基于全生命周期的城市绿地乔木群落碳收支研究——以广州市为例

摘要

城市绿地作为城市生命支持系统的主体，对于控制城市温室气体排放、减缓全球气候变化具有重要意义。城市绿地固碳效益得到普遍认可并受到各国学者广泛关注，围绕城市绿地碳储量、碳固定、碳密度和碳汇等方面开展了较多研究。然而，由于高强度的人为干扰，城市绿地在建造、养护和枯死木处置过程中会有化石能源消耗和温室气体排放。而绿地规划设计作为先行者，对于绿地后期的建造和管理具有某种程度上的决定作用，本文以海珠湖公园乔木群落为研究对象，采用全生命周期评价法，分别以树木规格、树木种类和栽植密度三个在绿地规划设计中易控制的因子为变量和控制变量设置样地，通过外业调查、相关资料收集整理以及相关人员的深度访谈，对各样地的的固碳量、全生命周期固碳增长量、施工建造碳排放量、全生命周期管理养护碳排放量、全生命周期碳收支量进行估算，探讨不同的不同群落设计因子对城市绿地乔木群落生命周期个阶段的影响，并为城市绿地乔木群落设计提供参考意见。主要得到以下结论:
　　1.广州市城市绿地乔木群落固碳量在8585-69664kgC/ha之间，平均固碳量为42997kgC/ha。在栽植密度和树木规格一定的情况下，生长速率快的乔木群落，其固碳量更高。在树木种类和树木规格一定的情况下，群落栽植密度越大，其固碳量更高。在栽植密度和主要树种一定的情况下，树木规格越大的乔木群落，其固碳量更高。
　　2.广州市城市绿地乔木群落全生命周期固碳增长量在:-2069-69640kgC/ha之间，全生命周期平均固碳增长量为:44630kgC/ha。在栽植密度和树木规格一定的情况下，生长速率越快的乔木群落，其固碳量更高。在树木种类和树木规格一定的情况下，当群落栽植密度超过一定范围时，其固碳量增长缓慢。在栽植密度和主要树种一定的情况下，乔木群落全生命周期固碳增长量受树木规格变化的影响不明显。
　　3.广州市城市绿地乔木群落施工建造碳排放量在1236-6648kgC/ha之间，平均施工建造碳排放量为:4621 kgC/ha。树种组成对施工建造碳排放量的影响不明显。树木种类和树木规格一定的情况下，群落栽植密度越大，树木棵树越多，其施工建造碳排放量更高。在栽植密度和主要树种一定的情况下，树木规格越大的乔木群落，其施工建造碳排放量更高。
　　4.广州市城市绿地乔木群落全生命周期管理养护碳排放量在9255-150985kgC/ha之间，平均全生命周期管理养护碳排放量为11239kgC/ha。在栽植密度和树木规格一定的情况下，生长速率快的乔木群落，其全生命周期管理养护碳排放量更高。在树木种类和树木规格一定的情况下，群落栽植密度越大，其全生命周期管理养护更高。在栽植密度和主要树种一定的情况下，树木规格越大的乔木群落，其全生命周期管理养护碳排放量更高。
　　5.广州市城市绿地乔木群落全生命周期碳收支量在-19090-56897kgC/ha之间，平均全生命周期碳收支量为28771kgC/ha。在栽植密度和树木规格一定的情况下，生长速率快的乔木群落，其全生命周期净碳固定量更高。树木种类和树木规格一定的情况下，群落栽植密度越大的植物群落，其全生命周期净碳固定量越大，但当群落栽植密度超过一定的范围时，从全生命周期的范围来看，其碳固定量将呈现出一种负增长的状态，从碳汇变成碳源。
　　6.广州市城市绿地乔木群落固碳增长抵消施工建造碳排放量所需时间约为0.86-3.85年;施工建造和管理养护碳排放占全生命周期固碳增长量的比例在18.30％-42.82％之间。

目录

声明

论文说明

摘要

1 前言

1．1 研究背景

1．1．1 气候变化和低碳城市

1．1．2 城市绿地植物的碳效应

1．1．3 全生命周期评价理论

1．1．4 城市绿地规划设计的先导作用

1．2 城市绿地植物固碳效应研究进展

1．2．1 城市绿地植物碳固定核算方法研究进展

1．2．2 城市绿地植物碳固定核算及其影响因素

1．3 城市绿地植物碳排放效应研究进展

1．4 城市绿地全生命周期碳收支评价研究进展

1．5 城市绿地乔木群落碳固定和碳排放研究

1．6 影响城市绿地乔木群落全生命周期碳收支的设计因素

1．7 研究目的和研究意义

1．7．1 研究目的

1．7．2 研究意义

2 方法和技术路线

2．1 研究区概况

2．1．1 广州市自然地理概况

2．1．2 海珠湖公园自然地理概况

2．2 研究方法

2．2．1 样地设置

2．2．2 乔木群落调查

2．2．3 施工建造和管理养护资料收集

2．2．4 全生命周期目标和范围的确定

2．2．5 城市绿地乔木群落固碳量估算

2．2．6 施工建造和养护管理碳排放量估算

2．2．7 城市绿地乔木群落全生命周期碳收支量估算

3 结果与分析

3．1 城市绿地乔木群落固碳量

3．1．1 设计因子对乔木群落固碳量的影响

3．1．2 乔木群落固碳量

3．2 城市绿地乔木群落固碳增长量

3．2．1 设计因子对乔木群落全生命周期固碳增长量

3．2．2 乔木群落全生命周期固碳增长量

3．3 城市绿地乔木群落施工建造碳排放量

3．3．1 设计因子对乔木群落施工建造碳排放量的影响

3．3．2 乔木群落施工建造碳排放量

3．4 城市绿地乔木群落全生命周期管理养护碳排放量

3．4．1 设计因子对乔木群落全生命周期管理养护碳排放量的影响

3．4．2 乔木群落全生命周期管理养护碳排放量

3．5 城市绿地乔木群落全生命周期碳收支

3．5．1 设计因子对乔木群落全生命周期碳收支量的影响

3．5．2 乔木群落全生命周期碳收支量

3．5．3 城市绿地乔木群落碳固定与碳排放的数量关系

4 结论与讨论

4．1 结论

4．2 城市绿地乔木群落低碳设计建议

4．3 讨论

4．4 不足与展望

4．4．1 各种核算方法的相互验证

4．4．2 基础数据的监测和完善

4．4．3 其他绿地要素的碳收支的核算

4．4．4 计算系统的研发

参考文献

致谢