碳中和服务区植被碳汇能力提升技术与措施研究

摘要：在双碳背景下，本文从服务区高碳汇型绿地优化配置和碳减排技术措施两个方面进行探讨分析。通过合理选择碳汇能力强的树种、乡土树种及抗性强的树种、适当增加幼龄树比例进行植物选材；通过选择自然式种植方式、打造复合式植物群落、采用适当的栽植密度来进行群落配置；另外融入立体绿化设计方法，最终实现高碳汇型绿地的配置优化。通过应用可再生能源、水资源的节约收集与利用、提供良好的土肥条件来实现绿地管养的低碳排。总结出使绿地植被碳汇能力提升的技术与措施，从而助力碳中和服务区建设目标的实现。关键词：碳中和服务区；植被碳汇能力提升；技术与措施0引言随着社会的进步，我国提出“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，更提出到2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和的重要目标。但当今高速公路服务区在规划设计和建设过程中依然暴露了诸如规划布局不合理、资源浪费、能耗过高、舒适性差等诸多问题，在一定程度上对社会产生负的外部性影响，与五大发展理念和碳排放目标相违背。由此可见，新时代下公路服务区的建设应在“双碳”目标的指导下展开新的实践与研究，打造碳中和服务区，进而解决上述问题，满足时代发展和社会进步的需要。碳中和服务区被认为是，通过利用新材料、新技术、绿色能源、绿地植被等碳补偿措施进行节能减排、固碳释氧，从而使服务区自身的碳排放和抵消实现平衡。而绿地植被，作为服务区的重要组成部分，它的直接碳效应主要指二氧化碳的固定和排放：一方面绿地植被通过光合作用，吸收大气中的二氧化碳，固定在植物体内发挥碳汇作用；另一方面，绿地植被的腐败死亡、灌溉、除草、修剪、施用化肥、喷洒农药等活动又无形中进行了碳排放。园林绿地的间接碳效应主要指植被的降温增湿作用对周边环境产生影响，可在夏季减少空调的使用，提升使用者的舒适感，从而起到减少碳排放和美化环境的双重效果。因此，应用合理的规划设计方法和管养手段用于强化植物的碳汇作用并降低碳排放，方能使服务区内的绿地植被实现理想的减碳效果，对于打造碳中和服务区具有重要意义。1

服务区高碳汇型绿地优化配置方法公路服务区占地面积受到诸多限制，可谓寸土寸金。园林植被要在服务区内部相对狭小的占地内最大限度提升碳汇能力、充分发挥碳汇功能，则需要在低碳理念指导下科学合理地进行植物材料的选择、做到科学高效的组合配置、利用竖向空间增加绿化面积，以此来实现碳汇能力提升的目标。1.1

植物材料的选择（1）合理选择碳汇能力强的树种在一些学者有关植物碳汇能力测定的研究中，共同得出关于植物品种选择对碳汇能力影响的一些结论，如：阔叶树的碳汇能力普遍大于针叶树，乔木的碳汇能力普遍大于灌木大于草本。这主要是由于碳汇来自植物光合作用吸收二氧化碳而获得的生物量增加，阔叶树由于叶片表面积优势，而普遍光合作用能力更强，从而碳汇能力普遍超过针叶树。与之相似，乔木由于在体量上的优势而光合作用能力强于灌木、草本，而表现出更强的碳汇能力。不同品种的植物在碳汇能力上依然存在差距。如在华北地区常用植物中，垂柳、国槐、刺槐、银杏、皂荚的固碳能力在乔木中表现更为出色，在进行植物材料选择时，可适当提高此类植物的比例，进而提升绿地整体的碳汇能力。（2）尽可能选择乡土树种及抗性强的树种如今在进行服务区绿化设计时，往往为了追求即时效果或营造景观的高级感与特殊性，会盲目选择造型独特的外来树种与“奇花异草”。然而，这样的后果不仅是要负担高昂的采购、运输、管养费用，也造成其在过程中的大量的碳排放，违背零碳服务区的建设理念。另外，外来植物会与本地乡土植物争夺养分，阻碍场地的可持续演替，也可能由于不适应本地气候环境和土壤而无法生存，死亡率较高。在研究中已知树木枯死率每增加0.5%~4%，该树木的总碳储量会相应减少70%，可能会使绿地整体的碳汇效果产生负增长。因此，在植物选材过程中，应尽可能选择乡土树种及抗性强的树种，通过灵活的种植设计技法来营造色彩与质感丰富的植物群落，而不是靠植物自身形成景观。（3）适当增加幼龄树比例由于幼龄树木对于碳的周转能力要远胜于壮年树木，其碳汇能力与效率也更高。研究表明，平均胸径在10-20cm的植物群落年固碳量最高。因此在进行植物配置工作中应充分结合树龄对植物固碳能力的影响来确定苗木规格，可适当少量栽植大规格苗木，以保证景观效果，适当增加幼龄树木的占比，不仅有助于绿地碳汇能力提升，对降低工程成本、提高苗木存活率也有正面作用。1.2植物群落配置（1）选择自然式种植方式在过去的高速公路服务区设计中较为常见的是采用草坪、整形植物和模纹色块进行植物配置。但这不仅降低了单位面积绿地的植物量，长期修剪的维护成本也非常巨大，并由此带来不必要的碳排放。前期合理的植物景观设计是减少后期养护成本的关键，双碳背景下的新时代服务区植物景观配置应选用自然式种植方式，选用抗性强、低维护的植物材料，尤其在地被的选择上，应避免使用一二年生花卉与草坪草，多使用多年生植物与观赏草来进行替代。（2）打造复合式植物群落为增加单位面积植物量，从而增加碳汇效益，可通过打造多层复合的植物群落、增加其竖向上的丰富度来实现。作为高速公路服务区，更应通过精心的竖向配置来展现丰富多彩的园林景观空间。研究表明，阔叶或针阔叶混交乔木搭配针阔叶混交灌木层的组合群落碳汇效果表现最佳，应作为主要的群落结构形式。（3）采用适当的植物栽植密度植物量越大固然碳汇量越高，但过于密集的植物群落会引起植物生长不良，二氧化碳释放量增加，光合作用率下降，而植物也会因为没有足够的生长空间，水汽不能及时蒸发，使枝叶霉变或腐烂甚至死亡。在一定区间内，群落碳汇效益会随着群落栽植密度的增加而提高；但在达到某一个量值后，曲线便开始下降。研究表明，300-450株/hm2栽植密度范围内植物群落的固碳效益最高，栽植密度在0-150株/hm2范围时，群落年固碳效益最低，仅为前者的二分之一。因此，采用中等栽植密度进行种植设计可使植物群落保持最佳生长状态，从而使碳汇作用表现得更好。1.3

立体绿化设计方法服务区中往往可用于进行种植设计的绿地面积有限，立体绿化是增加绿化面积、丰富绿化景观形式重要而有效的方式。立体绿化主要包括屋顶绿化和垂直绿化，屋顶绿化是指在具有种植条件的建筑物表面种植树木花卉，构造小面积绿地；垂直绿化主要为墙体绿化，可使建筑物冬暖夏凉，改善热岛效应，大大降低对空调的依赖。发展立体绿化，能丰富服务区园林绿化的空间结构层次和立体景观艺术效果，不仅可以通过提升整体绿量带来直接碳汇效益，还能通过保温隔热、节约能源、截留雨水等作用，从而间接带来碳汇效益。2

植被碳减排技术措施研究在服务区中，绿地植被的碳排放主要受腐败死亡、灌溉、除草、修剪、施用化肥、喷洒农药等活动的影响，在以上活动各个环节中最大限度地应用可再生能源、减少人工介入、提高资源利用率，将绿色建筑、LID技术、光伏技术、湿地技术、生态修复等先进技术方法融入服务区的建设管养中，便能最大限度地降低碳排放，提高碳汇效益。2.1应用可再生能源在对服务区绿地植被进行管养的过程中，不可避免会涉及照明耗电、修剪、施肥、灌溉机械设备耗油等碳排放活动。可在绿地中使用太阳能灯具替代传统照明，使用电动或氢能机械设备替代传统柴油机具，另外依托服务区内的“源-网-荷-储”协同调动管理系统，在管养过程中尽可能使用储存的清洁可再生能源，便可大大减少以上过程中的碳排放。2.2水资源的节约、收集与利用研究表明，在绿地的后期管养中，灌溉工作内产生的碳排放量最高，占总量的69.46%。其中包括使用自来水及其运输浇灌、湖水抽水泵机以及电能使用等工作产生的能耗。为减少以上过程中的碳排放，可根据工程所在地自然气候条件，在设计阶段融入LID理念技术，通过下凹式绿地、雨水花园、透水铺装等设计手法进行水资源的回收利用，减少人工投入，更多的依靠被动式自然循环来进行绿地植被的管养。计算可知在绿地的灌溉工作中，使用自来水灌溉所产生的碳排放量是抽取河水灌溉的2.5倍。因此应充分利用场地周边的水资源条件，用水泵抽取河水、湖水进行灌溉。另外，可通过使用节水型灌溉技术，来提高灌溉效率，从而降低碳排放。如使用地下埋管滴灌替代喷灌等手段措施，便可起到节约用水的效果。2.3

提供良好的土肥条件对绿地植被进行管养维护，需要施肥来改善土壤环境，提高其渗水、蓄水能力，为树木根部生长提供良好条件，而生产肥料、往返运输以及施肥过程均会产生一定的碳排放。使用肥料的种类也会对碳排放量产生影响，在绿地植被的管养中，应尽可能使用有机肥料替代复合肥料，来降低碳排放。除肥料之外，还需使用杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、除草剂等农药针剂对植物群落进行养护，防治病虫害。前期营造良好的土肥条件，可降低病虫害发生概率，减少后期管养中施肥、使用农药的频率及消耗量，从而降低该过程中的碳排放。3

结论为打造碳中和服务区，提升绿地植被的碳汇能力，应从优化配置与低碳管养两方面共同着手，方能取得理想成效。通过合理选择碳汇能力强的树种、尽可能选择乡土树种及抗性强的树种、适当增加幼龄树比例进行植物选材；通过选择自然式种植方式、打造复合式植物群落、采