殷利华 万敏 姚忠勇
摘要：碳足迹计算对碳减排有着重要的指导意义，尤其是基于全生命周期评价的工程建设碳足迹研究能更全面反映建设过程中整个碳排放情况，有效指导各项工序低碳进行。本文初步分析绿化工程建设项目中全生命周期的碳足迹情况，对规划设计、施工建设、养护管理、翻新拆毁四个阶段提出了相应的计算边界和计算方法，提出需注重减少规划设计、施工管理中的隐性碳足迹；合理选材，综合协调，减少施工建设、养护管理阶段显性碳足迹的观点。最后结合武汉光谷大道隙地绿化工程实例，尝试进行了较详尽的碳足迹估算，旨在探讨具体的景观绿化工程碳足迹的计算指标和方法，了解各工序中碳排放情况，对今后相关建设更有效的减少碳足迹提供参考。
关键词：碳足迹 全生命周期评价 碳排放 景观绿化工程 碳汇
以低能耗、低污染、低排放为基础的“低碳经济”模式已经开始引领低碳时代的到来。2009年底的哥本哈根大会后，“碳足迹”、“碳汇”、“碳补偿”、“碳捕捉”、“碳交易”、“碳税”、“低碳交通”、“低碳建筑”、“低碳城市”等概念正融入我国民众日常生产生活中，人们开始努力建设低碳社会，改善人居环境，但目前研究主要集中在宏观层面、经济、政治领域，行业主要集中在三大领域 刚性碳排放[ ]，对具体的实际建设项目量化研究不多。本文尝试结合景观绿化工程实例，初探景观绿化工程中全生命周期评价的碳足迹研究，拟对后续景观工程减少碳足迹的建设提供参考。
1 碳足迹相关概念及内涵
（1） 碳足迹（Carbon FootPrint）
碳足迹是指特定活动、特定产业或特定地区的二氧化碳和其他温室气体（Greenhouse Gas，GHG，即CO2、CH4，N2O，PFCs，HFCs，SF6）的总排放量[ ]。碳足迹包括两部分：化石燃料燃烧 排放出二氧化碳的直接（初级）碳足迹，又叫第一碳足迹；二是人们所用产品从其制造到最终分解的整个生命周期排放出二氧化碳的间接（次级）碳足迹，又叫第二碳足迹[ ]。
“碳足迹”形象揭示了人类的能源意识和行为对地球环境气候变化的影响，为科学计量国家、地区、企业、个人的碳排量提供了有效的工具，其结果利于人们发现当前碳排放问题的严重程度及主要集中领域，从而采取针对性措施减少特定区域内的碳排量，并实施长期监管与调整[ ]。
（2）碳汇（carbon sink）、碳源（carbon resource）
碳汇是指从空气中清除二氧化碳的过程、活动、机制。与碳汇相对的概念是碳源，它是指自然界中向大气释放碳的母体[ ]。
（3）全生命周期评价（LCA）
全生命周期评价（life cycle analysis，LCA）是一种环境管理工具，不仅对当前的环境冲突进行有效的定量化分析、评价，而且对产品以及人口“从摇篮到坟墓”全生命周期内所涉及的环境问题进行评价，是“面向产品环境管理”的重要支持工具[ ]，可以对各项活动全过程的资源消耗及其对环境的影响开展彻底、全面、综合的认识。
2 全生命周期评价的碳足迹计算方法
2.1 主要的两种计算方法
目前国际上通用的“碳足迹”计量研究主要分为企业碳足迹计量和个人碳足迹计量两类。
个人碳足迹的计算主要集中在家庭生活、交通出行与消费习惯3个方面，本文不作涉及。UNEP/SETAC Life Cycle Initiative在2007年成立了碳足迹专项研究组，讨论碳足迹的具体计算方法与应用领域[ ]；世界可持续发展工商理事会与世界资源研究所共同完成了关于全生命周期 温室气体的计算和审计标准———温室气体盘查议定书(GHG Protocol)，目前在世界范围内具有较高的认可程度[ ]。
目前主要使用的全生命周期评价碳足迹计算方法为流程分析法(ProcessAnalysis, PA)和输入输出分析法(Economic Input-Outpu,t EIO)。
（1）流程分析法(PA)即从产品端向源头追溯，连接与产品相关的各个单元过程(包括资源、能源的开采与生产、运输、产品制造等)，建立完整的生命周期流程图，再收集流程图中各过程单元的温室气体排放数据，并进行定量的描述，最终将所有的温室气体排放统一使用CO2作为当量表征 。按能源求和碳足迹的基本公式[ 9]为：
（1）
式中CFP为碳足迹，Ci为i种能源的碳排放量，E为一次能源的消费量，Ei为第i种一次能源的消费量，Y为国内生产总值(GDP)，P为人口。
（2）输入输出分析法(EIO)与PA相反，EIO从源头（原材料开采、农作物种植等）开始向后延伸，直至最终废弃。评价中使用国家层面各个部门（采矿、运输、产品制造、销售等）的平均数据，并通过将产品相关部门间的供应链强度相乘来计算整个系统的碳足迹。该方法数据收集简单，在分析宏观碳足迹上有着明显的优势，主要用于城市或国家层面的碳足迹计算[10 ]。
2.2 企业碳足迹计算内容
企业碳足迹是指产品从原料取得、制造、包装、运输、废弃到回收过程中直接或间接产生的二氧化碳排放量。企业碳足迹评估涉及原材料、能源需求、制造过程、车辆油耗、废物处理与员工生活等所有运营环节，有助于量化并深入了解企业生产经营活动对气候变化所产生的影响。可分为3个主要方面（表1）：
3 景观绿化工程全生命周期评价的碳足迹计算方法
3.1绿化工程全生命周期的碳足迹表现形式
一般工程项目全生命周期包括建设前期、建设期、使用期和翻新与拆除期等阶段[ 11]，景观绿化工程的全生命周期考察主要从设计、施工、养护管理、运营、变更拆毁几个环节来考虑，从碳排放在几个阶段的表现形式特征来看，本文将其分为隐性碳足迹和显性碳足迹两种。
3.1.1 隐性碳足迹
隐性碳足迹是指不直接发生二氧化碳或其他温室气体排放，但其制定或实施将对后续事件的碳排放产生直接影响的建设策略、管理或计划行为过程。不能用相应的碳排放公式计量。在绿化工程项目中主要表现在项目设计、施工管理等主观性环节，其处理好坏对整个项目的碳排放有重要影响。
3.1.2 显性碳足迹
与隐性碳足迹相对，显性碳足迹是指建设活动中可以通过实物产品体现，折算成的实际二氧化碳和温室气体排放总量。在景观绿化工程中主要是指施工、维护管理、运营、拆毁等有实际材料、化石能源、机械台班消耗的几个环节。
3.2 景观绿化工程全生命周期评价碳足迹计算边界的界定
本文主要按绿化工程规划设计、施工建设、养护管理、翻新拆毁四个大环节来进行探讨界定，但绿化工程在后期运营过程中存在碳汇或固碳的过程，则在计算其生命周期总碳足迹时应对这个减碳过程进行考虑。
3.2.1 规划设计阶段
主要是隐性碳足迹阶段，此阶段没有产生直接或间接的碳足迹，但设计方案的选择和过程却存在大量隐性碳足迹。如果在设计阶段能融注足够的低碳意识，如地形地貌处理、地方树种的应用、植物生态群落建设、注重建设的时序性等，则对后面的工程建设实施和维护管理减少相当大的碳足迹。
3.2.2 施工建设阶段
施工建设阶段的碳足迹为显性碳足迹类型，主要表现为化石能源碳的直接碳排放和参与建设中各种材料蕴含的间接碳足迹。通常绿化工程施工建设主要有施工前准备、场地清理、土方平衡、施工放线、挖树穴、土壤改良、苗木起运、苗木栽植及措施几个工序，以及其中的员工通勤。本文对绿化工程施工阶段发生碳足迹内容及边界界定如下表2：
从以上常见的8个绿化阶段施工来看，使用机械作业的都产生直接碳排放，人工作业碳足迹视为零，材料只考虑主材（苗木）的间接碳足迹情况，其他忽略。
3.2.3 养护管理阶段
养护管理阶段是道路绿化建成后（通常认为到被拆毁之前）的更长一段时间，可以按大型基础设施的使用时间30-50年来考虑。这个过程中的碳足迹主要直接碳排放为（1）洒水车浇水、打草机修剪、喷药机洒药等（机械燃料）；（2）死亡苗木拔除、重新补种（机械燃料和主材碳足迹）。间接碳排放主要体现为施肥、病虫害防治、遮荫、支撑等过程中所用到的养护消耗材料中凝聚的碳足迹。这个阶段由于时间跨度大，因此辅材的间接碳排放需要计入该阶段总碳足迹。
绿化植物在此阶段存在碳汇功能，因此需对这个阶段的减碳作用加以考虑，抵消一部分碳排放量。
3.2.4 翻新拆毁阶段
本阶段主要碳足迹表现在机械挖掘苗木、运输苗木所消耗的机械燃料中，可以参考施工阶段的苗木起挖、运输所需的碳排量乘以苗木生长30年后（主要是乔木类）的一个基本生长量，乘以一个系数进行估算得到。
3.3 绿化工程全生命周期评价的碳足迹计算方法
3.3.1 收集证据
绿化工程收集可借鉴温室气体收集的三类证据，即物理证据、文件证据和证人证据[12 ]。物理证据是指可见的或可触及的，如计量燃料或其他共用资源耗用的仪表、排放监测设备、校准设备等；文件证据是指以纸质或电子媒介记载的信息，包括施工组织设计、施工日志、照片、现场签证、竣工资料等；证人证据是指通过和从事施工、管理、规划设计等技术、操作、行政或管理等方面的人员面谈收集的信息，为物理证据和文件证据提供背景信息，但其可靠性取决于面谈对象的知识水平和客观性，说服力不及物理证据和文件证据。
3.3.2 数据处理
通常按照以下程序进行：（1）先对项目做出说明；（2）参照企业碳足迹表现内容，识别和选择与项目有关碳排放GHG源（greenhouse gas），确定其计算边界；（3）参考相关公式，计算出各工序中的碳排量，得到整个工程总碳排放量；（4）估算绿化工程在运营过程中的碳汇（碳捕捉）能力；（5）碳源、碳汇量正负相比后得到绿化工程中全生命周期碳足迹的值。
4 光谷大道（光谷一路-流芳大道段）隙地绿化工程全生命周期碳足迹实例研究
4.1 工程概况
武汉东湖开发区光谷大道（光谷一路-流芳大道段）隙地绿化工程二标段（以下均简称二标段）位于武汉东湖高新技术开发区，全长约1km，北起于光谷一路，南止于流芳大道，绿地面积23000㎡（见图1）。项目由武汉光谷建设投资有限公司委托，武汉旺林花木开发有限公司施工建设。建设时间分两段，2008年5月6日至5月28日，主要为场地清理阶段，后因现场征地问题一度搁置到2008年10月25号复工，2008年12月31号竣工，实际施工日期为65天，施工单位进行基本园林绿化二级养护1年，2010年6月正式交付建设方[13 ]，总造价403万。
4.2 工程碳足迹表现及计算
4.2.1 绿化工程苗木运用情况
项目主材主要是绿化苗木植物绿化物种共30个，其中乔木2419株，独立灌木1481株，色块5161㎡（其中地被1160㎡，小灌木4001㎡），草坪16252㎡。
4.2.2 各建设阶段碳足迹计算
光谷大道二标段绿化工程碳足迹主要表现在施工各机械参与各工序阶段、员工通勤、苗木主材碳足迹及养护管理中材料的辅材碳足迹等内容，按通常绿化工程各施工、管理的程序，因为很多的定量研究指标缺乏，很多只能借助经验值，参考相关数据估算而成，这是本研究的重点和难点所在，其碳足迹具体计算如表4：
4.3 小结
参考一棵树木30年将吸收111kgCO2[ ]的标准，则总乔灌木3903棵共吸收433233kg CO2，则整个生命周期评价中，建设、维护管理中耗掉的558568.50kg CO2，至少还有多余的125335kg碳排放，由此可见此绿化建设工程不是一个有效的零碳或负碳，但相对其他建设项目，总碳排放比较低，尤其是有碳汇过程，使得绿化工程建设最终的总碳排放量只有原建设、管理中的22.44%，因此园林绿化建设工程是一个低碳建设项目。
综合看三个显性碳足迹排放阶段，养护管理阶段占一半，施工建设占总碳排放的35%，两个主要部分都需要注意减少碳足迹的量。但建设阶段属于一次性、短时间的高强度的碳排放，应该加强施工组织管理，尽量减少过程中的碳排，发挥隐性碳足迹的作用。
养护管理阶段耗时长，总量大，需要在常年的养护中做到细节管理，节约成本，减少碳排放。
5 结语
绿化工程是现代城市建设越来越得到重视的建设项目，这需要在全生命周期的各阶段都重视减少碳足迹，重视规划设计阶段的隐性碳足迹影响，做到（1）详细的地形踏勘，尊重场地精神，避免大挖大填，塑造有场地精神的地形地貌，这样可以减少施工中土方处理的直接碳足迹。（2）设计师摒弃“异域风情”的绿化风格追求，不但减少大量的跨地域外地苗木运输成本，提高苗木成活率，有益于今后长期的维护管理中有效减少碳足迹。（3）营建稳定的地方生态群落，不但有利于形成良好的绿化景观，更能有效发挥植物碳汇、固碳效应。（4）注重绿化的时序性，合理配置快生、慢生，常绿、落叶不同类型的乔灌草物种，避免不合植物生长生理特征的栽种，避免太多大规格乔木应用，一是养护管理不容易，常遭遇“砍头”、 “极致瘦身”等的命运，导致生态量生态效益大大降低，甚至死亡，同时此举对原苗木来源地也是一场不小的“生态浩劫”。
在施工建设和养护管理阶段，需要加强隐性碳足迹和显性碳足迹的相互作用，尽量发挥网络资源优势，减少外出苗源调查；加强本地的苗木资源库建设，尽量在较近苗圃采购苗木，保证成活，减少运距；施工机械尽可能利用高效低碳的机械，减少其碳足迹。本文写作遇到很多计算参考指标缺乏的困难，很多目前都只能是参考经验值所求得，文章旨在对具体的景观工程建设项目全生命周期中各阶段的的碳足迹情况进行初步分析，提出自己的计算方法和相关理论，并对相关问题进行阐述，通过案例分析来了解具体计算过程，以便对各阶段碳源情况有所了解，为以后的项目建设碳足迹提出借鉴，其中有很多的不足将在今后的研究中不断跟踪和完善。
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