掌握固碳“密碼”，“綠肺”精準規劃——上海構建215種常見園林植物碳匯數據庫

文章來源:解放日報陳璽撼2022-02-11 14:27

　　掌握固碳“密碼”，“綠肺”精準規劃

　　通過光合作用，綠色植物可以將大氣中的二氧化碳轉化為構成植物體的有機物，即固碳。但很多人不知道，不同種類植物構成的“綠肺”，其固碳能力可能相差甚大。掌握了它們的“密碼”，城市能更加合理、精準地規劃建設“綠肺”，高效發揮固碳作用。

　　昨天，好消息傳來，上海植物園、上海辰山植物園的研究團隊16年磨一劍，初步掌握了一部分固碳植物的“密碼”，構建了215種上海常見園林植物碳匯數據庫，這是目前國內植物種類最多的園林植物碳匯數據庫。

　　16年磨一劍

　　才215種植物，每種植物測一下“含碳量”，這似乎很簡單？

　　“從2006年至今，我們一直在和各種變量‘較勁’，力爭不漏掉任何可能性。”上海辰山植物園總工程師秦俊道出了這項研究的難點。表面看，215種植物似乎只要研究215個樣本，但實際上，每種植物的樣本可能有十幾個、幾十個，甚至更多。

　　一棵植物，能固碳的不只是葉片，所以有一種研究方法需要“庖丁解牛”，將植物的各級枝干、葉片、根系等獨立開來，將能固碳的部分分門別類送入設備烘干，排除水分等因素的干擾，才能形成符合條件的樣本。其中，操作時間比較短的葉片，僅烘干過程就要8個小時以上。

　　因此，一個五六人組成的研究組，將一棵樹“庖丁解牛”，得到樣本，直至形成數據，耗時三周以上的情況常常發生。

　　即使是同一種植物，也會因為生境和受到人為干預影響的不同，產生很多種研究樣本，尤其是城市環境下的植物，“變數”更多。

　　比如，作為中心城區的行道樹和身處外環林帶，同一種樹在固碳上的表現可能是迥異的。前者的固碳能力受到不規范修剪、行人踩踏等方面的影響較大，后者的固碳能力則更取決于所在林帶的郁閉程度及光照時長等方面。

　　光是這些，還只是很基礎的數據研究。近些年，該研究團隊在“組團”上耗費了大量精力。

　　不同種類、數量、綠量、栽種距離、高度等條件的植物種在一起，其固碳能力并不是簡單做加法，植物彼此會影響。有些“意氣相投”，固碳能力成倍增加；反之，“人多不一定力量大”，固碳能力會削弱。

　　將200多種植物兩兩組成“CP”，甚至是有幾種、十幾種植物的組合（植物群落），一遍遍測試效果，才能得出更有應用前景的“組團密碼”，成為未來城市“綠肺”建設的指南。

　　固碳能手組團

　　隨著研究的深入，許多有趣的“密碼”逐漸揭開面紗。有些默默無聞的植物反而“功力”深厚，在固碳領域，堪稱上海常見園林植物中的“掃地僧”。

　　秦俊透露，木芙蓉、糙葉樹、醉魚草、麻櫟等植物是上海園林建設中的“稀客”，但它們的葉片很能吸收二氧化碳，分別達到17.49克/平方米·日、13.65克/平方米·日、13.5克/平方米·日、11.59克/平方米·日。

　　一些應用量大的“常客”卻固碳表現不佳，比如紅花檵木、梔子，對二氧化碳的日吸收量分別只有5.62克/平方米、6.74克/平方米。木芙蓉的固碳能力是紅花檵木的3倍多。

　　研究人員還選取了88種喬灌木，通過胸徑、冠幅、葉面積指數等指標測定，了解單株植物的固碳能力。結果，這次“意外”較少。

　　日常可見的泡桐、槐樹、黑松、烏桕等樹木，一株植物一天能夠固定500克以上的二氧化碳，并釋放360克以上的氧氣。上海的“行道樹之王”懸鈴木和香樟、樟葉槭、蠟梅、夾竹桃、女貞等常見樹木也表現不俗。

　　相比之下，近40種植物在固碳能力上掉了隊，一株植物一天能固定的二氧化碳不足100克，釋放的氧氣不足72克。這其中就包括日本晚櫻、紅楓、白玉蘭、山茶、黃楊、羅漢松等老百姓喜聞樂見的植物種類，相對于固碳能力，它們的景觀效果、文化價值更突出。

　　篩選出固碳能手，需要加以適當搭配，才能發揮最大的固碳效果。通過大量的研究，科學家發現了有趣的現象：群落結構復雜，喬木、灌木、草本層兼備的植被結構，通常具有較強固碳能力；常綠落葉混交林比單純的常綠林或落葉林具有更強的固碳能力。

　　“環境中植被的多樣性越高、組成越復雜，層次越多，這一環境中植物的總固碳能力就越高。”秦俊表示，喬木、灌木組成的落葉闊葉林，固碳能力可達7.74噸/公頃·年，喬木、灌木、草本層兼備的落葉闊葉林，固碳能力增加到了9.32噸/公頃·年。

　　生態之城注腳

　　發現了固碳能手，找到了組團“密碼”，似乎可以搭建完美的城市“綠肺”，但秦俊提醒，在研究中，他們發現簡單的“堆砌”可能適得其反。

　　“同樣的香樟苗木，分別按照標準單位面積和相當于其五六倍的密度種植，最終的固碳效果竟旗鼓相當，因為密植的方式影響了下層植被的生長，每棵植物只有頂部才能正常發揮固碳能力。”秦俊表示，城市建設“綠肺”時，必須堅持因地制宜的原則，簡單而言就是“高低結合、錯落有致”。

　　以上海植物園為例，多年的精心建設和養護，讓該園的年固碳量高達14.5噸/公頃。但經測算，還可以有進步空間，通過進一步優化高碳匯植物群落，年固碳量可以提升至20噸/公頃。同樣，上海其他的城市中心綠地公園也有望改進到此水平。

　　截至2018年，我國約80%的城市綠化覆蓋率在20%至50%，綠地在提供休閑娛樂、觀賞游憩等服務功能的同時，還對碳儲藏和吸收發揮著重要的作用。然而，許多城市在規劃實施過程中缺乏碳匯意識，出現了一些“低能綠地”，導致城市綠地的碳匯能力嚴重不足。

　　在業內人士看來，上海的這項階段性科研成果可以直接服務未來的綠地建設，采用高效的綠地固碳技術、合理的綠化分布格局。對宣布到2025年建成千座公園，并基本形成“一大環+五小環”的環城生態公園帶體系的上海而言，更是意義重大。

　　上海綠化部門相關負責人坦言，目前我國大部分城市僅統計了城市綠地面積、建成區綠化覆蓋率以及人均綠地面積，很難準確反映城市綠地不同植物種類和不同綠地結構布局的功能效益。植物固碳“密碼”解開后，城市“綠肺”的凈化能力從此可以量化，成為上海生態之城建設的生動注腳，還可以結合植樹造林、認建認養等形式，為全民“碳足跡”等方面的計算提供支撐。

　　目前，該技術已集成應用于崇明東灘濕地公園、崇明陳家鎮國際生態社區、上海虹橋低碳商務區的碳核算及增匯減排項目中。

　　在崇明陳家鎮國際生態社區，高效固碳植物群落替代了原本單一的香樟林，平均每公頃年固碳量超過23噸，固碳效果提升了1倍。在更具挑戰的虹橋商務區，香樟、欒樹、木芙蓉、黃楊、常春藤、地錦組成的植物群落將原先植物的固碳能力提高了75.9%。