小尺度绿地碳排放和碳汇比较与优化策略

 

 

经比较可知，南门花园的景观全生命周期第一年的年碳排放量为 19 482.29 kg，景观全生命周期年固碳量为 15 975.49 kg，大约到植物群落稳定后两年达到碳平衡；而图书馆绿地的景观全生命周期的第一年的年碳排放量总计为 15 860.64 kg，景观全生命周期年固碳量为 882.97 kg，达到碳平衡需要 17.9 年。

 

从景观全生命周期的各个阶段来看，在材料生产阶段，上述 2 块小尺度绿地的年碳排放量相差不多，这是由于目前对材料的生产与使用还没有一个明确的低碳策略，国内对于材料生产方面减少碳排放的研究较少；在景观建造阶段，碳排放大多来自运输能耗，2 块绿地都采用市内运输，所以运输方面的碳排放没有较大差异；在景观日常使用阶段，照明设施的使用情况对碳排放有很大影响，图书馆绿地对于照明需求较高，所以产生的碳排放更多。经对比得知，南门花园高固碳植物群落第一年的碳汇量为 15 975.49 kg，图书馆绿地为 882.97 kg，南门花园的碳汇量约是图书馆绿地的 18 倍（表 7）。

 

 

景观设计过程虽然不产生碳排放和碳汇，但低碳设计原则可以指导整个设计过程，对景观全生命周期的碳排放与固碳过程起决定性作用。在设计中以低碳低维护为核心策略，选择低碳耐用材料，减少不必要的硬质面积，平衡游憩与碳汇减排功能，并且应就近选择建造材料[22]，减少景观施工阶段碳排放；在植物配置方面应优先乡土植物，以减少景观维护管理阶段的修剪和灌溉等维护措施及能源消耗（图 4）。

 

 

植物的选择关系到城市绿地建成后其碳汇量的大小，因此应以关中地区高固碳植物名录及乡土植物名录为依据，结合植物群落设计理论和生态学竞争 - 胁迫耐受 - 传播定植（competitor-stress tolerator-ruderal, CSR）策略等相关理论，开展西北半干湿地区高固碳植物群落模式设计。

 

植物固碳是景观全生命周期碳汇的主要途径，本研究 2 块样地所选取的植物类型皆为地被，但南门花园植物群落约是图书馆绿地年固碳量的 18 倍。经综合分析得出以下结论：

 

1）在植物选择方面，应增加乡土植物的应用，形成相对稳定的植物群落，使固碳效益最大化；

 

2）在植物配置方面，景观植物种群组合形成的植物群落的固碳效益高于单一植物种植，所以适宜的植物配置模式对于增加植物碳汇很重要。

 

植物群落的固碳能力取决于植物群落生态稳定性，本研究参照西北地区稳定性高的原生地被植物群落的结构，对样地进行植物配置。按照低维护、多样性、生态性、美观性的原则构建植物群落，将具有不同固碳能力的植物进行搭配，以达到更高的固碳效益，同时，低维护的设计又能减少后期养护产生的碳排放[23-24]。通过样地实验，最后形成了 6 种西北地区高固碳植物群落配置模式（表 8、图 5）。其垂直结构一般为 2~3 层，物种数为 3~6 种，并使群落形成互利共生的稳定种间关系[25-27]。

 

5  结语

 

在“双碳”目标驱动下，如何遵循绿色低碳理念，在城市有限的绿地空间条件下实现“碳中和”目标，提升城市绿地植物固碳效益，成为新时代景观营造必须思考和解决的科学问题。考量景观全生命周期中碳排放和碳汇的平衡状况，是低碳景观营造的重要检验标准。这为城市小尺度绿地低碳设计以及低碳草本植物群落配置提供了科学依据。