摘 要：在低碳經濟研究進程中，碳儲量對溫室氣體排放的抵消作用日益突顯。雖然世界各國對森林和土壤碳儲量進行過較多研究且有所收獲，但針對城市園林植被碳儲量所開展的研究只占1.27%，然而近年來該類研究明顯升溫。文章采用直接收獲法、異速生長方程法和生物量擴展因子法，科學計量園林學校“江南大學”植被碳儲量，分析不同植被單株碳儲量狀況，為相關部門在同等美觀條件下選擇優(yōu)勢物種，制定園林策略提供參考。

關鍵詞：城市園林 碳儲量 計量方法 優(yōu)勢樹種

中圖分類號：F290 ?文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2015）11-018-03

一、城市園林植被碳儲量研究現(xiàn)狀

隨著《聯(lián)合國氣候變化公約》與《京都議定書》的簽署，中國一方面探索節(jié)能減排新途徑，另一方面規(guī)定了具體的減排指標。研究過程中學者們發(fā)現(xiàn)，森林在降低溫室氣體，吸收二氧化碳方面作用明顯。目前，全球城市化進程正逐步加快，城市園林得以飛速發(fā)展，林業(yè)作為特殊的生態(tài)系統(tǒng)單元，具有巨大碳匯潛力。

發(fā)達國家是碳儲量研究的先行者，數(shù)十年觀測和監(jiān)測活動中，長期研究網(wǎng)絡和試驗站被搭建起來。Pouyat（2002），Liski（2002）等大多針對城市森林和土壤碳儲量進行深入研究。中國學者方精云（2001）采用改良的生物量換算因子法，研究出20世紀70年代碳儲量減少源于森林砍伐等人為作用，而近20來儲量的增加源于人工造林。魏文俊等（2007）對江西省森林植被喬木層進行了研究，并總結出不同年齡，不同群落碳儲量和碳密度的分配規(guī)律。章明奎（2006）綜合分析土壤空間變異性，研究人為因素影響下的土壤有機貯存量和易氧化態(tài)碳。揣小偉（2011）等探討了土地利用變化對土壤碳儲量的影響，發(fā)現(xiàn)各地類表層土壤有機碳密度均有所增加。此外，針對城市園林碳儲量方面，王迪生（2010），吳珊珊（2010）也分別對北京和合肥進行研究，其采用的計量方法和所獲碳儲量數(shù)據(jù)有較強的借鑒及推廣意義。日益完善的碳計量研究體系和日益提高的實踐水平，為深入探究城市園林碳儲量提供了可靠基礎。

雖然各類研究有所成果，但局限性同樣顯而易見：首先，本文通過對1982年-2012年萬方數(shù)據(jù)庫上800余份相關碳儲量文獻進行整合分析，發(fā)現(xiàn)49.31%研究了土壤碳儲量;34.84%研究了森林碳儲量;7.99%研究了草地;6.60%研究了農田;只有1.27%近幾年開始對園林碳儲量進行研究。數(shù)據(jù)表明世界各國專門針對園林植被碳儲量所開展的研究較少，但近年來該類研究明顯增多，2011年，李?？?，雷淵才等就清查資料估算中國森林植被碳儲量，發(fā)現(xiàn)人工林碳儲量在中國喬木林碳儲量中比例超過15%，說明園林碳儲量在地區(qū)碳計量中具有巨大潛力;其次，已有結論靜態(tài)而宏觀，不能因地制宜準確和動態(tài)反映城市園林植被碳儲量信息;第三，由于城市園林復雜，數(shù)據(jù)和資料的收集受限，不確定因素廣泛存在。此外，我國城市園林碳儲量研究起步較晚，林業(yè)和園林分別管理，加之園林工作者更加重視城市園林景觀綠化特性，增加了研究的難度。

本文以《造林項目與監(jiān)測指南》（IPCC2006）（以下簡稱指南）為依據(jù)，結合城市園林植被的特點和現(xiàn)有理論，考慮城市園林管理和相關資料的欠缺，借鑒相關技術和方法，對園林學校江南大學進行實地考察和深入研究，幫助相關部門獲得原始數(shù)據(jù)，驗證、修正并補充在無錫地區(qū)的缺省值，選擇優(yōu)勢物種，制定合適的園林策略，推廣園林碳儲量計量方法，完善碳計量體系。

二、研究方法

（一）一般計量方法

根據(jù)《指南》，碳計量包括異速方程法和生物量擴展因子法?？紤]到地區(qū)差異和數(shù)據(jù)缺失情況，通過直接收獲法可精準、科學、可靠的獲得影響樹種物理特征的值。其中，優(yōu)先采用異速生長方程法，如果沒有可用的生物量方程或所用方程與實際差別較大，應采用生物量擴展因子法。

測量碳儲量，首先要定義碳庫：

CPROJ，t=CPROJ，AB，t+CPROJ，BB，t+CPROJ，DW，t+CPROJ，L，t+CPROJ，SOC，t（公式1）

式中：CPROJ，t為第t年項目總碳儲量;CPROJ，AB，t為第t年碳庫中的地上生物量碳儲量;CPROJ，BB，t為第t年碳庫中的地下生物量碳儲量;CPROJ，DW，t為第t年碳庫中的枯落物碳儲量;CPROJ，L，t為第t年碳庫中的枯死木碳儲量;CPROJ，SOC，t為第t年碳庫中的土壤有機質碳儲量;t為項目年份。

地上生物量和地下生物量在何種情況下都不能省略，考慮到江南大學園林環(huán)境存在人為管理和清理，所以枯落物，枯死木可忽略不計;考慮到土壤碳儲量研究缺乏先進儀器和技術支持，故本研究碳庫由植被地上生物量和植被地下生物量組成。

1.直接收獲法。由于江南大學植被數(shù)目大且分散，本研究以實地測量數(shù)據(jù)的平均值作為平均標準木的值，以平均標準木的生物量作為相應樹種的單株生物量，以單株生物量乘以相應種類的數(shù)量得到總碳儲量。

2.異速生長方程法。該方法對有代表性的植物的胸徑、樹高、冠幅、活枝下高值等進行測量，分層切割，測定各器官鮮重。同時采取少量各器官樣品，稱取樣品鮮重。然后在≤70℃條件下烘干至恒重，計算樣品含水率，繼而測定各器官干重。單物量（B）胸徑（DBH）（一元）或胸徑（B）和樹高（H）（二元）的異速生長方程。方程如下：

1nB=a1+a21n（DBH）（公式2）

或1nB=a1+a2In（DBH）+a3H（公式3）

式中：B為生物量（tDM.株-1）;DBH為胸徑（cm）;H為樹高（m）;a1-a3為參數(shù)。

3.生物量擴展因子法。該方法是根據(jù)測定的樣地內林木的胸徑（DBH）和樹高（H），利用一元或二元立木材積公式得到單株林木材積，然后利用樹干材積密度、生物量擴展因子計算地上生物量，通過根-莖比，計算地下生物量，即：

地上生物量Tab=■Vi×Di×Ri×Ci×Ni （公式4）

地下生物量Tbb=■Vi×Di×Ri×Ci×Ni×R（公式5）

式中：i為樹木類型;Tab為樹木地上碳儲量;Tbb為樹木地下碳儲量;Vi為i類型樹干材積量;Di為樹干密度;Ri為生物量擴展系數(shù);Ci為植物中C含量;Ni為i類型樹木數(shù)量;R為根-莖比。

地上生物量與地下生物量之和可近似看做總碳儲量。

其中，樹木材積公式為：

Vi=g1.2（H+3）fэ（公式6）

式中：Vi為植被材積;H為樹高;g1.2為地上1.2米的樹干面積;fэ=0.44為經驗系數(shù)。

（二）本文研究方法

本文通過抽樣調查，直接收獲兩個重要變量：樹高和胸徑值。考慮到喬木物理參數(shù)受氣候和人為因素影響小，故采用異速生長方程法進行研究。參考關于灌木的碳計量方法發(fā)現(xiàn)，灌木所含碳儲量較低，國際上普遍將其作為一個整體，研究樹高和胸徑的平均值，而不是具體就某一種樹種來進行研究，故灌木數(shù)據(jù)缺失較多;且其他文獻所研究的灌木大多不是園林灌木，樹高較江南大學灌木兩倍左右，與江南大學具體實際不符，故采用生物量擴展因子法計算灌木碳儲量。

三、江南大學概況和植被數(shù)據(jù)統(tǒng)計

（一）江南大學概況

江南大學地處江蘇省無錫市（北緯31°7′至32°2′，東經119°33′至120°38′）長江三角洲平原腹地，屬亞熱帶濕潤區(qū)，受亞熱帶季風氣候影響，氣候溫和，雨水充沛。學習占地3200畝，建筑面積100多萬平方米，常綠闊葉林種植居多，主要樹種有香樟、櫸樹、杉樹等。

經統(tǒng)計，江南大學共有植被209種，綜合考慮植被的典型性和多樣性，本文將植被分為11類，選擇八處樹種分布較密集的區(qū)域，對部分植被抽樣調查。

（二）江南大學植被分類

由于無錫市地處亞熱帶季風氣候區(qū)，適合常綠植被生長，故園林結構中，喬木種植株樹較多，占樣本65.59%;草坪和灌木種植面積較大，分別占樣本44.81%和50.03%?？紤]到部分樹木占總體比例較小;或受限于技術條件和當下科研水平;或曾出現(xiàn)遷移現(xiàn)象，目前具體位置無法鎖定等原因，本文最終選擇占樣本比例較大的常綠喬、灌木，落葉喬、灌木進行研究。

（三）江南大學植被胸徑與樹高值

對比相關數(shù)據(jù)，受限于樹齡和亞熱帶氣候特征，江南大學樹木胸徑樹高除木槿外，樹高、胸徑值普遍偏小。除香樟和合歡等少數(shù)喬木種植年份為30年以外，其余植物種植時間僅為15年。喬木高度集中在5～6米，灌木除夾竹桃、桂花等超過2米外，其他樹種樹高為1米左右，且常綠喬木樹高平均值高于落葉喬木，落葉灌木樹高平均值高于常綠灌木。喬木類胸徑值在0.008～0.271范圍內，然而，落葉喬木胸徑平均值普遍大于常綠喬木，灌木類胸徑值小而平均。

四、江南大學不同類型植被碳儲量

（一）江南大學不同類型植被碳儲量統(tǒng)計

經計量，江南大學常綠喬木、常綠灌木、落葉喬木、落葉灌木的總碳儲量分別為534.504t，120.834t，34.839t，40.070t，單株碳儲量平均值分別為0.041t/株，0.045t/株，0.0008t/m2，0.0013t/m2。常綠植被在江南大學生長狀況較好，其中香樟適應性較強，密度較大，生長較快，在常綠喬木中碳儲量最大。落葉喬木單株碳儲量較大，且除垂柳和黃山欒樹外，其他落葉喬木單株碳儲量相對平均，其中杉木尤其是水杉在增匯方面作用較大。灌木碳儲量略小，就規(guī)律而言，常綠灌木碳儲量位于0.007t/m2～0.008 t/m2之間;落葉灌木碳儲量普遍超過0.01t/m2，其中，夾竹桃、桂花、石榴、木槿等碳匯潛力有待發(fā)掘。

（二）江南大學總碳儲量和單株碳儲量分析

對比其他研究發(fā)現(xiàn)，因受亞熱帶季風氣候影響，江南大學常綠樹種總碳匯量較大，且常綠喬木>落葉喬木>落葉灌木>常綠灌木，而其他地區(qū)因處于溫帶氣候區(qū)，落葉喬木>常綠喬木。不過喬木在增匯減排上發(fā)揮的效用遠遠大于灌木是一致的。此外，從單株生物量上看，落葉喬木>常綠喬木>常綠灌木>落葉灌木也與其他研究結論相同。

江南大學碳儲量平均值：常綠喬木>落葉喬木>落葉灌木>常綠灌木;常綠喬木碳儲量平均值遠遠大于落葉喬木。

五、結論

首先，通過對1982年-2012年800余份相關碳儲量文獻進行整合分析，發(fā)現(xiàn)84.15%研究了森林和土壤碳儲量，只有1.27%對城市園林碳儲量進行研究，但近年來該類研究持續(xù)升溫，隨著城市化進程的加快，城市園林碳儲量在發(fā)揮增匯減排作用方面具有巨大潛力。

其次，在江南大學園林結構中，喬木數(shù)量較大，占11種類型共209種植物中比例的65.59%;灌木面積較大，占比例的50.03%。且落葉喬木類>常綠灌木類>常綠喬木類>落葉灌木類。校區(qū)樹齡雖小，但隨著樹木的快速成長，碳增量前景可觀。

第三，江南大學常綠喬木總碳儲量為534.504t，單株平均值為0.041t/株;落葉喬木總碳儲量為120.834t，單株平均值為0.045t/株;常綠灌木總碳儲量為34.839t，單株平均值為0.0008t/m2;落葉灌木總碳儲量為40.070t，單株平均值為0.0013t/m2。

第四，受亞熱帶季風氣候影響，常綠植被在無錫生長狀況較好，因此總碳儲量常綠喬木>落葉喬木>落葉灌木>常綠灌木;又因為落葉喬木密度較大，故單株生物量落葉喬木>常綠喬木>常綠灌木>落葉灌木。

第五，水杉、香樟、雪松、池杉、垂柳、黃山欒樹、廣玉蘭、馬褂木、合歡、櫸樹碳儲量較大，在同等美觀條件下，多種植喬木，尤其是上述碳儲量排名前十的優(yōu)勢樹種，發(fā)揮碳匯的凈化作用。

參考文獻：

[1] Pouyat R.，Groffman P.，etc. Soil carbon pools and fluxes in urban ecosystems. Environmental Pollution[J].2002

[2] Sundquist E T. The global carbon dioxide budget.Science[J].1993

[3] 方精云，陳安平.中國森林植被碳庫的動態(tài)變化及其意義[J].植物學報，2001（9）

[4] 魏文俊，王兵等.江西省森林植被喬木層碳儲量與碳密度研究[J].江西農業(yè)大學學報，2007（5）

[5] 章明奎，周翠.杭州市城市土壤有機碳的積累和特性[J].土壤通報，2006（1）

[6] 揣小偉，黃賢金等.基于GIS的土壤有機碳儲量核算及其對土地利用變化的響應[J].農業(yè)工程學報，2011（9）

[7] 王迪生.基于生物量計測的北京城區(qū)園林綠地凈碳儲量研究[D].2010

[8] 吳珊珊，張赟齊等.合肥環(huán)城公園不同群落類型碳儲量[D].2010

[9] 李?？?，雷淵才等.基于森林清查資料的中國森林植被碳儲量[J].林業(yè)科學，2011（7）

[10] 國家林業(yè)局.造林項目碳匯計量與監(jiān)測指南[M].北京：中國林業(yè)出版社，2008

[11] 張明鐵.單株立木材積測定方法的研究[J].林業(yè)資源管理，2004（1）

（作者單位：江南大學商學院 江蘇無錫 214122）

（作者簡介：戴越，講師，博士，從事低碳經濟及工業(yè)碳排放研究。）

（責編：賈偉）