王 芳

（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030032）

根据国际能源署的报告，2018年全球碳排放量达到历史新高，且研究机构根据相关数据推算，中国碳排放量达100亿t，比2017年增长2.5%；美国达54亿t，比2017年增长3.1%[1]。目前中国面临的巨大挑战之一是如何降低碳排放量。

2016年7月，交通部下发了《关于实施绿色公路建设的指导意见》，明确绿色公路建设目的与任务。绿色公路，是基于全球气候变暖的背景下，低碳理念在公路领域中的具体体现。公路运输是交通运输体系中重要组成部分，而道路中车辆是主要的碳排放源之一。因此，发展“低碳公路”是减少温室气体排放、缓减气候变化的重要控制环节。绿化树种是生态系统重要的天然屏障，是最环保、成本最低的碳汇。因此，在高速公路景观设计时，关键是选择合适的绿化树种，设计者不仅要考虑“三季有花、四季有绿”的景观效果，更重要的是最大限度地发挥绿色植物的生态功能，提供更多的碳汇资源和效益，真正实现公路“绿色、低碳、环保”，为低碳交通提供可行的途径。

1 国内外研究现状

植物碳汇是指植物通过光合作用，吸收大气中的CO2，将碳固定在植物和土壤中，从而减少大气中CO2的浓度。公路是CO2高排放区域，通过种植绿化植物，不但可以降低噪声，美化环境，还可以减少CO2浓度，达到节能减排的作用。植物是唯一能够提供自身固碳效应的天然的巨型“固碳工厂”。

国外研究者对不同领域的碳源、碳汇等方法进行了不同程度的研究。Sedjo[2]估计了森林的固碳量，发现1 m3的木材大约可吸收0.26 t的碳。Keeling等[3]认为植物的光合作用影响碳储量，而影响植物光合作用的因素有很多，如生理形态、耐阴性等。通过研究表明：喜光植物的固碳释氧能力比耐阴树种大。

国内学者也做了大量研究。王丽勉等[4]通过对151种绿化树种的光合作用进行研究，结果表明：影响植物光合作用的因素有植物气孔导度、叶片温度等。王芳[5]通过测定天津市29种常见绿化树种的光和速率与叶面积指数，对其低碳效益进行了定量测定，研究表明：不同树种不同时期固碳释氧能力不同。孙振帮等[6]对沈阳市不同绿化树种固碳释氧及滞尘能力进行了连续两年的研究，得出基于固碳释氧效益跟滞尘能力的植物配置模式。目前，针对山西地区常见树种的生态效益研究较为缺乏，且尚未有研究将固碳理论应用于公路绿化建设中。

2 山西省高速公路常见绿化树种的选择

通过对山西省高速公路沿线常见树种进行调查，依据适宜性、生态性、经济性等原则，选取18种常见绿化树种（毛白杨、国槐、白蜡、垂柳、泡桐、金枝槐、西府海棠、紫叶李、紫叶矮樱、金叶榆、碧桃、紫丁香、连翘、榆叶梅、珍珠梅、胶东卫矛、紫叶小檗、金叶女贞）作为研究对象。

3 绿化树种固碳释氧能力计算

用便携式光合测定仪测定植物叶片的瞬时光合速率，通过光和速率计算净同化量，再换算成单位叶面积固碳释氧量。

根据查阅已有文献资料，对山西省18种常见树种单位叶面积固碳释氧能力进行借鉴、归纳[7-8]，见表1。

表1 18种常见树种绿化树种固碳释氧能力 g/m2·d

由表1可知，不同绿化树种不同时期固碳释氧量不同，采用SPSS统计软件对以上树种进行聚类分析，聚类结果见图1、图2。

图1 乔木单位叶面积固碳释氧能力聚类分析

通过对乔木、灌木单位叶面积固碳释氧能力进行聚类分析，将其分为三类，第一类固碳释氧能力最强，有：泡桐、紫丁香；第二类中等，有：国槐、紫叶李、碧桃、金叶榆、西府海棠、榆叶梅、连翘、胶东卫矛、金叶女贞；第三类最弱，有：毛白杨、金枝槐、垂柳、白蜡、紫叶矮樱、珍珠梅、紫叶小檗。

图2 灌木单位叶面积固碳释氧能力聚类分析

4 低碳理念下植物的配置模式

在绿化设计时，在满足固碳释氧的基础上，植物搭配应该注重季相效果，通过合理配置，创造多样性景观，提高公路绿化群落整体固碳释氧能力，营造低碳公路景观。目前常见的植物配置模式有以下几种。

a）乔灌草合理配置，有利于充分利用光照，提高单位面积的绿量，提升绿地固碳释氧能力。有研究表明，从单株植物来看，乔木的固碳能力高于灌木，因为整株植物而言，乔木的绿量大于灌木[9]，并且乔木命长，固碳量大，小型灌木和草本绿量生长较慢，因此，将乔木作为上层树种，合理搭配中层小乔木和小层灌木，形成丰富的空间绿化层次。

b）常绿植物与彩叶、落叶植物搭配。高速公路绿化要适当增加常绿树种的比例，因为秋冬季大部分落叶植物叶片枯落，而常绿植物不仅可以保证秋冬季绿地的固碳释氧能力，同时，还可以形成“三季有花、四季有绿”的景观。

c）速生树种与慢生树种搭配种植。植物生长的速度不同，所形成的绿量不同，从而固碳释氧能力也存在较大差别。研究表明，速生树种的固碳能力高于慢生树种[10]。因此在景观绿化中，为了形成持久的景观效益与生态效益，要适当考虑速生和慢生树种的搭配。

5 问题及建议

将低碳理念引入高速公路景观绿化设计中，在进行绿化植物筛选时，不仅要考虑观赏、适应性等因素，还要选择固碳释氧能力高的树种，来提高植物群落的整理固碳能力，目的是最大化地发挥绿地系统的综合功能。

本文数据是参考已有文献得来，指导性不足。而且每种树种的叶面积指数不同，单位叶面积固碳释氧量大的树种，并不能说明生态效益就高。因此，在以后的研究中，应研究单株植物土地面积上固碳释氧量，用此来衡量绿化植物低碳效益，从而为山西省高速公路低碳树种选择提供科学依据。

此外，还应该对山西常见树种滞尘能力、吸收二氧化硫、硫化氢等有毒有害气体等能力进行研究，绿化设计中应综合考虑不同功能，以降低公路汽车尾气排放的影响，营造低碳植物群落，打造绿色低碳交通。