城市森林建設的景觀生態學思考

　　城市森林是一種新型的、以服務城市為主旨的森林體系，既包括人工生態系統，也包括自然生態系統。而景觀生態學乃是研究景觀的空間結構與形態特征對生物活動、人類活動影響的科學。它集生態學、現代地理學、系統科學各門理論，研究景觀及其空間要素，考察景觀系統的結構、功能、演變規律及與人類社會系統的相互作用，并進而探討景觀優化利用及管理保護的原理的途徑[1]。作為自然與人類文明高度結合的景觀，借鑒景觀生態學的研究成果和學術思想，用景觀生態學的原理研究城市森林，分析城市森林建設中的景觀特點，使城市景觀更符合生態學意義，將推進城市森林的建設，緩解城市環境危機，有助于城市資源，環境發展問題的解決．
1 城市森林的概念及相關研究
　　“城市森林”最早出現于1962年美國肯尼迪政府的戶外娛樂資源調查報告中[2]；1965年，加拿大Erik Jorgensen教授提出城市林業概念[3]，自此，城市林業與城市森林先后在北美、歐洲乃至全球掀起了研究熱潮。美國學者Rowantree(1974)指出：如果某一地域具有5．5～28 m2/hm 的立木地徑面積，并且具有一定規模，那么它將影響風、溫度、降雨和動物的生活，這種森林可被稱為城市森林[4]；德國Flack(1996)提出了廣義的城市森林的概念，即“城市森林包括城市周邊與市內的所有森林?！蔽覈氤鞘猩蛛m然較晚，也有許多專家對城市森林的內涵進行了廣泛的探討。由于深受中國古典園林思想的影響，我國學者對城市森林的定義更多體現了一種大森林觀點。如劉殿芳認為城市森林是具有一定規模、以林木為主體，包括各種類型(喬、灌、藤、竹、層外植物、草本植物和水生植物等)的森林植物、栽培植物和生活在其間的動物(禽、獸、昆蟲等)、微生物以及它們賴以生存的氣候與土壤等自然因素的總稱。城市的園林(人文古跡和園林建筑除外)、水體、草坪以及凡生長植物的其它開放地域均應納入城市森林總體，成為其中的一個組成部分[5]。張慶費認為城市森林建立在改善城市生態環境的基礎上，借鑒地帶性自然森林群落的種類組成、結構特點和演替規律，以喬木為骨架，以木本植物為主體，藝術地再現地帶性群落特征的城市綠地[6]。馬錦義認為城市森林是指在城市及其周邊范圍內以喬木為主體，達到一定的規模和覆蓋度，能對周圍的環境產生重要影響，并具有明顯的生態價值和人文景觀價值等的各種生物和非生物的綜合體[7]。
　　盡管對城市森林的理解不同，但各國學者都強調城市森林的環境服務功能，注重發揮森林的多種功能，特別是把森林的生態功能放在首位；在范圍上超越了傳統的城市綠化范圍，把市區、郊區及遠郊區作為一個整體來考慮城市森林的建設；在城市環境建設的理念上，突出強調了樹木、森林的主體地位；認為城市森林是一門新興的學科，是現代林業的一個分支，是涉及林業、園林、水利等多行業、多學科的綜合學科體系[8]。
　　因而，城市森林主要是指在城市地域內，以樹木為主體的植被及其所處的自然環境所構成的森林生態系統，它是城市生態系統十分重要的一個組成部分。從生態化城市建設來看，城市森林有著十分豐富的內涵，它是以城市為載體，以森林植被為主體，以城市綠化、美化和生態化為目的，以人為本，森林景觀與人文景觀有機結合，改善城市生態環境，加快城市生態化進程，促進城市、城市居民及自然環境間的和諧共存，推動城市可持續發展[9] 。
2　相關的景觀生態學原理
2．1 景觀異質性
　　景觀異質性是景觀的重要屬性之一，也是景觀生態學的核心，是指一個景觀對一個種或更高級生物組織的存在起決定作用的資源(或某種形狀)在空間(或時間)上的變異程度(或強度) [10]。景觀異質性包括景觀的異質性、景觀功能的異質性以及景觀動態的異質性，異質性大、則密度高、穩定性大。在景觀這個層次上，異質性的主要起源于自然干擾、內部演替和人類活動。景觀的結構和功能是相輔相成的，景觀的異質性使人類居住的生態系統具有長期的穩定性和必要的抵御干擾的柔韌性。
2．2 斑塊一廊道一基質模式
　　組成景觀的結構單元有三種：斑塊、廊道和基質。斑塊泛指與周圍環境在外貌或性質上不同，但又具有一定內部均質性的空間部分。廊道是指景觀中與相鄰兩邊環境不同的線性或帶狀結構，其重要結構特征包括：寬度、組成內容、內部環境、形狀、連續性以及與周圍斑塊或基質的作用關系。廊道常常相互交叉形成網絡，使廊道與斑塊和基質的相互作用復雜化。廊道類型的多樣性，導致了其結構和功能方法的多樣化?；|是指景觀中分布最廣、連續性也最大的背景結構。
2．3 景觀格局和過程
　　景觀生態學中的格局，往往是指空間格局，即斑塊和其它組成單元的類型、數目以及空間分布與配置等。與格局不同，過程則強調事件或現象發生。格局從結構上可以分為：點格局、線格局、網格局、平面格局、立體格局。從定量分析的角度來看，景觀的空間格局可包括如下幾個方面：① 景觀的組成和結構即景觀的空間異質性；②景觀中斑塊的性質和參數和的空間相關性即空間相互作用；⑧景觀格局的趨向性即空間規律性或梯度；④ 景觀格局在不同尺度上的變化即格局的等級結構。
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3 我國城市森林的景觀生態學特點及建設原則
　　城市森林是經人為加工改造的自然生態系統，是受自然環境和社會環境雙重影響的生物群體。與一般森林景觀相比在結構與功能上有著明顯區別不同，它存在于城市建筑群和人海之中，林相簡單而規整，林內清潔而整齊，種群較簡單，結構由人為組合且有明顯的栽培性特征。在構成上，主要三類景觀構成，人工景觀單元如道路、建筑物；人為干擾下的半自然景觀單元如公共綠地、農田、果園；自然景觀如自然河流、自然林。功能上，城市森林改善城市生態環境，保證城市居民的生活品質[11]。城市森林的結構和功能決定了其自身的特點。
　　(1)功能化特征明顯。城市森林的服務對象是城市，要滿足城市的多功能需求。城市的環境狀況具有高度的異質性，在任何一個城市中，不管是歷史悠久的文化名城，還是新興的工業城市(鎮)，都可以根據主要用途的差異把整個城區劃分成不同的功能區，或者可以根據污染程度的差異劃分成不同的污染區。城鎮本身生態環境的異質性要求與之相匹配的城市森林，能夠提供特殊的與城市環境相匹配的生態功能，如具有較強的抗污染能力，甚至是抗某種特定的污染物的能力。
　　(2)維護費用較高。與其它地域的森林類型相比，城市森林非常脆弱。一方面，城市森林要承受城市非常惡劣的自然環境，承受城市因大氣、土壤、水等污染及熱場等特殊環境所造成的壓力；同時，城市森林受人為因素干擾很大，人口密集、交通擁擠、環境污染等一系列問題不可避免地會對城市森林造成影響，使城市樹木呈現各種受害癥狀，甚至枯萎死亡。因此，要使城市森林維持正常的運行，相應要花費更多的維護費用。
　　(3)結構單一，生物多樣性減少。城市森林受人為因素影響明顯，人類的審美觀與行為直接或間接作用于城市森林。用人類干預替代森林自我演替，對影響城市美觀以及人們視線的樹種加以人為清除，而種上較為統一的符合人們審美眼光能夠極快生長的樹種，在其迅速占領空間后不進行樹種替換，使其長期成為優勢樹種，而使其他的對城市生態環境改善有重要作用的樹種沒能有效生長，不符合人類審美觀的鄉土植物的生長受到抑制，限制了城市森林生物多樣性的發揮。
　　在城市森林的構建中，主要須遵循以下幾條原則。
　　(1)以生態功能為基礎原則。應注重森林的防風、降塵和水源涵養方面的功能，同時強調環境保護，應該把保持大氣中碳氧平衡、有效緩解熱島效應和溫室效應、吸收和固定大氣中的有毒有害物質、減輕城市噪音和電磁波污染、調節城市小氣候環境等生態功能作為構建的基礎。
　　(2)以人為本的原則。城市森林構建的最終目的是為居住其間的人類提供舒適宜人的生活環境，保證人類的健康發展。從城市森林樹種的配置到色彩的以及森林結構模式的設計都應從人的需求出發，體現出人文關懷，要努力為居民營造舒適美好的城市森林景觀。
　　(3)可持續發展的原則。城市森林建設是以可持續發展思想為指導，合理組織空間，配置資源，保證城市森林眼前的生態效益和長遠經濟利益的持續發展。要立足眼前，兼顧長遠，滿足城市和人的可持續發展。
　　(4)因地制宜的原則。采用適地適樹的種植原則，選用鄉土樹種。
　　(5)整體性原則。充分考慮到城市整體地形與森林資源的基礎上，制定城市森林規劃整體框架，將環城林帶、城市生態隔離帶、綠色通道、森林公園等構建形式有效利用，形成山水城林融為一體的生態城市。
4 城市森林建設的景觀生態學建議
　　城市森林作為位于城市之中的森林生態系統，受城市高密度的人流、物流、能量流影響，景觀異質性較弱；受人為因素等外部干擾影響，穩定性較差．要承受城市環境帶來的各種壓力的同時，對其作用與功能要求又較其他森林更高。城市森林建設目標就是要建立一個高效的、能經受一定強度人類干擾的生態網絡保護體系，以保證城市以及生活其中的居民的健康與安全，同時保持城市經濟的可持續發展。
4．1 以整個城市為對象布局城市森林
　　城市森林建設一個主要的環節即為城市森林體系的建設，其中城市森林結構布局是城市森林實現城市生態化的一個重要內容。從景觀系統整體性原理出發，應重視城市這一整體地理范疇概念。針對城市不同的地理條件，在充分考慮到城市生態環境的基礎上，以城市森林綠化中的斑塊為點，以河流道路，交通網絡為線，以城市不同地形條件與功能分為不同的區為面，構建城市點、線、面、相結合的城市森林網絡布局框架?！包c”的建設突出城市綠化中的散生木、人工林、片林、自然林的建設，強調喬、灌、草、藤相結合的立體構建方式，以增加綠量，最大限度發揮生態效益、增加生物多樣性。“線”為廊道，通過城市中的防護林帶、道路、河流、綠化建設，連接城市中核心林地、林網、散生木等多種森林斑塊。“面”則立足于整個城市布局，充分發揮森林和水體在改善城市生態環境方面的主導作用。通過綠色真正實現“森林包圍城市，城市位于森林中”的生態城市目標。
　　隨著城市化的進一步發展，城市規模不斷擴大，城鄉交錯帶也逐漸向市郊遷移延伸，城鄉交錯帶由于其自然環境處于過渡地段，所提供的生態位較多、生境多樣，因此森林在物種構成、空間結構、群落動態及功能效應方面也具有不同的特征。城鄉之間有大片的過渡地帶，縱橫交錯的河渠、道路和眾多的湖塘，要充分利用這些水系、道路、建設防護林帶、環帶、林蔭大道、森林大道，形成綠色走廊和綠色網絡，并使之與城區綠地系統貫通[11]。
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4．2 普及森林知識，開展多種城市森林活動
　　城市森林的建設者是人，城市森林歸根結底是為居住于城市的居民服務。城市森林建設的目的是要建設一個改善城市生態環境同時又和生活其間的居民息息相關的生活圈。受城市頻繁的人流、物流、能量流的影響，城市森林具有先天的脆弱性，它的健康發展，建立在全社會森林知識的普遍提高的基礎上。在森林知識的普及上，學校教育與社會教育缺一不可，森林知識普及以學校為切入點，從娃娃抓起，通過開展豐富多彩的森林知識宣傳，使他們從小認識到森林對于我們人類生活的重大意義。社區加強城市綠化知識宣傳，小區的宣傳欄中分期講解有關知識以及森林保護、培育方面的知識，進而便全社會達成一致共識，保護森林，愛護自然生態環境．
　　設計多種類型、適合不同年齡需要的開放城市森林，建設多種形式的城市森林娛樂活動場所。城市森林所處的地域是人口最為稠密的，與人的關系最為密切，它的建設使森林不再是遙遠的自然，不再只是假日郊游或遠足的奢求，直接改善人們的居住、工作、休閑環境，從而有益于人的身心健康[12]。簡單說來，城市森林的建設就是要為老年人提供散步休憩的場所，為年輕人提供談情說愛的地方，為孩子們提供玩耍嬉戲的場地。在保護的同時，最大限度的對公眾開放，“禁止入內”、“不對外開放”之類的警告牌盡少出現在城市森林中，開展多種形式的森林活動，如花卉節、竹文化節等具有中國傳統文化色彩的活動，提供更多的使人們親近自然，走向自然的機會的同時，也提升了城市森林文化品位。
4．3 促進生態效益與經濟效益的同步增長 
　　最大限度的發揮城市森林的生態效益，改變城市綠化建設中的“草坪熱”、“大樹進城熱”，采用喬灌草結合和鄉土植物種植。森林之所以具有其它生態系統所無法比擬的生態功能，其中很重要的一個原因就是因為森林具有復層結構和很高的生物多樣性，是一種相互依賴，相互促進和整個效應[13]。城市森林所處立地條件有限，對效益的要求更大，更應該學習森林的這種復層結構，最大限度增加綠量，以有限空間取得最大的生態效益。而草坪不僅需要高額的建設成本和維護費用，且經常會發生病蟲害，高昂的維護費用反而阻礙了城市發展。據測定，草坪養護投入的費用比喬灌草組成的復合群落大3～5倍，且草坪還需要消耗大量的水分和能源，也增添了市政基礎設施的壓力。要引入一些高大喬木(楓香，銀杏)形成巨大的傘狀樹冠，如果提高枝下高到8米左右，就可造成夏天降溫，冬天充分享受陽光的公共場所。鄉土植物已適應了當地的自然地理環境，易于成活，為生物多樣性提供了條件。
　　城市人口密集，建筑密度大，生態問題突出，單純增加綠地覆蓋率只能帶來生態環境的改善與生態效益的提高，但經濟發展才是一個城市最終追求的目標所在，如何在改善城市生態環境，提高城市森林生態效益的同時，實現經濟的長足發展，綠色經濟效益正是實現這一要求的體現。利用城市森林所帶來的環境效益開發城市森林能產生的最大經濟效益，帶動房地產、商業、醫療服務、旅游等產業的發展。據估算，一座完整的森林城市，可以為居民提供5O％的薪材，使糧食，蔬菜增產lO％～2O％，降低取暖費用lO％～2O％，坐落在森林城市中的住宅估價可比一般住宅高2倍，周圍有片林或公共綠地的住宅價值比一般住房高出5％ ～2O％，有樹木的房導致價格增加5％～15％，在公園或公共綠地附近的住宅價格高15％～20％。城市森林可以為城市提供優質的飲用水，奧地利維也納市有約10萬hm2的城市森林，可以保證全市人口92％的飲用水，日供優質泉水37.3萬m³。
5 總結
　　從城市森林的概念和研究現狀出發，結合景觀生態學的基本理論，總結了城市森林景觀生態學特點和城市森林的建設原則，并就應用景觀生態學原理指導城市森林建設問題提出建議，并通過城市森林布局、功能發展和管理上的分析，提出城市森林建設要依據城市整體布局，充分利用城市地理特點；加強森林知識的普及，提高城市居民的景觀美學特點；強調城市森林生態效益與經濟效益相互促進，在提高城市森林覆蓋率的同時，發揮城市森林的經濟效益．

參考文獻
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