提高郑州城市森林生态效益的有效途径初探.doc

提高郑州城市森林生态效益的有效途径初探摘要简要地叙述了城市森林的概念和作用针对当前城市森林生态功能的不足现象分析了决定城市森林生态功能的主要因素并结合郑州的实际情况提出了一些改善的途径关键词郑州城市森林生态效益绿量生物多样性提高城市森林生态效益的必要性城市森林以树木为主体包括花草野生动物微生物组成的生物群落及其中的建筑设施结构单元包括草地花坛绿篱行道树林荫道小游园花园公园森林公园自然保护小区自然保护区片林林带各种纪念林古树名木风景区水源涵养林水土保持林及园林小品等各个单元有机结合通过许多生物学和人文过程加以联系最终构成了城市森林生态系统这一系统的乔灌草等要素通过各单元结构构成统一整体结构愈合理各部分之间相互作用就愈协调系统功能就能得到更充分的发挥从而达到最优化组合城市森林具有美化市容清洁空气清音防噪调节气温涵养水源防风固沙保护生物多样性维护生态平衡优化人居环境等多种重要而又不可替代的作用当前城市森林建设普遍存在着生态功能严重不足等问题主要表现在绿化覆盖率绿地率人均公共绿地及生态调节功能不足等方面郑州亦是如此年底郑州市提出了创建国家园林城市国家卫生城市国家环保模范城市全国文明城市四城联创目标对城市绿地建设提出了新的要求但是多年来郑州市绿化部门仍沿用的是传统城市绿地指标如绿地率绿化覆盖率等指标只注重了绿地的规模和面积特征却忽视了绿地形态分布类型结构等特征的重要性而对它们所发挥的生态效益研究更是不足因此如何在有限的土地资源内最大限度的发挥城市森林的使用功能和生态效益满足城市生态环境改善和提高居民生活质量的需求显得尤为重要这就要我们设法提高城市森林的生态效益从而改善人居环境使人与自然协调和谐发展实现可持续发展的战略目标城市森林生态效益高低的决定因素决定城市森林生态效益高低的主要因素有森林的绿量生态质量功能性位置生物多样性等绿量绿量是一个数量指标是指植物所有茎叶绿色素总和主要由叶面积指数和绿化三维量等指标来表示叶面积指数指树木植株树冠覆盖地面水平单位面积上的平均叶片总面积单位为绿化三维量指绿色植物所占空间体积相对于平面量三维量反映了城市森林的空间结构量值植物的生态效益值如吸收二氧化碳放出氧气量吸收粉尘及有毒气体量减消噪声量调节温湿度及小气候量值杀菌能力等均与绿量成正比据黄晓鸾等对上海合肥等城市的研究结果表明公园的相对绿量最高其次是校园和居住区不同结构绿地中混交乔木林的平均相对量最高乔灌草多层植被次之纯地被最低高低相差倍而其生态效益也是呈正比例变化另据陈自新等人对北京近郊实测研究得出的结论平均单位绿地面积上的生态效益值以公共绿地最高依次为专用绿地道路绿地居住区绿地其差异的主要原因有二一是绿地规模二是单位面积上的绿量提高绿量的办法有扩大种植面积即提高绿地率覆盖率达到一定规模扩大森林的空间体积和改善其空间结构以增加森林的绿化三维量等等扩大种植面积在市区常受到土地面积投资等诸多因素的限制但达到一定的规模却是使城市森林生态效益由量变转向质变的关键措施据科研结果表明单位城市森林对改善环境起作用的最小规模为没污染的城市里要维护空气中二氧化碳和氧气平衡人均至少要有草坪或树木城市林覆盖率达到时才具明显的改善大气质量和调节气候之作用可见合适的规模是一条质量分界线改变单纯草坪增加乔灌木层绿叶量向立体空间要绿量是一种既科学又经济的途径因为它不用增加用地面积也不用大量投资只要合理配置乔灌木由乔灌木的自然生长即可实现植物群落结构越复杂所占立体空间高度越大则其单位面积绿量和绿化三维量越高生态效益值也越高生态质量功能性同样绿量的不同植物群落其生态效益也存在着明显差别这是由于树种林种群落结构等不同而造成的这就是功能性差别例如按每平方米覆盖水平面积叶片吸收二氧化碳和放出氧气的量由大到小的排列顺序为木棉白兰石栗大叶榕细叶榕阴香红花羊蹄甲红花夹竹桃北京实测几种树种吸收二氧化硫的功能结果为每天净化二氧化硫量为一棵旱柳是杨树刺槐是日本测定大板市的多种树木含硫量吸硫能力最强的是落叶树常绿阔叶树次之针叶树最弱研究结果表明落叶树吸收氟化氢氮化物等有毒气体的能力是常绿树的倍我国在北京地区测定一些树种的单位体积蒙尘量桧柏刺槐抗氯性能强的有蜡梅大叶黄杨等中等的有小叶黄杨广玉兰等弱的有紫薇梅花山楂紫荆等不同植物群落的杀菌降低噪声等功能也不同这些都称为生态质量或功能性差别位置指植物群落离作用点如污染治理点居住区水源位置等的远近合适程度位置越近则生态作用越好例如在南方住房西面的一片森林其防晒降温功能随距离远近而变化离房子越远其功能越小在夏季有绿化植物覆盖的墙面室内温度比无覆盖者低科研结果表明屋顶绿化墙面阳台室内绿化对人居环境的生态作用十分明显因为它直接作用在室内外而与无绿化的室内生态质量有明显差别在有效范围内提高绿化程度可明显改善空气质量和防御风沙上海石化总厂是一个排放污染物很严重的单位但该厂在厂区和生活区都搞环保型人工植物群落在盐碱地占很大比重的海滨地上种植科种植物还引来多种野生动物使生活区大气质量达到国家一级标准工厂区大部分属二级标准生活区水域海水质量属国家二级标准环境清洁鸟语花香大气质量明显优于上海市区可见厂内森林不仅把污染在厂区内就地解决而且优化了环境使大气质量比上海市区还好又如北京地区的防护林广泛分布于河北省北部就能挡住来自北面的风沙可见位置的重要性位置越合适生态效益也越显著生物多样性生物多样性是人类赖以生存和发展的多种生命资源的总汇生物多样性保护分为遗传多样性物种多样性生态多样性三个层次保护和发展城市生物多样性对维持城市生态系统的平衡和环境的稳定具有关键性作用它是维护城市绿地系统的长期健康和持续活力保护系统生产力和可再生能力提高系统抗干扰能力从而达到提高城市森林绿地系统的抗风险能力和运行效率的需要保护了生物多样性动植物种群多结构复杂食物链越丰富物质和能量交换循环越快生态系统就越稳定其生态效益就越高如自然保护区的天然林动植物种类丰富结构稳定长期发挥良好的生态效益是动植物的乐园也是生物与自然协调和谐发展的典范在同一地块上混交林的生态效益明显优于纯林主要原因是生物多样性不同也说明生物多样性保护越好其生态功能越强所以在城市森林绿地建设中应将保护和恢复城市生物多样性放在优先地位提高城市森林生态效益的有效途径根据以上关于决定因素的分析结合郑州的实际情况初步总结出提高城市森林生态效益的关键途径是在市内提高森林的乔灌木层的绿叶量增加市区内草坪上的乔灌木种植量市区外发展城周森林提高覆盖率绿地率这是一种提高绿量的办法目前郑州的绿化覆盖率为绿地率为人均公共绿地面积离国家园林城市标准还有一些差距所以还有很大的潜力可挖在一些方面还需要改善一是合理分布公共绿地公共绿地主要包括公园绿化广场和街头绿地从郑州市绿地景观面积构成来看公共绿地面积最大其次为单位附属绿地再次是风景林地生产绿地和居住区绿地道路绿地面积也很少最小的是防护绿地虽然所占面积很大但分布极不均匀大多集中在金水区即城市的东北部这是由于在金水区有较多的省府机关公共绿地建设有领导重视所致从景观生态学的从斑块数量上看公共绿地这一景观类型斑块数量较少而面积较大大多呈片状分布通过这一特性合理分布公共绿地对城市整体的生态系统运行显得格外重要如可以把公园绿地体系的结构布局分为三个层次第一个层次由综合公园构成突出其规模效应和综合性第二个层次由专类公园构成突出内容的独特性第三个层次由社区公园带状公园和街旁绿地构成突出公园绿地均衡分布的基本要求结合郑州河流水系建设多条带状公园和散点式街旁绿地数量众多的带状公园社区公园和街旁绿地更便于居民日常休憩使用带状公园的特征是连续性和流动性社区公园和街旁游园的特点在于它的集结性它们之间的交融将形成城市中最平凡朴实但又亲切感人的绿色空间根据城市的用地特征规划在城市主要道路河流水渠地带及靠近市民生活区和公共活动区的城市道路两侧建多个带状公园并按米的服务半径均匀布置社区公园和街旁游园在金水河东风渠熊耳河建设滨河公园也可结合历史文化名城保护挖掘中原文化精髓在古城墙边建设商城遗址绿地等二是提高道路绿地率在近些年的建设中郑州市道路绿化取得了一定的成效许多路段的绿化甚至达到了一街一景如樱花烂漫的京广南路丁香一条街的陇海西路金海大道的广玉兰百日红一条街的郑汴路等营造了错落有致各具魅力的视觉效果行道树栽植上近年来在发展郑州优势树种悬铃木国槐的基础上又积极引进一些适合本地自然环境条件的行道树如劳动路的枫杨黄河迎宾路红专路和兴华南街的白蜡等均形成了不同的街道绿化特色同时为加快道路景观的形成年在经三路郑密路工人路郑汴路等试种了胸径在厘米以上的大树取得成功的基础上年在黄河迎宾路金水路等处又引进了厘米以上大树苗千余株做到了当年种树当年成景尽管取得了一些成就但目前道路绿地率不高的主要原因是道路规划重路轻绿全市余条道路绿地中除中原路建设路未来路三环路等少数道路绿地宽度在米以上其它道路绿地十分狭窄或没有绿地并且道路绿化模式较为简单设计植物结构过于单纯使绿地植物长势不强抗性差难以真正发挥道路绿地景观作用因此在未来的道路绿化建设中对新建道路可以主要栽植行道树不再设置分车带性质的花坛花带行道树视人行道的宽窄可栽植行或行以形成片林最好栽植时要注意适量配置耐荫的常绿树种这样郑州既可在春夏秋三季完全湮没在绿荫之下到了冬季又因有常绿树种也不缺少绿对现有的行道树和花坛花带并存的道路一是在花坛花带内补栽或改栽高大的乔木二是补栽行道树逐步进行调整乔木花灌木草坪交叉的多层次道路绿化格局是郑州市道路绿化的方向人行道上也可利用砖隙植草增加绿量三是完善城市防护绿地体系防护绿地是城市中具有卫生隔离和安全保护功能的绿地目前郑州市缺乏防护绿地仅有许多铁路湖泊沿河工业区与居住区之间中心组团与各组团之间重污染单位等尚未建起防护林带郑州市有着多年的城市发展过程和得天独厚的区域优势和水文条件迫切需要发展以铁路公路河流湖泊为主体的防护绿地体系一方面发挥组织城市空间的作用另一方面发挥其保护历史名城维持生态平衡的作用如未来可在对七里河熊耳河金水河等水系两侧建设防护绿地宽度控制在熊耳河近期建设两侧各宽的防护绿地远期建设两侧各的宽度控制卫生防护绿地宽度也控制在基本符合景观生态要求在铁路公路两旁建设防护绿地由城市绿地对外的十条放射性道路国道南北两个出口连霍高速东西两个出口金水路至中牟郑汴路机场高速郑密公路郑少高速郑上路沿线两侧布置景观防护林带沿京广陇海铁路线两侧建设不小于米的防护林绿地建设必须以植物造景为主大力发展城市森林见缝插绿尽量少做非植物景点把水面地面路面全绿化起来想方设法扩大绿量如对水岸水中进行绿化种植水生植物不仅增加了绿量且美化了风景在南方的一些城市里常见浓荫的乔木层下面是一片裸露的黄土地因为原来种植的草坪或灌木被日益浓荫的乔木遮荫而逐步死亡这是一种植物配置失误如果补种上一些耐荫植物如麦冬既可增加绿地率又可增加了绿量防止尘土飞扬大大提高生态效益发展立体绿化立体绿化是拓宽城市绿化空间的有效途径它通过利用介质物体的表面积向物体索取绿化空间以达到节约土地增加绿量改善人居环境质量提高生态质量美化生活环境的目的它的绿化应用形式分为墙面绿化屋顶绿化和阳台窗台的绿化等我国攀援植物资源丰富各地均有不少适宜垂直绿化的种类利用攀援植物进行垂直绿化非常适合我国的国情具有广阔的发展前途但是存在着植物应用种类贫乏的问题绝大多数尚处于野生状态如在北京地区一些观赏价值较高的野生植物如土贝母党参穿山龙山葡萄等尚处于养在深闺人未识的状态合理的筛选驯化这些野生攀援植物可以丰富立体绿化种类迅速提高绿化面积北方几种较好的木质藤本种间搭配有爬山虎常春藤爬山虎小叶扶芳藤紫薇凌霄凌霄络石或小叶扶芳藤黄木香蔷薇各变种蔷薇藤本月季不同花色品种墙面绿化可保护墙体结构和保持室内适宜温度湿度增加空气负离子减少粉尘和噪声据测定在夏季墙面绿化可使室内温度降低湿度增加大大提高了居住舒适度适用于墙面绿化的植物有爬山虎中华常春藤络石等屋顶绿化可缓解城市热岛效应在我国有极大潜力的可挖因为楼顶面积占整个城市面积的比重往往都很大有些城市可达城区的而目前我国的楼顶绿化却刚刚起步所以如果能把楼顶绿化起来就可大大提高绿化覆盖率和绿量从而改善人居环境质量此技术在西方发达国家颇为成熟与传统的把花园搬到楼上的做法不同它由隔离层蓄水层排水系统雨水收集系统合理配置的植物系统等构成如德国用几种十分耐旱不需浇水的草种矮种早熟禾向景天苔藓等种植草坪能承受各种恶劣天气且根部细小不伤房顶防水层能吸收悬浮的灰尘和空气有害颗粒起到天然过滤器作用所以对净化城市空气和降低室温等均十分有利屋顶绿化植物选择要求喜光耐旱耐瘠薄水平根系发达而根系较浅矮壮而叶小抗风抗寒力强如葡萄月季石榴金银花黄杨迎春火棘桃梅海棠牵牛茑萝马尼拉草麦冬结缕草狗牙根矮种早熟禾等上海市经过多年的屋顶绿化实践率先将此项工作通过立法来保证实施成都市对屋顶绿化实行政府拿钱补贴政策杭州市要求该市今后所有的新建建筑都必须进行屋顶绿化它将与主体建筑的设计施工验收同时进行国家也新规定了立体绿化可按一定比例折算成城市绿化面积郑州市目前还没有出台鼓励立体绿化的具体政策相信不久的将来立体绿化会越来越受到重视并将产生很好的社会和生态效益当前郑州立体绿化发展潜力非常大在参照其他城市有效措施的同时鼓励广大市民参与立体绿化作好室内阳台窗台和居住室的绿化使绿色植物更好地服务于人民增加乔灌木层绿叶量随着经济的发展和对外开放的扩大草坪发展越来越快甚至大有以草代树之势这是很不科学的从生态学角度考虑草坪对环境的改善作用特别是在吸收和固定大气中二氧化碳方面的作用与乔灌木相比要小得多虽给人以美感但绿量少生态功能弱从经济角度考虑草坪的建植及维护管理费用比树林高不利于生物多样性保护草坪层厚非常小而茂密森林层厚非常高绿量差别明显因此在规划建植城市森林时应适当规划草坪大小使草坪的绿化形式与其目的功能相结合在充分发挥植物本身功能的前提下应多造乔木混交林和乔灌草混交复层林改善植物空间结构向立体空间要绿量和效益根据生态学的竞争共生循环生态位群落等原理可把复层林优化配置把乔木灌木藤本草本植物配置在一个种群间互相协调的生物群落中有复合的季相和相宜的色彩具有不同生态特性的植物能各得其所能充分利用阳光空气土地空间养分水分等构成一个和谐有序的群落这种群落能达到生态上的科学性布局上的艺术性功能上的综合性经济上的合理性风格上的地方性最大限度地发挥生态社会和经济效益这种群落称之为生态森林因此在城市森林构建中结合郑州的气候土壤等自然地理条件对植物进行合理的选配植物选择植物选择应注意以下方面一符合自然地理条件任何一种植物只有在一定的自然地理环境中才能正常生长不适宜的气候土壤等条件导致植物生长不良甚至死亡因此应以郑州市的自然地理条件为依据尽可能选择对郑州地区的气候土壤适应性强易栽活的乡土树种作为城市绿地的骨干树种突出郑州的城市特色同时还可以适当选用适应郑州环境条件的外来树种以丰富郑州植物种类二美化城市景观郑州是全国历史文化名城旅游胜地更应注重对城市景观的美化选择植物时应选择树型优美遮荫面积较大季相变化明显色彩丰富符合美化要求的树种适合郑州种植具较强美化景观功能的植物种类比较多尤其是花灌木类如紫荆红叶李月季黄刺玫连翘珍珠梅榆叶梅凤尾兰碧桃石榴等还有一些树种如龙柏银杏架树合欢等若种植合理可以起到很好的美化效果三改善城市景观在工矿等污染地区选择植物时可针对性地选择抗污能力强的植物进行栽植郑州市环境污染比较严重是西区西区集中了电厂化肥厂橡胶厂等污染较强的企业东南区有农药厂卷烟厂等在对这些区域绿化时就选择侧柏苦楝刺槐臭椿白蜡等抗污吸污能力较强的树种植物配置植物配置方面要做到一因地制宜对不同类型绿地进行合理的植物配置是发挥城市绿地特定生态功能的关键公园小游园等要求活泼明快四季有景可赏在植物配置时除常绿及落叶的基调树种外还要选用一定数量的观赏花木种植一些宿根花卉并留一定数量的草坪寺院古迹公园等要求庄严肃穆应用常绿的松科和塔型的柏科植物成群种植在一起同样种植在城市污染源周围的防护林带其植物配置应以抗污吸污植物为主并按照一定的组合成片种植只有这样才能收到较好的效果二因时制宜由于植物的不断生长发育植物形态逐渐地改变城市绿地的景物特点也随时间的变化而变化因此植物配置时既要考虑目前的效果又要考虑长远的效果保护景观的相对稳定性这要求掌握好常绿与落叶乔木数量比例乔木与灌木种植数量的比例结合郑州实际比例依次应为充分考虑不同植物的花色花期叶色叶面枯荣期与结果期等植物周期的变化使之有机地配置达到景观所要求的四季常青三季有花的时间序列动态变化效果三因物制宜应充分考虑物种的生态学特性合理配置植物种类避免种间直接竞争使种间能互相补充既充分利用环境资源又能形成优美的景观只有这样才能形成结构合理功能健全种群稳定的复层群落结构此外配置时还应尽量提高植物群落的物种多样性多建复层群落少建或不建纯林以增强植物群落的稳定性据民意调查有的人比较喜欢乔灌草相结合的绿化形式的人认为花灌木绿化的效果比较好因此在建设绿地时应从人民群众生活需要出发适当调整乔灌草的比例以满足人民对绿色生活的渴望四提高植物景观多样性要从叶片的大小厚薄质地叶的色泽以及自然形态与整形结构对比等方面选择植物增加植物种类的丰富程度并辅以花架雕塑花池等园林建筑小品创造富于变化的绿化形式提高城市森林景观的可识别性还应该注意适当增加开花乔木灌木和草花的配合运用避免出现一年四季景色单调的缺憾力争做到季相变化分明景观变化多姿配置时不仅应注重平面形式更重要的是注意立面的形态变化与质量上的美感远近相结合错落有致提高环境的生物多样性和自然度丰富物种多样性增加空间异质性体现层次美并且通过植物和动物食物链的合理链接形成自然协调的生态系统有利于抵抗人为等外来因素的干扰从而实现城市森林的可持续发展绿化大环境发展城周森林与城区森林相比城周森林一般面积较大单位面积上的绿量也较大绿量总量是市区的几倍至几十倍所以其生态效益比市区森林大得多且城周森林的防风固沙涵养水源等方面的效益是市区森林无法比拟的由于历史原因城周森林的作用不受园林界重视但目前园林界有识之士已经认识到独立封闭有限的城区绿化已不足以形成改变城市生态环境的效益必须越出城区界限与城郊连成一体的大环境绿地方向迈进通过绿量景观的大规模组合在更大的空间范围内谋求人与环境进一步协调和谐的进展从而实现可持续发展战略在城周建设森林如在近郊片林和远郊大片森林的营造中可模拟天然植物群落根据当地的原始森林群落组成选择树种使当地群落的主要乡土树种得到明显表现尽可能模拟天然植物群落从而保证建成的城市森林绿地系统与外部环境达到最和谐的统一具有最强的生活力和稳定性因为自然群落特别是顶极群落不仅可以在无虫灾农药污染和低管理投入的条件下自我维持自我更新而且自然生产力及自然信息总量远远大于人工群落城市在引入自然群落机制时借鉴地带性群落的种类组成结构特点和演替规律利用演替理论快速恢复和重建当地潜在植被因地制宜地运用群落规律建立起从原生群落次生群落到人工群落的过渡体系用以协调城市开发与生态保护的多种关系森林对城市的防护作用是巨大的如年夏季东北和长江流域发生特大洪灾使几座城市受威胁损失惨重但以蚌阜地区为代表的淮河流域生态防护林在洪水中起到拦蓄水作用使该地区有水无灾北京天津市周围大面积的防护林使该地区风沙沙暴天数下降淡水将是未来许多城市或持续发展的瓶颈之一而利用森林蓄水是城市取水的最佳出路城周森林的生态作用日益显示出来对城周森林要保护第一开发第二扩大规模提高质量把生态效益放在首位把它们当作生态公益林来培育经营新森林法规定禁止砍伐生态公益林且设立森林生态效益补偿金制度这就为公益林的保护和利用提供了法律保证虽然在城周森林有很多的益处但也面临了许多的问题最为突出的就是建设土地与农民的问题由于笔者能力有限在此仅提出一种方案以供参考采取生态经济型森林模式提高农民收入来缓解土地与农民的矛盾一是选择一定比重的生态经济树种如枣树柿树等营造核心森林使生态治理和发展绿色产业相结合二是通过合理科学地选择和配置植物将苗木生产林果生产结合起来如林果林圃模式并按照苗林一体化的发展思路建设林木种苗花卉基地三是采取林牧林菜林药林禽等复合经营模式提高林地的直接和间接经济效益促进农民收入增长四是发展森林生态旅游引导农户发展以赏花摘果休闲体验农家乐趣为主的生态园拓展农户的发展空间保护生物多样性生物多样性是促进城市绿地自然化的基础也是提高绿地生态系统功能的前提为此城市绿化应恢复和重建城市生物多样性在城市森林绿地建设中保护和恢复城市生物多样性必须增加绿化面积增加绿化形式丰富园林植物物种组成加强植物群落中下层绿化注意绿化的连续性和整体性提高空间异质性为城市野生动物提供更多的栖息场所西方国家常以野生动物种类及数量来衡量城市绿地和生态环境质量这对我们也有借鉴意义整个城市森林规划和施工中要努力创造一个植物区和动物区系可以协调共处的稳定生境使动物植物各得其所共同发展建立各种保护区利用法律和法规保护野生动物和濒危动植物使物种消失的速度尽可能减少综上所述提高绿量是提高城市森林生态效益的关键乔灌草多层种植和立体绿化扩大城周森林是提高绿量的有效途径在提高绿量的同时注意生态质量规划合适位置就有望达到大幅度提高城市森林生态效益的目的参考文献孙冰粟娟谢左章城市林业的研究现状与前景南京林业大学学报黄晓鸾城市生存环境绿色量值群的研究中国园林陈自新等北京城市园林绿化生态效益的研究中国园林上海市绿化委员会生态园林论文续集上海园林杂志社郑州市绿化处汪敏张秀英明军建设生态园林合理发展草坪北京林业大学学报杨俊平景观生态绿化工程设计模式研究北京科学出版社俞孔坚景观可达性作为衡量城市绿地系统功能指标的评价方法与案例徐波郭竹梅王鹏大城市老城区绿地规划方法的探讨以郑州市老城区居民游憩绿地体系规划为例戴洪江苏省中小城市可持续发展的绿地系统研究王献溥崔国发城市绿化中的生物多样性保护问题北京林业大学学报