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城市绿地系统碳汇能力与生态基础设施协同优化1

城市绿地系统碳汇能力与生态基础设施协同优化

摘要

本报告系统研究了城市绿地系统碳汇能力与生态基础设施协同优化的理论框架、技

术路径和实施方案。在全球气候变化和城市化加速的双重背景下，城市绿地系统作为重

要的碳汇载体和生态基础设施组成部分，其功能优化对于实现碳中和目标与提升城市

生态韧性具有战略意义。报告基于生态系统服务理论、景观生态学和碳循环科学，构建

了”碳汇生态”协同优化模型，提出了涵盖规划、设计、管理和评估的全周期解决方案。

研究采用多源数据融合、模型模拟和实证分析相结合的方法，选取国内典型城市案例进

行验证，结果表明协同优化方案可使城市绿地碳汇能力提升2540%，生态基础设施综合

效益提高30%以上。报告还设计了分阶段实施路线图，提出了政策、技术和资金保障

措施，为城市绿色低碳发展提供了科学依据和实践指南。

引言

研究背景与意义

全球气候变化已成为21世纪人类社会面临的最严峻挑战之一。根据政府间气候变

化专门委员会(IPCC)第六次评估报告，人类活动已导致全球气温较工业化前水平上升

约1.1℃，若不采取紧急减排措施，本世纪末温升可能超过2℃。中国作为负责任大国，

已明确提出”2030年前碳达峰、2060年前碳中和”的战略目标，并将生态文明建设纳入

国家发展总体布局。城市作为能源消耗和碳排放的主要载体，其占全球碳排放的70%

以上，因此城市绿色低碳转型是实现国家”双碳”目标的关键环节。

城市绿地系统是城市生态系统的重要组成部分，具有碳汇、降温、净化空气、涵养

水源等多重生态功能。研究表明，每公顷城市绿地每年可吸收510吨CO，同时通过蒸

腾作用降低周边温度13℃，相当于每平方米绿地年减少空调能耗1530千瓦时。然而，

随着城市化进程加速，城市绿地面临面积缩减、质量下降、功能单一等问题，其碳汇能

力和生态效益未能充分发挥。与此同时，生态基础设施作为城市可持续发展的基础支

撑，与绿地系统存在功能重叠但缺乏协同，导致资源利用效率低下。

在此背景下，开展城市绿地系统碳汇能力与生态基础设施协同优化研究，具有重大

理论价值和实践意义。理论上，可丰富城市生态学和碳循环科学的研究内容，推动多学

科交叉融合；实践上，可为城市低碳规划和生态建设提供科学依据，助力”双碳”目标实

现和美丽中国建设。

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国内外研究现状

国外关于城市绿地碳汇研究起步较早，20世纪90年代起，美国、欧洲等发达国家

就开始系统监测城市森林碳储量。Nowak等(2013)通过遥感技术估算美国城市树木每

年储存约7.7亿吨碳，相当于减少全国碳排放的5%。欧洲城市生态学研究强调绿地的

多功能性，如柏林的”生物多样性气候适应”项目将碳汇与热岛效应缓解相结合。日本东

京都通过”绿色倍增计划”量化了不同类型绿地的碳汇贡献率。

国内研究虽然起步较晚但发展迅速。中国科学院生态环境研究中心团队建立了中国

城市绿地碳汇监测网络，数据显示年间全国城市绿地碳汇量年均增长8.3%。

北京大学研究团队提出”城市绿地碳汇潜力评估模型”，将植被类型、土壤特性、管理措

施等因素纳入考量。在政策层面，《城市绿地规划规范》(GB504202017)和《生态基础

设施规划设计标准》(CJJ/T2922018)分别对绿地碳汇和生态设施建设提出了技术要求。

然而，现有研究存在明显不足：一是多聚焦单一功能评估，缺乏碳汇与其他生态功

能的协同研究；二是技术方法以静态监测为主，动态模拟和优化工具不足；三是实践应

用中规划、建设、管理环节脱节，难以形成系统解决方案。本研究旨在填补这些空白，

构建理论技术实践一体化的协同优化体系。

研究内容与框架

本报告围绕”城市绿地系统碳汇能力与生态基础设施协同优化”这一核心问题，设计

了多层次、系统化的研究框架。首先，从生态系统整体性出发，解析绿地碳汇过程与生

态基础设施功能的耦合机制；其次，构建”潜力评估空间优化技术集成”三位一体的技术

体系；最后，提出可操作的实施路径和保障措施。

具体研究内容包括：(1)城市绿地碳汇形成机制与影响因素分析；(2)生态基础设施

功能网络构建与效能评估；(3)碳汇生态协同优化模型开