劉芊池,蔡君*,沈詩佳

城市河流濱水空間低碳景觀評價指標(biāo)體系構(gòu)建研究

劉芊池1,蔡君1*,沈詩佳2

北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院, 北京 100083

全球氣候變化日益嚴(yán)峻，城市發(fā)展過程中各領(lǐng)域的低碳設(shè)計(jì)逐漸成為未來可持續(xù)發(fā)展的重要研究方向。本文深入探討了當(dāng)前城市河流濱水空間景觀設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及存在問題，并針對當(dāng)前城市河流景觀存在的問題及低碳設(shè)計(jì)相關(guān)行業(yè)評價標(biāo)準(zhǔn)的不完善性，采用層次分析法等研究方法建立了城市河流濱水空間低碳景觀評價指標(biāo)體系，包含生態(tài)健康(B1)、駁岸安全(B2)、低碳技術(shù)應(yīng)用(B3)和可持續(xù)發(fā)展(B4)4個二級指標(biāo)以及水質(zhì)達(dá)標(biāo)率(C1)、岸帶植被覆蓋度(C2)、生物多樣性指數(shù)(C3)等16個三級指標(biāo)，確定了各指標(biāo)的量化標(biāo)準(zhǔn)與權(quán)重，并根據(jù)河流低碳景觀設(shè)計(jì)指數(shù)為河流濱水空間景觀設(shè)計(jì)方案提供一種量化評價方法。研究結(jié)果可在未來對城市河流景觀規(guī)劃建設(shè)中有效降低碳排放和提升景觀碳匯效能提供理論依據(jù)，為踐行“雙碳”政策和綠色可持續(xù)發(fā)展理念做出積極貢獻(xiàn)。

城市河流; 濱水空間; 低碳景觀; 評價指標(biāo)體系

隨著全球氣候變化的嚴(yán)重性日益凸顯，城市在發(fā)展過程中的能源消耗、碳排放迅速增長等極易引發(fā)霧霾、沙塵暴等諸多環(huán)境問題。河流濱水空間作為城市居民生活的重要場所，其景觀設(shè)計(jì)與規(guī)劃對城市生態(tài)及人居環(huán)境具有重要影響。伴隨低碳城市[1]、低碳經(jīng)濟(jì)[2]等概念的不斷產(chǎn)生，城市河流及其濱水區(qū)域在城市生態(tài)環(huán)境[3]、生物多樣性保護(hù)[4]及提高市民生活質(zhì)量等方面均發(fā)揮重要作用。與此同時，河流濱水空間設(shè)計(jì)理念從注重水資源的有效利用和防洪排澇[5]，逐漸開始向重視生態(tài)修復(fù)、景觀美化和公共空間優(yōu)化提升等多方面轉(zhuǎn)移。

然而，當(dāng)前城市河流景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)也存在著商業(yè)開發(fā)過度、駁岸硬質(zhì)化、生態(tài)功能退化、水體自凈能力差、地域特色缺乏等問題，這些問題不僅影響了城市河流的生態(tài)健康[6]，也降低了城市居民對河流的親水性以及對景觀的體驗(yàn)感。此外，一些城市河道由于過分強(qiáng)調(diào)河流生態(tài)安全與保護(hù)[7–9]，使得河流本身脫離了游憩、文化休閑、科普教育等相關(guān)城市服務(wù)功能，這些問題的產(chǎn)生為今后城市河流濱水空間設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展造成不利影響。

1 城市河流低碳景觀設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與存在問題

近年來隨著“雙碳”政策的實(shí)施，河流濱水空間的景觀設(shè)計(jì)在踐行“低碳”的理念下不斷對城市藍(lán)綠空間系統(tǒng)的碳匯能力[10]和不同城市河流空間的低碳景觀[11]建設(shè)等方面進(jìn)行探索。然而通過梳理總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，研究者一般通過量化研究的方式來檢驗(yàn)城市公共空間綠地的碳匯能力[12]，研究內(nèi)容多側(cè)重于方法探索和實(shí)際應(yīng)用，而對水生生態(tài)系統(tǒng)的碳匯效能及研究關(guān)注較少。在低碳景觀的設(shè)計(jì)中多使用可再生材料、節(jié)能減排技術(shù)，增加雨水花園、生態(tài)濕地等措施減少景觀建設(shè)的碳足跡[13]，但對這些措施的實(shí)施效果討論較少。在河流景觀設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)者在“碳中和”、“碳匯”等概念的體現(xiàn)更多呈現(xiàn)于科普展示[14,15]、服務(wù)居民生活、宣傳綠色低碳生活方式、為市民提供學(xué)習(xí)和體驗(yàn)低碳生活場所文化教育等方面，并希望通過景觀設(shè)計(jì)和主題公園的建設(shè)，增強(qiáng)公眾對低碳政策的了解和對氣候變化問題的認(rèn)識。

此外，在其他領(lǐng)域的低碳設(shè)計(jì)中，利用可再生能源、節(jié)能技術(shù)和綠色建筑等方式也是設(shè)計(jì)者在低碳景觀方面的體現(xiàn)[16]。然而，當(dāng)前我國河流濕地相關(guān)的低碳設(shè)計(jì)雖然數(shù)量較多，但缺乏針對低碳設(shè)計(jì)策略的評價體系與評價指標(biāo)。部分景觀設(shè)計(jì)方案內(nèi)容與低碳設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)相差較大[17]，一些河流景觀的低碳設(shè)計(jì)僅通過河流沿岸公園的建設(shè)運(yùn)營傳播低碳環(huán)保理念[18-20]，沒有明確具體量化的碳減排目標(biāo)和實(shí)施策略，從而不足以滿足真正意義上的低碳設(shè)計(jì)的要求。

因此，低碳景觀評價體系的建立可幫助設(shè)計(jì)者對其設(shè)計(jì)措施的應(yīng)用效果具體量化，促進(jìn)景觀建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。在結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)研究成果以及水利[21–23]、城鄉(xiāng)規(guī)劃[24,25]、建筑[26-29]、旅游[30]等相關(guān)行業(yè)的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)科學(xué)、全面、獨(dú)立、可操作等原則，結(jié)合低碳景觀應(yīng)具備的價值功能構(gòu)建城市河流濱水空間低碳景觀設(shè)計(jì)評價指標(biāo)體系，可對我國未來建立健全景觀規(guī)劃中的低碳設(shè)計(jì)的評價方法提供有力參考，同時也可為促進(jìn)河流濱水空間景觀綠色低碳發(fā)展提供技術(shù)量化支持。

2 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

2.1 評價指標(biāo)選擇

評價指標(biāo)選擇遵循科學(xué)性、全面性、普適性原則。在查閱近十年40余篇國內(nèi)外關(guān)于低碳設(shè)計(jì)、低碳景觀、低碳城市、河流生態(tài)健康評估、河流濱水景觀設(shè)計(jì)等相關(guān)研究資料以及10余項(xiàng)園林、城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)、生態(tài)環(huán)境技術(shù)等國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)規(guī)范[31]的基礎(chǔ)上，歸納并整理出與河流濱水空間低碳景觀設(shè)計(jì)相關(guān)的評價指標(biāo)60余個，結(jié)合景觀設(shè)計(jì)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、生態(tài)保護(hù)等行業(yè)內(nèi)10余位相關(guān)專家三輪總體評價，最后綜合確定各評價指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)。

基于以上評價指標(biāo)構(gòu)建原則及方法，采用層次分析法確定指標(biāo)體系構(gòu)成。指標(biāo)體系包括目標(biāo)層(A)、標(biāo)準(zhǔn)層(B)和指標(biāo)層(C)三個層次，其中目標(biāo)層為城市河流濱水空間低碳景觀設(shè)計(jì)評價，標(biāo)準(zhǔn)層包括城市河流生態(tài)健康、駁岸安全、低碳技術(shù)應(yīng)用、可持續(xù)發(fā)展4個方面，指標(biāo)層包括水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、植被覆蓋度、生物多樣性指數(shù)、生態(tài)駁岸占比、防洪達(dá)標(biāo)率、岸坡穩(wěn)定性、堤防安全性、節(jié)能設(shè)施應(yīng)用率、成本節(jié)約率、綠色基礎(chǔ)設(shè)施利用率、綠色慢行網(wǎng)絡(luò)覆蓋度、流域碳匯能力、再生資源利用率、污水凈化效果、生態(tài)教育宣傳有效性、社會公眾低碳理念認(rèn)可度等16個方面[32]。

2.2 評價指標(biāo)釋義

2.2.1 河流生態(tài)健康功能指標(biāo)(B1)河流生態(tài)健康功能主要反映城市河流生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，包含城市河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、岸帶植被覆蓋度及生物多樣性、生態(tài)駁岸占比4項(xiàng)指標(biāo)。

河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)率指評價流域內(nèi)達(dá)標(biāo)水體區(qū)域面積占流域水體總面積的百分比。其監(jiān)測次數(shù)及水質(zhì)類別應(yīng)遵循我國地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程[33]相關(guān)規(guī)定。計(jì)算公式如下：

植被覆蓋度是反映河流兩岸綠化程度的指標(biāo)[34]，指河流流域內(nèi)自然或人工植被地面面積占河流流域范圍總面積的百分比。植被覆蓋率計(jì)算公式為：

生物多樣性指數(shù)是用以反映河流流域內(nèi)生物多樣性水平的指標(biāo)[35]，可評估河流生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性的豐富程度和健康狀況。生物多樣性指數(shù)計(jì)算公式為：

河流生態(tài)駁岸占比可反應(yīng)當(dāng)前景觀河岸與和河流水體之間水體交換及調(diào)節(jié)功能，在城市河流中主要由恢復(fù)后的自然河岸及具有“可滲透性”的人工駁岸[36]構(gòu)成，其包含河流的自然岸線、生物有機(jī)材料駁岸和結(jié)合工程材料等具有一定生態(tài)效應(yīng)的駁岸。計(jì)算公式如下：

2.2.2 河流駁岸安全功能指標(biāo)(B2)河流駁岸安全功能主要體現(xiàn)城市河流在氣候變化的挑戰(zhàn)下抵御城市洪澇和地質(zhì)災(zāi)害的能力，包含河道防洪達(dá)標(biāo)率、河道岸坡穩(wěn)定性、河岸堤防安全性3項(xiàng)指標(biāo)。

河道防洪達(dá)標(biāo)率可評價在河道設(shè)計(jì)洪水條件下，其防洪工程設(shè)施（如堤壩、水閘、排水系統(tǒng)等）的性能和效果[37]。該指數(shù)可表示在給定的洪水情境下，河道能夠成功防止洪水溢出并保護(hù)周邊地區(qū)不受洪水侵害的概率。近年來隨著全球極端天氣的增加以及暴雨等引起的地質(zhì)災(zāi)害的頻發(fā)，未來的河道防洪設(shè)計(jì)中應(yīng)將極端氣象災(zāi)害納入，因此可將現(xiàn)有河道防洪達(dá)標(biāo)率計(jì)算公式進(jìn)行以下更進(jìn)：

河道岸坡穩(wěn)定性主要受岸坡傾角、岸坡高度及基質(zhì)類別等因素影響[38]，但隨著當(dāng)前極端天氣和各種環(huán)境壓力日趨增加，河岸與河堤坡面穩(wěn)定性也會受到流水沖刷、降雨浸泡、地下水位變化以及人為活動等因素影響。因此，基于以上因素影響下的河道岸坡穩(wěn)定性計(jì)算方法可更進(jìn)為如下計(jì)算方法：

河岸堤防的安全性評估應(yīng)考慮其級別、種類、歷史背景以及河流流域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況。評估內(nèi)容應(yīng)涵蓋堤防工程的質(zhì)量核查、防洪準(zhǔn)則的復(fù)核、滲透安全性核查以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性核查等方面。依據(jù)堤防工程安全評價導(dǎo)則得到河岸堤防的各項(xiàng)計(jì)算數(shù)據(jù)，并根據(jù)堤防的運(yùn)營管理和工程質(zhì)量評估結(jié)果依據(jù)安全等級進(jìn)行分類。

2.2.3 河流低碳技術(shù)應(yīng)用指標(biāo)(B3)河流低碳技術(shù)應(yīng)用主要體現(xiàn)城市河流濱水景觀在規(guī)劃設(shè)計(jì)以及建設(shè)過程中對當(dāng)下低碳理念與政策、減碳技術(shù)與材料、增匯策略與方法等應(yīng)用呈現(xiàn)的程度，包含節(jié)能設(shè)施應(yīng)用率、成本節(jié)約率、綠色基礎(chǔ)設(shè)施利用率、綠色慢行網(wǎng)絡(luò)覆蓋度、流域碳匯能力、再生資源利用率、污水凈化效果7項(xiàng)指標(biāo)。

節(jié)能設(shè)施應(yīng)用率可衡量城市河流濱水景觀在節(jié)能技術(shù)措施方面的采納程度，該指數(shù)表示在城市河流濱水景觀中，已經(jīng)安裝和使用的節(jié)能設(shè)施與流域總體可安裝設(shè)施的比例。計(jì)算公式為：

成本節(jié)約率可衡量景觀建設(shè)過程中景觀建設(shè)者采取節(jié)約成本措施的有效性，反應(yīng)管理者對成本控制以及資源管理的水平，該指數(shù)表示景觀建設(shè)在低碳設(shè)計(jì)后節(jié)約成本與計(jì)劃成本的比值。計(jì)算公式為：

綠色基礎(chǔ)設(shè)施利用率可以用來評估城市河流濱水景觀在基礎(chǔ)設(shè)施方面對生態(tài)和低碳設(shè)計(jì)的承諾和實(shí)踐，該指數(shù)表示在河流中設(shè)計(jì)實(shí)施的綠色基礎(chǔ)設(shè)施，如綠色屋頂、雨水花園、滲透性鋪裝、生態(tài)濕地等相對于河流流域總面積的比例。計(jì)算公式為：

綠色慢行網(wǎng)絡(luò)覆蓋度可用于評估城市河流在鼓勵綠色出行和提升城市生態(tài)質(zhì)量方面的努力和成果，該指數(shù)表示在城市河流設(shè)計(jì)中，綠色慢行道路如步行道、自行車道、生態(tài)走廊等的總長度相對于城市河流各類道路的總長度的比例。計(jì)算公式為：

流域碳匯效能可具體反應(yīng)城市河流濱水景觀內(nèi)各種生態(tài)系統(tǒng)和管理措施對于減緩氣候變化的貢獻(xiàn)，該指數(shù)表示城市河流濱水景觀中植被、水體、土壤對碳的吸收和儲存的潛在最大碳匯量與當(dāng)前城市河流濱水景觀中植被、水體、土壤碳匯量的比例。計(jì)算公式為：

再生資源利用率可以在景觀建設(shè)等細(xì)節(jié)中反應(yīng)城市河流濱水景觀在總體設(shè)計(jì)過程中低碳理念與技術(shù)的應(yīng)用程度。該指數(shù)表示河流景觀建設(shè)中使用的可再生或回收的資源總量占景觀建設(shè)中使用的所有資源總量的百分比。計(jì)算公式為：

污水凈化效果可用于評估河流整體污水處理系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中的凈化效果，能夠衡量河流濱水景觀設(shè)計(jì)中污水處理設(shè)施對污水中污染物的去除效果與實(shí)際運(yùn)行條件之間的匹配程度。計(jì)算公式為：

2.2.4 河流可持續(xù)發(fā)展情況指標(biāo)(B4)河流可持續(xù)發(fā)展主要體現(xiàn)為未來發(fā)展過程中低碳設(shè)計(jì)的發(fā)展水平，包含生態(tài)教育宣傳有效性和社會公眾低碳理念認(rèn)可度2項(xiàng)評價指標(biāo)。其中，生態(tài)教育宣傳有效性主要用來衡量公眾對生態(tài)環(huán)保思想以及低碳技術(shù)的了解程度，可采用公眾對生態(tài)環(huán)保思想了解與認(rèn)可程度量表進(jìn)行打分評價。社會公眾低碳理念認(rèn)可度可評估公眾對當(dāng)前河流低碳景觀建設(shè)的認(rèn)可程度[39]，可采用社會低碳理念認(rèn)可度調(diào)查打分量表進(jìn)行打分評價。

3 評價指標(biāo)分級及權(quán)重確定

3.1 指標(biāo)分級

通過對各指標(biāo)層進(jìn)行深入分析，匯總各評價指標(biāo)計(jì)算方法[25-41]，結(jié)合當(dāng)前城市綠化、環(huán)境保護(hù)等各指標(biāo)涵蓋標(biāo)準(zhǔn)，對當(dāng)前城市河流濱水景觀發(fā)展現(xiàn)狀綜合研究分析，各評價指標(biāo)及具體賦分標(biāo)準(zhǔn)劃分（見表1）。

表 1 各評價指標(biāo)分值標(biāo)準(zhǔn)及賦分值

3.2 指標(biāo)權(quán)重確定

表 2 城市河流低碳設(shè)計(jì)評價指標(biāo)權(quán)重值

3.3 整體評價

將各指標(biāo)在[0,4]進(jìn)行賦分并通過加權(quán)求和得到城市河流濱水景觀低碳設(shè)計(jì)整體評價指標(biāo)賦分值，利用河流低碳景觀設(shè)計(jì)指數(shù)作為整體評價指標(biāo)。河流低碳景觀設(shè)計(jì)指數(shù)以各評價指標(biāo)根據(jù)目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層逐層加權(quán)得到具體分值，計(jì)算公式為：

表 3 城市河流低碳景觀設(shè)計(jì)指數(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)

4 討論與展望

河流低碳景觀設(shè)計(jì)評價指標(biāo)的構(gòu)建是一個系統(tǒng)性、科學(xué)性和操作性并重的過程，不僅需要充分考慮到低碳設(shè)計(jì)的全過程和多方面因素，同時也要確保評價指標(biāo)的準(zhǔn)確性、全面性和可操作性。因此，在本研究確定評價指標(biāo)的基礎(chǔ)上，未來仍有許多工作及研究有待深入開展。

首先，城市河流濱水空間低碳景觀的形式和特點(diǎn)隨著地區(qū)和時間的變化而改變，因此，本研究建立的評價體系需要在相關(guān)參考文獻(xiàn)研究范圍內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用。在未來指標(biāo)評價完善與優(yōu)化方面，需要更廣泛的參考世界其他地區(qū)的研究成果，從而能夠更全面地覆蓋低碳設(shè)計(jì)的各關(guān)鍵領(lǐng)域。其次，河岸堤防安全性等具有較高主觀性的評價指標(biāo)可能影響評價結(jié)果的準(zhǔn)確性和客觀性。流域內(nèi)植被、水體、土壤潛在最大碳匯量等一些具體數(shù)值指標(biāo)的估算在實(shí)際參量過程中可能會因數(shù)據(jù)獲取難度較大，以及相關(guān)定義標(biāo)準(zhǔn)不清晰等原因而難以測算。因此，在未來評價指標(biāo)體系的完善中，針對以上評價指標(biāo)需要更明確的量化方法和更精確的評價標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，城市河流濱水空間低碳景觀評價指標(biāo)體系的構(gòu)建和應(yīng)用，可使城市在濱水區(qū)域創(chuàng)造出綠色、健康和宜人的公共空間，增加獨(dú)特的美學(xué)和文化價值，提升城市的宜居性和吸引力。此外，低碳設(shè)計(jì)評價體系也可幫助城市在濱水景觀項(xiàng)目的規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段，堅(jiān)持低碳和可持續(xù)發(fā)展的原則，有效降低碳排放，提高能源效率和資源利用率，更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減排的目標(biāo)，可為應(yīng)對全球氣候變化和實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展做出積極的貢獻(xiàn)。

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Index System and Evaluation Method about Low-Carbon Design of Urban River Waterfront

LIU Qian-chi1, CAI Jun1*, SHEN Shi-jia2

100083,

As global climate change intensifies, low-carbon design across various sectors is emerging as a crucial area of research for sustainable urban development. This paper thoroughly examines the current state and challenges of urban river waterfront landscape design, considering both the existing issues in urban river landscapes and the inadequate evaluation standards for low-carbon design. Employing research methods such as the Analytic Hierarchy Process among others, it establishes a comprehensive low-carbon landscape evaluation index system for urban river waterfront spaces. This system includes four secondary indicators: ecological health (B1), revetment safety (B2), low-carbon technology application (B3), and sustainable development (B4), along with 16 tertiary indicators such as water quality compliance rate (C1), riparian vegetation coverage (C2), and biodiversity index (C3). The study also defines the quantitative standards and weights for each indicator. By offering a quantitative evaluation method based on the Low-Carbon Landscape Design Index (LDI) for riverfront spaces, the research provides a theoretical foundation for effectively reducing carbon emissions and enhancing the efficiency of landscape carbon sinks during planning and construction. These findings significantly contribute to the implementation of policies aimed at "carbon peaking and carbon neutrality goals," reinforcing the concept of green and sustainable development.

Urban rivers; waterfront space; low carbon landscape; evaluation index system

TU986

A

1000-2324(2023)05-0765-09

10.3969/j.issn.1000-2324.2023.05.017

2023-05-08

2023-11-11

劉芊池(1997-),女,碩士研究生,風(fēng)景園林方向. E-mail:liuqianchi1025@foxmail.com

Author for correspondence. E-mail:juncai@bjfu.edu.cn