城市濱河帶狀公園綠地生態(tài)服務(wù)功能提升技術(shù)

姜 莎，馬 骉，凌 佳，閻利明，史海云

（張家口市清水河濱河公園管理處，河北 張家口 075000）

綠地生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。本項目通過對濱河綠地進(jìn)行碳足跡指標(biāo)評價研究，旨在探索低排放的濱河生態(tài)功能提升路徑，以滿足生態(tài)城市各種功能需求。為城市中的人們提供更加舒適的城市空間環(huán)境。

1 研究區(qū)域概況

張家口市清水河濱河公園始建于2008年，現(xiàn)綠地面積近100萬m2。公園沿河而建，中心是清水河，兩岸為綠地，這使其在調(diào)節(jié)城市氣候、凈化污染、涵養(yǎng)水源、保持水土、防風(fēng)固沙、減輕災(zāi)害和保護(hù)生物多樣性等方面的作用不可小覷。張家口市清水河濱河公園管理處協(xié)同張家口綠瑯園林綠化工程有限公司特別遴選其中植物豐富、景觀優(yōu)美的具有相對代表性的面積約1萬m2的綠地進(jìn)行拓展性及前瞻性研究。

研究區(qū)域選取清水河濱河公園的戲水廣場（圖1），清雅園總面積6千多m2，園區(qū)內(nèi)部植物群落結(jié)構(gòu)以密植林（郁閉度大于等于80%）和稀樹林（郁閉度小于等于40%）為主，因此將此園區(qū)劃分為2個研究區(qū)域S1和S2，如圖2和表1所示。

表1 研究區(qū)域概況

圖1 研究區(qū)域分布圖

圖2 戲水廣場選取圖

2 理論依據(jù)

本項目研究依托現(xiàn)有碳足跡的概念，碳足跡可分為第一碳足跡和第二碳足跡的計算方法等，本項目主要以第一碳足跡為主。重點拓展濱河帶狀公園“碳足跡”的研究指標(biāo)數(shù)據(jù)并建立生態(tài)服務(wù)功能模型。

3 研究方法與估算

本項目以清水河濱河公園的戲水廣場為樣地進(jìn)行研究，通過實地的測算、資料收集和數(shù)據(jù)估算等方法對公園的碳足跡和影響進(jìn)行研究。預(yù)計將分建3大子模型，分別為碳排放模型、固碳模型和生態(tài)模型。碳排放模型著重構(gòu)建張家口市清水河濱河公園能耗排放指標(biāo)系統(tǒng)。固碳模型著重構(gòu)建張家口市清水河濱河公園植物固碳指標(biāo)系統(tǒng)。生態(tài)模型則著眼未來，為張家口市清水河濱河公園未來的生存與發(fā)展提供超前的技術(shù)指引。

3.1 植物群落碳足跡估算

3.1.1 取樣設(shè)置

本項目選取清水河濱河公園的戲水廣場為測試區(qū)域，將公園區(qū)域分為密植林S1和稀樹林S2兩種，每100 m2樣區(qū)為一組，共計6組，每組選取4個5 m×5 m的正方形樣區(qū)（A1—A4）。對每個方形樣區(qū)內(nèi)所有喬木進(jìn)行調(diào)查，將樣區(qū)內(nèi)對角設(shè)置2個2.5 m×2.5 m的灌木樣區(qū)對灌木進(jìn)行調(diào)查（B1—B2），如圖3所示。

圖3 公園布點示意圖

3.1.2 研究步驟

（1）記錄每個樣方內(nèi)環(huán)境條件、土壤等，按照植物健康狀況1好、2一般和3優(yōu)對植物健康狀況進(jìn)行記錄。

（2）記錄樣方內(nèi)喬木層的數(shù)量、高度、胸徑和冠幅。胸徑測量在樹高1.3 m處，保留2位小數(shù)，東西方向和南北方向?qū)诜M(jìn)行測量。

（3）灌木種類、測量灌木高度、地徑和冠幅及生長狀況。測量方式如測量喬木地徑（樹木地面根莖部位的樹干直徑）。

3.2 公園植被碳儲密度估算

將生物量推算為碳儲蓄密度的公式如下

式中：CSabo為植物在地面上的碳儲蓄密度，kgC·ha-1；Bi為第i棵樹木的生物量；α為是含碳率，值為0.45固碳量公式；?i為第i棵樹木的健康狀況的修正系數(shù)，把植物健康狀況分為1好用、2良用、3優(yōu)用；分別采取1，1，0.76進(jìn)行修正。

公園植被地下碳儲密度CSund根據(jù)地上碳儲密度進(jìn)行估算，本項目采取0.26根冠比進(jìn)行估算

3.3 土壤碳足跡估算

3.3.1 土壤固碳密度和碳儲密度計算

本項目中土壤碳密度SOCden和碳儲密度SOC的計算公式如下

式中：SOCden為土壤碳儲密度，kg·m-2；C為土壤的碳平均量，g·kg-1；θ為土壤的容重，g·cm-3；D為土壤的深度，cm；δ為直徑大于2 mm的礫石含量（體積百分?jǐn)?shù)）。

3.3.2 土壤樣品采集和測定

土壤樣品采集0～80 cm土層。

將濱河公園樣區(qū)分成密林區(qū)域與稀林區(qū)域，每個區(qū)域各自隨機選取10個5 m×5 m的方形樣方如圖4所示。

圖4 土壤采樣樣方分布圖

3.4 日常養(yǎng)護(hù)碳足跡估算

在公園日常養(yǎng)護(hù)中研究區(qū)碳足跡包括每年每次灌溉的用油量、全年灌溉的次數(shù)；每年每次無機肥的使用量、全年施肥的次數(shù)；每年每次殺菌劑和殺蟲劑的使用量、每年的打藥次數(shù)；每年喬木和灌木的修剪次數(shù)；通過收集清水河濱河公園每年所有養(yǎng)護(hù)能耗工具的型號、工作效率和油耗率等資料，計算出每一項養(yǎng)護(hù)內(nèi)容的碳足跡。

4 總碳足跡計算模型

本項目研究的碳足跡計算參考的是城市公園綠地在全生長周期直接或間接的總碳排放量減去總固碳量的數(shù)值。

式中：CE為城市公園全生命周期的碳排放總密度；CEmai為城市公園全生命周期的養(yǎng)護(hù)管理的碳排放總密度；CSEabo為城市公園全生命周期植被的地上固碳總密度；CSEund為城市公園全生命周期植物的地下固碳總密度；SOCseq為城市公園全生命周期土壤的固碳總密度。

4.1 固碳量計算

（1）樣區(qū)中地上與地下植被總碳儲量（表2、表3）。

表2 樣區(qū)地上分類植被總生物量和地下分類植被總生物量

表3 樣區(qū)地上分類植被總碳儲密度和地下分類植被總碳儲密度

植被總碳儲密度：CSabo=136.483 888 kgC·m-2。

植被地下總碳儲密度：CSund=35.515 021 12 kgC·m-2。

（2）樣區(qū)中土壤固碳密度和土壤碳儲密度（表4）。

表4 樣區(qū)土壤固碳密度和土壤碳儲密

土壤固碳密度：SOCden=0.782 991 kg·m-2。

土壤碳儲密度：SOC=21.221 73 kg·m-2。

4.2 碳排放計算（表5）

表5 公園養(yǎng)護(hù)碳排放計算表

公園養(yǎng)護(hù)總排放量：7 439.044 84 kgC。

公園養(yǎng)護(hù)總排放密度：1.214 782 kgC·m-2。

4.3 碳足跡計算

總碳足跡計算為CE=CEmai-（CSEabo+CSEund+SOCseq）=CEmai-（136.48+35.52+21.221 7）=CEmai-193.220 609 12=-192.005 827 12 kgC·m-2。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

（1）碳足跡分析。通過計算結(jié)果可知，總碳足跡為-192.005 827 12 kgC·m-2，表現(xiàn)為凈固碳。表明公園綠地植物碳儲能力與土壤碳儲能力大于碳排放，但在此研究中未計算施工碳排放、運輸碳排放和垃圾碳排放。

（2）碳排放分析。通過計算，養(yǎng)護(hù)碳排放較高的為打藥，表明該地植物病蟲害發(fā)生較多。

（3）植物碳儲能力分析。通過計算，公園植物生物量中喬木較多，而喬木中國槐生物量較高，表明植物胸徑越大生物量越高，儲碳能力也越強。

5.2 建議

5.2.1 濱河公園生態(tài)景觀功能提升技術(shù)的設(shè)計

城市濱河帶狀公園已成為城市的“臉面”，是城市展示自己的主要載體，其以自然生態(tài)條件和植物為基礎(chǔ)，將民俗風(fēng)情、傳統(tǒng)文化、宗教和歷史文物等融合在城市帶狀綠地中，使其更具有地域性和文化特征，使城市有其識別性和特色。濱河帶狀綠地作為城市中的線形廊道，為城市中的人們提供了一個適宜休閑、活動和交流的健康場所，不僅美化環(huán)境，同時凈化人的心靈，傳承文明，以環(huán)境教育人們，讓城市中的人與自然為伍，和睦相處，營造良好的社會氛圍。

通過對清水河濱河公園的植物群落種植生態(tài)化設(shè)計技術(shù)的研究，找出有效降低公園區(qū)域熱量（碳排放），實現(xiàn)公園最佳降溫效應(yīng)的方法。

本項目分析研究了城市濱河公園（清水河濱河公園）景觀對張家口公園的碳足跡，選取出能夠反映出公園生態(tài)景觀生態(tài)功能的技術(shù)指標(biāo)（植物量、養(yǎng)護(hù)管理方法和二氧化碳排放等內(nèi)容），探索并初步構(gòu)建評價濱河公園景觀生態(tài)功能提升的具體效應(yīng)和機制。

5.2.2 濱河公園生態(tài)景觀功能提升技術(shù)的路徑

圍繞濱河公園生態(tài)景觀的功能，設(shè)計生態(tài)技術(shù)、生態(tài)效益、生態(tài)機制技術(shù)指標(biāo)體系。

可以采用更加豐富、更加實用的生態(tài)技術(shù)，實現(xiàn)對濱河公園景觀生態(tài)環(huán)境的改建和提升，實現(xiàn)張家口市清水河濱河公園的景觀設(shè)計與生態(tài)建設(shè)相協(xié)調(diào)，公園生態(tài)景觀低能耗、低排放，創(chuàng)造濱河公園低碳型的生態(tài)景觀。

在種植養(yǎng)護(hù)方面，可增加抗旱植物種植設(shè)計，從用水量來說，地被植物相對草坪抗旱性更強，維護(hù)成本低，而且能夠在冬季寒冷大風(fēng)天氣安全越冬，在景觀設(shè)計方面既要考慮景觀效果又要選擇抗旱、抗寒的植物，如千葉蓍、婆婆納和荊芥等。