热带城市森林碳储量建模：基于i-Tree Eco与泛热带异速生长方程的吉大港实证研究

《Trees, Forests and People》：Modelling carbon stock in a tropical urban forest: Insights from i-Tree Eco and pantropical allometric equations in Chattogram City, Bangladesh

本研究聚焦快速城市化背景下热带城市森林碳汇功能，创新性结合i-Tree Eco模型与Chave/Brown方程，首次系统量化孟加拉国吉大港市碳储量（229,330-291,520 t C），揭示不同土地利用类型碳密度差异（7.57-52.57 t C ha-1），为热带城市气候韧性规划提供关键数据支撑。

　　

在全球气候变暖的严峻形势下，城市森林作为“自然碳汇”的重要性日益凸显。然而，热带地区快速扩张的城市化进程正不断挤压绿色空间——以孟加拉国吉大港为例，这座拥有320万人口的港口城市在1990-2020年间绿地覆盖率从68.34%锐减至36.51%，亟需科学评估其剩余植被的生态功能。现有研究多依赖遥感估算或温带地区模型，难以精准捕捉热带城市复杂的树种结构和生长特性，而这项发表于《Trees, Forests and People》的研究首次将国际通用的i-Tree Eco模型与泛热带生物量方程相结合，为热带城市碳核算提供了方法论突破。

研究团队在2023年采用分层随机抽样法，对吉大港三个典型区域（原生林地、建筑区伴生林、其他绿地）的208个样方（总面积8.4公顷）展开系统调查，测量了1616棵树木的胸径（DBH）、树高、冠幅等12项指标。技术方法上，主要运用i-Tree Eco模型（整合物种特异性生长方程）与Chave(2014)、Brown(1989)两种泛热带异速生长方程进行交叉验证，通过激光测距仪、GPS定位等设备确保数据精度，并采用Shannon指数、Simpson指数等评估生物多样性。

3.1 林分结构特征 数据显示城市森林呈现高度异质性：原生林地（Trees区）以柚木（Tectona grandis）为主，平均胸径16.37 cm、密度560株/公顷，显著高于建筑区（13.46 cm, 170株/公顷）；136个树种中芒果（Mangifera indica）数量最多，但雨树（Albizia saman）因个体巨大贡献了最高单株碳储量。

3.2 碳密度分布规律 直径17-32 cm、树高9-13 m的树木贡献了最大碳密度（4.06-5.41 t C ha^-1），印证“中等规格树木为碳汇主力”的生态规律。三种模型估算结果存在梯度差异：i-Tree Eco因应用0.8修正系数（补偿城市树木生长受限），碳密度（14.63 t C ha^-1）较Chave方程（17.68 t C ha^-1）低16.6%，较Brown方程（18.75 t C ha^-1）低21.3%。

3.3 物种碳汇贡献 11个优势种（占总数56%）承担了60.1%的碳汇功能，其中雨树单株碳储达21-24 t C，而高密度种植的芒果因个体较小，单位面积碳汇效率仅为雨树的1/3。物种多样性（Shannon指数3.82）与碳密度呈正相关（ρ=0.72），但结构参数（胸径、树高、断面积）影响更为显著。

3.4 碳储量与固碳潜力 全市年固碳量33,240 t CO₂，相当于吸收1.8万辆私家车年排放量。原生林地固碳密度（7.49 t ha^-1yr^-1）是建筑区的4.3倍，凸显保护完整林地的紧迫性。

3.5 模型验证与局限性 统计检验显示i-Tree Eco与泛热带方程差异多不显著（p≥0.05），但单尾检验发现其对Brown方程存在系统性低估（p=0.04），反映温带模型在热带应用时需本土化校准。

研究结论指出，吉大港城市森林碳储量（229,330-291,520 t C）虽仅占全国排放量的0.039%，但其“单位面积效率”对热带城市具有示范意义——原生林地碳密度（41.26-52.57 t C ha^-1）达到区域平均水平的45%，证明科学管理可显著提升城市生态韧性。作者Rajasree Nandi与Mohammed Jashimuddin强调，未来应优先保护大规格树木、优化建筑区树种配置，并建立本土化生物量方程数据库，为《孟加拉国三角洲计划2100》提供精准的碳汇决策依据。