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干货2023-06-19

精译《绿色屏障：校园空气清洁指南》

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这是YanYan公众号的第094篇文章
你好，我是YanYan，欢迎回来。
也许你早就听说过“绿色基础设施” （ green infrastructure ，GI ）这个概念，它是建立在景观生态学基础之上，相对于灰色基础设施（如公路、 市政管网等）和社会基础设施（如医院、 学校等）而提出的，它将城市开放空间、公园、森林和其他自然地域形成的绿色网络，看作支持城市和社区发展的另一种必要的基础设施 。这一体系的生态价值和功能，在于为人类和动植物提供生存场所，如栖息地、干净水源、迁徙通道，它们总体上构成保证环境、社会和经济可持续发展的生态框架。
理解绿色基础设施，有三个维度：
1）宏观国土尺度的自然生态系统。承载水源涵养，旱涝调蓄，气候调节、水土保持，沙漠化防治和生物多样性保护等功能，维护国土生态安全。
2）中观人居尺度的绿色空间网络。不同于传统城市绿地系统，这一层面的绿色基础设施更突出缓解城市洪涝灾害、控制水质污染、恢复城市生境、提高空气质量和缓解城市热岛效应等基础性生态服务。
3）微观节点尺度的绿色技术措施。以绿色生态技术为手段，对场地进行综合设计，从而提升每一个绿色单元的生态功能和潜力。
虽然你很早就听说过这个概念，但我猜，你未必会觉得这件事与自己生活有多么相关。
生态安全、保护多样性？这个问题太复杂了，别说风景园林搞不明白，即便生态学也难以充分理解自然运行的机制。缓解雨洪、恢复生境？自然是一个慢变量，很少有人会细心观察日常的生活。
“三根破线一个库，对着一哭一下午”，据说这是很多国土空间规划编制人员的心声，山水林田湖草，什么都想管但又都管不明白，囫囵吞枣画的三根线，却要一竿子捅到15年后……
所以我不太喜欢“下大棋”，我更喜欢寻找一些确定性的“小切口”，今天想和你聊聊*微观*层面的绿色基础设施。

前段时间读到一本小册子，标题是《绿色屏障：校园空气清洁指南》，这是英国谢菲尔德大学景观设计系为中小学校制作的一份工具包，旨在帮助学校在校舍周围建立绿色屏障，缓解道路产生的空气污染对儿童造成的伤害。

事实上，国内绿色基础设施概念的提出，至少已经十年了，我还从来没有读到过类似的“小指南”。这便是我最关心的“小切口”，它和每个孩子、每个家庭都息息相关。顺着这份指南的思路，其实它还可以扩展到口袋公园、小型的办公区、安静封闭的街巷，进而改善每个人身边的空气质量。
指南并不复杂，我会为你翻译梳理一下其中的核心内容，完整文本可在后台回复“屏障”获取。（注：文中蓝色字体是我的补充说明）


01 

儿童风险与绿色屏障

据估计，世界上99%的人口呼吸着不健康的空气，空气污染与全身疾病和器官损伤都有关。虽然污染物通常会先到达我们的肺部，导致呼吸道疾病和哮喘加重，但它们会通过血液进入身体的其他部位，这就是为什么心脏病发作、认知功能障碍和不同类型的癌症也都与空气污染相关。
儿童的风险最大。他们的身体更小，单位体重吸入的空气更多，而身体和肺部还不成熟，更需要清洁的环境来支持他们的发育。此外，孩子们会更频繁地在户外玩耍，度过更长的时间。各方面的综合影响，使得孩子更容易收到污染物影响，发生肺功能下降、注意力不集中、过敏增加、贫血或肥胖等问题。

下面这张图很清楚地说明了汽车尾气对儿童和成人的不同影响，越贴近地面，空气污染越严重，儿童离地面更近。

而且，儿童的呼吸频率比成人高得多。平稳状态下，4-8岁儿童的呼吸，大约是25-30次/分钟，这几乎是成年人的两倍；新生儿则更高，能达到成年人的3倍。

保护儿童免受空气污染迫在眉睫。2016年，ClientEarth律师事务所起诉UK政府未能为其公民确保健康的空气，人们对空气污染的意识越来越强，态度也越来越强硬。
减少污染源是一方面，此外我们可以利用植物，来防止空气污染物飘散到学校，即“绿色屏障”。绿色屏障是由一排排不同类型的植被组成的绿色基础设施(GI)，构成了空气污染物到达敏感区域(如学校操场)的物理和生物阻隔，它们通过阻挡、沉积和吸收空气污染物来发挥作用。
携带空气污染的风吹过植物时，它们能有效地将其分散和偏移；植物还可以通过叶片下方的气孔，吸收污染物，如尾气排放的二氧化氮。它们的叶子和树皮还可以滞留空气中漂浮的微小颗粒物(也就是“PM”污染)，这些微粒往往来自车辆的轮胎磨损，建筑工地的灰尘和燃烧的灰屑。同时，生活在植物和土壤中的微生物群，可以降解或转化被吸收滞留的空气污染物，变成无害物质。
2019年10月，Hunter’s Bar幼儿学校种植了绿色屏障。绿色屏障的设计和项目开发由学校社区、当地企业、市议会和谢菲尔德大学合作完成。它由学校社区提供资金，并得到当地企业的物料的支持。
绿色屏障有助于保护大约270名学生免受主要来自车辆交通和家庭/商业燃烧活动(如使用燃木炉)的污染。其中包括5种植物，以提供污染阻隔功能:常春藤、紫竹、北美香柏、美国扁柏、蓝剑柏。另外还添加了其他25种植物，以提供感官上的乐趣，包括质地、气味和颜色，以及为野生动物提供支持。
虽然在Hunter's Bar幼儿学校建造绿色屏障的主要目的是改善空气质量，但增加的绿色植物产生了其他好处，植物使学校的视觉外观更有吸引力，促进孩子们的心理健康，鼓励学生放松，并为儿童创造了更安全、更私密的玩耍场所。


02 

设计绿色屏障

绿色屏障设计是一个迭代过程，需要收集场地信息和试验不同的方法。它需要了解场地，提出植被类型，并确定绿色屏障的合适尺寸和形状。每所学校都是不同的，了解背景很重要，尤其是空气污染物的主要潜在来源和主要风向。你希望绿色屏障能够阻挡和驱散质量差的空气，而不是充当它的陷阱。

在设计绿色屏障时，考虑问以下问题。

Q1：学校是否适合种植新植物?

确定场地是否适合种植，或者是否需要对其进行改造。你需要明确：1）土地权属，2）地上地下结构，3）支持植物生长的条件，4）现有植物的健康情况
1）检查土地所有权
确定谁是负责管理场地的机构，谁需要授予许可(如果适用)。英格兰的学校通常由地方当局或慈善基金会拥有和管理。
2）评估地上地下结构
确定表面和基材材料:柏油路 / 裸露的土壤 / 碎石；地上基础设施：例如墙壁、栏杆、大门；以及地下基础设施：水管、煤气管道、网络和电缆。
评估是否可以得到地形资料、市议会的场地规划、国家电网的安全挖掘计划和建筑专业人员的地下扫描的支持。
确定场地的整体大小，和潜在的种植空间大小和深度。
3）评估现有支持植物生长的条件
植物需要阳光，水和自由排水的土壤(必要时掺加基质土)来生存。评估该地点是否满足这些要求，以及可能需要进行哪些修改。如果植物要被安置在种植坑或凸起的床/花盆中——这些需要多大?(一个简单的“经验法则”是植物的冠幅与根系等大)。还要考虑光线、风向(是不是太暴露了?)和土壤结构，以及植物是否可以依靠雨水？如果根系很可能被限制在很小的体积内，是否应该提供人工灌溉？
4）评估现有植物的健康状况
包括树木、树篱和其他植物。一些植物可能需要移除，而其他一些植物可能受益于修剪、结构加固，施肥。对于较大的树木，这样的评估可以由当地权威的树木官员或专业的树木栽培养护人员进行。
在收集信息时，要尽可能全面。例如，学校设施可能需要移除柏油路和增加土壤、安装水龙头来支持植物生长，或者可能有一些地点受地下管线影响而无法种植。考虑这些问题也将为预算估算提供信息。

Q2：在何处建造绿色屏障？

根据风向及空气污染源，进行场地的空气质量可视化测试，并决定绿色屏障的位置。
每所学校的布局和所在街区内的位置都不一样。要认识到这些具体情况，避免采取一刀切的方法：绿色屏障必须为学校量身定制。在决定何处建造绿色屏障时，有三个关键因素需要考虑：建筑环境、空气污染源和风向。
绘制出学校周边的环境，并标记以下内容：
1）建筑环境
a.在Q1中得到的场地信息
b.邻近区域(距离保护区域半径约150米)
c.街道类型:
- 开放式道路(没有建筑物或一侧有建筑物的道路)
- 街道峡谷(两旁有建筑物的道路。从稀疏的低层建筑，到密集的高层建筑，如伦敦市中心的街道)
2）空气污染源(位置和强度)
d.交通(流量和车辆类型占比)
e.家庭活动（木材燃烧）
f.建筑工地
g.废物焚烧设施
h.造成空气污染的商业活动
i.对场地周围环境有特殊影响的任何其他活动
3）风向
j.盛行风
k.局部风
l.季节性变化
空气质量可视化工作可利用卫星地图、政府或开源的交通类型、交通流量和时间以及风向数据。如果没有风向风力数据，可以考虑在现场安装低成本的数据记录仪——这些信息对绿色屏障设计至关重要。公共空气污染数据源，来自社区团体、研究机构或政府监测，或考虑安装低成本的空气污染传感器。
绿色屏障需要阻断污染物进入学校，而不是将它们困在里面，这与街道类型紧密相关：
a.开放式道路：
- 将绿色屏障设置在顺风处，即保护区域在屏障后面，空气从道路垂直于屏障流动。
- 将绿色屏障定位在污染源附近。
- 考虑用绿色屏障将保护区域围起来，创造一个“绿洲”。注意，任何污染源都不应来自内部。
b.街道峡谷
- 将绿色屏障设置在其宽度与风向垂直或平行的位置。注意引起局部空气漩涡，这可能会减少或消除屏障后面的空气污染。
- 将绿色屏障定位在污染源附近，注意非常狭窄的街道峡谷(H/W≥2)不适合设置绿色屏障。

Q3：绿色屏障会是什么样子？

选择绿色屏障的高度、宽度和长度。选择有利于空气质量和创造共同效益的植物种类。

一旦确定了绿色屏障的位置，就可以考虑它的尺寸和植物组成。
1）选择尺寸
a.定义绿色屏障尺寸(高、宽、长)。
- 高度：指南建议，在正确的风向条件下，绿色屏障后面的水平保护范围= (3*H) -3m。如果植物高度为2米，这将保护最多3m的区域（公式：3*2 - 3 = 3m）。
- 宽度：研究建议绿色屏障要尽可能厚(有时至少10m)。在空间稀缺的城市景观中，较薄的绿色屏障(1-2.5m)仍然可以起到减少空气污染物的作用，但不宜再少于1m。
- 长度：绿色屏障应水平延伸到保护区域之外，如有可能，防止污染空气从屏障的角落或边缘进入。
b.确定种植空间的类型和尺寸。
可以考虑直接种植到地面上，或者使用种植盆或栽培床。如果你种植在地下，1米的深度将适合大多数种植。较大的树木可能需要较深的根区。
c.确定水管理。
根据预算、劳动力和学校的参与程度，有多种可能性。方法包括由学校社区成员手工灌溉，安装自动滴灌。此外，要确保土壤能自由排水，设置如穿孔管或排水沟渠。
2）选择植物材料
a.选定结构功能植物。
仔细选择这些植物将有助于实现所需的绿色屏障设计，有几个因素需要考虑：
- 使用多种植物
每种植物都有不同的减少空气污染的机制，因此，使用一系列互补植物，将最大限度地增加捕获、保留或转移空气污染物的机会。使用不同形状和质地的植物，可以增加屏障的多样性和功能。常绿植物尤其针叶植物，比落叶植物更适合在全年中吸收污染物。
针叶树凭借其更小更密集的叶子、更复杂的枝茎和全年的有叶期，同时表面被有较厚的蜡质和松脂等脂类物质，因而比阔叶树更能有效滞留空气中的颗粒物。
但针叶树并不是对所有物质的吸收都很强。国内的一项研究发现，日本女贞和海桐叶片吸收锌的能力很强，分别为37.58 mg/kg和26.53 mg/kg，而雪松和圆柏2种针叶树，叶片锌含量仅为19.50 mg/kg和20.23 mg/kg。
- 植物特征
某些植物性状能促进PM捕获或NO2 吸收，具有这些特征的植物推荐见下表。
- 孔隙度
绿色屏障孔隙度(植物结构之间的空隙)既影响风偏转，也影响风穿过植物，植物可以创造紧凑的屏障，低孔隙率是首选。
- 植物的成熟/生长
寻找那些不需要频繁和过度修剪，就能保持理想大小的树种(中等或缓慢生长的植物)。
- 耐污染能力
植物本身需要对城市胁迫因子具有耐受性，部分植物易受大气污染物的破坏。例如长针松类可能比短针松更容易受到损害。当然，要避免种植那些对中度干旱、风或致密土壤耐受能力有限的树种。可以观察附近花园和公园里生长的植物，它们通常已经充分适应了当地的气候条件。
- bVOCs和花粉
一些植物实际上是污染源，而不是解决问题的方法。避免种植那些会产生大量致敏花粉的植物；其他如桉树，会产生挥发性有机化合物(bVOCs)，这些分子在大气中反应产生臭氧(O3)和其他二次空气污染物。
- 儿童安全
植物不应对儿童构成风险，低过敏、无毒和非尖刺的物种是首选。
b.选定补充植物。
一旦你设计了一个对空气质量最优的绿色屏障，然后就可以添加有助于最大化其他效益的植物。例如，添加各种颜色和纹理的植物，以促进放松或形成充满活力的环境，提高场所质量。开着简单花朵的植物通常对授粉昆虫很有吸引力。
参考当地委员会的生物多样性行动计划，与你所在地区的保护/适应计划保持一致，并选择能够增强生物多样性的互补植物。


03 

结语

绿色屏障是协助学校产生积极变化的工具，它们可以极大地增加学校的“场所感”，并在基于当地环境条件的情况下，改善儿童频繁接触区域的空气质量。
每个学校的绿色屏障设计都是不同的，这取决于可用的空间，在特定位置适应良好的植物类型，以及设计者的偏好。最重要的是，设计应该分散或过滤污染，而不是困住污染。
屏障可以积极地纳入教育课程，成为学校的资源，提高人们对更广泛的环境和可持续性问题的认识。
“  管见论之，见仁见智，各取所需  ”

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低产狡辩声明：由于目前学识有限，为了搞清楚一个话题，通常要查阅很多书籍、论文，力求让自己的“现学现卖”显得稍微“专业”一些，所以更新速度不会太快。

本文来自微信公众号“YanYan风景园林导游”作者：拖更的（ID：gh_b162c8d5d0d9）。大作社经授权转载，该文观点仅代表作者本人，大作社平台仅提供信息存储空间服务。

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