2021健康人居與未來城市國際論壇暨第十一屆園冶高峰論壇于3月28日圓滿落幕。在3月27日的公園城市發(fā)展戰(zhàn)略研討會上，沈陽建筑大學(xué)原校長、中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所博士生聯(lián)合導(dǎo)師石鐵矛教授發(fā)表題為《“碳中和”導(dǎo)向下的城市綠地系統(tǒng)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(xiàn)“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(guī)劃設(shè)計(jì)和公園城市建設(shè)具有重要意義。

石鐵矛教授在公園城市發(fā)展戰(zhàn)略研討會上演講

　　一、背景與發(fā)展

　　1 現(xiàn)實(shí)問題

　　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(dǎo)致二氧化碳總濃度升高，大氣逆輻射增強(qiáng)，最終導(dǎo)致全球氣候變暖；自然原因是指地球現(xiàn)在處于溫暖的間冰期。未來到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(dāng)。

　　2 低碳城市建設(shè)

　　傳統(tǒng)意義上的城市規(guī)劃側(cè)重于城市的社會經(jīng)濟(jì)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(guī)劃逐漸被人們重視起來。低碳生態(tài)城市規(guī)劃的核心是實(shí)現(xiàn)減少溫室氣體排放、更有效地利用資源、保護(hù)生物多樣性和自然環(huán)境三個目標(biāo)與規(guī)劃實(shí)踐的整合。

　　低碳生態(tài)城市是城市未來發(fā)展的必然選擇，被稱之為“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(shè)發(fā)展低碳城市為榮。自從英國在2003年發(fā)表的藍(lán)皮書中首先提出了“低碳經(jīng)濟(jì)”的概念后，又陸續(xù)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(shè)“低碳城市”的口號。當(dāng)世界聯(lián)合國氣候大會在哥本哈根落下帷幕，“低碳生活”成為全球226個國家和地區(qū)共同的聲音。

　　3 “碳中和”戰(zhàn)略

　　碳中和（Carbon neutrality）是指企業(yè)、團(tuán)體或個人測算在一定時間內(nèi)，直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實(shí)現(xiàn)二氧化碳“零排放”。

　　2020年9月22日，國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會上鄭重宣布，中國將提高國家自主貢獻(xiàn)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(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

　　中國積極實(shí)施應(yīng)對氣候變化的國家戰(zhàn)略，采取了調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、節(jié)能提高能效、推進(jìn)碳市場建設(shè)、增加森林碳匯等一系列措施。“十三五”期間，中國在應(yīng)對氣候變化工作方面取得了顯著成效。

　　2021年3月15日中央財(cái)經(jīng)委員會第九次會議指出, “十四五”是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期、窗口期，要提升生態(tài)碳匯能力，強(qiáng)化國土空間規(guī)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(tǒng)碳匯增量。

　　二、實(shí)現(xiàn)“碳中和”的方式

　　1 碳排放來源分析

　　聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）體系下，一般將直接碳排放的部門劃分為工業(yè)、電力、建筑和交通四個行業(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)過程中產(chǎn)生的碳排放。只有明確了統(tǒng)一的碳排放語境和定義，才可能討論形成統(tǒng)一的行業(yè)碳減排實(shí)現(xiàn)路徑。并且，不同的碳排放來源，有時需要運(yùn)用不同的技術(shù)路徑來實(shí)現(xiàn)碳中和。

　　2 如何實(shí)現(xiàn)“碳中和”

　　實(shí)現(xiàn)“碳中和”要從減源和增匯兩方面入手。目前，六大碳減排路線分別是源頭減量、能源替代、節(jié)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(xiàn)碳達(dá)峰的重要方式，但為了實(shí)現(xiàn)碳中和尚不能止步于此，還需要增加生態(tài)碳匯的強(qiáng)度。2010-2016年中國陸地生態(tài)系統(tǒng)年均吸收約11.1億噸碳，吸收了同時期人為碳排放的45%。

　　城市生態(tài)系統(tǒng)也是陸地生態(tài)碳匯的重要組成部分，通過對城市生態(tài)系統(tǒng)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)要素在整個城市碳儲存過程中的貢獻(xiàn)度，可以幫助人們了解城市中碳儲存的實(shí)際情況，明確區(qū)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(jì)劃以及碳交易提供參考數(shù)據(jù)，在城市的低碳生態(tài)規(guī)劃建設(shè)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(rèn)為，現(xiàn)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(qū)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(qiáng)風(fēng)化（即強(qiáng)化自然界碳酸鹽巖等吸收大氣中CO2的過程）。

　　要想提升生態(tài)碳匯能力，需要強(qiáng)化國土空間規(guī)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(tǒng)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(jī)碳（Soil Organic Carbon，SOC）儲量兩個部分。二者分別代表了綠地地表植被和土壤的碳儲量，以沈陽三環(huán)內(nèi)區(qū)域?yàn)檠芯繀^(qū)域，利用遙感影像和實(shí)地調(diào)查相結(jié)合，設(shè)立了154個樣方。提取了沈陽市歸一化植被指數(shù)（NDVI）、差值植被指數(shù)（DVI）等數(shù)據(jù)，對樣方的生物量、土壤化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析。研究建立了沈陽城市綠地AGC估算模型計(jì)算沈陽市地上碳儲量，采用土壤有機(jī)碳密度計(jì)算公式計(jì)算沈陽市土壤有機(jī)碳儲量。

　　研究結(jié)果表明，沈陽城市綠地AGC總量為143.7萬噸，沈陽三環(huán)內(nèi)綠地SOC儲量為64.38萬噸，城市綠地及土壤總碳儲量為208.08萬噸。相關(guān)研究表明，沈陽市2014年能源消耗的碳排放量大約為3875萬噸（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(yīng)相較南方城市要低很多。即便如此，從研究結(jié)果可以看出，沈陽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(dá)到增加城市碳匯固碳量的目的。林地的碳匯能力最強(qiáng)，因此，規(guī)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(qū)周邊，地理位置處于城市上風(fēng)向，分布面積較大，分布種類多為喬灌木。“近源綠地”模式主要指分布在城市中心地區(qū)，采取點(diǎn)狀-帶狀相結(jié)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(guī)模大小依照城市中心區(qū)變化而變化。“碳源綠地”即專門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(qū)周邊分布固碳能力強(qiáng)的植被的布局模式，其特點(diǎn)是緊鄰城市功能區(qū)，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(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，即能夠調(diào)節(jié)城市微氣候，減少地表徑流，又實(shí)現(xiàn)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提高土壤的覆蓋，增加土壤碳儲量。