全 文 ：　 　 倡 国家重点基础研究 （９７３）发展规划项目 “气候公约谈判和履约对策的综合基础研究 ”（２００２CB４１２５０８）资助
收稿日期 ：２００５唱１０唱１７ 　 改回日期 ：２００６唱０１唱１５
北京城市园林树木碳贮量与固碳量研究 倡
谢军飞１ 　李玉娥２ 　李延明１ 　高清竹２
（１畅 北京市园林科学研究所 　 北京 　 １００１０２ ；２畅 中国农业科学院农业气象研究所 　 北京 　 １０００８１）
摘 　 要 　 为了解北京城市园林树木碳库的贮量及其固碳效果 ，在 １９９５年和 ２０００年北京城市园林绿化普查资料的基础上 ，
结合遥感影像 ，对北京城市园林树木碳贮量进行计算 。结果表明 ：２００２ 年北京城市园林树木总碳贮量约为 ５８畅８８ 万 t ，单位
建成区面积碳贮量为 ７畅７０t／ hm２ ；近年来北京园林树木碳贮量正逐年增加 ，２００２年新增碳贮量达 ０畅４６万 t 。
关键词 　 气候变化 　 城市园林树木 　 碳贮量 　 固碳量
Calculation of carbon storage and sequestration in the urban trees of Beijing ．XIE Jun唱Fei１ ，L I Yu唱E２ ，LI Yan唱Ming１ ，GAO
Qing唱Zhu２ （ １ ．Beijing Institu te of Landscape Gardening ，Beijing １００１０２ ， China ；２ ．Agrometeorology Institute ，Chinese
Academy of Agricultural Sciences ，Beijing １０００８１ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（３） ：５ ～ ７
Abstract 　 In order to calculate carbon storage and sequestration in the urban t rees of Beijing ，the １９９５ ～ ２０００ urban greening
data and remote sensing images were used ．The results show total stored carbon in the urban t rees of Beijing to be ５畅８８８ ×
１０５ tons ，at a density of ７畅７０ ton C／hm２ in ２００２ ．Carbon sequestration in Beijing municipal urban t rees shows a steady in唱
crease from １９９０ to ２０００ ．The net carbon storage increased in ２００２ is ４６００ tons ．
Key words 　 Climate change ，U rban t ree ，Carbon storage ，Carbon sequestration
（Received Oct ．１７ ，２００５ ；revised Jan ．１５ ，２００６）
工业革命以来 ，人类活动所造成的大气中温室气体浓度增加以及由此导致的全球温室效应已成为公认
的事实［１０ ～ １２］ ，在引起全球温室效应的温室气体中 ，尤以 CO２ 气体的作用最为显著 。 森林作为全球陆地生态
系统中的最大有机碳库 ，通过光合作用对 C的固定 ，树木在其中扮演了重要的 CO２ 汇的角色 ，尽管树木长期
的净 CO２ 源／汇还与许多因素相关 ，但树木数量的增加将一定程度减缓大气 CO２ 浓度的增加 。
随着城市化的发展和绿化水平的提高 ，城市面积 、绿化覆盖率 、绿化树木数量得到迅速增加 ，据资料统
计［１ ，２］ ，从 １９９５ 年到 ２０００ 年 ，北京远近郊区县建成区面积已由 ６３０５６hm２ 迅速增加到 ７３３１６hm２ ，绿化覆盖率已
由 ３２畅６８ ％ 增加到 ３６畅５４ ％ ，树木也由 ３８４８畅４３ 万株增加到 ４１４８畅４１ 万株 。 从北京市长期规划看 ，到 ２００８ 年 ，北
京市区绿化覆盖率将达到 ４５ ％ （北京市城市绿化规划工作计划 ，２００２年） ，若继续保持 ２０００年的绿化模式（树木
绿化覆盖面积与草坪面积的比例）及面积不变 ，其树木数量预期会达到 ５０００ 万株左右 ，城市园林树木已开始成
为陆地生态系统碳循环中的一个重要贮存库 ，其吸收汇已不容忽视 。 针对这一情况 ，国际气候变化委员会
（IPCC）明确指出 ，如城市树木 、行道树等数量较多 ，生物量的贮量变化较大 ，应对其碳汇作用进行估算［１３］ 。
针对上述情况 ，许多学者在地上部生物量（指植物的干重 ，与碳贮量密切相关）与整株树木生物量之间
的关系 、城市树木生物量计算等方面开展了许多基础性研究［１４ ～ １６］ 。 在此基础上 ，David 等对美国较大城市
的树木碳贮量与固定进行了相应研究 ，结果显示城市树木的平均碳贮量密度为 ２５畅１ t（C）／hm２ ，约为森林树
木平均碳贮量密度的 １／２［１７］ 。 在我国 ，管东生等［３］对广州城市绿地系统 C 的贮存量 、分布及其在碳氧平衡
中的作用进行了分析 ，其结果显示城市园林树木平均碳贮量密度为 １６畅４ t（C）／hm２ ，但其数据没有反映城市
园林树木固碳量的量值和变化趋势 。 相对而言 ，由于城市园林树木结构相对复杂 ，传统的方法难于获得生
物量等基础数据 ，目前关于我国城市园林树木碳贮存 、固碳量变化趋势的研究尚鲜见报道 。
为全面了解城市园林树木在减缓大气碳积累方面所起的作用 ，在获得 １９９５ 年和 ２０００ 年北京市城市园
林绿化普查资料的基础上 ，结合 ２００２ 年高分辨率遥感影像 ，本研究对 ２００２ 年北京市城市园林树木碳贮量及
其固定潜力进行了计算分析 ，从而为定量评价北京市城市园林树木在减缓大气 CO２ 积累方面所起的作用提
第 １５卷第 ３ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol畅１５ 　 No畅３
２ ０ ０ ７ 年 ５ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture May ，　 ２００７
供数据支持 ，并为估算中国城市园林树木碳贮量及固碳量提供参考 。
1 　 研究方法
1畅1 　 园林树木碳贮量估算方法
对于北京城市园林树木碳贮量的估计 ，在参考森林生态系统中植物碳贮量估计等方法的基础上［４］ ，通
过样地分析和遥感调查 ，结合绿化普查资料 ，本研究采用方程（１）对城市园林树木碳贮量进行计算 ：
Tc ＝ ∑
n
i ＝ １
Vi × Di × Ri × Ci × Ni （１）
式中 ，i为树木类型（分为乔木 、灌木 、其他） ，Tc为树木总碳贮量（ t） ，Ni 为 i类型树木数量 ，V i 为 i类型树干
材积量（m３ ） ，Di 为树干密度 （ t／m３ ） ，Ri 为生物量扩展系数（即树干生物量占树木总生物量的比例）（见表
１） ，Ci 为植物中 C 含量（该值在不同植物间变化不大 ，为简便起见 ，采用 IPCC缺省值 ０畅５０［１８］ ） 。
关于树干材积量的获得 ，最准确的方法是收获法 ，测定其材积［５］ 。 为了不破坏树的正常生长 ，本文使用
立木材积表法进行计算 ，该方法通过树木的胸径 、冠高两参数进行估算 。 为准确而又快速估算树干材积
　 　 　 　 　 　 　表 1 　 计算碳贮量所用的树木参数
T ab ．１ 　 Parameter s of t ree used fo r computat ion of carbon sto rage
树木类型
T ree t ypes
平均树干材积密度／ t·m － ３ 倡
Average densi ty o f
t runk volume
平均生物量扩展系数（ R） 倡倡
Average biomass ex tensive
coef ficien t
乔木 ０畅４４０ ２畅０１
灌木 ０畅５１５ １畅７５
其他 ０畅４７２ １畅９８
　 　 倡 平均树干材积密度来源于中国主要树种中的木材密度 ［ ７］ ； 倡倡生
物量扩展系数值参考“气候公约谈判对策研究”课题的相关结果 。
量 ，很显然 ，树木总量 、主要树木类型的确定和相关参
数调查确定非常关键 ，为确定 ２００２ 年树木总量 ，在分
析 ２０００年建成区面积 、遥感测定的归一化植被指数
（NDVI）与普查所得的树木总量之间统计对应关系的
基础上 ，通过提取 ２００２ 年北京遥感影像的 NDVI 植
被信息与建成区面积 ，统计得到 ２００２ 年树木总量 。
为确定园林所用主要树木类型的组成与结构 ，
本研究对北京最常用的并有代表性的 ３７ 种园林植
物（含 １５ 种乔木 、１７ 种灌木和 ５ 类草本植物 ，植株
数占总数的 ８１ ％ ）进行了归纳研究 ，得到北京远近
　 　 　 　 　 　 　 　郊区绿化的植物组成与结构 ，即现存的园林植物中 ，乔木占较大比例 ，为 ２９畅１ ％ ，主要以侧柏和国槐 、油松为
主 ；灌木占 ２１畅５ ％ ，其他（包括月季 、攀缘 、竹子）为 ４９畅４ ％ 左右 。 为进一步调查树木的平均胸径 、冠高等参
数 ，本研究还选择了 ２４ 处公园 、企业 、大学作为样地进行分析 。 考虑到北京古树较多 ，在估算中单独分析 ，有
关古树的类型 、数量 、胸径 、冠高等资料通过北京郊区古树名木志［６］和北京园林科学研究所进行的“数字园
林”收集到的相关古树资料确定 。
1畅2 　 园林树木固碳量估算方法
在得到各年园林树木总碳贮量的基础上 ，根据碳贮量与固碳量之间的相互关系［１９ ，２０］ ，采用方程（２）对
１９９０ 年 、１９９５ 年和 ２０００ 年 、２００２ 年树木固碳量进行计算 ：
Ts ＝ ７畅７８５ × １０－ ３ × Tc （２）
式中 ，Ts 为某年树木固碳量 ，Tc为某年树木碳贮量 。
2 　 结果与分析
2畅1 　 北京城市园林树木碳贮量与分布
本研究计算的范围为北京市远近郊区县的建成区 ，包括城 ８ 区以及远郊区县 。 通过提取 ２００２ 年 １０ 月采
集的高分辨率 IKONOS影像数据含有的植被信息［植被信息通过归一化植被指数（NDVI）进行提取］ ，经计算
　 　 　 　 　 　２００２ 年园林树木总碳贮量约为 ５８畅８８ 万 t ，其中古树总
碳贮量约为 ０畅９７ 万 t ；另外 ，单位建成区面积碳贮量为
７畅７０t／hm２ ，比 １９９０年的 ６畅２５t／hm２ 有所提高 。
从多年的遥感分析可以看出 ，尽管北京城市建设
用地在大量增加 ，但自 ２０００ 年以来 ，由于在建设区中
加强了绿化建设 、拆违还绿等工作 ，绿色空间总量有增
加的趋势［８］ ，园林树木碳贮量和单位面积碳贮量还将
有所提高 。
表 2 　 2002 年树木碳贮量分析
Tab畅２ 　 The carbon sto rage by urban t rees in ２００２
树木类型
T ree t ypes
碳贮量／万 t
Carbon st o rage
所占比例 ／ ％
Percent
单株碳贮量 ／kg
Carbon st orage of
individual plant
常规 乔木 ５２畅９９ ９０畅００ ３５畅７６０
灌木 ３畅８３ ６畅５０ ３畅４９６
其他 １畅０９ １畅８６ ０畅４３６
古树 乔木 ０畅９７ １畅６４ ４５３畅１００
６　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
　 　 通过对不同树木类型的碳贮量分析可以得出（见表 ２） ：常规乔木在树木总碳贮量中占较大比例 ，随着乔
木的继续生长 ，树木还能固定一定量的 CO２ 。 有效保护中幼龄乔木 ，发挥其固定积累大气中 CO２ 的作用 ，将
有利于减缓大气中 CO２ 浓度的升高 。 就单株碳贮量而言 ，２００２ 年古树远高于常规树种（见表 ２） ，但由于古
树数量基本保持不变 ，生长也基本停止 ，碳贮量较稳定 ，对固定大气中 CO２ 的贡献较小 。
2畅2 　 北京城市园林树木固碳量
假定 １９９０ 年 、１９９５ 年 、２０００ 年和 ２００２ 年树木组成结构没有变化 ，通过相应的普查资料和遥感分析 ，可
以得出 ２００２ 年园林树木固碳量为 ０畅４６ 万 t／a ，其近几年固碳量 １９９０ 年为 ０畅２４ 万 t／a ，１９９５ 年为 ０畅３５ 万
t／a ，２０００ 年为 ０畅３７ 万 t／a ，北京城市园林树木的固碳量从 １９９０ 年开始呈逐年增加趋势 。
2畅3 　 数据质量分析
从上述计算分析可以得知 ，生物量的准确获得是研究的基础 ，但由于城市气候复杂 ，利用样地得到的代表性树
木胸径 、冠高等值计算城市树木的生物量可能与实际存在很大误差 。为减少误差 ，近期国外学者提出用遥感方法
测定森林和其他植被的生物量 。我国学者曾利用 TM卫星影像建立森林蓄积量的估测方程［９］ ，但光学遥感不具备
估测各种森林生物量的能力 ，不适于估测大区域的森林生物量 ，而微波遥感对植被具有一定的穿透性 ，反映了来自
树冠 、树枝 、树干甚至林下植被 、地面的信息 ，可更合理准确地反演森林生物量 ，大量的理论模型和实验研究也都证
明了这一点 。可以预见 ，运用新的方法可进一步提高估算园林树木碳贮量的准确度 。
3 　 小 　 结
城市园林树木作为陆地生态系统碳循环中的一部分 ，随着城市化的发展和绿化水平的提高 ，城市园林
树木的碳贮量及其对减少大气中 CO２ 浓度的作用不容忽视 。 本研究结果表明 ，２００２ 年北京城市园林树木总
碳贮量约为 ５８畅８８ 万 t ，单位建成区面积碳贮量为 ７畅７０ t／hm２ ；近年来北京园林树木碳贮量正逐年增加 ，２００２
年碳贮量达 ０畅４６ 万 t／a 。 考虑到通过人工样地调查树木胸径等关键性参数的方法还存在一定的缺陷 ，今后
研究过程中还有待开发新的估算方法 ，进行更准确的碳贮量与固碳量估计 。
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