求量分别存在2.5亿m3和5.0亿m3较大缺口。深圳不仅缺水,水环境方面也有待改善,例如:雨污混流、错接乱排造成水体污染;污染负荷超载,水生态破坏;防洪排涝仍存在薄弱环节,如河道阻塞、排水管网淤堵、部分雨水管网负荷有限,导致洪涝灾害时有发生等。水资源短缺、水污染和洪涝灾害依然是深圳面临的三大水环境问题。近年来,深圳为解决水环境问题,在绿色基础设施建设方面有不少成功案例。例如,深圳市福田河综合整治工程[10],通过河岸生态改造、沿河截污、初雨处理、水质净化、清淤疏浚、生态补水、湿地恢复、植树绿化、景观营造及水文化建设等措施,促进防洪达标、改善河流水质、恢复河流生态、构筑景观文化,打造具有深圳城市特色的滨水休闲空间和城市水系生态廊道;深圳侨香村、大运村雨水利用工程[9],采用屋面集水、雨水花园、植草沟、透水性路面铺装等多种雨水利用方式,实现水资源的充分利用。
2.1建成区传统雨洪与绿色基础设施雨洪模拟
深圳高速城市化,沿河沿海低地多为高密集建成区域,大规模的开发活动加剧了水土流失,河道淤塞严重,行洪能力降低,而且建设的雨洪系统多为传统灰色基础设施,近年来全市洪涝灾害更趋频繁,经济损失急剧增长。
传统雨洪系统条件下,暴雨径流汇流快,河道与排水系统水位迅速抬高,排洪压力增大,易造成积水与河岸侵蚀(如图3、4)。对传统灰色基础设施改造后,暴雨后雨水被绿色基础设施(如绿色屋顶、雨水花园,生态洼地和湿地等)吸收后缓慢排放,减少径流,截留污染,提高水的质量,又提高了环境与生物多样性和审美价值(如图5、6),适合在深圳高密度建成区推广。
图3 传统雨洪系统
Fig 3 Traditional stormwater mangagement
图4 传统雨洪系统中河道水位
Fig 4 Water levels in the canals under traditional stormwater mangagement
图5 绿色基础设施下雨洪系统
Fig 5 Stormwater management under green infrastructures
图6绿色基础设施雨洪系统中河道水位
Fig 6 Water levels in the canals under green infrastructures
2.2全市绿色基础设施实施策略
新建区域的绿色基础设施:绿色屋顶、地下截留箱、碎石铺地、雨水花园、有孔管道、绿色停车场等;
已建成区域的绿色基础设施:道路两侧雨水花园、居住区雨水花园、滨水湿地保护和开放式连接、绿色开放空间连接、屋顶处理、停车场改造等;
高密度居住区绿色基础设施改造策略:透水停车场改造、管道系统与地下存储罐、生态湿地以及生态保留地建设、绿色街道等。
2.3全市雨洪利用策略
深圳降雨量丰富,但年内分配很不均匀,其中多年平均4~9月份降雨量约占全年降雨量85%,由于雨洪资源时空不均匀性,加之地形地貌条件导致降雨径流在境内的滞留时间过短,雨洪资源利用率相对较低,近几年全市地表水资源开发率在25%~30%之间。据统计,全市中小水库171座,总库容6.11亿立方米,水库集雨面积约576km2,而全市山地面积974km2,约50%山地雨洪资源还无法集蓄利用。经研究分析,全市雨洪利用可通过以下三种主要方式:
①提高蓄水工程蓄洪能力。深圳多数水库常年较低水平运行,全市水库总蓄水量仅约为2亿立方米,仍有较大蓄水空间,可通过加固扩建等方式提升水库蓄水能力,加大拦蓄径流力度,较大程度利用雨洪资源,利用引水工程、渠道、河道等收集自然状态下水库无法收集到的雨洪资源;
②提升河道雨洪资源利用。深圳大小河流共310条,因河道未得到治理、水系被破坏、水污染等原因,河道水未能较好利用,应通过河道综合整治,提升河道涵养水源、净化水质、生态补水等能力,提升河道雨洪资源利用。
③城区雨洪资源利用。深圳城市化水平较高,建筑密度较大,传统灰色基础设施已无法解决城区水资源匮乏、水资源污染和洪涝灾害三大问题,应加大绿色基础设施建设,如雨水花园、绿色屋顶、绿色停车场、蓄洪池等,利用雨洪资源、净化雨水和防洪排涝。
3结语
我国城市普遍面临雨洪管理不力导致的一系列问题,而绿色基础设施实施是一种管理城市雨洪的重要途径。绿色基础设施对现代化城市具有环境效益、经济效益与社会效益三重功效,是人与自然和谐的一种有效途径,是人类社会可持续发展的一种模式。绿色基础设施是对传统灰色基础设施的改造与补充,是对城市化带来严重问题的反思,绿色基础设施建设可以减少对灰色基础设施建设投入和维修成本。通过绿色基础设施涵养水源、雨洪管理、防洪减灾、截留污染等方式,可以减轻甚至解决城市高速发展过程中面临的水资源匮乏、水资源污染和洪涝灾害三大问题,同时构筑景观文化,打造具有深圳城市特色的滨水休闲空间和城市水系,建设“和谐”“绿色”和“低碳”城市。
参考文献:
[1] David C.Rouse,AICP,and Lgnacio F.Bunster-Ossa. Green Infrastructure: A landscape Approach[M],2012
[2]Tracy Tackett Seattle’s policy and pilots to support green stormwater infrastructure [A].2008 international Low Impact Development Conference[C].Washington Environmental and Water Resources Institute of ASCE,2008
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[5]周艳妮 尹海伟.国外绿色基础设施规划的理论与实践[J]城市可持续发展.2010.8
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[7]沈瑞.城市水资源化利用研究[D]合肥工业大学,2010
[8]深圳市水务局.《深圳市水务发展“十二五”规划》[M]2012
关键词:绿色化学 涵义 实验设计
一、前言
化学教学离不开科学实验,化学实验更是化学教学的组成部分。在化学实验中应用绿色实验能够有效控制污染。
二、绿色化学的涵义
1.绿色化学的定义
绿色化学或称环境友好化学,是利用化学的技术与方法来降低或消除化学产品设计、制造与应用中有害物质的使用与产生,使所设计的化学过程和产品更加环保友好,是一门从源头上阻止污染的化学。
2.绿色化学的核心内容
绿色化学主要从原料安全性、工艺过程节能性、反应原子经济性和产物环境友好性等方面评价一个化学反应的优劣。原子利用率、环境因子和“5R”原则是绿色化学的核心内容。
(1)原子经济性。原子经济性是指充分利用反应物中的各个原子,从而既能充分利用资源又能防止污染。原子利用率越高,反应产生的废弃物越少,环境因子也就小,对环境造成的污染也越少。环境因子则是衡量生产过程对环境的影响程度的参量,是指在一个化学反应过程中,所生成废物质量占目标产物质量的比值。
(2)“5R”原则。就是“减量”(Reduciton),即减少“三废”排放;“循环使用”(Reuse);“回收”(Recy-cling),实现“省资源、少污染、减成本”的要求;“再生”(Regeneration),即变废为宝;“拒用”(Rejection),指对一些无法替代又无法回收、再生和重复使用的,有毒副作用及污染作用明显的原料,拒绝在化学实验过程中使用。
三、绿色化学实验设计的策略和方法
绿色化学实验方案的构思、设计是一种开放的创造性思维活动,因此其策略和方法也没有固定的模式可以遵循,下面仅仅结合绿色化学实验设计与创新的类型进行探讨。
1.优选实验项目策略
根据实验大纲的要求,充分考虑试剂和产物的毒性以及整个实验过程产生的“三废”对环境的污染,尽量排除或减少对环境污染大、毒性大、危害大、三废处理困难的实验项目,如氰化物、砷化物的实验,溴的制备,苯的硝化还原制备苯胺等,以毒性小的实验代替来完成基本操作训练。尽量选择系列化实验,用前一实验的产物作为后一实验的反应物,在合成实验“苯甲酸和苯甲醇的制备”中,学生合成的产品苯甲酸粗品,可以为基本操作实验“重结晶”之用,精制以后的苯甲酸纯品又为基本操作实验“熔点的测定”之用,这不仅可以大大节省试剂和原料,而且可以通过熔点检查学生做的产品是不是合格,一举而多得。设计绿色化学,尽量选择与环境保护密切相关的实验,如大气中SO2含量的测定,废干电池的综合利用,由废铁屑制FeCl3,水中溶解氧的测定等,既锻炼了学生科学实验的能力,又让学生了解了污染物对环境的危害,培养了学生的环保意识。
2.优选反应物质的策略
化学反应原理是实验设计中的核心要素。化学实验中反应物的优选、操作过程的优化、实验装置的改进都与反应原理密切相关,因此研究反应原理,依据反应原理对实验进行绿色化改进和创新,就是抓住了实验的本质和成败的关键,是化学实验改进和创新的重要策略。例如在乙酸乙酯制备实验中,目前常用的硫酸催化酯化法存在用酸量大、副反应多、过程复杂、产品损失多、环境污染严重等不足。对此实验的改进与创新可以从酯化反应的实验原理入手:
由反应原理可知,酯化反应的实质是在路易斯酸催化下,酸和醇反应成酯,温度过高或催化剂氧化性过强时易发生副反应。作为优良的酯化催化剂必须满足在非水介质中酸性要足够强,氧化性要弱,以减少副反应。因此,对这个实验的改进就可依据上述实验原理,选用绿色催化剂,以取代浓硫酸。可分别利用H2SO4、FeCl3、PW12、PW12/SiO2催化合成乙酸乙酯。结果表明,用自制的新型催化剂PW12/SiO2代替硫酸催化酯化,不仅产率高,反应温度低,操作简单,无污染,而且催化剂能重复使用,适应绿色化学发展趋势,取得了良好的实验效果。
3.实验装置改进策略
实验装置是实验的载体,是影响实验的又一个重要因素。一套好的实验装置,不仅能减少实验可能产生的污染又能给人以美的享受,因此对化学实验绿色化改进与创新自然离不开实验装置。实验装置的改进一般有如下策略:
3.1简约化策略(微型实验)。在不影响实验效果的前提下,尽量采用用药少、装置简单或微型的实验装置。微型化学实验具有污染小、节约经费(其试剂用量为常规实验的1/10或1/100)、缩短实验时间(大约为常规实验的40%)的优点,同时降低了水、电资源的消耗。微型化学实验的开设对毒性大、药品贵、耗量大、污染严重、操作复杂的化学实验尤为必要。微型实验除了可以用已经研制成功的井穴板等微型仪器外,还可以把容量瓶、烧瓶、冷凝管等微型化。在微型化带来实验现象不明显时,可以借助现代化教学手段把结果放大。微型化学实验还要努力减少实验对玻璃仪器的依赖性,例如,对有些颜色变化明显的定性实验可以放在点滴板中进行,如指示剂与酸碱作用实验和Fe3+的显色实验等,而有些定性实验可以放在定性滤纸上完成,如检验醛基、MnO4-离子存在等。
3.2设计封闭实验装置策略。封闭的实验装置应包括气体发生、收集装置,气体性质实验装置,尾气的收集、处理装置和导气装置等。对于气体发生装置可以从密闭和控制反应两方面着手。
四、创新实验方式
1.微型处理
即在保证实验现象明显的前提下,对实验进行重新设计与探索,实验药品微量化或实验装置微型化。例如:在研究氯化钡和硫酸钠反应时,应在试管中加硫酸钠,然后用胶头滴管逐滴加入氯化钡溶液(可溶性的钡盐是有毒的),边加边观察实验现象。这样可以减少氯化钡的使用量,防止过量的氯化钡对环境造成的污染。
2.多媒体演示
有些实验成本昂贵、容易造成浪费;有的实验必须采用有毒、有害的试剂,实验时会排放出有毒气体和有毒废液,或容易引起爆炸,对于中学生来说,存在很大的安全隐患,不便于在普通学生实验室中进行。为了让学生对实验原理、过程、现象和结果有直观的感受,又能规避实验风险,可以利用多媒体技术进行模拟演示。事实上,在国内外已有不少学校采用这种方法进行实验教学,效果很好。
五、结束语
综上所述,绿色化学实验设计具有很大的环保性,但是我国基础化学实验绿色化的道路还很漫长,需要我们持之以恒的探索,才能推动我国绿色化学事业的快速发展。
参考文献
关键词:绿色产品;生态时代;服装设计
引言
服装是一个时代社会物质和精神文化发展的标志之一,凸显了大众素质水平,在生态时展的背景下,坚持绿色服装设计理念,将环保意识带入服装设计中,是社会文明进步的一个象征,随着环保意识的不断加强,绿色理念深入到社会各行各业的发展中,服装设计作为体现国家文明程度的镜子,更是首当其冲。服装的设计由传统的实用美,转化为环保健康,舒适自然的风格,绿色服装成为了新的卖点和服装发展的潮流。绿色服装设计产品将环境的危害或不良的影响降到了最低,对服装的侧重点不在是美观和吸引力,而是以绿色环保、舒适自然为主,绿色环保理念结合商品的各种应用功能,在提高产品价值的同时保护生态环境。
一、绿色服装设计基本观念
绿色服装设计也称为生态设计,对服装的设计坚持绿色环保理念,它主要考虑的是产品环境属性的设计。将产品应用功能与生态环境保护意识相结合,设计出安全、节能和生态环保的产品。绿色服装设计的基本观念主要表现在以下的几个方面:
(一)加强产品的改良性设计。产品的设计不能一成不变,而是要结合时展的主题而不断的改变产品设计观念,符合时代的发展水平。改良型性设计主要目的就是为了减少服装产品对环境造成的污染,在保障产品基本功能的条件时,进行部分的改变与调整。
(二)提高产品的改革性设计。改革性设计是将原有设计进行完全的改革和创新。不再局限与局部的改良,而是从整体上对产品进行重新的定位和设计,从而提高产品使用价值和适用价值。
(三)做到5R设计原则。“5R设计概念”具体指:为环保选购(Reevahiate)而设计、为循环再生(Reeyele)而设计、为减量(Reduce)而设计、为再利用(Reuse)而设计、为回收(Reeovery)而设计。 坚持5R设计原则,加强对产品全方位的认识,最大限度的保护环境,避免对环境造成负面的影响,减少资源的浪费,降低产品中的有害物质,提高产品的使用价值,对废弃产品进行回收在利用,在产品设计中贯彻落实绿色环保意识,在实现环境保护、节约资源的同时,满足人们对健康产品的需求。
绿色服装设计理念的产生是符合时代的发展需求,是社会在不断寻求突破过程中的一个必然的产物,它是对传统设计理念进行深入研究并反思的结果。坚持绿色发展理念,传达产品的舒适、健康意识。绿色服装产品的设计不仅仅是技术上的改进更主要的是对观念上的转变。绿色设计就是要在实用与美感、环保与发展之间达到一种最优的平衡。绿色服装设计会向人们呈现出极具生态美学价值的艺术形象。
二、绿色服装设计的主要内容
绿色服装设计的主要内容包括:第一,材料的选择,选择绿色环保的材料是绿色服装设计的基础,是保障产品设计符合绿色理念的一个基本的前提,同时要充分考虑材料的回收性和价值大小以及处理方法,提高产品的循环利用率,节约资源。第二,在设计之前加强环境成本分析,减少成本支出,建立节约型设计理念。第三,树立环保生产制作观念,尽可能的减少给环境带来的负面影响,全面的落实绿色设计理念,从绿色健康的角度加强对服装的设计。第四,推行绿色包装理念,包装是产品外在的一个体现,推行绿色包装在落实产品设计宗旨的同时,为产品树立良好的形象,减少对环境造成的污染,提高产品的市场竞争力。第五,建立绿色的营销策略。市场是绿色产品表现的一个基地,同时也是激励的一个平台,加强绿色的营销策略,普及大众的绿色消费意识,提高全民绿色消费理念,充分拓展市场消费,促进绿色行业的可持续发展。
三、绿色服装设计的变现形式
绿色服装设计的主要形式表现在三个方面:简约主义、环保主义和自然主义。
(一)简约主义。绿色服装设计主要是坚持环境和社会和谐发展的观念,提倡保护利用自然资源,节约材料,在设计中坚持简约主义,形成一种简洁、准确、凝练的风格,即实现了产品的应用价值又为产品树立了新的特色,赋予产品独具一格的魅力,在节约资源保护环境的同时,提高了产品的实际价值。
(二)环保主义。这种设计风格主要体现在对材料的利用上,坚持材料的回收循环利用,即凸显一种怀旧风格,又展示了产品的节约理念,是对自然环境保护的一种有力的维护,在维护生态平衡的同时,贯彻设计者对自然环境美好的愿望,是一种美的展示。
(三)自然主义。自然、健康、简约是现如今人们追求的一种新的生活方式,这种方式同时也体现在服装产品的设计上,设计者将产品设计与自然环境融入一起,表达了设计者回归自然,融入自然的美好愿望,同时也是时代背景下对自然生活的一种追求和向往。
四、结 语
绿色服装设计的理念就是为了减少对生态资源造成的影响,创造无污染、健康的产品,它是现如今人们对高品质生活的一种追求,同时也是时展的一个必然产物,体现了人们综合的素质水平和对美的一种重新的定位和理解。绿色服装作为时展的一个主流文化,引导世界服装的潮流,在设计中建议绿色环保的发展理念,坚持可持续发展的观点,使绿色服装产品能够全面的应用和普及到人们的生活中,它作为服装行业发展的一个新的起点和方向,对于维护生态环境平衡,人与自然的和谐都具有十分现实的影响。
【参考文献】
关键词:绿色节能;建筑设计;要点
1.项目概况
建筑节能问题在我国不断受到重视,这不仅是因为整个世界能源问题的日益突出,而且因为在我国经济高速发展的过程中,必须要处理好能源与环境之间的关系,这是坚持以人为本、全面、协调、可持续发展的科学发展观,建设节约型社会的重要方面。中维汇泰大厦位于重庆市江北区寸滩镇,重庆朝天门下游6公里的长江北岸,保税港内,靠近北CBD核心商务区。规划用地面积22445平方米,地块大体呈梯形,东西宽约220米,南北进深平均105米。地块地势北高南低,最大高约40米,视野开阔,市政基础设施完善,交通便利,闹中取静。本项目总建筑面积79451平方米,其中地上建筑面积49479平方米,地下建筑面积30072平方米。地上,地下分别为八层、五层,主要管理干部办公室置于建筑七层,八层为高级会所。普通办公主要布置六层以下。负一层设有自助餐厅及包间,多功能厅与厨房后勤等设施用房。负一至负五层,沿江面为员工办公,内侧为地下停车库,两者间以绿色景观庭院做隔离,减少车库对办公空间带来的干扰。
2.能源消耗的影响因素
舒适度要求的提高。随着社会的发展,人们对办公环境舒适度的要求越来越高,这必然会增加办公建筑的能源消耗。随着社会的不断发展,人们对办公环境的要求在不断上升,相应的能耗也在增加。然而节能的方法却很单一。在目前的节能设计中,往往只注重围护结构的节能,而缺乏整体的节能构思。现代建筑尤其是办公建筑,影响其能耗的因素主要有三个方面:建筑设计、服务设计、人员活动。围护结构只是建筑设计中的一部分,其中建筑的选址、体形系数、平面功能、自然通风和采光等对建筑能耗有较大的影响,另外,设备性能和人员活动对建筑的能耗也有很大影响现在的节能方法往往容易忽略对这些因素的综合考虑。节能的片面性。建筑的能耗在狭义上是指在建筑物建成以后,在使用过程中每年消耗能源的总和,主要包括采暖、空调、通风、照明、电器、热水供应等方面所消耗的能源,即建筑的使用能耗;在广义上是指包括建筑材料、构配件、设备的生产和运输,以及建筑建造、使用和拆除四个环节中能耗的总和。在建筑材料、零部件和体系生产中消耗的能源,称为“潜在能源”;在建筑材料和零配件的装配和运输到建筑地点的过程中消耗的能源,称为“灰色能源”;在建筑物的建造过程中消耗的能源,称为“导出能源”;在建筑物的运转与其使用者的设施与装修中消耗的能源,称为“运行能源”;建筑物在其维修、改建与最终的解体过程中也会消耗能源。
3.绿色办公室建筑设计要点
对绿色办公建筑设计的要点主要涵盖了建筑、结构、水暖电等建筑设计必备的专业,其中,建筑专业设计要点:确定合理的建筑规模和平面功能;建筑造型设计与生态技术相匹配;剖面设计应合理分配建筑的内部空间,以达到减少层高,增加净高的目的;建筑节能设计要综合应用适宜的生态节能技术,建筑自身节能与建筑设备节能相结合,将各项节能措施优化组合,形成比较完善的节能体系,发挥系统优势;新建建设工程中和旧建筑拆除过程中的的能源消耗控制,用生态工程技术和方法对生活垃圾和废弃物进行合理处置和对建筑进行生态管理与能力建设;根据确定的模数和建筑功能需求,与结构专业共同确定结构形式及结构材料,在确定柱距、开间、进深等项目时应充分考虑结构的合理性,从而节约结构材料,使结构材料充分发挥其性能。对设备用房中的设备尺寸进行认真设计研究,从而确定其合理位置和面积。合理布置卫生间、沽具、灯具、控制开关及风口等术端设备,减少管线敷设长度。.确定合理的空调末端设备及其位置,使空调利用率达到最高。装饰装修设计应在建筑扩初设计完成后,土建施工图设计之前进行,从而避免设备专业二次设计,管线二次敷设。绿色建材设计要点:要把所选择的材料放在最适合的建筑部位,从而更大限度的发挥材料的性能,将绿色建材与建筑构造相匹配。结构专业设计要点:根据建筑规模、性质等条件合理选择结构形式;竖向及水平承重体系的选择;主体结构材料的选择;地下室地基和基础形式的选择。
4.充分利用自然采光与自然通风
办公室建筑设计除了初期的的空间组合设计和建筑围护结构设计外,利用自然采光和自然通风也是决定能否真正实现舒适的室内环境,减少能量消耗的关键之一。办公建筑由于进深和各层面积较大,因此,在很大程度上依靠机械通风和人工照明,这种过分依赖机械、电气设备的工作空间看似带来了恒定的气温、较好的工作环境,实际是在损害人们的身体健康。在节能理念越来越受到重视的今天,如何最大限度地利用自然采光与自然通风也逐渐受到人们的关注与重视。在办公室建筑中,窗户是阳光进入室内的通道,在现代化大进深的集中型办公室里,人们选择办公桌的位置时,喜欢靠近窗户,就是希望获得阳光和新鲜的空气。然而,侧窗采光由于光线不足,很难满足大进深办公建筑的要求。为了解决这个问题,可以通过用辅助的光反射系统来补充,或是利用中庭采光。为了充分利用南北自然采光,将南侧办公部分的每层吊顶均设计成折线状,可以反射阳光至室内天花,形成均匀的室内漫反射光效果,并减少人工照明的能耗。平时,即使是在阴天,室外照度为15 000 lx时,中央办公桌面自然采光照度依旧能达到300 lx。空间在现在的办公室建筑中出现得越来越多,这种空间的价值不仅在于增添了建筑的层次性、趣味性,同时也增加了室内绿化、改善了空气质量,更重要的是,它在节能方面具有重要的意义。一方面空间可以引入自然采光,另一方面,只要在顶部设置可开启的玻璃窗,就可以利用热压进行自然通风。此外,建筑中还可利用风压、风压与热压结合的形式保证自然通风的实现。一般来说,对于进深较小的空间可以利用风压直接通风,而对进深较大的空间则可利用热压和烟囱效应来进行自然通风。
5.结语
绿色办公建筑的生态节能设计是一个新的研究课题。虽然目前国内在这方面的研究仅仅只是起步阶段,但对这一方向的探索,无疑是具有前瞻性和开拓性的。在我国城市建设进入了高速发展时期,兴建了众多的高层建筑。对于现代化办公建筑领域来说,其关键领域还是要看建筑的外观和实用,其中还包括安全、健康、舒适、经济等等。提高工作场所质量和能源效能,加强安全使之能适应承租人的频繁是重中之中的目标。只有这样子,办公建筑才能够为业主和承租人提高工作满意度和工作效率,并且节能环保,有益健康。作为大量消耗能源与资源的建筑业,抓紧发展绿色的生态节能建筑,是社会发展的紧迫要求。而办公建筑设计提倡采用生态节能技术更是一个重要的举措。在新的形势下,建设高舒适、低能耗的生态节能办公建筑,是我们进一步研究和探索的大课题和新任务。
参考文献:
[1]李振翔.办公建筑节能设计方法研究[D].浙江大学硕士学位论文.2011.
以新加坡公共住房——达士岭公寓为例,介绍了该项目在空间利用、功能设计、景观
环境、种植设计舒适性方面的实践探索,为我国高层高密度住宅的设计提供了借鉴。
0引言
改革开放后,我国城市化进程加快,
大量人口不断流人城市,致使城市不断扩
大,随之带来的是城市用地紧张。以一线
城市北京、上海为例,2015年北京人均
住房面积约22.5m2,上海人均住房面积约
24m2。因此,高层高密度住宅作为一种特
定的建筑形态,在解决我国城市人口居住问
题上将起到积极作用,是处于高速城市化进
程中城市住宅的未来发展趋势。新加坡“组
屋”作为高层高密度住宅的典型代表,从建
筑设计到景观设计都处于世界领先水平。笔
者对新加坡达士岭公寓进行了实地考察,希
望通过对这个项目的分析,借鉴新加坡高层
高密度住宅景观的成功经验。
1项目概况
达士岭公寓位于新加坡丹戎巴葛区,
是新加坡最高的组屋,也是新加坡公共
住房的一个里程碑。项目用地面积2.51公
顷,容积率为9.28,建筑设计由新加坡
ARC Studio设计公司中标。项目共有7栋
建筑,层数超过50层,通过26层和50
层的“空中走廊”串联在一起,建筑
外立面是极简风格的灰白线条相间。
主要的居民家庭结构为:新婚家庭、+
核心家庭和扩展型家庭。
2项目特点
2.1空间的充分利用
由于土地面积有限,而居民在
日常生活中需要大量的空间和绿地,
ARC主创设计师Khoo Peng Peng
和Belinda Huang提出了“空中走
廊”的概念,在26层和50层设置了连
接7幢高层公寓的桥梁,也创造出新的
空间形成空中花园(见图1)。空中花
园设计巧妙,不仅为居民提供更多选
择的公共活动空间,也是眺望天空和
城市景色的绝佳之地。由于其绝佳的
地理位置和建筑高度,站在达士岭公
寓的空中走廊,不仅可以将新加坡的
城市景观尽收眼底,还能够看到圣淘
沙岛及周边海景,良好的景观视野在一定程度上可以缓解高密度居住可能给居民造成的压力与不适。空中花园的设计不
仅是建筑设计的精巧之处,更是一项以居住者的角度为出发点考虑的人性化设计。
新加坡气候终年炎热,地面架空层作为新加坡公共住宅的一种特色形式,不
仅可以提供免受阳光暴晒的阴凉场地,也解决了住宅通风、遮阳、避雨、防潮等问
题,同时使住宅底层形成舒畅、通透的建筑视觉效果。本项目中,架空层从建筑的
特色形式延伸到了景观设计中。为了获得更多的开放空间,现有地面被切分和提
升,如围绕篮球场的区域,通过缓坡逐渐将场地抬高,最后形成两层的景观空间,
一层为架空层,架空层之上可以看作是倾斜一定角度的巨大“花盆”,“花盆”内
铺设草皮并栽植浅根系乔木。同时,这个逐渐抬高的架空层景观在竖向上也对篮球
场进行了围合和隔离(见图2)。
此外,地下一层建筑的通风口通过与景观构筑物结合的方式巧妙地隐藏起来,
体现了空间的最大化利用(见图3)。
2.2功能设计的人性化
本项目的景观设计非常注重居民的可达性
和参与性。在有限的空间内,首层景观区域设
置了篮球场、儿童游戏道具、运动健身器械、
户外座椅等设施,满足居民不同的休闲娱乐需
求。空中花园也是如此,26楼拥有600m长的
跑步道,可供居民日常跑步健身,而50层则设
置了步行区域。户外的儿童游戏区采用塑胶地
坪,不仅可以做出生动的图案,柔性地面也保
障了儿童活动的安全(见图4)。
贯穿整个社区的步行系统也是本项目人性
化设计的 大体现,步行系统与建筑架空层一
起构成了完整的步行路线,采用缓坡以方便儿
童、老人和残障人士,遮阳雨篷则为恶劣天气
的出行提供了便利。不仅如此,绿化与步行道
之间不设路缘石,通过适当抬高路面解决排水
问题,避免了居民行走时可能会发生的磕绊碰
撞(见图5)。
2.3景观环境的人文感
达士岭公寓不仅是一个居住的社区,也是提供社会活
动的场所,人文感是它的重要特征。作为新加坡建国独立
后住房发展局最早的公共住宅项目之一,再开发的达士岭
公寓将原组屋的基址规划为历史公园。历史公园是场地中
央高起的一个平台,平台上一根根竖立的灯柱组成了的极
具现代感的“森林”,“森林”中穿插的展板述说了达士
岭组屋的历史和现状,公园的地面则嵌入了代表各个年代
发展痕迹的标示。纵观整个历史公园,它的存在不只是对
历史的记忆和缅怀,更多的是对这个社区未来的期待和展
望(见图6)。
在达士岭公寓与城市人口的连接处,也设置了许多社
会性节点,与现有城市的网络相连,如社区聚会区、咖啡
店、小市场、森林、儿童游戏场等,这些功能要素使得私
人生活可以轻松与公共领域相结合,充分利用了空间与周
边,在超高密度的城市环境中寻求最大可能的居民公共空
间与舒适居住感。
2.4种植设计的舒适性
本项目的种植设计以自然为主旨,采用东南亚常见的
、热带植物品种,呈现出鲜明的地域特色。与城市街道衔接
的外围区域以棕榈和其他阔叶乔木为主,隔离了城市的尾
气和噪声,并对建筑进行遮挡,保证了空间的私密性。项
目内部的中心景观区以疏朗草地为主,适当点缀乔木,地
形抬高的景观架空层模拟了自然山坡景观,午后的阳光洒
满山坡时,人们会忍不住想上去躺一躺。而楼与楼之间的
宅间种植,突出的则是人视尺度的感官体验,通常在近景
处栽植灌木和花卉,营造庭院的氛围。整个项目几乎没有
需要修剪造型的植物,绿化方面易于养护管理并且可持续
发展。
3借鉴和思考
新加坡达士岭公寓作为新一代公共住宅,已不仅是一
个普通居住的社区,更是一个诗意栖居的家园。通过这个
项目可以看出,竖向空间的扩展为土地面积紧张的高层高
密度住宅争取到了更多的景观空间,而平面的每一处场地
都具有一定的功能性,被合理开发利用,交通系统流畅,
空间有收有放。功能设计的人性化考虑和种植设计的舒适
性更是锦上添花,将整个项目的品质做了提升。归根结
底,一切好的设计都是以人为本,唯有切身实地从居民的
角度去考虑,才能做出好的住宅景观。
参考文献:
[1]李晴,钟立群起高密度与宜居新加坡“达士岭”组屋卟时代建筑,2011(4):70-75.
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[4]杨靖,郭药,张嵩香港公屋规划设计的分析与启发[J].规划师,2008(4):31-35
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【关键词】海绵城市 源头做起 综合规划设计
1、从小做起,从源头做起
随着国家发展战略的推进,城市建设用地快速增加,硬质不透水性的地面随之不断扩大,降雨时地面入渗量大为减少,汇流时间缩短,径流峰值流量增大,给城市下游雨水集中排出带来很大的压力。并且,引发城市洪涝积水、河流水系生态恶化、水质污染加剧等问题。
近十几年,欧美一些国家在对雨水处理问题上也都实践着自己的做法,如,美国的低影响开发管理,英国的可持续发展水系统,澳大利亚的水敏感性设计等规划设计理念,其核心都是基于源头控制和延缓径流量消减峰值流量,建立比较完善的城市排水系统,使区域开发建设后尽量接近于开发建设前的自然地表径流及水文化状态。
雨水源头管控的价值远大于后期治理,源头减排水体包括了水质控制体积、地下水回补体积和源头滞蓄体积,低影响开发一般是在进入市政管道之前,在一定的地块面积内建立源头分散式小型设施,如,凹型绿地、雨水花园、绿化屋顶、透水铺装、植草沟、雨水桶等,这对中小型降雨进行径流总量和污染物的控制起到重要作用。以年径流总量控制率及降雨量设计作为重要的控制目标和设计依据。当然,这些分散式的小型低影响开发设施对于应对大流域、特大暴雨时作用显然是不足,一般的城市都有面临着排水防涝、防洪、水资源缺乏等问题的困扰,要解决上述问题,必须将自然的蓄水塘、湿地、滞洪区等绿色基础设施一同作为低影响开发工程的内容。
建设海绵城市重要的是顺应自然,低影响的建设模式,最大限度地保护好原有的自然,保护好土地,保护好水生态环境等,总之,保护好大自然的生态体系。对传统粗放城市建设模式下已受到破坏原有的自然生态环境加以修复,使城市生态多样性并存。控制城市开发强度,城市开发一定要留足生态用地,增加水域面积,城市建设从规划设计开始,全面采取屋顶绿化,渗透型路面,凹型绿地,人工集蓄池,人工湿地等,使得雨水积存净化。采取种种低影响开发系统措施,有效减少地表径流量,通过绿色基础设施与灰色基础设施相结合的雨水系统,达到暴雨时,能够减轻雨水对城市运行的影响。
2、改变传统认识 改变传统单一建设
针对城市的快速发展,引发的城市病,提出了需要建设海绵城市,改变我国目前传统的雨水排的越多、越快、越通畅越好,管收集、渠汇集、河道排放的三级体系。这种快排式,集中末端排除的单一做法。建设海绵城市依照“渗、滞、蓄、净、用、排”六字方针,将雨水渗透、滞留、集蓄、净化、循环、使用及排除密切结合起来,使城市的雨水径流量得到有效的控制。
城市每一块建设用地都作为城市源头建设用地,进行低影响开发源头控制。新建、改扩建城市道路绿化隔离带不能单一只考虑绿化的需求,要与城市雨水收集相结合,在用地条件可行时建设为下凹式绿地,下凹式绿地除渗透、滞留雨水外还可控制面源污染。改变传统的绿地集中建设模式,在小区中、道路旁随处建设下凹式接纳雨水的街头绿地。另,凸型绿地不仅不能起到调蓄、渗透、吸纳、净化等功能,还产生高耗水量和水土流失等问题。城市下凹式能够接纳雨水的绿地,应占城市整个绿地的60%以上。但要注意,由于路面径流水质较差,道路绿化带及直接接纳道路雨水的绿地,景观植物需选择耐污染、耐浸泡的植物。人行道、自行车道、步行街、停车场等轻型荷载路面有条件的都应铺装成强透水性结构地砖,铺装率应在70%以上,对中小型降雨基本不产生地表径流。在城市公园、文化广场、休闲娱乐广场都应建设收集雨水并且可以循环利用的蓄水池,同时,作为周边居民的应急水源地。据中国 城市科学研究会水技术中心推出的一些先进技术,如,通过在蓄水池底铺设表面经过处理的砂层,沙地雨水处理池和含氧量比普通雨水处理池提高了3倍,可使水长时间保持新鲜度。
3、建立城市绿色道路雨水系统
城市道路雨水径流面源带来的污染很严重的,污染负荷很高,因此,城市道路雨水控制与利用对保护城市水生态环境意义重大。一些道路雨水系统做的比较先进的国家早先年就已建设了道路雨水系统,如,英国排水系统中主要的植被过滤带、雨水花园、雨水塘、湿地等都结合了道路建设系统实施,已成了城市道路排水设计的重要组成部分。法国在水法中规定,必须在道路周围修建雨水塘以保护水源免受交通污染,同时,对路面径流进行控制。在其他国家,如,德国、加拿大、新西兰和澳大利亚等道路周边通常都设置各类雨水湿地、雨水集蓄塘等滞留设施,不仅有效调蓄峰流量、消减道路径流中的污染物,同时对生物多样性的营造和景观改善也有着显著的效果。
在我国,今后的路规划设计中也不能单一只考虑道路的行车线型、交通流量等,雨水规划设计也不能单一只考察管道径流量,排的越快、多越、越通畅越好,小管径收集,大管径汇集,河道排出的灰色雨水排放系统。道路系统规划设计与雨水系统规划设计一定要科学实效的紧密结合起来,充分利用道路周边或更大范围的自然条件及人工工程将雨水留滞净化,建立起城市绿色道路雨水控制目标的排放系统。
4、发展中的海绵城市理念
海绵城市的建设是在不断发展、不断发现、不断的创新过程。联合国提出建设弹性城市,应对自然灾害,城市必须在控制低碳可持续发展的同时,采取措施提高其弹性应对的能力,将多重灾害降到最低点。所谓弹性就是要有一定的宽容度,能放能收。从城市水资源来说,把水循环的利用起来,每利用一次就是水资源增加了一倍,利用了二次就是增加了二倍,以此,就做到了水资源弹性城市。海绵城市的理念也就是这种发展创新的延伸。
建筑物的设计,要以降雨和建筑物的垂直绿化结合起来,将绿化植物长在建筑物的屋顶和墙壁上,建成垂直园林建筑物,不但使每一栋建筑物变成漂亮的园林建筑物,还会成为整个城市美丽的景观,并将建筑物排下的雨水充分利用。
当一幢幢的建筑物都能成为园林式的建筑物,那每一幢建筑物就是一座微型低影响开发的海绵体,每一个海绵体组合起来的城市,这个城市就是这个海绵城市的载体。
参考文献:
1.赵杨 李俊奇 王文亮 王建龙 王思思 宫永伟.海绵城市建设指南解读之基本概念与综合目标,中国给水排水2015,(04)
湖南交通职业技术学院湖南长沙410132
摘要 随着科技的发展和经济的进步,农村基础设施建设材料引起了社会上的重视。在以往的建筑工作中,农村基础设施建设材料,多数会选择一些价格昂贵、性能较高的材料,但由于农村的土地较多,任何一种可能造成土地污染或者空气污染的材料,都尽量不要应用到农村基础设施建设当中,否则会对农村的发展造成很大的影响。农村技术设施建设材料,应保证择优选择,通过利用性价比较高的材料,完成农村基础设施建设水平的提升。基础设施建设的类型较多,包括道路、桥梁、垃圾处理等等,每一项工作都对农村的发展具有较大的积极作用。日后,必须选择有效的材料来开展建设工作。
关键词 农村;基础设施;材料
随着我国农村经济、生活条件的不断提高,村民对基础设施的需求也随之提高,若继续仿效城市采用高成本、高耗能的建筑材料,将不断加重对资源、环境等方面的危害。农村在现阶段的发展中,成为了决定我国经济发展和社会建设的重要工作。材料作为基础设施建设的决定性因素,在很多方面都将对基础设施的质量、性能、服务年限产生作用,所以,对建设材料的择优选择是必要性的工作。在此,本文主要对农村基础设施建设材料的择优选择进行讨论。
1 农村基础设施概述
相对于城市而言,农村固有的环境、水源、空气等环境,都要优于城市。近几年,国家在农村投入的建设力量较大,虽然在起初阶段表现出了理想的效果,但在长久的发展后,由于材料的选择失误,导致农村基础设施建设出现了很多的问题,不仅影响了当地的空气环境,同时对农作物的生产也产生了负面影响。从现有的工作来看,农村基础设施建设主要集中表现在以下几个方面:
第一,农村基础设施建设的范围比较广泛,道路桥梁、给排水工程、垃圾处理等等,都是基础设施建设的重要部分,但一味的应用高耗能材料,导致农村经济增长缓慢,环境出现恶化。
第二,基础设施建设过程中,对建设材料的选择相对单一。农村在发展过程中,科技含量并不高,尤其是在材料的选择上,总是选择单一的材料,没有太多的创新,由此导致基础设施建设的水平和性能,都是非常不理想的。
第三,农村基础设施建设需要的材料越来越复杂,为了能够尽快的缩小与城市的差距,基础设施建设的材料必须择优选择,以此来巩固农村的生活环境和生产环境,促进当地的经济建设。
2 农村绿色基础设施建设
对于农村而言,基础设施的建设与材料具有密切的关系,同时在很多方面都能产生较大的积极意义。但是,农村基础设施建设材料的择优选择,不能完全与城市站在同一个标准上,否则很容易导致自身的发展陷入恶性循环。本文认为,今后的农村基础设施建设,必须在“绿色化”方面来努力,这在材料的择优选择上,主要表现为以下几个方面:
第一,农村基础设施建设,诸如学校、医院、卫生机构,都应选择无污染、无公害的材料来开展,通过一系列的有效材料应用,减少对环境造成的影响。在农村当中,最宝贵的就是土地。大量的占用土地来开展基础设施建设,应保证为农村发展带来更大的价值,而不是污染。
第二,在材料的选择当中,应开展多项对比。农村一直走的都是绿色化的发展路线,通过对材料的多项对比,来选择性价比最高的材料。就现阶段的情况来看,很多农村的材料已经有了绿色化的趋势,并且在很多方面小有成就,应持续执行。
第三,绿色化的材料选择和绿色化的基础设施建设是相互配套的,一方面要巩固已经获得的绿色化成果,另一方面,还需要开展较多的绿色化创新建筑,以此来满足基础设施建设和材料择优的双重需求。
3 材料的择优选择
农村基础设施建设在现阶段的工作中,部分标准甚至高出了城市,不仅是为了保护自然环境和社会环境,同时还为了促进我国的全面发展。材料的择优选择,从客观上直接决定了农村基础设施建设的质量。结合以往的工作经验和当下的工作标准,农村基础设施建设材料的择优选择,应积极向绿色化靠拢。
首先,大量的应用节能材料。例如,节能玻璃、防水材料等等。传统材料并不能满足现阶段的基础设施建设需求,只有选择新型的、高性能的、绿色化的节能材料,才能为农村基础设施建设提供更大的帮助。同时,在运用节能材料的过程中,应保证节能材料被应用到各家各户的日常生活当中,以此来改善家庭生活条件。
其次,将原有的传统建筑材料,进行节能优化,例如绿色混凝土等等。绿色混凝土虽然在价格上比较高,但能够保证基础设施建设的长久应用,在很多方面都表现出了较为优异的结果,获得了社会上的广泛肯定。
综上所述,农村基础设施建设材料的择优研究,在今后应深入开展,从客观上和主观上来分析基础设施建设材料的标准,满足较多的需求,以此来创造较大的经济效益和社会效益。
4 总结
本文对农村基础设施建设材料的择优进行研究,从现有的工作来看,很多农村都选择了较多的绿色化材料开展基础设施建设,并且取得的效果是比较积极的。在未来的发展中,农村基础设施建设的力度势必会进一步加强,投入的资金、力量也会逐步增多,此时应在材料选择、研究上展开努力,健全建设材料的应用体系和选择指标,完成农村基础设施建设水平的进一步提升,实现我国社会的较大发展。
参考文献
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[2]尹升星,李慧民,王敖君.灰色—层次分析法在陕西农村基础设施建设评价中的应用[J].建筑技术开发,2014,05:71-73.
【关键词】:园林植物景观;海绵城市;建设;应用
海d城市是一种城市设计理念,主要是要求城市在面对自然灾害或者环境变化时,能够维持城市范围内的旱涝平衡[1]。海绵城市的设计理念在洪涝和干旱灾害方面得到了很好的体现。在雨水充沛的情况下,能发挥出吸水、渗水和储水功能,当发生干旱时,将这些吸收的水分进行充分的释放。这种设计理念在不打破生态原则的基础上,有效的将人工和自然途径相结合,不仅充分的利用了雨水资源,而且还保护了生态环境。
1、建设海绵城市的理念与意义
海绵城市是新一代城市雨洪管理概念,是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的弹性,就像海绵一样能够吸水,也成为水弹性城市。海绵城市用通俗的化来说就是低影响开发雨水系统构建。在城市各个地方用吸水材料作为海绵体进行城市建设和规划,这些材料可以放置在任何地方,比如草地、树林、泥地或者湖泊等。平时不会影响市民的正常休闲,在暴雨来临时,就发挥出其特性,将雨水囤积,避免发生洪水或者内涝,大大减少城市积水的几率。这些囤积的水在干旱时可以通过浇花、洗车等方式进行释放,充分利用,缓解水资源紧张的局面。海绵城市的建设在很大程度上降低了城市排水管道以及钢筋混凝土水池的工程量,使天然水系得到了有效的保护和利用,大幅减少了政府对水环境污染的治理费用,大大降低了因内涝给城市带来巨大损失,这在很大程度上给城市的经济带来了良好的效益。
2、海绵城市中园林景观设计的技术原则
海绵城市园林景观的设计中要以保护生态环境及资源为前提,将土地浪费及生态环境破坏情况最小化,实现土地资源优化及生态利益最大化。在处理排水管道与不可下渗地面时,要保证最大程度的实现水平衡,根据场地特征进行科学利用,充分保障自然水的畅通。为了使径流中所含的物质有充足的预处理过程,就要严格的控制排出和增长通过时间。根据小规模场地中设置分布式过滤、阻留等工程设施提供径流的过滤和储藏[2]。
3、园林景观植物在海绵城市建设中的作用
3.1净化空气,降沉降噪
园林景观植物为地球上的生命提供能源,只有植物才能通过光合作用,把光能转变成化学能,储存在光合作用产生的有机物中。绿色植物在光合作用中吸收空气中的二氧化碳,将二氧化碳和水转化为氧和贮存能量的有机物,同时释放出大量的氧气,维持了自然界的碳、氧平衡。同时,植物通过蒸腾作用,散失水分,这既可以增加空气湿度,增加降水,又能降低空气温度。园林景观植物规模大,结构复杂,稳定性好,起到了良好的防尘、防风的作用,而且降低了城市中各种生产和汽车等制造的噪音。
3.2实现低影响开发
通过对雨水的渗透、储藏、调节和传输同能实现低影响开发,使径流污染、径流峰值和径流总量得到了严格有效的控制。要想切实落实低影响开发雨水系统构建和海绵城市建设的要求,就必须以生态优先和规划引领为基础,重新对城市空间进行认识和利用,提升城市规划和各职能部门间的相互配合。对影响城市水生态的明爱区域要限制开发,有效的保护,同时根据低影响开发的理念,对新开发或者需要改造的城区进行规划和建设。绿地水体、屋顶绿化、下沉式绿地及生态铺装是实现低影响开发园林景观常用的手法。
3.3 净化水质,保持生态平衡
水生态基础建设是海绵城市构建中最重要的部分,而污水的处理又关系着水生态的基础建设[3]。在传统的污水治理中,通常是采用构建单一的灰色基础设施,但是这些基础设施往往由于功能单一而无法完全解决复杂的水污染问题。通过管道将城市的污水直接排放到河水中,这就对水质造成了二次污染。绿色的基础设施完全对立于过去传统的灰色基础设施,通过建设园林景观植物对污水进行净化,对净化水质、防洪、气候调节及保护生态坏境及五中多样性做出了卓越的贡献,起到了重要的作用。特别是在湿地中的应用,湿地植物不仅能吸收水中的富营养物,而且能有效的抑制有害藻类的繁殖,净化水源,充分保持水中的生物平衡。
3.4 补充地下水,防止洪涝等自然灾害
湿地不单能提高物种的多样性,起到净化水质的作用,而且还是方便储存的良好场所。传统的思维和做法是直接将其排放到河流中,并没有充分利用水资源的循环系统。不透水的铺装应用使土地蓄水能力逐渐降低,导致径流系数增大,从而形成洪涝灾害。园林景观植物的应用以保护生态环境为基础,合理解决超标径流系统,通过与城市雨水灌渠系统的相互配合严格控制水流。园林景观植物的叶脉及根均有一定的储水功能,通过在道路两旁建设生态滞留地,利用海绵城市的特性,在雨量大的情况下进行吸水、储水,降低径流系数,在干旱的天气通过蒸腾作用将吸收的水分释放出来,补充地下水以调节城市气候,降低热岛效应。除此之外,园林景观植物的根系对土地具有一定的固定作用,避免了水土流失和土质疏松,也降低了泥石流等灾害的发生情况。
结语
海绵城市作为强调以生态方式收纳雨水的雨水管理概念,是传统排水防涝系统的加强和优化。在现代城市生态问题日益加剧、日渐突出的当下,海绵城市的建设迫在眉睫。海绵城市的建设涉及范围广,因此需要采取综合性的解决方案。海绵城市的构建遵循自然规律,将改善城市生态的规划理念与园林景观植物的设计相结合,打造出了既科学有效又外表美观的绿色基础设施,吸引了人们的眼球,促进了文化发展,也带来了一定的经济效益。因此,我们要提高对海绵城市的认识度,并大力支持海绵城市的建设,使我们的生存环境变得更美好。
关键词:气候变化;减缓和适应;城市森林;空间规划
Abstract:The extreme weather caused by climate warming has a strong impact on human’s life, and leads to our reflection on urban planning and management methods. Urban forest as one of the urban green infrastructure can mitigate and adapt global climate changes with its adverse effect through appropriate planning. This paper rethinks urban forest planning patterns with the goal of mitigation and adaption of climate change through cognizing the beneficial function of urban forest on climate changes, referencing domestic and international practical experience of urban forest planning, combined with domestic issues of urban forest planning and construction. The planning strategies, spatial configuration, and regulation methods is elaborated, hoped to minimize the impact of climate changes ,maximize comprehensive benefits of urban forest , and maintain urban sustainable ecological environment.
Key words:climate change ; mitigation and adaption ; urban forest ; spatial planning reflection
中图分类号:C912 文献标识码:A
文章编号:1674-4144(2017)-01-46(7)
受到气候变化的影响,日趋频繁的极端温度、强降水、强台风等多种极端天气严重影响着城市,引发洪涝、高温、沙尘暴等灾害。在城市规划领域,国内外学者都做了较多应对气候变化的规划理论探索,如新城市主义、气候变化影响评估、低碳生态城市、适应性规划等[1-3]。城市森林作为城市的绿色基础设施能在应对气候变中发挥重要作用,如减少城市排放的二氧化碳,减小雨洪冲击和污染,减缓城市热岛效应,调节城市局部微气候,降低极端气候事件发生频率,最小化灾害损失。然而目前城市森林规划的内容相对单薄,重指标轻服务,未重视其内在生态适宜性,难以缓解气候变化给城市带来的不利影响,发挥综合的生态社会经济效益。笔者试图梳理城市森林与气候变化的相互作用,借鉴国内外城市森林理论研究与规划实践经验,结合国内城市森林规划建设的现实问题,重新思考城市森林规划模式、规划策略、空间布局和管控方法,以求最小化气候变化的影响,最大化城市森林综合效益,改善和维持城市可持续生态环境。
1 城市森林与气候变化
城市森林的生态服务效益来自其自身的结构和组分,在受到气候变化影响的同时也通过其反射率、气温及降水等的变化对城市局部气候起反馈作用。合理的城市森林规划与管理能提升城市整体生态环境对气候变化的缓冲能力和适应能力,缓解气候变化影响。
1.1 城市森林的概念和范围
城市森林的概念源于20世纪60年代,首先在美国和加拿大兴起,80年代被引入国内。1994年,中国林学会成立城市林业专业委员会,将“城市林业”“城市森林”“城郊型森林”“城乡绿化”“都市林业”“城市国土绿化”“城市园林”“生态园林”“花园城市”等概念统称为“城市森林”[4]。虽然国内外学者对城市森林的概念和范围仍存在部分分歧,但基本上把城市森林共同认定为,在城市及其周边范围内,以木本植物为主,以改善城市生态环境,提供游憩活动场所,促进人们健康,提升城市景观形象等多种功能为目的,具有生态、社会、经济等效益的生物和非生物的综合体,包括树木、小型植被、野生动物、土壤、水、空气和在里面的人等,且与城市体系紧密联系,是城市生态系统的重要组成部分[5-8]。需要强调的是城市森林具有多种服务功能,其首要的生态功能在减缓温室气体排放和缓解与适应气候变化中发挥的重要作用。在范围上城市森林超越了传统的城市绿化范围,把市区、郊区及远郊区作为一个整体来考虑[9],其组分包括城区绿地、郊区的片林、护路林、河道林、农田防护林、水体等[10]。
1.2 城市森林应对气候变化的作用
城市森林在应对气候变化方面的作用体现在两个方面,一是减缓气候变化,二是适应气候变化。两个方面同等重要。
(1)减缓气候变化。 减缓气候变化是控制减少温室气体排放量,尽可能增加碳汇量,稳定或降低大气中的温室气体特别是二氧化碳的浓度,缓解气候的进一步暖化。城市森林通过植被光合作用,森林土壤等固定有机碳,提高森林覆盖率和绿地率能提升吸收高碳能源消耗所产生的二氧化碳。虽然有学者认为城市森林在直接固碳方面对于城市碳减排贡献率是较低的,但城市森林还可以通过树冠遮荫和蒸腾作用调节温度,减少建筑物制冷与供暖设备的能源消耗从而间接降低碳排放量[11]。
(2)适应气候变化。为缓解气候变化的影响,自然或社会系统对气候变化已有的或可能发生的影响会做出一种调节,以降低相关极端情况的脆弱性或增加其弹性,这被称为适应性规划[12]。需要适应的全球气候变化影响包括温度变化、海平面上升、降雨量变化、热带风暴、物种减少等环境状态。城市森林能具体适应性作用包括:恢复和促进城市水循环过程,缓解洪涝、干旱与水环境污染;减少地表辐射,增湿降温,防风降尘,遮阳避光,调节微气候,提升环境舒适度[13];通过森林绿道,引导低碳出行方式和健康游憩活动;保存生物栖息地,保障物种多样性;促进低碳生态的环境教育等。
2 国内外城市森林规划实践
2.1 国外城市森林规划实践
20世纪70年代美国马里兰州南部地区就开始编制城市森林规划[14]。之后英国、加拿大、澳大利亚受到影响也开始了城市森林的规划实践,通过政府部门和地方团体的合作,对在建成区内和建成区外,以及公有和私有土地上的所有树木进行规划和管理(表1)。
普遍的方法和程序是先对现有树木的进行详细调查,检定、库存并记录城市森林的健康和状态,再以此为基础确定规划目标,提出完成目标的策略。
国外的城市森林规划都有比较注重现状树木调查,不仅关注数量指标,而且还关注质量问题,注重公众参与以及政府、公共机构、非利益团体、私有机构之间的协作。不同国家规划的侧重点不同。美国的城市森林规划如西雅图、波特兰比较片中城市建成区的树木管理和维护,对公园和行道树树木的调查非常翔实,按城市土地利用(居住,商业,工业,交通,开放空间,自然区域等)进行分类管理。欧洲的城市森林规划如伦敦、多伦多强调社区间的协作,长期并最大化社会、环境和经济回报。澳大利亚的城市森林规划如悉尼、墨尔本则较关注弹性、健康、多样的森林,并与开放空间规划、水敏性城市设计(WUSD)及城市集水区策略(City as a Catchment strategy, 2009)联系。
国外应对气候变化的城市森林规划,关注气候变化给树木带来的影响,包括生物物理特征的变化、水需求的变化和疾病虫害等。普遍的气候响应框架为:合作――脆弱性评估――森林适应性资源――示范项目。
2.2 国内城市森林规划实践
国内于20世纪80年代后期引进国外的城市森林概念,并在90年代后期得到广泛认同和传播,对城市森林的功能、生态服务价值、作用机理和评价方法等展开研究[22]。大部分研究在城市森林景观格局特征,生态服务功能与生态效益,绿量研究,森林植被类型和植被群落结构的碳汇能力、蓄水能力、碳储存量估算等方面。
在21世纪初期进入城市森林建设的规划与实践阶段,上海、北京、广州、成都、重庆等城市相继开展了城市森林规划和建设。2004年启动了“国家森林城市”的评定程序,依托每年举办的“中国城市森林论坛”来授予“国家森林城市” [4]。国内城市森林规划的普遍流程也是从现状调查开始,制定规划目标、指标、范围和期限,结构规划和总体布局,分类规划,确定重点建设项目,制定实施政策与管理等,但注重指标、口号和形象工程,建设成本大,在规划目标、范围、内容等方面尚未达成共识,编制方法各异。
3 应对气候变化的城市森林规划的思路探讨
3.1 国内既有城市森林规划不足以应对气候变化
虽然国内城市森林规划已经如火如荼进行了十多年,编制方法和指标体系已相对完善,但笔者认为既有规划思路仍然不足以应对气候变化,难以缓解气候变化给城市带来的不利影响,最大化发挥其综合的生态社会经济效益。具体体现在以下几个方面:
(1)在前期基础资料搜集和树木调查阶段未足够重视对当地气候情况的认识,包括温度、降水量、日照、风力风向、空气湿度及极端天气等,也未对城市碳排放清单进行搜集和估算。因此难以确定适宜的规划目标、策略及措施。
(2)未重视把环境单元特别是不同尺度的流域单元或城市间成区内部的集水单元作为城市森林空间组织的基本单位。人工划定或依托各级行政边界的管理单元与环境单元错位,使得森林内在生态系统割裂,自然生态过程被破坏和阻隔。
(3)重指标轻服务,盲目追求规范指标,缺少对使用需求及社会经济导向的考虑,难以适应气候变化影响(高温、干旱、内涝、水短缺、污染等)下城市栖息者的多样性和包容性使用需求与生态、社会与经济的综合公共效益。
(4)未分析和评估城市森林生态系统的内在适宜性,规划流于形态和形式,难以实现城市森林空间结构布局与功能的高度耦合,主观圈画绿地和盲目造林,忽视内在功能性低碳生态环节,使得建设与维护成本高昂。
(5)城市森林空间涵盖土地宽泛,分属城市建设、国土、农业、林业、水利、园林、交通等不同管理系统,各部门职责分散,管理意图各异,导致城市森林内在生态系统被众多部门人为分割管理。
3.2 应对气候变化的城市森林规划思路
3.2.1 规划内涵与模式
应对气候变化的城市森林规划是以低碳生态城市、城市碳氧平衡、适应性规划、流域规划与管理、森林景观恢复等理论为依据,以气候变化影响为主要切入点,在充分调查城市碳排放状况、气候环境要素以及现状林木情况的基础上,对城市森林的总体数量、功能结构、空间布局与形态、植被群落等方面进行综合的减缓和适应性规划。应对气候变化的城市森林规划应依托自然生态过程(特别是流域生态过程),与城市基础设施相结合,能够满足城市栖息者(人和动物)适应不同气候环境要素的多样性和包容性需求,并在减少资源消耗的同时尽可能减小人工建设带来的环境负荷,让自然做工,规划建设低成本投入和低碳过程维护。从现状调查与分析、确立规划目标、制定规划方案、方案比较与选择、管控与实施等方面形成对应气候环境要素的减缓和适应性规划模式(图1)。
应对气候变化的城市森林规划模式,有以下几方面重点:
(1)多目标复合:城市森林以生态目标优先,保护森林流域过程和植被群落,保护生物多样性,同时兼顾社会、经济和安全目标,综合效益目标与气候适应子目标相结合。(2)多尺度结合:城市森林的概念经过发展涉及尺度跨度较大,从市域、城市规划区、中心城区到建设区应把握各个尺度的规划架构和规划重点,以及上下相邻尺度之间的关系。(3)建设区与非建设区全覆盖:城市的非建设区的绿色森林空间与城市内部建设区进行功能整合,促进城市生态系统的“新城代谢”,保障城乡区域碳循环、水循环、能量循环、物质循环等自然过程。(4)环境单元与规划单元耦合:环境单元特别是流域单元是保证森林内在自然生态过程连续的基本单位,规划单元边界的划定需尽量包含环境单元,维护其完整性。(5)多功能承载:与灰色基础设施结合,提供城市通风、排水、调温、增湿、遮阳、防灾、动物栖息、游憩、交通等多功能需求,作为绿色基础设施提升城市环境质量与舒适度。(6)动态适应性:通过景观自组织性和恢复性设计增强城市森林的适应性,承载气候变化的压力,保障城市森林建设、运行、维护的全过程低碳节约。
3.2.2 规划策略和空间布局
应对气候变化的城市森林规划策略需围绕四个方面的内容展开:生物多样性、水、碳储存、文化与教育(表2)。生物多样性越小,森林受气候变化的影响就越大。增加生物多样性能增加更适应未来气候树木的可能性,维持地方生态系统功能。水的策略包括水资源需求、水环境生态,水安全,适应气候变化影响下用水量和水资源变化,保护森林流域生态过程,促进植被恢复,加强建设区的雨洪渗透、过滤和储存。碳储存是城市森林减缓气候变化的直接贡献,阻止森林碳流失到大气中,在增加区域内总碳储量的同时还需注意高大乔木的种植和维护,提升碳密度。文化和教育是城市森林应对气候变化的间接贡献,但却非常重要,通过森林文化的认同和环境教育,能引导低碳生态的出行方式、游憩活动及其它生活方式,进而减少碳排放,也是社会经济目标之一。
在规划目标和策略引导下进行城市森林空间布局,重点在以下四个方面:
(1)城乡生态空间一体化区域,布置生态踏脚石恢复碎片化森林景观,人工基础设施廊道和自然蓝绿廊道相结合,通过水系林网、道路林网、农田林网等复合林网构筑城乡整体森林景观生态网络。
(2)根据城市森林与气候要素的城乡梯度特征,从郊区、边缘区到建设区,对应减缓和适应气候变化的四大策略(生物多样性、水、碳储存、文化与教育),对不同功能类型的城市森林进行分类空间规划和布局(表3)。
(3)加强城市边缘区的森林补给与生态维育,城市边缘区作为城市“生态呼吸”的咽喉区能方便流入和合理消化输出健康的自然物质流,利用自然能减少城市综合耗能,将郊区洁净空气导入城市,同时也是环境敏感区和生态脆弱区,需注重关键衔接节点的生态维护。
(4)在城市建设区内,选择适宜性用地,利用本土植被发展乔灌草垂直植被群落结构,争取结构上空间上效益最大化。发展低冲击绿地建设模式,布置吸水、净水、储水的生态基础设施,包括雨水花园、街边沼洼池、植被过滤带、季节性湿地等。
3.2.3 管控方法
城市森林由于涵盖广泛,分属城市建设、国土、农业、林业、水利、园林、交通等不同部门管理,各部门的管理重点不同,管控难度较大,需分级控制、分类引导和分步实施。管控内容可分为五个方面:总量控制、结构控制、功能引导、指标控制和形态控制(表4)。与城市总体规划衔接,落实“减缓适应”导向下的人均功能需求总量,进行指标的定量控制;落实城市森林在区域尺度的“基质-斑块-廊道”结构,进行定形的结构控制,再在细分的环境单元或城市片区上进行功能引导。与城市控制性详细规划衔接,落实“减缓适应”相适应的指标体系,如多样性指数、郁闭度、树冠覆盖率、农田林网密度等;落实社区、街区尺度上城市森林的形态控制。
4 结语