上海城市典型綠地的碳匯估算

張志堂

摘要：根據森林碳儲量的計算方法和綠地資料，結合實地調查數據，估算了上海典型綠地—康健園的碳儲量。結果表明：康健園地上部分碳儲量為1276.78 t，林下枯枝落葉層和土壤層中的碳儲量957.58 t，康健園植被生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量總和為2234.36 t。城市綠地可以通過低碳設計和實行低碳管理辦法減小綠地碳足跡，充分發(fā)揮城市綠地的固碳作用，也可以有效減緩城市熱島與能量消耗。

關鍵詞：上海；康健園；碳儲量

中圖分類號：TU986

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）15006003

1 引言

植被的碳匯功能作為減少空氣中溫室氣體濃度，減緩全球溫室效應的重要途徑，正在成為環(huán)境與林業(yè)科技工作者研究的熱點問題[1]。植被碳匯量的核算是國際碳匯貿易和評價植被對減緩全球氣候變暖貢獻的基礎。由于植被具有豐富多樣的植被類型、地貌及土壤性狀，碳密度在空間與時間尺度上表現出劇烈波動，因此精確地基于小區(qū)域尺度的植被碳匯量評估，對于準確評價區(qū)域的植被碳匯量具有關鍵性的基礎作用[2]。本項目對上海典型綠地—康健園的植被碳匯功能進行評價，并對其經濟價值進行了分析，旨在全面、科學的評價康健園主要植被類型的碳匯量及生態(tài)經濟價值，可為康健園生態(tài)效益評價、生態(tài)補償機制中的補償量計算等提供基礎數據和資料。

2 研究方法

2.1 現場調查

通過先后4次在上海康健公園進行現場每木調查，確定康健園現存木本植物共有46種，分別記錄了每木的高度、胸徑、種類數量、生長狀況等。

2.2 計算方法

2.2.1 基本數據

按照46種植物的高度、胸徑、種類數量、生長狀況等基本數據作為基礎數據。

2.2.2 林木蓄積量的計算

首先對園中所有活立木的材積量進行計算：①對林地中活立木的胸徑和樹高進行測量，并求得平均胸徑和平均樹高；②根據平均胸徑和平均樹高查閱《二元活立木材積表》得到單株活立木的材積量；③將單株活立木的材積量乘以園中的林木株數，便可以得到該林分的活立木蓄積量。

2.2.3 生物量計算

生物量轉換因子法（BEF）是利用林分生物量與林木蓄積比值的平均值乘以該森林類型的總蓄積量得到該類型森林的總生物量的方法[3]。林木資源清查資料包括各樹種的面積和蓄積量，但是卻無法給出它們的生物量值。林分立木蓄積量綜合反映了林齡、立地、個體密度和林分狀況等因素的變化，同時樹干的材積與其他器官的生物量存在很強的相關關系，利用樹干材積推算森林總生物量是可行的。本項目的植被生物量按照“換算因子連續(xù)函數法”估算，分樹種和齡級的面積和蓄積，采用中科院等建立的不同森林類型森林生物量的基本參數，建立生物量與蓄積量之間的回歸關系式[3]：

Y=ax+b

式中Y為林木生物量，x為林木蓄積量，a和b為換算因子相關系數，成熟林的a值趨于穩(wěn)定，幼齡林的a值較大，按照中科院等在《SCIENCE》上發(fā)表的測算數據。

2.2.4 碳貯量的計算

植被碳儲量由喬木層、灌木層、草本層、枯落物層以及土壤層的碳儲量組成。植被碳儲量為植被生物量乘以含碳量。區(qū)域尺度內，相對于喬木層碳儲量，其它層次幾乎可以忽略，因而，這里計算的植被碳儲量是指喬木層碳儲量，未包括灌木層、草本層以及枯落物層碳儲量；而土壤碳儲量按照有關科研機構測算結果，林下枯枝落葉層和土壤層中的碳儲量至少應占地上部分林地碳匯量的75%，一般以地上部分的75%計入。

根據國內外研究成果[4]，各林分類型平均含碳量為51.09%，變化范圍在46.75%～54.89%之間。如水杉林具有最大的平均含碳量（54.89%），青岡林的平均含碳量最低，為46.75%。各林分類型平均含碳量中，針葉林平均含碳量為52.82%，闊葉林平均為49.37%，針葉林普遍高于闊葉林。因而，本項目植被碳貯量用森林生物量乘以轉換率系數50.00%得到。然后按照有關科研機構測算結果[5]，林下枯枝落葉層和土壤層中的碳儲量至少應占地上部分林地碳匯量的75%，以此計算土壤碳儲量，兩者相加即得到整個植被生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量。

3 結果與分析

3.1 園區(qū)植物種類調查結果

調查結果見表1、表2。

3.2 不同植被類型的地上部分生物量和碳儲量計算結果

通過實地調查，可以計算出康健園地上部分碳儲量為1276.78 t，如表3。

3.3 土壤的碳匯估算

按照有關科研機構測算結果，林下枯枝落葉層和土壤層中的碳儲量至少應占地上部分植被碳匯量的75%，因而初步估算結果為957.58 t，即：1276.78×0.75=957.58（t）。

3.4 整個植被生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量結算結果

植被地上部分碳儲量+土壤部分碳儲量=1276.78+957.58=2234.36（t）。可見，康健園植被生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量總和為2234.36 t。

4 結語

低碳發(fā)展是建設生態(tài)城市的重要環(huán)節(jié)。上海現有的綠地建設和管理方法存在資源浪費、效率低等問題。城市綠地可以通過低碳設計和實行低碳管理辦法減小綠地碳足跡，充分發(fā)揮城市綠地的固碳作用，也可以有效減緩城市熱島與能量消耗。為最大化城市綠地的固碳作用，以及盡量減少碳排放，應該注重在以下方面合理配置城市綠化樹種與養(yǎng)護管理。

（1）選擇生長速度快的樹木，生長速度快的樹木固碳速率高于生長速度較慢的樹木。

（2）灌木相對于喬木而言，碳儲量和固碳速率都非常小，且經常會受到修剪管理，增加碳排放。因此在條件允許的情況下應多種植喬木，灌木盡量設計種植在林下，以節(jié)約空間。

（3）減少城市綠地內部的不透水地面面積，以增加喬木的種植面積，增大綠地固碳作用。

（4）合理設計栽植密度，在單株樹木固碳速率相同的情況下，喬木栽植密度越大的綠地固碳效率也會越大；但栽植密度過大會使單株樹木的生長空間變小，增加樹木死亡率，并且樹木的生長空間變小固碳速率也會變小，還會增加鏈鋸等工具使用的碳排放。

（5）盡量選擇對上海氣候和城市環(huán)境的耐性和抗性強的鄉(xiāng)土樹種，特別是耐干旱和蟲害的樹種，以減少打藥和灌概的碳排放。

參考文獻：

[1]胡會峰，劉國華.森林管理在全球CO2減排中的作用[J].應用生態(tài)學報，2006，17（4）：709～714.

[3]楊萬勤，張 健，胡庭興，等.森林土壤生態(tài)學[M].成都：四川科學出版社，2006，1～2.

[4]呂超群，孫書存. 陸地生態(tài)系統(tǒng)碳密度格局研究概述[J].植物生態(tài)學報，2004，28（5）：629～703.

[5]劉國華，傅伯杰，方精云.中國森林碳動態(tài)及其對全球碳平衡的貢獻[J].生態(tài)學報，2000，20（5）：733～740.

Abstract：According to the calculation method of forest carbon storage and the data of green land， the carbon storage of typical green land in Shanghai， Kang Jianyuan was estimated by field investigation.The results showed that the total carbon storage in the healthy garden was 1276.78 T； the carbon storage in forest litter and soil layer was 957.58 T； the total carbon storage of the vegetation ecosystem was 2234.36 t.Urban green space can reduce the carbon footprint of green land through low carbon design and low carbon management.It is significant on carbon sequestration in urban green space.Meanwhile， it can effectively reduce the urban heat island and energy consumption.

Key words： Shanghai； health garden； carbon storage