北京城市绿地碳储量和固碳能力的十年动态评估及其对气候变化的缓解意义

针对快速城市化背景下城市绿地碳循环机制不清的问题，研究人员通过建立城市植被异速生长方程，量化了2010-2020年北京不同植被类型和景观格局的碳储量（C storage）与固碳量（C sequestration）。研究发现城市绿地碳储量从2.6 Tg C增至6.3 Tg C，年固碳量达0.32-0.43 Tg C yr-1，揭示了植被年龄结构对固碳效率的影响，为优化城市绿地管理以增强气候调节功能提供了科学依据。

　　

随着全球城市化进程加速，城市已成为人类与环境互动的核心场域。尽管城市面积仅占全球陆地面积的4%，却贡献了71%-76%的能源相关二氧化碳（CO₂）排放。作为城市生态系统的重要组成部分，绿地通过植被光合作用固定大气CO₂，形成碳汇（C sink），但其固碳潜力受植被类型、管理措施及城市环境的多重影响。然而，现有研究多聚焦于单一树种或短期观测，缺乏对多元植被长期动态的精准评估，且自然森林的异速生长方程（allometric equations）难以适用于城市植被的特殊形态。

针对这一科学空白，北京市科学技术研究院等机构的研究团队基于604个样地实测数据，结合北京城市园林绿化调查数据集，首次构建了涵盖乔木、灌木和竹类的12种城市植被异速生长方程。通过整合胸径（DBH）、地径（G）、冠幅（W）和株高（H）等参数，实现了生物量的高精度预测（R² >0.9）。研究量化了2010-2020年北京城市绿地的碳储量和固碳动态，相关成果发表于《Urban Forestry》。

关键方法

1. 植被参数测量：在16个行政区布设样地，采集12种乔木、12种灌木和7种竹类的DBH、H、W等指标；
2. 异速方程开发：采用多元回归模型建立植被生物量预测方程；
3. 碳储量计算：结合植被生物量与土壤有机质数据，估算总碳储量（Tg C）和碳密度（kg C m^-2）；
4. 时间序列分析：整合2005年历史数据，评估15年间碳循环动态。

研究结果

1. 城市植被异速方程：多变量模型（如DBH+H组合）较单变量模型显著提升预测精度（RMSE降低30%），证实城市植被需专用生长方程。
2. 碳储量时空变化：总碳储量从2010年2.6 Tg C增至2020年6.3 Tg C，碳密度达4.1-6.9 kg C m^-2，公园绿地贡献率达43%。
3. 固碳效率演变：2005-2020年碳储量线性增长，但年固碳率（0.20-0.34 kg C m^-2 yr^-1）呈先升后降趋势，与植被成熟化导致的生理效率下降相关。

结论与意义
该研究首次揭示了超大城市绿地碳循环的长期动态规律，证实植被年龄结构是调控固碳效率的关键靶点。结果表明，通过优选乡土树种、优化景观配置（如增加混交林比例）可提升单位面积碳汇能力。这一成果为制定基于自然的城市气候解决方案（NbS）提供了量化工具，对实现中国“双碳”目标具有重要实践价值。研究同时呼吁建立全球城市植被生长数据库，以支撑跨区域的碳管理策略评估。