LA专题 | 张桂莲 仲启铖 张浪 | 面向碳中和,城市园林绿化碳汇能力建设如何开展?
全文刊登于《风景园林》2022年第5期 P12-16
张桂莲,仲启铖,张浪.面向碳中和的城市园林绿化碳汇能力建设研究[J].风景园林,2022,29(5):12-16.
面向碳中和的城市园林绿化碳汇能力建设研究
张桂莲
女 / 博士 / 上海市园林科学规划研究院高级工程师 / 上海市林业碳汇计量监测中心主任 / 研究方向为城市园林绿化碳汇监测与评估
仲启铖
男 / 博士 / 上海市园林科学规划研究院高级工程师 / 上海市林业碳汇计量监测中心技术员 / 研究方向为城市园林绿化碳汇监测与评估
张浪
男 / 博士 / 上海市园林科学规划研究院院长、教授级高级工程师 / 上海市城市困难立地绿化工程技术研究中心主任 / 城市困难立地生态园林国家林业和草原局重点实验室主任 / 本刊编委 / 研究方向为生态园林规划设计与技术研究
摘要
城市园林绿化作为人口高密、经济发达地区最主要的绿色生态资源,具有不可或缺的碳汇价值和多重生态系统服务功能,在推进中国各大城市发展绿色低碳、促进碳中和愿景实现过程中发挥着越来越重要的作用。通过梳理和总结城市园林绿化碳汇领域的最新政策和研究进展,剖析当前中国在城市园林绿化碳汇能力建设中存在的难点和问题,提出面向碳中和的城市园林绿化碳汇能力建设的主要任务和实践路径,以期优化城市园林绿化建设和管理,增强园林绿化对碳中和的贡献。
关键词
风景园林;城市园林绿化;气候变化;可持续发展;碳中和;碳汇
2020年9月,习近平主席在第七十五届联合国大会上郑重宣示,中国CO2排放力争于2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和。城市是碳排放强度最高的区域,尽管其面积只占全球陆域总面积的3%,却承载了超过1/2的全球人口,产生了超过70%的碳排放。城市园林绿化是城市范围内具有直接固碳作用的重要生态空间,在减缓和适应气候变化过程中发挥着重要作用。如何将城市园林绿化与应对气候变化有机结合,巩固提升城市园林绿化碳汇能力,已成为中国各大城市践行绿色低碳发展理念,谋划碳达峰、碳中和工作布局的重要课题。
1 城市园林绿化碳汇能力建设进展
1.1 城市园林绿化碳汇相关政策
2021年10月,中共中央、国务院下发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出,要建设城市生态和通风廊道,提升城市园林绿化水平;开展山水林田湖草沙一体化保护和修复,深入推进大规模国土绿化行动。同年,国务院下发的《2030年前碳达峰行动方案》,将碳汇能力巩固提升列为“碳达峰十大行动之一”。生态系统碳汇能力建设已成为我国碳达峰、碳中和工作顶层设计中明确的重点任务之一。
1.2 城市园林绿化碳汇提升措施
1.2.1 优化空间布局
构建科学合理的城市园林绿化空间是巩固和提升城市生态系统碳汇能力的重要基础。在编制园林绿化相关规划时,与国土空间规划和国土生态空间修复规划有效衔接,践行“公园城市”理念,合理布局城市园林绿化空间,建设城市生态廊道和通风廊道,形成城市绿地生态网络,是有效提升城市生态系统碳汇能力的有效措施之一。
1.2.2 增强植被固碳能力
绿色植物通过光合作用吸收和固定大气中的CO2,是城市园林绿化空间固碳作用的主体。提高园林绿化植被固碳能力的关键在于增加植被覆盖率和碳密度,包括提高树冠覆盖率、增加乡土适生树种数量和种类、优化绿化树木栽培密度和规格等。园林绿化项目建设常用措施包括植物种类选择、立地条件改良、植物群落配置等。
1.2.3 提升土壤碳固持
城市土壤固持的碳通常为植被的几倍到十几倍,是城市园林绿化空间中最大的碳库。城市绿地土壤碳固持提升的研究相对较少。利用园林绿化废弃物制备生物炭,或进行堆肥生产有机肥料、栽培基质和土壤改良剂,可改良园林绿化土壤的肥力、生物活性和物理结构,促进植物健康生长,具有较好的发展潜力。
1.3 城市园林绿化碳汇计量监测
目前,中国城市园林绿化碳汇的本底尚不清楚,已有计量监测主要借鉴林业碳汇的相关方法。与园林绿化碳汇相关性较强的技术标准也多集中在林业领域,如《IPCC关于土地利用、土地利用变化和林业方面的优良做法指南》、《林业碳汇计量监测技术规程》、《城市森林碳汇调查及数据采集技术规范》等。
2 城市园林绿化碳汇能力建设的问题与挑战
2.1 城市园林绿化碳中和路径缺乏顶层规划
2021年10月,党中央、国务院先后下发关于做好碳达峰、碳中和工作的纲领性文件,提出推进城乡建设和管理模式低碳转型、持续巩固提升生态系统碳汇能力的要求。然而,目前各级城市生态建设和园林绿化管理部门,对如何贯彻落实上述文件精神还缺乏依据,对城市园林绿化碳汇能力的建设路径尚不明确。为有效服务城市绿色低碳转型和高质量发展,切实提升城市减缓和应对气候变化的能力,需在国家和地方层面制定城市园林绿化促进碳中和的相关规划和行动方案。
2.2 城市可新增园林绿化空间不足、立地条件差
随着常住人口城镇化率超过60%,中国进入城市更新的重要时期,由大规模增量建设,转为存量提质改造和增量结构调整并重。但现阶段城市园林绿化存在如下突出矛盾:一方面,高度城市化区域实现绿化生态建设目标、改善人居环境品质的需求强烈;另一方面,这些区域面临绿化增量空间有限、零散、立地条件差等现状。因此,如何在难以满足植物正常生长的困难立地上,开展景观营建和生态修复,已成为城市园林绿化建设中的突出性政策和技术难题。
2.3 城市园林绿化碳汇计量监测水平有待提升
城市园林绿化空间的异质性较强,受人为影响更大,其分类、结构和功能与城市森林存在较多不同之处,不能简单照搬城市森林的碳汇计量监测标准开展城市园林绿化的碳汇评估。同时,国内外已有的城市绿地碳汇估算方法,大部分对数据要求较高,计算过程复杂,且针对性不强,难以进行横向比较。因此,有必要研究兼具科学性和实用性的城市园林绿化碳汇计量监测方法,准确核算城市园林绿化空间的碳储量和碳汇量。
2.4 城市园林绿化碳汇管理体制机制亟待优化
城市园林绿化涵盖城市绿地、城市森林、水域湿地等多类生态空间,涉及绿化、林业、水务、住建、农业等管理部门,须加强组织领导、明确职责分工、完善协调机制。另外,在中国现行的法规体系中,碳汇能力建设相关内容分散于多部单行法中,须将碳汇能力巩固提升的相关内容纳入国家应对气候变化立法中,或对现行相关法规进行修订,同时加强相关部门之间的统筹协调,从而为城市园林绿化碳汇能力建设提供体制机制保障。
3 城市园林绿化碳汇能力建设的任务与路径
3.1 优化生态空间布局,构建绿地生态网络
针对山水林田湖草一体化保护修复目标,在“多规合一”国土空间规划体系下,须保护和统筹城市全域绿地、林地、湿地等生态要素,推动城乡区域融合发展,持续提升城市生态空间的系统性、均衡性和功能性。践行“公园城市”发展理念,完善以国家公园、区域公园、城市公园、地区公园、社区公园、微型公园为主体的城乡公园体系,进一步提升中心城区人均公园绿地面积和绿地覆盖率。同时,依托现有城市绿地、道路、河流及其他公共空间,打通城市生态和通风廊道,建设多层级、多类型廊道和绿道体系,构建多层次、网络化、功能复合的城市生态空间体系,完善城市生态安全格局,为促进城市碳达峰、碳中和目标实现提供优质生态空间。
3.2 推进城市有机更新,实施城市生态修复
针对实施城市更新行动、加强城市生态修复的目标,围绕城市多层级、多类型城乡公园体系、廊道体系以及绿道体系建设,梳理可用于生态修复和园林绿化的土地资源,对城市受损山体、水体和废弃地等进行科学复绿。由于城市生态空间拓展受限,须充分利用城市困难立地、边角地、房前屋后等适宜“见缝插绿”的有限空间,因地制宜地增加园林绿化面积,提升城市绿化覆盖率。同时,鼓励采用屋顶花园、垂直绿化等方式,增加城市总体绿量,增强建筑集水、隔热性能,间接减少碳排放。此外,强化湿地生态保护和修复,遏制天然湿地资源功能退化趋势,探索开展城市湿地系统修复工程,提升湿地碳汇水平和生态服务功能。
3.3 提升园林绿化质量,增强绿地碳汇能力
针对城市绿地固碳能力和储碳水平的提升目标,总结出以下3个路径:1)在新建园林绿化项目时,严格遵照城市自然地理条件及气候变化趋势,科学筛选适宜的园林绿化树种,合理设计栽植树种、密度和龄组,选用长寿命树种和高效固碳乡土树种,增加近自然复层异龄混交林的比例;2)针对已建的低质、低效园林绿化景观,优化群落结构和养护管理方式,提升植被质量和碳汇水平;3)采用园林绿化废弃物和湿垃圾资源化产物改良土壤、增加土壤碳固持能力,实现减源、增汇并举。
3.4 完善计量监测体系,提高科技支撑能力
针对应对气候变化领域“可测量、可报告、可核查”的原则和要求,不断完善碳汇监测网络和数据库,加强对各类监测数据的评估分析和成果应用,摸清城市园林绿化的碳汇能力和增汇潜力。参考国际、国内相关技术方法,构建城市园林绿化碳汇计量监测技术路线(图1)。根据城市园林绿化空间的类型、等级、结构和养护管理水平等,对乔木、灌木、地被、土壤和水体五大碳库进行参数监测、模型构建及方法学研究。分析城市园林绿化碳汇与绿色空间面积、质量和分布格局,绿化植物生理生态特征,城市微气候和立地条件以及人为管理措施和强度等之间的相互关系,提出碳汇能力提升的关键环节和策略。同时,开展园林绿化增汇减源关键技术攻关和适配集成研究,形成成套化技术体系。
1 城市园林绿化碳汇计量监测技术路线图
4 总结和思考
聚焦城市园林绿化领域,基于“双碳”政策和城市园林绿化碳汇相关研究进展,分析了城市园林绿化碳汇能力建设现状、面临的问题与挑战;特别是着眼未来碳中和目标,从优化生态空间布局、提升生态保护修复水平、攻关增汇关键技术及构建监测核算体系等方面,提出了城市园林绿化碳汇能力建设的主要路径,以期为生态城市建设、生态文明可持续发展及“双碳”目标的实现提供思路借鉴。
值得注意的是,城市园林绿化碳汇能力的建设需要处理好增汇和减排的关系。应以绿色低碳为导向,从规划设计、施工和养护管理等环节着手,切实降低园林绿化项目全生命周期的碳排放。对建成的城市园林绿化开展精细化和适应性管理,提升其可持续发展水平。在提高城市园林绿化面积和质量的同时,实现低成本、低能耗,获得良好的生态效益和社会效益。
图表来源:
图1由作者根据参考文献[45]~[47]绘制。
为了微信阅读体验,文中参考文献标注进行了删减,详见杂志。
参考文献
[1] Intergovernmental Panel on Climate Change. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[R]. Cambridge: Cambridge University Press, 2021.
[2] 张颖,李晓格,温亚利.碳达峰碳中和背景下中国森林碳汇潜力分析研究[J].北京林业大学学报,2022,44(1):38-47.
[3] 王法明,唐剑武,叶思源,等.中国滨海湿地的蓝色碳汇功能及碳中和对策[J].中国科学院院刊,2021,6(3):241-251.
[4] 安吉,李婷,傅翔,等.城市化梯度带绿地土壤碳氮的空间分布特征[J].生态学杂志,2019,38(9):2780-2787.
[5] 张小全,谢茜,曾楠.基于自然的气候变化解决方案[J].气候变化研究进展,2020,16(3):336-344.
[6] PIAO S, CIAIS P, FRIEDLINGSTEIN P, et al. Net Carbon Dioxide Losses of Northern Ecosystems in Response to Autumn Warming[J]. Nature, 2008, 451: 49-52.
[7] WANG J, FENG L, PALMER P I, et al. Large Chinese Land Carbon Sink Estimated from Atmospheric Carbon Dioxide Data[J]. Nature, 2020, 586: 720-723.
[8] 王兵,牛香,宋庆丰.基于全口径碳汇监测的中国森林碳中和能力分析[J].环境保护,2021,49(16):30-34.
[9] 罗鑫玥,陈明星.城镇化对气候变化影响的研究进展[J].地球科学进展,2019,34(9):984-997.
[10] 王敏,石乔莎.城市高密度地区绿色碳汇效能评价指标体系及实证研究:以上海市黄浦区为例[J].中国园林,2016,32(8):18-24.
[11] 王敏,石乔莎.城市绿色碳汇效能影响因素及优化研究[J].中国城市林业,2015,13(4):1-5.
[12] 于洋,王昕歌.面向生态系统服务功能的城市绿地碳汇量估算研究[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2021,53(1):95-102.
[13] 徐飞,刘为华,任文玲,等.上海城市森林群落结构对固碳能力的影响[J].生态学杂志,2010,29(3):439-447.
[14] 张桂莲.上海市森林生态服务价值评估与分析[J].中国城市林业,2016,14(3):33-38.
[15] 仲启铖,张桂莲,崔心红.崇明三岛森林生态系统服务价值动态评估[J].中国城市林业,2018,16(4):22-27.
[16] 薛雪,张金池,孙永涛,等.上海常绿树种固碳释氧和降温增湿效益研究[J].南京林业大学学报(自然科学版),2016,40(3):81-86.
[17] 国务院办公厅.国务院办公厅关于科学绿化的指导意见(国办发〔2021〕19号)[EB/OL].(2021-06-02)[2021-11-11].
http://www.gov.cn/zhengce/content/2021-06/02/content_5614922.htm.
[18] 新华社.中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见[EB/OL].(2021-10-24)[2021-11-11].
http://www.gov.cn/zhengce/2021-10/24/content_5644613.htm.
[19] 国务院办公厅.国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知(国发〔2021〕23号)[EB/OL].(2021-10-26)[2021-11-11].
http://www.gov.cn/zhengce/content/2021-10/26/content_5644984.htm.
[20] 宗芮.基于碳汇绩效的西安市域绿地系统空间布局模式研究[D].西安:西安建筑科技大学,2018.
[21] 张浪.构建城市市域生态网络系统[J].园林,2019(6):1.
[22] 张浪.城市绿地系统布局结构模式的对比研究[J]. 中国园林,2015,31(4):50-54.
[23] 成雅田,吴昌广.基于局地气候优化的城市蓝绿空间规划途径研究进展[J].应用生态学报,2020,31(11):3935-3945.
[24] LIU J, ZHANG L, ZHANG Q P, et al. Predicting the Surface Urban Heat Island Intensity of Future Urban Green Space Development Using a Multi-scenario Simulation[J]. Sustainable Cities and Society, 2021, 66: 102698.
[25] SHAO W W, LIU J H, YANG Z X, et al. Carbon Reduction Effects of Sponge City Construction: A Case Study of the City of Xiamen[J]. Energy Procedia, 2018, 152: 1145-1151.
[26] 殷利华,杭天,徐亚如.武汉园博园蓝绿空间碳汇绩效研究[J].南方建筑,2020(3):41-48.
[27] 仲启铖,傅煜,张桂莲.上海市乔木林生物量估算及动态分析[J].浙江农林大学学报,2019,36(3):524-532.
[28] 汤煜,石铁矛,卜英杰,等.城市绿地碳储量估算及空间分布特征[J].生态学杂志,2020,39(4):1387-1398.
[29] 何晶.基于全生命周期的城市绿地乔木群落碳收支研究[D].武汉:华中农业大学,2017.
[30] 宋坤,郭雪艳,王泽英,等.上海城市近自然森林的重建动态[J].生态学杂志,2020,39(4):1075-1081.
[31] PEI N C, WANG C, SUN R L, et al. Towards an Integrated Research Approach for Urban Forestry: The Case of China[J]. Urban Forestry and Urban Greening, 2019, 46: 126472.
[32] 陈爱葵,陆剑,袁剑刚,等.屋顶绿地碳固定潜力的研究[J].中山大学学报(自然科学版),2015,54(1):89-95.
[33] 荣先林.基于低碳理念的园林植物景观设计关键技术及措施探究[J].现代园艺,2018(18):116-117.
[34] 罗上华,毛齐正,马克明,等.城市土壤碳循环与碳固持研究综述[J].生态学报,2012,32(22):7177-7189.
[35] 张青青,伍海兵,梁晶.上海市绿地表层土壤有机碳储量的估算[J].土壤,2020,52(4):819-824.
[36] 刘瑜,赵佳颖,周晚来,等.城市园林废弃物资源化利用研究进展[J].环境科学与技术,2020,43(4):32-38.
[37] 周健,肖荣波,庄长伟,等.城市森林碳汇及其核算方法研究进展[J].生态学杂志,2013,32(12):3368-3377.
[38] 谢军飞,李薇.借鉴森林生态系统的园林绿地碳汇研究进展[J].农业科技与信息(现代园林),2014,11(11):14-21.
[39] 冀媛媛,罗杰威,王婷.建立城市绿地植物固碳量计算系统对于营造低碳景观的意义[J]. 中国园林,2016,32(8):31-35.
[40] PREGITZER C C, HANNA C, CHARLOP-POWERS S, et al. Estimating Carbon Storage in Urban Forests of New York City[J]. Urban Ecosystems, 2021, 25: 617-631.
[41] 张青云,吕伟娅,徐炳乾.华北地区城市绿地固碳能力测算研究[J].环境保护科学,2021,47(1):41-48.
[42] 赵倩,赵敏.城市化过程及其绿地储碳研究:以上海“城—郊—乡”样带为例[J].长江流域资源与环境,2015,24(4):531-538.
[43] 陈文婧,李春义,何桂梅,等.北京奥林匹克森林公园绿地碳交换动态及其环境控制因子[J].生态学报,2013,33(20):6712-6720.
[44] 易扬,张桂莲,张浪,等.基于高分二号遥感影像的城市植被三维绿量研究[J].园林,2020(11):2-7.
[45] PENMAN J, KRUGER D, GALBALLY I E, et al. Good Practice Guidance and Uncertainty Management in National Greenhouse Gas Inventories[R/OL].(2001-06-15)[2021-11-11].
https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/gp/english/.
[46] 北京市质量技术监督局.林业碳汇计量监测技术规程:DB11/T 953-2013[S/OL].(2013-05-01)[2022-11-11].
http://www.bjdch.gov.cn/n2025399/n2513310/c2513706/part/2513707.pdf.
[47]. 上海市市场监督管理局.城市森林碳汇调查及数据采集技术规范:DB31/T 1232—2020[S/OL].(2020-07-06)[2022-11-11].
https://dbba.sacinfo.org.cn/stdDetail/120f19051dec6ef3f086d8de529aceadf1e7b9545aa49c018f0abc6c65700ddc.
[48] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 2020年城乡建设统计年鉴[M].北京:中国计划出版社,2021.
[49] 丁凡,伍江.城市更新相关概念的演进及在当今的现实意义[J].城市规划学刊,2017(6):87-95.
[50] 张浪.谈新时期城市困难立地绿化[J].园林,2018(1):2-7.
[51] 上海市市场监督管理局.城市森林碳汇计量监测技术规程:DB31/T 1234-2020[S/OL].(2020-07-06)[2022-11-11].
https://dbba.sacinfo.org.cn/stdDetail/120f19051dec6ef3f086d8de529acead3c836dac782cae72ced1594ceaa8fa9b.
[52] 李晓策,张浪,张桂莲,等.城市生态系统管理体制与机制现状分析与对策[J].上海建设科技,2018(5):59-62,72.
[53] 杨茵.低碳园林在城市生态修复中发挥的作用:评《城市生态修复的低碳园林设计途径》[J].世界林业研究,2020,33(2):117.
[54] 马明新.低碳式养护在沈阳园林绿地的应用[J].园林,2014(5):54-55.
[55] 黄柳菁,张颖,邓一荣,等.城市绿地的碳足迹核算和评估:以广州市为例[J].林业资源管理,2017(2):65-73.
[56] STROHBACH M W, ARNOLD E, HAASE D. The Carbon Footprint of Urban Green Space:A Life Cycle Approach[J]. Landscape and Urban Planning, 2012, 104(2): 220-229.
版面预览
相关阅读:
《风景园林》2022-05刊首语 | 郑曦:碳中和与设计应对策略
新刊速览 | 《风景园林》2022-05 碳中和与设计应对策略
《风景园林》2022-05专题导读 | 碳中和与设计应对策略
LA专题 | 王敏 宋昊洋 | 城市绿地空间特征如何影响碳中和
完整深度阅读请参看《风景园林》2022年5期
扫描下方小程序码或点击阅读原文进入店铺购买
文章编辑 肖书文 李清清
微信编辑 刘芝若
微信校对 王一兰
审核 曹娟
声明
本文版权归本文作者所有
未经允许禁止转载
如需转载请与后台联系
欢迎转发