掌握固碳“密码”，“绿肺”精准规划——上海构建215种常见园林植物碳汇数据库

文章来源:解放日报陈玺撼2022-02-11 14:27

　　掌握固碳“密码”，“绿肺”精准规划

　　通过光合作用，绿色植物可以将大气中的二氧化碳转化为构成植物体的有机物，即固碳。但很多人不知道，不同种类植物构成的“绿肺”，其固碳能力可能相差甚大。掌握了它们的“密码”，城市能更加合理、精准地规划建设“绿肺”，高效发挥固碳作用。

　　昨天，好消息传来，上海植物园、上海辰山植物园的研究团队16年磨一剑，初步掌握了一部分固碳植物的“密码”，构建了215种上海常见园林植物碳汇数据库，这是目前国内植物种类最多的园林植物碳汇数据库。

　　16年磨一剑

　　才215种植物，每种植物测一下“含碳量”，这似乎很简单？

　　“从2006年至今，我们一直在和各种变量‘较劲’，力争不漏掉任何可能性。”上海辰山植物园总工程师秦俊道出了这项研究的难点。表面看，215种植物似乎只要研究215个样本，但实际上，每种植物的样本可能有十几个、几十个，甚至更多。

　　一棵植物，能固碳的不只是叶片，所以有一种研究方法需要“庖丁解牛”，将植物的各级枝干、叶片、根系等独立开来，将能固碳的部分分门别类送入设备烘干，排除水分等因素的干扰，才能形成符合条件的样本。其中，操作时间比较短的叶片，仅烘干过程就要8个小时以上。

　　因此，一个五六人组成的研究组，将一棵树“庖丁解牛”，得到样本，直至形成数据，耗时三周以上的情况常常发生。

　　即使是同一种植物，也会因为生境和受到人为干预影响的不同，产生很多种研究样本，尤其是城市环境下的植物，“变数”更多。

　　比如，作为中心城区的行道树和身处外环林带，同一种树在固碳上的表现可能是迥异的。前者的固碳能力受到不规范修剪、行人踩踏等方面的影响较大，后者的固碳能力则更取决于所在林带的郁闭程度及光照时长等方面。

　　光是这些，还只是很基础的数据研究。近些年，该研究团队在“组团”上耗费了大量精力。

　　不同种类、数量、绿量、栽种距离、高度等条件的植物种在一起，其固碳能力并不是简单做加法，植物彼此会影响。有些“意气相投”，固碳能力成倍增加；反之，“人多不一定力量大”，固碳能力会削弱。

　　将200多种植物两两组成“CP”，甚至是有几种、十几种植物的组合（植物群落），一遍遍测试效果，才能得出更有应用前景的“组团密码”，成为未来城市“绿肺”建设的指南。

　　固碳能手组团

　　随着研究的深入，许多有趣的“密码”逐渐揭开面纱。有些默默无闻的植物反而“功力”深厚，在固碳领域，堪称上海常见园林植物中的“扫地僧”。

　　秦俊透露，木芙蓉、糙叶树、醉鱼草、麻栎等植物是上海园林建设中的“稀客”，但它们的叶片很能吸收二氧化碳，分别达到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。

　　一些应用量大的“常客”却固碳表现不佳，比如红花檵木、栀子，对二氧化碳的日吸收量分别只有5.62克/平方米、6.74克/平方米。木芙蓉的固碳能力是红花檵木的3倍多。

　　研究人员还选取了88种乔灌木，通过胸径、冠幅、叶面积指数等指标测定，了解单株植物的固碳能力。结果，这次“意外”较少。

　　日常可见的泡桐、槐树、黑松、乌桕等树木，一株植物一天能够固定500克以上的二氧化碳，并释放360克以上的氧气。上海的“行道树之王”悬铃木和香樟、樟叶槭、蜡梅、夹竹桃、女贞等常见树木也表现不俗。

　　相比之下，近40种植物在固碳能力上掉了队，一株植物一天能固定的二氧化碳不足100克，释放的氧气不足72克。这其中就包括日本晚樱、红枫、白玉兰、山茶、黄杨、罗汉松等老百姓喜闻乐见的植物种类，相对于固碳能力，它们的景观效果、文化价值更突出。

　　筛选出固碳能手，需要加以适当搭配，才能发挥最大的固碳效果。通过大量的研究，科学家发现了有趣的现象：群落结构复杂，乔木、灌木、草本层兼备的植被结构，通常具有较强固碳能力；常绿落叶混交林比单纯的常绿林或落叶林具有更强的固碳能力。

　　“环境中植被的多样性越高、组成越复杂，层次越多，这一环境中植物的总固碳能力就越高。”秦俊表示，乔木、灌木组成的落叶阔叶林，固碳能力可达7.74吨/公顷·年，乔木、灌木、草本层兼备的落叶阔叶林，固碳能力增加到了9.32吨/公顷·年。

　　生态之城注脚

　　发现了固碳能手，找到了组团“密码”，似乎可以搭建完美的城市“绿肺”，但秦俊提醒，在研究中，他们发现简单的“堆砌”可能适得其反。

　　“同样的香樟苗木，分别按照标准单位面积和相当于其五六倍的密度种植，最终的固碳效果竟旗鼓相当，因为密植的方式影响了下层植被的生长，每棵植物只有顶部才能正常发挥固碳能力。”秦俊表示，城市建设“绿肺”时，必须坚持因地制宜的原则，简单而言就是“高低结合、错落有致”。

　　以上海植物园为例，多年的精心建设和养护，让该园的年固碳量高达14.5吨/公顷。但经测算，还可以有进步空间，通过进一步优化高碳汇植物群落，年固碳量可以提升至20吨/公顷。同样，上海其他的城市中心绿地公园也有望改进到此水平。

　　截至2018年，我国约80%的城市绿化覆盖率在20%至50%，绿地在提供休闲娱乐、观赏游憩等服务功能的同时，还对碳储藏和吸收发挥着重要的作用。然而，许多城市在规划实施过程中缺乏碳汇意识，出现了一些“低能绿地”，导致城市绿地的碳汇能力严重不足。

　　在业内人士看来，上海的这项阶段性科研成果可以直接服务未来的绿地建设，采用高效的绿地固碳技术、合理的绿化分布格局。对宣布到2025年建成千座公园，并基本形成“一大环+五小环”的环城生态公园带体系的上海而言，更是意义重大。

　　上海绿化部门相关负责人坦言，目前我国大部分城市仅统计了城市绿地面积、建成区绿化覆盖率以及人均绿地面积，很难准确反映城市绿地不同植物种类和不同绿地结构布局的功能效益。植物固碳“密码”解开后，城市“绿肺”的净化能力从此可以量化，成为上海生态之城建设的生动注脚，还可以结合植树造林、认建认养等形式，为全民“碳足迹”等方面的计算提供支撑。

　　目前，该技术已集成应用于崇明东滩湿地公园、崇明陈家镇国际生态社区、上海虹桥低碳商务区的碳核算及增汇减排项目中。

　　在崇明陈家镇国际生态社区，高效固碳植物群落替代了原本单一的香樟林，平均每公顷年固碳量超过23吨，固碳效果提升了1倍。在更具挑战的虹桥商务区，香樟、栾树、木芙蓉、黄杨、常春藤、地锦组成的植物群落将原先植物的固碳能力提高了75.9%。