碳中和服務區(qū)植被碳匯能力提升技術(shù)與措施研究

摘要：在雙碳背景下，本文從服務區(qū)高碳匯型綠地優(yōu)化配置和碳減排技術(shù)措施兩個方面進行探討分析。通過合理選擇碳匯能力強的樹種、鄉(xiāng)土樹種及抗性強的樹種、適當增加幼齡樹比例進行植物選材；通過選擇自然式種植方式、打造復合式植物群落、采用適當?shù)脑灾裁芏葋磉M行群落配置；另外融入立體綠化設計方法，最終實現(xiàn)高碳匯型綠地的配置優(yōu)化。通過應用可再生能源、水資源的節(jié)約收集與利用、提供良好的土肥條件來實現(xiàn)綠地管養(yǎng)的低碳排。總結(jié)出使綠地植被碳匯能力提升的技術(shù)與措施，從而助力碳中和服務區(qū)建設目標的實現(xiàn)。關鍵詞：碳中和服務區(qū)；植被碳匯能力提升；技術(shù)與措施0引言隨著社會的進步，我國提出“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念，更提出到2030年實現(xiàn)碳達峰，2060年實現(xiàn)碳中和的重要目標。但當今高速公路服務區(qū)在規(guī)劃設計和建設過程中依然暴露了諸如規(guī)劃布局不合理、資源浪費、能耗過高、舒適性差等諸多問題，在一定程度上對社會產(chǎn)生負的外部性影響，與五大發(fā)展理念和碳排放目標相違背。由此可見，新時代下公路服務區(qū)的建設應在“雙碳”目標的指導下展開新的實踐與研究，打造碳中和服務區(qū)，進而解決上述問題，滿足時代發(fā)展和社會進步的需要。碳中和服務區(qū)被認為是，通過利用新材料、新技術(shù)、綠色能源、綠地植被等碳補償措施進行節(jié)能減排、固碳釋氧，從而使服務區(qū)自身的碳排放和抵消實現(xiàn)平衡。而綠地植被，作為服務區(qū)的重要組成部分，它的直接碳效應主要指二氧化碳的固定和排放：一方面綠地植被通過光合作用，吸收大氣中的二氧化碳，固定在植物體內(nèi)發(fā)揮碳匯作用；另一方面，綠地植被的腐敗死亡、灌溉、除草、修剪、施用化肥、噴灑農(nóng)藥等活動又無形中進行了碳排放。園林綠地的間接碳效應主要指植被的降溫增濕作用對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響，可在夏季減少空調(diào)的使用，提升使用者的舒適感，從而起到減少碳排放和美化環(huán)境的雙重效果。因此，應用合理的規(guī)劃設計方法和管養(yǎng)手段用于強化植物的碳匯作用并降低碳排放，方能使服務區(qū)內(nèi)的綠地植被實現(xiàn)理想的減碳效果，對于打造碳中和服務區(qū)具有重要意義。1

服務區(qū)高碳匯型綠地優(yōu)化配置方法公路服務區(qū)占地面積受到諸多限制，可謂寸土寸金。園林植被要在服務區(qū)內(nèi)部相對狹小的占地內(nèi)最大限度提升碳匯能力、充分發(fā)揮碳匯功能，則需要在低碳理念指導下科學合理地進行植物材料的選擇、做到科學高效的組合配置、利用豎向空間增加綠化面積，以此來實現(xiàn)碳匯能力提升的目標。1.1

植物材料的選擇（1）合理選擇碳匯能力強的樹種在一些學者有關植物碳匯能力測定的研究中，共同得出關于植物品種選擇對碳匯能力影響的一些結(jié)論，如：闊葉樹的碳匯能力普遍大于針葉樹，喬木的碳匯能力普遍大于灌木大于草本。這主要是由于碳匯來自植物光合作用吸收二氧化碳而獲得的生物量增加，闊葉樹由于葉片表面積優(yōu)勢，而普遍光合作用能力更強，從而碳匯能力普遍超過針葉樹。與之相似，喬木由于在體量上的優(yōu)勢而光合作用能力強于灌木、草本，而表現(xiàn)出更強的碳匯能力。不同品種的植物在碳匯能力上依然存在差距。如在華北地區(qū)常用植物中，垂柳、國槐、刺槐、銀杏、皂莢的固碳能力在喬木中表現(xiàn)更為出色，在進行植物材料選擇時，可適當提高此類植物的比例，進而提升綠地整體的碳匯能力。（2）盡可能選擇鄉(xiāng)土樹種及抗性強的樹種如今在進行服務區(qū)綠化設計時，往往為了追求即時效果或營造景觀的高級感與特殊性，會盲目選擇造型獨特的外來樹種與“奇花異草”。然而，這樣的后果不僅是要負擔高昂的采購、運輸、管養(yǎng)費用，也造成其在過程中的大量的碳排放，違背零碳服務區(qū)的建設理念。另外，外來植物會與本地鄉(xiāng)土植物爭奪養(yǎng)分，阻礙場地的可持續(xù)演替，也可能由于不適應本地氣候環(huán)境和土壤而無法生存，死亡率較高。在研究中已知樹木枯死率每增加0.5%~4%，該樹木的總碳儲量會相應減少70%，可能會使綠地整體的碳匯效果產(chǎn)生負增長。因此，在植物選材過程中，應盡可能選擇鄉(xiāng)土樹種及抗性強的樹種，通過靈活的種植設計技法來營造色彩與質(zhì)感豐富的植物群落，而不是靠植物自身形成景觀。（3）適當增加幼齡樹比例由于幼齡樹木對于碳的周轉(zhuǎn)能力要遠勝于壯年樹木，其碳匯能力與效率也更高。研究表明，平均胸徑在10-20cm的植物群落年固碳量最高。因此在進行植物配置工作中應充分結(jié)合樹齡對植物固碳能力的影響來確定苗木規(guī)格，可適當少量栽植大規(guī)格苗木，以保證景觀效果，適當增加幼齡樹木的占比，不僅有助于綠地碳匯能力提升，對降低工程成本、提高苗木存活率也有正面作用。1.2植物群落配置（1）選擇自然式種植方式在過去的高速公路服務區(qū)設計中較為常見的是采用草坪、整形植物和模紋色塊進行植物配置。但這不僅降低了單位面積綠地的植物量，長期修剪的維護成本也非常巨大，并由此帶來不必要的碳排放。前期合理的植物景觀設計是減少后期養(yǎng)護成本的關鍵，雙碳背景下的新時代服務區(qū)植物景觀配置應選用自然式種植方式，選用抗性強、低維護的植物材料，尤其在地被的選擇上，應避免使用一二年生花卉與草坪草，多使用多年生植物與觀賞草來進行替代。（2）打造復合式植物群落為增加單位面積植物量，從而增加碳匯效益，可通過打造多層復合的植物群落、增加其豎向上的豐富度來實現(xiàn)。作為高速公路服務區(qū)，更應通過精心的豎向配置來展現(xiàn)豐富多彩的園林景觀空間。研究表明，闊葉或針闊葉混交喬木搭配針闊葉混交灌木層的組合群落碳匯效果表現(xiàn)最佳，應作為主要的群落結(jié)構(gòu)形式。（3）采用適當?shù)闹参镌灾裁芏戎参锪吭酱蠊倘惶紖R量越高，但過于密集的植物群落會引起植物生長不良，二氧化碳釋放量增加，光合作用率下降，而植物也會因為沒有足夠的生長空間，水汽不能及時蒸發(fā)，使枝葉霉變或腐爛甚至死亡。在一定區(qū)間內(nèi)，群落碳匯效益會隨著群落栽植密度的增加而提高；但在達到某一個量值后，曲線便開始下降。研究表明，300-450株/hm2栽植密度范圍內(nèi)植物群落的固碳效益最高，栽植密度在0-150株/hm2范圍時，群落年固碳效益最低，僅為前者的二分之一。因此，采用中等栽植密度進行種植設計可使植物群落保持最佳生長狀態(tài)，從而使碳匯作用表現(xiàn)得更好。1.3

立體綠化設計方法服務區(qū)中往往可用于進行種植設計的綠地面積有限，立體綠化是增加綠化面積、豐富綠化景觀形式重要而有效的方式。立體綠化主要包括屋頂綠化和垂直綠化，屋頂綠化是指在具有種植條件的建筑物表面種植樹木花卉，構(gòu)造小面積綠地；垂直綠化主要為墻體綠化，可使建筑物冬暖夏涼，改善熱島效應，大大降低對空調(diào)的依賴。發(fā)展立體綠化，能豐富服務區(qū)園林綠化的空間結(jié)構(gòu)層次和立體景觀藝術(shù)效果，不僅可以通過提升整體綠量帶來直接碳匯效益，還能通過保溫隔熱、節(jié)約能源、截留雨水等作用，從而間接帶來碳匯效益。2

植被碳減排技術(shù)措施研究在服務區(qū)中，綠地植被的碳排放主要受腐敗死亡、灌溉、除草、修剪、施用化肥、噴灑農(nóng)藥等活動的影響，在以上活動各個環(huán)節(jié)中最大限度地應用可再生能源、減少人工介入、提高資源利用率，將綠色建筑、LID技術(shù)、光伏技術(shù)、濕地技術(shù)、生態(tài)修復等先進技術(shù)方法融入服務區(qū)的建設管養(yǎng)中，便能最大限度地降低碳排放，提高碳匯效益。2.1應用可再生能源在對服務區(qū)綠地植被進行管養(yǎng)的過程中，不可避免會涉及照明耗電、修剪、施肥、灌溉機械設備耗油等碳排放活動?？稍诰G地中使用太陽能燈具替代傳統(tǒng)照明，使用電動或氫能機械設備替代傳統(tǒng)柴油機具，另外依托服務區(qū)內(nèi)的“源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)同調(diào)動管理系統(tǒng)，在管養(yǎng)過程中盡可能使用儲存的清潔可再生能源，便可大大減少以上過程中的碳排放。2.2水資源的節(jié)約、收集與利用研究表明，在綠地的后期管養(yǎng)中，灌溉工作內(nèi)產(chǎn)生的碳排放量最高，占總量的69.46%。其中包括使用自來水及其運輸澆灌、湖水抽水泵機以及電能使用等工作產(chǎn)生的能耗。為減少以上過程中的碳排放，可根據(jù)工程所在地自然氣候條件，在設計階段融入LID理念技術(shù)，通過下凹式綠地、雨水花園、透水鋪裝等設計手法進行水資源的回收利用，減少人工投入，更多的依靠被動式自然循環(huán)來進行綠地植被的管養(yǎng)。計算可知在綠地的灌溉工作中，使用自來水灌溉所產(chǎn)生的碳排放量是抽取河水灌溉的2.5倍。因此應充分利用場地周邊的水資源條件，用水泵抽取河水、湖水進行灌溉。另外，可通過使用節(jié)水型灌溉技術(shù)，來提高灌溉效率，從而降低碳排放。如使用地下埋管滴灌替代噴灌等手段措施，便可起到節(jié)約用水的效果。2.3

提供良好的土肥條件對綠地植被進行管養(yǎng)維護，需要施肥來改善土壤環(huán)境，提高其滲水、蓄水能力，為樹木根部生長提供良好條件，而生產(chǎn)肥料、往返運輸以及施肥過程均會產(chǎn)生一定的碳排放。使用肥料的種類也會對碳排放量產(chǎn)生影響，在綠地植被的管養(yǎng)中，應盡可能使用有機肥料替代復合肥料，來降低碳排放。除肥料之外，還需使用殺蟲劑、殺螨劑、殺菌劑、除草劑等農(nóng)藥針劑對植物群落進行養(yǎng)護，防治病蟲害。前期營造良好的土肥條件，可降低病蟲害發(fā)生概率，減少后期管養(yǎng)中施肥、使用農(nóng)藥的頻率及消耗量，從而降低該過程中的碳排放。3

結(jié)論為打造碳中和服務區(qū)，提升綠地植被的碳匯能力，應從優(yōu)化配置與低碳管養(yǎng)兩方面共同著手，方能取得理想成效。通過合理選擇碳匯能力強的樹種、盡可能選擇鄉(xiāng)土樹種及抗性強的樹種、適當增加幼齡樹比例進行植物選材；通過選擇自然式種植方式、打造復合式植物群落、采