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1、基于三维视角的城乡绿色碳汇参数化评估模型木A PARAMETRIC E、，ALUATlON MODEL OF URBANRUFtAL GREEN CARBON SINKSBASED ON A THREEDIMENSIONAL PERSPECTIVE吴宁李王鸣冯真温天蓉陈秋晓WU Ning；LI Wangming；FENG Zhen；WEN Tianrong；CHEN Qiuxiao【摘要】在传统生态绿地碳汇评估的研究与应用中，一直存在着未考虑三维地形、统计方法不够直观、评估效率较低、缺乏适合城乡规划行业特征的评估模型等问题。对此，本文发展了一个三层级的城乡绿色碳汇评估清单，提出了基于三维视角的
2、生态绿地表面积统计方法，构建和实现了基于参数化技术的评估系统，并由此形成了一套较完整的城乡绿色碳汇评估模型。最后通过两个案例的实证研究，详细阐述了该模型在低碳城乡规划中的应用方法，并说明了基于三维视角的必要性和模型应用于多方案对比的可行性，为低碳城乡规划研究、应用与管理提供了一个定量化的工具。【关键词】碳汇评估；参数化；低碳城乡规划；三维视角；CityEngineABS I RAC I：In traditional carbon sinks evaluationresearch and application of ecological green space，there have alway
3、s been some defects，includingthe neglect of the threedimensional terrain，theinsufficiency ofthe statistical method，low efficiencyof the evaluation and the lack of evaluation modelsuitable for urban and rural planningThis paperdevelops a three-level evaluation list of urban-rural green carbon sinks a
4、nd proposed a statisticalmethod for surface area of ecological green spacebased on a three-dimensional perspectiveas well asbuilding and realizing an evaluation system based onparametric technology,and thus establishing a morecomplete urban-rural green carbon sinks evaluationmodelUsing two cases of
5、empirical research，theapplication method of the model in low-carbonurban and rural planning is elaborated in this paper,which also demonstrates the necessity of the three-dimensional perspective and the feasibility formultiprogram comparisonThis model presentedhere offers a qualification tool for th
6、e research，application and also management of lowcarbonurban and rural planningKEYWORDS：evaluation of carbon sinks；parameterization；lowcarbon urban and ruralplanning；threedimensional perspective；CityEngine1背景当前，以CO：为首的人为温室气体排放造成的全球温度上升日益受到世界各国政府和社会的关注。城市和乡村作为人类聚居地，是碳排放最主要的来源。对此， 。增汇“即扩大绿色碳汇系统成为构建。低碳
7、城市”实现。低碳经济”目标的一个重要手段拉1。在城乡规划管理体系中绿色碳汇系统以。生态绿地空间”【j1(下文简称。生态绿地。)的形式呈现，包括森林、农田、湿地、城市公园等。生态绿地为不同社会经济活动提供载体，支撑了城乡间一系列生产生活交通旅游、生态环境等功能。2009年11月国务院已提出我国20052020年的减排目标：单位GDP的CO：排放量减少4045；同时要植树造林森林面积增)Jl：14000万森林蓄积量增)JIl亿3亿。从当前形势来看，应对全球性气候变化的挑战为城乡规划提供了在该领域发挥领导作用的机会14同时也要求其在规划理念、工具、方法和管理手段等方面必须作出创新p-：碳排放和清除量
8、在城乡规划决策过程中应成为重要考虑因素生态绿地的碳汇功能在城乡规划过程中不容忽视，低碳城乡规划与建设必须以碳源、碳汇审计+ 国家自然科学基金重点项目(51 2；58011)、国家自然科学基金青年基金项目(51508306)、浙江省自然科学基金项目(Lql4E08001 3)、博士后科学基金资助项目(201 5M570509)。【文章编号】1 0021 32912016)05-0091-08【中图分类号】TU98411+5【文献标识码l AIdol 1011819c1T20160513a【作者简介】吴宁11984-)男，浙江大学博士后，衢州学院讲师。李王鸣(1 956-)，女浙江大学教授博士生导
9、师，本文通讯作者。冯真(1989-)，男浙江省城乡规划设计研究院规划师。温天蓉11 981一)女衙州学院讲师。陈秋晓11972一)男，浙江大学城乡规划系主任，副教授。【收稿日期】2014-05-15一加m惜H屡趟酶冲瓣爵冀嚣一嫩叫鲁隹苗孙墨戒峙婶睁采一蜘拜专箱1古藩唑万方数据作为科学数据基础嘲。而当务之急，是要建立以生态绿地为本位的低碳城乡规划定量化工具，其关键是要建立科学、高效和操作性强的碳汇功能评估模型。2绿色碳汇评估研究现状目前国内外应用较广泛的碳汇评估方法有样地清查法、涡度相关法及应用遥感技术的模型模拟法3种。涡度相关法能提供长期的网络监测，但仪器设备比较昂贵，适用尺度较小，迄今尚未推
10、广mJ。模型模拟法在大尺度观测地面指标时具有明显优势但仍存在尺度转换和模型本身的不确定性等问题”1。样地清查法是针对典型样地准确测定绿地生态系统中总碳库储量并通过连续观测来获知一定时期内的储量变化情况的推算方法。它是中国绿色碳基金造林项目惟一采用的估算方法坶1，是国内外相关研究归“”的重要数据源，其基本计算方法如下：C=GSXCF 公式(1)式中：c为总碳贮存量(t)G为生物量(t碳物质hm2)，s为绿地面积(hm2)，cF为干物质的碳含量(t碳物质t干物质)。从理论上讲，公式(1)中的绿地面积应该是指承载绿色覆被的山体的三维空间表面积，而非在地平面上的投影面积理由如下：假设有一座半径为的半球
11、形山体其球形表面为同类绿地所覆盖。若以投影面积计算，该绿地的面积为积2而以半球体表面积计算则为2兀R2表面积比投影面积高出1倍。可见，三维地形对生态绿地面积统计和最终碳汇评估结果具有显著影响。然而由于调查数据的缺乏和技术手段的制约在实际应用中往往以投影面积作为绿地面积。例如在我国的清查工作指导文件(国家森林资源表1 近5年相关研究案例汇总Tab1 Summary ofcase studies within rccent five years连续清查主要技术规定m1(以下简称 否一落哥浴造。一TY卫LAz兰zoRE、，而vvc一时016特艟o裤艟们鉴H磐l蝌寿J瑙辞妻l冀5藤l瀑一万方数据96誉
12、l虹高l鲁*I浩糟堑舍【Q排l鬣嚣复r蓑2002 2020 111水体图4两个总规方案的土地利用规划管理与商服用地用地设施用地交通用地地理与商服用地地施用地村庄建设用地I对外交通用地；i水体L二教育用地图5两个方案的碳汇差异分布Fig5 Distribution of carbon sinks differences of twomaster plans5所示的碳汇差异分布图。 总规0620)方案碳汇总量增加的要因是图中编号14的四大块发展备用地的扩充，而碳汇密度减少则主要有以下3类原因：(1)绿地类型的改变。如编号5处由原来的林地和城乡绿地(碳汇)变为以农地和村庄居民点为主的发展备用地(碳源
13、)：(2)增加的绿地本身为碳源。如新增的编号6处的湿地其自身就是一个碳源：(3)建设用地占用原规划中的绿地空间如编号71 2处。表4不同总规方案的绿色碳汇比较Tab4 Comparison on carbon sinks ofdifferent master plans总规0220 总规06-20)绿地类型 面积 碳汇 百分比 面积 碳汇 百分比Ihm2) (tCa“) () (hm2) 【tCa。) ()林地 5991 191 7 6 1 5 4623 1 1 3290 2 68农地 O 0 0 2051 0 -39789 -20湿地 O O O 439 5 1 93 4 1城乡绿地 509
14、93 84648 66 39685 6587 7 34其他含绿地 6047 8 2434 3 19 8964 3 3772 6 1 9的建设用地其他 3960 5 55509合计 1 5706 7 1 2816 7 100 25597 3 1 9478 2 100注： “其他含绿地的建设用地”中的绿地参照城乡绿地的碳清除因子，其面积占比参照各类用地的控规确定的最低绿地率计算。该案例说明本文所提模型不仅可以非常方便地用于规划多方案的低碳性比较而且能够将碳汇增减分布情况空间化、图形化，为城市规划、管理决策提供更科学和直观的支持。5总结与展望通过对传统碳汇评估方法和相关应用研究的回顾指出其存在着缺乏
15、对三维地形的考虑、评估效率较低评估模型难以适应城乡规划行业特征等问题。对此，本文发展了一种三层级的城乡绿色碳汇评估清单提出了基于三维视角的生态绿地表面积统计方法构建和实现了参数化评估系统并由此形成套较完整的绿色碳汇参数化评估模型。通过景坞村和衢州市碳汇评估案例的实证研究说明了：(1)相较于二维视角，基于三维视角的评估模型能够大幅提高评估精度；(2)借助于参数化技术该模型具有很高的自动化水平和执行效率能够适应规划方案的频繁调整和多方案对比研究的需求；(3)该模型能够将碳汇评估结果图形化，空间化为规划决策提供更直观的支持。当然该模型至少还可在以下几个方面作进一步改进和完善：(1)目前的三层级碳清除
16、因子清单还有很大的扩充和完善的空间以适应不同的研究区域和环境条件；(2还需发展城乡建设用地碳源评估模型从而形成完整的低碳城乡规划碳系统评估体系。这些问题将成为课题组下一阶段的研究重点。注释(Notes)以“Attribute mzp”形式导入的图片，其每个像素的灰度值或R、G、B波段值可以作为一个变量来参与规则运算或者形态生成。本实证研究开展于20l 5年1 0月份，故该遥感影像在当时是最新数据。此处的碳汇密度为总碳汇量与规划总面积的比值。习z三zo刃m曼m路箍0厂ozo-5互AYo|10万方数据参考文献(References)1 仇保兴从绿色建筑到低碳生态城【J】城市发展研究，2009，1
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