广州典型城市绿地碳足迹核算和评估研究

摘要

城市绿地由于植物光合作用和土壤碳蓄积作用一般被认为是碳汇，即具有固碳作用，但是城市绿地本身在其全生命周期过程中会产生碳排放。建造施工和管理养护使用的机械通过化石燃料燃烧产生碳排放，材料的使用例如自来水、无机肥、农药等在生产、包装和运输等阶段也会产生一定量碳排放，这增加了量化城市绿地固碳作用的难度。碳足迹模型的建立能够量化和评价城市绿地固碳量和碳排放量，但是目前对于城市绿地碳足迹的研究较少，本研究首次建立了广州典型城市绿地碳足迹核算与评估体系，旨在为相关研究提供参考和依据。　　 本研究在广州选取了7个典型的城市绿地作为研究对象。通过计算植物地上、地下生物量，换算得到7个广州典型城市绿地植被总储蓄密度范围为-0.66-11.22kgC/m2;通过测定土壤样品有机碳密度得到7个广州典型城市绿地土壤有机碳密度在1.65-8.35 kgC/m2之间;通过访问调查和相关资料收集计算得到7个广州典型城市绿地建造施工阶段和管理养护阶段的碳排放量分别在0.63-1.78 kgC/m2和0.01-0.71kgC/m2·a。　　 本研究在以上结果分析的基础上建立了碳足迹计算模型。即绿地碳足迹等于绿地全生命周期中总的碳排放量减去总的固碳量。并进行验证计算得到从绿地建设至今7个研究区的碳足迹范围为-2.63-1.99 kgC/m2，其中阅江东路(R3)和敦丰路游园稀树草坪(P3)研究区的碳足迹分别为1.99 kgC/m2和0.59 kgC/m2，绿地年龄若按30年算，两个研究区30年后的碳足迹可达到17.04 kgC/m2和-4.45 kgC/m2。这说明城市绿地在其全生命周期中不一定是净固碳的，也有可能是净碳排放的。本研究还推算了全广州城市绿地（生命周期以30年计）碳足迹为-7.05×106t，占植物和土壤总固碳量的一半，另外一半被养护管理碳排放抵消。　　 本研究通过更改植物设计、建造施工和管理养护措施方式进行了3种情景设计，发现对于道路绿地而言，对全生命周期绿地碳足迹贡献最大的是灌溉碳排放，特别是水车能源消耗的碳排放，减少甚至避免这部分碳排放将大大减小绿地碳足迹。对于公园绿地，可以通过节水灌溉措施减少自来水的间接碳排放。无论对于哪种绿地，合理选择固碳速率大的植物能够使绿地发挥非常大的固碳作用，也能从很大程度上减小绿地碳足迹。　　 本研究还提出能够增加城市绿地碳储蓄、减少绿地碳排放的低碳设计导则和低碳管理办法，旨在为相关研究提供参考和依据。

目录

声明

论文说明

摘要

缩略词表

1 前言

1．1 研究背景

1．1．1 城市碳排放引起的温室效应

1．1．2 城市绿地的固碳作用

1．1．3 城市绿地的碳排放

1．2 碳足迹(Carbon Footprint)

1．2．1 碳足迹的概念

1．2．2 碳足迹的分类

1．2．3 碳足迹的研究进展

1．2．4 碳足迹的计算方法

1．3 城市绿地碳储蓄与碳排放研究进展

1．3．1 城市绿地植物固碳与碳储蓄研究进展

1．3．2 城市绿地土壤固碳与碳储蓄研究进展

1．3．3 城市绿地碳排放研究进展

1．4 研究目的和研究意义

2 研究方法和技术路线

2．1 研究区概况

2．1．1 广州自然地理概况

2．1．2 研究区域概况

2．2 研究方法

2．2．1 植物群落调查和记录

2．2．2 植被碳储蓄密度和固碳速率评估

2．2．3 土壤样品采集和测定

2．2．4 土壤碳储蓄密度和固碳速率评估

2．2．5 施工建造碳排放估算

2．2．6 管理养护碳排放估算

2．3 碳足迹计算模型建立与情景设计

2．3．1 总碳足迹计算模型

2．3．2 植物地上、地下固碳量和土壤固碳量计算模型

2．3．3 施工建造碳排放计算模型

2．3．4 管理养护碳排放计算模型

2．3．5 情景设计

3 结果与分析

3．1 城市绿地碳储蓄密度

3．1．1 植物碳储蓄密度

3．1．2 城市绿地土壤有机碳储蓄密度

3．2 城市绿地碳排放

3．2．1 城市绿地施工建造碳排放

3．2．2 城市绿地管理养护碳排放量

3．3 城市绿地碳足迹

3．3．1 碳足迹计算结果分析

3．3．2 情景分析

4 结论与讨论

4．1 结论

4．2 低碳设计导则和低碳管理办法

4．3 创新点和研究不足

4．4 研究前景

参考文献

附录1 建造施工碳排放问卷调查表

附录2 管理养护碳排放问卷调查表

致谢