学术报告 | 刘合林：基于降温效应的城市碳汇空间减碳量研究

导读

2025年8月29日-31日，2025中国城市规划年会在沈阳举办。在“新技术赋能规划”专题会议上，刘合林教授作了题为《基于降温效应的城市碳汇空间减碳量研究》的报告，以武汉市为例，聚焦城市碳汇空间的减碳效应，分别从直接固碳与间接降温节能减碳两个维度，分析其时空演变特征，并探讨城市碳汇空间间接减碳量对碳减排贡献的重要性。

本文字数：2610字

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刘合林

学会城市规划新技术应用委员会委员，华中科技大学建筑与城市规划学院城市规划系主任、教授

#1

研究背景与意义

全球气候变化背景下，绿色低碳高效发展已成为国际共识，联合国2030年可持续发展目标中也明确强调应对气候变化的重要性。我国提出“碳达峰、碳中和”战略目标（“30·60”目标），彰显了推动绿色转型的决心。城市作为碳排放的主要来源，其减排路径与碳汇能力的研究尤为关键。

目前，学界对城市碳排放比例的估算存在较大差异（介于40%至90%），这种差异主要源于对“城市”空间范围界定不一致。根据前期的研究，中国城市碳排放约占全国总量的70%左右。在这一背景下，科学评估城市碳汇空间的实际减碳能力，对于制定有针对性的低碳城市政策具有重要意义。

传统的碳汇评估多采用系数法，仅考虑植被光合作用的直接固碳效应，忽略了碳汇空间对城市热环境的调节作用及其所带来的间接节能减碳效益。实际上，城市热岛效应会导致夏季空调等制冷设备能耗显著上升，而碳汇空间通过降温效应可有效缓解这一现象，从而减少能源消耗与碳排放。因此，本研究提出应从直接固碳和间接降温节能两个维度综合评估城市碳汇空间的减碳效应。

武汉市作为国家低碳试点城市和国际湿地城市，具有较高的碳汇空间本底，同时也面临较大的减排压力，因而成为本研究的典型案例。

#2

研究内容与方法

1

研究内容

本研究主要包括以下三个方面：

1

城市碳汇空间直接减碳量的时空演变特征；

2

城市碳汇空间降温效应的时空演变特征；

3

城市碳汇空间间接减碳量的时空演变特征。

2

数据来源与处理

研究采用多源数据，包括遥感影像、地表温度反演数据、气象数据等。碳汇空间的识别基于遥感解译，将林地、草地和湿地（依据《湿地公约》及湿地保护规划，城市中的水体也被纳入湿地分类）作为三类主要碳汇空间。

3

研究方法

1

碳汇空间识别与直接碳汇量测算

通过遥感影像解译提取三类碳汇空间，依据面积测算和单位面积固碳系数计算直接碳汇量。

2

降温效应量化

基于地表温度反演技术，识别碳汇空间及其周边温度分布特征。采用“拐点法”量化降温效应，具体指标包括：

降温影响范围；

降温强度；

降温梯度；

降温效率。

3

间接减碳量计算

将碳汇空间的降温效应对应的温度变化转化为维持相同环境温度所消耗的能量的节约量，进而折算为间接减碳量。其基本逻辑为：碳汇空间降温通过降低环境温度导致周边区域一定程度减少制冷需求，从而减少电力消耗及相应碳排放。

4

空间分析方法

合并距离小于30米的相邻碳汇空间，剔除面积小于1公顷的图斑，以90米为半径构建多环缓冲区，分析温度梯度变化。

#3

研究结果与分析

1

直接碳汇量的时空特征

2010–2020年间，武汉市碳汇空间直接碳汇量整体呈现“先稳后降”的波动特征。其中，林地、草地和湿地三类碳汇空间的变化趋势存在差异，反映出城市化进程中土地利用/覆被变化对碳汇能力的影响。

2

降温效应的时空特征

研究发现，2010–2020年间武汉市热岛效应显著增强，且呈现碎片化分布特征。碳汇空间内部温度较为稳定，且86%–90%的碳汇空间周边温度低于外围参照区，表明其缓解热岛效应的作用明显。

2010–2020年间，碳汇空间降温影响范围扩大约8.4%，空间分布具有较强的稳定性。平均降温强度从2015年的1.88℃升至2020年的2.21℃，可能源于城市背景温度上升导致的边际效应增强，具体机制仍有待进一步研究。

降温梯度分析表明，距碳汇空间边缘每远离1米，温度平均上升约0.005℃/m，该数值在十年间保持相对稳定。单位面积降温效能指标介于0.6–0.9之间，且近年来呈轻微上升趋势。

3

间接减碳量的贡献

2010–2020年间，间接减碳量（即因降温效应带来的节能减碳）呈现总体增长为主导但波动显著的时序变化特征，与直接碳汇量之间的差距随时间进一步收窄，间接减碳的重要性日益凸显。

#4

结论与展望

1

主要结论

城市碳汇空间不仅具有直接固碳功能，还可通过缓解热岛效应降低能源消耗，产生可观的间接减碳效益，应在城市碳核算体系中予以充分重视。

2010–2020年间，武汉市碳汇空间直接碳汇量波动下降，而间接减碳量持续增长，反映出降温减碳效益的提升潜力。

湿地类碳汇空间在减碳方面表现突出，建议在城市生态规划中加强对湿地的保护与恢复。

碳汇空间的降温效能存在一定时空稳定性，如降温梯度（0.005℃/m）十年间基本不变，这为规划应用提供了实证依据。

2

展望与建议

1

未来研究应开展全年多季节的降温效应观测，更全面评估碳汇空间的节能减碳能力。

2

建议进行跨气候区的对比研究，揭示不同气候条件下碳汇空间降温减碳能力的差异。

3

可开发城市碳汇空间减碳效能评估工具包，支持城市规划、绿地系统规划与低碳建设管理实践。

4

鼓励将碳汇空间间接减碳量纳入城市碳账户体系，为低碳发展政策提供科学依据。

本研究从直接固碳与间接减碳两个维度构建了城市碳汇空间减碳效应的评估框架，初步揭示了其时空演变规律，为低碳城市规划提供了理论支持与实证参考。

*根据现场报告整理，已经专家审阅

供稿单位：中国城市规划学会城市规划新技术应用专业委员会

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