双碳目标下徐州市城区三源绿地系统构建与优化布局研究.pdf

农业与技术 园林园艺双碳目标下徐州市城区三源绿地系统构建与优化布局研究刘昌祺 徐欢 李红(江苏师范大学地理测绘与城乡规划学院 江苏 徐州)摘 要:本研究利用多源数据和 技术 基于“碳排碳汇模型”调节优化构建徐州市主城区“三源绿地”系统模式 研究结果表明:徐州市“碳源绿地”空间主要分布于城市的中心区域和西北区域“氧源绿地”空间分布于城市的中南部以及东南部区域“近源绿地”空间依托于城市道路与水系 通过淮海路、中山路、故黄河等城市带状空间 实现空间网络化布置 研究结果为城市绿地的建设和优化布局提供数据支撑和参考依据关键词:绿地规划 碳中和 规划路径 碳汇中图分类号:文献标识码:/收稿日期:基金项目:教育部人文社会科学研究一般项目(项目编号:)江苏省研究生科研与实践创新计划项目(项目编号:)作者简介:刘昌祺()男 硕士在读 研究方向:城乡规划 通讯作者李红()女 博士 副教授 研究方向:园林规划设计理论与实践 全球气候变化导致极端气候事件频发 影响日渐深重 成为 世纪人类共同面临的最重大环境挑战在七十五届联合国大会一般性辩论上 中国提出争取在 年前实现“碳中和”的目标 目前 我国的年碳排放量约为 亿 净排量 亿 在充分利用替代能源的情况下 我国在达峰后每年仍有 亿 的负排放缺口 因此 除了采取减排措施外 还要加大碳捕获、利用与封存 有效提升碳汇能力 最终实现碳中和的目标城市区域内的绿地植被是城市碳汇的主要组成且中国城市绿地在城市建成区中的体量不容小觑 中国城市建成区绿化覆盖率随时间呈极显著增长趋势 年建成区绿化覆盖率达 相比于 年()增加了 通过对绿地系统固碳能力优化设计的规划方法进行研究 将提升城市绿地系统碳汇能力 推进碳中和实现城乡规划学视角下绿色空间碳汇研究中 研究主要包括 个方面:在相关政策与理论研究方面 国内外学者结合了气候变化背景与碳中和相关政策演进在碳汇计量与评估方面 相关研究从聚焦单一发展到全要素碳汇的综合评估 在碳汇响应机制方面 宏观层面的研究更多关注绿色空间的数量与空间格局 在以增汇为导向的城乡绿色空间优化途径方面 相关研究着眼于宏观系统构建与微观个体增效 个维度在基于碳汇理念的城市绿地分布格局的理论中“三源绿地”模式的概念是指在城市绿地空间分布中由“氧源绿地”“近源绿地”与“碳源绿地”种低碳布局模式相结合组成的空间布局模式“三源绿地”的空间布局模式 通过绿地空间格局优化手段增强固碳功能 以期在有限的绿地面积下发挥植被的最大碳汇效应本研究以徐州市主城区为例 利用多源数据和 技术 基于“碳排碳汇模型”调节优化构建徐州市主城区“三源绿地”系统 研究区域与方法 研究区域与数据采集徐州是江苏省重点规划建设的 大都市圈核心城市和 个特大城市之一 也是淮海经济区的中心城市 研究数据来源主要为统计年鉴数据、百度网络地理信息大数据、发布的遥感影像数据、发布的 排放的高空间分辨率全球排放数据构建出城市碳源碳汇基础数据 数据标准化处理城市碳汇、碳源强度标准化处理采用极差标准化方法对指标做标准化处理 以统一量纲 计算公式:()园林园艺 农业与技术 式中 为城市绿地中 处的城市碳汇强度识别值 取值范围(为城市绿地中 处的绿地植被覆盖率数据 取值范围()式中 为城市绿地中 处的城市碳排强度识别值 取值范围(为城市中 处的碳排数据取值范围()克里金插值处理克里金插值法能最大限度地利用空间取样所提供的各种信息 设一区域内在采样点位置 处的观测值为 ()则在预测点 的估计值可以通过周围 个采样点的观测值的线性组合来求取 公式:()()()式中 为采样点 的权重 城市绿地碳源碳汇空间匹配程度指数计算计算公式:()式中 为城市绿地中 处的城市绿地碳源碳汇空间匹配程度值 该值取值越小 则 处越需要进行更高强度的碳汇 则 处构建碳源绿地的优先度越高 热点分析方法通过对计算出的城市绿地碳源碳汇空间匹配程度指数得分进行全局空间自相关检验 通过空间自相关工具揭示城市绿地碳源碳汇空间匹配程度指数关联模式 全局空间自相关统计量 指数的计算公式:()()()()式中 和 分别为 和 所在位置的观测值 为空间权重矩阵 取值介于 在通过全局自相关检验的基础上 利用局部空间自相关中的热点分析()工具对评价结果进一步分析 可以得知城市绿地碳源、碳汇空间匹配程度指数高值或者低值在空间发生聚类的位置 研究结果与讨论 城市碳汇强度识别分析徐州市主城区植被覆盖度差异较大 呈现北低南高的态势 南部高植被覆盖度地区主要为面状区域主要以大型森林公园或景观观赏地区为主 根据式()可以得到徐州市主城区绿地及绿地植被覆盖率数据图 见图 图 徐州市主城区绿地及植被覆盖率数据图 城市碳源强度识别分析根据 发布的 排放的高空间分辨率排放数据 通过克里金插值法 补足数据分辨率 根据式()得到徐州市主城区碳源强度识别图 见图 图 徐州市主城区碳源强度识别图 城市绿地碳源碳汇空间匹配程度指数格局分析根据式()得到徐州市绿地碳源碳汇空间匹配程度指数 见图 由图 可知 徐州市主城区绿地碳源、碳汇空间匹配程度指数格局整体两级分异现象严重 高值区、低值区分异明显图 城市绿地碳源碳汇空间匹配程度指数 农业与技术 园林园艺 热点分析通过热点分析 得到 指数为 大于 值小于 由此可知 徐州市绿地碳源碳汇空间匹配程度指数具有明显的空间自相关性 在空间分布上呈现显著的聚类模式 在此基础上对城市绿地碳源、碳汇空间匹配程度指数进行热点分析 得到城市绿地碳源、碳汇空间匹配程度指数的高值集聚空间和低值集聚空间 见图 以此为基础可以构建徐州市“碳源绿地”空间与“氧源绿地”空间图 聚类分析结果 徐州市“三源绿地”空间布局 “碳源绿地”空间的构建分析根据城市绿地碳源碳汇空间匹配程度指数原理该值取值越小 则该处越需要进行更高强度的碳汇构建碳源绿地的优先度就越高 因此 通过 与热点分析得到的城市绿地碳源碳汇空间匹配程度指数低值集聚空间 宜构建“碳源绿地”空间 徐州市主城区的匹配程度指数低值集聚空间主要分布于城市的中心区域以及城市的西北区域 包含云龙公园绿地、云龙湖北岸绿地、汉文化景区绿地、子房山绿地、九里山绿地等绿地空间 见图 “氧源绿地”空间的构建根据城市绿地碳源碳汇空间匹配程度指数原理该值取值越小 该处则宜构建“氧源绿地”空间 通过 分析与热点分析得到城市绿地碳源碳汇空间匹配程度指数高值集聚空间 结合城市盛行风向自然基底条件 构建“氧源绿地”空间 徐州市盛行风主要为偏东风以及东南季风 且“氧源绿地”具有一定的聚集效应需要较大的空间“氧源绿地”空间的构建如图 所示“氧源绿地”空间分布于城市的中南部区域以及城市的东南部区域 包含大龙湖绿地、珠山绿地、云龙湖南岸绿地、娇山湖绿地等绿地空间 “近源绿地”空间的构建“近源绿地”空间依托于城市道路与水系 在城市中形成的带状绿色空间 见图 高联通、多节点的“近源绿地”空间构建 有效地吸收汽车排放的二氧化碳 同时也可以进一步提升城市通风 缓解城市热岛效应 间接帮助低碳的实现图 徐州市“碳源”“氧源”绿地空间的构建图“近源绿地”空间的构建 讨论图 徐州市主城区“三源绿地”系统构建通过对徐州市主城区碳源碳汇进行综合研究 发现徐州市主城区以北的区域存在高碳排点位 经综合评判 本着碳源碳汇相匹配的原则 将主城区北部的平山路、天齐路附近部分绿地规划为“碳源绿地”空间 以起到对城市北部高排放点较为高效的减碳增 园林园艺 农业与技术 汇 进一步提升综合减碳增汇能力 对于氧源绿地主要为城市碳源提供释氧、滞尘等功能 因此在城市上风向大龙湖、金龙湖、蟠桃附近增设优化布置了“氧源绿地”空间 近源绿地是主城区建设较为薄弱的一类绿地 由于靠近碳源用地密集 在建设当中往往受到忽视 因此通过识别主要道路附属用地 增设优化布置为“近源绿地”空间 见图 结论本研究在徐州市主城区尺度下 将城市碳排强度与碳汇强度的因子纳入绿地系统构建规划框架 通过“碳排碳汇模型”调节优化构建“三源绿地”空间 充分发挥城市绿地对减碳增汇的支持作用 同时也为多功能复合绿地生态网络的构建提供了新思路徐州市主城区的“碳源绿地”空间主要分布于城市的中心区域以及城市的西北区域 包含云龙公园绿地、云龙湖北岸绿地、汉文化景区绿地、子房山绿地、九里山绿地等绿地空间“氧源绿地”空间分布于城市的中南部区域以及城市的东南部区域 包含大龙湖绿地、珠山绿地、云龙湖南岸绿地、娇山湖绿地等绿地空间“近源绿地”空间依托于城市道路与水系 通过淮海路、中山路、故黄河等城市带状空间实现空间网络化布置 实证结果表明 引入城市碳排强度与碳汇强度的因子规划徐州市主城区绿地系统能够兼顾城市绿地系统的生态功能与经济功能 并且能从城市碳排强度与城市碳汇强度 个方面统筹并明确每个绿地节点、每一条绿廊的功能定位参考文献 童家靖 黄伟 黎秀琼 等.我国园林绿地的碳汇研究进展.热带生物学报 ():.王敏 石乔莎.城市绿色碳汇效能影响因素及优化研究.中国城市林业 ():.邢世岩.碳汇林业兼论山东省碳汇造林.山东林业科技 ():.翁友恒 王念奎.森林生态系统碳循环研究进展 林业勘察设计 ():.:.:.:.殷利华 杭天 徐亚如.武汉园博园蓝绿空间碳汇绩效研究.南方建筑 ():.王兵 牛香 宋庆丰.基于全口径碳汇监测的中国森林碳中和能力分析.环境保护 ():.罗鑫玥 陈明星.城镇化对气候变化影响的研究进展.地球科学进展 ():.王敏 石乔莎.城市高密度地区绿色碳汇效能评价指标体系及实证研究 以上海市黄浦区为例.中国园林 ():.于洋 王昕歌.面向生态系统服务功能的城市绿地碳汇量估算研究.西安建筑科技大学学报(自然科学版)():.徐飞 刘为华 任文玲 等.上海城市森林群落结构对固碳能力的影响.生态学杂志 ():.王振坤 董心悦 邵明 等.国内外城乡绿色空间碳汇研究进展与展望.风景园林 ():.(责任编辑 常阳阳)