碳中和視角下?？谑兄饕缆沸械罉涮紖R能力分析

朱良駿，宋希強(qiáng)，王淑娥

1.海南省熱帶特色花木資源生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/海南大學(xué)林學(xué)院;2.?？谑薪鹋X公園

中國于2020年提出“雙碳”目標(biāo)[1]，圍繞這一目標(biāo)，各行各業(yè)都開展了相關(guān)的研究。交通綠地作為城市綠地系統(tǒng)中的一部分，起到十分重要的作用，特別是其生態(tài)功能作用日益顯著，如陳婷婷等（2016）[2]調(diào)查估算廣州天河區(qū)道路行道樹的結(jié)構(gòu)特征和碳儲(chǔ)量。王祥林等（2013）[3]對(duì)于江門市城區(qū)行道樹碳儲(chǔ)量的研究等等，都對(duì)道路綠化的碳匯能力做了研究。本文以城市交通綠地的道路體系為研究單元，選取?？谑兄鞒菂^(qū)為研究范圍，通過計(jì)算碳儲(chǔ)量，探討城市行道樹的碳匯情況，為南方地區(qū)交通綠地行道樹生態(tài)價(jià)值評(píng)估提供參考。

一、研究區(qū)域概況

海口市是海南省的政治經(jīng)濟(jì)文化中心，近年來隨著海南自貿(mào)港逐步建設(shè)，?？谑懈鞣矫姘l(fā)展十分迅速[4]。尤其在城市建設(shè)方面，最近幾年?？谑械某鞘协h(huán)境發(fā)生了明顯的改善。加之?？谑械牡赜驓夂蛱攸c(diǎn)十分有利于植物生長(zhǎng)，尤其適合熱帶植物的生長(zhǎng)環(huán)境[5]。這就為城市道路綠化提供了很多的選擇對(duì)象。綜上本研究以海南省?？谑兄鞒菂^(qū)的一級(jí)道路為研究范圍開展調(diào)查，可以為南方地區(qū)城市道路行道樹碳匯能力提供代表性研究結(jié)果。

二、研究方法

（一）植物生理數(shù)據(jù)的采集

1.抽樣調(diào)查法

根據(jù)劃定的研究范圍道路內(nèi)，每間隔500m選擇100m道路綠化為研究樣地，對(duì)樣地內(nèi)的行道樹生理數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量并記錄，主要測(cè)量指標(biāo)為行道樹的高度，胸徑與冠幅。根據(jù)測(cè)量所得出的數(shù)據(jù)，按行道樹種類的不同分類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算各種類行道樹的總體數(shù)量、平均高度、平均胸徑及平均冠幅。

2.模型計(jì)算法

由于本研究需要對(duì)研究區(qū)域內(nèi)往年的行道樹生長(zhǎng)情況數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，所以根據(jù)前期現(xiàn)場(chǎng)抽樣調(diào)查的樣地，選擇同一地區(qū)的往年街景地圖照片進(jìn)行收集。利用sketchup軟件照片匹配功能，進(jìn)行透視還原，結(jié)合實(shí)際物體與圖片物體的尺寸比例，可以計(jì)算出過往幾年內(nèi)植物生長(zhǎng)情況，即各年份的平均高度、平均胸徑以及平均冠幅。

（二）行道樹碳儲(chǔ)量估算

碳儲(chǔ)量的計(jì)算主要由植物的胸徑及高度利用二元立木材積式計(jì)算其蓄積量，通過蓄積量根據(jù)生物量轉(zhuǎn)換因子法計(jì)算其生物量，最終根據(jù)植物的含碳系數(shù)結(jié)合生物量計(jì)算其碳儲(chǔ)量[6]。

1.行道樹蓄積量估算

蓄積量是指所有活立木的材積之和[7]，行道樹蓄積量計(jì)算應(yīng)采用二元立木材積式來進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)植物林分種類的不同將研究區(qū)域內(nèi)所調(diào)查的植物區(qū)分為，軟木闊葉林與硬木闊葉林兩種類型，根據(jù)其計(jì)算常數(shù)的不同分開估算其行道樹蓄積量即式（1）、式（2）[8]。

其中V為植物蓄積量（m3）,D為行道樹平均胸徑（cm），H為行道樹高度（m）。

2.行道樹生物量估算

本次研究主要聚焦于地上生物量，行道樹生物量的估算主要根據(jù)其蓄積量利用生物量轉(zhuǎn)換因子法進(jìn)行估算[9]，這一計(jì)算方法又細(xì)分多種，本研究采用眾多學(xué)者采用的生物量轉(zhuǎn)換因子連續(xù)函數(shù)法來進(jìn)行估算即式（3）、式（4）[10]。

B為行道樹生物量（t/hm2）。

3.行道樹碳儲(chǔ)量估算

行道樹的碳儲(chǔ)量估算方式是通過其生物量乘以含碳系數(shù)確定，有關(guān)含碳系數(shù)的選擇，國內(nèi)外的大多研究者選擇0.45或0.5，本研究在計(jì)算過程中同樣根據(jù)其林分種類不同選取相對(duì)應(yīng)的含碳系數(shù)，力求估算結(jié)果更加精確即式（5）、式（6）[11]。

C為行道樹碳儲(chǔ)量（t）。

三、結(jié)果分析

（一）行道樹結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)調(diào)查，?？谑兄饕鞘械缆肪G化行道樹主要為17個(gè)品種，隸屬10科13屬，具體生長(zhǎng)情況如表1。因?yàn)榈靥幠戏綗釒У貐^(qū)，城市內(nèi)道路行道樹主要以熱帶適生植物為主，例如棕櫚科植物和榕屬植物。另外，?？谑杏幸堑拿烂?，所以大量采用椰子樹作為行道樹的主干樹種，已提現(xiàn)其地域特景觀特色。在道路行道樹數(shù)量上椰海大道與濱海大道行道樹種植數(shù)量最大，分別為13972棵和8533棵。這與道路的長(zhǎng)度呈正相關(guān)。另外通過植物DBH等級(jí)劃分，?？谑行械罉銬BH等級(jí)在30-59cm有大量分布情況，占總徑級(jí)的88%，一定程度反映?？谑袉棠菊w處于成熟期。

表1 ?？谑兄饕缆沸械罉渖L(zhǎng)情況

（二）不同路段行道樹碳匯能力

根據(jù)前文所述，將所收集數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，可以得出每條道路各類型樹種的碳儲(chǔ)量。另外將各年份的碳儲(chǔ)量綜合比對(duì)，可計(jì)算出每條道路行道樹的年平均碳儲(chǔ)量變化，即為其年平均的實(shí)際碳匯量。另外，依據(jù)各條道路的長(zhǎng)度，計(jì)算出每條道路的每公里年平均碳匯量，從而反映出每條道路的碳匯效率。根據(jù)分析，?？谑幸患?jí)道路中，碳匯效率最高三條路依次為：龍昆路、國興大道、海府路；碳匯效率最低的三條路依次為：五西路、長(zhǎng)彤路、秀英大道，具體如表2。經(jīng)過分析影響道路行道樹效率的因素有很多，但可以肯定的是其影響因子主要包括：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度道路綠化面積，道路行道樹樹種選擇與搭配、道路光照、水分等自然影響因素等。

表2 ?？谑兄饕缆诽紖R能力情況

（三）不同種類行道樹碳匯能力

將所統(tǒng)計(jì)的各條道路的行道樹進(jìn)行綜合分析，計(jì)算出研究區(qū)域內(nèi)各種類樹種的碳匯能力?？梢钥闯觯谘芯糠秶鷥?nèi)碳匯能力最強(qiáng)的三種樹種依次為：非洲楝、小葉榕、小葉欖仁；碳匯能力最弱的三種樹種：依次為印度紫檀、狐尾椰子、黃葛榕，具體如表3。在調(diào)查得過程中筆者也觀察到，植物的碳匯能力與其生長(zhǎng)速度呈正相關(guān)，即生長(zhǎng)速度較快的植物其碳匯能力較強(qiáng)，尤其是植物的胸徑增長(zhǎng)速度較快的品種[12]。

表3 ?？谑谐鞘械缆沸械罉涮紖R能力

四、結(jié)論與討論

根據(jù)調(diào)查結(jié)果的計(jì)算與分析，計(jì)算出?？谑谐鞘幸患?jí)道路行道樹年平均碳匯量為156.39t，每公里的碳匯能力為1.4t。這是針對(duì)?？谑心壳俺鞘兄饕缆沸械罉涞恼{(diào)查計(jì)算所得出。但正如前文所述，研究區(qū)域內(nèi)的行道樹大多進(jìn)入成熟期，結(jié)合植物生長(zhǎng)模型可以預(yù)測(cè)，隨著時(shí)間的推移植物的生長(zhǎng)速度會(huì)逐步減慢[13]，其年平均碳匯量也會(huì)有所降低。另外根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)各類型樹種的碳匯能力排序，可以對(duì)?？谑屑爸苓叺貐^(qū)在設(shè)計(jì)過程中選取行道樹時(shí)，提供碳匯視角下的影響因子考量。通過合理搭配碳匯能力強(qiáng)的樹種，提高道路綠化的碳匯效率，助力城市碳中和目標(biāo)。本研究立足于道路行道樹過去及目前的生長(zhǎng)情況做出分析，但未能對(duì)植物未來的碳匯能力情況做出模型預(yù)測(cè)，這是本研究的不足之處，未來會(huì)對(duì)此做出完善。城市作為我們生活聚居地，像一個(gè)母體一樣滋養(yǎng)著我們，同時(shí)它也是一個(gè)大型的生命綜合體，時(shí)刻伴隨著“呼吸”。但隨著不斷增加的城市碳排放，曾經(jīng)的城市“呼吸”變得不在平衡，城市熱島效應(yīng)、極端天氣增多等等自然災(zāi)害接踵而至[14]。減少碳排放，實(shí)現(xiàn)碳中和這一目標(biāo)變得迫在眉睫。而從城市綠化角度看，我們不僅僅一方面要增加城市綠化面積，另一方面還要提高綠地碳匯能力效率[15]。這就要求我們需要從碳匯視角區(qū)分析計(jì)算，將研究結(jié)果作為未來城市綠化設(shè)計(jì)中重要指導(dǎo)因子。這對(duì)實(shí)現(xiàn)我國“雙碳”目標(biāo)具有很好積極意義！