城市工业区绿地生态服务功能的计量评价——以武汉钢铁公司厂区绿地为例

城市绿地作为城市生态系统的重要组成部分,在改善城市环境质量上发挥了重要作用。特别是在城市大型工业区,其环境质量的改善更是依赖于绿地生态服务功能。以城市绿地固定二氧化碳、释放氧气、蒸腾吸热、减少污染物、滞尘、减噪等6项生态服务功能作为城市工业区生态效益计量评价的指标体系,在对武汉钢铁公司厂区绿地实地调查的基础上,并结合绿地GIS和各层片叶面积指数,对厂区绿地叶面积绿量进行了定量研究。并通过各层片单位叶面积生态效益值的测定,定量研究了城市工业区绿地的生态服务功能。结果表明,厂区绿地叶面积总绿量是1694.21 hm2,以乡土乔木树种为主,其中落叶乔木绿量为399.8 hm2,常绿乔木绿量为409.0 hm2。城市绿地的生态效益取决于绿地叶面积绿量和植被生态功能,植被生态功能由组成植物本身的冠形、叶表面特性及生理特性决定。单位叶面积日固碳释氧量和蒸腾吸热量均以草本类最大;常绿乔木叶片对SO2污染物的年吸收量最大,为0.81 g.m-2.a-1;而常绿灌木和落叶灌木叶片的滞尘能力较强,草本类滞尘能力最弱。武钢厂区园林绿地生态服务功能的年总货币值为人民币20100.21万元,以夏季蒸腾吸热效益的货币值最高,达16330.56万元。其次是固定二氧化碳效益的货币值为2969.39万元,固定CO2量为23850.50 t.a-1。吸收SO2量为6563.44 kg.a-1,其货币化值所占比重最小,只有0.39万元。厂区园林绿地年释放O2量为17345.82 t.a-1,年滞尘量2884.51 t.a-1。在城市工业区绿化中,应根据绿地功能需要,配置适应环境且生态功能强的树种,并通过绿地合理的复层结构来增加单位绿地面积上的绿量水平,以增强绿地的生态服务功能,有效地改善工矿企业的环境质量。     

城市工业区园林绿地滞尘效应的研究--以武汉钢铁公司厂区绿地为例

在测定武钢工业区园林植物滞尘能力的基础上,结合绿地实地调查和武钢工业区园林绿地GIS,比较分析了园林绿地不同植物种类和层片类型的滞尘能力,并定量研究了武钢厂区园林绿地的滞尘效应.结果表明,不同园林植物的滞尘能力有较大差异,这主要与不同植物的叶表面特性、树冠结构、枝叶密集程度等差异有关.不同层片类型滞尘能力依次为落叶阔叶灌木＞常绿阔叶灌木＞绿篱＞常绿阔叶乔木＞落叶阔叶乔木＞针叶乔木＞草本.武钢厂区园林绿地的日滞尘量是9.51 t,年总滞尘量为3 089.98 t.其中常绿阔叶乔木层片年滞尘量最大,达991.68 t,落叶阔叶灌木层片最小,只有0.0181 t.由于园林绿地的滞尘量取决于所构成植物的滞尘能力及其叶面积绿量,因此,选择滞尘能力强的植物,并以乔灌草不同生活型植物进行合理配置,是提高园林绿地滞尘效应的有效途径.     

生态型厂区绿地景观格局及其优化配置

合理的绿地景观格局和群落配置是城市绿地系统发挥其生态效应的基础,也是城市绿地系统规划、设计需要考虑的重要方面,对生态型工业(厂)区的绿地系统则尤为重要.本文在遥感影像和地理信息系统的支持下,对宝钢厂区12个功能区的绿地景观格局和群落配置进行分析.结果表明:宝钢厂区的绿地以乔-灌、乔-灌-草和灌-草3种复合配置类型为优势景观类型,但部分功能区的绿地景观破碎化程度较高,隔离距离较大,影响其生态效益的发挥.针对上述问题,提出增加绿地斑块面积、设置绿地景观廊道增加景观的连接度、改进单一群落配置为复合配置、增加群落乡土树种比例以及提高三维绿量的景观格局优化措施.     

北京公园绿地夏季温湿效应

选取北京典型的城市园林绿地--元大都城垣遗址公园北段不同覆盖率的乔-灌-草、乔-草型复层结构的公园绿地作为研究对象,以草坪型绿地作为对照,从水平和立体空间两个角度进行测试,研究局部绿地的覆盖率、复层结构对环境的温湿效应.结果表明:在夏季高温时段,绿地的温度随覆盖率的增加而降低,当覆盖率达到或高于60%时,其绿地才具有明显的降温增湿效果;覆盖率较高的乔-灌-草复合型绿地给环境带来的温湿度的空间影响范围较大,乔-灌-草复合型绿地的降温增湿效应好于草坪.合理的绿化结构及植物配置能使城市园林绿地较好地发挥其夏季的降温增湿效应,有利于改善城市热环境、减缓城市热岛效应.     

西安城市绿地生态功能研究

通过调查,将西安市片状绿地按种植结构分为乔灌草、乔草、灌草、乔木、灌木和草坪6种类型,并定点定时测定绿地中心和对照点的光强、湿度、温度、噪音、空气中细菌数.结果表明,在片状绿地中,除草坪外,其他绿地均具有一定的遮荫效应,不同结构绿地遮荫效应依次为灌木＞乔灌草＞乔草＞灌草＞乔木＞草坪;各绿地也有明显的降温效应,降温效应依次为乔灌草＞乔木＞灌木＞乔草＞灌草＞草坪;各绿地还有一定的增湿效应,增湿效应依次为乔草＞乔灌草＞乔木＞灌木＞灌草＞草坪;各绿地也具有降噪效应,降噪效应依次为乔灌草＞乔草＞乔木＞灌草＞灌木＞草坪;各绿地在灭菌方面也有明显的作用,灭菌效应依次为乔灌草＞乔草＞乔木＞灌草＞灌木＞草坪.相同种植结构的绿地中复层结构绿地的生态效益均大于单层结构的绿地.最后,根据以上结论提出了提高城市绿地生态功能的措施.     

城市公园绿地生态效应的定量评估

以位于亚热带地区的城市公园(深圳市莲花山公园)绿地为例,选取了碳-氧平衡、水土涵养和小气候调节3方面的CO2-O2吸释量、群落蓄水量、保土量、蒸散量、蒸散耗热量等指标,对城市公园植被的不同群落结构类型进行了生态效应的定量评价.结果表明,有乔、灌、草3层结构的林地群落的生态效应平均为单层结构的草坪群落的2～3倍.     

环境因子对上海城市园林春季鸟类群落结构特征的影响

2004年3—5月,对上海8个园林绿地的春季鸟类做了研究。在调查中共观察到55种鸟类,其中留鸟31种,候鸟24种。运用回归与相关统计分析方法分析了鸟类群落结构和分布特征与8个园林绿地的公园面积、水体比例、植被种数、乔木层盖度、灌木层盖度、草本层盖度、地形坡度异质性、临主干道状况、人流量、行道宽度10项环境指标的关系。结果表明：(1)公园面积、植被种数、灌木层盖度、草本层盖度、地形坡度异质性、临主干道状况、行道宽度等7个因子在影响园林鸟类群落结构和分布中起关键性作用;(2)上海城市鸟类数量、多样性呈单一化趋势,而且公园绿地内大面积水体等建设方案并不利于鸟类的栖息。     

上海闵行区园林鸟类群落嵌套结构

城市中的园林绿地呈现斑块状分布,其栖息地特征与岛屿栖息地相似。2008年11月至2009年10月,对上海市闵行区内的7块城市绿地进行调查,记录雀形目鸟类的分布情况,并运用Nestedness temperature calculator软件,检验其群落结构是否符合嵌套结构。运用Arc GIS软件分析该地区的卫星图片,收集7块样地的面积、绿地盖度、水源距离和人为干扰程度等数据,结合实地调查所得到的数据,分析这一嵌套结构的形成原因和影响因素。结果显示：上海市闵行区城市绿地中的雀形目鸟类分布是显著的嵌套结构,园林面积、绿地面积和水源情况都对其嵌套结构有显著影响。但是与真正岛屿上存在的群落分布嵌套结构不同,人为干扰程度对这一结构也有非常明显的影响。基于上述结果可以看出,影响上海市园林鸟类的群落嵌套结构的主要原因是栖息地的结构和人为干扰程度。因此,建议在规划和建设城市公园和绿地时,应该偏重于面积较大,植被盖度和丰富度高,结构合理的园林,并且尽量减少人为干扰。     

上海城市绿地冬季鸟类群落特征与生境的关系

2005年11月至2006年2月对上海市区绿地鸟类进行了调查,共记录到鸟类34种,隶属5目16科。研究发现冬季鸟类群落结构相对稳定,优势种为麻雀(Passer montanus)和白头鹎(Pycnonotus sinensis)。冬季鸟类群落多样性受多种因素的影响,其中绿地面积、乔木盖度和栖息地类型多样性是影响鸟类多样性的关键因子。聚类结果表明,面积大、生境类型丰富及人为干扰相对较少的绿地,鸟类多样性高。因此提出如下建议:(1)增加城市中植物种类,特别是乡土物种,适当提高冬季常绿乔木以及乔、灌、草的比例;(2)在绿地中尽可能多地保留自然生境;(3)在城市绿地中适当开辟湿地生境,以吸引水鸟栖息。     

长白山暗针叶林苔藓植物在养分循环中的作用

测定了长白山暗针叶林5种主要苔藓植物养分含量,并结合生物量的测定结果,推算单位面积的苔藓植物养分含量.结果表明,单位面积苔藓植物氮含量为5.371 kg·hm^-2,是乔、灌、草总氮量的12.22%;钾含量为12.02 kg·hm^-2,是乔、灌、草总钾量的5.63%;磷含量为31.679 kg·hm^-2,是乔、灌、草总磷量的70.57%,超过了乔木磷含量,是草本植物磷含量的2.倍、灌木磷含量的792倍,苔藓植物是暗针叶林重要的磷库.同时测定不同苔藓盖度下土壤中的养分含量.方差分析结果显示,不同苔藓盖度下土壤中氮、钾含量差别不大,磷含量差异显著,没有苔藓覆盖的土壤中磷含量最高,为0.19±0.023 g·kg^-1;苔藓盖度为第6级(80%～100%),土壤中磷含量最低,为0.36±0.017 g·kg^-1,随苔藓盖度的增加土壤中磷含量有减少的趋势.     

群落结构和叶面积指数在具茨山植被次生演替中的变化

采取3S(GIS,RS和GPS)技术和野外作业相结合的方法,研究了河南省具茨山人为干扰后植被次生演替过程。在此基础上,从宏观和微观尺度对不同演替阶段典型群落的结构变化和植被叶面积指数(LAI)动态进行分析。结果表明:乔木阶段的植被LAI均值为4.1～5.5;灌木阶段为3.0～3.7;草本阶段为1.0～1.5。部分灌木林在生长季的LAI和盖度高于乔木林。随着演替进行,群落结构也发生很大变化,乔木种类和数量逐步上升。植被系统的复杂度和稳定性不断增强,其发挥的生态功能和生态服务价值随之提高。     

春季城区道路不同绿地配置模式对大气颗粒物的削减作用

研究城市道路不同绿地类型对大气颗粒物的吸附削减作用,是提高城市绿地大气污染治理功能绿地配置模式优化的重要基础。以位于北京市海淀区的3条典型主干道道路为对象,选取乔木、灌木、草本、乔-灌、乔-草、乔-灌-草6种典型绿地配置模式,在大气颗粒物污染严重以及城市植被发芽、开花、展叶完成的春季(3月中旬至4月上旬),采用Dustmate便携式颗粒物采样器和NK4500手持自动气象仪分1.5m和3m两个高度同步测定距污染源不同位置的大气颗粒物浓度与小气候因子,分析不同绿地配置模式对颗粒物削减能力的差异及其主要影响因素。研究结果表明:复合配置模式比单一配置模式下空气颗粒物浓度稳定程度高,其主要受风速与空气相对湿度的影响;大气颗粒物粒径越大绿地对其削减作用越强;地表覆盖程度是影响不同绿地配置模式对大气颗粒物垂直削减的关键因素,地表覆盖越好垂直削减效果越好,且垂直削减率与温度成正相关关系;草本、灌木对大气颗粒物的垂直削减作用比其他4种配置模式更好;由于受植被郁闭度、疏透度以及配置种类的综合影响,乔-草、灌木绿地配置对大气颗粒物的水平削减作用比其他4种模式更好。     

植被群落特征对城市生态系统服务的影响研究进展

生态空间（林地、灌木、草地、水体）所产生的生态系统服务极大的改善了人类的生存环境，在城市绿地破碎化日益严重、绿地质量逐渐降低、乡土植物逐渐减少、入侵风险逐渐加剧等生态背景下，如何维持稳定而持续增长的城市生态系统服务供给，一直困扰着当下从事城市生态学领域研究的学者和城市管理者。植被群落作为城市绿地系统的基本组成单元，在绿地破碎化趋势下，可作为研究内容来探讨城市生态系统服务维持或提升策略；植被群落泛指城市中常见的、具有明显边界的、按照一定分布规则的植物群落单元，既包括道路绿地、居住区绿地、公园绿地等，也包括城市郊野自然林地。但对植被群落生态功能的研究也多停留在对某一生态问题的简单相关性研究，缺乏系统性和整体性。从微观层面的植被群落角度，整合相关文献研究，介绍了受植被群落特征影响的6种典型城市生态系统服务，综述了植被群落特征对这6种城市生态系统服务的影响机理，对植被群落特征因子进行总结、归类，从树种特性、垂直结构、水平结构、其他4个角度构建了"植被群落特征因子对城市生态系统服务影响关系表"。最后面向典型生态系统服务提升提出了城市低质量植被群落地区的营建和更新原则，以期为今后城市园林部门、规划部门制定城市绿地系统规划提供基础性技术支撑。     

华南地区亚热带树木叶面积指数的高光谱反演研究

为构建树种叶面积指数的估算模型,以NDVI、RVI、FREP、CIGreen、CIRed-edge、MSAVI2为高光谱特征变量,通过统计分析,确定反演树种叶面积指数的最佳光谱特征变量,构建华南农业大学校园内50种亚热带树木的叶片反射率和叶面积指数(LAI)模型。结果表明,6种高光谱特征变量与树种叶面积指数间都具有极显著相关性,其中红边位置反射率(FREP)和比值植被指数(RVI)与LAI的拟合方程的R2都大于0.8,决定系数分别为0.820和0.811。经过精度验证,FREP估算的均方根误差(RMSE)只有0.13,该回归模型为估测亚热带典型树种的叶片LAI最佳模型。从高光谱遥感的角度结合亚热带植被的群落结构特点来看,建立的红边位置光谱反射率与叶面积指数的回归模型普遍具有较高的拟合度,所以利用高光谱特征变量反演亚热带树木叶片的叶面积指数等植被参数的应用前景较好。     

基于遥感的广州市城市绿地生态服务功能评价

利用TM卫星影像数据和野外观测数据,运用遥感定量反演模型和知识,提取影响广州市城市绿地生态服务功能的地表参数,如叶面积指数、植被指数、土壤水、地表反照率、地表温度等,然后利用神经网络技术实现对单一因子的城市绿地生态服务功能的评价与分级;在此基础上,利用模糊聚类法对广州市城市绿地生态服务功能进行综合评价。结果表明:广州市城市中心绿地生态服务功能偏弱;绿地在各区分布差异较大,空间布局不够合理。生态服务功能一级的城市绿地面积为2.1km2,仅占研究区域总面积的0.4%,生态服务功能二级、三级和四级的绿地面积占研究区域总面积的比例分别为2.4%、5.0%和2.9%。     

Grazing Dynamics of the Species Diversity in Aneurolepidium Chinese Steppe and Stipa Grandis Steppe

Aneurolepidium chinense and Stipa grandis steppes are the two main community-types in the temperate,typical steppe zone of Eastern Mongolian plateau. The changes of their species diversity under grazing influence were studied on two representative grazing gradients, situated in the Xilin River Basin, Inner Mongolia. The results showed: The species richness of the two communities is reduced with the increase of grazing intensity,while their in dices of evenness and diversity on moderately grazed sites were higher than those on both ungrazed and heavily grazed sites. The diversity changes of the steppe community on grazing gradient depended mainly on the competitive exclusion of the species and the different effects of grazing on different species. These two functions could be integratively reflected by the synusia structure in communities. So the diversity of the synusia structure in a community was a measure of the degrees of differentiation of the ecological niches in it,and could be effectively used to interprete the species diversity changes. A moderate grazing intensity prevented the competitive exclusion of the dominant synusia,and at the same time,had no restrictions to the development of other synusia, which led to a diversified synusia structure with a high species diversity. Based on the species-area curve analysis, the measurement of large nested quadrats on homogeneous habitat was suggested as a suitable method for inventory and monitoring species diversity in the steppe area.     

1988-2013年基于BP神经网络的植被叶面积指数遥感定量反演

叶面积指数（Leaf Area Index,LAI）高度综合了植被水平覆盖状况和垂直结构,以及枯枝落叶层厚薄和地下生物量多少,是植被影响土壤侵蚀的主要方面。区域尺度的时间序列叶面积指数揭示了区域土壤侵蚀的演化过程。因此,及时准确地掌握区域尺度上长时间序列的植被LAI,对研究土壤侵蚀动态变化与植被的关系至关重要。选择南京市1988-2013年10期遥感影像,基于反向传播（Back Propagation,BP）神经网络构建LAI反演模型,进行了长时间序列的叶面积指数反演。结合2009和2010年LAI实测值,验证与探讨了该模型的评价精度与适应性。结果表明：（1）该模型拟合度较高,2009和2010年平均相对误差、均方根误差、相关系数分别是0.2395和0.2174,0.2962和0.2581,0.7713和0.6844,各项精度评价指标均较好;（2）统计分析去除耕地后全市LAI变化,低植被覆盖（LAI<2）面积不断增加,高植被覆盖区（LAI>3）面积先减少后增加,耕地面积不断减少,符合南京市的发展变化规律;（3）主城区LAI年际变化与其他学者得到的南京市植被盖度变化趋势一致,反演结果的时序性较高。本文提出的基于反向传播神经网络模型反演长时间序列LAI是可行的,为区域尺度土壤侵蚀定量遥感监测提供新途径。