济南城市森林景观生态格局

城市森林景观生态格局研究不仅是城市森林系统规划与城市生态建设的基础和前提,而且是优化城市空间结构、充分发挥城市森林生态功能以及创建生态宜居环境的重要途径和手段.本研究以RS和GIS技术为支撑,通过总体景观生态格局定量分析和梯度分析等研究方法,采用10个景观指数从斑块水平和景观水平两方面,对济南市建成区城市森林景观生态格局进行定量分析,并提出优化对策.结果表明: 济南市建成区城市森林覆盖率为15.8%;城市森林总体景观生态格局在景观水平上表现为城市森林景观斑块类型较齐全、景观破碎化程度较大、各类型城市森林所占面积存在差异、以大斑块为主且同种斑块高度连接,在斑块类型水平上表现为生态公益林以大斑块为主且占优势地位、风景游憩林形状较规则且以大中型斑块为主、道路林及附属林形状复杂且以小斑块为主、生产经营林缺乏;在斑块类型水平上,以风景游憩林为主导类型、生态公益林斑块面积最大、道路林及附属林破碎度大,在景观水平上,城市中心森林景观破碎度大、人为干扰严重、景观形状复杂;在城市森林景观生态格局分析基础上,提出“一环二网、三片四轴、多点棋布”的济南市城市森林生态网络构建方案,从而加强各类型城市森林的连接度,发挥大尺度生态系统的整体生态效益.     

中国城市森林研究现状及发展趋势

工业的发展与人口剧增使城市环境不断恶化 ,引起人们对生活空间质量日益关注与重视。城市森林作为解决城市环境问题的有效途径而得到广泛研究。为推进城市森林的进一步研究 ,本文阐明了城市森林的概念、性质、分类及范围 ,并从城市森林的研究方法、结构、功能、维护管理与规划建设等几方面 ,对我国城市森林的研究现状、存在的问题及发展趋势进行了探讨。     

城市森林调控空气颗粒物功能研究进展

受城市扩张、工业发展、汽车保有量增加的影响,空气颗粒物目前已成为诸多城市空气的首要污染物。而城市森林作为城市生态建设中最大的唯一具有自净功能的生态系统,不仅为城市高污染环境下的居民提供了相对洁净的休闲游憩空间,还对净化空气颗粒物起重要作用。从城市森林调控空气颗粒物的机理、分析方法、植物个体、群落及不同类型城市森林调控空气颗粒物的功能差异及其时空变化规律等方面进行阐述。结果表明:目前有关物理降尘的研究较多,涉及化学除尘的研究尚缺;应用重量法测定植物滞尘量的研究较多,质量浓度法测定城市森林净化空气颗粒物功能的研究较少。在未来一段时间,森林植被化学除尘的过程与机理,城市森林调控空气颗粒物的多方面、系统性研究及相关研究成果的转化与实际应用将会是重要的研究方向。     

城市森林景观格局与过程研究进展

大规模的城市化进程,改变了城市以及周边区域的景观格局,显著影响着城市森林生态系统的结构、过程与功能.景观尺度上的城市森林景观格局与生态过程研究已经成为当前城市森林学的研究热点.在阐明城市森林及其景观格局与过程概念的基础上,综述了国内外城市森林景观格局与过程的研究内容、研究方法的进展情况,指出了以下几个方面有望成为今后城市森林景观研究的发展方向:景观尺度上的城市森林系统能流、物质循环等生态学过程研究;城市森林景观格局演变的社会驱动力研究;基于生态服务功能的城市森林规划研究;半都市化地区的森林景观格局与过程研究;基于空间显式景观模型的城市森林景观格局与过程模块开发.     

北京市主城区城市森林景观格局特征分析

城市森林是城市生态文明建设的重要组成部分。该文以北京市五环内城市森林为研究对象,以2016年9月16日的GF-2遥感影像为数据源,依据景观和生态服务功能将城市森林划分为附属庭院美化林、道路河流防护林、城区公园休闲林和城市郊野游憩林四个类型,并运用面向对象法提取不同类型的城市森林数据信息,制作生成专题图,同时运用Fragstats 4.2软件对景观斑块数量和构成、破碎度指数、分维数、辛普森多样性指数、辛普森均匀度指数、聚合指数等指标进行计算。结果表明:高分影像在城市森林信息提取上具有优势,分类总体精度高达90.36%,Kappa系数达0.88;北京主城区城市森林总面积为22 514.79 hm 2 ,林木覆盖率为32.35%;城市森林斑块分布不均,大型、特大型斑块数量占总数比例13.62%,但面积占比高达73.20%,中小斑块的生态价值有待挖掘;不同城市森林类型特征存在差异,附属庭院美化林和道路河流防护林为优势景观类型,但两者破碎度高,聚合度差,分布零散,城区公园休闲林和城市郊野游憩林面积占比相对较小,南部城区公园建设薄弱;城市森林景观指数随城市拓展呈规律性变化,景观破碎度自市中心向外逐渐减小,二环内破碎度高达183.50。基于研究结果,建议北京市在城市森林建设中加强对中小斑块的资源整合,增建口袋公园;加强道路河流防护林建设,用以连接城区公园休闲林和城市郊野游憩林等大型斑块,同时加强南部城区公园建设;加强城市森林整体空间调控,对三环内老城区进行补植,对三环以外城市森林优化经营技术,提高整体城市森林覆盖度和质量。     

基于QuickBird影像的城市森林碳储量遥感估测

城市森林是增加城市碳吸收的积极因素之一,为全球碳循环作出了重要贡献.本文基于Quickbird高分辨率遥感影像,以浙江省义乌市环城路以内区域为研究区,将市区的森林分为公园森林、防护森林、单位附属森林和其他森林4种类型.以实地样地调查碳储量为因变量,利用逐步线性回归的分析方法从遥感影像中的波段灰度值、植被指数、纹理信息等50个因子中选取自变量因子,最终建立不同森林类型的遥感碳储量估算模型.结果表明： 研究区4种森林类型的模型精度都在70%左右.公园森林、防护森林、单位附属森林和其他森林的碳储量分别为3623.80、5245.78、5284.84、5343.65 t.该区域碳密度主要集中在25～35 t·hm^-2.在今后的城市森林规划中,可通过提高绿化率以及乔木与低矮灌木的套种来进一步加强城市森林碳吸收的功能.
     

基于i-Tree模型的城市森林经济效益评估

城市森林的生态服务功能对改善城市环境质量具有重要作用,如何量化这些生态服务功能是使城市森林发挥最大效益的一个重要前提.随着科学的发展,对城市森林经济效益评估的量化方法已由传统的CTLA法、Burnley法、碳税法、造林成本法等发展到模型测算法.本文介绍的i-Tree模型是由美国林务局(USDA Forest Service)于2006年开发的城市森林效益评估软件,具有许多其他模型如CITY green模型等不可替代的优势,在国际城市森林研究中已得到了广泛的应用,但国内尚未推广.本文主要阐述和评价了模型中UFORE和STRATUM两个主要模块的研究及应用进展,通过作者在国内的应用实践,讨论了该模型在中国的应用前景及存在的主要问题,为城市森林管理提供科学依据.     

中国森林生态系统服务功能及其价值评价

针对我国森林生态系统服务功能及其价值评估相对滞后的局面,提出尽快开展我国森林生态系统服务功能及其价值评估的研究工作.首先,在我国森林生态系统类型划分的基础上,研究不同森林生态类型(包括人工和半人工森林生态类型)的服务功能,将我国各类森林总体服务功能划分为林木产品、林副产品、森林游憩、涵养水源、固碳释氧、养分循环、净化环境、土壤保持和维持生物多样性八大类型.其次,在Costanza等提出的全球生态系统服务功能评价指标的基础上,结合我国森林生态系统的特点,针对不同的森林生态系统类型,分别提出和建构一系列可用于我国不同类型森林生态系统价值评估指标体系.利用该指标体系估算出我国森林生态系统服务功能的总价值为30 601.20×10⁸元,其中直接经济价值和间接经济价值分别为1 920.23×10⁸和28 680.97×10⁸元,间接经济价值是直接经济价值的14.94倍.该研究的目的在于尽快将自然资源和环境因素纳入国民经济核算体系而最终为实现绿色GDP提供基础,为实现可持续发展和生态环境保护提供科学依据.     

基于有害干扰的中国省域森林生态安全评价

近年来随着经济社会不断发展,森林生态系统受到各种有害干扰越来越多,在以可持续发展为目标和"建设生态城市,推进城市森林建设,保障城市生态安全"的背景下,研究我国各省森林生态安全状况,成为关乎我国各省城市健康发展的重要课题。在对森林生态安全与森林健康概念辨析的基础上,基于有害干扰角度,运用宏观数据,应用SPSS、Stata、Matlab等软件,采用理论分析与实证分析、定性分析与定量分析相结合的研究方法。通过主成分分析、聚类分析、模糊评价等手段对2011年我国31个省级行政区域的森林生态安全水平进行实证分析和评价。评价结果表明:在2011年研究所涉及的31个省份中,16个省级行政区域的森林生态安全水平较高,森林生态系统受有害干扰较小,整体水平较为乐观,但仍有近一半的省份森林生态系统处于不安全状态。在深入探讨评价结果和影响我国各省森林生态安全主要干扰因子的基础上,为如何维护我国森林生态安全提出了对策建议。     

露水河林业局森林多目标经营规划设计

改变单一经营目标的传统森林经营方式,进行森林多目标经营,综合发挥森林的生态、社会与经济功能是我国林业发展的一个新阶段。如何从一个生产单位的角度出发,统筹森林利用和保护相关的社会、经济及环境等各方面,进行多目标规划和决策,是林业研究和实践中的重要命题。以长白山区露水河林业局为例,探讨了森林多目标经营的必要性,设计了森林多目标经营的规划设计体系,从群落生境分析、发展类型设计、林分作业设计以及生命周期经营计划设计等方面对露水河林业局森林多目标经营进行了规划设计,以期为我国开展森林多目标经营提供借鉴和手段支撑。     

中国主要城市森林对大气PM2.5的削减量及其占大气PM2.5总量比例

空气中的细颗粒物(PM_2.5)是我国城市空气污染的主要污染物之一,严重威胁着城市居民的健康,限制城市发展的可持续性。PM_2.5去除的自然途径有两种,分别是干沉降和湿沉降,其中干沉降占据主导作用,且干沉降的过程和效率与城市森林紧密关联。目前针对城市森林对干沉降作用的研究主要是在小尺度中从不同树种、不同群落结构、不同景观类型等角度来估算并比较其滞尘量,较少关注其占空气污染总量的比率,从而可能影响对城市森林滞尘服务能力的判断。因此,利用城市森林效益(Urban Forest Effect, UFORE)模型中的大气污染干沉降模块的核心算法,以2015年为例,估算了我国主要城市辖区的城市森林一年内对大气中的PM_2.5削减量以及其占空气中PM_2.5污染总量的比重。结果显示：(1)2015年全国主要城市单位绿地面积日均滞尘量较高地区主要集中在华北地区、华东地区、以及东北地区。其中北京30.47mg/m²,苏州24.63mg/m²,沈阳28.55mg/m²     

上海环城林带保健功能评价及其机制

选取上海环城林带典型的植物群落,分别在夏季和冬季对群落的温湿度调节、负离子提升、抑菌、降噪和大气净化等保健功能进行测定和评价;同时结合群落结构因子,分析群落结构与保健功能之间的关系,并探讨了群落物种组成和结构特征对保健功能的影响,以期揭示群落保健功能发挥的机制.结果表明:夏季,落叶针叶林池杉群落除抑菌功能以外,在其他保健功能上均具有较好的效果,而落叶阔叶林全缘叶栾树群落和悬铃木群落效果较差,其他类型的群落居中;冬季,常绿阔叶林女贞群落在各种保健功能方面均具有较好的效果,其次为常绿落叶阔叶混交林的全缘叶栾树+香樟群落和杂交杨+香樟群落,其他类型的群落效果较差.群落各种保健功能与群落结构特征的相关性分析表明,叶面积指数和郁闭度在夏冬两季均与多种保健功能呈显著正相关,是指示群落保健功能优劣的重要结构因子.研究结果表明人工森林群落的保健功能可通过调整群落结构来提升,为城市森林的群落建构与管理提供了科学依据.     

大气污染对白云山森林植被的损害分析

通过测定白云山马尾松Pinusmassoniana、台湾相思Acasiaconfusa植物光合特性和叶片含氟、硫量 ,并将广州市城区及白云山测点大气污染、酸雨等污染特征和发展趋势 ,与大气污染、酸雨影响植物的阈值和剂量 -反应关系进行综合分析 ,评价广州市大气污染对白云山森林植物生态环境的影响。结果表明 ,位于白云山山南 (麓湖 )公路边的植物光合系统和细胞膜均产生明显变异 ,由汽车尾气衍生的光化学氧化剂污染物和酸雨是主要的影响因素。说明广州市大气污染已给白云山森林植被造成一定的损害 ,这种损害影响是低剂量长期的综合慢性效应 ,最终将导致森林的衰退 ,应引起重视。     

Assessment of pine forest damage by blight based on Landsat TM data and correlation with environmental factors

Landsat TM images were obtained of blight damage to a Japanese red pine forest in the western part of Hiroshima Prefecture, Japan, using a spectral vegetation index; that is, the ratio of the digital number (relative reflectance on the ground surface) of TM Band 4 to Band 3 observed in May 1987, which decreased with the increase in the canopy cover of damaged pine trees measured in the field. The TM images suggested that the areas of damaged forest were concentrated in or near cities, industrial areas and expressways. The correlation between forest damage and environmental factors (air pollution and urban development) around the pine forest was therefore analysed by overlaying the blight damage with the proportion of developed areas obtained from TM data or mesh data of air pollution. The results of analysis indicated a significant correlation between forest damage and environmental factors, and showed that these two environmental factors made nearly equal contributions to the blight damage in the pine forest. This suggests that urban development and air pollution may affect the physiology of pine trees and promote blight by reducing the resistance of trees to the pinewood nematode.     

大气污染对珠江三角洲森林及土壤影响的初步研究

于1998年4月至1999年3月采用定点测定和面上调查相结合的方法,开展大气污染对珠江三角洲森林生长及其土壤酸碱性的肥力特性的影响研究。初步结果表明：大气污染引起珠江三角洲的地区发生大面积、高频率的酸雨,主要的污染物有SO、NOx、悬浮颗粒物等;随着污染程度的增大,森林土壤pH值降低,SO4^2-和AI^3 质量浓度增大;马尾松、湿地松叶片叶绿素含量降低,生长衰退甚至死亡;但不同树种对大气污染敏感程度不同,种植马占相思比马尾松更能增加林地对酸雨缓冲力和提高土壤肥力。     

Effects of topography on status and changes in land-cover patterns,Chongqing City,China

Chongqing Municipality, located on the upper reaches of the Yangtze River, is one of China’s four largest megacities, comparable with Shanghai, Beijing, and Tianjin. In recent years, Chongqing and its surroundings have been experiencing severe environmental problems, such as urbanization, pollution, and deforestation, due to the rapid economic development of China’s inland region. Understanding the current land-cover status over a wide scale, as well as changes in land-cover over time, are necessary for improving the urban environment and implementing conservation measures in the Chongqing region. In this study, remote-sensing data from 1993 and 2001 were used to analyze land-cover changes. Due to the distinctive mountainous topography of Chongqing, digital topography data shuttle radar topography mission (SRTM)-3 were also used. The results of the analysis showed that urban area increased from 109.91 km² (5.7%) in 1993 to 166.84 km² (8.7%) in 2001. This increase came at the expense of agricultural and vegetated areas. Although irrigated paddy field and dry farm land decreased due to the development, these two land-cover categories still covered the largest agricultural area. Correlating the land-cover changes with different topography types, the results showed that forest covered a larger area and enjoyed a higher frequency of distribution at higher elevations and on steeper slopes. The increase in urban area, in contrast, was apparently associated with lower elevations and milder slopes. These results indicate that incorporating terrain characteristics into remote-sensing analysis can be a useful tool in developing conservation measures for vegetated and agricultural areas.     

基于实地监测的城市林木调控PM2.5能力研究

随着城市的不断扩张,PM_(2.5)污染凸显,引起广泛关注。研究表明,城市林木为城市环境提供了重要的生态保障,在调控、缓解、降低城市PM_(2.5)污染危害等方面发挥极其重要的作用,通过筛选树种、优化配置结构、提高林木质量等方面进行城市林木前瞻性布局。然而,结合前期研究基础如何进一步深入研究并研究突破城市林木调控PM_(2.5)污染机制与机理,实现调控PM_(2.5)效应的最大化、最优化,依然是一个亟待解决的难题,这迫切需要在多尺度、多维度进行调控PM_(2.5)效应研究,并在不同尺度、不同维度进一步进行结合、延伸。对基于实地监测的城市林木调控PM_(2.5)能力研究现状相关文献进行归纳总结,并从林木单位叶面积与形态特征、配置结构特征、气象条件以及其他因素等方面归纳城市林木调控PM_(2.5)机制,同时从城市林木调控PM_(2.5)效应的时间变化特征、水平距离和垂直变化特征、内外变化特征等方面总结城市林木调控PM_(2.5)时空特征。最终提出研究城市林木调控PM_(2.5)效应目前存在的主要问题以及未来研究展望。     

基于GIS的广州市中心城区城市森林可达性分析

城市森林是城市中主要的生态功能景观,已经成为城市生态环境建设的主体。基于居民方便获取城市森林服务的要求,根据大型城市森林斑块、道路网和街区单元数据,利用ArcGIS9.2的Network Analyst工具,分析了广州市中心城区在2km步行距离内街区单元到达城市森林斑块的可达性以及城市森林斑块的承载力,并结合航片解译的树冠覆盖数据对具有不同可达性的街区单元进行了分析。分析结果表明：广州中心城区的外环高速以内的区域范围,分别有73%、46%和18%的的街区单元在步行2km、1km和0.5km距离内能够到达大型城市森林绿地斑块。从街区单元的行政归属看,以越秀区的街区可达性最好,而海珠区和原芳村区的街区可达性较差。研究范围内,0.5km内不能到达大型城市森林斑块且树冠覆盖超过30%的街区类型中,以公共管理单位类型为主,单位绿化对于树冠覆盖的贡献率大;而绝大多数以住宅类型为主的街区单元的树冠覆盖率低于10%,其中64%的街区树冠覆盖率低于5%。以街区单元为基本对象进行可达性度量,分析城市森林斑块现状分布和服务状况,并结合其树冠覆盖特征,可以明确需要重点关注区域的空间分布,可为广州市在较小尺度上的城市森林空间布局优化提供参考。     

侵占城郊型林地的生态环境损害案例分析及评估方法

城市周边森林生态系统不断被蚕食，导致生态系统功能退化，严重威胁到城市的生态安全。增强"环境有价，损害担责，应赔尽赔"理念和提升城市生态系统质量势在必行。结合某城市一宗非法侵占近郊林地案，首先完整和系统地分析了生态环境损害鉴定评估流程：包括接受委托、初步调查、方案设计、时空范围确定、基线确认、因果关系分析、损害确认等，直至形成评估结果并被法院采纳，以期凝练总结针对城市生态系统的生态环境损害鉴定评估业务化流程。结合本案破坏行为持续时间长（约为13年），涉案林地面积逐年递增（从最初的6550 m²到最终的24040 m²）等特点，以周边同期未破坏林地为"对照样地"，通过实地调查及相关资料分析，确定损害基线种群密度（2066株/hm²）、林分高度（6.4 m）、生物量（104600 kg/hm²）等关键参数，最终计算生态环境损害价值量为2182573元。研究侵占城郊型林地生态环境损害典型案例，对突显城市生态系统损害案件的鉴定评估环节具有重要引领作用。     

城市群空气污染综合评估范式与应用——以京津冀城市群PM2.5污染为例

城市群已成为中国城市发展的主要形式，城市化发展引发的一系列环境污染问题成为目前的研究重点之一，尤其是近年来明显的空气污染问题。由于传统的针对某一城市地区进行细致研究，难以解决在城市聚集的城市群下形成的区域性空气污染来源和影响机制等问题，使区域性空气污染造成的负面效应难以评估。通过构建综合评估模型范式，并运用空间分析，对京津冀168个区县2000年，2005年，2010年，2015年PM_2.5人口暴露风险、人类活动对PM_2.5的贡献、以及5种土地利用类型的"源汇"特征进行了实证研究。结果发现：（1）2000-2015年，京津冀城市群的人口暴露风险、空气污染分布、综合评估结果总体呈现北低南高的现象。（2）2000-2015年，各县域的人口暴露风险和空气污染的程度、范围呈上升趋势。不同的土地利用类型具有不同的源汇特征，且对污染的贡献不同。本研究通过综合评估模型范式对城市群或区域城市发展与空气质量的权衡关系模式开展量化解析，为城市的可持续发展提供了科学的范式和初步的实证示范。