雙碳目標導向下城市公園高固碳植物群落設計研究

張博通，雒晶晶，高敏

（1.中國市政工程西北設計研究院有限公司，蘭州730000；2.東北林業大學外國語學院，哈爾濱150000）

1 引言

城市公園的植物群落是一種典型的生態系統， 同時也構成了陸地碳匯的重要一環[1]。 作為天然的固碳系統，高固碳植物群落更強調植物對二氧化碳的固定[2]。通過選擇高碳匯植物品種，改善植物群落配置模式，優化綠地空間結構，建設低維護綠地等低碳設計策略， 可有效促進植物碳匯并緩解熱島效應[3-4]。 因此，將雙碳理念應用于城市公園植物景觀設計中，是實現城市可持續發展，提高城市韌性與減排增匯的重要環節。

本文以西安市5 處城市公園為調查區域， 通過樣地調查的方式， 篩選適宜城市公園綠地中高固碳植物群落的資源類型，探索城市公園中高固碳植物群落營造的方法，并提出相應的初步建議，以期為低碳園林綠化設計提供科學參考。 本研究的結果將填補雙碳目標下城市公園綠化空間碳匯能力的優化，為北方公園生態空間優化提供技術支撐。

2 材料與方法

2.1 研究區域概況

本文以西安為研究區域， 選取5 種不同的城市公園探索公園綠地高固碳群落的應用能力及優化設計方法。 在實地踏查和查閱資料以全面了解西安市城市公園系統植物群落的基礎上， 選擇西安市內綠化種類較多且具有代表性的5 處城市公園作為調查對象，包括西安世博園、浐灞濕地公園、城市運動公園、大唐芙蓉園以及昆明池遺址公園。 這些公園建成于不同時期，坐落于不同方位。

2.2 研究方法

采用樣地調查、資料收集和比較分析相結合的方法，對5處城市公園高固碳植物群落資源進行調查研究。 筆者依據5種公園的分區，采用全園植物種類調查、樣地調查和典型植物群落配植調查等方法對公園內的高固碳植物群落的配置方式進行記錄和描述，并拍照記錄植物的應用形式。

本次調查從公園現有的植物群落中優先篩選優勢樹種為高固碳喬木組合，即長勢較好，無不良樹種，平均胸徑規格在15 cm 以上，郁閉度在50%～70%的植物群落。群落樣方的劃分邊界主要以公園道路、硬質鋪地、水體或綠地自身邊界作為依據，盡可能不破壞樣地的完整性，一定程度上保證了挑選的合理性。 統計每個群落的樹種、層次、郁閉度、群落層次等群落特征指標，針對不同植物群落特征因子進行對比分析，在此基礎上提出北方城市公園的高固碳植物群落模式及平面布局優化策略等。

3 結果與分析

3.1 北方城市公園高碳匯植物應用現狀

我國北方地區氣候四季分明，生態環境特殊，有豐富的自然生物資源以及層次鮮明的植被格局，固碳能力十分優越。 但其高碳匯植物群落在北方城市公園中的設計實踐與應用少之又少，研究深度也有待加強。

調研地有較明顯的植物搭配和群落形式， 季相性突出明顯，具有良好的綠地碳匯能力，但經調查發現，公園大部分景區景點及周邊植物群落以喬草結構為主，灌木層缺失，植物群落穩定性不高，調研地的灌木層種類及數量遠遠低于喬木層，使得綠地整體的固碳率利用不高。 此外，部分綠地類型的植物種植密度過高，導致生長不良，生物量下降，繼而引發了綠地碳匯減少及景觀整體美觀度降低等問題。

3.2 北方城市公園高固碳植物群落數據庫構建

經過調研和實踐，5 處城市公園樣地特征差異明顯， 符合建成區城市綠地的典型特征， 能有效反映北方城市公園綠地植物群落種植情況。 同時發現以高固碳植物為優勢樹種的植物群落具有可在北方城市公園中應用的巨大優勢。

基于以上對高固碳群落的篩選標準， 總結出高碳匯效益的植物個體種類以及高固碳植物群落樣地， 并對其進行綜合分析。 通過調查發現，北方城市常用的高碳匯植物包括雪松、油松、圓柏、樟子松、白皮松、大葉女貞、廣玉蘭、枇杷、桂花、石楠、龍柏、新疆楊、合歡、國槐、刺槐、鵝掌楸、山杏、金枝國槐、大葉白蠟、小葉白蠟、云杉、水杉、蒙古櫟、垂柳、饅頭柳、櫻花（日本晚櫻、早櫻）、旱柳、白樺、金葉復葉槭、復葉槭、銀杏、金葉榆、欒樹、苦楝、一、二、三球懸鈴木（法桐、英桐、美桐）、五角楓、三角楓、柿樹、海棠、紫荊、紫葉李、臭椿、杜仲、皂莢、構樹、紫穗槐、青杄、香樟、玉蘭、樸樹、棗樹、元寶楓等，以高碳匯植物為優勢樹種的高固碳群落模式應用具體見表1。

表1 高固碳植物群落模式應用

3.3 高固碳植物群落優化設計策略

3.3.1 以高碳匯植物為優勢樹種，適當增加幼齡樹種

從植物個體角度而言， 重點補栽和撫育高碳匯優勢樹種，對長勢不良的植物進行移除或維護。 由于植物個體的碳匯效益會隨著植物個體趨向成熟，其增長速率逐漸降低，因此，在植株個體的選擇中，不能盲目選擇高大粗壯的植株個體，要從綠地長期碳匯的角度出發，在合理的區間內調整植物的苗木規格、種類及數量等，植株平均最好不超過25 cm。盡可能多地選擇胸徑為10～20 cm 的中、低幼齡樹種，做好梯隊建設。

同時，注重植物間的合理搭配，避免植物種間競爭，注重植物生長習性，盡可能選用鄉土植物。 依據本文研究，可優先以上述高碳匯植物數據庫為依據，結合植物群落學、植物生態學等相關理念進行植物個體的選擇。

3.3.2 調節植物群落結構

城市公園中植物群落的郁閉度、徑級結構、種植密度等特征因子與綠地單位面積的碳匯效益有著顯著的相關性。 因此，可通過重點調整植物種類規格、郁閉度、徑級結構、種植密度等特征因子， 在不改變原有綠地功能屬性和景觀需求的前提下，以此為依據，進一步細化公園綠地種植設計，提出有效的種植設計優化策略及改善措施， 有效提高綠地的綜合碳匯效益，指導高碳匯種植設計。 另外需要注意的是，城市公園綠地的綜合碳匯效益與植物群落的喬灌比并不具備明顯的相關性，因此，可根據不同綠地類型進行合理調整。

在植物群落結構的調整過程中，并不是特征因子調節越大對植物的碳匯效益越好，需要確保在綠地空間類型不發生變化的前提下進行，從4 類不同綠地植物群落空間類型進行調節和控制，包括開敞型綠地、半開敞型綠地、覆蓋型綠地和封閉型綠地。 郁閉度方面，針對開敞型和半開敞型綠地空間，郁閉度的提升應該有合理的限制，保留植物生長空間。 徑級結構層面，過高的平均胸徑、平均株高及樹齡對單位面積的綠地固碳量有著顯著的負相關性，因此，應在區間內提升其平均株高、冠幅等。 種植密度雖然是綠地高固碳量的重要因子之一，但過高的種植密度并不一定具備高碳匯效能，過大的種植密度不但會導致下層植物長勢不佳，還會增加病蟲害概率，影響綠地固碳率，因此，群落密度的調節不應超過0.5 株/m2。

4 討論

面對復雜的城市生態建設問題， 基于城市規劃建設單元的空間結構和城市生態系統多層級尺度特點， 合理布局城市低碳綠色公園， 探索低碳公園綠地提質增效優化設計方法與技術途徑，進行綠地碳匯提質增效的優化研究和應用，是雙碳目標導向下研究的重點。 而城市綠地中植物碳匯能力的提升，是改善城市小氣候，促進城市生態系統碳循環的基礎路徑。

5 結論

綜上所述，構建高固碳植物數據庫，打造以高固碳植物為優勢樹種的高固碳群落， 以基于近自然理念下的解決途徑從而減少二氧化碳的排放，提升城市公園的植被碳匯能力，可以實現綠地的長期碳匯。 同時，針對現狀公園的高固碳植物群落的種植模式及設計，調節群落徑級結構，提出具有普適性的設計策略及優化目標， 對后續城市公園綠化低碳設計以及我國城市低碳發展具有重要意義。