許信旺 方金生 張永蘭

摘要闡述了園林綠地植物的固碳能力，包括固碳能力測定方法，不同植物及不同形式植物配置的固碳能力，以及園林綠地植物固碳能力的影響因素，包括季節(jié)、大氣污染物、綠地面積。探討了園林綠地土壤碳匯，包括土壤碳儲量測定方法、土壤碳含量分布特征及其影響因素，其中影響因素包括氣候、植被類型、綠地類型、人為干擾、綠地建造時間。針對園林綠地碳循環(huán)研究的薄弱環(huán)節(jié)，從園林綠地系統(tǒng)碳循環(huán)機(jī)制，構(gòu)建園林綠地碳循環(huán)模型，園林綠地碳庫的穩(wěn)定性維持機(jī)制，土壤碳循環(huán)過程與土壤水環(huán)境的耦合關(guān)系等方面，展望了今后的研究方向。

關(guān)鍵詞園林綠地；植被；土壤；固碳能力；碳含量

中圖分類號S731.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A文章編號0517-6611（2017）26-0058-05

Analysis and Research Progress on the Carbon Fixation Capacity of Garden Green Space

XU Xinwang，F(xiàn)ANG Jinsheng，ZHANG Yonglan（Chizhou Vocational and Technical College，Chizhou，Anhui 247000）

AbstractThe carbon sequestration capacity of landscape plants was described，including the determination of the carbon sequestration capacity，carbon sequestration capacity of different species and different forms of plant configuration and landscape plants，factors affecting carbon sequestration，including seasonal，atmospheric pollutants，green area. Greenland soil carbon sequestration was was discussed，including factors determination method，soil carbon storage of soil carbon content distribution characteristics and influencing factors，which include climate，vegetation type，green type，human disturbance，green construction time. In view of the weak links of carbon cycle of the landscape，from the mechanism of carbon cycle of greenbelt system，construction of landscape garden green carbon cycle model，stability maintenance mechanism of carbon，soil carbon cycle and soil water environment coupling relations，discussed the research direction in the future.

Key wordsGarden green space；Vegetation；Soil；Carbon sequestration capacity；Carbon content

園林綠地是人類基于區(qū)域環(huán)境特征，以生態(tài)學(xué)原理為指導(dǎo)仿造自然環(huán)境，為滿足功能性和景觀性需求而構(gòu)建的適宜生物存活的生態(tài)系統(tǒng)，是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，承載著調(diào)節(jié)小氣候（降低氣溫、調(diào)節(jié)濕度、通風(fēng)防風(fēng)），改善環(huán)境質(zhì)量（釋氧固碳、吸收有毒有害氣體、吸滯粉塵、殺菌、衰減噪聲、凈化水體、凈化土壤），豐富生物多樣性等重要功能[1]，通過自我凈化、自我消弭的生態(tài)效應(yīng)，持續(xù)穩(wěn)定地吸收、減弱和消除人類生存環(huán)境中污染因子，使環(huán)境質(zhì)量達(dá)到潔凈、舒適、優(yōu)美、安全的要求。

隨著城市化進(jìn)程的加快，土地利用方式的轉(zhuǎn)變，使生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部碳循環(huán)平衡遭到破壞，大量碳以CO2形式存在于大氣中，引起溫室氣體濃度的增加，造成全球氣候變暖，對人類生存環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響。如何積極應(yīng)對城市氣候變化，充分發(fā)揮園林綠地碳匯功能，將大氣中的CO2存儲于植物體內(nèi)或土壤中，實現(xiàn)園林綠地生態(tài)效應(yīng)的最大化，已成為園林綠地效應(yīng)研究的前沿?zé)狳c問題[2]。筆者探討了園林綠地植物固碳能力，并且展望了研究進(jìn)展。

1園林綠地植物固碳能力

城市自然系統(tǒng)具有較大的垂直碳輸入和輸出通量，碳輸入主要表現(xiàn)在植被通過光合作用獲取碳的過程，碳輸出主要表現(xiàn)土壤通過呼吸作用釋放碳的過程[3]。兩者差值如果為正值則為碳匯，為負(fù)值則為碳源[4]。

1.1固碳能力測定方法

國內(nèi)外諸多的研究與實踐中，廣泛運(yùn)用于園林綠地植物固碳量測定的方法主要包括生物量推算法和光合速率法。①生物量推算法。依據(jù)光合作用原理，測試現(xiàn)存有機(jī)體的干重來計算植物固碳量，即每生產(chǎn)1.0 kg CO2，釋放1.2 kg O2[5]。生物量推算法因相對簡單、所需數(shù)據(jù)較少而被廣泛采用，但該方法不是持續(xù)進(jìn)行，屬于結(jié)果分析，且因難以準(zhǔn)確把握干物質(zhì)質(zhì)量（如根部生產(chǎn)量及枯枝落葉難以統(tǒng)計），導(dǎo)致計算結(jié)果不夠準(zhǔn)確[6]。②光合速率法。先測定植物的光合速率、呼吸速率及葉面積，通過植物光合（呼吸）強(qiáng)度=植物光合（呼吸）速率×植物總?cè)~面積來計算植物光合強(qiáng)度和呼吸強(qiáng)度，兩者的差值即為植物的固碳量[7]。這種方法測試工作相對繁雜，但近年來投入使用的便攜式光合作用測定儀實現(xiàn)了室外測算一體化，大大提高了測定精度和工作效率；但構(gòu)建的計算模型未將植物性狀與環(huán)境因素進(jìn)行嚴(yán)格區(qū)分，使計算精度受到一定影響。

園林綠地是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是一個涉及眾多要素、層次復(fù)雜的系統(tǒng)，在測定綠地植物固碳能力時，應(yīng)結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H，準(zhǔn)確把握各種測定方法的特點，合理選用。由于采用生物量推算法時能獲取相對全面的數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠[8-9]，在測定林木、竹林及大型灌木固碳量時，應(yīng)優(yōu)先選用；因光合速率法能描繪出綠地固碳能力的動態(tài)變化，在測定公園、居住區(qū)固碳量時，應(yīng)優(yōu)先選用，且缺少相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)時，可采用這種方法進(jìn)行近似估算[10]。當(dāng)今，植物固碳量測定尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，因采用的方法不同，結(jié)果存在一定差異[11]，這需要相關(guān)部門組織專家加強(qiáng)研究與實踐，制訂統(tǒng)一的測算標(biāo)準(zhǔn)。

1.2固碳能力植物固碳能力由植物種類、株齡、葉位等因素決定[12]，植物的固碳釋氧通過葉片的光合作用實現(xiàn)，單位葉面積光合速率因葉片結(jié)構(gòu)、株齡與位置的不同，差異很大[13]。

在常用的園林綠化植物中，經(jīng)測定分析，單位葉面積日固碳量和單位面積日固碳量差異明顯，在單位葉面積日固碳能力方面，紫葉李、構(gòu)樹最強(qiáng)[5.02～7.86 g/（m2·d）]，油松、刺槐、珍珠梅、元寶楓最低[2.14～3.19 g/（m2·d）]，國槐、火炬、碧桃、欒樹、紫薇、紫丁香、懸鈴木、毛白楊、絳柳、大葉黃楊、白蠟居中；在單位面積日固碳能力方面，懸鈴木、構(gòu)樹、紫葉李最高[12.31～43.32 g/（m2·d）]，紫丁香、大葉黃楊、國槐、油松、珍珠梅、絳柳最低[4.17～7.07 g/（m2·d）]，元寶楓、碧桃、紫薇、欒樹、火炬樹、毛白楊、白蠟、刺槐居中[14]。陳碩等[15]通過監(jiān)測分析天津市常見綠化樹種的單位葉面積碳匯能力，發(fā)現(xiàn)園林植物個體固碳能力具有一定的差異性，從大到小依次為石榴[1.380×10-6 mg/（L·cm2·s）]，棗樹[1.341×10-6 mg/（L·cm2·s）]，蘋果[0.802×10-6 mg/（L·cm2·s）]，懸鈴木[0.461×10-6 mg/（L·cm2·s）]，白蠟[0.126×10-6 mg/（L·cm2·s）]，國槐[0.080×10-6 mg/（L·cm2·s）]。園林綠地灌木及草本植物的固碳釋氧能力也存在差異，美人蕉、山茶、扶芳藤、珊瑚樹最強(qiáng)，夾竹桃、黃馨、常春藤、石楠、四季桂、鳶尾、灑金東瀛珊瑚、紅葉石楠等次之，草本植物三葉草、麥冬最弱[16]。在對常綠喬木、落葉喬木和灌木的日固碳釋氧量測定分析中，常綠喬木日固碳量由大到小依次為圓柏、云杉、樟子松、油松；落葉喬木日固碳量由大到小依次為垂柳、旱柳、龍爪槐、河北楊、白蠟、新疆楊、衛(wèi)矛、山杏、山桃、垂榆、合作樣、國槐；灌木日固碳量由大到小依次為沙柳、暴馬丁香、紅寶石海棠、丁香、叢生紫葉矮櫻、榆葉梅、珍珠梅、黃刺玖、地接金葉榆、連翹；且落葉闊葉喬木固碳釋氧能力最大，灌木其次，常綠喬木最低[17]。

在野生地被植物中，顏色較深且偏革質(zhì)的葉片因其葉綠素和花青苷含量高，有利于光能吸收，增大了光合作用速率，導(dǎo)致其固碳能力較強(qiáng)[18]。株齡較長的植物本身存儲的碳量高，而幼小的植物因生長速度快，CO2年吸收量高[19]。位于植株上層、東南方位的葉片因光合速率強(qiáng)，其固碳能力亦較強(qiáng)。

園林花卉植物與喬灌木相比，由于綠量較小，其固碳量較低，但在小區(qū)域環(huán)境中，對空氣質(zhì)量能起到改善和調(diào)節(jié)作用，并通過碳氧平衡的調(diào)節(jié)，緩解甚至消除局部環(huán)境的缺氧狀況。相同條件下，不同花卉固碳釋氧能力存在差異，萬壽菊、一串紅、矮牽牛固碳釋氧能力較強(qiáng)，彩葉草、四季秋海棠固碳釋氧能力較弱。而且園林花卉固碳釋氧能力隨季節(jié)的變更而變化，8月固碳量達(dá)到高峰，5月處于低谷期[20]。

在人為配置與組合下，園林綠地可形成層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類豐富的植物群落。園林綠地固碳效益價值與綠地組成中樹冠覆蓋率、樹木數(shù)量、樹木的胸徑等群落要素密切相關(guān)[21]。不同植被群落類型的固碳能力差異顯著，搭配適宜的喬、灌、草復(fù)層植物群落因其綠量相對更高，固碳能力比單層植物群落高出l～2倍[22-24]。在碳凈貯量方面，各群落從大到小依次為喬-灌-草、灌木、草本、灌-草，在平均碳凈積累速率方面，各群落從大到小依次為灌木、喬-灌-草、草本、灌-草群落[25]。

綜上可知，園林綠地中不同植物的固碳釋氧能力差異明顯，因此在城市綠地規(guī)劃與建設(shè)中，需針對區(qū)域?qū)嶋H凈碳源（碳匯缺口），在增大綠地面積、滿足景觀功能與效果的同時，優(yōu)先考慮選擇固碳能力強(qiáng)的植物，最大程度地優(yōu)化植物碳匯固碳能力。同時，不同形式的植物配置可以改變園林綠地的固碳釋氧能力，因此在城市綠地規(guī)劃與建設(shè)中，應(yīng)針對區(qū)域自然條件，加強(qiáng)園林植物群落配置研究，優(yōu)先考慮灌木群落和喬-灌-草群落，有效地提高園林綠地的固碳能力。

1.3固碳能力的影響因素

園林綠地固碳能力受植物自身因素和植物配置的影響之外[12]，還受季節(jié)、大氣污染物、綠地面積等因素的影響。

1.3.1季節(jié)。季節(jié)不同，太陽輻射、溫度、降水及日照時間等不同。同一種植物在不同季節(jié)的光合能力不同，從而導(dǎo)致其固碳釋氧能力存在一定差異。在不同季節(jié)，植物葉面積指數(shù)不同，夏季光合作用強(qiáng)，棕櫚科、蘇鐵科植物的固碳能力強(qiáng)，但在秋季則較弱；而?？崎艑俚闹参镌谇锛据^強(qiáng)，木荷的固碳能力秋季強(qiáng)于夏季[26]。因春夏季日照時間長、太陽輻射高，植被的固碳釋氧能力強(qiáng)，而秋冬季低；又由于夏季溫度高，植物葉片氣孔工作效率下降，光合作用受到抑制，導(dǎo)致夏季植被的固碳釋氧能力低于春季[27]。

1.3.2大氣污染物。植物光合作用會因大氣污染物的影響而受到抑制，降低植物光合速率，從而影響植物的固碳能力。在SO2氣體含量較高的環(huán)境中，植物葉片氣孔因大幅關(guān)閉，導(dǎo)致植物固碳能力降低[28]。環(huán)境中若含有高濃度O3，導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉的同時，還會影響碳水化合物的輸出，致使植物固碳能力降低[29]；植物在NO2污染環(huán)境下，凈光合速率下降，引起植物固碳能力降低[30]。

1.3.3綠地面積。葉面積是光合強(qiáng)度與呼吸強(qiáng)度計算的重要參數(shù)之一，從區(qū)域整體角度考慮，園林綠地固碳能力的主要因素是綠地面積和綠地覆蓋率，綠地固碳能力隨綠地面積的變化而變化，綠地固碳量與綠地面積呈正相關(guān)[31]。綠地面積越大，綠地覆蓋率越高，則園林綠地固碳能力越強(qiáng)。

2園林綠地土壤碳匯

土壤為植物生活提供必需的營養(yǎng)和水分，是植物生長的基質(zhì)，也是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量交換的重要場所。其有機(jī)質(zhì)碳存儲量的較小變化會對園林綠地固碳量產(chǎn)生顯著影響。

園林綠地碳庫主要是植物碳庫和土壤碳庫，其中土壤碳含量高出植被碳含量數(shù)倍以上，是園林綠地的主要碳庫。北京城區(qū)園林綠地的總凈碳儲量為371.16萬t，平均92.46 t/hm2，其中植物的凈碳儲量88.82萬t，平均22.10 t/hm2，而土壤碳儲量為282.31萬t，平均70.33 t/hm2，土壤碳含量是園林植物碳含量的3.18倍，占總量的77.9%[32]；廣州綠地土壤碳儲量為1 232.8萬t，是綠地植物碳儲量的9.3倍[33]；芝加哥居住區(qū)內(nèi)土壤碳儲量約為植被碳儲量的3.8倍，占總碳儲量的78.7%[34]。

2.1土壤碳儲量測定

2.1.1土壤碳儲量的現(xiàn)狀。運(yùn)用土壤剖面或鉆土法采集樣本，用干燒法或重鉻酸鉀-硫酸氧化法測定有機(jī)碳的含量[35-36]。再由點到面，建立擬合模型，計算出一定區(qū)域范圍碳儲量[37]。

2.1.2土壤碳儲量的變化。土壤碳儲量的變化由土壤中碳輸入與碳排放2個因素造成，可測出2個不同時刻的土壤碳含量，根據(jù)其差值來反映土壤碳含量的變化，2個時刻間隔的時間越長，其變化越能代表變化的平均趨勢，結(jié)果越可靠。空間變異性大的碳庫和碳儲量大而相對變化速率較小的碳庫，要求較長的監(jiān)測間隔時間[38]。

2.2土壤碳含量分布特征

研究表明，在城市中心區(qū)、郊區(qū)與農(nóng)村土壤碳含量存在差異，沿城鄉(xiāng)梯度帶呈下降趨勢，即土壤碳含量與距離城市中心的距離有一定相關(guān)性。美國紐約市櫟樹林地表層土壤（0～10 cm）碳含量沿城鄉(xiāng)梯度呈逐漸下降趨勢，與到城市中心的距離存在一定的相關(guān)性[39]；巴爾的摩市居住區(qū)草坪與郊區(qū)天然森林0～100 cm土層碳含量，城區(qū)是郊區(qū)的1.5倍[40]；美國菲尼克斯中心區(qū)、郊區(qū)與農(nóng)村地區(qū)在同一植被下土壤碳含量存在差異，石炭酸灌木（Larrea tridentata）叢下表層土壤（0～10和10～20 cm）碳含量比郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)土壤碳含量高，分別是郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)的2～4倍，沿城村梯度有呈下降趨勢[41]；科羅拉多州的城區(qū)草坪土壤（0～30 cm）碳含量比天然矮草草原土壤碳含量高45%[42]。我國城市中心、郊區(qū)與農(nóng)村地區(qū)土壤碳含量也存在差異，城區(qū)土壤碳儲量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。杭州城區(qū)、近郊和遠(yuǎn)郊區(qū)表層土壤（0～10和0～100 cm）碳含量相比較，城區(qū)土壤碳含量約為近郊與遠(yuǎn)郊區(qū)農(nóng)業(yè)土壤碳含量的4.3和5.7倍[43]。經(jīng)過對比分析研究，造成三者差異的原因在于土地利用格局及土壤改造過程不同，引起土壤理化生物性質(zhì)產(chǎn)生了重要變化[44-45]，造成土壤碳含量存在一定差異。

園林綠地土壤碳含量在垂直方向上表現(xiàn)出遞減規(guī)律，即隨土層深度的增加，土壤碳含量隨之遞減[46-48]。長沙城市森林土壤表層碳含量最高，隨著土層深度的增加而遞減，平均密度是84.8 t/hm2[49]。上海市區(qū)綠地土壤表層（0～10 cm）碳密度為319.8 t/hm2，土壤10～20 cm碳密度為230.8 t/hm2，明顯表現(xiàn)出隨深度的增加土壤碳含量逐漸減小[50]。美國丹佛市草坪表層土壤（0～10 cm）碳含量分別是地表下深度10～20和20～30 cm土壤碳含量的1.5和3.0倍[51]。以上結(jié)論的形成主要是該區(qū)域受人為擾動程度低，但是城市土地利用頻繁變換，土壤常常會受到人類活動的強(qiáng)烈擾動，反復(fù)被翻動和覆蓋，使以前的表層土壤被掩埋至下層，導(dǎo)致下部土壤碳含量較高[52-53]。德國斯圖加特市受到人為擾動大的居住區(qū)和公園土壤深層土壤碳含量較高[54]。羅斯托克市淺層土壤（10～27 cm） 和深層土壤（50～75 cm）的碳含量相比，淺層土壤碳含量為3.0 g/kg，而深層土壤碳含量為114.9 g/kg[55]。我國學(xué)者對綠地土壤養(yǎng)分特征進(jìn)行研究，也得出了類似結(jié)論[56]。

2.3土壤碳含量變化的影響因素

碳以有機(jī)和無機(jī)的形式儲存于土壤中，土壤成為城市綠地龐大的碳儲庫，是城市綠色碳匯的重要組成部分。影響園林綠地土壤碳含量的主要因素有氣候因子、植被類型、綠地類型、人為干擾、綠地建造時間等。

2.3.1氣候因子。作為環(huán)境因子組成部分的氣候因子，直接影響土壤碳的蓄積與輸出過程，在此過程中起主要作用的是溫度和水分[57]。土壤碳含量隨年均氣溫變化而有所改變，當(dāng)氣溫低于10 ℃，年均氣溫≤5 ℃時，土壤碳平均含量為（22.49±11.20） g/kg，年均氣溫5～10 ℃時，土壤碳平均含量為（9.18±3.60） g/kg，表現(xiàn)為土壤碳含量隨氣溫的升高而降低；當(dāng)氣溫高于10 ℃，年均氣溫10～15 ℃時，土壤碳平均含量為（7.65±4.18） g/kg，年均氣溫15～20 ℃時，土壤碳平均含量為（14.72±6.70） g/kg，表現(xiàn)為土壤碳含量隨氣溫的升高而增加；當(dāng)氣溫高于20 ℃時，土壤碳含量隨氣溫的升高變化不大[58]。土壤水分會影響其通氣性，對土壤碳的礦化分解和外源碳的降解產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響土壤碳含量。有學(xué)者對新西蘭不同氣候條件的土壤與碳標(biāo)注的黑麥草進(jìn)行培養(yǎng)試驗，結(jié)果表明，土壤濕度是影響碳分解周轉(zhuǎn)的主要因素[59]。

2.3.2植被類型。土壤與植被關(guān)系密切，土壤在為植物生長發(fā)育提供必需的營養(yǎng)物質(zhì)的同時，植被的有機(jī)殘體在土壤生物的作用下形成土壤有機(jī)質(zhì)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)、纖維素和半纖維素、木質(zhì)素在不同植被中構(gòu)成比例不同，植被的有機(jī)殘體在土壤中分解速率、分解產(chǎn)物及轉(zhuǎn)化途徑存在差異，導(dǎo)致不同植被類型的綠地土壤碳含量差異較大[58]。在多種多年生草類混合種植的土壤中，碳含量的平均值要比單一類型植被土壤碳含量高5～6倍，如果加入暖季型草，可使土壤的固碳能力提高193%，加入豆類植物，使土壤的固碳能力提高522%[60]。

2.3.3綠地類型。不同功能的城市綠地土壤碳含量存在較大差異，沒有一致規(guī)律。美國巴爾的摩市的公共機(jī)構(gòu)區(qū)及低人口密度的居住區(qū)、公園草坪表層土壤（0～15 cm）碳含量差異較大，居住區(qū)綠地土壤碳密度為122.0 t/hm2，而公園草坪土壤碳密度為99.0 t/hm2[61]。上海綠地土壤碳含量由大到小依次為公園綠地、街道綠地、道路綠地[62]；鄭州綠地土壤碳含量由大到小依次為公共設(shè)施綠地、公園綠地、居住綠地、街道綠地[63]；南京市表層土壤碳含量由大到小依次為街道綠地、公共設(shè)施綠地、居住綠地、公園綠地[64]。

2.3.4人為干擾。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，自然植被或農(nóng)業(yè)用地面積大幅減少，被城市建設(shè)用地所取代。在對城市建設(shè)用地規(guī)劃與建設(shè)時，經(jīng)過清表、翻動、挖除、回填、覆蓋等工序，土壤的層次與結(jié)構(gòu)受到人為改變，土壤碳匯能力得到增強(qiáng)，使土壤碳含量具有明顯的富集特征[65-66]。0～10 cm土層中，福州市區(qū)人工管理綠地土壤碳含量明顯高于自然綠地[67]；福州沿江蘆葦濕地改建為片林、草坪后，土壤碳含量分別提高了72.0%和94.8%[68]；美國奧克蘭和芝加哥的土壤碳含量與建成前比較，分別提高了4.0%和6.0%[61]。

2.3.5綠地建造時間。園林綠地土壤碳含量受其建造時間的長短影響較大。園林綠地建造時間越長，根深葉茂的高大喬木就會越多，與自然群落會更加接近，群落郁閉度高，植被下的土壤環(huán)境經(jīng)常保持濕潤，大大增強(qiáng)微生物分解枯枝落葉的活性，因此，土壤碳密度越高，碳含量越大。

3展望

當(dāng)前，城市化進(jìn)程的加快引起碳排放量的增加，受到全球的普遍關(guān)注。但在碳排放研究進(jìn)程中，園林綠地碳循環(huán)研究仍處于發(fā)展階段，尚未引起人們的足夠重視，園林綠地的碳排放和碳匯尚未納入國家碳排放清單中。國內(nèi)外眾多學(xué)者對園林綠地碳循環(huán)進(jìn)行了研究，取得了豐富的研究成果，為后續(xù)研究奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。但其中部分研究成果與園林綠地碳循環(huán)的結(jié)合并不十分緊密，如現(xiàn)有的園林綠地碳循環(huán)模擬直接使用自然或農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模型，未建立符合綠地自身特征及影響因子的碳循環(huán)模型，難以預(yù)測受到人類活動強(qiáng)烈干擾的城市園林綠地對環(huán)境變化的響應(yīng)。園林綠地碳循環(huán)仍是許多學(xué)科研究的前沿?zé)狳c，還需要廣大學(xué)者繼續(xù)加強(qiáng)研究，充實研究成果，充分發(fā)揮園林綠地在溫室氣體減排、水文調(diào)節(jié)中的作用，積極應(yīng)對氣候變化。針對園林綠地碳循環(huán)研究諸多的薄弱環(huán)節(jié)，今后應(yīng)拓展研究內(nèi)容：

（1）園林綠地系統(tǒng)碳循環(huán)機(jī)制。園林綠地碳庫的碳循環(huán)是動態(tài)變化的過程，在探討園林綠地碳庫與生物物理因子的關(guān)系時，要深入探究其生理機(jī)制，通過物理、化學(xué)和生物反饋機(jī)制來認(rèn)識碳循環(huán)與氣候變化、生態(tài)系統(tǒng)、人類活動的相互作用與影響過程，預(yù)測氣候變化及由此引起的后續(xù)響應(yīng)。

（2）構(gòu)建園林綠地碳循環(huán)模型。園林綠地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)是一個復(fù)雜的過程，受氣象因子、植被、土壤生產(chǎn)力及管理技術(shù)等多種因子的影響和制約，再加上人力、物力、財力和生長周期等因素的限制，僅僅依靠試驗和觀測數(shù)據(jù)難以獲得全面、更有說服力的結(jié)論。從碳的形態(tài)（無機(jī)碳—有機(jī)碳—無機(jī)碳）、碳的貯存地點、碳含量變化與影響因子的關(guān)系構(gòu)建模型，對園林綠地固碳潛力和固碳持續(xù)期進(jìn)行量化，簡化試驗過程、加快研究進(jìn)度、縮短研究周期，為定量預(yù)測園林綠地固碳持續(xù)期、飽和容量及潛力提供科學(xué)依據(jù)。

（3）園林綠地碳庫受到強(qiáng)烈的人為干擾，同時又可以在較短的時間尺度上進(jìn)行人為調(diào)節(jié)。在園林綠地進(jìn)行各種人為干擾控制試驗，深入探究不同人為干擾活動及其強(qiáng)度對綠地碳庫的影響；從不同的時間和空間尺度上探討園林綠地碳含量變化的特征和強(qiáng)度，從整體和系統(tǒng)的角度確定不同尺度區(qū)域影響碳固定及變化的因子，為調(diào)控園林綠地碳循環(huán)及對全球氣候變化的效應(yīng)提供科學(xué)依據(jù)。

（4）園林綠地碳庫的穩(wěn)定性維持機(jī)制。運(yùn)用土壤碳含量的相對年變幅（relative annual increment，RAI）及年平均變化率（RAI絕對值）表達(dá)園林綠地碳庫每年的平均變化狀態(tài)及水平，獲取園林綠地固碳量到達(dá)峰值的時間，以及何時達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)，即關(guān)注何時碳含量變化趨近于常數(shù)，從而探討園林綠地碳庫的穩(wěn)定性維持機(jī)制。

（5）土壤碳循環(huán)過程與土壤水環(huán)境的耦合關(guān)系。在生物地球化學(xué)學(xué)術(shù)思想的指導(dǎo)下，將土壤碳循環(huán)過程與土壤水環(huán)境耦合關(guān)系緊密結(jié)合，是當(dāng)前綠地涵養(yǎng)水源及海綿城市研究與建設(shè)背景下的一種創(chuàng)新的研究途徑。目前所倡導(dǎo)的海綿城市，目的是使城市“彈性適應(yīng)”環(huán)境變化和自然災(zāi)害，強(qiáng)調(diào)對城市原有生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)、生態(tài)恢復(fù)與修復(fù)、低影響開發(fā)，從加強(qiáng)城市綠化、推廣透水性鋪裝和強(qiáng)化雨水生態(tài)管理等途徑，提高城市透水率。但忽略了在雨水徑流過程中經(jīng)過的土壤對水質(zhì)的影響，土壤有機(jī)碳在很大程度上影響著土壤結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定性、土壤的持水性能和植物營養(yǎng)的生物有效性以及土壤的緩沖性能和土壤生物多樣性等，緩解和調(diào)節(jié)與土壤退化及土壤生產(chǎn)力有關(guān)的一系列土壤過程。因此，在對園林綠地土壤碳循環(huán)研究過程中，加強(qiáng)自然梯度下土壤水含量及質(zhì)量的監(jiān)測分析，研究土壤有機(jī)碳含量與水質(zhì)量和大氣氣體組成之間的關(guān)系，明確土壤有機(jī)碳含量對環(huán)境的調(diào)節(jié)效應(yīng)，探討土壤性狀與水生態(tài)效應(yīng)的關(guān)系，明確園林綠地土壤碳循環(huán)與土壤水環(huán)境耦合關(guān)系，為實現(xiàn)通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”6個要素對雨水綜合管理提供理論依據(jù)。

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