街头及道路绿地碳汇能力的研究
*景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072*
焦点[2]。世界各地都对此进行了相关研究，目前国内的部分城市也已经有了碳汇方面的研究分析，如杭州、北京等地，本课题将对南京市的城市绿地的重要组成——街头道路绿地进行调研计算，以此来分析南京市街头及道路绿地中植物的碳汇能力。1研究区与研究方法1.1 研究区概况1.1.1 地理位置 南京市地处北纬31°14—32°37，东经118°22一119°14，位于长江中下游，江苏省西南部。全市总面积达6515.74平方公里[3]，总体呈南北纵向分布,南北最大直线距离为140公里,东西最大直线距离为80公里。1.1.2 自然气候条件 南京属于亚热带季风气候,春夏秋冬四季有明显区别，春秋时节较短、冬夏时节漫长，夏季炎热多雨，素有“火炉”之称，冬季寒冷干燥，严寒期较长，倒春寒现象时有发生。降雨主要集中在四月的梅雨时节和夏季的七八月，年平均降雨量为1106毫米。南京的常年风向为东南偏东,平均风速为3.43米/秒[4]。南京年平温度为15.4℃，冬夏温差十分显著，年极端气温最高39.7°C，最低-13.1°C。1.1.3 植被资源 根据中国植被区划分,南京的自然植被属于北亚热带落叶阔叶-常绿阔叶混交林带，植被资源丰富，绿地覆盖率为40%。人类长期的农业生产活动,使得自然植被的正常生长受到极大的干扰，虽然呈现逐渐被人工森林植被和农田栽植所代替的趋势,但由于南京山水兼备，气候温和，总体植被仍以乡土树种为主,落叶阔叶树种占主要优势[4]。1.2 研究方法1.2.1 样地选取 此次研究的主体是南京市的道路及街头绿地，笔者选取了南京市植物种类丰富、群落结构较为完整的15块道路绿地作为样地，分别为位于秦淮区的御道街绿地2块、中山东路绿地1块、龙蟠中路绿地2块，位于玄武区的环湖路绿地2块、博爱路绿地3块、中山门大街绿地2块、明陵路绿地1块以及位于鼓楼区的汉中路绿地2块。 御道街位于南京市秦淮区，南起光华门，北抵午朝门，中有外五龙桥。笔者选取了其中植物种类较为丰富的两块绿地，面积分别为189m2和152m2。 中山东路位于南京市秦淮区，东西走向，西起新街口广场，东至中山门。其道路绿化较为丰富多样，绿地面积较多。笔者选取的样地位于明故宫地铁站旁，明故宫路与中山东路十字路口边，面积为160m2。 龙蟠中路位于秦淮区，北起北京路与龙蟠东路交叉口，南至长乐路与节制闸路交接处，与大光路、瑞金路、常府街、中山东路、珠江路等干道相接。此地是所有道路中，绿地宽度最大，植物丰富度最高的区域，笔者从中选取了面积分别为102m2,和252m2的绿地。 环湖路位于玄武区玄武湖公园外侧，环绕玄武湖，是一条景观大道，笔者选取了其中两块较为典型的绿地，面积分别为331m2和736m2，是所有样地中面积最大的绿地。 博爱路位于玄武区，南接中山门大街，北至博爱西路。由于在紫金山脚下，是上中山陵的一条要道，此路是一条景观路，两侧的道路绿地物种较为丰富，笔者所选取的样地面积分别为123m2,201m2,108m2。 中山门大街位于秦淮区内，西接中山东路，东至宁杭公路。笔者选取的样地靠近中山东路，一个是道路绿地，面积为192m2，一个是街头绿地，面积为143m2。 明陵路位于玄武区，北临植物园路，南接中山门大街，处于钟山风景区内。此地处于山脚，植物覆盖率较高笔者选取了其中植物种类较多的面积为143m2的绿地。 汉中路是南京市的一条交通干道，东起新街口，西至汉中门，全长近两公里。路的北边是鼓楼区，南边为秦淮区。由于靠近市中心区域，交通车辆较多，此道路的绿地面积较小，多为以灌木为主的植物种类较少的隔离绿化带，笔者可选取的符合要求的道路样地有限，因而两块样地面积仅为78m2和29m2。1.2.2 调查方法 经过实地踏察选取了植物多样性丰富的样地，根据物种高度将植物分为乔木层、灌木（藤本）层及地被层，对乔木层进行胸径、冠幅、高度的调查，对灌木层进行蓬径、高度的调查，对地被层、草坪层进行高度、面积的调查，并在此基础上调查生长状况、配置方式等相关数据。1.2.3 数据处理指标 在生态环境中，碳可以储存在不同的生物群落中。植被和土壤是碳贮存量的主体。植物的生长发育以及土壤层中的物质条件都提供了碳汇功能。在一年内从大气中吸收并固定二氧化碳的能力被称为碳汇功能[5]。本文选取绿量和固碳量作为分析平均指标，以此来评估南京市街头及道路绿地的碳汇能力。不同文献计算植物碳汇的方法各有差异，本文绿量及固碳量计算方法主要参考郭雪艳，薛仁龙等人的研究[3,6]。对于文献中尚未涉及的物种，则根据植物形态、种属、个体大小等，取其近似种数值，或形态类似物种的综合平均值（详见附录）。在计算各物种固碳量的基础上，叠加得出研究绿地的综合生态效益。1.2.3.1 叶面积指数 园林绿地所产生的生态效益,主要指各种园林植物改善生态环境的功能,包括释放氧气、固定二氧化碳等综合的量化指标。这些生态效益的发挥大都是通过叶片的光合作用而进行的,因此园林绿地中生态效益的大小取决于植物叶面积和叶面积指数的大小[7] 。叶面积指数是指单位种植面积上的叶片总面积，采用LAI作为群体生长分析的参数来反映植物叶面积的数量变化,即植株的叶表面积与地上表面积的比率,为植物群体和群落生长的定量分析提供了途径[8]。1.2.3.2 绿量 绿量是指单位面积上绿色植物的三维总量。园林绿地中生态效益的总量大小，跟植物叶片面积的大小有直接关系。因此，绿量是决定园林绿地系统中生态效益大小最具代表性的因素[9]。本文对绿量的计算，着重于对乔灌木及草坪进行叶面积的计算，公式如下： 公式中，S为叶面积总量（m2），LAI为叶面积指数，CA为乔灌木的树冠冠幅面积或地被层的面积(m2)。1.2.3.3 固碳量 自然界中，植被在光合作用下固定二氧化碳释放出氧气，不仅可以调节大气中的碳氧平衡，还有利于改善局部地区的空气质量。据研究表明，目前大部分城市的二氧化碳含量远远超过大气正常含量300ppm的指标，直接危害着人们的健康，而通过植物光合作用进行固碳释氧成为缓解这种情况的重要办法，因而对固碳量的测算对改善生态环境，恢复碳氧平衡有着重要意义。笔者通过已有的植物固氮释氧指标值及其与绿量的换算关系，从而完成对该指标的计算，公式如下： DCO2=ZCO2*S公式中，为单株（每平方米）植物吸收二氧化碳量（g/d），为吸收二氧化碳标准指标(g/d· m2)，S为植物绿量(m2)。2. 结果与分析笔者将所调研的样地内植物的数量、高度、冠幅、胸径进行测量统计，得出了各样地的植株密度等基本数据。统计结果如下：表1 南京市道路绿地样地植株各项生长参数（一）调查地块编号绿地面积（m2)乔木层样方密度（株/公顷）总样方密度（株/公顷）乔木冠幅/灌木冠幅（m2）总冠幅（m2）单位面积冠幅（m2）中山东路1607502000150.80/236.09386.892.42明陵路147272163278.54/277.41355.952.42御道街11896351693191.64/176.65368.291.95御道街2152789138299.75/132.97232.721.53龙蟠中路11026861667148.75/124.00272.752.67龙蟠中路22527141429107.60/305.32412.921.64环湖路1331544695233.26/280.21513.471.55环湖路2736530870946.40/443.271389.671.89汉中路1782051320522.38/168.61190.992.45汉中路229031030.00/52.3452.341.80博爱路1123407105753.41/154.27207.681.69博爱路2201398134372.26/308.24380.51.89博爱路310813892407318.09/98.37416.463.86中山门大街1192365213557.73/228.20285.931.49中山门大街214312871049208.92/159.41368.332.58表2南京市道路绿地样地植株各项生长参数（二）调查地块编号乔木平均树高(m)乔木平均冠径(m)乔木平均胸径(cm)群落结构中山东路3.94.08.7乔灌草明陵路6.05.020.0乔灌草御道街15.44.314.8乔灌草御道街23.83.111.0乔灌草龙蟠中路15.05.014.0乔灌草龙蟠中路22.72.713.7乔灌草环湖路12.63.811.1乔灌草环湖路25.15.414.4乔灌草汉中路11.51.36.8乔灌草汉中路20.00.00.0灌草博爱路112.63.634.0乔灌草博爱路210.13.328.8乔灌草博爱路33.85.013.8乔灌草中山门大街13.73.07.4乔灌草中山门大街26.45.315.9乔灌草 此外，在所有样地中，植物种类最多的3个区域分别为御道街1，有17种植物；博爱路3，有16种植物；博爱路2，有14种植物。由表1和表2可知植，株密度最高的三个区域分别为汉中路1，为3205株/每公顷；汉中路2,为3105株/每公顷；博爱路3,为2407株/每公顷。而植株总冠幅最高的三个区域为环湖路2、环湖路1、博爱路3。2.1 绿量 由表1和表2内的样地植株基本数据，并根据每种植物各自的叶面积指数，按照绿量计算公式进行计算，可得出每块样地的植株总绿量以及单位面积植株绿量。统计结果如下：表3. 南京市道路绿地各样地的植株绿量调查地块编号绿地面积(m2)乔木总绿量(m2)样方总绿量(m2)单位面积绿量(m2)乔木总绿量/样方总绿量（%）中山东路160651.821713.3210.7138.04明陵路147116.231119.817.6210.38御道街1189628.061533.598.1140.95御道街2152308.46862.005.6735.78龙蟠中路1102276.251038.0410.1826.61龙蟠中路2252115.111163.994.629.90环湖路1331324.872229.866.7414.57环湖路27362488.045313.787.2246.82汉中路178126.59852.6510.9314.85汉中路2290.00307.7310.610.00博爱路1123173.57950.527.7318.26博爱路2201261.411359.176.7619.23博爱路3108641.431251.1311.5851.27中山门大街1192208.941246.886.4916.76中山门大街2143260.361232.758.6221.12由表3可以看出，样地总绿量最高的三个区域为环湖路2、环湖路1、中山东路。乔木总绿量最高的三个样地为环湖路2、博爱路3、中山东路。各样地的乔木总绿量所占总绿量的比重最高的三个样地为博爱路3，环湖路2，御道街1。然而由于样地面积大小不一，单纯地进行总绿量的比较不足以进行分析，因此选用单位面积绿量这一指标进行样地间绿量大小的比较。单位面积绿量最高的3个样地依次为博爱路3，汉中路1，中山东路。通过计算，博爱路3的单位面积绿量为11.58m2，其中单位面积乔木绿量为5.94m2，单位面积灌木层绿量为3.09m2，单位面积地被层绿量为2.56m2。汉中路1的单位面积绿量为10.93m2，其中单位面积乔木绿量为1.66m2，单位面积灌木层绿量为2.94m2，单位面积地被层绿量为6.37m2。中山东路的单位面积绿量为10.71m2，其中单位面积乔木绿量为4.07m2，单位面积灌木层绿量为2.98m2，单位面积地被层绿量为3.65m2。由此可以看出，博爱路3中乔木层绿量高，汉中路1中地被层绿量高，中山东路中乔木层的和地被层二者的绿量都处于较高水平。因此可以说乔木层和地被层的绿量贡献率要高于灌木层，绿地植物的选择要多乔木和地被，从中也透露出植物种类的多样性，立面层次的丰富性有利于增加绿地的绿量，提高绿地利用率。通过前期的绿化调查，笔者发现单位面积绿量较高的样地汉中路1绿地面积虽小，但植物层次感丰富，乔灌木与地被类植物配置得宜，疏密有致。上层有蜡梅、樱花、红枫、日本五针松、罗汉松，下层有红叶石楠、毛鹃、金边黄杨，在有限的面积上进行了尽可能多样的搭配，使得每一层空间都得到合理运用。而且，不仅仅是在生态方面达到了高绿量，更是在色彩、空间等视觉感受上展现出植物的美观效果。这种植物搭配方式兼顾了生态效益和经济效益，可以作为园林设计师种植设计时的参考。2.2 固碳量表4. 南京市道路绿地样地植株固碳量调查地块编号绿地面积(m2)固碳量(g/d)单位面积固碳量(g/d)中山东路16012046.8275.29明陵路1479160.2362.31御道街118912811.9567.79御道街21527091.1946.65龙蟠中路11029296.7191.14龙蟠中路22529711.7438.54环湖路133123236.6470.20环湖路273649384.1567.10汉中路1786361.5681.56汉中路2292400.6582.78博爱路11239471.6877.00博爱路220114349.0571.39博爱路310812709.6117.68中山门大街119211413.7659.45中山门大街214311248.4678.66根据表4的统计结果，单位面积固碳量最高的3个样地是博爱路3、龙蟠中路1、汉中路2。博爱路3中单位面积固碳量为117.68g/d，单位面积乔木固碳量为70.25g/d，单位面积灌木固碳量为24.57g/d，单位面积地被固碳量为22.85g/d。龙蟠中路1单位面积固碳量为91.14g/d，单位面积乔木固碳量为24.24g/d，单位面积灌木固碳量为16.45g/d，单位面积地被固碳量为50.44g/d。汉中路2单位面积固碳量为82.78g/d，单位面积乔木固碳量为0g/d，单位面积灌木固碳量为52.9g/d，单位面积地被固碳量为29.89g/d。2.3 影响固碳量的因子分析之前的数据分析统计了样地中的总样方密度、单位面积植株冠幅、单位面积绿量，将此三个数据指标与单位面积固碳量进行线性分析，以找出影响固碳量的因素。 图1. 总样方密度-单位面积固碳量散点图 图2. 单位面积冠幅-单位面积固碳量散点图 图3.单位面积绿量-单位面积固碳量散点图通过以上三个图表的直观展示，我们可以看出，单位面积固碳量与样方密度没有明显的线性关系，而与单位面积冠幅和单位面积绿量近似地呈正相关。由此可知，单位面积内增加乔灌木冠幅或地被层的面积，可以提高绿地的固碳量。2.4 不同植物的碳汇能力比较 不同树种的固碳释氧量大相径庭，其中最主要的三方面要素为叶面积指数、单位面积固碳释氧指数、植株冠幅。其中叶面积指数和单位面积固碳释氧量指数为固有指数，只跟植株种类有关，通过统计、计算和比较，我们可以得出样地中碳汇能力较高的树种，对于今后的种植设计有一定参考价值。通过上文的公式演化，得出新的公式为：DCO2=ZCO2*LAI*CA=T*CA其中，DCO2为单株（每平方米）植物吸收二氧化碳量（g/d），ZCO2为吸收二氧化碳标准指标(g/d· m2)，LAI为叶面积指数，CA为乔灌木的树冠面积或草本的面积(m2),T为单位面积碳汇指数。将各样地内植物的叶面积指数、单位面积固碳释氧指标进行了统计，并比较了碳汇指数T，T值最高的十种植物统计如下：表5. 南京市道路绿地样地内碳汇指标最高的十种植物植物种类叶面积指数单位面积固碳释氧指标单位面积碳汇指数细叶麦冬6.3516.52104.90毛鹃11.27.8688.03栀子11.27.5184.11雪松7.10 9.3466.31日本五针松 7.109.3466.31水果蓝4.3214.6863.42云南黄馨4.3214.6863.42三角枫6.787.8653.29红花檵木6.787.8653.29海桐4.3311.7250.75以上十种植物是笔者所选样地中单位面积碳汇指数较高的植物，它们单位面积固碳释氧的能力高于其他种类，今后的种植设计中增加此类植物的冠幅，会大大提高绿地的碳汇能力和生态效益，发挥植物的最大利用率。由此可见，绿地要获得高绿量和高固碳量，就需要一方面多样化种植，另一方面，在满足多样化种植的基础上选用固碳能力较高的物种。3. 城市道路绿化建议 道路绿地作为园林绿地的重要组成部分，在改善路域生态环境中起到了不可或缺的作用，但是道路绿地类型多样，破碎化程度较高，这为选择绿化植物的种类和提高其生态效益带来了困难。道路绿化的生态效益大小不仅跟绿地的覆盖面积有关，而且还跟绿地的结构和植物种类有关[10]。为提高道路绿地碳汇能力，增加单位面积绿地固碳释氧量，笔者根据本文以上研究分析，提出以下建议：3.1 立体绿化，复层种植 因道路功能的限制，我们不可能通过扩大道路绿地的面积来提高植物绿量和固碳量。因此，在有限的道路绿地空间内，要改善道路沿线的生态环境，提高其生态效益，就必须尽可能地挖掘每一块道路绿地空间内的种植潜力，纵向种植，营造立体的、多层次的植物景观[11]，增加植物的绿量和固碳量。3.2 提高物种多样性前人研究指出，植物种类越多，结构越复杂的植物群落越稳定,其生态效益就越高[12]。根据郭延杰等人对不同结构绿地的环境效益表研究，乔灌草复式结构绿地的单位面积三维量和固碳释氧量最高[13]，而且这种结构因为可以最大限度的吸附和截留粉尘，因此选择最佳的绿化结构，可以有效提高单位面积绿量以及绿地生态效益。园林绿地中植物绿量和固碳量的大小，在很大程度上决定于植物叶片面积总量的大小[14]。生态绿化不仅要提高绿地率，最主要的是提高绿地的绿量及固碳释氧量，提高绿地的利用率。鉴于此，尽量选用叶面积指数大、碳汇指标高、光合效率高的植物，增加此类植物的种植面积，提高单位面积绿地内的绿量和固碳量，创造适宜的小气候环境，促进城市的生态平衡[15]。种植设计时应选用多种类植物进行配置，创造一个高绿地利用率，植物种类丰富，生态效益较为高效的绿地空间。3.3 加强养护管理 植物的长势好坏对其发挥生态功能的强弱有直接关系，人们常说：“三分种，七分养”，园林植物的养护与管理在绿化建设中占有极其重要的地位。气候条件不适宜、种植不恰当、营养水分不足、环境污染、病虫害等都在不同程度上对植物的生长造成了危害，例如冠形不够舒展，枝叶不够繁密甚至病害，这些情况严重的降低了植物的生态效益。根据不同园林植物的生长需要和特定要求来进行浇水、施肥，并在合适的时期进行及时地采取修剪、防治病虫害、除草等措施进行养护管理[16]。4. 结语道路绿地是城市园林绿地的重要组成部分,它贯穿着整个城市，对城市生态环境的改善起着非常重要的作用[17]。道路的占地面积在城市总面积中的比重相当大,约占20%[18]，建设高生态效益，高碳汇能力的道路绿地，对城市生态环境的改善起到非常重要的作用。目前国内的相关调查研究还较少，不能够进行系统的分析，因此需要我们进一步调研各城市绿地碳汇能力，获得更多的数据，本课题对南京道路绿地碳汇的调研只是这个重大项目中的一小部分，希望今后有更多的相关研究，以尽快完善国内绿地碳汇能力的数据，这对城市绿地生态建设，改善城市环境具有不可估量的意义。致谢 四年的本科学习即将结束，在此我要感谢四年来给予我关心和帮助的每一个人。参考文献：[1]谢军飞,李薇.借鉴森林生态系统的园林绿地碳汇研究进展[J].现代园林.2014,11(11):14-21.[2]方精云,郭兆迪,朴世龙,等.1981-2000年中国陆地植被碳汇的估算[J].中国科学（D)辑，2007,37 （6） ：804-812. 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目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Keywords 3
前言 3
1 研究区与研究方法 4
1.1 研究区概况 4
1.1.1 地理位置 4
1.1.2 自然气候条件 4
1.1.3 植物资源 4
1.2 研究方法 4
1.2.1 样地选取 4
1.2.2 调查方法 4
1.2.3 数据处理指标 5
2 结果与分析 5
2.1 绿量 6
2.2 固碳量 7
2.3 影响固碳量的因子分析 8
2.4 不同植物的碳汇能力比较 9
3 城市道路绿化建议 10
3.1 立体绿化，复层种植 10
3.2 提高物种多样性，增加乔木比重 10
3.3 加强养护管理 10
4 结语 11
致谢 11
参考文献 11
附录：植物生态效益计算方法及参数来源 13
附图1：中山东路 16
附图2：明陵路 17
附图3：御道街1 18
附图4：御道街2 19
附图5：龙蟠中路1 20
附图6：龙蟠中路2 21
附图7：环湖路1 22
附图8：环湖路2 23
附图9：汉中路1 24
附图10：汉中路2 25
附图11：博爱路1 26
附图12：博爱路2 27
附图13：博爱路3 28
附图14：中山门大街1 29
附图15：中山门大街2 30
南京市街头及道路绿地碳汇能力的研究
引言
原文链接：http://www.jxszl.com/nongxue/yuanlin/46441.html
