城市绿地碳源对生态建设的作用探讨

张伟畅，代思汝

(湖南农业大学 资源环境学院，湖南 长沙410128)

1 引言

随着城镇规模不断扩大，城市人口急剧上升，省会以上城市不仅扩大规模，相应地丰富了城市建设内涵。碳源的开辟与生化功能的利用已逐步趋向完善。但地(市)级城市规模的扩大远快于内涵功能的建设，对碳源生物利用还处于初步阶段;县级城市多偏重于房屋、道路以及相应设施内容的建设，对碳源的开发利用，无论是规模内涵均十分脆弱。乡、镇所在地的小城镇建设对碳源的利用，基本上还停留在农村一般自然水平，谈不上有任何建设。大多数的生态旅游城市，对碳源的开发、研究、利用均有长足的发展。

我国城镇人口在21世纪20年代末，将可能占全国总人口的60%。因此在城市发展中，碳源的开放、利用应同步进行。

2 城市碳源的分类

2.1 城市植被地表的碳源

植被即为绿色植物覆盖地表较为密集的多种植物的总称。城市植被多为人工造成，也有天然造成。按植物类型有乔木区、灌木区、乔灌混栽区、地被及藤本植物区及乔、灌、地被、藤本植物混栽区。地表空间的碳源，各区之间有明显差异，以后者结构最合理、形成的碳源最丰富。一般森林公园，都是这种混栽结构，植被生长旺盛，故地表碳源极为丰富，其次为乔木区，再次为灌木区或草地，空旷无绿色植被区的碳含量极低。

城市植被构成的碳源，既是构成绿色植物的物质基础，当植物进行光合作用合成的碳水化合物，促进枝繁叶茂构成庞大的树冠，或形成绿色草地。通过新陈代谢，又为土地遗留大量的枯枝、死根、落叶，增加新的碳源。更为重要的是植物绿色部位，在白天形成光合作用过程中，吸收碳(CO2)，释放氧(O2)，为城市居民提供充足稳定的新鲜爽心的氧气，而缺乏绿色植被的地块氧量明显降低，会给人们休息生活带来不适。

2.2 城市植被土壤的碳源

城市绿色植被土壤的碳源，一部分是土壤形成前的原生态碳，大部分是绿色植被的躯体腐烂分解，以及降雨，人工管理投入肥料具有碳成分累积而形成的。通过研究巴尔迪摩市、纽约市、芝加哥市、香港行政区，莫斯科市不同土地利用类型的土壤碳密度(0～100 cm)，发现住宅区草地土壤碳密度是无植被覆盖土壤的4.4倍，公园草地土壤碳密度是无植被覆盖的土壤的 2.2 倍［1］。

城市绿地种植一年生植物(花卉、草本类)，由于人工活动翻土、中耕、施肥等管理频繁，改造了土层和土壤结构，耕作层有机碳具有明显的富集特征。而城市森林公园，有的营林历史长，土壤(0～100 cm)碳含量高而且积累的土层较深。

建城具有20年以上的绿色园林植被区土壤，从土壤垂直剖面分析碳的含量随土层深度增加而相应递减［2～4］，如公园区、居住区、休闲区，这与大多数自然绿地土壤相类似。国内不同城市新建的(10年以内)各种功能区绿地，如公园、校区、居民休闲区、行道区，在建园前多为荒山坡地，通过平整土地，挖高填低，原有土层被打乱，尚未形成良好的耕作层，导致土壤有机碳含量没有形成一致规律。

2.3 城市绿地土壤微生物碳源

城市绿地土壤中有一种可分解腐殖质释放出植物可吸收的生物碳，它的比例占土壤微生物总量不到5%，但它是土壤微生物活性的重要指标，能有效地促进有机体的分解、转化，进而影响土壤碳源量。而分解成活性碳的数量与土壤中废弃物，如落叶、枯枝、秸秆等各种有机物的多少有密切关系，在同等条件下与不同植被也有一定的差异。郑州市绿地土壤微生物碳源量依次大小为:花卉绿地＞人工林地＞隔离带绿地＞人工草地，其中花卉绿地土壤微生物量碳最大(72μg/g)，约为人工绿地的 15 倍［5］。

3 城市绿地碳源的作用分析

3.1 净化空气提升居住环境空气质量

碳从广义上讲为非金属元素，它的化学符号是“C”，化学性质稳定，植物的叶片进行光合作用时，在太阳光照射下，以CO2和H2O做原料，转化成有机物(CH2O)并释放出氧(O2)，这种化学反应过程，生理、生化科学家已做出经典概括，为(CO2+H2O光、叶绿体CH2O+O2)，为全世界所公认。这一过程，不仅为人们提供了各种生活物质和能源，还对城市优化环境起到了重要的调节和保护作用。CO2在空气中的浓度约为万分之三，城市人口密度大，碳源丰富，一些大、中城市CO2的浓度还略高于这一指数，如能通过园林植物光合作用吸收，还有利于降低城市空间低层的CO2浓度。

从表面上看，在光合作用中，释放氧气似乎属一种副产品，实际上氧对人们的健身非常重要，可以说对城市居民生活，这种优质新鲜空气是不可须臾或缺的。春、夏、秋、冬，特别是在炎热的夏日，人们步入森林公园、城市丛林、林荫下，从呼吸乃至全身，都有一种特别舒适的感受，这种感受，很大程度都是得益于氧气的充足，合适的气温、湿度、光线和色调。有研究表明，氧气是人类以及很多生物所必须的，当空气氧的含量由现有21%降低到16%左右，人们就会感到迟钝。我国不少生态景点，被誉为天然“氧吧”，就是生活感受的证实。有人把城市中集中成片生态景点，当作“绿心”，所以建设中对“绿心”千方百计加以保护。

3.2 不同绿色植被碳源的形成与我国城市化园林建设的关系

从城市碳源的分类来看，天然林或人工林集中成片的绿地植被，以乔木为主，并合理配置的灌木、草类绿色区，表土、土层碳源最为丰富。混合绿色植被的配置有常绿树、落叶树，叶形有针叶、阔叶;草木有一年生、多年生。不同季节枝、叶、花、果形态特征，新陈代谢各异。从平面上表现出多生态性，从主体看表现出多层性，降落地面的植物遗体量较大，多种多样，因此分解散发空间和沉浸土层的腐殖质碳的成分多，地面和土壤自动互补，有效地发挥了绿地生态多样性功能，特别是氧的释放能更好地调节各个生态因子，所产生对人体身心的综合效果都远远比单一植被，尤其是无植被的区域好。这种绿色植被的碳、氧效应，对净化城市空气是极大有利的。

在新建一个小区，一个开发新区，一所学校，或改造旧城区的规划、施工过程中，为求保持原有生态地形地貌，不要强求一致整体夷为平地。长沙市在城市化过程中，为贯彻落实“两型社会”(环境友好型、资源节约型)，对岳麓山和南郊植物园，全面保留原有生态资源，适当扩大范围，丰富了新的资源，做到锦上添花，建设合格为森林公园，此外还改造兴建了多处生态休闲场，为城区居民增添了憩息的佳境。

长株潭三市还联合制定了《长株潭城市群规划(2008～2010年)》，明确在划定绿心地区522.87km2范围内，把建立森林公园，湿地公园作为保护长株潭绿心地带的主要载体。其中长沙市有国家级森林公园一个，省级公园新建4个，扩建2个;株洲市启动2个;湘潭市申请升级公园新建2个。其他已有的市级、区级大小生态休闲公园或场所200多处，均纳入绿心生态保护对象。达到“集中成片建园，分散设点星罗”，做到“区有公园，屋有绿地，人有绿荫”的生态格局［6］。

3.3 缓解城市化带来的健康风险

我国自20世纪80年代以来，城镇人口已经从1.9亿增加到6.22亿人，城镇人口已突破47%以上，今后中小城市还将继续扩大，空气有害物质增多，给城市居民必然带来健康风险。有专家调查发现，进城后的农民工得高血压病和儿童肥胖的发病率比农村地区高出一倍，城市生活的心理压力也可能造成农民工的精神紧张，其原因主要是由于城市工厂、交通工具尾气、生活中未充分燃烧的能源排放的废弃(CO)，加上城市噪声的干扰，以及水质、饮食众多的，城市老龄化的日益加剧等。必须加快创造良好的城市生态环境，让众多的市民走出户外有条件享受清新的清洁的空气，用优质的空气防病治病，使成为城市居民一种良好的健身调养疗方。

［1］Pouyat R V，Yesilonis I D，Nowak D J.Carbon storage by urban soils in the United States［J］.Journal of Environmental Quality，2006(35):1 566～1 575.

［2］董 艳，仝 川，杨玉红，等.福州市自然和人工管理绿地土壤有机碳含量分析［J］.杭州师范学院学报，2007，6(6):440～444.

［3］刘为华.上海城市绿地土壤碳储量格局与理化性质研究［D］.上海:华东师范大学，2009.

［4］李金全，王 晶，曾文静，等.城市不同绿地类型土壤有机碳的垂直分布特征及储量［J］.安徽农业科学，2011，39(21):12 787～12 788.

［5］蒋炳伸，杨喜田.不同城市绿地类型对土壤微生物数量及微生物量的影响［J］.湖南农业科学，2011(17):52～54.

［6］杨志妮，夏娟娟.保护绿心，对部分项目亮红灯［N］.潇湘晨报，2012－03－12(4).