CN103700053B - 一种城市植被的规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种城市植被的规划方法，所述方法包括：根据城市植被年释氧量和城市年耗氧量得出城市植被释氧生态功能指数；根据城市植被年固碳量和城市年排碳量得出城市植被固碳生态功能指数；根据城市植被释氧生态功能指数和城市植被固碳生态功能指数得出需要增加的植被面积。通过本发明提供的一种城市植被的规划方法，能够根据城市植被的碳氧平衡状况对城市植被进行规划。

Description

一种城市植被的规划方法

技术领域

本发明涉及生态环境领域，尤其涉及一种城市植被的规划方法。

背景技术

随着城市化进程的不断加快，日益恶化的城市环境备受关注，对城市环境改善作用巨大的城市植被地位也逐渐突显。城市植被作为城市生态系统中的重要组成部分，提供如净化空气、缓解热岛、降低噪音、调节气候、美学价值、消遣旅游价值等生态服务。因此，对城市植被进行规划变得十分重要。

现有的城市植被的规划方法是根据当前城市植被面积、绿化率等参数对城市植被进行规划。现有技术对城市植被面积的规划并没有考虑城市植被固碳释氧能力是否满足城市碳氧需求。

发明内容

本发明提供了一种城市植被的规划方法，能够根据城市碳氧平衡状况对城市植被进行规划，使城市植被能够满足城市碳氧需求。

本发明提供了一种城市植被的规划方法，所述方法包括：

根据城市植被年释氧量和城市年耗氧量得出城市植被释氧生态功能指数；

根据城市植被年固碳量和城市年排碳量得出城市植被固碳生态功能指数；

根据城市植被释氧生态功能指数和城市植被固碳生态功能指数得出需要增加的植被面积；

所述城市植被释氧生态功能指数X_y通过以下公式计算得出：

所述城市植被固碳生态功能指数X_t通过以下公式计算得出：

其中，X_y为城市植被释氧生态功能指数，NVO为城市植被年释氧量，Y_h为城市年耗氧量，X_t为城市植被固碳生态功能指数，NVC为城市植被年固碳量，T_p为城市年排碳量。

进一步地，所述根据城市植被释氧生态功能指数和城市植被固碳生态功能指数得出需要增加的植被面积，具体包括：

当X_y大于等于1，且X_t大于等于1时，现有城市植被满足需求，植被面积不需要增加；

当X_y小于1，且X_t大于等于1时，现有城市植被释氧量小于氧气需求量，需要增加植被面积，通过以下公式得出需要增加的植被面积：

$Z_1\×C_1+Z_2\×C_2+Z_3\×C_3={\[1-e^{(X_y-1)}\]}^2\×\frac{{Y_h}^2}{{\mathrm{NVO}}^2};$

当X_y大于等于1，且X_t小于1时，现有城市植被固碳量小于二氧化碳排放量，需要增加植被面积，通过以下公式得出需要增加的植被面积：

$Z_1\×K_1+Z_2\×K_2+Z_3\×K_3={\[1-e^{(X_t-1)}\]}^2\×\frac{{T_p}^2}{{\mathrm{NVC}}^2};$

当X_y小于1，且X_t小于1时，现有城市植被释氧量和固碳量均无法满足生态服务功能需求，需要增加植被面积，通过以下公式得出需要增加的植被面积：

$Z_1\×C_1+Z_2\×C_2+Z_3\×C_3={\[1-e^{(X_y-1)}\]}^2\×\frac{{Y_h}^2}{{\mathrm{NVO}}^2};$

其中，X_y为城市植被释氧生态功能指数，NVO为城市植被年释氧量，Y_h为城市年耗氧量，X_t为城市植被固碳生态功能指数，NVC为城市植被年固碳量，T_p为城市年排碳量，Z₁为需要增加的林地植被类型面积，Z₂为需要增加的草地植被类型面积，Z₃为需要增加的耕地植被类型面积，C₁为林地植被类型的单位面积年净释氧量，C₂为草地植被类型的单位面积年净释氧量，C₃为耕地植被类型的单位面积年净释氧量，K₁为林地植被类型的单位面积年净固碳量，K₂为草地植被类型的单位面积年净固碳量，K₃为耕地植被类型的单位面积年净固碳量，其中，C₁，C₂，C₃，K₁，K₂，K₃为常数。

进一步地，所述城市植被年释氧量通过以下公式计算得出：

所述城市植被年释氧量NVO为：

$NVO=\underset{i=1}{\overset{3}{\Σ}}\[({\mathrm{SY}}_i-{\mathrm{HY}}_i)\×S_i\]$

其中，NVO为城市植被年释氧量，SY_i为第i类植被类型单位面积年总释氧量，HY_i为第i类植被类型单位面积的土壤呼吸年耗氧量，S_i为第i类植被类型总面积，i为植被类型编号，i为正整数，城市植被类型包括：林地植被类型、草地植被类型、耕地植被类型。

进一步地，所述城市年耗氧量通过以下公式计算得出：

所述城市年耗氧量Y_h为：

Y_h＝Y_r+Y_rc+Y_w+Y_j+Y_g

其中，城市人口呼吸年耗氧量Y_r为：

Y_r＝Y_rmt×R×365×10^-3

城市居民日常生活能源年耗氧量Y_rc为：

Y_rc＝Y_mc+Y_rq+Y_d+Y_s

其中，居民日常生活燃煤年耗氧量Y_mc为：

Y_mc＝M_rc×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

居民日常生活燃气年耗氧量Y_rq为：

Y_rq＝SYQ×(T_syq×B_y/t+Q_syq×B_y/q)

居民年生活用电总量折算标准煤量耗氧量Y_d为：

Y_d＝D_rc×X_dm×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

居民日常生活能源SO₂年耗氧量Y_s为：

Ys＝S_P×R_O/SO2

城市生活污水处理年耗氧量Y_w为：

Y_w＝X_w×365×R×10-⁶

城市交通能源年耗氧量Y_j为：

Y_j＝X_j×RY_j×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业能源年耗氧量Y_g为：

Y_g＝Y_gm+Y_gry+Y_gsyq+Y_gtrq+Y_gd+Y_gw+Y_gs

其中，工业煤炭燃烧年耗氧量Y_gm为：

Y_gm＝M_gs×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业燃料油年耗氧量Y_gry为：

Y_gry＝RY_g×X_gym×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业液化石油气年耗氧量Y_gsyq为：

Y_gsyq＝SYQ_g×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业液化天然气年耗氧量Y_gtrq为：

Y_gtrq＝TRQ_g×(T_trq×B_y/t+Q_trq×B_y/q)

工业用电年消耗量折算标准煤量耗氧量Y_gd为：

Y_gd＝D_g×X_dm×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业废气SO₂年耗氧量Y_gs为：

Y_gs＝S_g×B_y/s

其中，Y_h为城市年耗氧量，Y_r为城市人口呼吸年耗氧量，Y_rc为城市居民日常生活能源年耗氧量，Y_w为城市生活污水处理年耗氧量，Y_j为城市交通能源年耗氧量，Y_g为工业能源年耗氧量，Y_rmt为每人每天的需氧量，R为城市人口数，Y_mc为居民日常生活燃煤年耗氧量，Y_rq为居民日常生活燃气年耗氧量，Y_d为居民年生活用电总量折算标准煤量年耗氧量，Y_s为居民日常生活能源SO₂年耗氧量，M_rc为居民生活用煤炭年消费总量，T_bz为标准煤含碳量，Q_bz为标准煤含氢量，B_y/t为氧/碳元素分子量比，B_y/q为氧/氢元素分子量比，SYQ为居民日常生活液化石油气年消耗量，T_syq为液化石油气含碳量，Q_syq为液化石油气含氢量，D_rc为居民年生活用电总量，X_dm为电力折算标准煤系数，S_p为居民生活能源SO₂年排放量，R_O/SO2为二氧化硫中的氧的分子量比例，B_y/s为O₂与SO₂分子量之比，X_w为城镇生活污水的COD产生系数，X_j为交通燃料油折算标准系数，RY_j为交通燃油年消耗量，Y_gm为工业煤炭燃烧年耗氧量，Y_gry为工业燃料油年耗氧量，Y_gsyq为工业液化石油气年耗氧量，Y_gtrq为工业液化天然气年耗氧量，Y_gd为工业用电年消耗量折算标准煤量耗氧量，Y_gw为工业废水COD年耗氧量，Y_gs为工业废气SO₂年耗氧量，M_gs为工业煤炭年消费总量，RY_g为工业燃油年消耗量，X_gym为工业燃料油折算标准煤系数，SYQ_g为工业液化石油气年消耗量，TRQ_g为工业液化天然气年消耗量，T_trq为液化天然气的含碳量，Q_trq为液化天然气的含氢量，D_g为工业用电年消耗量，S_g为工业废气SO₂年排放量。

进一步地，所述城市植被年固碳量通过以下公式得出：

$NVC=\underset{i=1}{\overset{3}{\Σ}}\[({\mathrm{GT}}_i-{\mathrm{PT}}_i)\×S_i\]$

其中，NVC为城市植被年固碳量，GT_i为第i类植被类型单位面积年总固碳量，PT_i为第i类植被类型单位面积的土壤呼吸年碳排放量，S_i为第i类植被类型总面积，i为植被类型编号，i为正整数，城市植被类型包括：林地植被类型、草地植被类型、耕地植被类型。

进一步地，所述城市年排碳量通过以下公式得出：

所述城市年排碳量T_p为：

T_p＝T_r+T_rc+T_j+T_g

其中，城市人口年呼吸年排碳量T_r为：

T_r＝T_rmt×R×365×10^-3

城市居民日常生活能源年排碳量T_rc为：

T_rc＝T_mc+T_rq+T_d

其中，居民日常生活用煤年排碳量T_mc为：

T_mc＝M_rc×T_bz×B_c/t

居民日常生活燃气年排碳量T_rq为：

T_rq＝SYQ×T_syq×B_c/t

居民年生活用电总量折算标准煤量年排碳量T_d为：

T_d＝D_rc×X_dm×T_bz×B_c/t

城市交通年排碳量T_j为：

T_j＝RY_j×X_j×T_bz×B_c/t

工业燃料年排碳量T_g为：

T_g＝T_gm+T_gry+T_gsyq+T_gtrq+T_gd

工业煤炭燃烧年排碳量T_gm为：

T_gm＝M_gs×T_bz×B_c/t

工业燃料油年排碳量T_gry为：

T_gry＝RY_g×X_gym×T_bz×B_c/t

工业液化石油气年排碳量为T_gsyq为：

T_gsyq＝SYQ_g×T_syq×B_c/t

工业液化天然气年排碳量T_gtrq为：

T_gtrq＝TRQ_g×T_trq×B_c/t

工业用电消耗量折算标准煤量年排碳量T_gd为：

T_gd＝D_g×X_dm×T_bz×B_c/t

其中，T_p为城市年排碳量，T_r为城市人口呼吸年排碳量，T_rc为城市居民日常生活能源年排碳量，T_j为城市交通年排碳量，T_g为工业能源年排碳量，T_rmt为每人每天碳释放量，R为城市人口数，T_mc为居民日常生活用煤年排碳量，T_rq为居民日常生活燃气年排碳量，T_d为居民年生活用电总量折算标准煤量年排碳量，M_rc为居民生活用煤炭年消费总量，T_bz为标准煤含碳量，B_c/t为CO₂与碳的分子量之比，SYQ为居民日常生活液化石油气年消耗量，T_syq为液化石油气含碳量，D_rc为居民年生活用电总量，X_dm为电力折算标准煤系数，RY_j为交通燃油年消耗量，X_j为交通燃料油折算标准系数，T_gm为工业煤炭燃烧年排碳量，T_gry为工业燃料油年排碳量，T_gsyq为工业液化石油气年排碳量，T_gtrq为工业液化天然气年排碳量，T_gd为工业用电消耗量折算标准煤量年排碳量，M_gs为工业煤炭年消费总量，RY_g为工业燃油年消耗量，X_gym为工业燃料油折算标准煤系数，SYQ_g为工业液化石油气年消耗量，TRQ_g为工业液化天然气年消耗量，T_trq为液化天然气的含碳量，D_g为工业用电年消耗量。

进一步地，所述C₁取值为22.57，所述C₂取值为7.72，所述C₃取值为7.24，所述K₁取值为30.58，所述K₂取值为10.65，所述K₃取值为12.53，其中，C₁，C₂，C₃，K₁，K₂，K₃的单位是吨每公顷每年。

进一步地，在所述根据城市植被年释氧量和城市年耗氧量得出城市植被释氧生态功能指数，根据城市植被年固碳量和城市年排碳量得出城市植被固碳生态功能指数之前，进一步包括：

利用遥感技术识别城市中的植被类型，并提取对应植被类型的植被面积。

通过本发明提供的一种城市植被的规划方法，根据城市植被年释氧量、城市年耗氧量、城市植被年固碳量、城市年排碳量得出城市植被释氧生态功能指数和城市植被固碳生态功能指数，通过城市植被释氧生态功能指数和城市植被固碳生态功能指数得出需要增加的植被面积，对城市的植被面积进行规划，使城市植被能够满足城市碳氧需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种城市植被的规划方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

城市植被对于人类的重要性不言而喻，对于城市植被的规划十分重要。为了对城市植被进行规划，本发明实施例根据城市生态系统的碳氧循环亏缺与否，提供了一种城市植被的规划方法，参见图1，该方法包括：

步骤101：根据城市植被年释氧量和城市年耗氧量得出城市植被释氧生态功能指数；

步骤102：根据城市植被年固碳量和城市年排碳量得出城市植被固碳生态功能指数；

步骤103：根据城市植被释氧生态功能指数和城市植被固碳生态功能指数得出需要增加的植被面积。

其中，城市植被释氧生态功能指数X_y通过以下公式计算得出：

城市植被固碳生态功能指数X_t通过以下公式计算得出：

其中，X_y为城市植被释氧生态功能指数，NVO为城市植被年释氧量，Y_h为城市年耗氧量，X_t为城市植被固碳生态功能指数，NVC为城市植被年固碳量，T_p为城市年排碳量。

其中，城市植被释氧生态功能指数用于反映城市的氧平衡状况，城市植被固碳生态功能指数用于反映城市的碳平衡状况。

通过本发明实施例提供的一种城市植被的规划方法，根据城市植被年释氧量、城市年耗氧量、城市植被年固碳量、城市年排碳量得出城市植被释氧生态功能指数和城市植被固碳生态功能指数，通过城市植被释氧生态功能指数和城市植被固碳生态功能指数得出需要增加的植被面积，对城市的植被面积进行规划，使城市植被能够满足城市碳氧需求。

城市植被释氧生态功能指数反映城市的氧平衡状况，具体包括：

当X_y大于平衡阈值1，城市植被释氧量超出氧气需求量，植被生态服务功能超出需求；

当X_y等于平衡阈值1，城市植被释氧量等于氧气需求量，达到平衡临界值，植被生态服务功能基本满足需求；

当X_y小于平衡阈值1，且大于0时，城市植被释氧量小于氧气需求量，植被生态服务功能不能满足需求。

城市植被固碳生态功能指数反映城市的碳平衡状况，具体包括：

当X_t大于平衡阈值1，城市植被固碳量超出二氧化碳排放量，植被生态服务功能超出需求；

当X_t等于平衡阈值1，城市植被固碳量等于二氧化碳排放量，植被生态服务功能基本满足需求；

当X_t小于平衡阈值1，城市植被固碳量低于二氧化碳排放量，植被生态服务功能不能满足需求。

可选地，将城市植被类型分成林地植被类型、草地植被类型、耕地植被类型三大类，步骤103，具体包括：

当X_y大于等于1，且X_t大于等于1时，现有城市植被满足需求，植被面积不需要增加；

当X_y小于1，且X_t大于等于1时，现有城市植被释氧量小于氧气需求量，需要增加植被面积，通过以下公式得出需要增加的植被面积：

$Z_1\×C_1+Z_2\×C_2+Z_3\×C_3={\[1-e^{(X_y-1)}\]}^2\×\frac{{Y_h}^2}{{\mathrm{NVO}}^2};$

当X_y大于等于1，且X_t小于1时，现有城市植被固碳量小于二氧化碳排放量，需要增加植被面积，通过以下公式得出需要增加的植被面积：

$Z_1\×K_1+Z_2\×K_2+Z_3\×K_3={\[1-e^{(X_t-1)}\]}^2\×\frac{{T_p}^2}{{\mathrm{NVC}}^2};$

当X_y小于1，且X_t小于1时，现有城市植被释氧量和固碳量均无法满足生态服务功能需求，需要增加植被面积，通过以下公式得出需要增加的植被面积：

$Z_1\×C_1+Z_2\×C_2+Z_3\×C_3={\[1-e^{(X_y-1)}\]}^2\×\frac{{Y_h}^2}{{\mathrm{NVO}}^2};$

其中，X_y为城市植被释氧生态功能指数，NVO为城市植被年释氧量，Y_h为城市年耗氧量，X_t为城市植被固碳生态功能指数，NVC为城市植被年固碳量，T_p为城市年排碳量，Z₁为需要增加的林地植被类型面积，Z₂为需要增加的草地植被类型面积，Z₃为需要增加的耕地植被类型面积，C₁为林地植被类型的单位面积年净释氧量，C₂为草地植被类型的单位面积年净释氧量，C₃为耕地植被类型的单位面积年净释氧量，K₁为林地植被类型的单位面积年净固碳量，K₂为草地植被类型的单位面积年净固碳量，K₃为耕地植被类型的单位面积年净固碳量，其中，C₁，C₂，C₃，K₁，K₂，K₃为常数。

其中，对于不同的需要，可以对植被类型进行重新划分。C₁，C₂，C₃，K₁，K₂，K₃为常数，可以根据现有统计数据获得相应的数值，可选地，C₁取值为22.57，C₂取值为7.72，C₃取值为7.24，K₁取值为30.58，K₂取值为10.65，K₃取值为12.53，其中，C₁，C₂，C₃，K₁，K₂，K₃的单位是吨每公顷每年。

可选地，在计算城市植被年释氧量时，以土地利用类型和面积为基础，计算城市区域内各种植被类型的年释氧量。

城市植被年释氧量NVO为：

$NVO=\underset{i=1}{\overset{3}{\Σ}}\[({\mathrm{SY}}_i-{\mathrm{HY}}_i)\×S_i\]$

其中，NVO为城市植被年释氧量，SY_i为第i类植被类型单位面积年总释氧量，HY_i为第i类植被类型单位面积的土壤呼吸年耗氧量，S_i为第i类植被类型总面积，i为植被类型编号，i为正整数，城市植被类型包括：林地植被类型、草地植被类型、耕地植被类型。

可选地，在计算城市年耗氧量时，以城市区域内人类主要的生产、生活活动的耗氧量为主体，通过人口呼吸耗氧、居民日常生活能源耗氧、生活污水处理耗氧、交通耗氧、工业耗氧五大方面来综合计算。

城市年耗氧量通过以下公式计算得出：

城市年耗氧量Y_h为：

Y_h＝Y_r+Y_rc+Y_w+Y_j+Y_g

其中，城市人口呼吸年耗氧量Y_r为：

Y_r＝Y_rmt×R×365×10^-3

城市居民日常生活能源年耗氧量Y_rc为：

Y_rc＝Y_mc+Y_rq+Y_d+Y_s

其中，居民日常生活燃煤年耗氧量Y_mc为：

Y_mc＝M_rc×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

居民日常生活燃气年耗氧量Y_rq为：

Y_rq＝SYQ×(T_syq×B_y/t+Q_syq×B_y/q)

居民年生活用电总量折算标准煤量耗氧量Y_d为：

Y_d＝D_rc×X_dm×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

居民日常生活能源SO₂年耗氧量Y_s为：

Ys＝S_P×R_O/SO2城市生活污水处理年耗氧量Y_w为：

Y_w＝X_w×365×R×10-⁶

城市交通能源年耗氧量Y_j为：

Y_j＝X_j×RY_j×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业能源年耗氧量Y_g为：

Y_g＝Y_gm+Y_gry+Y_gsyq+Y_gtrq+Y_gd+Y_gw+Y_gs

其中，工业煤炭燃烧年耗氧量Y_gm为：

Y_gm＝M_gs×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业燃料油年耗氧量Y_gry为：

Y_gry＝RY_g×X_gym×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业液化石油气年耗氧量Y_gsyq为：

Y_gsyq＝SYQ_g×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业液化天然气年耗氧量Y_gtrq为：

Y_gtrq＝TRQ_g×(T_trq×B_y/t+Q_trq×B_y/q)

工业用电年消耗量折算标准煤量耗氧量Y_gd为：

Y_gd＝D_g×X_dm×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业废气SO₂年耗氧量Y_gs为：

Y_gs＝S_g×B_y/s

其中，Y_h为城市年耗氧量，Y_r为城市人口呼吸年耗氧量，Y_rc为城市居民日常生活能源年耗氧量，Y_w为城市生活污水处理年耗氧量，Y_j为城市交通能源年耗氧量，Y_g为工业能源年耗氧量，Y_rmt为每人每天的需氧量，R为城市人口数，Y_mc为居民日常生活燃煤年耗氧量，Y_rq为居民日常生活燃气年耗氧量，Y_d为居民年生活用电总量折算标准煤量年耗氧量，Y_s为居民日常生活能源SO₂年耗氧量，M_rc为居民生活用煤炭年消费总量，T_bz为标准煤含碳量，Q_bz为标准煤含氢量，B_y/t为氧/碳元素分子量比，B_y/q为氧/氢元素分子量比，SYQ为居民日常生活液化石油气年消耗量，T_syq为液化石油气含碳量，Q_syq为液化石油气含氢量，D_rc为居民年生活用电总量，X_dm为电力折算标准煤系数，S_p为居民生活能源SO₂年排放量，R_O/SO2为二氧化硫中的氧的分子量比例，B_y/s为O₂与SO₂分子量之比，X_w为城镇生活污水的COD产生系数，X_j为交通燃料油折算标准系数，RY_j为交通燃油年消耗量，Y_gm为工业煤炭燃烧年耗氧量，Y_gry为工业燃料油年耗氧量，Y_gsyq为工业液化石油气年耗氧量，Y_gtrq为工业液化天然气年耗氧量，Y_gd为工业用电年消耗量折算标准煤量耗氧量，Y_gw为工业废水COD年耗氧量，Y_gs为工业废气SO₂年耗氧量，M_gs为工业煤炭年消费总量，RY_g为工业燃油年消耗量，X_gym为工业燃料油折算标准煤系数，SYQ_g为工业液化石油气年消耗量，TRQ_g为工业液化天然气年消耗量，T_trq为液化天然气的含碳量，Q_trq为液化天然气的含氢量，D_g为工业用电年消耗量，S_g为工业废气SO₂年排放量。

可选地，在计算城市植被年固碳量时，以土地利用类型和面积为基础，同时考虑碳素输入过程和土壤呼吸的碳素输出过程，计算城市区域内各种植被类型的固碳量。

城市植被年固碳量通过以下公式得出：

$NVC=\underset{i=1}{\overset{3}{\Σ}}\[({\mathrm{GT}}_i-{\mathrm{PT}}_i)\×S_i\]$

其中，NVC为城市植被年固碳量，GT_i为第i类植被类型单位面积年总固碳量，PT_i为第i类植被类型单位面积的土壤呼吸年碳排放量，S_i为第i类植被类型总面积，i为植被类型编号，i为正整数，城市植被类型包括：林地植被类型、草地植被类型、耕地植被类型。

可选地，在计算城市年排碳量时，以城市区域内人类主要的生产、生活活动所导致的年碳排放量为主体，涵盖人口呼吸释放的碳量、居民生活燃料碳释放量、交通运输燃料碳释放量、工业燃料碳释放量四大方面。

城市年排碳量通过以下公式得出：

城市年排碳量T_p为：

T_p＝T_r+T_rc+T_j+T_g

其中，城市人口年呼吸年排碳量T_r为：

T_r＝T_rmt×R×365×10^-3

城市居民日常生活能源年排碳量T_rc为：

T_rc＝T_mc+T_rq+T_d

其中，居民日常生活用煤年排碳量T_mc为：

T_mc＝M_rc×T_bz×B_c/t

居民日常生活燃气年排碳量T_rq为：

T_rq＝SYQ×T_syq×B_c/t

居民年生活用电总量折算标准煤量年排碳量T_d为：

T_d＝D_rc×X_dm×T_bz×B_c/t

城市交通年排碳量T_j为：

T_j＝RY_j×X_j×T_bz×B_c/t

工业燃料年排碳量T_g为：

T_g＝T_gm+T_gry+T_gsyq+T_gtrq+T_gd

工业煤炭燃烧年排碳量T_gm为：

T_gm＝M_gs×T_bz×B_c/t

工业燃料油年排碳量T_gry为：

T_gry＝RY_g×X_gym×T_bz×B_c/t

工业液化石油气年排碳量为T_gsyq为：

T_gsyq＝SYQ_g×T_syq×B_c/t工业液化天然气年排碳量T_gtrq为：

T_gtrq＝TRQ_g×T_trq×B_c/t

工业用电消耗量折算标准煤量年排碳量T_gd为：

T_gd＝D_g×X_dm×T_bz×B_c/t

其中，T_p为城市年排碳量，T_r为城市人口呼吸年排碳量，T_rc为城市居民日常生活能源年排碳量，T_j为城市交通年排碳量，T_g为工业能源年排碳量，T_rmt为每人每天碳释放量，R为城市人口数，T_mc为居民日常生活用煤年排碳量，T_rq为居民日常生活燃气年排碳量，T_d为居民年生活用电总量折算标准煤量年排碳量，M_rc为居民生活用煤炭年消费总量，T_bz为标准煤含碳量，B_c/t为CO₂与碳的分子量之比，SYQ为居民日常生活液化石油气年消耗量，T_syq为液化石油气含碳量，D_rc为居民年生活用电总量，X_dm为电力折算标准煤系数，RY_j为交通燃油年消耗量，X_j为交通燃料油折算标准系数，T_gm为工业煤炭燃烧年排碳量，T_gry为工业燃料油年排碳量，T_gsyq为工业液化石油气年排碳量，T_gtrq为工业液化天然气年排碳量，T_gd为工业用电消耗量折算标准煤量年排碳量，M_gs为工业煤炭年消费总量，RY_g为工业燃油年消耗量，X_gym为工业燃料油折算标准煤系数，SYQ_g为工业液化石油气年消耗量，TRQ_g为工业液化天然气年消耗量，T_trq为液化天然气的含碳量，D_g为工业用电年消耗量。

在进行计算上述的参量之前，需要进行相关数据的采集，其中有些可以根据已有的统计数据获得，对应城市植被类型节植被类型对应的植被面积可以通过以下方法获得：

利用遥感技术识别城市中的植被类型，并提取对应植被类型的植被面积。

需要说明的是：城市植被释氧生态功能指数用于反映城市植被的释氧生态服务功能状况，得出达到氧平衡条件下仍需要增加的城市植被面积；城市植被固碳生态功能指数用于反映城市植被的固碳生态服务功能状况，得出达到碳平衡条件下仍需要增加的城市植被面积。通过本发明实施例提供的一种城市植被的规划方法，根据城市植被释氧生态功能指数和城市植被固碳生态功能指数得出需要增加的植被面积，科学指导城市植被总体规划。

通过以上描述可见，本发明实施例具有如下的有益效果：

1、通过本发明实施例提供的一种城市植被的规划方法，根据城市植被年释氧量、城市年耗氧量、城市植被年固碳量、城市年排碳量得出城市植被释氧生态功能指数和城市植被固碳生态功能指数，通过城市植被释氧生态功能指数和城市植被固碳生态功能指数得出需要增加的植被面积，对城市的植被面积进行规划，使城市植被能够满足城市碳氧需求。

2、通过本发明实施例提供的一种城市植被的规划方法，利用遥感技术识别城市中的植被类型，并提取对应植被类型的植被面积，可以在大范围快速提取植被信息及相关生态服务功能的特点，在降低监测成本的同时，提高了监测结果的客观性，避免了传统人工调查方法的主观性及不确定性。在城市小区域尺度上，将植被景观空间分布格局与城市生态系统的碳氧循环过程进行耦合，应用碳氧平衡理论进行城市植被规划。

3、通过本发明实施例提供的一种城市植被的规划方法，在考虑植被生态服务功能的基础上，综合考虑城市发展和人口需求，引入人口、经济统计数据，归纳总结城市系统中各种人类行为引起的碳排放、氧消耗，有效实现了空间数据与传统统计数据的对接，从而科学评价一定区域内城市植被能否与当地人口和社会经济发展规模的最大容量相适应。

4、通过本发明实施例提供的一种城市植被的规划方法，以城市植被空间信息提取及其生态系统服务评估为基础，分析城市植被景观结构和布局，准确地掌握城市植被资源的动态发展趋势，并对城市植被资源进行空间配置与优化，在有限的城市土地资源上，实现城市植被的空间结构优化和合理的布局，使城市植被充分、高效地发挥其生态、社会和经济效益。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种城市植被的规划方法，其特征在于，所述方法包括：

根据城市植被年释氧量和城市年耗氧量得出城市植被释氧生态功能指数；

根据城市植被年固碳量和城市年排碳量得出城市植被固碳生态功能指数；

根据城市植被释氧生态功能指数和城市植被固碳生态功能指数得出需要增加的植被面积；

所述城市植被释氧生态功能指数X_y通过以下公式计算得出：

所述城市植被固碳生态功能指数X_t通过以下公式计算得出：

其中，X_y为城市植被释氧生态功能指数，NVO为城市植被年释氧量，Y_h为城市年耗氧量，X_t为城市植被固碳生态功能指数，NVC为城市植被年固碳量，T_p为城市年排碳量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据城市植被释氧生态功能指数和城市植被固碳生态功能指数得出需要增加的植被面积，具体包括：

当X_y大于等于1，且X_t大于等于1时，现有城市植被满足需求，植被面积不需要增加；

当X_y小于1，且X_t大于等于1时，现有城市植被释氧量小于氧气需求量，需要增加植被面积，通过以下公式得出需要增加的植被面积：

$Z_1\×C_1+Z_2\×C_2+Z_3\×C_3={\[1-e^{(X_y-1)}\]}^2\×\frac{{Y_h}^2}{{\mathrm{NVO}}^2};$

当X_y大于等于1，且X_t小于1时，现有城市植被固碳量小于二氧化碳排放量，需要增加植被面积，通过以下公式得出需要增加的植被面积：

$Z_1\×K_1+Z_2\×K_2+Z_3\×K_3={\[1-e^{(X_t-1)}\]}^2\×\frac{{T_p}^2}{{\mathrm{NVC}}^2};$

当X_y小于1，且X_t小于1时，现有城市植被释氧量和固碳量均无法满足生态服务功能需求，需要增加植被面积，通过以下公式得出需要增加的植被面积：

$Z_1\×C_1+Z_2\×C_2+Z_3\×C_3={\[1-e^{(X_y-1)}\]}^2\×\frac{{Y_h}^2}{{\mathrm{NVO}}^2};$

其中，X_y为城市植被释氧生态功能指数，NVO为城市植被年释氧量，Y_h为城市年耗氧量，X_t为城市植被固碳生态功能指数，NVC为城市植被年固碳量，T_p为城市年排碳量，Z₁为需要增加的林地植被类型面积，Z₂为需要增加的草地植被类型面积，Z₃为需要增加的耕地植被类型面积，C₁为林地植被类型的单位面积年净释氧量，C₂为草地植被类型的单位面积年净释氧量，C₃为耕地植被类型的单位面积年净释氧量，K₁为林地植被类型的单位面积年净固碳量，K₂为草地植被类型的单位面积年净固碳量，K₃为耕地植被类型的单位面积年净固碳量，其中，C₁，C₂，C₃，K₁，K₂，K₃为常数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述城市植被年释氧量通过以下公式计算得出：

所述城市植被年释氧量NVO为：

$NVO=\underset{i=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}\[({\mathrm{SY}}_i-{\mathrm{HY}}_i)\×S_i\]$

其中，NVO为城市植被年释氧量，SY_i为第i类植被类型单位面积年总释氧量，HY_i为第i类植被类型单位面积的土壤呼吸年耗氧量，S_i为第i类植被类型总面积，i为植被类型编号，i为正整数，城市植被类型包括：林地植被类型、草地植被类型、耕地植被类型。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述城市年耗氧量通过以下公式计算得出：

所述城市年耗氧量Y_h为：

Y_h＝Y_r+Y_rc+Y_w+Y_j+Y_g

其中，城市人口呼吸年耗氧量Y_r为：

Y_r＝Y_rmt×R×365×10^-3

城市居民日常生活能源年耗氧量Y_rc为：

Y_rc＝Y_mc+Y_rq+Y_d+Y_s

其中，居民日常生活燃煤年耗氧量Y_mc为：

Y_mc＝M_rc×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

居民日常生活燃气年耗氧量Y_rq为：

Y_rq＝SYQ×(T_syq×B_y/t+Q_syq×B_y/q)

居民年生活用电总量折算标准煤量耗氧量Y_d为：

Y_d＝D_rc×X_dm×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

居民日常生活能源SO₂年耗氧量Y_s为：

Ys＝S_P×R_O/SO2

城市生活污水处理年耗氧量Y_w为：

Y_w＝X_w×365×R×10^-6

城市交通能源年耗氧量Y_j为：

Y_j＝X_j×RY_j×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业能源年耗氧量Y_g为：

Y_g＝Y_gm+Y_gry+Y_gsyq+Y_gtrq+Y_gd+Y_gw+Y_gs

其中，工业煤炭燃烧年耗氧量Y_gm为：

Y_gm＝M_gs×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业燃料油年耗氧量Y_gry为：

Y_gry＝RY_g×X_gym×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业液化石油气年耗氧量Y_gsyq为：

Y_gsyq＝SYQ_g×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业液化天然气年耗氧量Y_gtrq为：

Y_gtrq＝TRQ_g×(T_trq×B_y/t+Q_trq×B_y/q)

工业用电年消耗量折算标准煤量耗氧量Y_gd为：

Y_gd＝D_g×X_dm×(T_bz×B_y/t+Q_bz×B_y/q)

工业废气SO₂年耗氧量Y_gs为：

Y_gs＝S_g×B_y/s

其中，Y_h为城市年耗氧量，Y_r为城市人口呼吸年耗氧量，Y_rc为城市居民日常生活能源年耗氧量，Y_w为城市生活污水处理年耗氧量，Y_j为城市交通能源年耗氧量，Y_g为工业能源年耗氧量，Y_rmt为每人每天的需氧量，R为城市人口数，Y_mc为居民日常生活燃煤年耗氧量，Y_rq为居民日常生活燃气年耗氧量，Y_d为居民年生活用电总量折算标准煤量年耗氧量，Y_s为居民日常生活能源SO₂年耗氧量，M_rc为居民生活用煤炭年消费总量，T_bz为标准煤含碳量，Q_bz为标准煤含氢量，B_y/t为氧/碳元素分子量比，B_y/q为氧/氢元素分子量比，SYQ为居民日常生活液化石油气年消耗量，T_syq为液化石油气含碳量，Q_syq为液化石油气含氢量，D_rc为居民年生活用电总量，X_dm为电力折算标准煤系数，S_p为居民生活能源SO₂年排放量，R_O/SO2为二氧化硫中的氧的分子量比例，B_y/s为O₂与SO₂分子量之比，X_w为城镇生活污水的COD产生系数，X_j为交通燃料油折算标准系数，RY_j为交通燃油年消耗量，Y_gm为工业煤炭燃烧年耗氧量，Y_gry为工业燃料油年耗氧量，Y_gsyq为工业液化石油气年耗氧量，Y_gtrq为工业液化天然气年耗氧量，Y_gd为工业用电年消耗量折算标准煤量耗氧量，Y_gw为工业废水COD年耗氧量，Y_gs为工业废气SO₂年耗氧量，M_gs为工业煤炭年消费总量，RY_g为工业燃油年消耗量，X_gym为工业燃料油折算标准煤系数，SYQ_g为工业液化石油气年消耗量，TRQ_g为工业液化天然气年消耗量，T_trq为液化天然气的含碳量，Q_trq为液化天然气的含氢量，D_g为工业用电年消耗量，S_g为工业废气SO₂年排放量。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述城市植被年固碳量通过以下公式得出：

$NVC=\underset{i=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}\[({\mathrm{GT}}_i-{\mathrm{PT}}_i)\×S_i\]$

其中，NVC为城市植被年固碳量，GT_i为第i类植被类型单位面积年总固碳量，PT_i为第i类植被类型单位面积的土壤呼吸年碳排放量，S_i为第i类植被类型总面积，i为植被类型编号，i为正整数，城市植被类型包括：林地植被类型、草地植被类型、耕地植被类型。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述城市年排碳量通过以下公式得出：

所述城市年排碳量T_p为：

T_p＝T_r+T_rc+T_j+T_g

其中，城市人口年呼吸年排碳量T_r为：

T_r＝T_rmt×R×365×10^-3

城市居民日常生活能源年排碳量T_rc为：

T_rc＝T_mc+T_rq+T_d

其中，居民日常生活用煤年排碳量T_mc为：

T_mc＝M_rc×T_bz×B_c/t

居民日常生活燃气年排碳量T_rq为：

T_rq＝SYQ×T_syq×B_c/t

居民年生活用电总量折算标准煤量年排碳量T_d为：

T_d＝D_rc×X_dm×T_bz×B_c/t

城市交通年排碳量T_j为：

T_j＝RY_j×X_j×T_bz×B_c/t

工业燃料年排碳量T_g为：

T_g＝T_gm+T_gry+T_gsyq+T_gtrq+T_gd

工业煤炭燃烧年排碳量T_gm为：

T_gm＝M_gs×T_bz×B_c/t

工业燃料油年排碳量T_gry为：

T_gry＝RY_g×X_gym×T_bz×B_c/t

工业液化石油气年排碳量为T_gsyq为：

T_gsyq＝SYQ_g×T_syq×B_c/t

工业液化天然气年排碳量T_gtrq为：

T_gtrq＝TRQ_g×T_trq×B_c/t

工业用电消耗量折算标准煤量年排碳量T_gd为：

T_gd＝D_g×X_dm×T_bz×B_c/t

其中，T_p为城市年排碳量，T_r为城市人口呼吸年排碳量，T_rc为城市居民日常生活能源年排碳量，T_j为城市交通年排碳量，T_g为工业能源年排碳量，T_rmt为每人每天碳释放量，R为城市人口数，T_mc为居民日常生活用煤年排碳量，T_rq为居民日常生活燃气年排碳量，T_d为居民年生活用电总量折算标准煤量年排碳量，M_rc为居民生活用煤炭年消费总量，T_bz为标准煤含碳量，B_c/t为CO₂与碳的分子量之比，SYQ为居民日常生活液化石油气年消耗量，T_syq为液化石油气含碳量，D_rc为居民年生活用电总量，X_dm为电力折算标准煤系数，RY_j为交通燃油年消耗量，X_j为交通燃料油折算标准系数，T_gm为工业煤炭燃烧年排碳量，T_gry为工业燃料油年排碳量，T_gsyq为工业液化石油气年排碳量，T_gtrq为工业液化天然气年排碳量，T_gd为工业用电消耗量折算标准煤量年排碳量，M_gs为工业煤炭年消费总量，RY_g为工业燃油年消耗量，X_gym为工业燃料油折算标准煤系数，SYQ_g为工业液化石油气年消耗量，TRQ_g为工业液化天然气年消耗量，T_trq为液化天然气的含碳量，D_g为工业用电年消耗量。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述C₁取值为22.57，所述C₂取值为7.72，所述C₃取值为7.24，所述K₁取值为30.58，所述K₂取值为10.65，所述K₃取值为12.53，其中，C₁，C₂，C₃，K₁，K₂，K₃的单位是吨每公顷每年。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据城市植被年释氧量和城市年耗氧量得出城市植被释氧生态功能指数，根据城市植被年固碳量和城市年排碳量得出城市植被固碳生态功能指数之前，进一步包括：

利用遥感技术识别城市中的植被类型，并提取对应植被类型的植被面积。