基于生产性景观的城市节地生态补偿策略研究
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摘要
通过对以往紧凑高密度、立体化以及地下空间开发等城市节地策略进行梳理与剖析,结合当前生产性景观的发展趋势,提出城市节地的3项新策略:农业、新能源和复合型生产性景观的生态补偿,其实施方法包括填空、置换、叠加和重构。以城市屋顶为例,对3项新策略的节地与生产潜力进行估算,初步验证其有效性。基于城市生产性景观的生态补偿节地策略兼具经济、生态和社会价值,是未来景观与城市可持续发展领域的新课题。
By reviewing and analyzing the past urban land-saving development strategies of compact and high-density, stereoscopic development and underground space exploitation, and combining with the development trend of productive landscape, it proposes new urban land-saving strategies: ecological compensation of agriculture, new energy and compound production landscape. The implementation methods include filling, replacement, overlay and reconstruction. The effectiveness of new strategies is verified by preliminary estimation of the land-saving and production potential of building roof. The ecological compensation strategy of land saving based on urban productive landscape has economic, ecological and social benefits, which will be the new subject of future landscape and urban sustainable development.
By reviewing and analyzing the past urban land-saving development strategies of compact and high-density, stereoscopic development and underground space exploitation, and combining with the development trend of productive landscape, it proposes new urban land-saving strategies: ecological compensation of agriculture, new energy and compound production landscape. The implementation methods include filling, replacement, overlay and reconstruction. The effectiveness of new strategies is verified by preliminary estimation of the land-saving and production potential of building roof. The ecological compensation strategy of land saving based on urban productive landscape has economic, ecological and social benefits, which will be the new subject of future landscape and urban sustainable development.
引文
[1]郄瑞卿.中国城市人口与城市建设用地的时空变化[J].城市规划,2014,38(5):22-28.
[2]国家统计局.中国统计年鉴2016[EB/OL].(2016-12-10)[2016-12-22].http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2016/indexch.htm.
[3]国家林业局.全国林业生物质能发展规划(2011-2020年)[EB/OL].(2013-05-28)[2016-07-22].http://www.docin.com/p-726763480.html.
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[5]李红娟,曹现强.“紧凑城市”的内涵及其对中国城市发展的适应性[J].兰州学刊,2014,35(6):110-116.
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[11]俞孔坚,韩毅,韩晓晔.将稻香溶入书声:沈阳建筑大学校园环境设[J].中国园林,2005,21(5):12-16.
[12](英)安德烈·维尤恩,陈钰,葛丹东.连贯式生产性景观:CPULs Continuous Productive Urban Landscapes[M].北京:中国建筑工业出版社,2015.
[13]Viljoen A.Continuous Productive Urban Landscapes-Designing Urban Agriculture for Sustainable Cities[M].Oxford:Architectural Press,2005.
[14]Viljoen A,Bohn K.Continuous productiveurban landscape(CPUL):Designing essential Infrastructure[J].Landscape Architecture China,2010,9(1):28-30.
[15]王倩娜.新能源景观:后化石燃料时代下风景园林规划设计的新领域[J].风景园林,2016,24(11):72-78.
[16]Stremke S,Dobbelsteen A V D.Sustainable Energy Landscape[M].Boca Raton:CRC Press,2013.
[17]Nada?A,Horst D V D.Introduction:Landscapes of Energies[J].Landscape Research,2010,35:143-155.
[18]Blaschke T,Biberacher M,Gadocha S,et al."Energy landscapes":Meeting Energy Demands and Human Aspirations[J].Biomass and Bioenergy,2013,55(8):3-16.
[19]徐燊,廖维,黄靖.太阳能景观的集成设计[J].中国园林,2014,30(2):119-124.
[20]Gordon G.Wind,energy,landscape:Reconciling nature and technology[J].Philosophy&Geography,2001,4(2):169-184.
[21]Stober D,Dola?ekalduk Z,Jurkovi??.Biomass Energy Production Landscape in the Eastern Part of Croatia[C]//International Geographical Union Regional Conference"Geography,Culture and Society for our Future Earth"Local Organising Committee.2015.
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[23]汪劲.论生态补偿的概念:以《生态补偿条例》草案的立法解释为背景[J].中国地质大学学报:社会科学版,2014,15(1):1-8;139.
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[25]刘长安.城市“有农社区”研究[D].天津:天津大学,2014.
[26]德克·西蒙斯.景观和能源专辑引言[J].风景园林,2016,24(11):16-21.
[27]Hernandez R R,Hoffacker M K,Field C B.Efficient use of land to meet sustainable energy needs[J].Nature Climate Change,2015,5(4):353-358.
[28]李瞧.瞄准光伏扶贫,光伏企业助推农业转型升级[N].中国工业报,2016-03-24.
[29]国务院办公厅.中国食物与营养发展纲要(2014-2020年)[EB/OL].(2014-01-28)[2016-07-22].http://news.xinhuanet.com/politics/2014-02/10/c_119261793.htm.
(1)计算方法:2017年末中国大陆总人口约13.9亿,城市化率每增加一个百分点意味着有1 390万人进城,根据《城市用地分类与规划建设用地标准》100m2/人的建设用地标准计算,得出城市化率由2017年的58.52%增长到80.00%时所需的土地面积。
(2)下垫面(underlying surface)属专有名词,又称大气层下垫面,指与大气下层直接接触的地球表面。包括海洋、陆地及陆上的高原、山地、平原、森林和城市等。城市下垫面专指城市区域所在的下垫面,包括平面(地面、屋顶、道路及开放空间上空以及水面等)和立体(建筑立面、交通设施及构筑物外表面等)形式的表面与城市空间。
(3)表4计算取值如下。策略一:蔬菜单产量取自《中国农业年鉴2017》,全国蔬菜单位面积平均产量35 730kg/hm2;人均年蔬菜消费量取《中国食物与营养发展纲要(2014-2020年)》中2020年中国城镇人均年蔬菜消费量140kg[29]。蔬菜年产量=单产量×面积(平屋面)=35 730×1 981.79×15%×104=1.06×1011kg策略二:单位面积光伏发电量=单位面积发电功率×发电时间。目前国内商业化推广的多晶硅电池功率达18.5%,峰值功率为185W。峰值日照时数取我国各地区的平均值3.74h(数据引自杨金焕.太阳能光伏发电应用技术[M].2版.北京:电子工业出版社,2014)。单位面积年光伏发电量=0.185k W×3.74h/d×365d=252.54k W·h。2017年我国全社会用电量为6.31×1012kW·h(数据引自国家能源局)。年总发电量=单产量×面积(平+坡屋面)=252.54×1 981.79×30%×108=15.01×1012k W·h策略三:光伏温室应兼顾发电与种植效益,因此,光伏组件的有效铺设面积与作物种类有关。若种植绿叶类喜阳作物,光伏设施不可遮挡过多光线,相应的光伏设施土地补偿量和产电量会有所下降;若种植蘑菇等喜阴作物,光伏组件则可满铺。考虑到不同作物的光线要求,进行潜力估算时对光伏组件的铺设面积进行适当折减。由于作物种类繁多且光线需求各异,折减系数暂取中间值50%。蔬菜产量=单产量×面积(平屋面)=35 730×1 981.79×15%×104=1.06×1011kg年总发电量=单产量×面积(平屋面)×50%(折减系数)=252.54×1 981.79×15%×108×50%=3.75×1012kW·h
[2]国家统计局.中国统计年鉴2016[EB/OL].(2016-12-10)[2016-12-22].http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2016/indexch.htm.
[3]国家林业局.全国林业生物质能发展规划(2011-2020年)[EB/OL].(2013-05-28)[2016-07-22].http://www.docin.com/p-726763480.html.
[4]李敏,叶昌东.高密度城市的门槛标准及全球分布特征[J].世界地理研究,2015,24(1):38-45.
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[6]李琳.紧凑城市中“紧凑”概念释义[J].城市规划学刊,2008(3):41-45.
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[10]保罗·索莱里,程绪珂,苏雪痕,等.生产性景观访谈[J].景观设计学,2010,3(1):70.
[11]俞孔坚,韩毅,韩晓晔.将稻香溶入书声:沈阳建筑大学校园环境设[J].中国园林,2005,21(5):12-16.
[12](英)安德烈·维尤恩,陈钰,葛丹东.连贯式生产性景观:CPULs Continuous Productive Urban Landscapes[M].北京:中国建筑工业出版社,2015.
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[15]王倩娜.新能源景观:后化石燃料时代下风景园林规划设计的新领域[J].风景园林,2016,24(11):72-78.
[16]Stremke S,Dobbelsteen A V D.Sustainable Energy Landscape[M].Boca Raton:CRC Press,2013.
[17]Nada?A,Horst D V D.Introduction:Landscapes of Energies[J].Landscape Research,2010,35:143-155.
[18]Blaschke T,Biberacher M,Gadocha S,et al."Energy landscapes":Meeting Energy Demands and Human Aspirations[J].Biomass and Bioenergy,2013,55(8):3-16.
[19]徐燊,廖维,黄靖.太阳能景观的集成设计[J].中国园林,2014,30(2):119-124.
[20]Gordon G.Wind,energy,landscape:Reconciling nature and technology[J].Philosophy&Geography,2001,4(2):169-184.
[21]Stober D,Dola?ekalduk Z,Jurkovi??.Biomass Energy Production Landscape in the Eastern Part of Croatia[C]//International Geographical Union Regional Conference"Geography,Culture and Society for our Future Earth"Local Organising Committee.2015.
[22]徐芃.外生产性景观的概述[J].江西农业学报,2012,24(3):23-25.
[23]汪劲.论生态补偿的概念:以《生态补偿条例》草案的立法解释为背景[J].中国地质大学学报:社会科学版,2014,15(1):1-8;139.
[24]张玉坤,孙艺冰.国外的“都市农业”与中国城市生态节地策略[J].建筑学报,2010,57(4):95-98.
[25]刘长安.城市“有农社区”研究[D].天津:天津大学,2014.
[26]德克·西蒙斯.景观和能源专辑引言[J].风景园林,2016,24(11):16-21.
[27]Hernandez R R,Hoffacker M K,Field C B.Efficient use of land to meet sustainable energy needs[J].Nature Climate Change,2015,5(4):353-358.
[28]李瞧.瞄准光伏扶贫,光伏企业助推农业转型升级[N].中国工业报,2016-03-24.
[29]国务院办公厅.中国食物与营养发展纲要(2014-2020年)[EB/OL].(2014-01-28)[2016-07-22].http://news.xinhuanet.com/politics/2014-02/10/c_119261793.htm.
(1)计算方法:2017年末中国大陆总人口约13.9亿,城市化率每增加一个百分点意味着有1 390万人进城,根据《城市用地分类与规划建设用地标准》100m2/人的建设用地标准计算,得出城市化率由2017年的58.52%增长到80.00%时所需的土地面积。
(2)下垫面(underlying surface)属专有名词,又称大气层下垫面,指与大气下层直接接触的地球表面。包括海洋、陆地及陆上的高原、山地、平原、森林和城市等。城市下垫面专指城市区域所在的下垫面,包括平面(地面、屋顶、道路及开放空间上空以及水面等)和立体(建筑立面、交通设施及构筑物外表面等)形式的表面与城市空间。
(3)表4计算取值如下。策略一:蔬菜单产量取自《中国农业年鉴2017》,全国蔬菜单位面积平均产量35 730kg/hm2;人均年蔬菜消费量取《中国食物与营养发展纲要(2014-2020年)》中2020年中国城镇人均年蔬菜消费量140kg[29]。蔬菜年产量=单产量×面积(平屋面)=35 730×1 981.79×15%×104=1.06×1011kg策略二:单位面积光伏发电量=单位面积发电功率×发电时间。目前国内商业化推广的多晶硅电池功率达18.5%,峰值功率为185W。峰值日照时数取我国各地区的平均值3.74h(数据引自杨金焕.太阳能光伏发电应用技术[M].2版.北京:电子工业出版社,2014)。单位面积年光伏发电量=0.185k W×3.74h/d×365d=252.54k W·h。2017年我国全社会用电量为6.31×1012kW·h(数据引自国家能源局)。年总发电量=单产量×面积(平+坡屋面)=252.54×1 981.79×30%×108=15.01×1012k W·h策略三:光伏温室应兼顾发电与种植效益,因此,光伏组件的有效铺设面积与作物种类有关。若种植绿叶类喜阳作物,光伏设施不可遮挡过多光线,相应的光伏设施土地补偿量和产电量会有所下降;若种植蘑菇等喜阴作物,光伏组件则可满铺。考虑到不同作物的光线要求,进行潜力估算时对光伏组件的铺设面积进行适当折减。由于作物种类繁多且光线需求各异,折减系数暂取中间值50%。蔬菜产量=单产量×面积(平屋面)=35 730×1 981.79×15%×104=1.06×1011kg年总发电量=单产量×面积(平屋面)×50%(折减系数)=252.54×1 981.79×15%×108×50%=3.75×1012kW·h