规划问道本刊“学术动态（Planning Reviews）”栏目，推介国内外学术书籍和文献报告、关注国际研究动态和前沿热点、分享规划案例研究。本期“城乡可持续发展”专栏，向大家推介一篇关于城市住宅区景观的生态系统服务功能的研究文献。
（专栏编辑：干靓，同济大学建筑与城市规划学院副教授）
来源：ARILUOMA M, KINNUNEN A,LAMPINEN J, et al. Optimizing the co-benefits of biodiversity and carbon sinks in urban residential yards[J]. Frontiers in Sustainable Cities, 2024, 6: 1327614.
作为城市绿色基础设施的重要组成部分，城市住宅区景观在提供城市生态系统服务方面的作用在很大程度上仍被低估。该研究通过综合文献综述和定性分析，归纳出城市绿色空间碳汇潜力或生物多样性促进潜力分别的驱动因素，并对驱动因素进行交叉检查，确定可能同时实现碳汇和生物多样性效益的城市绿色空间的特质。
本研究中的城市住宅区景观指城市建成区中城市街区和多层公寓楼的院落。这类住宅区景观是碳封存（carbon sequestration and storage, 简称CSS） 以及生物多样性的中心，是城市绿色基础设施的重要组成部分。城市绿色空间可封存高达7% 的城市年度排放量，其中的一半来自于包括城市住宅区景观在内的建成环境中的绿色空间。城市住宅区景观同样被证明能够支持维管植物、甲虫等昆虫、鸟类的生物多样性。目前，城市碳库的估算方法多种多样，但各种估算方法在土地利用类别的分辨率和定义方面以及碳储量的计算口径方面存在差异，难以进行有效的比较。
1. 研究方法
本研究采用四步综合文献综述法：首先，编写了研究问题并确定了指导综述的范围；其次，对文献进行了检索和筛选；第三，进行了专题数据分析，第四，综合评估了CSS 和生物多样性的共同效益。“驱动因素”指的是在城市绿色空间中增强CSS和生物多样性的特征。
由于文献数量不足，综述的文献来源范围并未仅限于城市住宅区。综述中包含了与城市建成环境中常见的植被类型相关的研究文献，如庭院、花园、菜园或其他小规模城市绿色空间，这些绿色空间与城市住宅区景观的植被类型和自然条件基本相似。在植被类型方面，研究基于规划和设计中使用的绿化因子方法，将植被分为树木、灌木和藤蔓、多年生植物、城市草地、草坪、绿色屋顶和城市农场地块。
本研究聚焦于小尺度，排除了关注大型城市绿地类型（如城市森林） 的场地以及景观生态学角度（如栖息地连通性） 的文献。本研究还排除了在北欧气候区应用尚不充分的垂直绿化。研究还排除了生物多样性保护的小规模干预措施，如提供鸟食器等，因为这些措施并不直接依赖于植被。
明确检索范围后，本研究对2000年至2023年初发表的英文期刊文章进行检索筛选，最终选择了32篇与CSS 相关的文章和34篇与生物多样性相关的文章进行专题分析。研究交叉检查了结果，以找到生物多样性和碳汇共同效益最大化的潜在驱动因素。
2. 关键发现与结论
文献综述确定了不同植被类型城市住宅区院落的CSS和生物多样性潜力的关键驱动因素。交叉检查确定了可能对碳封存和生物多样性同时产生积极影响的驱动因素。据此可知，通过城市植被的规划和管理决策，有多种方法可以同时提高碳封存和生物多样性。驱动因素可分为3类，分别是：①植物物种相关驱动因素，包括植物物种多样性、树木的寿命、植物群落的复杂性；②与植被生长条件相关的驱动因素，包括充足的生长空间、树冠覆盖、雨水供应、绿色屋顶类型；③与植被维护/管理相关的驱动因素，包括植物凋落物投入、堆肥和覆盖、年龄多样性。
研究填补了规划设计领域对城市树木碳效益的常见认知空白。如：有研究指出，对于行道树，树木从碳源转变为碳汇的补偿点是种植后14年。在城市住宅区院落中的植物可以更快地达到这一补偿点，然而树木在住宅区和公园种植后的几年内也可能仍然是二氧化碳的来源。城市树木的寿命和长期定植是实现碳汇效益的重要因素，因为只有成熟的树木才是碳汇。确保不同年龄的树木的存在也很重要，这样年轻的树木可以取代腐烂的老树。城市绿色空间的主要气候效益在于长期的土壤碳储存，碳水平稳定的时间大致为30至50年，较旧的公园和住宅区可能含有更高的土壤碳水平。
植物物种的多样性对碳-生物多样性关系有许多积极影响，但也存在诸多不确定性，引入非本地植物物种对碳封存和生物多样性的长远影响尚不明确。目前的实证研究文献中，植物物种多样性与碳汇最明显的相互联系是通过土壤动物多样性实现的，该多样性随着植物物种多样性的增加而增加，并对土壤碳积累产生积极影响。模仿自然生态系统的多层复杂植被经常被认为是城市地区实行生物多样性保护的有效方法，多层植被还促进了有效的根系和生物量生产，从而可以增强碳汇。此外，大型古树成为碳-生物多样性共同效益的最突出指标之一，它们是生物多样性的热点，在地上和地下都提供了宝贵的长期碳储存。通过为城市树木提供最佳生长条件，包括充足的生长空间和水源，可以增强碳汇和生物多样性的共同效益。
基于自然的雨水解决方案对城市生物多样性保护以及碳循环有益。将雨水应用于植物可以提高生态系统的生产力，并对无脊椎动物群落产生潜在的积极影响。草地和多年生植被的潮湿栖息地在提供生物多样性和碳汇协同效益方面特别有效。轻质绿色屋顶系统的植被固碳能力与生物多样性益处已被证实，但其全生命周期碳效益仍因建设和拆除阶段的施工排放存在不确定性，可能比地面植被的碳储存能力要有限得多。植物凋落物、堆肥和覆盖物的应用能够培育丰富的土壤动物群，支持所有植被类型的碳积累。
3. 建议与启示
城市住宅区景观的类型和大小可能不同，但通常由相对较小的植被覆盖空间和多种功能空间组成（如游乐场、停车场等），住宅区景观的这种空间构成限制了连续植被的可用面积。本研究对城市住宅区的规划、设计和管理主要提出3条建议，以增强碳—生物多样性协同作用：①创建富含木本和草本物种的复杂种植区；②提供最佳生长条件，优化空间利用；③加强植被维护管理。研究特别提出，草坪可以令人惊讶地很好地固碳，但其维护造成的碳排放可能超过其碳汇效益。在城市住宅区景观中应首选物种丰富的半自然多年生植物。通过精心挑选并维护植物以支持物种的丰富性，半自然多层次植被可能比典型的天然草地更有价值。永久性的雨水花园和池塘，可以创造丰富的栖息地并增强碳汇。
4. 研究展望
本研究指出，尽管许多可持续发展工具都涉及生物多样性，但评估方法差异很大。同样，城市环境的碳核算侧重于建筑行业，而不是城市绿色空间。大量文献承认绿色基础设施中存在碳—生物多样性协同效益，但研究往往停留在理论层面，缺乏实证证据。改善生物多样性和城市碳汇有赖于构建更全面更有效的评估工具，重点关注不同行动的整体质量和协同作用。欧盟的《自然恢复法》提案（2024） 提出基于GIS的城市生态系统冠层和绿地覆盖监测，作为确保生物多样性和提供生态系统服务的手段。学界需要进一步开展以实践为导向的研究，为规划和设计提供信息。
（供稿：鲁雪茗，同济大学建筑与城市规划学院硕士研究生）
URBAN PLANNING FORUM Since 1957
创新性、前瞻性、学术性
中文核心期刊，中国科技核心期刊，中国人文社会科学核心期刊，中文社会科学引文索引来源期刊（CSSCI），中国期刊全文数据库（CJFD）全文收录期刊，中国学术期刊综合评价数据库（CAJCED）统计源期刊，中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊，中国核心学术期刊（RCCSE），国家哲学社会科学学术期刊数据库收录期刊，乌利希国际期刊指南（UPD）收录期刊
官网链接：https://upforum.tongji.edu.cn/main.htm
投稿链接：http://cxgh.cbpt.cnki.net
Email: upforum@vip.126.com
电话：021-65983507
传真：021-65975019
微信号：upforum
原文始发于微信公众号（城市规划学刊upforum）：【学术动态】城市住宅区院落的生物多样性和碳汇协同效益优化研究 | 2024年第5期
