城市绿地的生态功能范文

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第1篇

关键词 城市绿地；生态；评价体系；研究

中图分类号 X826 文献标识码 A

文章编号 1002-2104(2012)04-0067-05 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.04.013

生态系统功能主要分为对内和对外两种功能，对内功能是生态系统维持自身运转的能力对外功能是为人类和其他动物提供服务的功能，其中维持自身运转功能包括物质循环、能量流动、信息传递和演替过程等。随着城市化的快速推进和对高质量城市人居生活的强烈要求，城市绿地承担着越来越多的生态功能、景观美化功能和经济社会功能。在对城市绿地生态系统评价研究中人们关注焦点主要集中在城市绿地为人类提供的生态服务功能，而忽视绿地自身运转功能；评价体系的设置也过多依赖于数量指标，同时，未能借助指标对绿地结构合理性、功能状况、质量高低等问题进行科学评价。高估了城市绿地生态功能，影响城市绿地规划、建设和管理。

1 城市绿地生态系统评价忽略的几个问题

1.1 绿地数量和面积与生态功能的关系

1993年11月国家建设部颁布《城市绿化规划建设指标的规定》，确定以城市人均公园绿地面积、城市绿化覆盖率和城市绿地率等3大指标为城市绿地评价的主要指标。建设部2002年颁布的《城市园林绿地分类标准》（GJJ/T85―2002）和2010年颁布的《国家园林城市标准》、《城市园林绿化评价标准》（GB/T50563-2010）中，建成区绿地率、建成区绿化覆盖率、人均公园绿地面积、公园绿地面积等数量指标是城市绿地评价考核的重点。导致各级部门将完成数量指标看作是绿地建设管理的重要任务，公众也误认为绿地数量越多、面积越大、人均越多，城市绿地生态功能越好，一味追求数量指标，而忽视了绿地质量建设。在目前城市绿化建设用地极为有限、城市人口迅速增加、园林绿化设计和建设滞后的情况下，通过扩大绿地面积来提高城市绿地覆盖率，必然会带来造假行为或歪曲绿地建设实质。

1.2 人工绿地生态系统与自然生态系统生态功能的差异

通常情况下，城市绿地生态功能效益评价指标和参考标准直接来源于研究人员多年对自然生态研究的结果，但忽略了人工绿地生态系统与自然状态下的绿地具有一定的差异性，因此城市绿地的生态功能经常被人们高估。在对自然生境与人工生境中鸟类的种类、数量及鸟类群落研究中发现，人工生境中鸟类物种数及密度显著低于自然生境，人类活动所造成的生境改变对鸟类多样性有不利影响［1］。在选取物种多样性指数对黄土丘陵区主要天然及人工群落物种多样性进行的研究中，天然植物群落物种丰富度、多样性指数均高于人为干预的人工植物群落［2］。城市绿地在涵养水源、防风固沙、保持水土、维持生物多样性等方面的效果都不如自然植被，甚至某些生态功能面临缺失的危险。

1.3 对城市绿地特殊生存环境和后期科学管护的忽视

城市建筑、道路、管道等基础设施的修建，改变了城市地下地质结构，破坏了绿地的径流和根系统，增加了土壤侵蚀速度。城市热岛效应形成小气候，影响城区温度、湿度。大气悬浮物和氮氧化物等有害气体会干扰或破坏植被的呼吸和蒸腾功能。城市污水，超出绿地净化速度和能力。城市的噪音、夜晚照明扰乱植被的新陈代谢，加快植被衰老和枯萎速度，阻碍对营养物质的吸收。城市特殊的地表和环境特征，改变了绿地生态机体生存条件，对绿地健康构成较大威胁。

很多情况下，对园林绿地的管理只限于移栽、浇水、修剪等基本护理，而少有林业、土壤、生态等专业人员参与研究、实验和改良。以致城市绿地对人工形成依赖，失去生态系统的自然特性、生命机能容易扰，能量自给能力、抵抗自然灾害和病虫害的能力降低。

1.4 重视城市绿地功能和价值，忽视建设和管护成本

铺设大面积的观赏性草坪再栽种一些灌木是目前城市绿地建设的普遍做法，简单而又方便管护。为了保持草坪的整洁和清新，需要定期进行修剪、使用大量杀虫剂、不停地用水龙头进行浇灌。设置花台和盆栽是美化城市风貌的新渠道，由于植被只能在薄薄的土层中和狭小的土壤空间生长，土壤失去了涵养水源的功能、缺少有机物质成分和微生物活动，不能维持水分、营养的供给，需要定期浇水、施肥、修剪、移栽等保育措施才能维持其生存状况。

在城市地标、高档住宅小区设计和建设中，投入大量人财物引进或者移栽一些名贵树种、古树或建设整齐划一园林绿化工程，大多数情况下并未取得预期的效果。植物具有群落性特征，仅仅一棵或者是少数几株树种无法发挥其生态、景观效益，还会导致树种的水土不服。过分注重景观性或者过分依赖于人工来建设城市绿地是一种极不经济的行为，花费了大量的人财物力，建设成本较大，生态功能不稳定，发挥的景观效益也非常短暂、有限。

1.5 绿地建设的内涵在城市园林绿化中被曲解

城市园林绿化是以生态学、城市规划、风景园林等专业原理为指导，以人工培育的绿色植被群落为主体，通过对城市一定规模的绿地生态系统进行改造，并添加文化和艺术内涵综合构成的具有生态、景观、文化等功能的城市绿色空间系统，是一个对城市人居生态环境改善，促进城市社会、经济和环境协调可持续发展的一种方法和过程。绿地不再局限于单纯的绿化功能空间，而是从区域自然生态、人工生态与环境保护以及建设的角度组织绿地与生态要素体系［3］。

绿地作为城市园林绿化建设的重要内容，绿地首要的功能应当是维持城市生态平衡，强调一定地域范围内的植物种类情况及其相互间的关系，而非仅仅是视觉上的“绿化”。将绿地建设误以为在一块草坪上配植几株灌木，误认为绿地建设就是绿化，误认为有了绿色就会发挥生态效益；有时候把景观与绿地的概念混淆或轻重颠倒，这样既没有很好发挥城市绿地的生态功能，又缺乏景观特色，在很大程度上曲解了绿地建设的内涵。

2 城市绿地生态系统综合评价体系构建原则

2.1 整体性

各种形式的生态系统服务之间形成了多种相互关联的模式，例如气体成分的调节伴随着气候调节，水分调节与土壤保持相依存，水分调节与土壤肥力保持和食品生产功能相关联，同时生态系统服务功能发挥还与周边环境以及人们的感知认识紧紧相关。城市绿地作为一个有机整体，在指标和样本选取时不能将中心城区与郊区分开，也不能将公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地和其他绿地区别对待，在评价内容选取时全面考虑绿地自身、绿地与生存环境之间、以及公众对绿地感知认识的综合。

2.2 前瞻性

评价体系的构建既要反映城市绿地的现状，也要通过建立资源、经济、社会和环境各要素之间的关系，借以指示城市绿地未来的发展趋向。例如，随着城市面积增加、人口增多，加上城市生活水平提高以及多元化追求和个性化的人居环境需求，城市绿地被赋予了越来越多的功能期望。评价体系对于绿地设计和建设具有导向功能，提前预测和推算未来发展趋势，可以更好地满足未来各项需求。

2.3 简单和可操作

评价指标的概念需具体和明确，易测易得，数据应便于统计和计算，且有足够的数据量。指标的设计应以相关部门和研究机构的标准以及研究成果为参考，得出的结果也便于被采纳。

2.4 相关性

城市绿地作为一个有机生态系统，各个部分之间具有较强的相互联系，在指标选取时应当考虑指标之间具有较强的相关性，指标之间能够相互应证和补充。同时，指标要具有针对性，与绿地某一特征和实际情况有较强的关联，能反映绿地质量、数量、功能和结构关系。

2.5 便于比较

城市绿地受到地理条件、经济发展水平以及城市建设与管理等影响，不同类型城市评价指标体系构建应既要有个性特征还应具有共性，各项评价指标应具有明确的含义和统一的测算标准，尤其是在设计主观层次的问题时，在问题程度上拉开距离，这样便于将国内外、不同地理环境、不同类型城市之间的评价结果作比较。

3 城市绿地生态系统综合评价体系构建

生存环境的优良性、绿地自身的健康是确保城市绿地各项功能充分发挥的前提，而居民的感知认识是绿地是否能有效满足公众需求的重要测评标准。将这三方面与传统绿地生态系统服务功能评价相结合作为新的研究视角，综合构建城市绿地生态系统功能评价体系，这样的研究还不多见。

参照一些学者对城市绿地生态系统评价指标的研究［4-5,9,12］，根据《城市园林绿化评价标准》（GB/T50563-2010）和国家园林城市标准，选择其中一些指标，增加一些来自林业、生物、生态等学科当中能反应绿地生存环境、绿地自身健康状况的指标，构建新的城市绿地生态系统评价体系框架（图1）。

图1 城市绿地生态系统评价体系

Fig.1 The evaluation system of urban green space

3.1 生存环境优良性

3.1.1 城市小气候

城市小气候又称为微气候，主要受到城市人动的影响形成热岛效应，改变了局部区域的温度、湿度、光照、降水、风等条件。这些条件是否改变了当地常年平均水平或者能否满足城市绿地生长发育，需要设计针对性的指标来考证和研究。

3.1.2 水

城市地表水、浅层地下水是绿地生长的直接水源，需要有指标来测量绿地用水的数量及受污染状况、矿物元素含量、酸碱程度等显示城市水体质量的指标。例如可以选取地表水各类水质比率指标，或者直接对绿地地表水进行测验来确定。

3.1.3 大气

汽车、工厂、家庭厨房以及建筑施工，产生了污染大气环境的CH4、H2S、CO、SO2、NO2、O3等有害气体和颗粒物，影响绿地植被呼吸、蒸腾，污染物跟随降雨到达地面，腐蚀根系、影响植被生长。因此，需要对城市大气中气体成分和含量，尤其是有毒成分进行计量和监测，选择用年空气污染指数小于或等于100的天数等类似指标来综合测算。

3.1.4 土壤（土地能力）

城市绿地的土壤主要来源于建筑垃圾、建设开挖的深土层，而绿地中的树叶和杂草在管护中被清扫干净，土壤当中缺乏有机质和分解有机质的微生物、动物。因此，通过考察土壤结构、土壤有机和无机成分、土壤酸碱度、土壤封盖度、土壤退化程度和土地生产潜力等指标来测量绿地土壤能力。土壤中的生物和动物对土壤的形成、发育、物质循环、肥力演变等有较大影响，有助于指导科学栽培、施肥、灌溉、排水和施用农药等，改善土壤质量。因此，为了衡量绿地生存环境优良状况，还需要有测量土壤中微生物、动物等情况的指标。

3.2 绿地健康状况

运用生态系统健康理论与相关指标对城市绿地生态系统进行评价和分析，动态地揭示绿地系统的现状和变化趋势，为城市绿地生态系统的科学管理和可持续发展提供科学依据。绿地生态系统的健康性主要包括系统的整合性、稳定性和可持续性，本文从群落结构、生物多样性、建设与管理水平和绿地能力等四方面来衡量绿地的健康状况。

3.2.1 群落结构

若仅注重观赏价值和成本，栽培整齐划一的树种或者是仅仅栽种少数品种植被，造成树木的种类、年龄、层级、高度等趋向一致，极易出现水土流失、地力衰退等不良生态后果，也易发生森林火灾和病虫害问题。

群落的稳定性主要看是否满足各构成组分的生态习性；受环境污染危害的程度可以通过观测植物高生长，叶片选择和叶子是否正常生长，以及成片树木的叶子变黄或濒临死亡来判断；树木病虫害情况也可通过观测来完成［6］。城市绿地群落结构的考察指标主要有四类［7］：植物群落水平结构（群落密度、覆盖度 ）、植物群落垂直结构（乔灌草比例、层片值、叶面积综合指数）、树种组成结构指标（树种多样性、自然度）、树木年龄结构指标（速生慢生比、胸径结构）。

3.2.2 生物多样性

只有品种多样化才有生物多样性，只有生物多样性才有生态稳定性，只有绿地生态系统稳定，才能保持系统整体健康性并对有害生物保持较强的抵抗力。在对橡胶园和茶树种植园研究表明,随着种类增加，层次复杂加大，系统在生物量及生产力上均有明显增加，随着结构的复杂化加大，相对湿度也随着增加,最高温度降低,最低温度升高, 风速减少，土壤流失明显减少，对低温风害的抵抗力加强［8］。城市绿地生物多样性的研究包括了遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和近年研究得较多的景观多样性等领域［9］。绿地生物多样性测量可选取的指标主要有：植物种类多样性、常绿植物与落叶植物比、乔木与灌木比、植被丰度、土壤中生物种类和单位生物量、公园内虫鸟种类和出现频率、乡土树种比率。

3.2.3 建设与管理水平

根据《城市园林绿化评价标准》（GB/T50563-2010），选取综合管理、建设管控中主要指标。（1）综合管理：城市园林绿化维护专项资金、城市园林绿化科研能力、城市园林绿化管理信息技术应用。（2）建设管控：公园管理规范化率、古树名树保护率、节约型绿地建设率、立体绿化推广率、公园绿地应急避险成所实施率、城市园林绿化管护力度即肥料的种类、施肥的保证率、树木和草坪的修剪及时性、防治病虫害农药的种类、灌溉水保证率和灌溉方式以及灌溉量等。

3.2.4 绿地能力

一是植被生长能力，它包括植被平均寿命、新增绿地存活率、林木平均生长率、乔灌木根系延伸范围，二是受损弃置生态与景观恢复率，三是植被的适应性，包括树种的适宜性、植物生长发育状况、病虫害的发生情况等。

3.3 绿地综合效益评价

城市绿地系统综合效益是生态效益、经济效益、景观效益、社会效益的统一体，唯有兼顾四者，协调四者之间的关系才能真正实现城市绿地系统功能发挥。在构建绿地综合效益评价指标体系时，采用六个分类［10］。

3.3.1 生态功能

绿地系统连续性、绿地到达便利程度、绿地廊道宽度与联通性、绿地板块形状和面积、绿地空间景观多样性。

3.3.2 结构形态

吸收二氧化碳释放出氧气状况、吸收有毒气体净化空气状况、滞尘状况、防止噪声、调节气候温度状况、涵养水源蓄水保土状况。

3.3.3 经济效益

城市绿地与周边或外界绿地的关系、城市绿地的区位、绿地空间的绿地及其他用地比例、绿地空间郁闭程度。

3.3.4 生态过程

苗木产值或增益值、经济林木比例、公园和风景区经营收入。

3.3.5 景观效益

古树名木保护和园林文化生态价值、绿视率、绿地对视线的抗干扰程度、园林游览观赏效应。

3.3.6 规划定量

绿地面积或人均绿地面积、公共绿地面积或人均公共绿地面积、绿地率、复层绿色量或人均复层绿色量、绿化三维量或人均绿化三维量、城市绿量率、公共绿地率、道路绿地率、防火绿地比例。

4 居民感知认识

城市绿地生态系统的综合效益和功能，还可以通过对城市居民对绿地主观感知认识的调查分析得到。为了比较不同自然地理环境下、不同级别城市的居民对城市绿地建设满意度和存在问题差异性的了解，从绿地生态系统的主要服务群体需求入手，将全国划分为南部季风区、北部季风区、西北干旱区和青藏高寒区等四个季风区，在每个季风区抽取一定比例的城市居民作为调查对象，形成样本，从城市绿地规模与数量、可达性、公平性、乔灌草结合度、野生性、多样性、观赏性、绿地生态服务功能、绿地管理、对绿地的满意度、公众参与等11个重要方面考查当地居民对城市绿地的需求程度，对绿地的切身感受和绿地建设与管理问题。将调查结果作为城市绿地生态系统功能评价，改善绿地建设和管理的重要参考依据。

5 结 论

由于我国各个城市和地区社会经济状况，生态环境差异水平和气候差异都较大，尽快建立起一套统一的、有效的“多类型多层次”绿地指标体系，构建多维度、多层次的城市绿地生态综合评价指标体系，来评价我国城市绿地生态水平，指导我国生态城市的建设。［11］城镇绿地生态系统功能综合评价体系的构建，从多角度、多方面借鉴和综合了前人的一些研究成果，评价体系既依靠客观统计数据，也以主观的调查分析作为支撑，涉及到林业、生态、生物、统计、环保、城镇规划等多个方面，指标涵盖了传统评价内容当中的数量指标、质量指标、结构指标以及功能指标。本文提出的评价体系旨在为城镇绿地生态功能综合评价打开一个新的研究视角，希望能为城镇绿地规划、建设和管护提供更加科学的依据。

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New Perspective of Comprehensive Evaluation Research on Urban Green Space Ecosystem

ZHANG Lihua1 ZOU Bo2 HUANG Baorong1

(1. Institute of Policy and Management，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100190，China; 2. College of Resources Science, Beijing Normal University, Beijing 100875,China)

第2篇

关键词：城市绿地；生态功能；动态评估

中图分类号：TP391.7 文献标识号：A 文章编号：2095-2163（2014）02-

Design and Implementation of Dynamic Evaluation System of the Ecological Function of Urban Greenland based on ArcEngine

JIANG Shan， LI Lei， ZHANG Lijun， ZHANG Jie， XU Ting， LI Ruigai

（College of Information and Computer Engineer， Northeast Forestry University， Harbin， China， 150040）

Abstract： Our current research in urban greenland ecosystem function evaluation is in the ascendant， and this paper mainly makes the model of urban greenland ecological function to be implemented. The demand of residents for urban greenland changes according to the condition， such as time， season， and weather condition. People could choose the proper model from various model of ecological function quality dynamic assessment about greenland. This paper selects Harbin city as research region， collects Harbin greenland data from RS images， and selects evaluation model involving five aspects include water-source conservation， carbon fixation and oxygen release， leisure and recreation， noise reduction， and purifying atmosphere. This paper also concerns design and implementation method of dynamic evaluation system of the ecological function about urban greenland.

Key words： Urban Greenland； Ecological Function； Dynamic Evaluation

0引 言

近年来，随着经济的发展，区域生态环境的质量也有所下降，人地矛盾日益突出。为了解决生态问题，需要对区域内生态结构进行合理规划，以最大化发挥各要素的生态效益，促进区域生态系统的良性发展。所以，对区域绿地的生态服务功能进行评估，使城市规划部们能够及时了解不同区域绿地的生态功能现状，并以此为依据制定相应的规划决策，即具有十分重要的现实意义。同时，城市绿地的休闲游憩、净化空气等功能，也可以为市民提供一个有益身心的休闲场所。但是，不同季节不同天气条件下，居民对休闲场所的需求是不断变化的，所以对于居民来讲，城市绿地的生态效益也并非恒定不变的。当前我国在生态系统评估方面已经建立了一系列的评估模型，对其应用方面的研究也已开展得较为深入。但是一般情况下却都是以生态系统某一时间的静态数据进行评估，未曾考虑到不同环境条件下随着居民生态需求的不同，城市绿地的生态效益评估也应有所不同。

本项目的研究意义在于根据区域的季节、气象条件，选择适当的绿地生态效益动态评估模型，以从遥感图像上获取的生态绿地数据为基础，采用ArcEngine GIS中间件结合Visual Studio 2008进行二次开发，由此而实现对哈尔滨市区内城市绿地生态效益的静态、动态评估，以实时提供不同绿地斑块不同环境条件下绿地生态服务功能的质量差异。本系统主要实现了对空间数据浏览、查询、检索、测量等功能，并对城市气象信息进行动态维护，同时有针对性地选择相应的绿地生态服务功能评估模型（主要针对哈尔滨城市绿地生态系统服务功能中休闲游憩、净化空气等功能）进行城市绿地生态服务功能实时评估，而且可将评估结果显示在系统界面中，利于用户实时查看不同季节和不同气象条件下城市内部各绿地单元的生态功能状况，为其出行和游玩提供最优决策，进而带动相关产业的发展，还可以用于城市规划部门的辅助决策。

1系统开发平台简介

本项目组通过对当前市面上主流GIS的二次开发平台进行调研和模拟实验，最终集成开发环境选择Microsoft Visual Studio 2008，GIS二次开发平台选择ESRI公司的ARCGIS平台中的开发插件ArcObjects。

在ArcGIS开发平台中，ArcMap提供两种类型的地图视图，即地理数据视图（Data View）和地图布局视图（Layout View）。本研究利用ArcMap中的地理数据视图，对地理图层进行符号化显示、分析和编辑GIS数据集，再利用地图布局视图对在Google earth下载的遥感数据进行空间坐标校正，并可以调整比例。

Microsoft Visual Studio 2008是一款较为全面、稳定的程序开发软件，可用C、C++、C++.NET、C#、、VB.Script等很多语言实现系统开发，且功能已较为完善，本研究主要利用C#语言，结合ArcGIS提供的相关控件而对windows窗体实现二次开发。该款软件较为便捷之处即是，可以通过ArcGIS提供的一些相关控件直接实现其定制功能，诸如放大、缩小等，如此即提供了更大的便利。

2系统开发初期准备

2.1城市绿地数据采集

本研究选择以哈尔滨市作为研究区域，对哈尔滨市绿地较为集中的地区如哈尔滨植物园、哈尔滨太阳岛风景区等进行实地调研，主要记录的绿地数据有：树高、树种、郁闭度、林种起源、龄组和周边环境等，通过Google Earth下载哈尔滨市绿地地区的遥感数据，并利用ArcMap对遥感数据进行几何精校正，再进行人工判断以获取相关绿地专题数据。

2.2建立评估模型

模型是本研究系统最为重要的一个环节，首先对实地调研采集的数据属性（树高、树种、郁闭度）进行分析，其次根据不同环境条件下各种森林类型对环境的作用选择适当的生态功能评估模型，主要分为涵养水源功能、净化大气功能、休闲游憩功能、固碳释氧功能、降低噪声功能，据此而进行绿地五种单一生态功能评估及综合生态效益评估。

2.2.1涵养水源功能评估模型

通过国内国外的研究显示，涵养水源功能主要评估方法是替代工程法，涵养水源总价值由涵养水源总量与水的影子价格决定，评估公式为：

（1）

（2）

其中，Wc是涵养水源总价值，Tw是涵养水源总量，Sp是水的影子价格，Fc是林地涵养水源系数，Ar为林地的面积。

水的影子价格获得方法有三种，分别是

（1）根据水库的蓄水成本确定；

（2）根据供用水的价格确定；

（3）根据净化水质的费用确定[1]。

本研究利用方法（2）获得水的影子价格。而涵养水源总量由地区的森林类型以及林地所占面积大小决定，不同的林分类型涵养水源量不同，此涵养水源量系数由凋落物层以及土壤蓄水能力等方面进行综合考虑得到。而经过实地考察，在哈尔滨市大部分地区的林分类型主要是阔叶混交林以及针叶混交林[2]，基于有关文献分析，几种不同林种类型的涵养水源系数主要有马尾松林394.4吨/公顷，柏木林941.6吨/公顷，针叶混交林401.6吨/公顷，阔叶混交林433.0吨/公顷，灌木丛346.8吨/公顷[3]。将涵养水源总价值的结果经过计算之后，即可等差设置为优、良、中、差、劣五个等级。

2.2.2净化大气功能评估模型

对于某地区绿地净化空气的功能评估主要体现在吸收有毒气体和滞尘降尘两个方面。大气中有毒气体很多，如二氧化硫、氟化氢、氯气、氯化氢、二氧化氮、一氧化碳等，但主要以二氧化硫在有害气体中数量最多，分布地区最广，同时危害也最大，而绿地净化空气一方面是通过叶片吸收大气的有毒物质，降低大气中毒物的浓度，另一方面，树木能使某些毒物在体内分解，转化为无机物后代谢利用。不同林种对二氧化硫的吸收能力不同，可以通过计算二氧化硫以及粉尘的吸收量来对某地区绿地的净化空气功能进行评估，计算公式为：

（3）

（4）

（5）

其中，Cu表示二氧化硫吸收量，Ac表示不同森林吸收二氧化硫的能力，Ar表示林地的面积，Du表示粉尘颗粒吸收量，Dc表示粉尘颗粒吸收的能力，Ta为林地对二氧化硫以及粉尘吸收的总量。根据《中国生物多样性国情研究报告》可知，阔叶林对二氧化硫的吸收能力值为88.65kg/公顷・年，对粉尘颗粒吸收能力为33.2吨/公顷・年，针叶林对二氧化硫的吸收能力值为215.60kg/公顷・年，对粉尘颗粒吸收能力为10.11吨/公顷・年[4]。通过计算后所得数值按比例等差设置为优、良、中、差、劣五个等级。

2.2.3降低噪声功能评估模型

城市交通、工厂生产、人民生活等各类事件经常会产生大量噪声，而绿地植物叶丛具有一定的吸音作用，噪声波投射到树木枝叶上，生长方向各异的叶片反射声波而产生轻微震动，因此可以使噪声减弱，降低噪声根据总价值分离法进行估算，计算公式为：

（6）

式中，M为林价，参考林价：650元/m?；a为森林灭菌价值占森林总生态功能价值的比例系数，通常取为20%；q为林木单位储积量，A为林地面积，x为森林直接实物性使用价值占森林有形和无形总价值的比例系数，一般取15%计算[5]。通过计算每个地区的Ez值，将其分为优、良、中、差、劣五个等级。

2.2.4固碳释氧功能评估模型

绿地中植物通过光合作用固碳释氧，可缓解局部缺氧。目前，国内外评价森林生态系统固定二氧化碳和释放氧气功能价值的方法主要有：

（1）用温室效应损失法评价森林的固碳价值；

（2）用造林成本评价森林的固碳和释氧价值；

（3）用碳税法评价森林的固碳价值；

（4）用工业制氧价格评价森林的释氧价值[6]。本项目主要使用造林成本法和工业制氧价格评价森林的释氧价值，根据应用经济学中的成本价值法和市场价值法估算固碳和释氧价值，可以表示为：

（7）

（8）

（9）

其中，Ec和Eo分别是为固碳和释氧的价值（元/a），Vi为各种树种对应的蓄积年生长量（m3/a）， Ki为各种树种蓄积量的年增长率，杉木为10.54%、松木为5.47%、阔叶树为4.27%；ri为各树种蓄积量与生物量的转换系数（t/m3），杉木为0.54、松木为0.56、阔叶树为1.72；Pi为竹林、经济林、灌木林的生产力（t/hm2・a），根据各树种年生长量，通过蓄积量和生物量的转换系数来计算生产力，竹林为17.16、经济林为7.09、灌木林为4.18；Si为竹林、经济林、灌木林的面积（hm2）；Cc表示固碳成本（元/t），采用固碳造林成本规定Cc为273.3元/t；Co表示释氧价格（元/t），据造林成本，中国森林提供1t氧的造林成本为369.7元，按照400元/t进行计算[7]。通过计算每个地区的E，并将E等差分为优、良、中、差、劣五个等级。

2.2.5休闲游憩功能评估模型

休闲游憩模型可以为居民游玩提供一个辅助参考，主要针对群落结构、景观视觉效果、游憩开发条件这三个方面构建评鉴指标体系。对于群落组成结构科学合理的林分景观效果也相应会表现良好，森林组成指标选取森林覆盖度、树种组成、林龄、树种起源四个子项，KellomSki研究认为混交林的美景度较单纯林高，Staffelbach则指出针叶混交林和落叶混交林的美景高于针叶纯林，并且针叶纯林又高于落叶纯林[8]；而林龄主要划分为五个阶段，分别为幼龄林、中龄林、近熟林、过熟林，一般同一林龄的美景较不同林龄的林分更受欢迎；经过Hull等对林分景观进行了比较研究，表明天然林较人工林的视觉效果更好一些。而对于景观视觉效果，主要在于季相变化以及整体组合状况对森林景观的影响，季相变化主要指在不同季节能够给人以不同的视觉感受，季相变化丰富的林分的景观效果更好；而整体组合状况主要是周边各种景观与森林景观的整体效果能够相互衬托则为最佳，若组合效果一般就会起到削弱作用[9]。而游憩开发条件指标主要是森林景观周边的交通、餐饮住宿条件两个子项，通过问卷调查可以反应人们出行对森林游憩的满意度。各种指标以及指标对应的分值如表1所示。

通过表1可以得到不同林分休闲游憩服务功能的分值，表中的5、4、3、2、1代表评估指标划分不同等级的分值，5表示休闲游憩功能等级最高，1表示休闲游憩功能等级最低，这五个值分别对应优、良、中、差、劣五个等级。

2.2.6生态系统综合评估模型

根据国内外的文献研究，将综合五个评估模型综合在一起得到改进模型，根据五种不同模型得到的等级分值再经过计算公式（7）即可得到绿地生态功能综合评估结果（Ecological Service Function Quality Index，ESFQI）。具体公式为：

（10）

其中，Rs为各项生态服务等级分值，Wi为不同模型评估的权值，绿地生态系统服务功能这一综合性指标是由各项单一生态服务功能评估结果集成而来，即项目采用了加权分析的方法，对各指标权重的赋值主要依据专家经验法，同时参考了指标重要性的分析，各项评价指标的权重见表2所示。根据公式（10）综合各生态服务功能得到生态服务总评分，最终对总评结果进行五分制等级划分，最高5分，最低1分，具体划分方法如表3所示。

3系统设计与实现

3.1系统设计分析

基于系统设计前需求分析可知，本研究是以一种简单易行的方法开发得到一种实用性较强的评估系统，要求系统使用方便、界面友好、而且方便用户的操作和使用。据此可得本系统功能模块设计如图1所示。

图1 系统功能模块图

Fig.1 System function block diagram

3.2模块功能实现

系统可分为六大模块，主要包括文件管理模块、地图浏览模块、集成查询与测量模块、城市绿地生态系统服务功能评估模块、数据维护模块、用户信息模块六大模块。对各个模块的功能描述如下。

（1）文件管理模块。主要实现功能是对文件的操作和管理，文件的打开，文件的保存、另存；地图打印功能，分别实现打印类型的设置、页面设置、打印预览、连接打印机并打印的功能；显示文件的属性，显示当前文件的存储路径；导出地图功能是基于矢量格式的输出，可分为EMF格式、AI格式、PDF格式、BMP格式、TIFF格式、EPS格式、JPEG格式等，并根据不同需要输出不同格式的数据。退出，即退出当前软件的使用。

（2）地图浏览模块。实现功能是利用AE的控件对当前地图任意地区进行不同的查看操作，可实现自由放大、自由缩小、二倍自动放大、二倍自动缩小、漫游、全景显示、插入书签功能，并实现鹰眼图与主窗口的互动查询。同时，利用PageLayoutControl控件实现地图版面视图功能，而且实现与MapControl的联动，还可连接打印机进行版面视图的打印。

（3）集成查询与测量模块。可以利用AE控件实现单击任意区域查询图层属性的功能，并且连接Access数据库，即可查询某一地区的详细绿地信息。具体查询数据包括：树种组成、郁闭度、起源、树高、龄组等，利于专业人员对任意绿地图层数据进行浏览并寻找感兴趣的信息；进一步还可以利用AE控件以及GIS建立图形查询方式，根据需求用户可以用直线、多边形来查询空间数据和属性信息。

（4）城市绿地生态系统服务功能评估模块。根据已建立的城市绿地生态服务功能动态评估模型，在林地和草地两个空间图层的属性表中各添加一个名为result的字段用于存储生态服务功能动态评估结果，各绿地斑块的评估结果以五级等级制进行表示，每种评估模型将结果值写入绿地图层的result属性中，并通过对图层以result值分类设置图例，以区分不同生态服务功能等级的绿地斑块的空间分布情况，有利于用户查看符合独特需求的绿地斑块位置。如果用户查询哈尔滨地区在某个季节的某个时间哪里适合游玩，可以通过输入当前天气和温度变化情况，系统会根据当前温度变化、天气情况选择适当的游憩功能动态评估模型对每个绿地斑块进行遍历，读取绿地属性数据，进行动态评估，并将评估结果写入result属性中。同时，可将哈尔滨地区的城市绿地斑块以5种颜色由深到浅逐级显示在地图浏览界面中，通过颜色即可选取最符合用户需求的绿地斑块位置，而通过属性查询就能实现对绿地信息的详细查看。绿地生态系统服务功能评估流程如图2所示。2013年6月16日哈尔滨城区内城市绿地生态服务功能和草地生态服务功能等级评估结果则如图3所示。

图2 绿地生态系统服务功能评估流程

Fig.2 Services evaluation process of greenland ecosystem

图3 城市绿地生态服务功能评估结果

Fig.3 Eco-service function evaluation of urban greenland

（5）数据维护模块。气象信息维护部分，即用户可以输入当前温度以及天气情况信息，系统即自动将当前天气信息传给各个模型，用户可以查看当前天气情况下不同模型的信息；而数据更新部分则主要针对系统维护人员，根据哈尔滨市绿地出现不同的变化，如森林的生长、砍伐等发生变化时需要更新Access数据库中相应图层数据，即可通过此项进行修改。

4结束语

本系统的研究与实现，一方面有利于哈尔滨市相关林业部门对本城区的城市绿地的生态系统服务功能进行动态评估，并以此为依据制定相应的城市规划决策，在最大程度上发挥城市绿地的生态效益，另一方面也可为居民出行和游玩提供有效决策，能够推动城市绿地旅游业以及其他产业的良性发展。在系统开发过程中利用ArcEngine中提供的GIS中间件可以十分快速地完成空间数据的浏览、查询与测量等功能，大大缩短了系统开发周期、降低了开发成本，为相关领域的系统研发提供了有益的参考和借鉴。

参考文献：

[1]陈隽，景跃波.糯扎渡自然保护区季风常绿阔叶林生态系统服务功能价值评估[J].广东林业科技，2008，24（3）：38-41.

[2]时斌，仁顺邦，焦洁，等.永安市森林生态系统服务价值评估研究[J].现代商贸工业，2011，13：65-66.

[3]张志永，张卓文，陈玉生，等. 5种主要森林类型涵养水源能力比较研究[J].福建林学院学报，2005，25（2）：171-175.

[4] 冯育清，陈月琴，陶隽超.苏州森林生态服务功能价值评估[J].华东森林经理，2009，23（1）：37-43.

[5] 胡艳林，戚仁海，由文辉，等.城市森林生态系统生态服务功能的评价[J].南京林业大学学报，2005.29（3）：111-114.

[6] 靳芳，张振明，余新晓，等.贡嘎山地区森林生态系统服务功能价值评估[J].中国水土保持科学，2005，24（4）：80-84.

[7] 肖建武，康文星，尹少华，等. 长沙市城市森林固碳释氧功能价值评估[C]. 《两型社会建设与湖南管理创新》论坛论文集，2008.

第3篇

关键词：城市规划建设；绿地功能；新思路；应用研究

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

绿地功能的研究应用在城市规划建设中起着十分重要的作用，例如，对城市生态系统的调节、装饰着城市形象、关系着城市形态等等。原有的绿地功能研究只在计算城市的绿化率、草木覆盖率、人均绿化面积等数据，并没有考虑到其在空间上的布局、结构、对生态造成的结果等。随着城市化的不断加深，在城市环境严峻形势下，原有的绿地研究理念已不再适用。因此，为了更好对城市进行规划建设，就必须探索绿地功能应用研究的新思路。运用城市生态学的理念，详细研究城市绿地功能，找到应用研究的新方向，提供城市规划建设其绿地的地理分布、结构设定的依据。

一、城市绿地空间转换方面

目前我国很多城市都在大力推行可持续发展战略，对其地理空间的分析已经转变为对其生态结构的研究上面。城市结构的转变是为了提高城市人们的生活水平，建设高效、节能、节水的绿色城市。城市空间结构的转变通过其规模的增大、用地方面的调整、建筑设施的发展等途径来完成。城市绿地能够有效改善城市生态结构，发挥强大的调节功能，优化城市的环境，使其更适于人们生活。

（一）原有城市空间结构扩展

在城市发展历程中，城市绿地的变化从大块自然绿地到城郊绿地，再到公园式绿地，最后是分散街区绿地，此发展变化是由于城市大规模扩展而形成的，其根本原因就是人们一味地追求经济利益而大大破坏了城市的生态环境。为遏制这种发展变化，就应该把景观生态学的思想运用在城市空间结构扩展方面上，对公路主线采取绿地廊道的方法以网状结构扩展，在城市规划建设中融入景观生态学上的廊道体系，让自然廊道和交通通道进行有机结合，建设一个绿地网络体系对

城市绿化结构科学合理地改善，具体情况具体分析，让城市绿地体现出应有的作用。

（二）城市用地结构的调整

现在，我国很多城市在用地比例上还是有生产所用比率高，生活所用比率地；工业区较大，绿化地带较小的现象。

目前我国城市用地结构普遍存在

着生产型用地比重大、生活型用地比重小，工业用地

多、绿化用地少等问题。随着城市开发规模的进一

步扩大，城市绿地在城市用地结构中所占比例呈逐

年下降趋势，导致城市生态环境恶化程度加重。此

时城市绿地功能可以辅助城市用地结构的调整，例

如，上海本着“环、楔、廊、园、林”的绿地布局原则兴

建了很多绿地，如太平桥绿地、长寿绿地、大宁绿地

等，并规划在上海兴建环城绿带。绿地的营

建一方面增加了绿地数量指标，即绿地率和绿化覆

盖率等；另一方面因绿地的空间布局贯穿了景观生

态学的理念与原则，市区和郊区的绿地联系甚密，构

建了相对完整的绿地生态网络。工业用地与居住用

地之间通过绿地有机隔离，主城区通过绿色廊道将

城郊大片自然状态绿地引入城市，城市用地结构得

以调整。

3．2 城市绿地景观生态规划

城市绿地景观生态规划是传统城市绿地系统规

划的延伸与发展，将生态学理念融入城市绿地系统

规划中，运用景观生态学原理进行城市绿地的空间

布局与规划，从整体上对城市进行斑块、基质、廊道

等景观的空间结构布局，以期使城市绿地的功能达

到最优化。主要包括以下三方面：1)依据景观生态

学基本理论，进行概念性阐述，即概念性规划。这种

规划比较注重绿地景观的完整性，综合考虑斑块、基

质、廊道等景观要素，将景观生态学上的“斑块一廊

道一基质”的景观模式概念运用到城市绿地空间布

局中，在进行城市绿地系统规划时，按照“环、楔、廊、

园”的景观生态格局进行布置，保证绿地景观的完整

性。城市绿地景观生态规划的城市绿地功能

与单一、孤立的传统绿地系统规划相比，效益更为明

显。2)城市绿地景观生态规划中较为详细的单因子

控制规划则致力于研究分析单个景观生态要素，如

廊道、斑块、基质等。一是城市绿地规划建设中可以

用生态廊道将绿地斑块有机联结起来，构成一个绿

地生态网络；二是在公路、铁路等城市轴线上，通

过绿地分割作用产生一系列间断的分散集团、飞地、

子城或卫星城，在各星状长轴之间形成插入市中心

的楔状绿地，构成人工廊道与自然廊道相间分布、有

机分散的景观格局。这样的绿地廊道规划使得绿地

真正融入城市内部，充分发挥绿地在城市中的功

能。3)基于GIS和RS技术的城市绿地景观规

划，从数量模型着手，建立城市绿地系统与其生态效

益评价与预测之间的回归模型，或者利用GIS进行

城市绿地景观结构的研究，根据城市绿地的三维特

征，基于遥感技术建立相应的“绿量”模型，将城市绿

地的生态效应定量化，在此工作基础上完成对城

市绿地景观格局的系统规划管理。

3．3 城市绿地生态系统服务功能价值评估

近年来国外形成了一套逐渐成熟的生态系统服

务功能评价体系。目前学术界关于生态系统服务功能价

值评估研究一是相对集中在对自然或半自然状态生

态系统服务功能价值的定量评价，如湿地、森林、陆

地、自然保护区等生态系统；二是侧重于研究生态系

统的生态功能，对生态系统的社会功能研究相对较

弱

城市绿地生态服务功能价值评估可以基于以上

研究展开，城市绿地作为城市中最易感知的半自然

因素，具有较大的生态系统服务功能：一方面可以净

化城市生态环境，具有突出的自然生态功能(如滞

尘、吸收so2、涵养水源、降低噪音等)；另一方面它

的社会功能也较为强烈(如游憩功能、提升城市形象

等)，需要对其生态功能和社会功能进行比较研究，

才能定量反映城市绿地功能。目前对于城市绿地功

能的研究仅限于一般的定性阐述，缺乏定量的比较

研究。城市绿地生态服务功能评价研究则可以运用

一些非直接市场价格的方法(如生产成本法、旅行费

用法、条件价值法等)，对绿地生态功能、尤其是社会

功能进行定量评估，充分体现城市绿地生态服务功

能价值，为城市绿地规划建设提供依据与指导。在此基础上．对不同

植被覆盖率的城市绿地生态系统服务功能价值进行

定量比较研究，考察植被覆盖率与城市绿地生态系

统服务功能之间的相关关系，寻找城市中绿地覆盖

的最佳比例，改变传统的一味追求绿地的数量指标，

保证城市绿地的可持续发展，为城市土地规划、总体

规划以及城市绿地规划提供理论指导。

4 建议与讨论

根据上述关于城市绿地功能的研究新思路，发

现传统城市绿地系统规划建设中很少突出城市绿地

的功能研究，一般只是一味地追求数量指标、简单的

定性阐述以及传统意义上绿地的点、线、面空间布

局，不能充分体现出城市绿地在城市中发挥的综合

功能。建议未来城市规划建设的绿地功能研究改变

传统思路，确定以生态学和景观生态学思想为理论

指导方向，从城市绿地功能研究入手，定量分析绿地

空间格局以及绿地内部结构等因素与以此形成的生

态服务功能价值之间的关系，以此为基础，结合传统

的城市绿地数量指标体系，建立适合于地区规划建

设的城市绿地生态指标体系，促进城市空间的可持

续发展和城市生态环境的改善。

参考文献

城市设计是城市规划的灵魂 李志 南方建筑-2012年4期

城市机动化背景下综合交通发展策略研究 王逢宝 城市-2012年12期

浅析城乡统筹发展对城市规划的影响 蒋映华 建材发展导向-2012年21期