掌握固碳“密碼”，“綠肺”精準(zhǔn)規(guī)劃

  通過(guò)光合作用，綠色植物可以將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為構(gòu)成植物體的有機(jī)物，即固碳。但很多人不知道，不同種類植物構(gòu)成的“綠肺”，其固碳能力可能相差甚大。掌握了它們的“密碼”，城市能更加合理、精準(zhǔn)地規(guī)劃建設(shè)“綠肺”，高效發(fā)揮固碳作用。

  昨天，好消息傳來(lái)，上海植物園、上海辰山植物園的研究團(tuán)隊(duì)16年磨一劍，初步掌握了一部分固碳植物的“密碼”，構(gòu)建了215種上海常見(jiàn)園林植物碳匯數(shù)據(jù)庫(kù)，這是目前國(guó)內(nèi)植物種類zui多的園林植物碳匯數(shù)據(jù)庫(kù)。

  16年磨一劍

  才215種植物，每種植物測(cè)一下“含碳量”，這似乎很簡(jiǎn)單？

  “從2006年至今，我們一直在和各種變量‘較勁’，力爭(zhēng)不漏掉任何可能性。”上海辰山植物園總工程師秦俊道出了這項(xiàng)研究的難點(diǎn)。表面看，215種植物似乎只要研究215個(gè)樣本，但實(shí)際上，每種植物的樣本可能有十幾個(gè)、幾十個(gè)，甚至更多。

  一棵植物，能固碳的不只是葉片，所以有一種研究方法需要“庖丁解牛”，將植物的各級(jí)枝干、葉片、根系等獨(dú)立開(kāi)來(lái)，將能固碳的部分分門別類送入設(shè)備烘干，排除水分等因素的干擾，才能形成符合條件的樣本。其中，操作時(shí)間比較短的葉片，僅烘干過(guò)程就要8個(gè)小時(shí)以上。

  因此，一個(gè)五六人組成的研究組，將一棵樹(shù)“庖丁解?！保玫綐颖?，直至形成數(shù)據(jù)，耗時(shí)三周以上的情況常常發(fā)生。

  即使是同一種植物，也會(huì)因?yàn)樯澈褪艿饺藶楦深A(yù)影響的不同，產(chǎn)生很多種研究樣本，尤其是城市環(huán)境下的植物，“變數(shù)”更多。

  比如，作為中心城區(qū)的行道樹(shù)和身處外環(huán)林帶，同一種樹(shù)在固碳上的表現(xiàn)可能是迥異的。前者的固碳能力受到不規(guī)范修剪、行人踩踏等方面的影響較大，后者的固碳能力則更取決于所在林帶的郁閉程度及光照時(shí)長(zhǎng)等方面。

  光是這些，還只是很基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)研究。近些年，該研究團(tuán)隊(duì)在“組團(tuán)”上耗費(fèi)了大量精力。

  不同種類、數(shù)量、綠量、栽種距離、高度等條件的植物種在一起，其固碳能力并不是簡(jiǎn)單做加法，植物彼此會(huì)影響。有些“意氣相投”，固碳能力成倍增加；反之，“人多不一定力量大”，固碳能力會(huì)削弱。

  將200多種植物兩兩組成“CP”，甚至是有幾種、十幾種植物的組合（植物群落），一遍遍測(cè)試效果，才能得出更有應(yīng)用前景的“組團(tuán)密碼”，成為未來(lái)城市“綠肺”建設(shè)的指南。

  固碳能手組團(tuán)

  隨著研究的深入，許多有趣的“密碼”逐漸揭開(kāi)面紗。有些默默無(wú)聞的植物反而“功力”深厚，在固碳領(lǐng)域，堪稱上海常見(jiàn)園林植物中的“掃地僧”。

  秦俊透露，木芙蓉、糙葉樹(shù)、醉魚(yú)草、麻櫟等植物是上海園林建設(shè)中的“稀客”，但它們的葉片很能吸收二氧化碳，分別達(dá)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。

  一些應(yīng)用量大的“?？汀眳s固碳表現(xiàn)不佳，比如紅花檵木、梔子，對(duì)二氧化碳的日吸收量分別只有5.62克/平方米、6.74克/平方米。木芙蓉的固碳能力是紅花檵木的3倍多。

  研究人員還選取了88種喬灌木，通過(guò)胸徑、冠幅、葉面積指數(shù)等指標(biāo)測(cè)定，了解單株植物的固碳能力。結(jié)果，這次“意外”較少。

  日常可見(jiàn)的泡桐、槐樹(shù)、黑松、烏桕等樹(shù)木，一株植物一天能夠固定500克以上的二氧化碳，并釋放360克以上的氧氣。上海的“行道樹(shù)之王”懸鈴木和香樟、樟葉槭、蠟梅、夾竹桃、女貞等常見(jiàn)樹(shù)木也表現(xiàn)不俗。

  相比之下，近40種植物在固碳能力上掉了隊(duì)，一株植物一天能固定的二氧化碳不足100克，釋放的氧氣不足72克。這其中就包括日本晚櫻、紅楓、白玉蘭、山茶、黃楊、羅漢松等老百姓喜聞樂(lè)見(jiàn)的植物種類，相對(duì)于固碳能力，它們的景觀效果、文化價(jià)值更突出。

  篩選出固碳能手，需要加以適當(dāng)搭配，才能發(fā)揮zui大的固碳效果。通過(guò)大量的研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了有趣的現(xiàn)象：群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，喬木、灌木、草本層兼?zhèn)涞闹脖唤Y(jié)構(gòu)，通常具有較強(qiáng)固碳能力；常綠落葉混交林比單純的常綠林或落葉林具有更強(qiáng)的固碳能力。

  “環(huán)境中植被的多樣性越高、組成越復(fù)雜，層次越多，這一環(huán)境中植物的總固碳能力就越高?！鼻乜”硎荆瑔棠?、灌木組成的落葉闊葉林，固碳能力可達(dá)7.74噸/公頃·年，喬木、灌木、草本層兼?zhèn)涞穆淙~闊葉林，固碳能力增加到了9.32噸/公頃·年。

  生態(tài)之城注腳

  發(fā)現(xiàn)了固碳能手，找到了組團(tuán)“密碼”，似乎可以搭建完美的城市“綠肺”，但秦俊提醒，在研究中，他們發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)單的“堆砌”可能適得其反。

  “同樣的香樟苗木，分別按照標(biāo)準(zhǔn)單位面積和相當(dāng)于其五六倍的密度種植，zui終的固碳效果竟旗鼓相當(dāng)，因?yàn)槊苤驳姆绞接绊懥讼聦又脖坏纳L(zhǎng)，每棵植物只有頂部才能正常發(fā)揮固碳能力。”秦俊表示，城市建設(shè)“綠肺”時(shí)，必須堅(jiān)持因地制宜的原則，簡(jiǎn)單而言就是“高低結(jié)合、錯(cuò)落有致”。

  以上海植物園為例，多年的精心建設(shè)和養(yǎng)護(hù)，讓該園的年固碳量高達(dá)14.5噸/公頃。但經(jīng)測(cè)算，還可以有進(jìn)步空間，通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化高碳匯植物群落，年固碳量可以提升至20噸/公頃。同樣，上海其他的城市中心綠地公園也有望改進(jìn)到此水平。

  截至2018年，我國(guó)約80%的城市綠化覆蓋率在20%至50%，綠地在提供休閑娛樂(lè)、觀賞游憩等服務(wù)功能的同時(shí)，還對(duì)碳儲(chǔ)藏和吸收發(fā)揮著重要的作用。然而，許多城市在規(guī)劃實(shí)施過(guò)程中缺乏碳匯意識(shí)，出現(xiàn)了一些“低能綠地”，導(dǎo)致城市綠地的碳匯能力嚴(yán)重不足。

  在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，上海的這項(xiàng)階段性科研成果可以直接服務(wù)未來(lái)的綠地建設(shè)，采用高效的綠地固碳技術(shù)、合理的綠化分布格局。對(duì)宣布到2025年建成千座公園，并基本形成“一大環(huán)+五小環(huán)”的環(huán)城生態(tài)公園帶體系的上海而言，更是意義重大。

  上海綠化部門相關(guān)負(fù)責(zé)人坦言，目前我國(guó)大部分城市僅統(tǒng)計(jì)了城市綠地面積、建成區(qū)綠化覆蓋率以及人均綠地面積，很難準(zhǔn)確反映城市綠地不同植物種類和不同綠地結(jié)構(gòu)布局的功能效益。植物固碳“密碼”解開(kāi)后，城市“綠肺”的凈化能力從此可以量化，成為上海生態(tài)之城建設(shè)的生動(dòng)注腳，還可以結(jié)合植樹(shù)造林、認(rèn)建認(rèn)養(yǎng)等形式，為全民“碳足跡”等方面的計(jì)算提供支撐。

  目前，該技術(shù)已集成應(yīng)用于崇明東灘濕地公園、崇明陳家鎮(zhèn)國(guó)際生態(tài)社區(qū)、上海虹橋低碳商務(wù)區(qū)的碳核算及增匯減排項(xiàng)目中。

  在崇明陳家鎮(zhèn)國(guó)際生態(tài)社區(qū)，高效固碳植物群落替代了原本單一的香樟林，平均每公頃年固碳量超過(guò)23噸，固碳效果提升了1倍。在更具挑戰(zhàn)的虹橋商務(wù)區(qū)，香樟、欒樹(shù)、木芙蓉、黃楊、常春藤、地錦組成的植物群落將原先植物的固碳能力提高了75.9%。