學術報告 | 劉合林：基于降溫效應的城市碳匯空間減碳量研究

導讀

2025年8月29日-31日，2025中國城市規劃年會在沈陽舉辦。在“新技術賦能規劃”專題會議上，劉合林教授作了題為《基于降溫效應的城市碳匯空間減碳量研究》的報告，以武漢市為例，聚焦城市碳匯空間的減碳效應，分別從直接固碳與間接降溫節能減碳兩個維度，分析其時空演變特征，并探討城市碳匯空間間接減碳量對碳減排貢獻的重要性。

本文字數：2610字

閱讀時間：8分鐘

劉合林

學會城市規劃新技術應用委員會委員，華中科技大學建筑與城市規劃學院城市規劃系主任、教授

#1

研究背景與意義

全球氣候變化背景下，綠色低碳高效發展已成為國際共識，聯合國2030年可持續發展目標中也明確強調應對氣候變化的重要性。我國提出“碳達峰、碳中和”戰略目標（“30·60”目標），彰顯了推動綠色轉型的決心。城市作為碳排放的主要來源，其減排路徑與碳匯能力的研究尤為關鍵。

目前，學界對城市碳排放比例的估算存在較大差異（介于40%至90%），這種差異主要源于對“城市”空間范圍界定不一致。根據前期的研究，中國城市碳排放約占全國總量的70%左右。在這一背景下，科學評估城市碳匯空間的實際減碳能力，對于制定有針對性的低碳城市政策具有重要意義。

傳統的碳匯評估多采用系數法，僅考慮植被光合作用的直接固碳效應，忽略了碳匯空間對城市熱環境的調節作用及其所帶來的間接節能減碳效益。實際上，城市熱島效應會導致夏季空調等制冷設備能耗顯著上升，而碳匯空間通過降溫效應可有效緩解這一現象，從而減少能源消耗與碳排放。因此，本研究提出應從直接固碳和間接降溫節能兩個維度綜合評估城市碳匯空間的減碳效應。

武漢市作為國家低碳試點城市和國際濕地城市，具有較高的碳匯空間本底，同時也面臨較大的減排壓力，因而成為本研究的典型案例。

#2

研究內容與方法

1

研究內容

本研究主要包括以下三個方面：

1

城市碳匯空間直接減碳量的時空演變特征；

2

城市碳匯空間降溫效應的時空演變特征；

3

城市碳匯空間間接減碳量的時空演變特征。

2

數據來源與處理

研究采用多源數據，包括遙感影像、地表溫度反演數據、氣象數據等。碳匯空間的識別基于遙感解譯，將林地、草地和濕地（依據《濕地公約》及濕地保護規劃，城市中的水體也被納入濕地分類）作為三類主要碳匯空間。

3

研究方法

1

碳匯空間識別與直接碳匯量測算

通過遙感影像解譯提取三類碳匯空間，依據面積測算和單位面積固碳系數計算直接碳匯量。

2

降溫效應量化

基于地表溫度反演技術，識別碳匯空間及其周邊溫度分布特征。采用“拐點法”量化降溫效應，具體指標包括：

降溫影響范圍；

降溫強度；

降溫梯度；

降溫效率。

3

間接減碳量計算

將碳匯空間的降溫效應對應的溫度變化轉化為維持相同環境溫度所消耗的能量的節約量，進而折算為間接減碳量。其基本邏輯為：碳匯空間降溫通過降低環境溫度導致周邊區域一定程度減少制冷需求，從而減少電力消耗及相應碳排放。

4

空間分析方法

合并距離小于30米的相鄰碳匯空間，剔除面積小于1公頃的圖斑，以90米為半徑構建多環緩沖區，分析溫度梯度變化。

#3

研究結果與分析

1

直接碳匯量的時空特征

2010–2020年間，武漢市碳匯空間直接碳匯量整體呈現“先穩后降”的波動特征。其中，林地、草地和濕地三類碳匯空間的變化趨勢存在差異，反映出城市化進程中土地利用/覆被變化對碳匯能力的影響。

2

降溫效應的時空特征

研究發現，2010–2020年間武漢市熱島效應顯著增強，且呈現碎片化分布特征。碳匯空間內部溫度較為穩定，且86%–90%的碳匯空間周邊溫度低于外圍參照區，表明其緩解熱島效應的作用明顯。

2010–2020年間，碳匯空間降溫影響范圍擴大約8.4%，空間分布具有較強的穩定性。平均降溫強度從2015年的1.88℃升至2020年的2.21℃，可能源于城市背景溫度上升導致的邊際效應增強，具體機制仍有待進一步研究。

降溫梯度分析表明，距碳匯空間邊緣每遠離1米，溫度平均上升約0.005℃/m，該數值在十年間保持相對穩定。單位面積降溫效能指標介于0.6–0.9之間，且近年來呈輕微上升趨勢。

3

間接減碳量的貢獻

2010–2020年間，間接減碳量（即因降溫效應帶來的節能減碳）呈現總體增長為主導但波動顯著的時序變化特征，與直接碳匯量之間的差距隨時間進一步收窄，間接減碳的重要性日益凸顯。

#4

結論與展望

1

主要結論

城市碳匯空間不僅具有直接固碳功能，還可通過緩解熱島效應降低能源消耗，產生可觀的間接減碳效益，應在城市碳核算體系中予以充分重視。

2010–2020年間，武漢市碳匯空間直接碳匯量波動下降，而間接減碳量持續增長，反映出降溫減碳效益的提升潛力。

濕地類碳匯空間在減碳方面表現突出，建議在城市生態規劃中加強對濕地的保護與恢復。

碳匯空間的降溫效能存在一定時空穩定性，如降溫梯度（0.005℃/m）十年間基本不變，這為規劃應用提供了實證依據。

2

展望與建議

1

未來研究應開展全年多季節的降溫效應觀測，更全面評估碳匯空間的節能減碳能力。

2

建議進行跨氣候區的對比研究，揭示不同氣候條件下碳匯空間降溫減碳能力的差異。

3

可開發城市碳匯空間減碳效能評估工具包，支持城市規劃、綠地系統規劃與低碳建設管理實踐。

4

鼓勵將碳匯空間間接減碳量納入城市碳賬戶體系，為低碳發展政策提供科學依據。

本研究從直接固碳與間接減碳兩個維度構建了城市碳匯空間減碳效應的評估框架，初步揭示了其時空演變規律，為低碳城市規劃提供了理論支持與實證參考。

*根據現場報告整理，已經專家審閱

供稿單位：中國城市規劃學會城市規劃新技術應用專業委員會

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