全 文 ：第 !" 卷 第 # 期
" $ % # 年 # 月
林 业 科 学
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收稿日期" "$%! >$8 >"?# 修回日期" "$%# >$! >$!$
基金项目" 国家自然科学基金项目%?%<$$#$8& #浙江农林大学人才启动项目 %"$%?hM$8?& # 浙江农林大学人才启动项目%"$%
城市植被碳固存研究进展!
史B琰%B葛B滢"B金荷仙%B任B远"B屈泽龙"B包志毅%B常B杰"
%%5浙江农林大学风景园林与建筑学院B临安 ?%%?$$# "5浙江大学生命科学学院B杭州 ?%$$!=&
摘B要!B城市植被是城市生态系统碳循环中的一个重要贮存库$ 本综述期望促进对城市植被碳固存的理解$ 采
用文献分析软件 i7ZU’7UO!分析城市植被碳固存的研究现状$ 重点评述城市植被碳固存的研究方法’碳固存能力及
其影响因素!以确定城市植被碳固存的研究重点$ 城市植被碳固存研究始于 "$ 世纪 @$ 年代初期!"$$@ 年后研究
活跃度增加$ 已有的研究热点集中在城市植被碳固存能力的地域性评估以及城市植被减少二氧化碳排放研究$
地面调查法和遥感估算法是研究城市植被碳固存的主要方法$ 目前城市植被碳固存的地面调查法主要参考了森
林生态调查的方法体系$ 城市植被比自然森林具有更高的异质性!生长环境也存在差异!因此需要发展适用于城
市植被特点的调查方法$ 遥感估算法在空间化方面具有显著优势!然而城市建成区的空间分辨率精度相对较低!
即使有高精度的可利用数据!但通常也是非常昂贵的$ 城市植被可直接或间接地减少大气中的碳含量!直接途径
为植被生长的碳固存!间接途径为城市植被抵消化石燃料的使用!主要有减少建筑能耗’降低城市热岛效应’引导
绿色交通等$ 近年来!国内外该方向研究正在从评估城市植被碳固存能力转向深入研究人类和自然双重影响下的
深层次影响机制$ 城市植被碳固存的主要影响因素包括植物生长与更替’土地类型利用及其变化’人类设计以及
养护管理等$ 目前比较清晰的研究结果有"城市植被多处于幼龄期!比野外森林具有更高的碳吸收强度#湿润地区
土地利用从森林向建成区的改变将降低碳储存#城市植被碳固存对抵消建成区 ’S" 排放有一定的贡献#养护管理
可促进植被碳固存!但养护管理带来的碳排放不容忽视$ 随着对城市植被固碳功能重要性认识的逐步加深!将有
更多地区开展城市植被碳固存能力评估$ 已有数据由于调查计算方法和研究对象边界等因素的差异!还难以进行
整合利用!成为该方向发展的瓶颈$ 利用园林废弃物生产生物能源潜力的研究!可为抵消园林管理带来的碳排放
的措施确定提供可能$ 从生命周期角度!系统评估以及耦合人类设计及管理行为的影响将成为该领域下一阶段研
究的重点$
关键词"B城市林业# 植被生态# 碳储存# 碳排放# 管理措施# 生命周期# 绿地
中图分类号!&8?%1"BBB文献标识码!,BBB文章编号!%$$% >8<==""$%##$# >$%"" >$=
S%)5%$66("3#.-($6)"1&%2)"3$N.$6#%&#()")*_%2&"X$5$#&#()"
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" "#$%&’&$(F0(&./0&1/&+! O2&A031’ 7108&*+0,-BN31’L2$6 ?%$$!=&
926#%&’#"BcYTE4 VOHOUEU7/4 7ZE4 7NL/YUE4UZ74[ X/YQEYT/4 QWQ074H74 3YTE4 OQ/ZWZUONZ5+R7ZZU36WE7NZU/LY/N/UOURO
346OYZUE4674H/XQEYT/4 ZOj3OZUYEU7/4 74 3YTE4 OQ/ZWZUONZ5+RO07UOYEU3YOE4E0WZ7ZZ/XU\EYOi7ZU’7UO\EZ3ZO6! U/YOV7OQ3YYO4UZUEU3Z/XZU367OZ/4 QEYT/4 ZOj3OZUYEU7/4 74 3YTE4 OQ/ZWZUONZT/UR 74 ’R74EE46 ETY/E65+ROYOV7O\R7HR07HRUO6
YOZOEYQR NOUR/6/0/HW! QELEQ7UW/XQEYT/4 ZOj3OZUYEU7/4 E46 74X03O4U7E0XEQU/YZ! E46 LY7/Y7U7OZ/XQEYT/4 ZOj3OZUYEU7/4
ZU367OZ\OYO76O4U7X7O65&U36W/XQEYT/4 ZOj3OZUYEU7/4 74 3YTE4 VOHOUEU7/4 ZUEYUO6 74 UROOEY0W%@@$ZE46 EUYEQUO6
74QYOEZ74HEUO4U7/4 Z74QO"$$@5+ROOJ7ZU74H07UOYEU3YOZX/Q3Z/4 YOH7/4E0EZZOZZNO4UE46 YO63QU7/4 74 QEYT/4 ON7ZZ7/45
KY/346 Z3YVOWE46 OZU7NEU7/4 TEZO6 /4 YON/UOZO4Z74H7NEHOZ\OYOURONE74 NOUR/6Z3ZO6 74 ZU36W74HQEYT/4 ZOj3OZUYEU7/4
74 3YTE4 VOHOUEU7/45’3YYO4U0WUROHY/346 Z3YVOWNE740W3ZOZURONOUR/6/0/HW/XX/YOZUOQ/0/H7QE0Z3YVOW5i/\OVOY! 63OU/
67XOYO4UHY/\74HQ/467U7/4ZE46 R7HROYZLEU7E0ROUOY/HO4O7UW74 3YTE4 VOHOUEU7/4 74 Q/NLEY7Z/4 U/4EU3YE0X/YOZUZ! 7U7Z
4OQOZZEYWU/6OVO0/L E4O\NOUR/6 X/YOZU7NEU74HQEYT/4 ZOj3OZUYEU7/4 UREU7ZE6ELU7VOU/3YTE4 OQ/ZWZUONZ5+ROYON/UO
ZO4Z74HNOUR/6 7ZTOUOYX/Y0EYHO>ZQE0OE4E0WZ7ZE46 7ZZLEU7E0WOJL07Q7U5*OVOYURO0OZZ! 7UE0Z/Z3XOYZXY/NYO0EU7VO0W0/B第 # 期 史B琰等" 城市植被碳固存研究进展
EQQ3YEQW74 0E46 >Q/VOYQ0EZZ7X7QEU7/4 74 3YTE4 OQ/ZWZUONZ5)VO4 R7HR ZLEU7E0>YOZ/03U7/4 7NEHOZEYOEVE70ET0O! 7U7Z/XUO4
VOYWQ/ZU0W5cYTE4 VOHOUEU7/4 QE4 YO63QOQEYT/4 Q/4QO4UYEU7/4 74 UROEUN/ZLROYO67YOQU0WV7ET7/NEZZEQQ3N30EU7/4 /Y
7467YOQU0WURY/3HR UROYO63QU7/4 74 X/ZZ70X3O0Q/4Z3NLU7/45&3QR 7467YOQULEUR\EWZ74Q036OUROYO63QU7/4 74 O4OYHW
Q/4Z3NLU7/4 /X3YTE4 74XYEZUY3QU3YO! UROE0OV7EU7/4 /XR/U7Z0E46 OXOQU! E46 UROLY/N/U7/4 /XHYOO4 UYE4ZL/YUEU7/4 OUQ5(4
YOQO4UWOEYZ! X/Q3Z/XUROZU367OZ7ZZR7XU74HXY/NQEYT/4 ZOj3OZUYEU7/4 QELEQ7UWEZZOZZNO4UU/URO346OY0W74HNOQRE47ZNZ/X
7UZ6W4EN7QZ346OYT/UR R3NE4 E46 4EU3YE067ZU3YTE4QO5hEQU/YZUREU74X03O4QOQEYT/4 ZOj3OZUYEU7/4 74 3YTE4 VOHOUEU7/4
NE740W74Q036OL0E4UHY/\UR E46 YOL0EQONO4U! 0E46 Q/VOYE46 0E46 3ZOQRE4HOZ! R3NE4 N/67X7QEU7/4 E46 NE4EHONO4U5
&/NOQ0OEYYOZ30UZEYO" 3YTE4 VOHOUEU7/4 REZER7HROYQEYT/4 ZOj3OZUYEU7/4 QELEQ7UW74 7UZOEY0WHY/\UR ZUEHO# UROQRE4HO
XY/NX/YOZUZU/Q/4ZUY3QUO6 EYOEZ74 R3N76 YOH7/4Z\70YO63QOQEYT/4 ZOj3OZUYEU7/4# 3YTE4 VOHOUEU7/4 RO0LZU//XZOUURO
YO63QU7/4 74 QEYT/4 ZOj3OZUYEU7/4 74 Q/4ZUY3QUO6 EYOEZ# KEY6O4 NE74UO4E4QOE46 NE4EHONO4U74QYOEZOZQEYT/4
ZOj3OZUYEU7/4 T3U7UZ/\4 QEYT/4 ON7ZZ7/4 QE44/UTO7H4/YO65G7UR 7NLY/VONO4U74 346OYZUE4674H/XQEYT/4 ZOj3OZUYEU7/4 /X
3YTE4 VOHOUEU7/4! UROYO\70TON/YOQ7U7OZQ/463QU74HEZZOZZNO4UZ5)J7ZU74H6EUEEYO67X7Q30UU/EHHYOHEUO63OU/
67XOYO4QOZ74 NOUR/6Z/XZ3YVOWE46 OZU7NEU7/4! TOQ/N74HET/U0O4OQ[ X/YURO6OVO0/LNO4U/XUR7ZYOZOEYQR X7O065cZ74H
HEY6O4 \EZUOU/LY/63QOT7/X3O0NEWRO0L U//XZOUUROQEYT/4 ON7ZZ7/4 XY/N HEY6O4 NE74UO4E4QOE46 NE4EHONO4U5
MOZOEYQR LY7/Y7U7OZX/YURO4OJUZUOL ZR/306 TOZOUU/NOUR/6ZX/Y07XOQWQ0OEZZOZZNO4UE46 EQQ/34U74HX/YUROQEYT/4
ON7ZZ7/4 XY/NR3NE4 6OZ7H4 E46 NE4EHONO4U5
:$, ;)%-6"B3YTE4 X/YOZUYW# VOHOUEU7/4 OQ/0/HW# QEYT/4 ZU/YEHO# QEYT/4 ON7ZZ7/4Z# NE4EHONO4ULYEQU7QOZ# 07XOQWQ0O#
HYOO4 ZLEQO
BB城市植被具有重要的生态服务功能 %*7ONO0m
&,3%"! "$%$# &]30Q]O\Z[E&,3%"! "$%<&!包括固碳’调
节小气候’涵养水源’保护生物多样性’增强社会凝
聚力’缓解居民生活压力’降低长期非偶然死亡率等
%’/0OW&,3%"! %@@8# h30OY&,3%"! "$$@# .70O4O3VO&,
3%"! "$%"&$ 现在世界上已有超过一半的人口居住
在城市或城镇中%KY7NN&,3%"! "$$=&!这个比例预
计在 "$!$ 年之前将达到 8$F$ 随着城市化率的持
续升高以及建成区面积快速扩张!城市植被与碳循
环等生态学热点问题的关系也更加密切%MENE0R/&,
3%"! "$%"# 27N! "$%?&$
在全球碳循环研究中!陆地生态系统 %尤其是
城市区域下垫面&的复杂性以及人类活动的强烈干
扰!显著增加 了 碳 循 环 的 不 确 定 性 % &V7YO:OVE;
i/L[74Z&,3%"! "$$<# D7E/&,3%"! "$$@# &OU/&,3%"!
"$%"&$ 城市植被是城市生态系统碳循环中的一个
重要贮存库 %’R3Y[74E&,3%"! "$%$# D7Q[OU&,3%"!
"$%%# i3UEE&,3%"! "$%%&$ 本文综述城市植被碳固
存的研究进展!探讨该领域亟待解决的问题!分析未
来研究的重点$ 期望有助于促进对城市植物生态功
能的理解并提高对城市植被的管理水平!为城市林
业碳汇研究提供参考$
%B城市植被碳固存研究文献计量分析
基于 GOT /X&Q7O4QO核 心 合 集 数 据 库! 以
+QEYT/4, 与 + 3YTE4 X/YOZU,’ + 3YTE4 UYOO,’ + 3YTE4
VOHOUEU7/4,’ +HYEZZ,’ +HYOO4ZLEQO,’ +HEY6O4,以及
+ZUYOOUUYOO,等为关键词组合制定检索式!时间跨度
为 %@=$-"$%! 年!检索出文献 %%" 月 "" 日&$
采用文献索引分析软件 i7ZU’7UO对上述文献进
行分析发现该领域研究始于 "$ 世纪 @$ 年代初期!
"$$@ 年后研究活跃度增加 %图 %&$ 随着国际社会
和科研领域的普遍重视!可预见该领域将有更多研
究成果$ 相关发表文献来自 "@ 个国家和地区!其中
数量最多的是美国%8$ 篇&!中国位列第二%"! 篇&!
加拿大位列第三%%! 篇&$ 有 "%8 家科研机构参与
该领域研究!发表研究成果数量排前三的机构为美
国林务局%c& h/YOZU&OYV7QO!%# 篇&’美国佛罗里达
大学 %c47VOYZ7UW/Xh0/Y76E! %< 篇 & 和中国科学院
%’R74OZO,QE6ONW/X&Q7O4QOZ!%" 篇&$ 由此可以看
出!城市植被碳固存研究区域集中在少数国家和地
区!未来需要更广泛的研究!以促进在全球范围内对
城市植被碳固存的认知$ 论文发表作者共有 <=?
人!其中成果突出的作者有 )ZQ/TO6/%%% 篇&’*/\E[
%@ 篇&和 KEZU/4%8 篇&!他们为该领域的研究做出
了积极贡献$ 研究成果在 =$ 个刊物上发表!排在前
三的期刊为 -E46ZQELOE46 cYTE4 D0E4474H’cYTE4
h/YOZUYW r cYTE4 KYOO474H 以 及 )4V7Y/4NO4UE0
D/03U7/4!发表数量分别为 %!!%? 和 = 篇!在一定程
度上反映了该研究方向主要受城市规划’城市林业
与环境领域的重视$
?"%
林 业 科 学 !" 卷B
图 %B以+QEYT/4,与 + 3YTE4 X/YOZU,’+ 3YTE4 UYOO,’
+ 3YTE4 VOHOUEU7/4 ,’ + HYEZZ,’ + HYOO4ZLEQO,’
+HEY6O4,和 +ZUYOOUUYOO,等关键词为组合检索的研
究论文数量动态%数据来源 GOT /XZQ7O4QO&
h7H5% B IW4EN7QZ/XURO 43NTOY/XYOZOEYQR EYU7Q0OZ
L3T07ZRO6 74 :/3Y4E0Z\7UR URO [OW\/Y6Z/X+ QEYT/4 , !
+ 3YTE4 X/YOZU, ! + 3YTE4 UYOO, ! + 3YTE4 VOHOUEU7/4 , !
+HYEZZ, ! +HYOO4ZLEQO, ! +HEY6O4, ! E46 +ZUYOOUUYOO, OUQ5
% TEZO6 /4 6EUE/XUROGOT /X&Q7O4QO&
根据 -’&%0/QE0Q7UEU7/4 ZQ/YO!本地引用次数&前
?$ 的文献研究互引情况分析不同时期最具影响力
研究"最早的为 %@@? 年发表的城市树木减少大气碳
的研究%*/\E[! %@@?&!最有影响力的研究为美国
城市树木碳固存研究!该论文的研究方法以及数据
为相关研究提供了重要的参考!该论文 K’&%H0/TO
Q7UEU7/4 ZQ/YO!总引用次数&为 "=$ 次!其中-’& 为 <#
次%*/\E[ &,3%"! "$$" &$ 近期关于城市森林生物
量’废弃生物量产量与碳储存变化关系的研究较具
影响力%+7N70Z74E&,3%"! "$%<&$ 从被引用最多的几
篇文献来看!研究热点为城市植被碳固存能力的地
域性评估%*/\E[ &,3%"! "$$"# 2/&,3%"! %@@!# IEV7OZ
&,3%"! "$%%&以及城市植被减少二氧化碳排放的研
究%*/\E[! %@@?# 2/! "$$$&$
中国的城市植被碳固存研究与国外基本同期$
最早的研究是管东生等 %%@@=&对广州市城市植被
碳固存的调查研究$ 以+碳,和+城市森林,’+城市
树木,’+草坪,’+绿地,’+园林,以及+行道树,等关
键词组合制定检索策略在 ’*^ (数据库进行主题检
索!%@=$-"$%! 年间共有 #8 篇相关文献!发表数量
稳步增加$ 其中发表该方向文献较多的期刊为中国
城市林业’生态学报及生态学杂志#发表相关论文较
多的研究机构为北京林业大学’南京林业大学及中
南林业科技大学#主要基金项目支持为国家自然科
学基金$ 国内相关研究热点集中在城市植被碳固存
地域性评估%管东生等!%@@=#彭立华等!"$$8#温家
石等!"$%$&$
"B城市植被碳固存研究方法
地面调查法和遥感估算法是研究城市植被碳
固存的主要方法$ 城市植被碳固存的地面调查法
延续了野外森林生态调查的方法体系$ 该方法通
过设立典型样地来调查!尽管该方法需要消耗大
量人力物力!但依然是目前该研究方向最常采用
的基本方法 %2/! "$$"# i3UEE&,3%"! "$%%# */\E[
&,3%"! "$%?# +7N70Z74E&,3%"! "$%< & $ 该方法基于
收获法构建估测模型来计算碳储存!即收获少部
分植物!建立生物量与该植物生长特征参数的回
归方程!然后通过方程对其余样方样本进行预测$
目前!地面调查法存在的主要问题是城市树木的
异速生长回归方程研究十分缺乏$ 关于野外树木
异速生长回归方程已有大量研究!然而城市与野
外树木生长上的差异!导致野外树木的异速生长
方程并不适合城市树木%温家石等!"$%$& $ 此外!
基于美国地区地面调查数据开发的计算模型
’+’’%UROQO4UOYX/Y3YTE4 X/YOZUYOZOEYQR UYOOQEYT/4
QE0Q30EU/Y&以及 chSM)% 3YTE4 X/YOZUOXOQUZN/6O0&
有待补充多地区数据和进一步优化 %M3ZZ/&,3%"!
"$%<& $
利用遥感影像是评估城市植被碳固存的另一主
要方法 %(NR/X&,3%"! "$$$# E^447ER &,3%"! "$%<#
DEZROY&,3%"! "$%<# K/6\74 &,3%"! "$%!&$ 该方法通
过结合地面植被生长调查!开展植被的时间序列和
空间分布分析!研究生态系统碳固存的状况及其动
态!侧重土地利用变化引起的区域碳循环的变化!在
空间化研究方面具有显著优势 %MEQ7U7&,3%"!
"$%<&$ 如对英国莱斯特市’德国莱比锡市以及美
国波士顿市的城市植被碳储存的图形化研究!促进
了对城市植被碳储存空间格局的认知%IEV7OZ&,3%"!
"$%%# &UY/RTEQR &,3%"! "$%"# MEQ7U7&,3%"! "$%< &$
目前!遥感估算法存在的主要问题是城市建成区植
被遥感影像的空 间分 辨率 不足 %DEZROY&,3%"!
"$%<&!导致估测结果的不确定性较大 %周坚华等!
"$%$&$ 即使可以获得高精度的遥感影像!如通过
整合 -7I,M%07HRU6OUOQU7/4 E46 YE4H74H!即光探测与
测量&以及航拍图片提高精度但所花费成本相当高
%K/6\74 &,3%"! "$%!&$
?B城市植被碳固存能力
城市植被可以直接或间接地减少大气中的碳含
量$ 直接方式为植被生长的碳固存!间接方式为城
市植被抵消或者替代化石燃料的使用$
<"%
B第 # 期 史B琰等" 城市植被碳固存研究进展
@=<>城市植被直接碳固存能力
城市植被直接碳固存能力的研究开始于 "$ 世
纪 @$ 年代初期%*/\E[! %@@?&$ 主要集中在地域性
评估%*/\E[ &,3%"! "$%?&$ 目前!开展城市植被直
接碳固存能力评估的国家有中国’韩国’美国’英国’
德国以及意大利等%史琰! "$%?# 2/! "$$$# */\E[
&,3%"! "$%?# IEV7OZ&,3%"! "$%%# &UY/RTEQR &,3%"!
"$%"# M3ZZ/&,3%"! "$%<&等$ 其中 */\E[ 研究组
对美国城市植被碳固存的系列研究最具代表性
%*/\E[ &,3%"! "$$"# "$%?&$ %@@? 年!该研究组根
据奥克兰市树木生长等相关数据!对全美城市树木
的碳储存进行了估算%*/\E[! %@@?&$ 此后在前期
研究方法和数据积累的基础上!获取美国 %$ 个城市
的植被覆盖数据%生物量’生长率’死亡率’枯落物
比例等&!进一步完善了全美城市植被固碳能力的
估算%*/\E[ &,3%"! "$%?&$
目前!中国已进行城市植被碳固存调查和评估
的城市有广州’杭州’台州’哈尔滨’沈阳’西安和唐
山等%管东生等!%@@=#吴泽民等!"$$"#谢军飞等!
"$$8#彭立华等! "$$8#邹涛等! "$$@#应天玉等!
"$$@#温家石等!"$%$#-73 &,3%"! "$%"&$ 基于地面
调查方法对分布在中国各主要气候区的 建成区植被的碳固存研究结果表明!各城市建成区
植被碳密度为 <1@! a<#1?$ U’.RN>"!平均值为
%%=1%@ b@1"?&U’.RN>"#净初级生产力为 $1"% a
<1?$ U’.RN>"E>%!平均值为%"1%? b$1@%& U’.RN>"E>%
%史琰!"$%?&$ 与国外研究相比!我国城市植被平
均净初级生产力位于韩国 ? 个城市净初级生产力
%1# a?1@ U’.RN>"E>%的范围内%2/! "$$%&!低于美
国城 市 植 被 的 净 初 级 生 产 力 % "188 b$1U’.RN>" E>%%*/\E[ &,3%"! "$%?&$
@=?>城市植被间接碳固存能力
城市植被间接的碳固存途径主要包括减少建筑
能耗’降低城市热岛效应’引导绿色交通等%赵彩君
等!"$%$&$ 城市植被间接产生的减排作用很可能
比自身的碳汇作用还要大!% 株乔木每年节约能耗
带来的碳减排是其本身碳吸收的 % a? 倍%,[TEY7!
"$$"&$ 建筑物周边的植被可以有效降低建筑物的
能耗!研究预测美国洛杉矶百万棵树木可减少耗能!
并实现减排 %$? #%= U’S"%CQDROYZ/4 &,3%"! "$%!&$
根据城市建筑室内外的温差比较研究证实!利用树
木的遮荫可构成一个优秀的建筑被动冷却系统来节
约能源%-/3HR4OY&,3%"! "$%"&$ 独栋建筑在树木遮
荫下每月可节约 "%= 美元的能源成本 %dE0/H34 &,
3%"! "$%<&$ 城市植被通过蒸腾作用和遮荫可以降
低地面和空气温度形成冷岛!可以减少与城市热岛
相关的碳排放$ 北京城市植被减少热岛效应的降温
作用相当于每年减少电厂能源排放 "<1? 万 U’S"
%kRE4H&,3%"! "$%<&$ 机动车是温室气体最大的来
源!通过绿色廊道引导非机动车出行可有效减少交
通碳排放%赵彩君等! "$%$&$
城市植被通过上述间接方式为减少城市碳排放
做出贡献$ 在美国亚热带城市迈阿密与盖恩斯维尔
开展的研究表明!城市植被对抵消城市碳排放起到
了一定程度的作用%)ZQ/TO6/&,3%"! "$%$&$ 韩国城
市植被能够抵消城市区域 ’S" 释放的 $1!F a
"1"F%2/&,3%"! "$$$&$ 杭州城市植被可以抵消城
市工业能源使用碳排放的 %=1#F %kRE/&,3%"!
"$%$&$ 对中国 ?! 个城市的研究表明!城市植被平
均能够抵消城市碳排放的 $1?F!范围从呼和浩特
市的 $1$%F到海口的 ""1!F不等%’RO4! "$%!&$
植物生长是影响城市植被碳固存的主要因素$
研究表明!木本植物的碳储量会在树木成熟前随树
龄升高而增加!而其固碳速率在幼年时较高!之后随
树龄 升 高 而 逐 渐 降 低 % */\E[ &,3%"! "$$"#
-E\YO4QOE&,3%"! "$%"&#植物的死亡将导致碳释放$
植物的寿命长短也对城市植被碳固存具有影响!因
为!乔木寿命长!其固碳期就相对较长#灌木生长虽
然速度快!但碳固定的周期相对较短#草坪虽然固碳
效率高’速度快!但在很短时间内又会由于修剪或更
替将碳释放%+/\4ZO46;&NE0&,3%"! "$%$#包志毅等!
"$%%&$
此外!城市的复杂环境导致出现了 " 个相反作
用来影响植物生长!进而影响城市植被碳固存能力$
一方面!城市环境中光照增加’热岛效应’大气氮沉
降’’S" 施肥效应等因素促进了植物生长#而另一方
面!城市中内涝’空气污染’土壤重金属’盐含量高及
土壤通透性差等因素又抑制了植物生长 %KYOHH&,
3%"! "$$?#温家石等!"$%$&$ 这 " 个相反的驱动力
使得城市植被碳固存能力存在不确定性$
A=?>土地利用类型及其变化
不同的土地利用类型以及其变化也会对植被碳
固存产生影响$ 对杭州常见乔木香樟%#0113?$?6?
/3?C2$*3&和二球悬铃木%!%3,316+3/&*0($%03&的研究
表明!香樟的生长速率受城市土地利用类型影响极
小!较能适应城市内环境!而悬铃木受土地利用类型
影响较大%嵇浩翔等!"$%%&$ 城市化带来土地利用
!"%
林 业 科 学 !" 卷B
类型的转变!进而导致植被碳储存能力的变化
%kRE4H&,3%"! "$%"&$ 城市扩张将降低区域植被的
碳储存!如有关研究表明!城市中心’郊区’野外植被
碳储存占区域植被碳储存的比例分别为 !F!"?F
和 8"F%MO4 &,3%"! "$%%&$ 城市化对区域植被碳固
存的影响也存在气候区的差异$ 在湿润地区!城市
化可能会减少区域的生产力!对美国东南部区’我国
江阴市’深圳市碳吸收变化的遥感影像分析均发现!
城市化带来区域生产力下降%C70OZ7&,3%"! "$$?# P3
&,3%"! "$$8# A3 &,3%"! "$$@&$ 但在干旱地区!城市
化却会提高区域的生产力%(NR/X&,3%"! "$$$&$
A=@>人类设计
城市植被的功能实现会部分取决于人类的设
计!设计影响城市植被碳固存的要素包括物种选择’
植物规格’种植密度’种植区域’覆盖面积’群落结构
和设计形式等 %*/\E[ &,3%"! "$$"# 包志毅等!
"$%%# .E3HR4 &,3%"! "$%<&$ 乔木比灌木和草本具
有更高的碳储量$ 台州市建成区植被碳储量研究表
明!乔木碳储量约为草坪和灌木植被总碳储量的 "
倍%温家石等! "$%$&$ 寿命长’生长速度中等且成
熟时体量大的乔木具有更高的碳固存效应%*/\E[
&,3%"! "$$"&$ 结合人口密度’空气污染和植被覆盖
等因素!增加城市植被可显著减少纽约市的碳排放
%C/YE47&,3%"! "$%%&$ 根据季节和纬度等特征!设
计树木与建筑物的距离与方位’树木的大小及种植
的种类!可有效降低建筑物能耗 %i\E4H&,3%"!
"$%!&$ 虽然通过设计可以提高城市植被碳固存能
力!但是城市植被还需具有多样化的功能!因而进行
低碳设计需进行科学严谨的权衡 %D74QOU0&,3%"!
"$%?&$
A=A>养护管理
城市植被养护管理措施主要包括灌溉’施肥’防
治病虫害’修剪及废弃物处理等!这些措施都会对城
市植被固碳能力产生影响$ 灌溉’施肥’防治病虫害
等会改善生物环境和减轻对植物的胁迫!从而促进
植物生长%*74ONOUZ&,3%"! "$$8# 温家石等!"$%$&!
进而增加城市植被的碳固存 % E^WO&,3%"! "$$! &$
已有研究表明!城市草坪的生产力!即单位面积碳积
累量! 是 当 地 草 地 或 农 田 的 " 倍 甚 至 更 多
%K/03T7O\Z[7! "$$#&$
修剪与城市植被碳固存之间的关系比较复杂$
修剪会造成植被生物量减少% &E:6E[ &,3%"! "$%<&!
但合理修剪又能促进植物生长$ 对台州市的研究表
明!老枝残叶修剪的比例越高!对乔木生物量年增长
的负面影响越小%温家石等!"$%$&$ 此外!养护管
理中化石燃料的使用!降低了城市植被的净碳汇能
力%*/\E[ &,3%"! "$$"&$ 在城市植被养护管理中!
碳释放的主要来源是草坪维护%2/&,3%"! %@@!&!草
坪的高固碳率被修剪草坪时使用化石燃料所释放的
’S" 所抵消 %+/\4ZO46 &,3%"! "$%$# C7QREO0&,3%"!
"$%"&$
城市植被废弃物 %包括修剪物’凋落物以及死
亡的植株等&的处置方式也影响其碳固存能力$ 城
市植被废弃物被收集后运到垃圾场填埋!其中约
<$F左右的碳会被长期固存!而自然生态系统中植
被废弃物中的碳一般会在 ? 年甚至更短时间中基本
被释放$ 因此!城市中的凋落物和修剪物比自然生
态系统中的凋落物对碳汇的贡献更大 %温家石等!
"$%$&$ 城市林木废弃物可以作为木制品的原料!
成为长期有效的碳储存库%CEQhEY0E4O! "$$@&$ 此
外!城市植被废弃物可以用作发电和供热的生物质
燃料!从而减少石化燃料的消耗!降低废弃物的处置
成本!缓和对野外森林的压力 % &R7&,3%"! "$%?E&$
对城市植被废弃物生产生物能源潜力的研究!为抵
消养护管理带来的碳排放提供了可能性% &R7&,3%"!
"$%?T&$
!B研究展望
开展城市植被碳固存的研究!有助于准确评估
城市生态系统的碳循环和碳影响!为城市林业低碳
建设提供理论支持!有助于提高对城市植被的科学
管理水平$ 目前人们对城市植被碳固存的认识远远
落后于天然植被$ 另外!与天然植被相比!城市植被
受到更为强烈的人为活动影响!这也决定了其研究
的复杂性$ 今后城市植被碳固存的研究应在以下几
方面进一步加强"
%&发展更有效的研究手段和估算方法$ 已有
的数据因为调查和计算方法的差异难以进行整合利
用!成为该研究方向进一步深入的瓶颈$ 制定标准
统一的方法!才能避免人力物力的极大浪费!并增加
研究工作的可比性$
"&伴随着城市幼龄植被的成熟!这些植被将成
为城市中一个不容忽视的碳汇$ 未来可考虑将当前
森林清查的规程引入城市植被调查!加强对城市植
被碳库的长期动态监测$
?&系统研究城市植被对区域碳固存的贡献!揭
示城市植被在各种气候下的碳固存潜力!及其与时
空尺度’城市化程度及土地利用方式等因素的联系$
<&进一步研究城市植被废弃物生产生物能源
替代化石燃料减排的可行性和潜力!为提升城市植
#"%
B第 # 期 史B琰等" 城市植被碳固存研究进展
被生态功能!丰富城市减排的研究理论提供参考$
!&生命周期评估法考虑了苗木生产’运输’种
植’养护!直至死亡的全过程!为城市植被碳固存研
究提供了新的研究思路和视角 % &NOUE4E&,3%"!
"$%<&$ 未来可通过建立详细和完整的城市植被碳
吸存生命周期数据库!来探究不同的设计和养护管
理方式对城市植被碳固存的影响$ 研究和解决这一
问题将提升人类对调控生态系统影响的认知!为营
造可持续发展的低碳城市植物景观提供理论支持$
参 考 文 献
包志毅! 马婕婷5"$%%5试论低碳植物景观设计和营造5中国园林!
"8%%& " 8 >%$5
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/74 ’R74OZO0 &
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及其在碳氧平衡中的作用5中国环境科学! %=%!& " <<%5
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,YQR7UOQU3YE02/3Y4E0! %"& "<85/74 ’R74OZO0 &
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ZLEQOZ" Eh740E46 QEZOZU36W5d7/67VOYZ7UW’/4ZOYVEU7/4! %@%%%& "
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DEZROY2! CQK/VOY4 C! R^/3YWC! &,3%5"$%<5,ZZOZZ74HQEYT/4
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YOZ/03U7/4 OEYUR /TZOYVEU7/4 6EUE5 cYTE4 h/YOZUYW E46 cYTE4
KYOO474H! %?%?& " <=< ><@<5
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D74QOU0&! K70OZL7O+! DEUE[7I)! &,3%5"$%?5cYTE4 UYOOL0E4U74H
LY/HYENZX34QU7/4 /YXEZR7/41 -/Z4HO0OZE46 3YTE4 UYOOL0E4U74H
QENLE7H4Z5KO/2/3Y4E0! 8=%?& " <8! ><@?5
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3YTE4 UYOOZ\7UR N30U7;Z/3YQOYON/UOZO4Z74H6EUE" YO0EU7/4ZR7LZ
TOU\OO4 T7/NEZZ! 0E46 3ZO! E46 6ON/HYELR7QZ 74 d/ZU/4
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"责任编辑B于静娴#
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