中国40城市建成环境碳汇潜力评估：基于高分辨率自下而上的空间异质性研究

针对建成环境碳汇潜力被忽视的问题，研究人员采用500米网格高分辨率方法，量化了40个中国城市的碳汇空间格局与土地利用贡献。研究发现建成环境碳汇可抵消自身排放的29.4%，其中居住区贡献达42.4%，为优化城市碳存储提供了空间规划依据。

　　

（以下为论文解读）

在全球城市化进程中，建成环境长期被视为碳排放大户，但其作为潜在碳汇的角色却鲜少被关注。随着中国城市化率突破60%，由水泥、钢材构成的建筑存量已达万亿吨级，这些材料与大气CO₂发生的碳化反应（Carbonation）形成被动固碳机制。然而，现有研究多聚焦单一城市或材料尺度，缺乏系统性评估方法，导致碳汇在碳中和战略中的价值被严重低估。

针对这一空白，华中师范大学等单位的研究团队在《Journal of Cleaner Production》发表研究，创新性地构建了500米网格分辨率评估体系。通过采集40个代表城市的建筑存量、材料组成等数据，结合水泥碳化动力学模型（Ca(OH)₂+CO₂→CaCO₃+H₂O）和土地利用分类，首次实现多尺度碳汇图谱绘制。研究特别关注了不同气候区碳化速率差异，并引入基尼系数量化空间分布公平性。

主要技术方法
研究采用"自下而上"高分辨率建模：1) 基于遥感与GIS建立500米网格建筑数据库；2) 运用材料流分析计算水泥、石灰存量；3) 结合碳化反应方程与气候修正因子估算CO₂吸收量；4) 通过Gini系数和Lorenz曲线分析空间分布特征。样本覆盖中国七大地理分区，包含北京、拉萨等40个典型城市。

研究结果

建成环境碳汇空间格局
北京以628.12 Mt碳汇居首，拉萨仅13.25 Mt。意外发现碳汇呈"中心高-边缘低"分布，与传统绿地碳汇模式相反，这与城市核心区建筑密度高、水泥存量集中有关。Wenzhou的基尼系数达0.797，揭示碳汇资源分配严重失衡。

碳源汇平衡特征
碳汇排放比平均为0.294，意味建成环境可抵消近1/3自身排放。该比值在0.282-0.299区间波动，表明不同城市气候、建筑年龄的影响有限，材料存量仍是主导因素。

土地利用贡献解析
居住区以42.4%占比成为最大碳汇载体，工业区（23.1%）和道路（18.7%）次之。这颠覆了"工业区主导"的预设，反映中国高密度住宅区的规模化效应。

结论与意义
该研究首次系统量化了中国城市建成环境"双面性"——既是碳源也是重要碳汇。提出的高分辨率方法克服了传统评估的粗放缺陷，揭示：1) 碳汇潜力与城市规模非简单线性相关；2) 居住区更新改造具有显著固碳协同效益；3) 空间规划需兼顾碳汇公平性。研究成果为《中国城乡建设碳达峰实施方案》提供了科学依据，推动将建筑材料碳化纳入国家温室气体清单编制指南。 Zhou Xiao团队建议未来研究应关注木材等生物基材料的全生命周期碳存储动态，以完善多材料协同的低碳建造体系。