張偉暢，代思汝

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，湖南 長沙410128)

1 引言

隨著城鎮(zhèn)規(guī)模不斷擴大，城市人口急劇上升，省會以上城市不僅擴大規(guī)模，相應(yīng)地豐富了城市建設(shè)內(nèi)涵。碳源的開辟與生化功能的利用已逐步趨向完善。但地(市)級城市規(guī)模的擴大遠快于內(nèi)涵功能的建設(shè)，對碳源生物利用還處于初步階段;縣級城市多偏重于房屋、道路以及相應(yīng)設(shè)施內(nèi)容的建設(shè)，對碳源的開發(fā)利用，無論是規(guī)模內(nèi)涵均十分脆弱。鄉(xiāng)、鎮(zhèn)所在地的小城鎮(zhèn)建設(shè)對碳源的利用，基本上還停留在農(nóng)村一般自然水平，談不上有任何建設(shè)。大多數(shù)的生態(tài)旅游城市，對碳源的開發(fā)、研究、利用均有長足的發(fā)展。

我國城鎮(zhèn)人口在21世紀20年代末，將可能占全國總?cè)丝诘?0%。因此在城市發(fā)展中，碳源的開放、利用應(yīng)同步進行。

2 城市碳源的分類

2.1 城市植被地表的碳源

植被即為綠色植物覆蓋地表較為密集的多種植物的總稱。城市植被多為人工造成，也有天然造成。按植物類型有喬木區(qū)、灌木區(qū)、喬灌混栽區(qū)、地被及藤本植物區(qū)及喬、灌、地被、藤本植物混栽區(qū)。地表空間的碳源，各區(qū)之間有明顯差異，以后者結(jié)構(gòu)最合理、形成的碳源最豐富。一般森林公園，都是這種混栽結(jié)構(gòu)，植被生長旺盛，故地表碳源極為豐富，其次為喬木區(qū)，再次為灌木區(qū)或草地，空曠無綠色植被區(qū)的碳含量極低。

城市植被構(gòu)成的碳源，既是構(gòu)成綠色植物的物質(zhì)基礎(chǔ)，當(dāng)植物進行光合作用合成的碳水化合物，促進枝繁葉茂構(gòu)成龐大的樹冠，或形成綠色草地。通過新陳代謝，又為土地遺留大量的枯枝、死根、落葉，增加新的碳源。更為重要的是植物綠色部位，在白天形成光合作用過程中，吸收碳(CO2)，釋放氧(O2)，為城市居民提供充足穩(wěn)定的新鮮爽心的氧氣，而缺乏綠色植被的地塊氧量明顯降低，會給人們休息生活帶來不適。

2.2 城市植被土壤的碳源

城市綠色植被土壤的碳源，一部分是土壤形成前的原生態(tài)碳，大部分是綠色植被的軀體腐爛分解，以及降雨，人工管理投入肥料具有碳成分累積而形成的。通過研究巴爾迪摩市、紐約市、芝加哥市、香港行政區(qū)，莫斯科市不同土地利用類型的土壤碳密度(0～100 cm)，發(fā)現(xiàn)住宅區(qū)草地土壤碳密度是無植被覆蓋土壤的4.4倍，公園草地土壤碳密度是無植被覆蓋的土壤的 2.2 倍［1］。

城市綠地種植一年生植物(花卉、草本類)，由于人工活動翻土、中耕、施肥等管理頻繁，改造了土層和土壤結(jié)構(gòu)，耕作層有機碳具有明顯的富集特征。而城市森林公園，有的營林歷史長，土壤(0～100 cm)碳含量高而且積累的土層較深。

建城具有20年以上的綠色園林植被區(qū)土壤，從土壤垂直剖面分析碳的含量隨土層深度增加而相應(yīng)遞減［2～4］，如公園區(qū)、居住區(qū)、休閑區(qū)，這與大多數(shù)自然綠地土壤相類似。國內(nèi)不同城市新建的(10年以內(nèi))各種功能區(qū)綠地，如公園、校區(qū)、居民休閑區(qū)、行道區(qū)，在建園前多為荒山坡地，通過平整土地，挖高填低，原有土層被打亂，尚未形成良好的耕作層，導(dǎo)致土壤有機碳含量沒有形成一致規(guī)律。

2.3 城市綠地土壤微生物碳源

城市綠地土壤中有一種可分解腐殖質(zhì)釋放出植物可吸收的生物碳，它的比例占土壤微生物總量不到5%，但它是土壤微生物活性的重要指標，能有效地促進有機體的分解、轉(zhuǎn)化，進而影響土壤碳源量。而分解成活性碳的數(shù)量與土壤中廢棄物，如落葉、枯枝、秸稈等各種有機物的多少有密切關(guān)系，在同等條件下與不同植被也有一定的差異。鄭州市綠地土壤微生物碳源量依次大小為:花卉綠地＞人工林地＞隔離帶綠地＞人工草地，其中花卉綠地土壤微生物量碳最大(72μg/g)，約為人工綠地的 15 倍［5］。

3 城市綠地碳源的作用分析

3.1 凈化空氣提升居住環(huán)境空氣質(zhì)量

碳從廣義上講為非金屬元素，它的化學(xué)符號是“C”，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，植物的葉片進行光合作用時，在太陽光照射下，以CO2和H2O做原料，轉(zhuǎn)化成有機物(CH2O)并釋放出氧(O2)，這種化學(xué)反應(yīng)過程，生理、生化科學(xué)家已做出經(jīng)典概括，為(CO2+H2O光、葉綠體CH2O+O2)，為全世界所公認。這一過程，不僅為人們提供了各種生活物質(zhì)和能源，還對城市優(yōu)化環(huán)境起到了重要的調(diào)節(jié)和保護作用。CO2在空氣中的濃度約為萬分之三，城市人口密度大，碳源豐富，一些大、中城市CO2的濃度還略高于這一指數(shù)，如能通過園林植物光合作用吸收，還有利于降低城市空間低層的CO2濃度。

從表面上看，在光合作用中，釋放氧氣似乎屬一種副產(chǎn)品，實際上氧對人們的健身非常重要，可以說對城市居民生活，這種優(yōu)質(zhì)新鮮空氣是不可須臾或缺的。春、夏、秋、冬，特別是在炎熱的夏日，人們步入森林公園、城市叢林、林蔭下，從呼吸乃至全身，都有一種特別舒適的感受，這種感受，很大程度都是得益于氧氣的充足，合適的氣溫、濕度、光線和色調(diào)。有研究表明，氧氣是人類以及很多生物所必須的，當(dāng)空氣氧的含量由現(xiàn)有21%降低到16%左右，人們就會感到遲鈍。我國不少生態(tài)景點，被譽為天然“氧吧”，就是生活感受的證實。有人把城市中集中成片生態(tài)景點，當(dāng)作“綠心”，所以建設(shè)中對“綠心”千方百計加以保護。

3.2 不同綠色植被碳源的形成與我國城市化園林建設(shè)的關(guān)系

從城市碳源的分類來看，天然林或人工林集中成片的綠地植被，以喬木為主，并合理配置的灌木、草類綠色區(qū)，表土、土層碳源最為豐富?；旌暇G色植被的配置有常綠樹、落葉樹，葉形有針葉、闊葉;草木有一年生、多年生。不同季節(jié)枝、葉、花、果形態(tài)特征，新陳代謝各異。從平面上表現(xiàn)出多生態(tài)性，從主體看表現(xiàn)出多層性，降落地面的植物遺體量較大，多種多樣，因此分解散發(fā)空間和沉浸土層的腐殖質(zhì)碳的成分多，地面和土壤自動互補，有效地發(fā)揮了綠地生態(tài)多樣性功能，特別是氧的釋放能更好地調(diào)節(jié)各個生態(tài)因子，所產(chǎn)生對人體身心的綜合效果都遠遠比單一植被，尤其是無植被的區(qū)域好。這種綠色植被的碳、氧效應(yīng)，對凈化城市空氣是極大有利的。

在新建一個小區(qū)，一個開發(fā)新區(qū)，一所學(xué)校，或改造舊城區(qū)的規(guī)劃、施工過程中，為求保持原有生態(tài)地形地貌，不要強求一致整體夷為平地。長沙市在城市化過程中，為貫徹落實“兩型社會”(環(huán)境友好型、資源節(jié)約型)，對岳麓山和南郊植物園，全面保留原有生態(tài)資源，適當(dāng)擴大范圍，豐富了新的資源，做到錦上添花，建設(shè)合格為森林公園，此外還改造興建了多處生態(tài)休閑場，為城區(qū)居民增添了憩息的佳境。

長株潭三市還聯(lián)合制定了《長株潭城市群規(guī)劃(2008～2010年)》，明確在劃定綠心地區(qū)522.87km2范圍內(nèi)，把建立森林公園，濕地公園作為保護長株潭綠心地帶的主要載體。其中長沙市有國家級森林公園一個，省級公園新建4個，擴建2個;株洲市啟動2個;湘潭市申請升級公園新建2個。其他已有的市級、區(qū)級大小生態(tài)休閑公園或場所200多處，均納入綠心生態(tài)保護對象。達到“集中成片建園，分散設(shè)點星羅”，做到“區(qū)有公園，屋有綠地，人有綠蔭”的生態(tài)格局［6］。

3.3 緩解城市化帶來的健康風(fēng)險

我國自20世紀80年代以來，城鎮(zhèn)人口已經(jīng)從1.9億增加到6.22億人，城鎮(zhèn)人口已突破47%以上，今后中小城市還將繼續(xù)擴大，空氣有害物質(zhì)增多，給城市居民必然帶來健康風(fēng)險。有專家調(diào)查發(fā)現(xiàn)，進城后的農(nóng)民工得高血壓病和兒童肥胖的發(fā)病率比農(nóng)村地區(qū)高出一倍，城市生活的心理壓力也可能造成農(nóng)民工的精神緊張，其原因主要是由于城市工廠、交通工具尾氣、生活中未充分燃燒的能源排放的廢棄(CO)，加上城市噪聲的干擾，以及水質(zhì)、飲食眾多的，城市老齡化的日益加劇等。必須加快創(chuàng)造良好的城市生態(tài)環(huán)境，讓眾多的市民走出戶外有條件享受清新的清潔的空氣，用優(yōu)質(zhì)的空氣防病治病，使成為城市居民一種良好的健身調(diào)養(yǎng)療方。

［1］Pouyat R V，Yesilonis I D，Nowak D J.Carbon storage by urban soils in the United States［J］.Journal of Environmental Quality，2006(35):1 566～1 575.

［2］董 艷，仝 川，楊玉紅，等.福州市自然和人工管理綠地土壤有機碳含量分析［J］.杭州師范學(xué)院學(xué)報，2007，6(6):440～444.

［3］劉為華.上海城市綠地土壤碳儲量格局與理化性質(zhì)研究［D］.上海:華東師范大學(xué)，2009.

［4］李金全，王 晶，曾文靜，等.城市不同綠地類型土壤有機碳的垂直分布特征及儲量［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39(21):12 787～12 788.

［5］蔣炳伸，楊喜田.不同城市綠地類型對土壤微生物數(shù)量及微生物量的影響［J］.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011(17):52～54.

［6］楊志妮，夏娟娟.保護綠心，對部分項目亮紅燈［N］.瀟湘晨報，2012－03－12(4).