双碳战略下园林绿化废弃物资源化利用探究

双碳战略下园林绿化废弃物资源化利用探究

 

摘要：园林绿化作为城市生态系统的重要组成部分，其废弃物处理与资源化利用对实现碳减排和碳增汇具有重要意义。从园林绿化废弃物资源化利用形式入手，探讨了园林绿化废弃物在“双碳”战略下的资源化利用路径，以期推动园林绿化废弃物资源化利用的产业化、规模化发展，为实现“双碳”战略目标贡献力量。

 

在全球气候变化日益严峻的背景下，“双碳”战略，即碳达峰碳中和目标，已成为我国推动经济社会绿色低碳转型的核心战略之一[1]。在这一战略框架下，如何实现资源的高效利用、减少碳排放、提升碳汇能力，是当前面临的重要课题。而园林绿化废弃物的资源化利用正是实现这一目标的重要途径之一。

 

1园林绿化废弃物资源化利用对“双碳”战略的意义

 

园林绿化废弃物主要包括修剪的枝条、落叶、草屑及其他植物残体，这些废弃物若未得到科学处理，不仅会占用大量土地资源，甚至可能因不当堆积或直接焚烧而造成甲烷和二氧化碳等温室气体的大量释放，进一步加剧碳排放[2]。通过科学的资源化利用，可将这些废弃物转化为有机肥料、饲料、生物燃料或工程材料，从而在减少碳排放的同时，实现碳资源的再循环利用。从减排角度看，通过堆肥、燃料化等方式，可减少废弃物在自然降解或焚烧过程中的温室气体排放，同时替代部分化石能源，从源头降低二氧化碳的排放总量[3]。从碳汇增加的角度来看，园林绿化废弃物经过堆肥处理后可转化为高效的有机肥料，能改善土壤质量，提高植被生长能力，增强城市绿地的固碳功能[4]。

 

2园林绿化废弃物资源化利用形式

 

2.1堆肥利用

 

园林绿化废弃物堆肥利用是将有机物质转化为稳定的腐殖质的过程[5]。堆肥前先对园林绿化废弃物进行预处理（破碎、分拣、混合），优化物料的物理特性和化学组成，提高堆肥效率。破碎处理可减小物料粒径，增大表面积，有利于微生物附着和分解；分拣则是去除其中的惰性物质和杂质（如塑料、金属和石块等）的过程，避免对堆肥过程产生不利影响；混合则是将不同类型的有机废弃物按一定比例均匀混合，调节碳氮比、水分含量和pH值等关键参数，为微生物生长创造适宜的环境。然后将预处理后的物料堆积成条垛或置于堆肥反应器中，进入堆肥的主体阶段。堆肥过程可分为高温期、降温期和腐熟期3个阶段。在高温期，易分解的有机物在好氧微生物的作用下迅速分解，释放大量热能，使堆体温度升高至55~70℃。通过高温杀灭病原菌、虫卵和杂草种子，实现堆肥的无害化，同时加速有机物的分解速率。

 

 

在降温期，随着易分解有机物的减少，微生物活性逐渐降低，堆体温度也随之下降。此时，难分解的有机物如纤维素、木质素等开始缓慢分解，腐殖质逐渐形成。腐熟期是堆肥的最后阶段，堆体温度接近环境温度，有机物分解基本完成，腐殖质含量达到稳定水平。此时的堆肥产物多呈深褐色，具有疏松多孔的结构和泥土的气味，可作为优质的有机肥料应用于园林绿化、农业生产等领域（图1）。

 

2.2饲料化利用

 

园林绿化废弃物饲料化利用的核心在于将其转化为可被动物采食和消化的饲料资源，从而替代部分传统饲料，实现资源循环利用。这一过程的关键在于对废弃物进行适当的预处理和加工，以提高其营养价值和适口性（图2）。首先，筛选和分类园林绿化废弃物，去除其中的杂质、木质化程度过高的枝干及可能含有毒害物质的组分，如夹竹桃、漆树等植物的枝叶。用于饲料化的废弃物应富含蛋白质、碳水化合物、维生素和矿物质等营养成分，如刺槐、桑、榆、松等均具有一定的饲用价值。其次，预处理是饲料化利用的重要环节，主要目的是改善废弃物的物理和化学性质，提高其消化率和适口性。常用的预处理方法包括物理方法、化学方法和生物方法。物理方法主要包括粉碎、揉搓、压制等，通过减小颗粒大小、破坏细胞壁等方式，提高废弃物的可消化性。

化学方法则利用酸、碱、氧化剂等化学试剂处理废弃物，以降解纤维素、半纤维素等难降解成分，提高营养物质的利用率。但化学方法可能存在残留有害物质的风险，在实际应用中对加工单位要求较高，多为工厂化生产。生物方法是近年来备受关注的一种预处理技术，主要利用微生物发酵作用，将废弃物中的复杂有机物转化为易于动物消化吸收的简单物质，还能提高饲料的蛋白质含量和适口性。常用的生物方法包括青贮、黄贮、微生物菌剂发酵等。青贮是将新鲜的园林绿化废弃物在厌氧条件下进行发酵，使其保持较高的营养价值和水分含量；黄贮则是将废弃物晾晒至半干状态后进行发酵，适用于水分含量较高的物料；微生物菌剂发酵则是向废弃物中添加特定的微生物菌剂，通过微生物的代谢活动改善饲料品质。经过预处理的园林绿化废弃物可直接饲喂草食动物，如牛、羊、兔等，也可作为配制饲料的原料，与其他饲料成分混合后饲喂家禽、猪等动物。

 

2.3燃料化利用

 

园林绿化废弃物燃料化利用的核心在于将其蕴含的生物质能转化为可直接利用的燃料，以替代或部分替代传统的化石燃料，从而减少碳排放，助力“双碳”目标的实现。废弃物转化主要包括固体燃料、液体燃料和气体燃料3种形式。

 

2.3.1固体燃料。固体燃料的制备主要通过物理方法将园林绿化废弃物进行干燥、粉碎、成型等处理，制成生物质颗粒、生物质压块等。具体而言，将修剪下来的枝条、树干等木质废弃物进行破碎，使其粒径达到一定要求，然后通过干燥降低水分含量，提高燃烧效率。干燥后的物料可直接作为燃料使用，也可通过压制设备将其压缩成高密度的颗粒或压块，便于储存和运输。生物质固体燃料具有来源广泛、成本较低、燃烧性能良好等优点，可广泛应用于工业锅炉、居民取暖、发电等领域。需要注意的是，生物质固体燃料的能量密度相对较低，燃烧过程中会产生一定的烟尘和灰渣，需要配套相应的除尘和灰渣处理设施。

 

2.3.2液体燃料。液体燃料的制备主要通过热化学转化或生物化学转化方法将园林绿化废弃物中的纤维素、半纤维素等转化为生物油或生物乙醇等。热化学转化方法包括热解、液化等，通过在高温、缺氧条件下将废弃物中的有机质分解为液体燃料。生物化学转化方法则主要利用微生物发酵作用，将废弃物中的糖类转化为乙醇等液体燃料。生物液体燃料具有能量密度高、易于储存和运输、燃烧清洁等优点，可作为替代石油燃料的潜在选择。目前，生物液体燃料的生产成本相对较高，技术成熟度有待提高，大规模应用仍面临一定挑战。

 

2.3.3气体燃料。气体燃料的制备主要通过厌氧消化、热解气化等方法，将园林绿化废弃物中的有机质转化为沼气、生物质燃气等。厌氧消化是指在无氧条件下，利用微生物将废弃物中的有机物分解为甲烷和二氧化碳等气体混合物，即沼气。沼气可直接用于燃烧发电、供暖，也可提纯后作为车用燃料。热解气化是指在高温、缺氧或少量氧气条件下，将废弃物中的有机质转化为一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体混合物，即生物质燃气。生物质燃气可用于工业生产、居民生活等领域。气体燃料的制备和利用具有较高的能源转化效率和环境效益，是园林绿化废弃物燃料化利用的重要方向。然而，气体燃料的收集、储存和输送需要一定的技术和设备投入，沼气发酵过程的稳定性也需要严格控制。

 

2.4材料化利用

 

园林绿化废弃物材料化利用是将废弃物经过处理加工，转化为具有一定功能和价值的材料，以替代或部分替代传统材料，实现资源循环利用。例如，将木质废弃物破碎、粉碎后，可制成木塑复合材料、人造板材、园林铺装材料等；将竹类废弃物加工后，可制成竹编工艺品、竹制家具等；将落叶、草屑等粉碎后，可作为栽培基质、土壤改良剂等。材料化利用能减少废弃物处置量，还能节约资源、降低成本，具有良好的经济和环境效益。

 

2.5景观化利用

 

 

园林绿化废弃物景观化利用是将废弃物巧妙地融入园林景观设计中，使其成为具有观赏价值的景观元素（图3）。例如，将修剪下来的枝条、树干等经过艺术加工，制成雕塑、栅栏、座椅等园林小品；将落叶、草屑等堆肥后，可用于花坛、树池的覆盖，既美观又能保墒；将大型木质废弃物，如树桩、树根等，经过防腐处理后，可作为自然式景观的组成部分。景观化利用能赋予废弃物新的生命，还能丰富园林景观的层次和内涵，体现生态、环保的设计理念。

 

2.6用作地表覆盖物

 

园林绿化废弃物直接用作地表覆盖物是一种生态友好且经济高效的资源化利用方式。该方法主要是将修剪下来的枝叶、树皮、木屑、草屑等有机废弃物经过适当处理后，直接铺设于裸露土壤表面、树木根部或花坛周围，以达到抑制杂草生长、保持土壤水分、调节土壤温度、防止土壤侵蚀、改善土壤肥力及美化景观等多重效果。首先进行预处理，对于较大的枝条，将其粉碎成小块或木屑，以便于铺设和分解。对于草屑和落叶，可直接使用，但应避免使用带有病虫害或杂草种子的材料。铺设时，应根据覆盖区域的大小和覆盖目的，控制覆盖物的厚度，一般为5~10cm。地表覆盖物能有效调节土壤温度。在夏季，覆盖层可阻挡阳光直射，降低土壤温度，减少水分蒸发，为植物根系创造凉爽湿润的环境；在冬季，覆盖层可起到保温作用，减缓土壤温度下降，保护植物根系免受冻害。同时，覆盖层还能减少雨水对土壤的直接冲刷，防止土壤侵蚀，保护土壤结构。

 

3结语

 

园林绿化废弃物不仅具有较高的资源化利用价值，而且在减缓气候变化、改善生态环境方面具有显著潜力。在“双碳”战略目标驱动下，园林绿化废弃物的资源化利用已成为推动城市绿色发展、实现资源循环利用的重要环节。通过堆肥、饲料化、燃料化、材料化、景观化以及地表覆盖物等多种途径，可将废弃物转化为肥料、饲料、燃料、材料等多种资源，从而实现废弃物的减量化、资源化和无害化。然而，园林绿化废弃物资源化利用仍面临技术、经济、管理等多方面的挑战，如预处理成本较高、产品附加值较低、市场推广难度较大等。未来，应进一步加强技术研发和创新，优化资源化利用模式，完善政策法规和标准体系，加大宣传推广力度，提高公众参与度，推动园林绿化废弃物资源化利用的产业化、规模化发展，为实现“双碳”战略目标贡献力量。