王 芳

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030032）

根據(jù)國際能源署的報(bào)告，2018年全球碳排放量達(dá)到歷史新高，且研究機(jī)構(gòu)根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)推算，中國碳排放量達(dá)100億t，比2017年增長2.5%；美國達(dá)54億t，比2017年增長3.1%[1]。目前中國面臨的巨大挑戰(zhàn)之一是如何降低碳排放量。

2016年7月，交通部下發(fā)了《關(guān)于實(shí)施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》，明確綠色公路建設(shè)目的與任務(wù)。綠色公路，是基于全球氣候變暖的背景下，低碳理念在公路領(lǐng)域中的具體體現(xiàn)。公路運(yùn)輸是交通運(yùn)輸體系中重要組成部分，而道路中車輛是主要的碳排放源之一。因此，發(fā)展“低碳公路”是減少溫室氣體排放、緩減氣候變化的重要控制環(huán)節(jié)。綠化樹種是生態(tài)系統(tǒng)重要的天然屏障，是最環(huán)保、成本最低的碳匯。因此，在高速公路景觀設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)鍵是選擇合適的綠化樹種，設(shè)計(jì)者不僅要考慮“三季有花、四季有綠”的景觀效果，更重要的是最大限度地發(fā)揮綠色植物的生態(tài)功能，提供更多的碳匯資源和效益，真正實(shí)現(xiàn)公路“綠色、低碳、環(huán)?！保瑸榈吞冀煌ㄌ峁┛尚械耐緩?。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

植物碳匯是指植物通過光合作用，吸收大氣中的CO2，將碳固定在植物和土壤中，從而減少大氣中CO2的濃度。公路是CO2高排放區(qū)域，通過種植綠化植物，不但可以降低噪聲，美化環(huán)境，還可以減少CO2濃度，達(dá)到節(jié)能減排的作用。植物是唯一能夠提供自身固碳效應(yīng)的天然的巨型“固碳工廠”。

國外研究者對(duì)不同領(lǐng)域的碳源、碳匯等方法進(jìn)行了不同程度的研究。Sedjo[2]估計(jì)了森林的固碳量，發(fā)現(xiàn)1 m3的木材大約可吸收0.26 t的碳。Keeling等[3]認(rèn)為植物的光合作用影響碳儲(chǔ)量，而影響植物光合作用的因素有很多，如生理形態(tài)、耐陰性等。通過研究表明：喜光植物的固碳釋氧能力比耐陰樹種大。

國內(nèi)學(xué)者也做了大量研究。王麗勉等[4]通過對(duì)151種綠化樹種的光合作用進(jìn)行研究，結(jié)果表明：影響植物光合作用的因素有植物氣孔導(dǎo)度、葉片溫度等。王芳[5]通過測定天津市29種常見綠化樹種的光和速率與葉面積指數(shù)，對(duì)其低碳效益進(jìn)行了定量測定，研究表明：不同樹種不同時(shí)期固碳釋氧能力不同。孫振幫等[6]對(duì)沈陽市不同綠化樹種固碳釋氧及滯塵能力進(jìn)行了連續(xù)兩年的研究，得出基于固碳釋氧效益跟滯塵能力的植物配置模式。目前，針對(duì)山西地區(qū)常見樹種的生態(tài)效益研究較為缺乏，且尚未有研究將固碳理論應(yīng)用于公路綠化建設(shè)中。

2 山西省高速公路常見綠化樹種的選擇

通過對(duì)山西省高速公路沿線常見樹種進(jìn)行調(diào)查，依據(jù)適宜性、生態(tài)性、經(jīng)濟(jì)性等原則，選取18種常見綠化樹種（毛白楊、國槐、白蠟、垂柳、泡桐、金枝槐、西府海棠、紫葉李、紫葉矮櫻、金葉榆、碧桃、紫丁香、連翹、榆葉梅、珍珠梅、膠東衛(wèi)矛、紫葉小檗、金葉女貞）作為研究對(duì)象。

3 綠化樹種固碳釋氧能力計(jì)算

用便攜式光合測定儀測定植物葉片的瞬時(shí)光合速率，通過光和速率計(jì)算凈同化量，再換算成單位葉面積固碳釋氧量。

根據(jù)查閱已有文獻(xiàn)資料，對(duì)山西省18種常見樹種單位葉面積固碳釋氧能力進(jìn)行借鑒、歸納[7-8]，見表1。

表1 18種常見樹種綠化樹種固碳釋氧能力 g/m2·d

由表1可知，不同綠化樹種不同時(shí)期固碳釋氧量不同，采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)以上樹種進(jìn)行聚類分析，聚類結(jié)果見圖1、圖2。

圖1 喬木單位葉面積固碳釋氧能力聚類分析

通過對(duì)喬木、灌木單位葉面積固碳釋氧能力進(jìn)行聚類分析，將其分為三類，第一類固碳釋氧能力最強(qiáng)，有：泡桐、紫丁香；第二類中等，有：國槐、紫葉李、碧桃、金葉榆、西府海棠、榆葉梅、連翹、膠東衛(wèi)矛、金葉女貞；第三類最弱，有：毛白楊、金枝槐、垂柳、白蠟、紫葉矮櫻、珍珠梅、紫葉小檗。

圖2 灌木單位葉面積固碳釋氧能力聚類分析

4 低碳理念下植物的配置模式

在綠化設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足固碳釋氧的基礎(chǔ)上，植物搭配應(yīng)該注重季相效果，通過合理配置，創(chuàng)造多樣性景觀，提高公路綠化群落整體固碳釋氧能力，營造低碳公路景觀。目前常見的植物配置模式有以下幾種。

a）喬灌草合理配置，有利于充分利用光照，提高單位面積的綠量，提升綠地固碳釋氧能力。有研究表明，從單株植物來看，喬木的固碳能力高于灌木，因?yàn)檎曛参锒裕瑔棠镜木G量大于灌木[9]，并且喬木命長，固碳量大，小型灌木和草本綠量生長較慢，因此，將喬木作為上層樹種，合理搭配中層小喬木和小層灌木，形成豐富的空間綠化層次。

b）常綠植物與彩葉、落葉植物搭配。高速公路綠化要適當(dāng)增加常綠樹種的比例，因?yàn)榍锒敬蟛糠致淙~植物葉片枯落，而常綠植物不僅可以保證秋冬季綠地的固碳釋氧能力，同時(shí)，還可以形成“三季有花、四季有綠”的景觀。

c）速生樹種與慢生樹種搭配種植。植物生長的速度不同，所形成的綠量不同，從而固碳釋氧能力也存在較大差別。研究表明，速生樹種的固碳能力高于慢生樹種[10]。因此在景觀綠化中，為了形成持久的景觀效益與生態(tài)效益，要適當(dāng)考慮速生和慢生樹種的搭配。

5 問題及建議

將低碳理念引入高速公路景觀綠化設(shè)計(jì)中，在進(jìn)行綠化植物篩選時(shí)，不僅要考慮觀賞、適應(yīng)性等因素，還要選擇固碳釋氧能力高的樹種，來提高植物群落的整理固碳能力，目的是最大化地發(fā)揮綠地系統(tǒng)的綜合功能。

本文數(shù)據(jù)是參考已有文獻(xiàn)得來，指導(dǎo)性不足。而且每種樹種的葉面積指數(shù)不同，單位葉面積固碳釋氧量大的樹種，并不能說明生態(tài)效益就高。因此，在以后的研究中，應(yīng)研究單株植物土地面積上固碳釋氧量，用此來衡量綠化植物低碳效益，從而為山西省高速公路低碳樹種選擇提供科學(xué)依據(jù)。

此外，還應(yīng)該對(duì)山西常見樹種滯塵能力、吸收二氧化硫、硫化氫等有毒有害氣體等能力進(jìn)行研究，綠化設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮不同功能，以降低公路汽車尾氣排放的影響，營造低碳植物群落，打造綠色低碳交通。