碳中和视角下海口市主要道路行道树碳汇能力分析

朱良骏，宋希强，王淑娥

1.海南省热带特色花木资源生物学重点实验室/海南大学林学院;2.海口市金牛岭公园

中国于2020年提出“双碳”目标[1]，围绕这一目标，各行各业都开展了相关的研究。交通绿地作为城市绿地系统中的一部分，起到十分重要的作用，特别是其生态功能作用日益显著，如陈婷婷等（2016）[2]调查估算广州天河区道路行道树的结构特征和碳储量。王祥林等（2013）[3]对于江门市城区行道树碳储量的研究等等，都对道路绿化的碳汇能力做了研究。本文以城市交通绿地的道路体系为研究单元，选取海口市主城区为研究范围，通过计算碳储量，探讨城市行道树的碳汇情况，为南方地区交通绿地行道树生态价值评估提供参考。

一、研究区域概况

海口市是海南省的政治经济文化中心，近年来随着海南自贸港逐步建设，海口市各方面发展十分迅速[4]。尤其在城市建设方面，最近几年海口市的城市环境发生了明显的改善。加之海口市的地域气候特点十分有利于植物生长，尤其适合热带植物的生长环境[5]。这就为城市道路绿化提供了很多的选择对象。综上本研究以海南省海口市主城区的一级道路为研究范围开展调查，可以为南方地区城市道路行道树碳汇能力提供代表性研究结果。

二、研究方法

（一）植物生理数据的采集

1.抽样调查法

根据划定的研究范围道路内，每间隔500m选择100m道路绿化为研究样地，对样地内的行道树生理数据进行测量并记录，主要测量指标为行道树的高度，胸径与冠幅。根据测量所得出的数据，按行道树种类的不同分类进行统计，并计算各种类行道树的总体数量、平均高度、平均胸径及平均冠幅。

2.模型计算法

由于本研究需要对研究区域内往年的行道树生长情况数据进行比对，所以根据前期现场抽样调查的样地，选择同一地区的往年街景地图照片进行收集。利用sketchup软件照片匹配功能，进行透视还原，结合实际物体与图片物体的尺寸比例，可以计算出过往几年内植物生长情况，即各年份的平均高度、平均胸径以及平均冠幅。

（二）行道树碳储量估算

碳储量的计算主要由植物的胸径及高度利用二元立木材积式计算其蓄积量，通过蓄积量根据生物量转换因子法计算其生物量，最终根据植物的含碳系数结合生物量计算其碳储量[6]。

1.行道树蓄积量估算

蓄积量是指所有活立木的材积之和[7]，行道树蓄积量计算应采用二元立木材积式来进行计算，根据植物林分种类的不同将研究区域内所调查的植物区分为，软木阔叶林与硬木阔叶林两种类型，根据其计算常数的不同分开估算其行道树蓄积量即式（1）、式（2）[8]。

其中V为植物蓄积量（m3）,D为行道树平均胸径（cm），H为行道树高度（m）。

2.行道树生物量估算

本次研究主要聚焦于地上生物量，行道树生物量的估算主要根据其蓄积量利用生物量转换因子法进行估算[9]，这一计算方法又细分多种，本研究采用众多学者采用的生物量转换因子连续函数法来进行估算即式（3）、式（4）[10]。

B为行道树生物量（t/hm2）。

3.行道树碳储量估算

行道树的碳储量估算方式是通过其生物量乘以含碳系数确定，有关含碳系数的选择，国内外的大多研究者选择0.45或0.5，本研究在计算过程中同样根据其林分种类不同选取相对应的含碳系数，力求估算结果更加精确即式（5）、式（6）[11]。

C为行道树碳储量（t）。

三、结果分析

（一）行道树结构特征

根据调查，海口市主要城市道路绿化行道树主要为17个品种，隶属10科13属，具体生长情况如表1。因为地处南方热带地区，城市内道路行道树主要以热带适生植物为主，例如棕榈科植物和榕属植物。另外，海口市有椰城的美名，所以大量采用椰子树作为行道树的主干树种，已提现其地域特景观特色。在道路行道树数量上椰海大道与滨海大道行道树种植数量最大，分别为13972棵和8533棵。这与道路的长度呈正相关。另外通过植物DBH等级划分，海口市行道树DBH等级在30-59cm有大量分布情况，占总径级的88%，一定程度反映海口市乔木整体处于成熟期。

表1 海口市主要道路行道树生长情况

（二）不同路段行道树碳汇能力

根据前文所述，将所收集数据进行计算分析，可以得出每条道路各类型树种的碳储量。另外将各年份的碳储量综合比对，可计算出每条道路行道树的年平均碳储量变化，即为其年平均的实际碳汇量。另外，依据各条道路的长度，计算出每条道路的每公里年平均碳汇量，从而反映出每条道路的碳汇效率。根据分析，海口市一级道路中，碳汇效率最高三条路依次为：龙昆路、国兴大道、海府路；碳汇效率最低的三条路依次为：五西路、长彤路、秀英大道，具体如表2。经过分析影响道路行道树效率的因素有很多，但可以肯定的是其影响因子主要包括：单位长度道路绿化面积，道路行道树树种选择与搭配、道路光照、水分等自然影响因素等。

表2 海口市主要道路碳汇能力情况

（三）不同种类行道树碳汇能力

将所统计的各条道路的行道树进行综合分析，计算出研究区域内各种类树种的碳汇能力。可以看出，在研究范围内碳汇能力最强的三种树种依次为：非洲楝、小叶榕、小叶榄仁；碳汇能力最弱的三种树种：依次为印度紫檀、狐尾椰子、黄葛榕，具体如表3。在调查得过程中笔者也观察到，植物的碳汇能力与其生长速度呈正相关，即生长速度较快的植物其碳汇能力较强，尤其是植物的胸径增长速度较快的品种[12]。

表3 海口市城市道路行道树碳汇能力

四、结论与讨论

根据调查结果的计算与分析，计算出海口市城市一级道路行道树年平均碳汇量为156.39t，每公里的碳汇能力为1.4t。这是针对海口市目前城市主要道路行道树的调查计算所得出。但正如前文所述，研究区域内的行道树大多进入成熟期，结合植物生长模型可以预测，随着时间的推移植物的生长速度会逐步减慢[13]，其年平均碳汇量也会有所降低。另外根据研究区域内各类型树种的碳汇能力排序，可以对海口市及周边地区在设计过程中选取行道树时，提供碳汇视角下的影响因子考量。通过合理搭配碳汇能力强的树种，提高道路绿化的碳汇效率，助力城市碳中和目标。本研究立足于道路行道树过去及目前的生长情况做出分析，但未能对植物未来的碳汇能力情况做出模型预测，这是本研究的不足之处，未来会对此做出完善。城市作为我们生活聚居地，像一个母体一样滋养着我们，同时它也是一个大型的生命综合体，时刻伴随着“呼吸”。但随着不断增加的城市碳排放，曾经的城市“呼吸”变得不在平衡，城市热岛效应、极端天气增多等等自然灾害接踵而至[14]。减少碳排放，实现碳中和这一目标变得迫在眉睫。而从城市绿化角度看，我们不仅仅一方面要增加城市绿化面积，另一方面还要提高绿地碳汇能力效率[15]。这就要求我们需要从碳汇视角区分析计算，将研究结果作为未来城市绿化设计中重要指导因子。这对实现我国“双碳”目标具有很好积极意义！