枫叶红,银杏黄,彩叶点缀的上海街头又到一年最美时节。当我们在欣赏深秋“落叶不扫”的诗情画意时,或许未必会想到,这些深入城市肌理的园林景观,还是这座超大城市固碳屏障的重要拼图。
申城街头,银杏点缀最美时节。
在传统认知中,城市常被视为碳排放的核心源地,而碳汇功能主要由自然生态系统承载,通过植被固碳、土壤储碳等自然过程实现。如今,在全球碳中和愿景与中国“双碳”战略的双重引领下,城市通过系统性碳汇能力建设,正从人为碳源向碳中和加速转型。
近年来,上海将碳汇能力提升作为推动生态转型的重要支撑,以城市森林、绿地、湿地三大生态载体为基础,构建起多层次城市生态碳汇协同体系。数据显示,上海五年植被碳汇量已超百万吨量级,成为城市碳收支平衡的重要调节器。
五年升四成,上海植被“吸碳力”猛涨
遍布城乡的生态空间不仅为市民休闲提供了好去处,更是二氧化碳的强力吸收器。过去五年,上海城市植被的“吸碳”能力猛增四成。
根据笔者团队测算,2015-2020年,上海市植被碳储量增加110万吨,增幅达41.98%;碳密度(单位面积碳储量)同步提升41.54%。这背后是上海持续推进“公园城市”和“环城生态公园带” 建设的成果。
从空间分布看,植被碳储量呈现明显的“城乡梯度特征”:郊环外是“碳储量主力仓”,约75%的植被碳储量集中于此,2020年植被碳密度达每公顷7.19吨,是内环内的50倍以上;郊区碳汇“高而不稳”,存在碳汇量为负的“冷点区域”(碳排放量多于碳吸收量);内环内碳汇“稳而不高”,即碳储量有限,但未出现负碳汇,像一个稳健的小储碳罐,尽管2020年植被碳密度仅约每公顷0.14吨,但稳定性在三个区域中居首。
作为城市核心区,内环内建筑密集、绿化空间有限,植被生长依赖土壤条件。研究指出,土壤的磷含量、酸碱度、电导率是影响碳储量与碳汇量的唯一显著因素——土壤肥力不足、板结会直接导致树木生长缓慢,吸碳能力下降。而精细化土壤管理(如添加有机肥)能让有限绿地发挥最大碳汇作用,这也是内环碳汇稳定的核心原因。因此,内环内区域的碳汇提升应聚焦土壤管理,通过保育与修复提升土壤质量。
内环外至郊环的过渡区,是城市扩张与生态保护的交界带,碳汇受多重因素共同影响,诸如土壤有机质、年降水量等自然因素,交通设施密度、居民区分布等社会经济因素,以及与河流、铁路的距离等区位因素。靠近商业区的绿地可能因人流密集导致的土壤压实、尾气污染物沉降等因素而生长受限,碳汇效率低于其他区域。靠近河流的绿地配合滨水区域更温和的微气候(如相对湿度提升、极端高温缓解),形成“蓝绿空间耦合效应”,水绿协同减碳效果较好——这种“多方交织”的特点,意味着过渡区的碳汇管理不能“一刀切”,需因地制宜,采取协同治理,将绿化和林业措施与经济发展、城市规划相结合,实现生态与经济效益的共赢。
在拥有大片森林与生态绿地的郊环外区域,气候是碳汇能力的主导力量——年均气温、极端高温、累计降水量都直接影响着植被生长。比如,连续高温干旱会导致树木水分不足,生长停滞甚至死亡,引发碳汇负增长。而在适宜温湿度下,郊区森林可快速生长,成为碳汇热点区。这也解释了郊区碳汇为何波动大:气候条件的年际变化直接影响“碳储量主力仓”的稳定性。这里的碳汇提升关键在于气候适应性经营,通过选育本地化抗旱树种、优化林分结构来提升森林的气候韧性。
由此可见,城市碳汇建设非一日之功,应综合施策,利用驱动因子的交互增强效应,通过“组合拳”实现更显著的碳汇提升效果。
降碳减污扩绿,“上海方案”正在形成
既然城市碳汇提升并不容易,那么上海“五年升四成”的城市碳汇能力从何得来?其实,有相当部分就在你每天路过的公园和社区绿地里。
简单说,城市绿地中的植物通过光合作用捕获大气中的二氧化碳,将其构建成树干、枝叶、根系等自身生物量;部分生物量则会通过凋落物分解、根系分泌物释放等途径进入土壤,转化为有机质长期储存。这一“捕获—转化—双库储存”的净吸碳过程,就是城市绿地的碳汇。
事实上,城市绿地的作用不仅在于遮阳降温、美化环境的“颜值担当”,它还是真正的碳吸存高手。由此,如何让城市绿地能够在有限范围内多“吸”碳,即所谓的“增汇”,就成了一个重要方向。为此,园林绿化人员想出了各种办法。
从提升城市绿量的角度,可通过屋顶绿化、垂直绿化、棚架绿化等立体绿化方式,见缝插针地扩大绿化面积。可以在城市绿地中优选高碳汇植物,通过选择固碳能力强的树种,搭配合理种植密度,同时做好科学灌溉和病虫害防治,让植物长得更壮,从而吸收更多碳;还可通过改良土壤来储碳,如提升土壤有机质含量,让土壤成为“碳仓库”。
值得注意的是,绿地建设(如机械施工)、养护(灌溉、修剪等)过程也会产生碳排放,只有让绿地的“吸碳量”大于“排碳量”,才能使之成为真正的碳汇贡献者。
如今,多学科交叉的科研和管理手段,正在让绿地碳汇效能最大化。随着我国碳交易市场的逐渐形成,各领域正逐步形成碳汇监测核算的标准体系,使城市绿地吸收释放的碳量可测量、可报告、可核查——以后,或许你家楼下的公园和小区绿地,都能参与到碳普惠和碳交易中。
可见,从“双碳”目标来看这些遍布上海城市角落的“碳吸收器”,它们就不再只是一道孤立的园林风景,而是助力气候治理不可或缺的“碳汇力量”。随着碳汇机制的不断完善和生态空间的持续拓展,申城的多年实践有望为超大城市碳汇建设提供可复制、可推广的“上海方案”。
人工智能出马,精准测算城市碳汇
当城市绿地越来越多,吸碳能力越来越强,城市绿地碳汇就不能再“毛估估”,而是要让每一片绿地的固碳价值都清晰可查——对城市碳汇进行精细测算,是一个亟待解决的难题。
现在的城市绿地日益立体化,除了直立的树木、大片的草地,那些挂在墙上、建于屋顶的绿化碳汇该如何计算?同时,城市里的树木生长环境也极为复杂,哪怕是同一树种,其在不同小区、不同街道的固碳能力也可能有很大的区别,该如何进行碳汇价值评估?
如果采用传统方法,依靠人工测量和采样测算,不仅耗时费力,还容易忽略环境因子的综合影响,误差通常较大。要解决这个“算不准、算得慢”的难题,人工智能(AI)正好可以发挥所长,成为城市碳汇评估的“超级大脑”。笔者团队也投入到这一方向的探索中。
一棵树能吸多少二氧化碳?一片林地能储存多少碳?通过无人机搭载高光谱相机、激光雷达等设备,笔者团队通过遥感技术可快速采集植被数据、构建三维模型,精准测算树木的冠幅、体积、生物量等关键指标。而人工智则可从融合建模、在线实时计算、精准决策优化等方面赋能城市碳汇的评估和提升。
首先,AI可实现多因子“融合建模”,其精度远超传统单一变量模型。它不放过任何影响碳汇的因素,比如与树木生长相关的线索,它既会收集树木自身的胸径、树高、林龄等数据,也会涵盖城市里的地形、气候、土壤条件等环境因子。通过构建深度学习模型,AI会自动分析这些因子的相互作用,多重环境因子如何共同影响树木固碳,从而给出更全面的碳汇估算。
配合解释工具,AI还能清晰显示哪些因子对碳汇影响最大、不同因子之间如何配合,甚至单个因子让碳储量增加或减少了多少。这样的结果能让城市管理者不仅知道“碳汇有多少”,还明白其背后的原因,为后续优化绿化布局、提升固碳效率提供改进方向。而且,相关AI模型有望嵌入在线云平台,只要输入城市植被的相关数据,就能快速算出整株树木、树干、树枝甚至树叶的生物量和碳储量,不用再等专业团队上门测算,大大降低了城市碳汇评估的门槛。
此外,AI在助力城市碳汇管理上的作用还有很多。比如,给城市绿化“精准定价”,明确每片绿地的固碳价值,为碳交易、生态补偿提供数据支撑。又如,给优化绿化布局提供建议,知道哪些区域种什么树、种多少密度,固碳效率最高。AI还可动态监测碳汇变化,实时跟踪树木生长情况并及时调整养护方案,让城市碳汇持续“增值”。未来,随着AI技术的升级,我们身边的每一棵树木、每一片草地,都能在城市碳中和中发挥更大作用。(上观新闻 作者易扬为上海市园林科学规划研究院高级工程师)










