殷利華 萬敏 姚忠勇

    摘要：碳足跡計算對碳減排有著重要的指導(dǎo)意義，尤其是基于全生命周期評價的工程建設(shè)碳足跡研究能更全面反映建設(shè)過程中整個碳排放情況，有效指導(dǎo)各項工序低碳進(jìn)行。本文初步分析綠化工程建設(shè)項目中全生命周期的碳足跡情況，對規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)、養(yǎng)護(hù)管理、翻新拆毀四個階段提出了相應(yīng)的計算邊界和計算方法，提出需注重減少規(guī)劃設(shè)計、施工管理中的隱性碳足跡；合理選材，綜合協(xié)調(diào)，減少施工建設(shè)、養(yǎng)護(hù)管理階段顯性碳足跡的觀點(diǎn)。最后結(jié)合武漢光谷大道隙地綠化工程實(shí)例，嘗試進(jìn)行了較詳盡的碳足跡估算，旨在探討具體的景觀綠化工程碳足跡的計算指標(biāo)和方法，了解各工序中碳排放情況，對今后相關(guān)建設(shè)更有效的減少碳足跡提供參考。
    關(guān)鍵詞：碳足跡 全生命周期評價 碳排放 景觀綠化工程 碳匯

    以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的“低碳經(jīng)濟(jì)”模式已經(jīng)開始引領(lǐng)低碳時代的到來。2009年底的哥本哈根大會后，“碳足跡”、“碳匯”、“碳補(bǔ)償”、“碳捕捉”、“碳交易”、“碳稅”、“低碳交通”、“低碳建筑”、“低碳城市”等概念正融入我國民眾日常生產(chǎn)生活中，人們開始努力建設(shè)低碳社會，改善人居環(huán)境，但目前研究主要集中在宏觀層面、經(jīng)濟(jì)、政治領(lǐng)域，行業(yè)主要集中在三大領(lǐng)域 剛性碳排放[ ]，對具體的實(shí)際建設(shè)項目量化研究不多。本文嘗試結(jié)合景觀綠化工程實(shí)例，初探景觀綠化工程中全生命周期評價的碳足跡研究，擬對后續(xù)景觀工程減少碳足跡的建設(shè)提供參考。
    1 碳足跡相關(guān)概念及內(nèi)涵
  （1） 碳足跡（Carbon FootPrint）
    碳足跡是指特定活動、特定產(chǎn)業(yè)或特定地區(qū)的二氧化碳和其他溫室氣體（Greenhouse Gas，GHG，即CO2、CH4，N2O，PFCs，HFCs，SF6）的總排放量[ ]。碳足跡包括兩部分：化石燃料燃燒 排放出二氧化碳的直接（初級）碳足跡，又叫第一碳足跡；二是人們所用產(chǎn)品從其制造到最終分解的整個生命周期排放出二氧化碳的間接（次級）碳足跡，又叫第二碳足跡[ ]。
   “碳足跡”形象揭示了人類的能源意識和行為對地球環(huán)境氣候變化的影響，為科學(xué)計量國家、地區(qū)、企業(yè)、個人的碳排量提供了有效的工具，其結(jié)果利于人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)前碳排放問題的嚴(yán)重程度及主要集中領(lǐng)域，從而采取針對性措施減少特定區(qū)域內(nèi)的碳排量，并實(shí)施長期監(jiān)管與調(diào)整[ ]。
  （2）碳匯（carbon sink）、碳源（carbon resource）
     碳匯是指從空氣中清除二氧化碳的過程、活動、機(jī)制。與碳匯相對的概念是碳源，它是指自然界中向大氣釋放碳的母體[ ]。
  （3）全生命周期評價（LCA）
    全生命周期評價（life cycle analysis，LCA）是一種環(huán)境管理工具，不僅對當(dāng)前的環(huán)境沖突進(jìn)行有效的定量化分析、評價，而且對產(chǎn)品以及人口“從搖籃到墳?zāi)埂比芷趦?nèi)所涉及的環(huán)境問題進(jìn)行評價，是“面向產(chǎn)品環(huán)境管理”的重要支持工具[ ]，可以對各項活動全過程的資源消耗及其對環(huán)境的影響開展徹底、全面、綜合的認(rèn)識。
    2 全生命周期評價的碳足跡計算方法
    2.1 主要的兩種計算方法
    目前國際上通用的“碳足跡”計量研究主要分為企業(yè)碳足跡計量和個人碳足跡計量兩類。
    個人碳足跡的計算主要集中在家庭生活、交通出行與消費(fèi)習(xí)慣3個方面，本文不作涉及。UNEP/SETAC Life Cycle Initiative在2007年成立了碳足跡專項研究組，討論碳足跡的具體計算方法與應(yīng)用領(lǐng)域[ ]；世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會與世界資源研究所共同完成了關(guān)于全生命周期 溫室氣體的計算和審計標(biāo)準(zhǔn)———溫室氣體盤查議定書(GHG Protocol)，目前在世界范圍內(nèi)具有較高的認(rèn)可程度[ ]。
    目前主要使用的全生命周期評價碳足跡計算方法為流程分析法(ProcessAnalysis, PA)和輸入輸出分析法(Economic Input-Outpu,t EIO)。
   （1）流程分析法(PA)即從產(chǎn)品端向源頭追溯，連接與產(chǎn)品相關(guān)的各個單元過程(包括資源、能源的開采與生產(chǎn)、運(yùn)輸、產(chǎn)品制造等)，建立完整的生命周期流程圖，再收集流程圖中各過程單元的溫室氣體排放數(shù)據(jù)，并進(jìn)行定量的描述，最終將所有的溫室氣體排放統(tǒng)一使用CO2作為當(dāng)量表征 。按能源求和碳足跡的基本公式[ 9]為：
                                       （1）
    式中CFP為碳足跡，Ci為i種能源的碳排放量，E為一次能源的消費(fèi)量，Ei為第i種一次能源的消費(fèi)量，Y為國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)，P為人口。
  （2）輸入輸出分析法(EIO)與PA相反，EIO從源頭（原材料開采、農(nóng)作物種植等）開始向后延伸，直至最終廢棄。評價中使用國家層面各個部門（采礦、運(yùn)輸、產(chǎn)品制造、銷售等）的平均數(shù)據(jù)，并通過將產(chǎn)品相關(guān)部門間的供應(yīng)鏈強(qiáng)度相乘來計算整個系統(tǒng)的碳足跡。該方法數(shù)據(jù)收集簡單，在分析宏觀碳足跡上有著明顯的優(yōu)勢，主要用于城市或國家層面的碳足跡計算[10 ]。
    2.2 企業(yè)碳足跡計算內(nèi)容
    企業(yè)碳足跡是指產(chǎn)品從原料取得、制造、包裝、運(yùn)輸、廢棄到回收過程中直接或間接產(chǎn)生的二氧化碳排放量。企業(yè)碳足跡評估涉及原材料、能源需求、制造過程、車輛油耗、廢物處理與員工生活等所有運(yùn)營環(huán)節(jié)，有助于量化并深入了解企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動對氣候變化所產(chǎn)生的影響?？煞譃?個主要方面（表1）：

    3 景觀綠化工程全生命周期評價的碳足跡計算方法
    3.1綠化工程全生命周期的碳足跡表現(xiàn)形式
    一般工程項目全生命周期包括建設(shè)前期、建設(shè)期、使用期和翻新與拆除期等階段[ 11]，景觀綠化工程的全生命周期考察主要從設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)管理、運(yùn)營、變更拆毀幾個環(huán)節(jié)來考慮，從碳排放在幾個階段的表現(xiàn)形式特征來看，本文將其分為隱性碳足跡和顯性碳足跡兩種。
    3.1.1 隱性碳足跡
    隱性碳足跡是指不直接發(fā)生二氧化碳或其他溫室氣體排放，但其制定或?qū)嵤罄m(xù)事件的碳排放產(chǎn)生直接影響的建設(shè)策略、管理或計劃行為過程。不能用相應(yīng)的碳排放公式計量。在綠化工程項目中主要表現(xiàn)在項目設(shè)計、施工管理等主觀性環(huán)節(jié)，其處理好壞對整個項目的碳排放有重要影響。
    3.1.2 顯性碳足跡
    與隱性碳足跡相對，顯性碳足跡是指建設(shè)活動中可以通過實(shí)物產(chǎn)品體現(xiàn)，折算成的實(shí)際二氧化碳和溫室氣體排放總量。在景觀綠化工程中主要是指施工、維護(hù)管理、運(yùn)營、拆毀等有實(shí)際材料、化石能源、機(jī)械臺班消耗的幾個環(huán)節(jié)。
    3.2 景觀綠化工程全生命周期評價碳足跡計算邊界的界定
    本文主要按綠化工程規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)、養(yǎng)護(hù)管理、翻新拆毀四個大環(huán)節(jié)來進(jìn)行探討界定，但綠化工程在后期運(yùn)營過程中存在碳匯或固碳的過程，則在計算其生命周期總碳足跡時應(yīng)對這個減碳過程進(jìn)行考慮。
    3.2.1 規(guī)劃設(shè)計階段
    主要是隱性碳足跡階段，此階段沒有產(chǎn)生直接或間接的碳足跡，但設(shè)計方案的選擇和過程卻存在大量隱性碳足跡。如果在設(shè)計階段能融注足夠的低碳意識，如地形地貌處理、地方樹種的應(yīng)用、植物生態(tài)群落建設(shè)、注重建設(shè)的時序性等，則對后面的工程建設(shè)實(shí)施和維護(hù)管理減少相當(dāng)大的碳足跡。
    3.2.2 施工建設(shè)階段
    施工建設(shè)階段的碳足跡為顯性碳足跡類型，主要表現(xiàn)為化石能源碳的直接碳排放和參與建設(shè)中各種材料蘊(yùn)含的間接碳足跡。通常綠化工程施工建設(shè)主要有施工前準(zhǔn)備、場地清理、土方平衡、施工放線、挖樹穴、土壤改良、苗木起運(yùn)、苗木栽植及措施幾個工序，以及其中的員工通勤。本文對綠化工程施工階段發(fā)生碳足跡內(nèi)容及邊界界定如下表2：

    從以上常見的8個綠化階段施工來看，使用機(jī)械作業(yè)的都產(chǎn)生直接碳排放，人工作業(yè)碳足跡視為零，材料只考慮主材（苗木）的間接碳足跡情況，其他忽略。
    3.2.3 養(yǎng)護(hù)管理階段
    養(yǎng)護(hù)管理階段是道路綠化建成后（通常認(rèn)為到被拆毀之前）的更長一段時間，可以按大型基礎(chǔ)設(shè)施的使用時間30-50年來考慮。這個過程中的碳足跡主要直接碳排放為（1）灑水車澆水、打草機(jī)修剪、噴藥機(jī)灑藥等（機(jī)械燃料）；（2）死亡苗木拔除、重新補(bǔ)種（機(jī)械燃料和主材碳足跡）。間接碳排放主要體現(xiàn)為施肥、病蟲害防治、遮蔭、支撐等過程中所用到的養(yǎng)護(hù)消耗材料中凝聚的碳足跡。這個階段由于時間跨度大，因此輔材的間接碳排放需要計入該階段總碳足跡。
    綠化植物在此階段存在碳匯功能，因此需對這個階段的減碳作用加以考慮，抵消一部分碳排放量。
    3.2.4 翻新拆毀階段
    本階段主要碳足跡表現(xiàn)在機(jī)械挖掘苗木、運(yùn)輸苗木所消耗的機(jī)械燃料中，可以參考施工階段的苗木起挖、運(yùn)輸所需的碳排量乘以苗木生長30年后（主要是喬木類）的一個基本生長量，乘以一個系數(shù)進(jìn)行估算得到。
    3.3 綠化工程全生命周期評價的碳足跡計算方法
    3.3.1 收集證據(jù)
    綠化工程收集可借鑒溫室氣體收集的三類證據(jù)，即物理證據(jù)、文件證據(jù)和證人證據(jù)[12 ]。物理證據(jù)是指可見的或可觸及的，如計量燃料或其他共用資源耗用的儀表、排放監(jiān)測設(shè)備、校準(zhǔn)設(shè)備等；文件證據(jù)是指以紙質(zhì)或電子媒介記載的信息，包括施工組織設(shè)計、施工日志、照片、現(xiàn)場簽證、竣工資料等；證人證據(jù)是指通過和從事施工、管理、規(guī)劃設(shè)計等技術(shù)、操作、行政或管理等方面的人員面談收集的信息，為物理證據(jù)和文件證據(jù)提供背景信息，但其可靠性取決于面談對象的知識水平和客觀性，說服力不及物理證據(jù)和文件證據(jù)。
    3.3.2 數(shù)據(jù)處理
    通常按照以下程序進(jìn)行：（1）先對項目做出說明；（2）參照企業(yè)碳足跡表現(xiàn)內(nèi)容，識別和選擇與項目有關(guān)碳排放GHG源（greenhouse gas），確定其計算邊界；（3）參考相關(guān)公式，計算出各工序中的碳排量，得到整個工程總碳排放量；（4）估算綠化工程在運(yùn)營過程中的碳匯（碳捕捉）能力；（5）碳源、碳匯量正負(fù)相比后得到綠化工程中全生命周期碳足跡的值。
     4 光谷大道（光谷一路-流芳大道段）隙地綠化工程全生命周期碳足跡實(shí)例研究
    4.1 工程概況
    武漢東湖開發(fā)區(qū)光谷大道（光谷一路-流芳大道段）隙地綠化工程二標(biāo)段（以下均簡稱二標(biāo)段）位于武漢東湖高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，全長約1km，北起于光谷一路，南止于流芳大道，綠地面積23000㎡（見圖1）。項目由武漢光谷建設(shè)投資有限公司委托，武漢旺林花木開發(fā)有限公司施工建設(shè)。建設(shè)時間分兩段，2008年5月6日至5月28日，主要為場地清理階段，后因現(xiàn)場征地問題一度擱置到2008年10月25號復(fù)工，2008年12月31號竣工，實(shí)際施工日期為65天，施工單位進(jìn)行基本園林綠化二級養(yǎng)護(hù)1年，2010年6月正式交付建設(shè)方[13 ]，總造價403萬。

    4.2 工程碳足跡表現(xiàn)及計算
    4.2.1 綠化工程苗木運(yùn)用情況
    項目主材主要是綠化苗木植物綠化物種共30個，其中喬木2419株，獨(dú)立灌木1481株，色塊5161㎡（其中地被1160㎡，小灌木4001㎡），草坪16252㎡。
    4.2.2 各建設(shè)階段碳足跡計算
    光谷大道二標(biāo)段綠化工程碳足跡主要表現(xiàn)在施工各機(jī)械參與各工序階段、員工通勤、苗木主材碳足跡及養(yǎng)護(hù)管理中材料的輔材碳足跡等內(nèi)容，按通常綠化工程各施工、管理的程序，因?yàn)楹芏嗟亩垦芯恐笜?biāo)缺乏，很多只能借助經(jīng)驗(yàn)值，參考相關(guān)數(shù)據(jù)估算而成，這是本研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在，其碳足跡具體計算如表4：

    4.3 小結(jié)
    參考一棵樹木30年將吸收111kgCO2[ ]的標(biāo)準(zhǔn)，則總喬灌木3903棵共吸收433233kg CO2，則整個生命周期評價中，建設(shè)、維護(hù)管理中耗掉的558568.50kg CO2，至少還有多余的125335kg碳排放，由此可見此綠化建設(shè)工程不是一個有效的零碳或負(fù)碳，但相對其他建設(shè)項目，總碳排放比較低，尤其是有碳匯過程，使得綠化工程建設(shè)最終的總碳排放量只有原建設(shè)、管理中的22.44%，因此園林綠化建設(shè)工程是一個低碳建設(shè)項目。
    綜合看三個顯性碳足跡排放階段，養(yǎng)護(hù)管理階段占一半，施工建設(shè)占總碳排放的35%，兩個主要部分都需要注意減少碳足跡的量。但建設(shè)階段屬于一次性、短時間的高強(qiáng)度的碳排放，應(yīng)該加強(qiáng)施工組織管理，盡量減少過程中的碳排，發(fā)揮隱性碳足跡的作用。
養(yǎng)護(hù)管理階段耗時長，總量大，需要在常年的養(yǎng)護(hù)中做到細(xì)節(jié)管理，節(jié)約成本，減少碳排放。
    5 結(jié)語
    綠化工程是現(xiàn)代城市建設(shè)越來越得到重視的建設(shè)項目，這需要在全生命周期的各階段都重視減少碳足跡，重視規(guī)劃設(shè)計階段的隱性碳足跡影響，做到（1）詳細(xì)的地形踏勘，尊重場地精神，避免大挖大填，塑造有場地精神的地形地貌，這樣可以減少施工中土方處理的直接碳足跡。（2）設(shè)計師摒棄“異域風(fēng)情”的綠化風(fēng)格追求，不但減少大量的跨地域外地苗木運(yùn)輸成本，提高苗木成活率，有益于今后長期的維護(hù)管理中有效減少碳足跡。（3）營建穩(wěn)定的地方生態(tài)群落，不但有利于形成良好的綠化景觀，更能有效發(fā)揮植物碳匯、固碳效應(yīng)。（4）注重綠化的時序性，合理配置快生、慢生，常綠、落葉不同類型的喬灌草物種，避免不合植物生長生理特征的栽種，避免太多大規(guī)格喬木應(yīng)用，一是養(yǎng)護(hù)管理不容易，常遭遇“砍頭”、 “極致瘦身”等的命運(yùn)，導(dǎo)致生態(tài)量生態(tài)效益大大降低，甚至死亡，同時此舉對原苗木來源地也是一場不小的“生態(tài)浩劫”。
    在施工建設(shè)和養(yǎng)護(hù)管理階段，需要加強(qiáng)隱性碳足跡和顯性碳足跡的相互作用，盡量發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢，減少外出苗源調(diào)查；加強(qiáng)本地的苗木資源庫建設(shè)，盡量在較近苗圃采購苗木，保證成活，減少運(yùn)距；施工機(jī)械盡可能利用高效低碳的機(jī)械，減少其碳足跡。本文寫作遇到很多計算參考指標(biāo)缺乏的困難，很多目前都只能是參考經(jīng)驗(yàn)值所求得，文章旨在對具體的景觀工程建設(shè)項目全生命周期中各階段的的碳足跡情況進(jìn)行初步分析，提出自己的計算方法和相關(guān)理論，并對相關(guān)問題進(jìn)行闡述，通過案例分析來了解具體計算過程，以便對各階段碳源情況有所了解，為以后的項目建設(shè)碳足跡提出借鑒，其中有很多的不足將在今后的研究中不斷跟蹤和完善。

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