碳中和視角下海口市主要道路行道樹碳匯能力分析

朱良駿，宋希強，王淑娥

1.海南省熱帶特色花木資源生物學重點實驗室/海南大學林學院;2.海口市金牛嶺公園

中國于2020年提出“雙碳”目標[1]，圍繞這一目標，各行各業都開展了相關的研究。交通綠地作為城市綠地系統中的一部分，起到十分重要的作用，特別是其生態功能作用日益顯著，如陳婷婷等（2016）[2]調查估算廣州天河區道路行道樹的結構特征和碳儲量。王祥林等（2013）[3]對于江門市城區行道樹碳儲量的研究等等，都對道路綠化的碳匯能力做了研究。本文以城市交通綠地的道路體系為研究單元，選取海口市主城區為研究范圍，通過計算碳儲量，探討城市行道樹的碳匯情況，為南方地區交通綠地行道樹生態價值評估提供參考。

一、研究區域概況

海口市是海南省的政治經濟文化中心，近年來隨著海南自貿港逐步建設，海口市各方面發展十分迅速[4]。尤其在城市建設方面，最近幾年海口市的城市環境發生了明顯的改善。加之海口市的地域氣候特點十分有利于植物生長，尤其適合熱帶植物的生長環境[5]。這就為城市道路綠化提供了很多的選擇對象。綜上本研究以海南省海口市主城區的一級道路為研究范圍開展調查，可以為南方地區城市道路行道樹碳匯能力提供代表性研究結果。

二、研究方法

（一）植物生理數據的采集

1.抽樣調查法

根據劃定的研究范圍道路內，每間隔500m選擇100m道路綠化為研究樣地，對樣地內的行道樹生理數據進行測量并記錄，主要測量指標為行道樹的高度，胸徑與冠幅。根據測量所得出的數據，按行道樹種類的不同分類進行統計，并計算各種類行道樹的總體數量、平均高度、平均胸徑及平均冠幅。

2.模型計算法

由于本研究需要對研究區域內往年的行道樹生長情況數據進行比對，所以根據前期現場抽樣調查的樣地，選擇同一地區的往年街景地圖照片進行收集。利用sketchup軟件照片匹配功能，進行透視還原，結合實際物體與圖片物體的尺寸比例，可以計算出過往幾年內植物生長情況，即各年份的平均高度、平均胸徑以及平均冠幅。

（二）行道樹碳儲量估算

碳儲量的計算主要由植物的胸徑及高度利用二元立木材積式計算其蓄積量，通過蓄積量根據生物量轉換因子法計算其生物量，最終根據植物的含碳系數結合生物量計算其碳儲量[6]。

1.行道樹蓄積量估算

蓄積量是指所有活立木的材積之和[7]，行道樹蓄積量計算應采用二元立木材積式來進行計算，根據植物林分種類的不同將研究區域內所調查的植物區分為，軟木闊葉林與硬木闊葉林兩種類型，根據其計算常數的不同分開估算其行道樹蓄積量即式（1）、式（2）[8]。

其中V為植物蓄積量（m3）,D為行道樹平均胸徑（cm），H為行道樹高度（m）。

2.行道樹生物量估算

本次研究主要聚焦于地上生物量，行道樹生物量的估算主要根據其蓄積量利用生物量轉換因子法進行估算[9]，這一計算方法又細分多種，本研究采用眾多學者采用的生物量轉換因子連續函數法來進行估算即式（3）、式（4）[10]。

B為行道樹生物量（t/hm2）。

3.行道樹碳儲量估算

行道樹的碳儲量估算方式是通過其生物量乘以含碳系數確定，有關含碳系數的選擇，國內外的大多研究者選擇0.45或0.5，本研究在計算過程中同樣根據其林分種類不同選取相對應的含碳系數，力求估算結果更加精確即式（5）、式（6）[11]。

C為行道樹碳儲量（t）。

三、結果分析

（一）行道樹結構特征

根據調查，海口市主要城市道路綠化行道樹主要為17個品種，隸屬10科13屬，具體生長情況如表1。因為地處南方熱帶地區，城市內道路行道樹主要以熱帶適生植物為主，例如棕櫚科植物和榕屬植物。另外，海口市有椰城的美名，所以大量采用椰子樹作為行道樹的主干樹種，已提現其地域特景觀特色。在道路行道樹數量上椰海大道與濱海大道行道樹種植數量最大，分別為13972棵和8533棵。這與道路的長度呈正相關。另外通過植物DBH等級劃分，海口市行道樹DBH等級在30-59cm有大量分布情況，占總徑級的88%，一定程度反映海口市喬木整體處于成熟期。

表1 海口市主要道路行道樹生長情況

（二）不同路段行道樹碳匯能力

根據前文所述，將所收集數據進行計算分析，可以得出每條道路各類型樹種的碳儲量。另外將各年份的碳儲量綜合比對，可計算出每條道路行道樹的年平均碳儲量變化，即為其年平均的實際碳匯量。另外，依據各條道路的長度，計算出每條道路的每公里年平均碳匯量，從而反映出每條道路的碳匯效率。根據分析，海口市一級道路中，碳匯效率最高三條路依次為：龍昆路、國興大道、海府路；碳匯效率最低的三條路依次為：五西路、長彤路、秀英大道，具體如表2。經過分析影響道路行道樹效率的因素有很多，但可以肯定的是其影響因子主要包括：單位長度道路綠化面積，道路行道樹樹種選擇與搭配、道路光照、水分等自然影響因素等。

表2 海口市主要道路碳匯能力情況

（三）不同種類行道樹碳匯能力

將所統計的各條道路的行道樹進行綜合分析，計算出研究區域內各種類樹種的碳匯能力。可以看出，在研究范圍內碳匯能力最強的三種樹種依次為：非洲楝、小葉榕、小葉欖仁；碳匯能力最弱的三種樹種：依次為印度紫檀、狐尾椰子、黃葛榕，具體如表3。在調查得過程中筆者也觀察到，植物的碳匯能力與其生長速度呈正相關，即生長速度較快的植物其碳匯能力較強，尤其是植物的胸徑增長速度較快的品種[12]。

表3 海口市城市道路行道樹碳匯能力

四、結論與討論

根據調查結果的計算與分析，計算出海口市城市一級道路行道樹年平均碳匯量為156.39t，每公里的碳匯能力為1.4t。這是針對海口市目前城市主要道路行道樹的調查計算所得出。但正如前文所述，研究區域內的行道樹大多進入成熟期，結合植物生長模型可以預測，隨著時間的推移植物的生長速度會逐步減慢[13]，其年平均碳匯量也會有所降低。另外根據研究區域內各類型樹種的碳匯能力排序，可以對海口市及周邊地區在設計過程中選取行道樹時，提供碳匯視角下的影響因子考量。通過合理搭配碳匯能力強的樹種，提高道路綠化的碳匯效率，助力城市碳中和目標。本研究立足于道路行道樹過去及目前的生長情況做出分析，但未能對植物未來的碳匯能力情況做出模型預測，這是本研究的不足之處，未來會對此做出完善。城市作為我們生活聚居地，像一個母體一樣滋養著我們，同時它也是一個大型的生命綜合體，時刻伴隨著“呼吸”。但隨著不斷增加的城市碳排放，曾經的城市“呼吸”變得不在平衡，城市熱島效應、極端天氣增多等等自然災害接踵而至[14]。減少碳排放，實現碳中和這一目標變得迫在眉睫。而從城市綠化角度看，我們不僅僅一方面要增加城市綠化面積，另一方面還要提高綠地碳匯能力效率[15]。這就要求我們需要從碳匯視角區分析計算，將研究結果作為未來城市綠化設計中重要指導因子。這對實現我國“雙碳”目標具有很好積極意義！