市域生态空间碳汇功能实现途径

 

 

市域生态空间包括防护林地、湿地、自然保护区等重要自然生态要素。相较于人工生态空间，自然生态空间的碳储存能力更强[45]。Nowak等[28]对美国城市树木碳储量的研究表明，森林树木的平均碳密度是城市树木的平均碳密度的2倍。保护现存各类生态要素碳储存量，减少人为土地利用变化造成的碳排放量是强化区域碳汇的基础[46]。

 

市域生态空间碳汇功能变化主要受到自然因素和土地利用变化的影响，其中人类活动导致的土地利用变化是城市碳源、碳汇空间产生异质性的关键因素[47]。当土地覆被类型转变，尤其是自然地表转化为不透水人工地表时，地上植物生物量和土壤状态便会发生变化。植物被砍伐替换的同时，地上植物生物量快速下降，土壤温度、水分含量、pH值等发生变化，土壤呼吸作用和有机碳组成随之变化，从而导致土壤碳储量降低[48]。研究表明，城市建设用地固碳能力较弱，以不透水表面为特征的城市建设用地阻碍了土壤直接和间接的固碳能力过程[49]。

 

此外，土地覆被转化过程会对生态空间碳汇效应产生持续影响。土地覆被转化过程产生的微小且持续的土壤碳释放量也会对土壤碳固定效应的发挥产生显著影响[50]。即使土地覆被类型转化不彻底，其过程对碳汇效应的影响也非常显著[51]。

如在城市边缘乡村被城市居住区取代的城市化过程中，场地原有树木被砍伐的同时通常会栽植符合项目开发要求的树木，伴随原有生态系统被破坏，场地内碳储存量快速丢失。即使新栽植的树木在成长中会不断固定碳，但相比破坏现有树木带来短期大量碳储存释放，新栽植的树木恢复原有碳储存量会滞后很长时间[52]。而且，被破坏的生态系统所产生的相对损失的可逆性还存在不确定性[50]。

 

 

通过大量恢复并增加绿色生态空间面积以提升区域生态系统固碳能力的做法存在争议，并且其往往受到经济社会发展要求等客观条件限制而无法实现[53]。Vaccari等[54]针对意大利佛罗伦萨市的研究表明，仅通过增加绿色生态空间面积来抵消城市CO2总排放量的方式将占用整个城市甚至更多土地。尽管如此，研究表明优化城市景观格局将促进减排增汇，如冯源等[55]分析了重庆市渝北区景观格局变化对城市碳收支空间异质性特征的影响，认为调整土地利用结构、节约土地资源、提高土地资源利用效率等方式有助于减排增汇。

 

识别城市碳源、碳汇关键节点和区域，通过优化生态系统质量或土地利用空间结构构建绿色生态空间碳汇格局，是市域尺度下碳汇提升的重要途径。汤煜等[56]揭示了沈阳市地上碳储量空间分布特征，并从调整植被覆盖度视角出发针对性提出碳汇提升策略。Robinson等[57]针对美国密歇根州人为活动导致的景观破碎化研究表明，当景观破碎化程度增加（即边缘面积比率指标升高），研究区碳储量随之以近似对数函数的形式增长。