2021健康人居與未來(lái)城市國(guó)際論壇暨第十一屆園冶高峰論壇于3月28日?qǐng)A滿落幕。在3月27日的公園城市發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)上，沈陽(yáng)建筑大學(xué)原校長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所博士生聯(lián)合導(dǎo)師石鐵矛教授發(fā)表題為《“碳中和”導(dǎo)向下的城市綠地系統(tǒng)碳匯》的演講。他從中國(guó)是碳排放的主要國(guó)家之一入手，闡述了“碳中和”的發(fā)展趨勢(shì)，提出了實(shí)現(xiàn)“碳中和”的方式，并介紹了碳匯效能研究最新成果，對(duì)城市綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)和公園城市建設(shè)具有重要意義。

石鐵矛教授在公園城市發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)上演講

　　一、背景與發(fā)展

　　1 現(xiàn)實(shí)問(wèn)題

　　全球氣候變暖既有人為原因也有自然原因。人為原因是指化石燃料的燃燒以及植被的破壞導(dǎo)致二氧化碳總濃度升高，大氣逆輻射增強(qiáng)，最終導(dǎo)致全球氣候變暖；自然原因是指地球現(xiàn)在處于溫暖的間冰期。未來(lái)到2100年，全球平均氣溫將升高1.4-5.8度，海平面將上升0.09-0.88米。

　　中國(guó)、美國(guó)、歐盟、印度是碳排放的主要國(guó)家，碳排放占比超過(guò)一半。中國(guó)碳排放總量占世界總量27%，總量高于美國(guó)，中國(guó)的人均碳排放水平低于美國(guó)，但與歐盟的水平相當(dāng)。

　　2 低碳城市建設(shè)

　　傳統(tǒng)意義上的城市規(guī)劃側(cè)重于城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)功能和空間形態(tài)。工業(yè)革命后，由人為因素引起的全球氣候變化、資源短缺和生態(tài)退化日益加劇，低碳生態(tài)城市規(guī)劃逐漸被人們重視起來(lái)。低碳生態(tài)城市規(guī)劃的核心是實(shí)現(xiàn)減少溫室氣體排放、更有效地利用資源、保護(hù)生物多樣性和自然環(huán)境三個(gè)目標(biāo)與規(guī)劃實(shí)踐的整合。

　　低碳生態(tài)城市是城市未來(lái)發(fā)展的必然選擇，被稱(chēng)之為“第五次全球產(chǎn)業(yè)浪潮”。低碳城市目前已成為世界各地的共同追求，很多國(guó)際大都市以建設(shè)發(fā)展低碳城市為榮。自從英國(guó)在2003年發(fā)表的藍(lán)皮書(shū)中首先提出了“低碳經(jīng)濟(jì)”的概念后，又陸續(xù)衍生出了“低碳建筑”、“低碳城市”等新概念。丹麥、美國(guó)等國(guó)家也都提出建設(shè)“低碳城市”的口號(hào)。當(dāng)世界聯(lián)合國(guó)氣候大會(huì)在哥本哈根落下帷幕，“低碳生活”成為全球226個(gè)國(guó)家和地區(qū)共同的聲音。

　　3 “碳中和”戰(zhàn)略

　　碳中和（Carbon neutrality）是指企業(yè)、團(tuán)體或個(gè)人測(cè)算在一定時(shí)間內(nèi)，直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量，通過(guò)植樹(shù)造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實(shí)現(xiàn)二氧化碳“零排放”。

　　2020年9月22日，國(guó)家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上鄭重宣布，中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)在2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

　　中國(guó)積極實(shí)施應(yīng)對(duì)氣候變化的國(guó)家戰(zhàn)略，采取了調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、節(jié)能提高能效、推進(jìn)碳市場(chǎng)建設(shè)、增加森林碳匯等一系列措施。“十三五”期間，中國(guó)在應(yīng)對(duì)氣候變化工作方面取得了顯著成效。

　　2021年3月15日中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議指出, “十四五”是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期、窗口期，要提升生態(tài)碳匯能力，強(qiáng)化國(guó)土空間規(guī)劃和用途管控，有效發(fā)揮森林、草原、濕地、海洋、土壤、凍土的固碳作用，提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯增量。

　　二、實(shí)現(xiàn)“碳中和”的方式

　　1 碳排放來(lái)源分析

　　聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）體系下，一般將直接碳排放的部門(mén)劃分為工業(yè)、電力、建筑和交通四個(gè)行業(yè)。而我國(guó)大部分研究和討論中涉及的碳排放則包括了直接與間接碳排放，甚至部分研究和討論中還涉及了生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放。只有明確了統(tǒng)一的碳排放語(yǔ)境和定義，才可能討論形成統(tǒng)一的行業(yè)碳減排實(shí)現(xiàn)路徑。并且，不同的碳排放來(lái)源，有時(shí)需要運(yùn)用不同的技術(shù)路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)碳中和。

　　2 如何實(shí)現(xiàn)“碳中和”

　　實(shí)現(xiàn)“碳中和”要從減源和增匯兩方面入手。目前，六大碳減排路線分別是源頭減量、能源替代、節(jié)能提效，回收利用、工藝改造、碳捕集。

　　盡管從源頭直接降低碳排放是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰的重要方式，但為了實(shí)現(xiàn)碳中和尚不能止步于此，還需要增加生態(tài)碳匯的強(qiáng)度。2010-2016年中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)年均吸收約11.1億噸碳，吸收了同時(shí)期人為碳排放的45%。

　　城市生態(tài)系統(tǒng)也是陸地生態(tài)碳匯的重要組成部分，通過(guò)對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)存能力的研究，測(cè)算城市各自然生態(tài)要素碳儲(chǔ)量及總碳儲(chǔ)量，明確各自然生態(tài)要素在整個(gè)城市碳儲(chǔ)存過(guò)程中的貢獻(xiàn)度，可以幫助人們了解城市中碳儲(chǔ)存的實(shí)際情況，明確區(qū)域碳收支，對(duì)制定合理碳儲(chǔ)存、改善生態(tài)環(huán)境的政策具有重要意義，為我國(guó)配合世界各國(guó)提出的溫室氣體減排計(jì)劃以及碳交易提供參考數(shù)據(jù)，在城市的低碳生態(tài)規(guī)劃建設(shè)中提供決策參考和科學(xué)借鑒。

　　3 技術(shù)路徑

　　牛津大學(xué)的Ella Adlen 和Cameron Hepburn列出了涵蓋從工業(yè)（如CO2-EOR、合成燃料）到生物（如林業(yè)、土壤固碳）的碳捕集方法。他們認(rèn)為，現(xiàn)在有六種方法很快就能具有成本競(jìng)爭(zhēng)力和盈利能力：CO2化工合成、混凝土建筑材料、CO2驅(qū)油提高采收率、森林碳匯、土壤固碳、生物碳匯。另外四種方法還沒(méi)有成本競(jìng)爭(zhēng)力和盈利能力：二氧化碳燃料、微藻、生物質(zhì)能源CCS（BECCS）、增強(qiáng)風(fēng)化（即強(qiáng)化自然界碳酸鹽巖等吸收大氣中CO2的過(guò)程）。

　　要想提升生態(tài)碳匯能力，需要強(qiáng)化國(guó)土空間規(guī)劃和用途管控，有效發(fā)揮森林、草原、濕地、海洋、土壤、凍土的固碳作用，提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯增量。

　　三、 碳匯效能研究

　　1 城市綠地碳儲(chǔ)量估算及空間分布研究

　　城市綠地碳儲(chǔ)量包括地上碳儲(chǔ)量（Above-Ground Carbon, AGC）和土壤有機(jī)碳（Soil Organic Carbon，SOC）儲(chǔ)量?jī)蓚€(gè)部分。二者分別代表了綠地地表植被和土壤的碳儲(chǔ)量，以沈陽(yáng)三環(huán)內(nèi)區(qū)域?yàn)檠芯繀^(qū)域，利用遙感影像和實(shí)地調(diào)查相結(jié)合，設(shè)立了154個(gè)樣方。提取了沈陽(yáng)市歸一化植被指數(shù)（NDVI）、差值植被指數(shù)（DVI）等數(shù)據(jù)，對(duì)樣方的生物量、土壤化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析。研究建立了沈陽(yáng)城市綠地AGC估算模型計(jì)算沈陽(yáng)市地上碳儲(chǔ)量，采用土壤有機(jī)碳密度計(jì)算公式計(jì)算沈陽(yáng)市土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量。

　　研究結(jié)果表明，沈陽(yáng)城市綠地AGC總量為143.7萬(wàn)噸，沈陽(yáng)三環(huán)內(nèi)綠地SOC儲(chǔ)量為64.38萬(wàn)噸，城市綠地及土壤總碳儲(chǔ)量為208.08萬(wàn)噸。相關(guān)研究表明，沈陽(yáng)市2014年能源消耗的碳排放量大約為3875萬(wàn)噸（Tang et al.,2019），城市綠地總碳儲(chǔ)量占城市碳排放量的5.37%。沈陽(yáng)作為北方典型老工業(yè)城市，受氣候條件和歷史因素的影響，其城市綠地的生態(tài)效應(yīng)相較南方城市要低很多。即便如此，從研究結(jié)果可以看出，沈陽(yáng)市城市綠地對(duì)于城市碳排放也有重要的、不可忽視的固定作用。

　　2 提升綠地碳匯能力優(yōu)化空間布局

　　合理平衡碳源碳匯分布空間，達(dá)到增加城市碳匯固碳量的目的。林地的碳匯能力最強(qiáng)，因此，規(guī)劃的重點(diǎn)在于增加林地的面積。“氧源綠地”模式是指主要為城市碳源提供釋氧固碳、滯塵等功能的大型綠地分布模式，主要分布在城市中心區(qū)周邊，地理位置處于城市上風(fēng)向，分布面積較大，分布種類(lèi)多為喬灌木。“近源綠地”模式主要指分布在城市中心地區(qū)，采取點(diǎn)狀-帶狀相結(jié)合的方式布置綠地的模式，其分布特點(diǎn)是“大范圍分散，小范圍積累” ，規(guī)模大小依照城市中心區(qū)變化而變化。“碳源綠地”即專(zhuān)門(mén)吸收臨近碳源的碳匯綠地，主要是指在靠近碳排放較大的功能區(qū)周邊分布固碳能力強(qiáng)的植被的布局模式，其特點(diǎn)是緊鄰城市功能區(qū)，地理位置處于下風(fēng)向，分散布置。

　　城市綠地碳儲(chǔ)量與綠地面積直接相關(guān)，綠地面積越大碳儲(chǔ)量越高。合理布局綠地空間形態(tài)，建立綠地系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，即能夠調(diào)節(jié)城市微氣候，減少地表徑流，又實(shí)現(xiàn)了增匯的功能。

　　提升綠地碳密度對(duì)于增加城市整體固碳能力非常重要。在植被群落層次上，提升群落密度、豐富群落層次、提高植被群落多樣性；在土壤層次上，通過(guò)增加草本植被的覆蓋面積、保持土壤上方的凋落物以及提高喬木群落郁閉度等措施來(lái)提高土壤的覆蓋，增加土壤碳儲(chǔ)量。