北京城区医院绿地林木树冠覆盖与城市森林结构分析

城市森林对人体健康的促进作用已经得到广泛的证实,医院是城市人流最聚集,生态健康需求最迫切的地区之一,急需加强对医院城市森林现状以及建设潜力的研究工作。利用2013年7-9月份0.5m分辨率的World View 2遥感影像以及基于面向对象解译平台eCognition软件解译得到的2013年北京市城区树冠覆盖栅格与矢量图,并结合实地调查,对北京城区医院绿地林木树冠覆盖与城市森林结构进行分析。结果显示：医院总体林木树冠覆盖率为18.59%,潜在树冠覆盖率为1.55%;无论是现实还是潜在林木树冠覆盖率,三级医院均高于二级医院;各环路现实树冠覆盖率表现为：五环-六环外1km（19.15%） > 三环-四环（13.03%） > 二环-三环（11.64%） > 四环-五环（11.18%） > 二环内（8.16%）,潜在树冠覆盖率表现为五环-六环外1km（0.03%） > 四环-五环（0.01%）,其他各环路均为0;六个行政区间现实树冠覆盖率表现为：石景山区（24.49%） > 海淀区（21.67%） > 朝阳区（20.11%） > 丰台区（19.43%） > 西城区（13.52%） > 东城区（10.55%）,各行政区潜在林木树冠覆盖率值几乎均为0;本次调研共记录到植物62种,分属于33科54属,其中乔木层树种中雪松（Cedrus deodara）、紫玉兰（Magnolia liliflora）、银杏（Ginkgo biloba）的重要值以及应用频度较高;灌木层树种中榆叶梅（Amygdalus triloba）、石榴（Punica granatum）、金银木（Lonicera maackii）等观花观果树种重要值以及应用频度较高;医院城市森林群落的平均密度为55株/hm²,平均胸高断面积为2.23m²/hm²;平均胸径、冠幅、树高分别为17.69cm、4.65m、6.60m,树种规格整体较小。     

北京城市潜在林木树冠覆盖的区域分布、动态变化与评价研究

城市林木树冠覆盖(urban tree canopy,UTC)既是衡量一个城市生态状况的标志性指标,也是衡量森林城市建设成就的关键指标,其中的潜在林木树冠覆盖(possible urban tree canopy,简称PUTC)又与城市森林建设目标的科学制定息息相关。在国外文献与实践案例研究的基础上,以北京市六环外1km以内范围为研究对象,利用2002和2013年的0.5m分辨率航、卫片影像,通过其解译的地表覆盖数据,对其两个年度的潜在林木树冠覆盖的区域分布和动态变化进行分析,并利用人口密度、道路密度和现实林木树冠覆盖率等指标,以村(社区)为单元对其潜在林木树冠覆盖的优先度进行了分析评价。结果显示,11年间,研究区域的PUTC从40882.18hm²减少到了18845.82hm²,空间分布也呈现出沿环路越是靠近城市中心区域,其分布也越少的格局,从其类型上看,随着时间的推移,其类型的丰富度也越来越低,到2013年,则呈现出荒草地类型绝对占优的格局。PUTC的斑块数量从109892个减少为7793个,但斑块平均面积从2002年的0.37hm     

城市林木树冠覆盖研究进展

随着城市化进程的加快以及人们对由此产生的大量环境问题认识的不断加深,城市森林受到了越来越多的关注,它被越来越多的普通市民和科学家看做是有效解决城市环境与生态问题的最根本途径.在城市森林的维护、规划与建设过程中,城市林木树冠覆盖被认为是城市森林最重要的结构与功能衡量指标.针对我国城市森林研究与实践起步较晚的现实需求,从城市林木树冠覆盖的概念、分类与评价、城市林木树冠覆盖与城市森林服务功能、城市林木树冠覆盖的研究方法和城市林木树冠覆盖率与城市森林规划等4个方面,对国内外城市林木树冠覆盖研究的现状进行了评述.指出了该方面研究的未来趋势包括4个方面,首先,城市林木树冠覆盖研究,已经与城市的生态建设和日常生态、生产管理紧密结合.其次,高分辨率(米级以下)卫星影像在城市森林树冠调查与制图过程中的应用越来越普遍.第三,像面向对象的影像解译方法与激光雷达(LIDAR)等新技术将会得到更广泛的使用.第四,为了最终实现城市森林建设规划能够落地的目标,在城市森林建设的规划实施决策过程中,计算机辅助人工智能的应用将会普及.     

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。     

城市生态安全评价方法研究--以北京市为例

生态安全是指一个社会的物理环境能够在满足居住者需要的同时,又不削弱其自然储量的状态。目前生态安全的研究主要集中在国家和区域尺度上,且集中于横向比较,对城市生态安全的研究较少。而城市生态安全却是一个国家或区域生态安全的基础和核心。本文分析并借鉴了区域生态安全的评价方法,以北京市为例,探求维护城市生态安全的关键性生态环境要素,并通过对城市生态安全诊断指标的综合分析,从时间尺度上(1996～2002年)评价城市生态安全的现状和发展趋势,为城市生态安全的管理提供科学依据和指导。     

Habitat use of urban Tree Sparrows in the process of urbanization:Beijing as a case study

The Tree Sparrow (Passer montanus) is a dom-inant species in urban bird communities.With the devel-opment of urbanization,the habitats and sources of food for Tree Sparrows are decreasing.Can the urban Tree Sparrow adapt to changes in the urban environment? To answer this question,we studied the habitat use of Tree Sparrows in eight types of urban areas in Beijing.The results show that the number of both breeding and winter-ing Tree Sparrows decreased with increasing urbanization.The habitat use of Tree Sparrows,analyzed using stepwise discriminant analysis,was positively correlated with the number of brick bungalows,coniferous and broad-leaved trees and air conditioners.It was negatively correlated with the area of high buildings and hardened roads,pedestrian and automobile flux.This indicates that the Tree Sparrow had not adapted to rapid urbanization even though it is a generally adaptable species.Urban planning should take birds such as the Tree Sparrow into consideration.     

北京城市土地利用/覆盖变化及其对雨洪调节服务的影响

深入认识城市土地利用/覆盖变化对雨洪调节服务的影响对于提升城市生态系统服务和雨洪管理具有重要意义。基于多期Landsat遥感影像,利用混合像元分解与人工目视解译集成的方法提取了北京市1991—2014年的土地利用/覆盖数据,模拟评估了不同降雨情景下的地表产流与雨洪调节服务,并分析了城市建成区的土地利用/覆盖变化对雨洪调节服务的影响。结果表明:1991—2014年,北京城市用地面积增长了1096.53 km²,建成区内不透水面比例上升了9.83%。城市建成区雨洪调节服务总体呈下降趋势,1a、10a、25a和100a一遇降雨情景下平均地表径流调节率分别下降了5.37%、2.40%、1.75%和1.04%,一定程度上加剧了城市的雨洪产流风险。同时,城市新扩张区的土地利用/覆盖变化对雨洪调节服务的影响较老城区更强,贡献度超过84%。建议未来城市新区发展应合理配置不透水地表和绿地空间以提升城市雨洪调节服务。     

广州市主城区树冠覆盖景观格局梯度

城市树冠覆盖是城市森林在小尺度上的景观表达,是衡量城市森林生态功能服务质量的重要指标.通过在ArcGIS9.2中对广州市中心城区的高分辨率航片进行目视解译,对形成的树冠覆盖专题图分析并生成栅格数据,利用Fragstats3.3软件分别选择标准方法和移动窗口方法分析研究区景观格局特征.其中基于移动窗口法形成了一系列基于所选择格局特征的连续栅格表面,每一个栅格单元代表的是设定的移动窗口半径尺度下景观类型的格局特征.分析表明,研究区景观格局呈现明显的空间异质性梯度特征.基于样带区尺度效应分析的结果表明,粒度3-5m和移动窗口半径400-600m可适合于研究区的景观格局梯度分析,选择的景观指数能够形成较为平滑的栅格表面.基于移动窗口的分析结果以连续变量图的形式对景观格局空间异质性进行可视化表达,能够为小尺度上的城市森林景观格局优化提供重要的参考.     

近自然社区公园的生物多样性特征——以北京市中心城区为例

城市绿地为城市动植物提供了重要栖息地,对城市生物多样性保护具有重要意义。然而,传统社区公园绿地（"传统绿地"）主要围绕安全、景观和游憩功能,植物种类偏少,群落结构单一,为城市野生动物提供食源和栖息地的资源有限。北京市以2035规划"留白增绿"为政策背景,在中心城区建设一系列小型近自然社区公园绿地（"近自然绿地"）,在植物物种组成、群落结构和管理方式上有别于以往的传统绿地。一般认为生物多样性在一定范围内随面积的增大而提高,那么对于受到高度干扰的小型绿地,"近自然"特征是否能够显著提高其包括昆虫、鸟类在内的生物多样性？为探究这类近自然绿地的生物多样性特征,在2020年8月至2021年3月,综合采用样方法、样线法,对北京市西城区2个近自然绿地及4个传统绿地的植物、昆虫和鸟类进行调查,分析比较其多样性特征。结果表明,近自然绿地的灌木和草本层丰富度和多样性显著高于传统绿地,均匀度则无显著差异;近自然绿地的昆虫和鸟类的丰富度、多样性显著高于传统绿地,均匀度则无显著差异。与传统绿地相比,近自然绿地具有更丰富的鸟类食源、蜜源植物,以及更为复杂的植被垂直结构。根据以上结果,近自然绿地具有比传统绿地更为显著的生物多样性优势,建议在进行城市绿地建设时,应增加植被结构复杂的近自然绿地的比例,增加绿地的灌木和草本层多样性。研究成果不仅丰富了小面积绿地的生物多样性内涵,且可为大都市近自然绿地营建提供理论依据。本研究还将为今后公园设计、改造和管理提供新的思路,引导绿地向基于生物多样性保护的方向可持续发展。     

Branchlet shaking: A method for sampling tree canopy arthropods under windy conditions

Abstract Chemical knockdown is a commonly used method for sampling canopy arthropods. The procedure is susceptible to high winds and in certain conditions may be virtually unusable. Here we introduce a new procedure, branchlet shaking, and compare it with chemical knockdown. Samples produced by branchlet shaking yield fewer arthropods per tree and tend to miss some larger (>1.0cm) and some smaller (<0.2cm) animals. However, the two procedures generally produce data which can portray similar information about the canopy fauna. It is concluded that although chemical knockdown is a superior sampling procedure, branchlet shaking is a possible alternative for situations where chemical knockdown is impractical. Interpretation of the data must, however, take into account the limitations of the branchlet shaking procedure.     

Habitat use of urban Tree Sparrows in the process of urbanization: Beijing as a case study

The Tree Sparrow (Passer montanus) is a dominant species in urban bird communities. With the development of urbanization, the habitats and sources of food for Tree Sparrows are decreasing. Can the urban Tree Sparrow adapt to changes in the urban environment? To answer this question, we studied the habitat use of Tree Sparrows in eight types of urban areas in Beijing. The results show that the number of both breeding and wintering Tree Sparrows decreased with increasing urbanization. The habitat use of Tree Sparrows, analyzed using stepwise discriminant analysis, was positively correlated with the number of brick bungalows, coniferous and broad-leaved trees and air conditioners. It was negatively correlated with the area of high buildings and hardened roads, pedestrian and automobile flux. This indicates that the Tree Sparrow had not adapted to rapid urbanization even though it is a generally adaptable species. Urban planning should take birds such as the Tree Sparrow into consideration. __________ Translated from Biodiversity Science, 2006, 14(5): 372–381 [译自:生物多样性]     

山丘区苹果树花期冠层反射率的定量遥感反演

采用山东省栖霞市苹果树花期不同分辨率的TM和ALOS影像,充分考虑坡向系数和冠层花叶比,通过地形辐射校正获取地表反演反射率,再经混合像元分解获取苹果树冠层的反演反射率,将30个果园样方的反演结果与同时段实测反射率及表观反射率进行比较,分析反演效果和精度.结果表明:地形辐射校正有效减弱了地形和大气的影响,恢复了阴影处地物,地表反演反射率影像的解析力大幅提高;无论是TM还是ALOS影像,冠层反演反射率的绝对误差和相对误差均最小,所有波段的相对误差表现出一致性,且样方间变化趋势与实测值最一致,说明混合像元分解是必要的.反演方法应用于不同分辨率影像,表现出相似的反射率变化特点,高分辨率图像更具优势,但受波段限制,可与中分辨率影像结合使用.     

上海市中心城区城市用地扩展的时空特征

利用1989、1994、2000和2005年高分辨率遥感数据解译的土地利用数据,采用城市扩展强度指数、梯度分析等方法,分析了快速城市化阶段上海市中心城区城市用地扩展的时空特征.结果表明: 研究期间,上海城市用地扩展迅速,城市扩展呈现“摊大饼”式的形态,城市用地扩展存在各向异性,城市的重心向西南方向移动了2.62 km.城市用地扩展强度成倍增长,扩展强度存在城乡梯度差异,城市扩展最激烈的地区位于城乡交错带,边缘型增长是上海城市用地扩展的主要方式,但城市用地在城市中心区域呈负增长.政府政策与决策支持、快速经济增长、社会固定资产投资总额、城市基础设施投资额、交通运输线路长度、城市非农业人口增加是城市扩展的主要驱动力.
     

基于熵理论的城市生态系统服务流定量评估——以北京市为例

量化评价生态系统的服务功能是合理开发生态资源、实现可持续发展的重要前提.生态系统服务流能够为生态系统服务功能的量化评估提供解决方案.本文以四大生态系统服务类型为框架,构建了城市生态系统服务流评估体系;将生态系统服务流重新分类,引入熵理论,对指标及系统无序度、发展演变方向进行定量评价;并以北京市为研究对象,选择24个因子开展案例研究.结果表明:2004—2015年间,北京城市生态系统服务总熵值为0.794,总熵流为-0.024,系统无序度较大,濒临非健康状态;系统熵值3次取得极值,3个变化周期内系统熵值的年平均变化幅度逐渐增大,说明人为活动对城市生态系统干预强度增大;2007年熵流达到最小值,生态环境质量最高;北京市常住人口总数与城市生态系统熵流拟合函数的决定系数为0.921,说明人口数量与城市生态环境状态有很强的相关性.     

北京市六环内城市森林结构总体特征

城市森林结构决定了城市森林的外貌、总体绿量,影响其生态效益.本文对北京市六环外1 km范围内城市森林分层抽样调查,研究其多样性及乔木规格,并根据北京城市特点分析其空间差异,以期找出存在问题及梯度变化规律,为北京城市森林多样性保护及科学管理提供依据.通过对各类城市森林847个标准样方的调查,共记录木本植物50科、106属、159种,本地种占75%;城市森林植物群落仍然是少数物种主导,毛白杨(Populus tomentosa Carr.)与国槐(Sophora japonicaL.)分别为使用数量最多(9.7%)和使用频度最高(28.45%)的树种;乔木平均胸径19.79 cm,平均冠幅5.4 m,规格总体偏小,且规格差异不大.北京市城市森林沿城市发展方向由城内向城外展现出了明显的梯度变化:总物种数4环外多于4环内,最高为4~5环112种;多样性指数逐渐降低;乔木规格减小;“城六区”物种组成、多样性及乔木规格均优于其他行政区.     

铅对山西省路域优势草本植物生长的影响及铅累积特征

采用温室盆栽试验,研究了不同浓度铅(0、500、1000、1500mg.kg-1)对14种山西省路域优势草本植物生长的影响及其铅吸收积累特征.结果表明:在14种草本植物中,随着铅浓度的增大,反枝苋和高丹草表现出明显的中毒症状,其他12种植物的株高和生物量与对照相比均无显著降低,表现出对铅污染具有一定的耐受性;藜和新麦草植株的地上部铅含量最低,各浓度铅处理下平均值分别为12.70和11.33mg.kg-1,地上部与根的铅含量比(S/R)最低,分别为0.12和0.10,表明二者为低积累植物,可用于铅污染土壤的植被恢复;红叶苋和绿叶苋植株地上部的铅迁移量最高,1500mg.kg-1铅处理下每百株铅迁移总量分别为53.37和45.29mg,可作为修复铅污染土壤的先锋植物.     

RCPs气候情景下珠江三角洲地区城市用地扩展的预测与模拟

随着社会经济的快速发展,中国城市规模和数量不断扩大,城市土地利用系统内部变化错综复杂.本研究以珠江三角洲地区城市群为例,研究了在自然环境条件和社会经济条件共同作用下城市化进程中城市用地动态变化的驱动机制,并设计了规划情景和RCPs气候情景,运用决策树元胞自动机模型对这几种情景下珠江三角洲地区城市用地的动态变化进行预测模拟.结果表明: 非农业人口和社会经济的增长对城市化过程起着决定性的推动作用,交通干线在整个城市化进程中始终起着重要的基础性作用,高程较高和坡度较大的区域制约了该地区的城市化进程.随着时间的推移,无论哪种情景,城市用地扩张的态势不变,但扩张速度到一定时间节点将会减缓,不同情景下减缓的时间点不同;规划情景、MESSAGE模式和AIM模式下的城市用地发展速度依次增加,但MESSAGE气候模式下的城镇发展较符合当前的城镇发展态势;城市用地扩张的区域主要集中在广州、东莞、佛山、珠海、深圳、湛江和潮汕等城市化相对较高的区域.
     

近10年北京极端高温天气条件下的地表温度变化及其对城市化的响应

以北京市为研究区,利用2000年和2010年极端高温发生时MODIS卫星的地表温度（LST）产品数据,结合DMSP/OLS夜间灯光数据,应用差值、等温线、剖面分析等方法,分析了北京市近十年来极端高温发生时地表温度的时空变化特征及其对城市化的响应。研究结果表明：（1）近十年来,极端高温时的地表温度升高,高温区范围增加,城市功能拓展区与发展新区的高温区增加面积大于首都功能核心区与生态涵养区;（2）北京市城市化发展迅速,城市扩张对极端高温条件下的地表温度时空分布与变化趋势起着主导作用。     

海岛型城市生态安全格局研究——以平潭岛为例

在快速城市化带来的城市生态安全严重威胁着城市可持续发展的这一时代背景下,构建城市生态安全格局是实现区域和城市生态安全的基本保障和重要途径。结合平潭综合实验区总体规划,从城市生态安全角度出发,在对平潭岛生态环境本底条件的调研基础上,选取与平潭岛的城市生态安全关系密切的6个关键生态因子进行深入分析,并通过层次分析法和GIS空间叠置法综合多要素分析了平潭岛的生态敏感性,最终有针对性地提出了面向新一轮大规模城市开发热潮的平潭岛城市生态安全格局。研究成果可为平潭岛的城市开发建设提供决策支持,对维护平潭岛城市生态安全、促进平潭岛可持续发展具有重要的理论和现实意义,同时也对其它海岛型城市的生态安全格局研究具有一定的借鉴意义。     

不同径级国槐行道树重金属富集效能比较

采用ICP-OES测定北京市台基厂大街行道树国槐各器官中7种重金属(Cd、Cr、Ni、Cu、Mn、Pb、Zn)含量,比较不同径级国槐重金属富集效能。结果表明:国槐中重金属含量因胸径级、器官、元素种类不同而存在差异。各径级国槐重金属含量大小总体趋势为ZnMnCuPbCrNiCd,各器官中树皮和根对重金属的吸收能力最强,其次是叶和枝,树干对重金属的吸收能力最弱。不同径级国槐对重金属的富集能力存在差异,表现为小径级中径级大径级。国槐各器官中重金属积累量大小顺序为根干枝叶,重金属积累量随着胸径级扩大和生物量的增加而增加。综合比较不同径级国槐重金属年均积累量、单位面积富集量和单位空间富集量,小径级(20≤DBH30 cm)国槐富集效能最高。