賴瑾瑾

（上海環(huán)境能源交易所,上海200083）

城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間的碳匯功能評(píng)估
——以北京市延慶縣為例

賴瑾瑾

（上海環(huán)境能源交易所,上海200083）

通過(guò)研究林地、水稻田、園地、草地、濕地和城市綠地六類綠地的碳源排放/匯清除,構(gòu)建城鄉(xiāng)生態(tài)綠地的碳匯功能評(píng)估模型,并以北京市延慶縣為例,對(duì)城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間的碳匯能力進(jìn)行量化評(píng)估.結(jié)果表明：2010年延慶縣城鄉(xiāng)生態(tài)綠地的碳排放總量為0.06萬(wàn)tCO2e,匯清除總量為135.20萬(wàn)tCO2e,凈匯清除量為135.14萬(wàn)t CO2e.研究結(jié)果將有助于深入理解生態(tài)綠地空間的碳匯功能,為實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)綠地空間的合理布局、推進(jìn)低碳城市建設(shè)提供科學(xué)依據(jù).

綠地；低碳；碳匯；碳源

全球碳循環(huán)是地球上最主要的生物地球化學(xué)循環(huán),它支配著地表系統(tǒng)中其他的物質(zhì)循環(huán),深刻影響著人類的生存環(huán)境[1].全球和區(qū)域碳循環(huán)已成為宏觀生態(tài)學(xué)核心研究?jī)?nèi)容之一.碳循環(huán)研究的一個(gè)核心議題是研究碳源和碳匯的大小、空間分布及其變化.化石燃料使用、工業(yè)生產(chǎn)和毀林開(kāi)荒等社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)向大氣排放大量CO2,是主要的碳源（carbon source）；海洋、森林、濕地和草地等自然生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)光合作用,從大氣中吸收CO2,是天然的碳匯（carbon sequestration）.人為排放的CO2在大氣、海洋和陸地生物圈之間進(jìn)行交換,全球碳循環(huán)處于平衡狀態(tài)[2-3].

隨著城市化進(jìn)程加快,大氣中的CO2體積分?jǐn)?shù)迅速增加,全球生物圈的碳平衡已受到顯著干擾[4].城市作為人類活動(dòng)的主要棲息地和工業(yè)聚集地,是碳排放源頭的集中區(qū)；另一方面,林地、園地、濕地、草地和城市綠化樹(shù)木等綠地空間,是城鄉(xiāng)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中的天然碳匯,能夠有效地削減經(jīng)濟(jì)活動(dòng)產(chǎn)生的CO2排放效應(yīng),降低城鄉(xiāng)排入大氣的CO2總量.對(duì)城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間的碳匯功能進(jìn)行定量評(píng)價(jià),能夠?yàn)樵诔青l(xiāng)規(guī)劃中合理布局生態(tài)綠地、最大限度發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能、促進(jìn)城鄉(xiāng)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)碳氧收支平衡提供科學(xué)依據(jù).

目前,國(guó)內(nèi)外已有很多學(xué)者和機(jī)構(gòu)在從事生態(tài)系統(tǒng)的碳源排放/匯清除研究.研究指出1980年代歐洲大陸的陸地生態(tài)系統(tǒng)吸取了其工業(yè)碳源的7%～12%[5].美國(guó)在1980年代的陸地生態(tài)系統(tǒng)吸取了工業(yè)碳源的30%～50%[6].政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)（Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC）于2000年指出,通過(guò)有效土地管理全球在2010-2040年間每年可減低大氣碳量約1.027×106～2.235×106t,當(dāng)中植林的碳匯功能為3.1 tC/（hm2·a）[7].IPCC還編撰了《2006年國(guó)家溫室氣體排放清單指南》,為各國(guó)計(jì)算社會(huì)經(jīng)濟(jì)過(guò)程的碳源排放和碳匯清除提供了標(biāo)準(zhǔn)方法體系[8].我國(guó)學(xué)者也從國(guó)家、地區(qū)和城市層面,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的碳源/匯功能進(jìn)行了大量研究工作[9-12].

本文采用IPCC溫室氣體排放清單的方法框架,結(jié)合國(guó)內(nèi)已有研究成果,建立起與中國(guó)城市規(guī)劃建設(shè)體系相匹配的城鄉(xiāng)生態(tài)綠地碳源/匯定量評(píng)價(jià)方法體系.并以北京市延慶縣為例,進(jìn)行了方法實(shí)際應(yīng)用分析.

1 研究方法

《2006年國(guó)家溫室氣體排放清單指南》把碳源排放/匯清除估算分為幾大部門(mén)分別進(jìn)行：能源、工業(yè)過(guò)程、農(nóng)業(yè)林業(yè)和其他土地利用、廢棄物和其他.其中,生態(tài)綠地空間屬于“農(nóng)業(yè)林業(yè)和其他土地利用”部門(mén)[8].對(duì)于各部門(mén),碳源/匯的基本估算方法為：

式中：AD為有關(guān)人類活動(dòng)發(fā)生程度的數(shù)據(jù)；EF為單位人類活動(dòng)的碳源排放/匯清除因子.

對(duì)于生態(tài)綠地空間,碳源/匯的估算方法為：

根據(jù)《2006年國(guó)家溫室氣體排放清單指南》對(duì)于用地類型的劃分,結(jié)合我國(guó)土地利用規(guī)劃和城市規(guī)劃體系的用地類型分類,將城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間劃分成林地、水稻田、園地、草地、濕地以及城市樹(shù)木六類,分類評(píng)估碳源排放和碳匯清除.城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間碳源/匯功能評(píng)估框架見(jiàn)圖1.其中,水稻田是溫室氣體排放源頭（排放甲烷）；林地、園地、草地和城市樹(shù)木均吸收溫室氣體,是碳匯；濕地既是CO2的匯（通過(guò)濕地植物的光合作用吸收大氣中的CO2將其轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)）,又是溫室氣體的源（土壤中的有機(jī)質(zhì)經(jīng)微生物礦化分解產(chǎn)生CO2和在厭氧環(huán)境下經(jīng)微生物作用產(chǎn)生CH4）,但總體上清除量大于排放量,是碳匯.因此,碳源排放計(jì)算主要考慮水稻田排放,通過(guò)計(jì)算水稻田面積及甲烷排放因子推算碳排放量；匯清除計(jì)算主要考慮林地、園地、草地、濕地和城市樹(shù)木的匯清除量,通過(guò)各類用地的面積及匯清除因子推算總匯清除量.

圖1 城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間碳排放/清除評(píng)估框架Fig.1 Assessment framework ofgreen spaceecology carbon emissions/removals in urban

除城市樹(shù)木之外,林地、水稻田、園地、草地和濕地的面積是指其實(shí)際用地面積；城市樹(shù)木面積是指城市綠化用地中的喬木樹(shù)冠覆蓋面積,該數(shù)據(jù)反映了城市綠化用地內(nèi)能夠真正產(chǎn)生碳匯清除作用的綠容量.各類生態(tài)綠地碳排放/清除因子的參考值及數(shù)據(jù)來(lái)源見(jiàn)表1.采用公式（2）計(jì)算每類生態(tài)綠地的年度碳排放/清除量,將計(jì)算結(jié)果加和得到各類生態(tài)綠地的年度總碳匯量（tC）,再乘以系數(shù)44/12即可換算成CO2當(dāng)量（tCO2e）.

表1 各類生態(tài)綠地的碳排放/清除因子Tab.1 Carbon emission/removal factors foreach typeofecologicalgreenland

2 研究區(qū)域概況

延慶縣地處北京市西北部,三面環(huán)山一面臨水,是首都西北重要的生態(tài)屏障（見(jiàn)圖2）.延慶縣域總面積1 993.75 km2,其中,山區(qū)面積占72.8%,平原面積占26.2%,水域面積占1%.延慶縣先后實(shí)施風(fēng)沙源治理、清潔小流域、水源保護(hù)綜合整治、荒山荒灘綠化等造林工程,營(yíng)造了樹(shù)種多樣和功能完備的森林生態(tài)體系,縣域林木覆蓋率達(dá)到71%,自然保護(hù)區(qū)面積占縣域總面積的26%,生態(tài)資源條件居郊區(qū)前列,是北京名副其實(shí)的碳匯基地.

圖2 延慶縣區(qū)位圖Fig.2 Yanqing Countymap

根據(jù)延慶縣國(guó)土局和北京市規(guī)劃院提供的數(shù)據(jù),延慶縣域內(nèi)各類生態(tài)綠地的面積見(jiàn)表2.

表2 2010年延慶縣各類生態(tài)綠地的面積Tab.2 Areaofeach type ofecologicalgreenland in Yanqing in 2010 hm2

3 結(jié)果與分析

3.1 延慶縣生態(tài)綠地的碳匯總量

2010年延慶縣生態(tài)空間的碳排放總量為0.06萬(wàn)tCO2e,匯清除總量為135.20萬(wàn)tCO2e,凈匯清除量為135.14萬(wàn)tCO2e,是同年度延慶縣城鎮(zhèn)建筑能耗的碳源排放量（78.1萬(wàn)tCO2e）的1.73倍.即延慶縣城鄉(xiāng)生態(tài)空間除吸納延慶縣域內(nèi)所有建筑能耗（包括照明、采暖、空調(diào)等）所產(chǎn)生的碳源排放之外,還能產(chǎn)生大量碳匯.

各類城鄉(xiāng)生態(tài)綠地的碳匯比例見(jiàn)圖3.由于林地面積最大,并且單位面積林地的碳匯能力較強(qiáng),林地的匯清除量所占比例最高.

圖3 2010年延慶縣各類生態(tài)綠地的碳匯量所占比例Fig.3 Variouscarbon sinksofeach typeofecologicalgreenland in Yanqing in 2010

3.2 延慶縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)綠地的碳匯量

各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的碳匯量見(jiàn)圖4.其中,千家店鎮(zhèn)和張山營(yíng)鎮(zhèn)由于擁有大片林地（林地面積分別占延慶縣所有林地面積的23.91%和14.07%）,碳匯量最高.沈家營(yíng)鎮(zhèn)和延慶新城因城市開(kāi)發(fā)建設(shè)強(qiáng)度大,林地面積很?。▋H占延慶縣所有林地面積的0.27%和0.49%）,碳匯量最低.

圖4 2010年延慶縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的碳匯量Fig.4 Carbon sinksofeach township in Yanqing in 2010

4 結(jié)論

本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外研究充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,采用IPCC溫室氣體排放清單的方法框架,結(jié)合國(guó)內(nèi)已有研究數(shù)據(jù),建立起適合中國(guó)城鄉(xiāng)規(guī)劃體系的生態(tài)綠地空間的碳源/匯定量評(píng)價(jià)方法,并以北京市延慶縣為例進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用.計(jì)算結(jié)果表明：城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間具有天然碳匯功能,能夠有效地削減人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)造成的碳源排放,有助于維持碳循環(huán)平衡.其中,林地的碳匯功能起主導(dǎo)作用.因此,在進(jìn)行城鄉(xiāng)空間規(guī)劃時(shí),保護(hù)天然林地,合理布局綠地空間,對(duì)于增強(qiáng)城鄉(xiāng)生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能、應(yīng)對(duì)氣候變化挑戰(zhàn)具有重要意義.

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（責(zé)任編輯：鄧天福）

Ecological assessment of carbon sink in urban green space：

Case study of Beijing Yanqing County Lai Jinjin
（ShanghaiEnvironmentand Energy Exchange,Shanghai200083,Chin a）

By studying the carbon emissions/removals of six types of greenland,including forest,rice fields,garden, meadows,wetlands and urban green space,the urban and rural ecological greenland carbon sink assessmentmodel has been built.The carbon sink capacity has been calculated based on thismodel in Yanqing County,Beijing.The results showed that：Yanqing rural ecological green carbon emissions was 600 t CO2e,removals total was 1 352 000 t CO2e, the net carbon sinks was 1 351 400 tCO2e in 2010.This article will help us to understand ecological green space carbon sink,and provide a scientific basis for the realization of rational distribution of urban green space and promoting low-carbon urban construction.

greenland；low-carbon；carbon sink；carbon source

TU98

A

1008-7516（2013）04-0030-05

10.3969/j.issn.1008-7516.2013.04.008

2013-06-21

賴瑾瑾（1984-）,女,河南潢川人,碩士,助理工程師.主要從事生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)與功能研究.