面向碳中和的城市园林绿化碳汇能力建设研究

张桂莲 仲启铖 张浪

气候变化是全球性重大环境问题，是人类生存和可持续发展所面临的严峻挑战[1]。2020年9月，习近平主席在第七十五届联合国大会上郑重宣示，中国CO2排放力争于2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和。应对气候变化关键在于“控碳”，要先实现碳达峰，而后实现碳中和，后者更加重要，也更为困难。为实现碳中和，除通过调整产业结构、提高能源利用效率、推广新能源等措施切实降低CO2等温室气体排放外，还须采用植树造林、园林绿化、生态修复等基于自然的途径抵消温室气体排放，如进一步提升森林、湿地、绿地等生态系统的碳汇能力[2-5]。研究表明，中国陆地生态系统年度碳汇量大约可抵消人为碳源的10%~40%[6-7]。森林是陆地生态系统固碳的主体，年度碳汇量（CO2固定量）可达15.9亿t[8]。

城市是碳排放强度最高的区域，尽管其面积只占全球陆域总面积的3%，却承载了超过1/2的全球人口，产生了超过70%的碳排放[9]。城市园林绿化空间包含城市市域范围内的森林、湿地、绿地、水体等生态系统，是城市范围内具有固碳作用的重要生态空间，在减缓和适应气候变化过程中发挥着重要作用[10]。绿色植物通过光合作用吸收大气中的CO2，并将其固定在植被、土壤与水体中，从而减少大气中的CO2浓度[11-13]。此外，作为绿色基础设施的重要组分，城市园林绿化空间还具有调节小气候、涵养水源、吸收污染物等生态功能，从而间接降低建设灰色基础设施所导致的碳排放[14-16]。因此，如何将城市园林绿化与应对气候变化有机结合，实施城市生态保护与修复，巩固提升城市园林绿化碳汇能力，已成为中国各大城市践行绿色低碳发展理念，谋划碳达峰、碳中和工作布局的重要课题。

1 城市园林绿化碳汇能力建设进展

1.1 城市园林绿化碳汇相关政策

随着中国正式提出碳达峰、碳中和承诺，2020年12月的中央经济工作会议、2021年3月的中央财经委员会第九次会议先后指出，开展大规模国土绿化行动，提升生态系统碳汇能力是做好碳达峰、碳中和工作的重要内容之一。2021年6月2日，《国务院办公厅关于科学绿化的指导意见》提出，要科学开展大规模国土绿化行动，增强生态系统功能和生态产品供给能力，提升生态系统碳汇增量[17]。2021年10月24日，中共中央、国务院下发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出：“建设城市生态和通风廊道，提升城市园林绿化水平；严守生态保护红线，严控生态空间占用，稳定现有森林、草原、湿地、海洋、土壤、冻土、岩溶等固碳作用；开展山水林田湖草沙一体化保护和修复，深入推进大规模国土绿化行动。”[18]2021年10月28日，国务院下发的《2030年前碳达峰行动方案》，将碳汇能力巩固提升行动列为“碳达峰十大行动之一”[19]。由此可见，包括城市园林绿化碳汇在内的生态系统碳汇能力建设已经成为我国碳达峰、碳中和工作顶层设计中明确的重点任务之一。

1.2 城市园林绿化碳汇提升措施

1.2.1 优化空间布局

构建科学合理的城市园林绿化空间是巩固和提升城市生态系统碳汇绩效的重要基础[20]。传统的绿地系统规划大多局限在城市建成区，以统筹和管控绿地率、人均绿地面积等为主要手段。为有效提升城市生态系统碳汇绩效，在编制园林绿化相关规划时，应将其与国土空间规划和国土生态空间修复规划有效衔接，积极践行“公园城市”理念，合理布局城市园林绿化空间，建设城市生态廊道和通风廊道，形成城市绿地生态网络[21-22]。构建布局合理、功能复合的城市绿地生态网络，既能增加城市园林绿化面积，有效发挥城市绿地植被、土壤和水体的固碳作用，提升自然固碳能力；又能调节和改善城市热岛效应，减少建筑能耗，发挥海绵作用，削减地表径流，间接实现降低城市碳排放的作用[23-25]。

1.2.2 增强植被固碳能力

绿色植物通过光合作用吸收和固定大气中的CO2，是城市园林绿化空间固碳作用的主体[26-27]。存储在绿色植物中的碳为植被碳库，可分为地上部分生物量和地下部分生物量两大碳库。地上部分又可分为乔木层、灌木层、地被层等碳库[10]。提高园林绿化植被固碳能力的关键在于增加植被覆盖率和碳密度，包括提高树冠覆盖率、增加乡土适生树种数量和种类、优化绿化树木栽培密度和规格等[28-29]。在园林绿化项目建设管理中的措施包括植物种类选择、立地条件改良、植物群落配置和养护管理等方面，常用的技术措施包括采用高效固碳乡土植物、提倡深根性植物、推广复层混交种植模式、科学开展立体绿化等[30-33]。

1.2.3 提升土壤碳固持

采取土壤修复等管理措施，提升土壤碳固持能力，是应对全球气候变化的重要途径[34]。城市土壤所固持的碳通常为城市植被的几倍到十几倍，是城市园林绿化空间中最大的碳库。增强城市土壤的碳固持能力，将对减缓城市能源消耗、碳排放起到非常积极的作用[35]。与其他陆地生态系统土壤碳储量或碳库研究相比，目前对城市绿地土壤碳固持提升的研究还相对较少。利用园林绿化废弃物制备生物炭，或进行堆肥生产有机肥料、栽培基质和土壤改良剂，用于城市园林绿化建设，可以改良园林绿化土壤的肥力、生物活性和物理结构，促进植物健康生长，在提升城市绿地土壤碳固持能力方面具有较好的发展潜力[36]。

1.3 城市园林绿化碳汇计量监测

对城市园林绿化碳汇进行计量监测，能够直观反映其减缓和应对气候变化的价值，为有效管理和提升其碳汇能力提供科学依据[37]。目前，中国城市园林绿化碳汇的本底情况仍然不清楚，相关监测评估主要借鉴林业碳汇的方法[38]。准确计量和监测城市园林绿化碳汇的规模、组成和分布，理解其未来发展趋势，有利于城市绿化管理者和建设者开展面向碳中和的城市绿地规划、设计、建设和管养[39]。

在监测方法方面，国内外已有一系列研究从单株树木、单块绿地、城市片区和整个城市等尺度，采用样地清查法、同化量法、微气象法、遥感估测法以及生态模型等方法，对各类城市园林绿化空间的碳储量和碳汇量进行监测和评估[40-44]。在计量标准方面，与园林绿化碳汇相关性较强的技术标准多集中在林业领域，如《IPCC关于土地利用、土地利用变化和林业方面的优良做法指南》[45]、《林业碳汇计量监测技术规程》[46]、《城市森林碳汇调查及数据采集技术规范》[47]等。但如何准确、定量估算城市园林绿化碳汇的总量、组成及其分布，尚无专门的技术标准和实施范式。

2 城市园林绿化碳汇能力建设的问题与挑战

党的十八大以来，城市建设领域始终坚持以人民为中心的发展思想，将城市园林绿化作为城市重要的基础设施，通过园林城市建设，引导各地不断拓展城市绿地规模，提高城市园林绿化水平。截至2020年底，全国城市建成区绿地面积超过230万hm2，较2012年前增加近50%，切实改善了城市生态环境，提升了城市宜居品质[48]。站在新的历史起点，为全面贯彻落实新发展理念、推动城市生态文明建设、实现碳达峰、碳中和目标，须进一步巩固和提升城市园林绿化水平及其碳汇能力。

2.1 城市园林绿化碳中和路径缺乏顶层规划

2021年10月，党中央、国务院先后下发了关于做好碳达峰、碳中和工作的纲领性文件《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》[18]和推进碳达峰工作的总体部署方案《2030年前碳达峰行动方案》[19]，提出了推进城乡建设和管理模式低碳转型、持续巩固提升生态系统碳汇能力的要求。然而，目前各级城市生态建设和园林绿化管理部门，对如何在具体工作中贯彻落实上述文件精神还缺乏依据，对城市园林绿化碳汇能力建设应采用怎样的发展路径尚不明确。为有效服务城市绿色低碳转型和社会经济高质量发展，切实提升城市园林绿化减缓和应对气候变化的能力，需在国家和地方层面制定城市园林绿化促进碳中和的相关规划和行动方案。

2.2 城市可新增园林绿化空间不足、立地条件差

当前，随着常住人口城镇化率超过60%，中国进入城市更新的重要时期。城市发展由大规模增量建设，转为存量提质改造和增量结构调整并重[49]。2017年，中央城市工作会议对开展生态修复、城市修补提出了明确要求。然而，现阶段城市在开展园林绿化时往往存在着如下突出矛盾：一方面，高度城市化区域有着实现绿化生态建设目标，改善人居环境品质的强烈需求；另一方面，这些区域同时也面临绿化增量空间有限、零散、立地条件困难等现状问题[50]。因此，如何在难以满足植物正常生长的困难立地上，开展园林绿化营建和生态修复，已成为城市园林绿化建设的突出性政策和技术难题。

2.3 城市园林绿化碳汇计量监测水平有待提升

目前，中国的林业碳汇计量监测体系相对较为成熟，针对城市森林碳汇的计量监测已有相关技术标准发布实施[46-47,51]。然而，城市园林绿化空间的异质性较强，受人为影响更大，其分类、结构和功能与城市森林存在较多不同之处，不能简单照搬城市森林的碳汇计量监测标准进行城市园林绿化的碳汇评估。同时，国内外已有的城市绿地碳汇估算方法，大部分对数据要求较高，计算过程复杂，且针对性不强，难以进行横向比较。因此，有必要研究兼具科学性和实用性的城市园林绿化碳汇计量监测技术方法，为准确核算城市园林绿化空间的碳储量和碳汇量提供技术支撑。

2.4 城市园林绿化碳汇管理体制机制亟待优化

城市园林绿化涵盖城市绿地、城市森林、水域湿地等多类生态空间，涉及绿化、林业、水务、住建、农业等管理部门[52]。为切实加强城市园林绿化碳汇能力建设，须加强组织领导、明确职责分工、完善协调机制。另外，在中国现行的法规体系中，与城市生态系统碳汇能力巩固提升相关内容分散在《城乡规划法》《环境保护法》《森林法》《城市绿化条例》等单行法中，城市园林绿化碳汇能力建设无专门法律支撑。为明确其法律地位、工作目标、部门职责和监督考核机制等，需将城市生态系统碳汇能力巩固提升的相关内容纳入国家应对气候变化综合立法中，或对现行相关法规进行适当修订，同时加强相关法规之间的协调，从而为城市园林绿化碳汇建设提供法制保障。

3 城市园林绿化碳汇能力建设的任务与路径

围绕“2030碳达峰”“2060碳中和”目标，结合目前城市园林绿化建设及碳汇能力提升的发展需求，本研究从生态空间布局、生态保护修复、增汇关键技术及监测核算体系等方面提出4点建设任务与路径。

3.1 优化生态空间布局，构建绿地生态网络

针对积极推进山水林田湖草一体化保护修复的目标，在“多规合一”国土空间规划体系下，保护和统筹城市全域绿地、林地、湿地等生态要素，推动城乡区域融合发展，持续提升城市绿色生态空间的系统性、均衡性和功能性。践行“公园城市”发展理念，完善以国家公园、区域公园、城市公园、地区公园、社区公园、微型公园为主体的城乡公园体系，进一步提升中心城区人均公园绿地面积和绿地覆盖率。同时，依托现有城市绿地、道路、河流及其他公共空间，打通城市生态和通风廊道，建设多层级、多类型廊道和绿道体系，构建多层次、网络化、功能复合的城市生态空间体系，完善城市生态安全格局，为促进城市碳达峰、碳中和目标实现提供优质生态空间。

3.2 推进城市有机更新，实施城市生态修复

针对实施城市更新行动、加强城市生态修复的目标，可围绕城市多层级、多类型城乡公园体系、廊道体系以及绿道体系建设，梳理可用于生态修复和园林绿化的土地资源，对城市受损山体、水体和废弃地等进行科学复绿。由于城市生态空间拓展受限，要充分利用城市困难立地、边角地、房前屋后等适宜“见缝插绿”的有限空间，因地制宜地增加园林绿化面积，提升城市绿化覆盖率。同时，鼓励采用屋顶花园、垂直绿化等方式，增加城市总体绿量，增强建筑集水、隔热性能，间接减少碳排放。此外，强化湿地生态保护和修复，可遏制天然湿地资源功能退化趋势，探索开展城市湿地系统修复工程，可提升湿地碳汇水平和生态服务功能。

3.3 提升园林绿化质量，增强绿地碳汇能力

针对城市绿地固碳能力和储碳水平的提升目标，可考虑以下3个路径：1）在新建园林绿化项目时，严格遵照城市自然地理条件及气候变化趋势，科学筛选适宜的园林绿化树种，合理设计栽植树种、密度和龄组，选用长寿命树种和高效固碳乡土树种，增加近自然复层异龄混交林的比例；2）针对已建的低质、低效园林绿化景观，采取措施优化其群落结构和养护管理方式，提升其植被质量和碳汇水平；3）采用园林绿化废弃物和湿垃圾资源化产物改良土壤、增加土壤碳固持能力，实现减源、增汇并举。

3.4 完善计量监测体系，提高科技支撑能力

针对应对气候变化领域“可测量、可报告、可核查”的原则和要求，城市园林绿化建设须不断完善碳汇监测网络和数据库，并加强对各类监测数据的评估分析和成果应用，摸清城市园林绿化的碳汇能力和增汇潜力。本研究参考国际、国内相关技术方法[45-47]，构建了城市园林绿化碳汇计量监测技术路线（图1）。具体须根据城市园林绿化空间的类型、等级、结构和养护管理水平等，对乔木、灌木、地被、土壤和水体五大碳库进行相关参数的监测、模型的构建及方法学的研究。通过量化监测，以分析城市园林绿化碳汇与绿色空间面积、质量和分布格局，绿化植物的生理生态特征，城市微气候和立地条件以及人为管理措施和强度等之间存在的相互关系，提出碳汇能力提升的关键环节和针对性策略。同时，还须开展园林绿化增汇减源关键技术攻关和适配集成研究，形成成套化的增汇减排技术体系和操作指南，加强城市园林绿化在实现城市碳中和愿景中的科技支撑能力。

图1 城市园林绿化碳汇计量监测技术路线图[45-47]Technical roadmap for measurement and monitoring of urban landscaping carbon sink[45-47]

4 总结和思考

碳达峰、碳中和战略的提出，体现了中国作为负责任大国的担当，标志着中国生态文明建设进入了新的发展阶段。“绿水青山就是金山银山”，生态优先、绿色低碳的高质量发展道路已成为中国在建设社会主义现代化强国征程中的必然选择。城市作为碳排放强度最为集中的地区，需要更积极主动地开展生产生活方式的变革。城市园林绿化空间作为城市范围内具有固碳作用的重要生态空间，在减缓和适应气候变化方面将发挥越来越重要的作用。

本研究聚焦城市园林绿化领域，基于“双碳”政策和城市园林绿化碳汇相关研究进展，分析了城市园林绿化碳汇能力建设现状、面临的问题与挑战；特别是着眼未来碳中和目标，从优化生态空间布局、提升生态保护修复水平、攻关增汇关键技术及构建监测核算体系等方面，提出了城市园林绿化碳汇能力建设的主要路径，以期为生态城市建设、生态文明可持续发展及“双碳”目标的实现提供思路借鉴。

值得注意的是，城市园林绿化碳汇能力的建设需要处理好增汇和减排的关系。在城市园林绿化建设和养护管理过程中，也会产生化石能源消耗和温室气体排放[29]。为增加城市园林绿化的碳汇水平，应以绿色低碳为导向，从规划设计、施工和养护管理等环节着手，切实降低园林绿化项目全生命周期的碳排放[29,53]。对建成的城市园林绿化开展精细化和适应性管理，提升其可持续发展水平[54]。在提高城市园林绿化面积和质量的同时，实现低投入、低成本、低能耗，获得良好的生态效益和社会效益[55-56]。

同时，城市园林绿化管理部门应将园林绿化碳汇相关指标纳入发展规划中，或编制专项规划，研究制定城市园林绿化碳汇建设和能力提升的总体目标、分阶段目标、实施方案、重点项目和保障措施等。理顺城市园林绿化碳汇工作机制，将加强城市园林绿化碳汇能力建设和管控的内容纳入相关制度中，制定增强城市园林绿化碳汇能力的激励政策，创新社会资本投融资机制。多渠道、多途径开展碳汇相关知识的宣传教育和科普活动，提高全民绿色低碳生产生活意识。