城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間的碳匯功能評估
——以北京市延慶縣為例

賴瑾瑾

（上海環(huán)境能源交易所,上海200083）

城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間的碳匯功能評估
——以北京市延慶縣為例

賴瑾瑾

（上海環(huán)境能源交易所,上海200083）

通過研究林地、水稻田、園地、草地、濕地和城市綠地六類綠地的碳源排放/匯清除,構建城鄉(xiāng)生態(tài)綠地的碳匯功能評估模型,并以北京市延慶縣為例,對城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間的碳匯能力進行量化評估.結果表明：2010年延慶縣城鄉(xiāng)生態(tài)綠地的碳排放總量為0.06萬tCO2e,匯清除總量為135.20萬tCO2e,凈匯清除量為135.14萬t CO2e.研究結果將有助于深入理解生態(tài)綠地空間的碳匯功能,為實現(xiàn)城鄉(xiāng)綠地空間的合理布局、推進低碳城市建設提供科學依據(jù).

綠地；低碳；碳匯；碳源

全球碳循環(huán)是地球上最主要的生物地球化學循環(huán),它支配著地表系統(tǒng)中其他的物質(zhì)循環(huán),深刻影響著人類的生存環(huán)境[1].全球和區(qū)域碳循環(huán)已成為宏觀生態(tài)學核心研究內(nèi)容之一.碳循環(huán)研究的一個核心議題是研究碳源和碳匯的大小、空間分布及其變化.化石燃料使用、工業(yè)生產(chǎn)和毀林開荒等社會經(jīng)濟活動向大氣排放大量CO2,是主要的碳源（carbon source）；海洋、森林、濕地和草地等自然生態(tài)系統(tǒng)通過光合作用,從大氣中吸收CO2,是天然的碳匯（carbon sequestration）.人為排放的CO2在大氣、海洋和陸地生物圈之間進行交換,全球碳循環(huán)處于平衡狀態(tài)[2-3].

隨著城市化進程加快,大氣中的CO2體積分數(shù)迅速增加,全球生物圈的碳平衡已受到顯著干擾[4].城市作為人類活動的主要棲息地和工業(yè)聚集地,是碳排放源頭的集中區(qū)；另一方面,林地、園地、濕地、草地和城市綠化樹木等綠地空間,是城鄉(xiāng)復合生態(tài)系統(tǒng)中的天然碳匯,能夠有效地削減經(jīng)濟活動產(chǎn)生的CO2排放效應,降低城鄉(xiāng)排入大氣的CO2總量.對城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間的碳匯功能進行定量評價,能夠為在城鄉(xiāng)規(guī)劃中合理布局生態(tài)綠地、最大限度發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能、促進城鄉(xiāng)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)碳氧收支平衡提供科學依據(jù).

目前,國內(nèi)外已有很多學者和機構在從事生態(tài)系統(tǒng)的碳源排放/匯清除研究.研究指出1980年代歐洲大陸的陸地生態(tài)系統(tǒng)吸取了其工業(yè)碳源的7%～12%[5].美國在1980年代的陸地生態(tài)系統(tǒng)吸取了工業(yè)碳源的30%～50%[6].政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC）于2000年指出,通過有效土地管理全球在2010-2040年間每年可減低大氣碳量約1.027×106～2.235×106t,當中植林的碳匯功能為3.1 tC/（hm2·a）[7].IPCC還編撰了《2006年國家溫室氣體排放清單指南》,為各國計算社會經(jīng)濟過程的碳源排放和碳匯清除提供了標準方法體系[8].我國學者也從國家、地區(qū)和城市層面,對生態(tài)系統(tǒng)的碳源/匯功能進行了大量研究工作[9-12].

本文采用IPCC溫室氣體排放清單的方法框架,結合國內(nèi)已有研究成果,建立起與中國城市規(guī)劃建設體系相匹配的城鄉(xiāng)生態(tài)綠地碳源/匯定量評價方法體系.并以北京市延慶縣為例,進行了方法實際應用分析.

1 研究方法

《2006年國家溫室氣體排放清單指南》把碳源排放/匯清除估算分為幾大部門分別進行：能源、工業(yè)過程、農(nóng)業(yè)林業(yè)和其他土地利用、廢棄物和其他.其中,生態(tài)綠地空間屬于“農(nóng)業(yè)林業(yè)和其他土地利用”部門[8].對于各部門,碳源/匯的基本估算方法為：

式中：AD為有關人類活動發(fā)生程度的數(shù)據(jù)；EF為單位人類活動的碳源排放/匯清除因子.

對于生態(tài)綠地空間,碳源/匯的估算方法為：

根據(jù)《2006年國家溫室氣體排放清單指南》對于用地類型的劃分,結合我國土地利用規(guī)劃和城市規(guī)劃體系的用地類型分類,將城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間劃分成林地、水稻田、園地、草地、濕地以及城市樹木六類,分類評估碳源排放和碳匯清除.城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間碳源/匯功能評估框架見圖1.其中,水稻田是溫室氣體排放源頭（排放甲烷）；林地、園地、草地和城市樹木均吸收溫室氣體,是碳匯；濕地既是CO2的匯（通過濕地植物的光合作用吸收大氣中的CO2將其轉化為有機質(zhì)）,又是溫室氣體的源（土壤中的有機質(zhì)經(jīng)微生物礦化分解產(chǎn)生CO2和在厭氧環(huán)境下經(jīng)微生物作用產(chǎn)生CH4）,但總體上清除量大于排放量,是碳匯.因此,碳源排放計算主要考慮水稻田排放,通過計算水稻田面積及甲烷排放因子推算碳排放量；匯清除計算主要考慮林地、園地、草地、濕地和城市樹木的匯清除量,通過各類用地的面積及匯清除因子推算總匯清除量.

圖1 城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間碳排放/清除評估框架Fig.1 Assessment framework ofgreen spaceecology carbon emissions/removals in urban

除城市樹木之外,林地、水稻田、園地、草地和濕地的面積是指其實際用地面積；城市樹木面積是指城市綠化用地中的喬木樹冠覆蓋面積,該數(shù)據(jù)反映了城市綠化用地內(nèi)能夠真正產(chǎn)生碳匯清除作用的綠容量.各類生態(tài)綠地碳排放/清除因子的參考值及數(shù)據(jù)來源見表1.采用公式（2）計算每類生態(tài)綠地的年度碳排放/清除量,將計算結果加和得到各類生態(tài)綠地的年度總碳匯量（tC）,再乘以系數(shù)44/12即可換算成CO2當量（tCO2e）.

表1 各類生態(tài)綠地的碳排放/清除因子Tab.1 Carbon emission/removal factors foreach typeofecologicalgreenland

2 研究區(qū)域概況

延慶縣地處北京市西北部,三面環(huán)山一面臨水,是首都西北重要的生態(tài)屏障（見圖2）.延慶縣域總面積1 993.75 km2,其中,山區(qū)面積占72.8%,平原面積占26.2%,水域面積占1%.延慶縣先后實施風沙源治理、清潔小流域、水源保護綜合整治、荒山荒灘綠化等造林工程,營造了樹種多樣和功能完備的森林生態(tài)體系,縣域林木覆蓋率達到71%,自然保護區(qū)面積占縣域總面積的26%,生態(tài)資源條件居郊區(qū)前列,是北京名副其實的碳匯基地.

圖2 延慶縣區(qū)位圖Fig.2 Yanqing Countymap

根據(jù)延慶縣國土局和北京市規(guī)劃院提供的數(shù)據(jù),延慶縣域內(nèi)各類生態(tài)綠地的面積見表2.

表2 2010年延慶縣各類生態(tài)綠地的面積Tab.2 Areaofeach type ofecologicalgreenland in Yanqing in 2010 hm2

3 結果與分析

3.1 延慶縣生態(tài)綠地的碳匯總量

2010年延慶縣生態(tài)空間的碳排放總量為0.06萬tCO2e,匯清除總量為135.20萬tCO2e,凈匯清除量為135.14萬tCO2e,是同年度延慶縣城鎮(zhèn)建筑能耗的碳源排放量（78.1萬tCO2e）的1.73倍.即延慶縣城鄉(xiāng)生態(tài)空間除吸納延慶縣域內(nèi)所有建筑能耗（包括照明、采暖、空調(diào)等）所產(chǎn)生的碳源排放之外,還能產(chǎn)生大量碳匯.

各類城鄉(xiāng)生態(tài)綠地的碳匯比例見圖3.由于林地面積最大,并且單位面積林地的碳匯能力較強,林地的匯清除量所占比例最高.

圖3 2010年延慶縣各類生態(tài)綠地的碳匯量所占比例Fig.3 Variouscarbon sinksofeach typeofecologicalgreenland in Yanqing in 2010

3.2 延慶縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)綠地的碳匯量

各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的碳匯量見圖4.其中,千家店鎮(zhèn)和張山營鎮(zhèn)由于擁有大片林地（林地面積分別占延慶縣所有林地面積的23.91%和14.07%）,碳匯量最高.沈家營鎮(zhèn)和延慶新城因城市開發(fā)建設強度大,林地面積很小（僅占延慶縣所有林地面積的0.27%和0.49%）,碳匯量最低.

圖4 2010年延慶縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的碳匯量Fig.4 Carbon sinksofeach township in Yanqing in 2010

4 結論

本文在對國內(nèi)外研究充分調(diào)研的基礎上,采用IPCC溫室氣體排放清單的方法框架,結合國內(nèi)已有研究數(shù)據(jù),建立起適合中國城鄉(xiāng)規(guī)劃體系的生態(tài)綠地空間的碳源/匯定量評價方法,并以北京市延慶縣為例進行了實際應用.計算結果表明：城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間具有天然碳匯功能,能夠有效地削減人類經(jīng)濟活動造成的碳源排放,有助于維持碳循環(huán)平衡.其中,林地的碳匯功能起主導作用.因此,在進行城鄉(xiāng)空間規(guī)劃時,保護天然林地,合理布局綠地空間,對于增強城鄉(xiāng)生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能、應對氣候變化挑戰(zhàn)具有重要意義.

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（責任編輯：鄧天福）

Ecological assessment of carbon sink in urban green space：

Case study of Beijing Yanqing County Lai Jinjin
（ShanghaiEnvironmentand Energy Exchange,Shanghai200083,Chin a）

By studying the carbon emissions/removals of six types of greenland,including forest,rice fields,garden, meadows,wetlands and urban green space,the urban and rural ecological greenland carbon sink assessmentmodel has been built.The carbon sink capacity has been calculated based on thismodel in Yanqing County,Beijing.The results showed that：Yanqing rural ecological green carbon emissions was 600 t CO2e,removals total was 1 352 000 t CO2e, the net carbon sinks was 1 351 400 tCO2e in 2010.This article will help us to understand ecological green space carbon sink,and provide a scientific basis for the realization of rational distribution of urban green space and promoting low-carbon urban construction.

greenland；low-carbon；carbon sink；carbon source

TU98

A

1008-7516（2013）04-0030-05

10.3969/j.issn.1008-7516.2013.04.008

2013-06-21

賴瑾瑾（1984-）,女,河南潢川人,碩士,助理工程師.主要從事生態(tài)系統(tǒng)的服務與功能研究.