郭新想 吴珍珍 何华
（深圳市建筑科学研究院有限公司，深圳 518049）
【摘要】为研究低碳住区评价体系，指导低碳住区的绿化建设，本文利用常用绿化植物的光合强度和叶面积指数，计算出常用绿化植物的净日固碳量，给出四种绿地类型的植物配置结构，并分别计算出各绿地类型的单位绿地面积的净日固碳量，得出乔灌草的种植结构的固碳水平最高，其他依次为灌草型、草坪型和草地。最后以某小区为案例，计算出其绿地的固碳量和居民呼吸的二氧化碳排放量，认为只有乔灌草和灌草型的种植结构才能满足该小区居民呼吸的碳氧需求，从而得出绿化种植方式的不同，对绿地的固碳能力影响很大。居住区绿化设计需根据固碳释氧分析，选择最佳的种植方式。 【关键词】低碳 ；居住区； 绿化种植；固碳释氧
THE REAEARCH ON CO2-FIXING OF GREEN PLANTS
WAYS IN RESIDENTIAL QUARTERS
Guo Xinxiang Wu Zhenzhen He Hua
(Shenzhen Institute of Building Research Co. Ltd, 深圳518049 China)
【Abstract】To research the low-carbon residential quarters evaluation system to guide low-carbon
green building, this paper used intensity of green plant photosynthesis and leaf area index, calculated the net carbon sequestration of green plants commonly used, given four kinds of green- lands types plant configuration structure, and were calculated net carbon sequestration of unit green-lands area for each type .tree-shrub-herb type had the highest level of carbon sequestration followed by the shrub-herb type, lawn type and grassland. The end, as an example, calculate the amount of its green-lands CO2-fixing and residents breathing carbon dioxide emissions, believed that only tree-shrub-herb type and shrub-herb type structure in order to meet the residential breathing needs of carbon and oxygen . Green design of residential quarters should analysis O2-emitting and
CO2-fixing,in order to choose the best plants ways.
【Keywords】Low-carbon; Residential Quarters; green plants ;O2-emitting and CO2-fixing
1 前言
在当前国际社会对二氧化碳减排高度重视的环境下，国内很多地方纷纷把发展低碳城市作为城市未来发展战略。而居住区作为城市最重要的组成单元，在碳减排的同时，应充分发 本论文受国家“十一五”科技支撑计划项目“城镇人居环境改善与保障综合科技示范工程”（2006BAJ02A13-5）资助
挥绿地植被的固碳潜力，提高居住区绿地的固碳能力，最大限度地补偿由于人类建设活动而导致降低的固碳能力的降低和二氧化碳排放量的增加。假定居住区以占地面积的围合空间作为一个限定的空间，而城市则是由众多的这样的空间的集合，如果每一个微团空间都具有很高的固碳能力，那么城市的固碳水平自然就很高，就能够有效减少城市空间的二氧化碳浓度。
绿地植被是陆地生态固碳的重要系统，小区绿化除了满足传统的景观美化、生态效益外，其特有的固碳能力也越来越重要。传统的小区绿化指标如绿地率、绿化覆盖率、人均公共绿地面积等，已不能准确评价小区绿化水平的高低，特别是植被固碳能力的大小。因此，需要建立合理的居住区绿化水平的评价指标， 如绿量、单位绿地的固碳量等，并以此指导小区绿化的规划、设计和建设，旨在最大化地发挥绿地生态效益，为整个城市的碳氧平衡作为贡献。
2 研究方法
2.1 植物固碳原理
根据光合作用原理，绿色植物白天在阳光照射下，叶片中的叶绿素吸收大气中的二氧化碳和土壤中的水分，合成碳水化合物，同时放出氧气。呼吸作用过程则相反，吸收氧气，放出二氧化碳。一般植物光合固碳量大于呼吸消耗的碳量，植物整体表现为固碳释氧作用。
由光合作用方程式可知，叶片每吸收264g的二氧化碳，可以同时向大气中放出192g的氧气。
CO2（264g）+H2O(108g)=CH2O(180g)+O2(192g)
2.2 净日同化量及绿量计算原理
植物净日同化量是指昼净光合量与夜间暗呼吸量的差。净日同化量是植物对生态的实际贡献量。植物的光合速率和呼吸速率由于同时受到生理和生态环境的影响，全天各个时段速率值都在变化，因此采用植物净日同化量作为评价的基础数据较为准确。
利用光合仪进行测试，可以得到植物叶片的瞬时光合速率值。植物日同化量按照公式（1）计算：
P[i=1jPiPi13600(ti1ti)] 公式（1） 21000式中：P为单位叶面积的日同化量，单位mmol；Pi为初测点瞬时光合速率，Pi+1为下一测-2-1
点的净光合速率，单位为μmol·m·s；ti为初测点时间，ti+1为下一测定时间，单位h。
[1]
一般植物晚上的暗呼吸消耗量按照白天同化量的20%计算，单位叶面积净日固碳量按照公式（2）计算：
WCO2P(10.2)44 公式（2） 1000-2
-1
-1
式中：WCO2为单位叶面积的净日固碳量，单位g·m·d；44为CO2的摩尔质量，单位g·mol。 绿量是指单位面积上绿色植物的总量，由于植物的生理代谢作用主要通过叶片进行，因此，现在多用单位面积上的叶片总数，即叶面积指数（LAI）来定义绿量。
植物单位绿地面积上的固碳能力按照公式（3）计算：
QCO2WCO2LAI 公式（3）
式中：Qco2为单位绿地面积固碳量，单位g·m；LAI为叶面积指数，单位m·m。
-2
2
-2
2.3数据来源及处理
本文采用文献中用绿化植物固碳能力测试的数据，经过计算，获得5种植物单位绿地面积日净固碳量。
表1 5种植物单位固碳量
单位叶面积日净固碳
植物名 广玉兰 国槐 夹竹桃 迎春 蜘蛛兰
类型 常绿乔木 落叶乔木 常绿灌木 落叶灌木 地被草本
14.06 13.83 17.05 11.76 9.35
量（g·m·d）
-2
-1
[2]
叶面积指数（m·m） 4.11 3.52 2.75 2.29 2.5
2
-2
单位绿地面积日净固碳量（g·m·d） 57.79 48.68 46.89 26.93 23.38
-2
-1
单位绿地面积上植物的固碳能力不仅与所种植物种的单位叶面积的固碳能力有关，还受植物绿量的影响。从所选这5种植物的固碳能力来看，乔木、灌木和地被草本的单位绿地固碳能力依次降低。
表 2 绿地类型及植被状况[3]
植被覆盖率/%
绿地类型
乔木
乔灌草型 灌草型 草坪型 草地
70 30 30 0
灌木 50 80 40 0
草坪 100 100 100 100
注：常绿乔木/ 落叶乔木=1:3，常绿灌木/落叶灌木=3:1。
常绿和落叶植物的配置比例主要考虑地域特点、景观美感、生态效益等综合因素，这里按照习惯的植物配置比例。
表 3 不同绿地类型单位绿地面积净日固碳量 绿地类型 乔灌草型 灌草型 草坪型 草地
乔木（g·m·d） 灌木（g·m·d） 草坪（g·m·d） 总体（g·m·d）
35.67 15.29 15.29 0
20.95 33.52 16.76 0
23.38 23.38 23.38 23.38
79.99 72.18 55.42 23.38
-2
-1
-2
-1
-2
-1
-2
-1
图 1 不同绿地类型单位绿地面积净日固碳量
根据所选的不同类型植物的配置比例，各种绿地类型的单位绿地面积的净日固碳量从大到小依次为乔灌草型、灌草型、草坪型和草地。同样一块绿地，采用不同的种植方式，获得的固碳量差异很大，采用乔灌草的复层绿化形式是只种植草坪的3倍多。因此，居住区的绿化设计除了考虑美化功能外，还要进行分析不同种植方案的固碳能力，选择最佳的种植方案。
3 案例分析
某居住小区规划用地面积10万m，绿地率50％，实际种植面积4万m，占绿地面积80％，规划人口为2800人。采用上述不同绿地类型的种植结构，获得该小区在各种种植方式下的净日固碳量。
表 4 某小区绿地全天固碳量 绿地类型 乔灌草型 灌草型 草坪型 草地
单位绿地固碳量（g·m·d） 79.99 72.18 55.42 23.38
-2
-1
2
2
小区绿地固碳量（kg·d） 3200 2887 2217 935
[4]
-1
每个成人每天呼吸所需要的氧气量为0.75kg，呼出二氧化碳量为0.9kg。该小区全天居民呼吸的耗氧量为2100kg，二氧化碳排放量为2520kg。如果小区采用乔灌草和灌草型的绿地类型，其全天的绿地固碳量分别达到3200kg和2887kg，可以完全吸收小区居民呼吸全天排放的二氧化碳量；而如果采用草坪型和草地的种植结构，则不能完全满足居民呼吸的碳氧需求。
4 结果与讨论
(1) 单位绿地面积的净日固碳量取决于绿地类型、所种植物的单位叶面积的固碳量和植物绿量。因此，在居住区内有限的绿地面积上，应以单位绿地面积的生态效益最大化为目标。
故此，居住区中的绿地系统在结构设计及植被种类配置时应以生态效益的最大化为优先原则，根据地区自身的地理气候条件在相应的乡土植被中选择高绿量、高固碳能力的品种并组成良好的乔灌草复层结构，强化绿地的生态功能，达到绿地释氧固碳的最优化。
(2) 乔木树种在释氧固碳方面的能力要优于灌木和草本，而且其寿命长，随着树龄的增长，树木绿量明显增加，包括释氧固碳在内的生态效益也相应增加，小型灌木和草本绿量增长慢，而且不易管理，特别是草地，养护成本较高。因此，发展以乔木为主的复层绿化结构，也符合可持续发展的需要。
(3) 由于植物都有其特有的生长期，一般为一年，各个季节植物的固碳能力和绿量都会发生不同的变化规律。因此，以净日固碳量这种瞬态的指标衡量绿地的固碳释氧能力并不完全准确，如果以全年每天植物固碳量的累计值，即年固碳量做为评价指标，更能反映绿地的固碳释氧的动态变化和能力水平。但目前各地尚缺乏有关乡土植被和常用植被的动态固碳释氧量的数据，因此现在难以按照年固碳量进行评价。因此，对绿色植被全年固碳量的研究显得尤为重要。
参考文献：
[1]王丽勉等，室内植物的固碳放氧研究[J]，2007年中国园艺学会观赏园艺专业委员会年会论文集 , 2007
[2]徐玮玮，扬州古运河生态环境林绿地树种配置及环境效应研究[D]，扬州大学，2007，6 [3]李辉等，居住区不同类型绿地释氧固碳及降温增湿作用[J]，环境科学，1999，11 [4]宋永昌，由文辉，王祥荣.《城市生态学》.华东师范大学出版社，2000.
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容