风景园林应对气候变化的创新路径_陈睿山.pdf

第42卷 第4期2023年 7月Vol.42 No.4July 2023，2331华中农业大学学报Journal of Huazhong Agricultural University风景园林应对气候变化的创新路径陈睿山，陈丹，王云上海交通大学设计学院，上海 200240 摘要 当前气候变化导致的自然灾害增加以及国家碳达峰碳中和目标为风景园林发展带来了历史机遇，但风景园林在我国气候变化应对中的话语权仍显不足。为提升风景园林在应对气候变化中的学科地位，厘清风景园林在气候变化应对领域的责任和担当，探索风景园林气候设计的创新路径，本研究在综合分析国内外气候变化应对相关文献和政策措施的基础上，从气候变化的减缓和适应两个方面，考察了风景园林能够做出重要贡献的领域。结果显示，风景园林应该面向气候变化适应、灾害治理、碳达峰碳中和等国家需求，加强多学科的交叉融合，一方面通过气候积极性设计在城乡人居环境中固碳增汇、降低碳排放，另一方面通过景观规划设计适应气候变化，降低灾害风险，增强城乡韧性。风景园林气候设计的创新路径包括：标准化定向、空间化定量转向、生态完整性取向、多尺度面向以及教学改革创新。从以上结果可以看出，风景园林在应对气候变化中大有可为，气候设计的创新探索可推动风景园林学科范式转型和创新发展，并为应对气候变化提供中国方案。关键词 气候变化；减缓和适应；碳达峰碳中和；学科交叉；风景园林中图分类号 TU986；P467 文献标识码 A 文章编号 1000-2421（2023）04-0023-09气候变化是当今时代最为紧迫和复杂的挑战之一。根据联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）第6次评估报告，气候变化的规模及多方面现象是几个世纪来前所未有的。至少到21世纪中期，全球地表温度将持续上升1。除非未来几十年内全球大幅减少温室气体的排放，否则21世纪升温将超过1.5 2。气候变化已经影响到全球每个区域，导致极端高温和强降水的频率和强度、强热带气旋比例以及旱涝事件的严重程度增加3。应对气候变化是各学科共同的任务，也是国家重大需求，为学科发展带来了新的机遇和挑战。风景园林是综合运用科学和艺术的手段，研究、规划、设计、管理自然和建成环境的应用科学，其目的是协调人与自然关系，保护和恢复自然生态环境，营造健康优美的人居环境4。风景园林一直与时代和国家需求密切相关。21世纪是环境和风景园林设计师的世纪，风景园林在塑造21世纪的世界中扮演着核心作用。气候变化对风景园林规划设计带来了巨大的影响，风景园林可为气候变化诸多问题提供解决方案5。不断加剧的高温热浪、干旱洪涝等自然灾害对人居环境产生了重大影响，需要用风景园林的视角和方法来降低影响6-7；而要降低甚至逆转气候变化的趋势，更需要在国土空间规划、风景园林设计中采用绿色低碳的方式，降低区域碳排放、增加碳汇，进而减缓气候变化的速度。沈清基等8提出了“设计气候效应”概念，强调了设计对气候变化的重要性。设计气候效应指人类的各种设计经实施后对气候的状况、质量及演化等产生的综合影响，即设计及实施带来的从宏观到微观的气候变化，这种影响可能是正向的，也可能是负向的。2020年9月，习近平总书记提出碳达峰碳中和（简称“双碳”）目标。自作出这一庄严承诺以来，“双碳”目标已成为我国重大战略。风景园林需要把握国家应对气候变化带来的机遇，积极服务“双碳”战略，在气候变化的适应和减缓方面两手发力，通过跨学科合作，推动理论与设计创新，应对气候变化重大挑战，培养具有国际视野和气候行动能力、拥有设计思维、可开展多学科融合研究的高层次风景园林人才9。本文拟从气候变化的适应和减缓两方面分析风收稿日期：2022 11 28基金项目：教育部新农科研究与改革实践项目（2020255）；国家社科基金重大项目（20ZDA085）陈睿山，E-mail：通信作者：王云，E-mail：陈睿山，陈丹，王云.风景园林应对气候变化的创新路径 J.华中农业大学学报，2023，42（4）：2331.DOI：10.13300/ki.hnlkxb.2023.04.004第 42 卷 华 中 农 业 大 学 学 报景园林的机遇，并从学科交叉融合的视角探索学科新的增长点，对国内外相关方向进行全景式扫描，旨在探索风景园林气候设计潜在的发展方向和领域。1气候变化的适应、减缓与风景园林的机遇1.1气候变化的适应与减缓策略应对气候变化有减缓和适应两大策略10。减缓是通过调整能源、资源、工业等社会经济系统和自然生态系统，减少CO2排放，增加碳汇，以稳定和降低大气中CO2浓度，减缓气候变化。适应是指通过识别与管理经济社会系统和自然生态系统中的气候变化风险，采取调整措施趋利避害，以降低不利影响和潜在风险。气候变化影响在不同区域差异很大，有效的适应行动能够降低气候变化的不利影 响，对 区 域 安 全 和 可 持 续 发 展 具 有 现 实 迫切性11。当前“双碳”目标即是从气候变化减缓的角度考虑的。碳达峰是指二氧化碳排放量达到历史最高值，达峰之后进入逐步下降阶段。碳中和是指二氧化碳的排放量与二氧化碳的去除量相互抵消，也称净零排放。实现碳中和，不仅要求降低各部门的碳排放水平，还要采取植树造林和负碳排放技术等抵消碳排放12-13。”双碳”目标考虑更多的是未来的安全，而面对当前不断增加的极端灾害事件，如洪涝、热浪、海平面上升、风暴潮、干旱、火灾等，需要积极采取工程适应措施和社会经济适应措施，降低灾害损失，实现人居环境的安全14-15。2022年6月，生态环境部与其他十多个部委共同发布了 国家适应气候变化战略2035，提出要系统化全域推进海绵城市建设，根据海平面变化情况调整沿海城市相关防护设施的设计要求，提高重要基础设施防灾减灾水平、提升其适应气候变化的能力；并列举了一系列韧性基建工程。通过这些适应措施，可有效降低自然灾害的损失。国家适应气候变化战略2035 还指出提升基础设施气候韧性、增加相关投入可带来经济效益和社会效益并规避未来损失，平均每投资1元，未来 30 a 共计可产生 220 元的收益（https：/ EnergyPlus 来模拟热岛效应。Portman等21分析了虚拟现实技术在建筑、风景园林和环境规划中的应用。另外，一些设计公司也开发了相关模型来辅助气候设计，如KieranTimberlake 公司为量化建筑材料对环境的影响而开发的Tally，可以用来开展建筑的生命周期评估；CallisonRTKL公司的CLIMATESCOUT 应用程序可以图1 气候变化的适应与减缓途径16Fig.1 Adaptation and mitigation approaches to climate change1624第 4 期陈睿山 等：风景园林应对气候变化的创新路径用交互的方式来生成给定气候条件下可持续建筑的设计方案22。国外还开发了用来支持低碳园林设计相关的软件，如 Pathfinder 碳计算工具以及 Cartegragh智能公园管理软件等19。1.3风景园林的跨学科融合路径当前理论科学发展已从独立学科进入“大学科”时代（图2），交叉学科已成为知识、技术与创新的新型组织载体23。美国科学院提出了融合科学这一范式，推动基础学科、人文社科与应用科学之间的交叉融合24。我国自然科学基金委员会也设立了交叉科学部，以促进复杂科学问题的多学科协同攻关。2021年习近平总书记在清华大学考察时提出“新工科、新医科、新农科、新文科”的建设思路，指出要将推进“四新”建设放在构建一流大学的体系中，用好学科交叉融合的“催化剂”，对现有学科专业体系进行调整升级、瞄准科技前沿和关键领域、加快培养紧缺人才25。风景园林与地理学、生态学、社会学、历史学、美学、管理学等学科具有密切的联系，在应对气候变化方面，风景园林因其跨学科特性而具有广阔的用武之地。风景园林在适应和减缓气候变化带来的挑战方面，已被证明可提供多种路径27。一方面，在学科交叉融合的视野下，风景园林愈发关注气候变化、环境退化、社会公平这种极具交叉性的研究热点，学习借鉴交叉学科的研究视角和方法，提升学科包容度与整合力，拓展风景园林研究的深度和广度。另一方面，在参与多学科交叉研究过程中，风景园林也深切关注自身的有效输出和贡献，发掘风景园林学在多学科研究中的作用，从而提高解决气候变化实际问题的能力28。风景园林与我国生态文明建设和“双碳”战略等密切相关。党的二十大报告中指出，我们要推进美丽中国建设，坚持山水林田湖草沙“生命共同体”的一体化保护和系统治理，应对气候变化，协同推进降碳、减污、扩绿、增长，推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展。风景园林学科需要把握历史机遇，主动担当，为我国当前面临的气候变化和生态退化等问题做出积极贡献。2风景园林气候设计的创新路径风景园林气候设计需要通过风景园林与地理学、生态学、美学、社会学、管理学和历史学等的多学科交叉，从标准化定向、空间化定量转向、生态完整性取向、多尺度面向和教学改革5个方面，采用自然为基础的解决方案，应对气候变化带来的多种不利影响，减缓气候变化的速度，走向人与自然的和谐共生（图3）。2.1风景园林气候设计的标准化定向气候设计需要建立一系列标准体系。我国较为重视碳中和的标准建设，以期提升国家在此领域的话语权。2021年9月，国务院发布了 关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见（http：/ 从单一学科到学科交叉融合视角26Fig.2 From disciplinary to cross-disciplinary perspective26图3 风景园林气候设计的创新路径Fig.3 The innovative approach of climate design in landscape architecture25第 42 卷 华 中 农 业 大 学 学 报量是其中重要内容。2021年10月，国务院进一步发布了 国家标准化发展纲要（http：/ 建立健全碳达峰碳中和标准计量体系实施方案，从碳排放基础通用标准、重点领域碳减排标准、加快布局碳清除标准 和 市 场 化 机 制 标 准 方 面 提 出 了 具 体 的 安 排（https：/ positive design）引领气候行动。Martha教授 2019年在上海交通大学的演讲中，提出建筑师、设计师、规划师的工作不仅仅是设计环境，更应当认识到未来到底会如何发展，因为只有了解问题才能去解决问题，对一些人们真正关心的问题提出可持续的解决方案（https：/ Sau26第 4 期陈睿山 等：风景园林应对气候变化的创新路径er35将人类对环境的这种适应形成的景观称为文化景观。1969年，Mcharg等 36提出了“设计尊重自然”的理念，把风景园林设计与生态完美地融合起来，开辟了生态化风景园林设计的科学时代，促进了生态设计的产生。生态学思想的引入，导致了风景园林设计思想和方法的重大转变，也改变了风景园林的形象。黄志新37提出了风景园林与生态学理念结合的4种设计模式，即生态保护性设计、生态恢复性设计、生态功能性设计和生态展示性设计，这4种设计均要求尊重自然规律。谢菲尔德大学景观学院Alizadeh等38提出设计师要针对他所在的城市，充分分析和预测未来环境变化趋势，在世界范围内寻找气候类型可供参照的城市进行对标，进而确定景观与植物设计的远期目标和方向。生境设计在保护本土生物多样性、建立栖息地间连通性、应对环境变化、开展环境教育、提升生态系统服务和改善人类福祉方面具有重要价值39。在生物生境多样性设计实践中，需要了解当地的生态现状，发现场地中值得保护的内容。对退化生态系统的修复要了解生态系统的演化过程，明确适用于该场地的植物物种和需要修复的生态过程，以增加生物多样性和生态系统功能为目标，在最大程度上利用本土植物丰富动植物群落，避免选用入侵物种，防范物种入侵40。丰富的植被结构是吸引野生动物，提升场地生物多样性的重要因素，要平衡物种丰富度、功能多样性、空间复杂性和多种植物组合带来的视觉复杂性，构建由多样化植物形态构成的多层次组合，建构具有兼容性、长期稳定的植物组合，缓解气候变化的影响41。各个尺度的规划设计要尽量避免对现状生态系统的干扰，多借助自然的力量来恢复，重塑自然过程是增加生物多样性最安全的方法42。近年来，风景园林设计师也逐渐考虑生态系统所提供的产品和服务。风景园林设计不仅要考虑生态系统的调节功能、支撑功能，还要考虑其文化与美学功能43-45。面对城市化过程中不透水面增加、排水不畅所致日益加剧的洪涝灾害，海绵城市及以自然为基础的解决方案等理念也被风景园林设计所重视46-47。而伴随城市人群生活质量的提高、城市产业转型等，郊野公园、再野化也逐步得到重视，以创造回归自然的游憩方式48。2.4风景园林气候设计的多尺度面向风景园林与生态的密切结合也拓展了风景园林设计所关注的尺度。气候变化的适应与减缓需要风景园林在不同的尺度上设计人与自然和谐的景观生态格局。当前，风景园林学科所关注的对象，已经从传统的园艺、小花园、公园等小尺度扩展到国家公园建设、国土空间优化等宏观尺度。风景园林学科在传统园林、城市绿化、大地景观规划等层次上都有一定的话语权（图4）。风景园林贯穿基础研究和应用研究，既有生态、地理、美学、社会学等学科的基础理论，也有农学、工学等学科扎实的应用基础，在应对从生态修复到气候变化的众多问题中具有天然的优势。当前的“双碳行动”即涉及从景观规划设计到国土空间规划与生态保护与修复等多个尺度的工作。在宏观尺度上，国土空间的规划、国家生态修复重大工程的布局、陆域与海域之间统筹都需要既考虑大地景观的格局，也需要提升其生态系统功能。在中观尺度上，城乡空间布局优化与蓝绿空间协调、海绵城市建设、城市更新行动、村庄自然景观和乡村生境的营造及“生态、生产、生活”三生空间的合理布局等，均需要在景观风貌与其功能方面同时发力，降低碳排放，增加碳汇，营造低碳高效的城乡环境。在微观尺度上，公园绿地的布局、园林植物的配置、建设材料的选择等，可同时为气候变化的减缓和适应做出贡献。2.5风景园林应对气候变化的教学改革国外著名院校的风景园林学科近年来已经对气候变化有了深切关注，在其课程安排中涉及了气候变化的应对49。哈佛大学设计学院在其使命中就直接提到推进研究和创新设计以应对当前的气候变化，其主页上所展示的多个项目与气候变化相关。在其课程中，有多门课程直接以气候变化为对象，如Climate by Design、Confronting Climate Change、Lost 图4 风景园林的多尺度面向Fig.4 Multi-scale perspective in landscape architecture27第 42 卷 华 中 农 业 大 学 学 报and Alternative Nature：Vertical Mapping of Urban Subterrains for Climate Change Mitigation 以及 Ecosystem Restoration等。Martha教授在哈佛大学设计学院创立了气候变化工作组，并于2020年开始为学生开设气候变化课程。而普林斯顿大学、康奈尔大学等高校在其课程体系中也加入了气候变化相关的课程，开展气候变化方面的人才培养与设计实践，相关案例可为我国风景园林学科的教学改革提供借鉴。我国教育部于2021年印发了 高等学校碳中和科技创新行动计划，提出要发挥高校基础研究深厚和学科交叉融合的优势，构建高校碳中和科技创新体系和人才培养体系，提升科技创新能力和创新人才培养水平，为加快营造绿色低碳生活、提升生态碳汇能力、加强应对气候变化国际合作等提供科技支撑和人才保障，扎实推进生态文明建设，确保如期实现“双 碳”目 标（http：/ 加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案，指出要加强绿色低碳教育，推动专业转型升级，加快急需紧缺人才培养，加强师资队伍建设，推进国际交流与合作，为实现”双碳”目标提供坚强的人才保障和智力支持（http：/ 研究生教育学科专业目录（2022年）和 研究生教育学科专业目录管理办法。新版目录中08工学中取消了风景园林学（0834）一级学科，新增风景园林（0862）专业学位，可授予博士、硕士专业学位；同时09农学中也删除了风景园林（0953）专业学位。这对风景园林的硕士、博士学术学位招生等会有一定的影响。在此背景下，风景园林要把握学科交叉发展的机会，与08工学中建筑学（0813）一级学科和14交叉学科中设计学（1403）一级学科更紧密结合，如上海交通大学的风景园林系就在设计学院，与建筑系、设计系充分交叉融合。计算机技术、大数据方法的应用，也为风景园林理论研究和实践应用带来了多学科交叉的路径。日益加剧的气候变化和极端事件要求风景园林要有更宽广的视野，积极参与到气候变化减缓和适应的实践当中。这就需要在我国风景园林课程设计中，加入气候变化相关的课程内容，如气候变化的基础理论与模拟方法，碳中和设计、气候变化影响的评估与适应性设计、智慧景观与生态设计等。3结论与展望本研究考察了气候变化为风景园林带来的机遇与挑战，指出气候变化的减缓和适应需要风景园林做出积极贡献，特别是在“双碳”目标以及我国城市面临越来越频繁的城市看海、高温热浪等极端天气事件背景下，风景园林需要与其他学科交叉融合，应对气候变化带来的诸多问题。针对当前风景园林面临的挑战，从构建气候积极设计的标准体系和技术体系，兼顾科学与艺术的定量与定性特征，促进风景园林设计中的生态完整性、面向微观到宏观的多个尺度和将气候设计纳入大学教育中推动教学改革5个方面，提出了风景园林气候设计的创新路径，以期推动风景园林的学科发展，并为应对气候变化做出学科贡献。哈佛大学设计学院执行院长Niall教授指出，19世纪是工程师的世纪、20世纪是建筑师的世纪、21世纪是环境和景观园林设计师的世纪。风景园林设计师需要勇于担当，积极参与到气候变化风险应对和“双碳”绿色转型中。我国风景园林发展要突破传统领域，紧密结合国家气候变化应对与生态文明建设的需求，开展多学科交叉融合，以提升学科在应对气候变化领域的贡献和话语权。参考文献References 1MASSON-DELMOTTE V，ZHAI P，PIRANI A，et al.Climate change 2021：the physical science basis.Contribution of working group I to the 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