基于低碳視角下園林景觀運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段非一次性碳源與碳匯比較研究
——以天津市金色雅筑居住區(qū)為例

冀媛媛，李雙躍，劉海榮 （天津農(nóng)學(xué)院，天津 300072）

1 園林景觀全生命周期中的碳源和碳匯

1.1 園林景觀全生命周期中的碳源

根據(jù)聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約（UNFCCC）指出，碳源（Carbon Source）是指向大氣中排放溫室氣體或者有排放溫室氣體前兆的過(guò)程或者活動(dòng)[1]。在景觀全生命周期的范圍內(nèi)，景觀中碳源主要來(lái)源于景觀材料生產(chǎn)、建造、運(yùn)營(yíng)維護(hù)和拆除4個(gè)階段[2-3]。在景觀產(chǎn)生的碳源中，按照碳源在景觀生命周期內(nèi)產(chǎn)生的次數(shù)，可分為一次性碳源和非一次性碳源。其中，景觀材料生產(chǎn)、建造、拆除階段產(chǎn)生的碳源為一次性碳源。而景觀運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段產(chǎn)生的碳源為非一次性碳源，非一次性碳源是景觀在使用年限內(nèi)每年都會(huì)產(chǎn)生的碳源，非一次性碳源量與時(shí)間呈線性增長(zhǎng)關(guān)系。

1.2 園林景觀全生命周期中的碳匯

碳匯（Carbon Sink）是指移除大氣中溫室氣體的任一過(guò)程、活動(dòng)或機(jī)制[1]。在景觀全生命周期的范疇內(nèi)，園林景觀中的碳匯主要來(lái)源于景觀綠色植物固碳，利用廢棄材料和再生能源利用等活動(dòng)產(chǎn)生的碳匯。在園林景觀中碳匯來(lái)源中，綠色植物固碳是碳匯的主要來(lái)源，其為非一次性碳匯，在植物的生長(zhǎng)周期內(nèi)，碳匯量與時(shí)間呈線性增長(zhǎng)關(guān)系。

1.3 園林景觀運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段碳源和碳匯比較意義

在景觀的全生命周期的時(shí)間軸線中，景觀的運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段占有主導(dǎo)地位，運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段產(chǎn)生碳源是一個(gè)長(zhǎng)久的碳源，隨著時(shí)間呈線性增長(zhǎng)關(guān)系。景觀中的綠色植物固碳是碳匯的主要來(lái)源，其與時(shí)間亦呈線性增長(zhǎng)關(guān)系。因此，在此研究中，我們將占據(jù)景觀全生命周期時(shí)間軸線主導(dǎo)地位的景觀運(yùn)營(yíng)和維護(hù)階段碳排放與植物的碳匯進(jìn)行量化的比較研究，從而能夠一目了然地了解植物在消除景觀運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的碳排放后直接的固碳效應(yīng)。

2 居住區(qū)園林景觀運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段碳源和碳匯案例研究

2.1 天津市金色雅筑居住區(qū)基本概況

項(xiàng)目所選擇的居住區(qū)為金色雅筑居住區(qū)，居住區(qū)景觀效果好，居民滿意程度高。金色雅筑居住區(qū)整體景觀面積為45071m2，其中硬質(zhì)景觀面積為27369m2,軟質(zhì)景觀面積為16702 m2。

2.2 金色雅筑居住區(qū)園林景觀運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段碳源

景觀日常運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的，根據(jù)前文所述，一部分來(lái)自景觀中各種設(shè)施使用過(guò)程中的電力和化石能源，如景觀中的路燈、動(dòng)態(tài)水景等消耗的能源；另一部分來(lái)自景觀中綠地的養(yǎng)護(hù)與管理，如植物的修剪、灌溉，施肥等方面的內(nèi)容。在景觀維護(hù)階段的碳源計(jì)算方法及公式數(shù)據(jù)，來(lái)自于居住區(qū)景觀全生命周期碳源碳匯量化評(píng)估系統(tǒng)v1.0（天津農(nóng)學(xué)院低碳景觀組編寫(xiě)制作的計(jì)算軟件，用于對(duì)景觀中碳排放的量化研究）。

2.2.1 金色雅筑居住區(qū)設(shè)施使用產(chǎn)生碳源

在金色雅筑居住區(qū)中，路燈的開(kāi)放時(shí)間為夏天20:00～7：00，冬天為17:00～7:00，按照華北電網(wǎng)給出的1kW·h電力的CO2排放系數(shù)為0.7802kg，即為780.2g/(kW·h)[4]，居住區(qū)中的各種燈具的能耗計(jì)算結(jié)果如表1。

小區(qū)中的動(dòng)態(tài)水景在國(guó)家節(jié)假日每天開(kāi)放4h，按照全年各種節(jié)假日開(kāi)放50天計(jì)算，總計(jì)開(kāi)放200h，安裝的噴泉的功率為3.5kw·h，因此，噴泉的每年的總耗電量為700度電，動(dòng)態(tài)水景的CO2排放量為546kg。

因此，通過(guò)前兩者的計(jì)算，金色雅筑居住區(qū)設(shè)施使用產(chǎn)生碳源為燈具能耗碳排放和動(dòng)態(tài)水景碳排放兩者之和29108kg。

金色雅筑居住區(qū)燈具CO2排放表 表1

金色雅筑居住區(qū)景觀養(yǎng)護(hù)CO2排放表 表2

2.2.2 金色雅筑居住區(qū)園林景觀養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生碳源

在居住區(qū)景觀養(yǎng)護(hù)的碳排放方面，采訪了金色雅筑小區(qū)相關(guān)負(fù)責(zé)人，根據(jù)其工作的相關(guān)內(nèi)容，金色雅筑植物養(yǎng)護(hù)中消耗的能源如表2。

通過(guò)對(duì)金色雅筑小區(qū)高層植物養(yǎng)護(hù)的能源消耗CO2排放計(jì)算，其總額為4792kg，在總消耗量中，我們可以看到灌溉用水所產(chǎn)生的CO2排放量最多，占到了養(yǎng)護(hù)中總體消耗的62%，植物修剪占到了總體消耗CO2排放的23%，而各種施肥、垃圾外運(yùn)和殺蟲(chóng)劑的使用分別占到能源消耗 CO2排放的 6%，5%和4%。

金色雅筑居住區(qū)主要苗木碳匯量 表3

2.2.3 金色雅筑居住區(qū)園林景觀運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段碳匯

金色雅筑居住區(qū)苗木的碳匯量，參照陳自新等人測(cè)定的植物葉面積計(jì)算方程和單位葉面積吸收的CO2來(lái)計(jì)算植物總體碳匯量[7]，在金色雅筑居住區(qū)中，植物材料碳匯量為132462kg。

2.3 金色雅筑居住區(qū)園林景觀維護(hù)階段的碳源與碳匯收支比較

在金色雅筑居住區(qū)景觀維護(hù)階段，居住區(qū)景觀維護(hù)的碳排放為33901kg，居住區(qū)景觀碳匯為132462kg。如僅從居住區(qū)的景觀維護(hù)階段的碳源和碳匯兩者數(shù)據(jù)比較而言，植物所產(chǎn)生的碳匯為養(yǎng)護(hù)中產(chǎn)生碳源的4倍，居住區(qū)景觀呈現(xiàn)出正向的碳匯效應(yīng)。但是，景觀的全生命周期包含有四個(gè)階段，景觀中碳源來(lái)源于景觀材料生產(chǎn)、建造、運(yùn)營(yíng)維護(hù)和拆除。除了景觀維護(hù)階段，景觀材料的生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量的碳排放，1t的瀝青混凝土產(chǎn)生的碳排放為439kg[9]，在金色雅筑居住區(qū)工程量的調(diào)研中，僅僅使用的瀝青混凝土數(shù)量即將近1000t，產(chǎn)生的CO2排放量為439000，為居住區(qū)植物碳匯的3倍。

因此，在居住區(qū)景觀維護(hù)階段的碳源和碳匯的研究中，為了平衡景觀全生命周期其他階段所產(chǎn)生的碳源，必須考慮到如何增加碳匯，同時(shí)盡可能地減少碳源。

3 居住區(qū)園林景觀運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段減源和增匯的可行性分析

3.1 居住區(qū)園林景觀運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段減少碳源可行性分析

居住區(qū)景觀維護(hù)產(chǎn)生的碳排放是景觀碳源的一個(gè)主要來(lái)源，其非一次性碳源，與時(shí)間呈線性關(guān)系，因此，在居住區(qū)景觀運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段，其主要從設(shè)施的使用和綠地的養(yǎng)護(hù)兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。

3.2 居住區(qū)園林景觀運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段增加碳匯可行性分析

在金色雅筑小區(qū)的種植中，主要為地面種植，根據(jù)測(cè)算中采用的植物固碳的計(jì)算方程，我們可以看到植物固碳與植物的胸徑、冠幅及種類等有直接的關(guān)系。雖然植物的固碳量與植物的胸徑與冠幅成正比，但是同樣，大的胸徑和冠幅的植物同樣帶來(lái)養(yǎng)植、運(yùn)輸成本的增高，所以在相同條件下，選擇固碳能力強(qiáng)的植物，才是最有效的方法。另外，增加多年生地被或者草本植物的使用，代替原有的草坪，也是增加固碳量的方法，例如，我國(guó)學(xué)者針對(duì)草本植物鳶尾研究發(fā)現(xiàn)其每平方米土地的固碳量為26.05g/m2·d[11]。

運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段減少碳源量 表4

運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段增加碳匯量 表5

現(xiàn)階段與改造情景下景觀維護(hù)碳排放與植物固碳對(duì)比 表6

3.3 居住區(qū)園林景觀運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段減源和增匯的比較

通過(guò)不同情景條件下，減少居住區(qū)景觀維護(hù)階段的減少碳源和增加植物碳匯的可行性分析，得出在不同措施下，居住區(qū)景觀維護(hù)碳源量將減少21944kg，而居住區(qū)植物景觀的碳匯量將增加15769kg，相對(duì)于原有的景觀維護(hù)的碳源和植物種植的碳匯，在下圖中我們可以看到改造情景下兩者的對(duì)比變化。居住區(qū)維護(hù)產(chǎn)生的碳排放，由原來(lái)相當(dāng)于植物固碳量的1/4改變將近為1/14。所以，當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)采取相應(yīng)的有效措施后，在一年的養(yǎng)護(hù)時(shí)間內(nèi)，居住區(qū)中景觀植物的碳匯量是可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其維護(hù)中的碳排放量，從而為我們提供一個(gè)更好的生態(tài)環(huán)境，發(fā)揮更多的生態(tài)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

在景觀的全生命周期的碳排放總量中，景觀的運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的碳排放是其主要來(lái)源之一，其與時(shí)間呈線性增長(zhǎng)關(guān)系。在營(yíng)造低碳景觀的理念中，景觀運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的碳排放量與植物之間的碳匯的關(guān)系，直接反映了植物正向的生態(tài)效益。因此，在景觀全生命周期碳排放的考量中，對(duì)景觀運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的碳排放與植物碳匯的定量比較，具有重要意義。