城市綠地碳源對生態建設的作用探討

張偉暢，代思汝

(湖南農業大學 資源環境學院，湖南 長沙410128)

1 引言

隨著城鎮規模不斷擴大，城市人口急劇上升，省會以上城市不僅擴大規模，相應地豐富了城市建設內涵。碳源的開辟與生化功能的利用已逐步趨向完善。但地(市)級城市規模的擴大遠快于內涵功能的建設，對碳源生物利用還處于初步階段;縣級城市多偏重于房屋、道路以及相應設施內容的建設，對碳源的開發利用，無論是規模內涵均十分脆弱。鄉、鎮所在地的小城鎮建設對碳源的利用，基本上還停留在農村一般自然水平，談不上有任何建設。大多數的生態旅游城市，對碳源的開發、研究、利用均有長足的發展。

我國城鎮人口在21世紀20年代末，將可能占全國總人口的60%。因此在城市發展中，碳源的開放、利用應同步進行。

2 城市碳源的分類

2.1 城市植被地表的碳源

植被即為綠色植物覆蓋地表較為密集的多種植物的總稱。城市植被多為人工造成，也有天然造成。按植物類型有喬木區、灌木區、喬灌混栽區、地被及藤本植物區及喬、灌、地被、藤本植物混栽區。地表空間的碳源，各區之間有明顯差異，以后者結構最合理、形成的碳源最豐富。一般森林公園，都是這種混栽結構，植被生長旺盛，故地表碳源極為豐富，其次為喬木區，再次為灌木區或草地，空曠無綠色植被區的碳含量極低。

城市植被構成的碳源，既是構成綠色植物的物質基礎，當植物進行光合作用合成的碳水化合物，促進枝繁葉茂構成龐大的樹冠，或形成綠色草地。通過新陳代謝，又為土地遺留大量的枯枝、死根、落葉，增加新的碳源。更為重要的是植物綠色部位，在白天形成光合作用過程中，吸收碳(CO2)，釋放氧(O2)，為城市居民提供充足穩定的新鮮爽心的氧氣，而缺乏綠色植被的地塊氧量明顯降低，會給人們休息生活帶來不適。

2.2 城市植被土壤的碳源

城市綠色植被土壤的碳源，一部分是土壤形成前的原生態碳，大部分是綠色植被的軀體腐爛分解，以及降雨，人工管理投入肥料具有碳成分累積而形成的。通過研究巴爾迪摩市、紐約市、芝加哥市、香港行政區，莫斯科市不同土地利用類型的土壤碳密度(0～100 cm)，發現住宅區草地土壤碳密度是無植被覆蓋土壤的4.4倍，公園草地土壤碳密度是無植被覆蓋的土壤的 2.2 倍［1］。

城市綠地種植一年生植物(花卉、草本類)，由于人工活動翻土、中耕、施肥等管理頻繁，改造了土層和土壤結構，耕作層有機碳具有明顯的富集特征。而城市森林公園，有的營林歷史長，土壤(0～100 cm)碳含量高而且積累的土層較深。

建城具有20年以上的綠色園林植被區土壤，從土壤垂直剖面分析碳的含量隨土層深度增加而相應遞減［2～4］，如公園區、居住區、休閑區，這與大多數自然綠地土壤相類似。國內不同城市新建的(10年以內)各種功能區綠地，如公園、校區、居民休閑區、行道區，在建園前多為荒山坡地，通過平整土地，挖高填低，原有土層被打亂，尚未形成良好的耕作層，導致土壤有機碳含量沒有形成一致規律。

2.3 城市綠地土壤微生物碳源

城市綠地土壤中有一種可分解腐殖質釋放出植物可吸收的生物碳，它的比例占土壤微生物總量不到5%，但它是土壤微生物活性的重要指標，能有效地促進有機體的分解、轉化，進而影響土壤碳源量。而分解成活性碳的數量與土壤中廢棄物，如落葉、枯枝、秸稈等各種有機物的多少有密切關系，在同等條件下與不同植被也有一定的差異。鄭州市綠地土壤微生物碳源量依次大小為:花卉綠地＞人工林地＞隔離帶綠地＞人工草地，其中花卉綠地土壤微生物量碳最大(72μg/g)，約為人工綠地的 15 倍［5］。

3 城市綠地碳源的作用分析

3.1 凈化空氣提升居住環境空氣質量

碳從廣義上講為非金屬元素，它的化學符號是“C”，化學性質穩定，植物的葉片進行光合作用時，在太陽光照射下，以CO2和H2O做原料，轉化成有機物(CH2O)并釋放出氧(O2)，這種化學反應過程，生理、生化科學家已做出經典概括，為(CO2+H2O光、葉綠體CH2O+O2)，為全世界所公認。這一過程，不僅為人們提供了各種生活物質和能源，還對城市優化環境起到了重要的調節和保護作用。CO2在空氣中的濃度約為萬分之三，城市人口密度大，碳源豐富，一些大、中城市CO2的濃度還略高于這一指數，如能通過園林植物光合作用吸收，還有利于降低城市空間低層的CO2濃度。

從表面上看，在光合作用中，釋放氧氣似乎屬一種副產品，實際上氧對人們的健身非常重要，可以說對城市居民生活，這種優質新鮮空氣是不可須臾或缺的。春、夏、秋、冬，特別是在炎熱的夏日，人們步入森林公園、城市叢林、林蔭下，從呼吸乃至全身，都有一種特別舒適的感受，這種感受，很大程度都是得益于氧氣的充足，合適的氣溫、濕度、光線和色調。有研究表明，氧氣是人類以及很多生物所必須的，當空氣氧的含量由現有21%降低到16%左右，人們就會感到遲鈍。我國不少生態景點，被譽為天然“氧吧”，就是生活感受的證實。有人把城市中集中成片生態景點，當作“綠心”，所以建設中對“綠心”千方百計加以保護。

3.2 不同綠色植被碳源的形成與我國城市化園林建設的關系

從城市碳源的分類來看，天然林或人工林集中成片的綠地植被，以喬木為主，并合理配置的灌木、草類綠色區，表土、土層碳源最為豐富?；旌暇G色植被的配置有常綠樹、落葉樹，葉形有針葉、闊葉;草木有一年生、多年生。不同季節枝、葉、花、果形態特征，新陳代謝各異。從平面上表現出多生態性，從主體看表現出多層性，降落地面的植物遺體量較大，多種多樣，因此分解散發空間和沉浸土層的腐殖質碳的成分多，地面和土壤自動互補，有效地發揮了綠地生態多樣性功能，特別是氧的釋放能更好地調節各個生態因子，所產生對人體身心的綜合效果都遠遠比單一植被，尤其是無植被的區域好。這種綠色植被的碳、氧效應，對凈化城市空氣是極大有利的。

在新建一個小區，一個開發新區，一所學校，或改造舊城區的規劃、施工過程中，為求保持原有生態地形地貌，不要強求一致整體夷為平地。長沙市在城市化過程中，為貫徹落實“兩型社會”(環境友好型、資源節約型)，對岳麓山和南郊植物園，全面保留原有生態資源，適當擴大范圍，豐富了新的資源，做到錦上添花，建設合格為森林公園，此外還改造興建了多處生態休閑場，為城區居民增添了憩息的佳境。

長株潭三市還聯合制定了《長株潭城市群規劃(2008～2010年)》，明確在劃定綠心地區522.87km2范圍內，把建立森林公園，濕地公園作為保護長株潭綠心地帶的主要載體。其中長沙市有國家級森林公園一個，省級公園新建4個，擴建2個;株洲市啟動2個;湘潭市申請升級公園新建2個。其他已有的市級、區級大小生態休閑公園或場所200多處，均納入綠心生態保護對象。達到“集中成片建園，分散設點星羅”，做到“區有公園，屋有綠地，人有綠蔭”的生態格局［6］。

3.3 緩解城市化帶來的健康風險

我國自20世紀80年代以來，城鎮人口已經從1.9億增加到6.22億人，城鎮人口已突破47%以上，今后中小城市還將繼續擴大，空氣有害物質增多，給城市居民必然帶來健康風險。有專家調查發現，進城后的農民工得高血壓病和兒童肥胖的發病率比農村地區高出一倍，城市生活的心理壓力也可能造成農民工的精神緊張，其原因主要是由于城市工廠、交通工具尾氣、生活中未充分燃燒的能源排放的廢棄(CO)，加上城市噪聲的干擾，以及水質、飲食眾多的，城市老齡化的日益加劇等。必須加快創造良好的城市生態環境，讓眾多的市民走出戶外有條件享受清新的清潔的空氣，用優質的空氣防病治病，使成為城市居民一種良好的健身調養療方。

［1］Pouyat R V，Yesilonis I D，Nowak D J.Carbon storage by urban soils in the United States［J］.Journal of Environmental Quality，2006(35):1 566～1 575.

［2］董 艷，仝 川，楊玉紅，等.福州市自然和人工管理綠地土壤有機碳含量分析［J］.杭州師范學院學報，2007，6(6):440～444.

［3］劉為華.上海城市綠地土壤碳儲量格局與理化性質研究［D］.上海:華東師范大學，2009.

［4］李金全，王 晶，曾文靜，等.城市不同綠地類型土壤有機碳的垂直分布特征及儲量［J］.安徽農業科學，2011，39(21):12 787～12 788.

［5］蔣炳伸，楊喜田.不同城市綠地類型對土壤微生物數量及微生物量的影響［J］.湖南農業科學，2011(17):52～54.

［6］楊志妮，夏娟娟.保護綠心，對部分項目亮紅燈［N］.瀟湘晨報，2012－03－12(4).