前期準(zhǔn)備
WLA的student competition沒(méi)有規(guī)定題目，也沒(méi)有限制concept和場(chǎng)地，這樣開(kāi)放式的比賽往往更加看重項(xiàng)目立意、創(chuàng)新性以及完成度，所以更適合用studio的project參賽。因此我選擇了我花了幾個(gè)月時(shí)間打磨出的一個(gè)research項(xiàng)目：BIOCHAR-FORESTRY CARBON NEGATIVE CYCLE。
此項(xiàng)目的骨架是我在Cornell MLA program第二年fall semester的studio做成的。Professor Jamie Vanucchi 在2020 fall帶領(lǐng)我們參加了” Green New Deal Super Studio”?，這個(gè)super studio面向全美的景觀、建筑以及城設(shè)program，探討2016年美國(guó)頒布的New Landscape Declaration和 2019年頒布的綠色新政的框架如何轉(zhuǎn)化為實(shí)際項(xiàng)目，以及這些項(xiàng)目應(yīng)該優(yōu)先在哪里進(jìn)行，它們將是什么樣子，它們將為誰(shuí)服務(wù)，以及它們將如何推出。
拿到題目后，我研讀了New?Landscape?Declaration和Green?New?Deal，并將這些文件的gesture翻譯為積極尋求應(yīng)對(duì)climate change的手段、呼吁彈性設(shè)計(jì)和社會(huì)公平、提供綠色工作崗位。同時(shí)我也在思考作為景觀設(shè)計(jì)師/建筑師/規(guī)劃師，應(yīng)該在這樣的大環(huán)境下扮演什么樣的角色，我們的思考方式&設(shè)計(jì)理念及手段應(yīng)該發(fā)生怎樣的轉(zhuǎn)變。因此這個(gè)project從宏觀上來(lái)講，是我個(gè)人對(duì)設(shè)計(jì)師應(yīng)該如何響應(yīng)創(chuàng)新和落實(shí)政策的理解。
下圖的timeline旨在說(shuō)明政策和重大歷史事件是如何影響紐約州的森林演變進(jìn)程的，以及在新trend的帶領(lǐng)下，森林將面臨什么樣的轉(zhuǎn)變。

項(xiàng)目介紹
我選擇了森林來(lái)作為切入點(diǎn)，因?yàn)樯质顷懙厣暇薮蟮腸arbon sink，可以absorb & store carbon。在森林生態(tài)系統(tǒng)中，喬木作為主體的生物群落，是絕佳的固碳的媒介，它們可以吸收空氣中的二氧化碳，通過(guò)光合作用將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物存儲(chǔ)在體內(nèi)or固定在土壤中。除了喬木，灌木和草本植被也有同樣功能。因此運(yùn)作良好的森林系統(tǒng)可以有效降低大氣中二氧化碳的濃度，從而減緩氣候變暖。除此之外，森林還兼?zhèn)鋝ustain biodiversity、protect & provide resources、social values等其他價(jià)值。因此，促進(jìn)森林健康、修復(fù)受損林地以及擴(kuò)大森林覆蓋面積是有力的呼應(yīng)前文兩個(gè)policies的策略。
Professor在我brainstorm的過(guò)程中建議我查找biochar的相關(guān)資料，這個(gè)提議蠻醍醐灌頂。所謂biochar，就是一種charcoal-like substance，是通過(guò)燃燒農(nóng)業(yè)和林業(yè)廢棄物中的有機(jī)材料(biomass)，通過(guò)一個(gè)被稱(chēng)為pyrolysis的受控過(guò)程制成的。在pyrolysis過(guò)程中，有機(jī)物如木屑、落葉或枯死的植物，在一個(gè)氧氣含量很低的容器中燃燒。當(dāng)這些材料燃燒時(shí)幾乎不會(huì)釋放二氧化碳o(jì)r有污染的煙霧。Biochar是一種穩(wěn)定的碳形式，不會(huì)輕易進(jìn)入大氣。在熱解過(guò)程中產(chǎn)生的能量或熱量也可以被捕獲并作為清潔能源使用。根據(jù)現(xiàn)有資料，將biochar apply to soil之后，biochar會(huì)優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥沃程度和儲(chǔ)水能力，增加土壤中的微生物活性，以及減少greenhouse gases從土壤中的泄露等。有趣的是，森林可以生產(chǎn)出大量biomass用作biochar的生產(chǎn)原料，either用portable的kiln，or送到biochar factories生產(chǎn)。Biochar之后又可以被用回到需要修復(fù)的森林土壤，增加森林的carbon performance。這樣，一個(gè)閉環(huán)就形成了。
做research無(wú)法避免大量閱讀文獻(xiàn)，大量信息涌入難免會(huì)使思維變雜亂。我個(gè)人喜歡用思維導(dǎo)圖來(lái)梳理邏輯。下圖是我整理出森林的生態(tài)、社會(huì)價(jià)值；Biochar的生產(chǎn)過(guò)程以及end-use；和forest and biochar connection，這也是我propose的BIOCHAR-FORESTRY CARBON NEGATIVE CYCLE的基礎(chǔ)。

因?yàn)檫@個(gè)cycle很宏觀，是一個(gè)holistic system，所以我決定先large scale入手。由于我身處紐約州，對(duì)周邊環(huán)境有基本了解，所以選擇先去評(píng)估整個(gè)紐約州的森林狀況，再去選擇問(wèn)題突出的area建立experimental forest plot去評(píng)測(cè)我propose的cycle的可行性。
下圖是我整理出的可以用作experimental forest的場(chǎng)地以及可以在cycle里可以被include的stakeholder以及human actors。兩個(gè)mind-map一起支撐了BIOCHAR-FORESTRY?CARBON?NEGATIVE CYCLE的提出。

上圖的mapping展現(xiàn)了紐約州森林正面臨的問(wèn)題：如早期和晚期forest stage減少、某些植被物種種的疾病、部分森林區(qū)域野火頻發(fā)or山體滑坡災(zāi)害頻發(fā)等。這些都與森林健康、功能完整性和carbon performance密切相關(guān)。另一方面，紐約州有很多鋸木廠，它們可以輕而易舉地被改造成成同時(shí)生產(chǎn)biochar的工廠，因此在這些sawmill 的基礎(chǔ)上發(fā)展biochar市場(chǎng)有很大潛力。如果再結(jié)合可持續(xù)的森林管理模式，存在問(wèn)題的森林的functioning以及carbon performance都會(huì)有顯著改善。
我選擇了兩個(gè)矛盾沖突較激烈、現(xiàn)存問(wèn)題較嚴(yán)重的森林片區(qū)作為實(shí)踐cycle的experimental?forest的地點(diǎn):?Long?Island?Pine?Bar-rens?&?Private?Timberland?in?Washington?County.
下面兩張是兩個(gè)experimental forest的analysis和succession strategy。兩個(gè)不同scale的section、mapping以及每一個(gè)樹(shù)種的carbon performance的計(jì)算，都是為了評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)和發(fā)現(xiàn)機(jī)會(huì)。Succession strategy是在BIOCHAR-FORESTRY CARBON NEGATIVE CYCLE的條件之下，實(shí)驗(yàn)林地變化的推演。每個(gè)階段林地的修復(fù)狀態(tài)、植被種類(lèi)、年吸收碳的水平、以及可被囊括進(jìn)的human actor都有所體現(xiàn)。

Long?Island?Pine?Barrens
Long Island Pine Barrens位于長(zhǎng)島含水層之上，蘊(yùn)藏著大量值得保存和保護(hù)的重要自然和文化資源，保護(hù)著居民的飲用水質(zhì)量。但其內(nèi)有很多廢棄的砂礦，廢棄砂土采礦區(qū)由于對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、土壤微生物和植物種類(lèi)的破壞性干擾而不能自行reforest。
同時(shí)Long Island Pine Barrens景觀獨(dú)特，因?yàn)楦叨纫兹贾脖坏拇嬖冢e累的干燥森林凋落物，和干燥的土壤條件具有高火災(zāi)頻率。
更重要的是，松樹(shù)受松甲蟲(chóng)感染的風(fēng)險(xiǎn)很高。對(duì)自然火災(zāi)干擾的抑制和森林管理的缺乏，導(dǎo)致許多松樹(shù)荒地變得擁擠不堪，樹(shù)木變得脆弱，這降低了松樹(shù)抵御甲蟲(chóng)的能力。如果不保持和恢復(fù)松林生態(tài)系統(tǒng)的自然過(guò)程，自然群落面積的凈損失將逐年增加。
通過(guò)succession strategy的應(yīng)用，experimental forest恢復(fù)pine barrens的能力和carbon performance的水平變化都可以被測(cè)試出。（見(jiàn)上圖）

Private?Timberland?in?Washington?County
Washington County, NY百分之百的林地為私人所有。因此，土地所有者對(duì)其林地所作的決定和選擇，以及林務(wù)人員、木材采收者、游憩者和其他森林使用者所作的決定和選擇，將極大地影響和改變資源。然而，許多森林都是single species，even-aged的，并且在實(shí)施著clear-cutting，這顯然能說(shuō)明森林所有者和管理人員進(jìn)行sustainable management的能力有限。
此外，Washington County具有較高的滑坡風(fēng)險(xiǎn)。土壤性質(zhì)、地形位置和坡度等自然變量以及歷史滑坡事件將有助于確定滑坡活動(dòng)的總體風(fēng)險(xiǎn)。在過(guò)去的20年里，Washington County發(fā)生了幾次山體滑坡，最有可能的原因是伐木或森林覆蓋的破壞。在這種情況下，諸如過(guò)度全伐采伐等unsustainable的采伐方式將沒(méi)有任何好處。
許多研究表明，multi-species，uneven-aged forest stand比single species，even-aged forest stand具有更好的碳固存和儲(chǔ)存能力。因此，在森林所有者中培養(yǎng)一種long-term stewardship的標(biāo)準(zhǔn)，并在所有者和消費(fèi)者的群體中補(bǔ)充一些技術(shù)知識(shí)，對(duì)改進(jìn)working forest的performance至關(guān)重要。通過(guò)succession strategy的應(yīng)用，experimental forest將single species, even-aged forest stands轉(zhuǎn)換為uneven-aged, multi-species forest stand的過(guò)程和每階段carbon performance的水平變化都可以被測(cè)試出。（見(jiàn)上圖）