2021健康人居與未來(lái)城市國際論壇暨第十一屆園冶高峰論壇于3月28日圓滿(mǎn)落幕。在3月27日的公園城市發(fā)展戰略研討會(huì )上，沈陽(yáng)建筑大學(xué)原校長(cháng)、中國科學(xué)院沈陽(yáng)應用生態(tài)研究所博士生聯(lián)合導師石鐵矛教授發(fā)表題為《“碳中和”導向下的城市綠地系統碳匯》的演講。他從中國是碳排放的主要國家之一入手，闡述了“碳中和”的發(fā)展趨勢，提出了實(shí)現“碳中和”的方式，并介紹了碳匯效能研究最新成果，對城市綠地規劃設計和公園城市建設具有重要意義。

石鐵矛教授在公園城市發(fā)展戰略研討會(huì )上演講

　　一、背景與發(fā)展

　　1 現實(shí)問(wèn)題

　　全球氣候變暖既有人為原因也有自然原因。人為原因是指化石燃料的燃燒以及植被的破壞導致二氧化碳總濃度升高，大氣逆輻射增強，最終導致全球氣候變暖；自然原因是指地球現在處于溫暖的間冰期。未來(lái)到2100年，全球平均氣溫將升高1.4-5.8度，海平面將上升0.09-0.88米。

　　中國、美國、歐盟、印度是碳排放的主要國家，碳排放占比超過(guò)一半。中國碳排放總量占世界總量27%，總量高于美國，中國的人均碳排放水平低于美國，但與歐盟的水平相當。

　　2 低碳城市建設

　　傳統意義上的城市規劃側重于城市的社會(huì )經(jīng)濟功能和空間形態(tài)。工業(yè)革命后，由人為因素引起的全球氣候變化、資源短缺和生態(tài)退化日益加劇，低碳生態(tài)城市規劃逐漸被人們重視起來(lái)。低碳生態(tài)城市規劃的核心是實(shí)現減少溫室氣體排放、更有效地利用資源、保護生物多樣性和自然環(huán)境三個(gè)目標與規劃實(shí)踐的整合。

　　低碳生態(tài)城市是城市未來(lái)發(fā)展的必然選擇，被稱(chēng)之為“第五次全球產(chǎn)業(yè)浪潮”。低碳城市目前已成為世界各地的共同追求，很多國際大都市以建設發(fā)展低碳城市為榮。自從英國在2003年發(fā)表的藍皮書(shū)中首先提出了“低碳經(jīng)濟”的概念后，又陸續衍生出了“低碳建筑”、“低碳城市”等新概念。丹麥、美國等國家也都提出建設“低碳城市”的口號。當世界聯(lián)合國氣候大會(huì )在哥本哈根落下帷幕，“低碳生活”成為全球226個(gè)國家和地區共同的聲音。

　　3 “碳中和”戰略

　　碳中和（Carbon neutrality）是指企業(yè)、團體或個(gè)人測算在一定時(shí)間內，直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量，通過(guò)植樹(shù)造林、節能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實(shí)現二氧化碳“零排放”。

　　2020年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì )上鄭重宣布，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭在2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現碳中和。

　　中國積極實(shí)施應對氣候變化的國家戰略，采取了調整產(chǎn)業(yè)結構、優(yōu)化能源結構、節能提高能效、推進(jìn)碳市場(chǎng)建設、增加森林碳匯等一系列措施。“十三五”期間，中國在應對氣候變化工作方面取得了顯著(zhù)成效。

　　2021年3月15日中央財經(jīng)委員會(huì )第九次會(huì )議指出, “十四五”是碳達峰的關(guān)鍵期、窗口期，要提升生態(tài)碳匯能力，強化國土空間規劃和用途管控，有效發(fā)揮森林、草原、濕地、海洋、土壤、凍土的固碳作用，提升生態(tài)系統碳匯增量。

　　二、實(shí)現“碳中和”的方式

　　1 碳排放來(lái)源分析

　　聯(lián)合國政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì )（IPCC）體系下，一般將直接碳排放的部門(mén)劃分為工業(yè)、電力、建筑和交通四個(gè)行業(yè)。而我國大部分研究和討論中涉及的碳排放則包括了直接與間接碳排放，甚至部分研究和討論中還涉及了生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放。只有明確了統一的碳排放語(yǔ)境和定義，才可能討論形成統一的行業(yè)碳減排實(shí)現路徑。并且，不同的碳排放來(lái)源，有時(shí)需要運用不同的技術(shù)路徑來(lái)實(shí)現碳中和。

　　2 如何實(shí)現“碳中和”

　　實(shí)現“碳中和”要從減源和增匯兩方面入手。目前，六大碳減排路線(xiàn)分別是源頭減量、能源替代、節能提效，回收利用、工藝改造、碳捕集。

　　盡管從源頭直接降低碳排放是實(shí)現碳達峰的重要方式，但為了實(shí)現碳中和尚不能止步于此，還需要增加生態(tài)碳匯的強度。2010-2016年中國陸地生態(tài)系統年均吸收約11.1億噸碳，吸收了同時(shí)期人為碳排放的45%。

　　城市生態(tài)系統也是陸地生態(tài)碳匯的重要組成部分，通過(guò)對城市生態(tài)系統碳儲存能力的研究，測算城市各自然生態(tài)要素碳儲量及總碳儲量，明確各自然生態(tài)要素在整個(gè)城市碳儲存過(guò)程中的貢獻度，可以幫助人們了解城市中碳儲存的實(shí)際情況，明確區域碳收支，對制定合理碳儲存、改善生態(tài)環(huán)境的政策具有重要意義，為我國配合世界各國提出的溫室氣體減排計劃以及碳交易提供參考數據，在城市的低碳生態(tài)規劃建設中提供決策參考和科學(xué)借鑒。

　　3 技術(shù)路徑

　　牛津大學(xué)的Ella Adlen 和Cameron Hepburn列出了涵蓋從工業(yè)（如CO2-EOR、合成燃料）到生物（如林業(yè)、土壤固碳）的碳捕集方法。他們認為，現在有六種方法很快就能具有成本競爭力和盈利能力：CO2化工合成、混凝土建筑材料、CO2驅油提高采收率、森林碳匯、土壤固碳、生物碳匯。另外四種方法還沒(méi)有成本競爭力和盈利能力：二氧化碳燃料、微藻、生物質(zhì)能源CCS（BECCS）、增強風(fēng)化（即強化自然界碳酸鹽巖等吸收大氣中CO2的過(guò)程）。

　　要想提升生態(tài)碳匯能力，需要強化國土空間規劃和用途管控，有效發(fā)揮森林、草原、濕地、海洋、土壤、凍土的固碳作用，提升生態(tài)系統碳匯增量。

　　三、 碳匯效能研究

　　1 城市綠地碳儲量估算及空間分布研究

　　城市綠地碳儲量包括地上碳儲量（Above-Ground Carbon, AGC）和土壤有機碳（Soil Organic Carbon，SOC）儲量?jì)蓚€(gè)部分。二者分別代表了綠地地表植被和土壤的碳儲量，以沈陽(yáng)三環(huán)內區域為研究區域，利用遙感影像和實(shí)地調查相結合，設立了154個(gè)樣方。提取了沈陽(yáng)市歸一化植被指數（NDVI）、差值植被指數（DVI）等數據，對樣方的生物量、土壤化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析。研究建立了沈陽(yáng)城市綠地AGC估算模型計算沈陽(yáng)市地上碳儲量，采用土壤有機碳密度計算公式計算沈陽(yáng)市土壤有機碳儲量。

　　研究結果表明，沈陽(yáng)城市綠地AGC總量為143.7萬(wàn)噸，沈陽(yáng)三環(huán)內綠地SOC儲量為64.38萬(wàn)噸，城市綠地及土壤總碳儲量為208.08萬(wàn)噸。相關(guān)研究表明，沈陽(yáng)市2014年能源消耗的碳排放量大約為3875萬(wàn)噸（Tang et al.,2019），城市綠地總碳儲量占城市碳排放量的5.37%。沈陽(yáng)作為北方典型老工業(yè)城市，受氣候條件和歷史因素的影響，其城市綠地的生態(tài)效應相較南方城市要低很多。即便如此，從研究結果可以看出，沈陽(yáng)市城市綠地對于城市碳排放也有重要的、不可忽視的固定作用。

　　2 提升綠地碳匯能力優(yōu)化空間布局

　　合理平衡碳源碳匯分布空間，達到增加城市碳匯固碳量的目的。林地的碳匯能力最強，因此，規劃的重點(diǎn)在于增加林地的面積。“氧源綠地”模式是指主要為城市碳源提供釋氧固碳、滯塵等功能的大型綠地分布模式，主要分布在城市中心區周邊，地理位置處于城市上風(fēng)向，分布面積較大，分布種類(lèi)多為喬灌木。“近源綠地”模式主要指分布在城市中心地區，采取點(diǎn)狀-帶狀相結合的方式布置綠地的模式，其分布特點(diǎn)是“大范圍分散，小范圍積累” ，規模大小依照城市中心區變化而變化。“碳源綠地”即專(zhuān)門(mén)吸收臨近碳源的碳匯綠地，主要是指在靠近碳排放較大的功能區周邊分布固碳能力強的植被的布局模式，其特點(diǎn)是緊鄰城市功能區，地理位置處于下風(fēng)向，分散布置。

　　城市綠地碳儲量與綠地面積直接相關(guān)，綠地面積越大碳儲量越高。合理布局綠地空間形態(tài)，建立綠地系統網(wǎng)絡(luò )，即能夠調節城市微氣候，減少地表徑流，又實(shí)現了增匯的功能。

　　提升綠地碳密度對于增加城市整體固碳能力非常重要。在植被群落層次上，提升群落密度、豐富群落層次、提高植被群落多樣性；在土壤層次上，通過(guò)增加草本植被的覆蓋面積、保持土壤上方的凋落物以及提高喬木群落郁閉度等措施來(lái)提高土壤的覆蓋，增加土壤碳儲量。