城市綠地的生態功能范文
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第1篇
中圖分類號 X826 文獻標識碼 A
文章編號 1002-2104(2012)04-0067-05 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.04.013
生態系統功能主要分為對內和對外兩種功能，對內功能是生態系統維持自身運轉的能力對外功能是為人類和其他動物提供服務的功能，其中維持自身運轉功能包括物質循環、能量流動、信息傳遞和演替過程等。隨著城市化的快速推進和對高質量城市人居生活的強烈要求，城市綠地承擔著越來越多的生態功能、景觀美化功能和經濟社會功能。在對城市綠地生態系統評價研究中人們關注焦點主要集中在城市綠地為人類提供的生態服務功能，而忽視綠地自身運轉功能；評價體系的設置也過多依賴于數量指標，同時，未能借助指標對綠地結構合理性、功能狀況、質量高低等問題進行科學評價。高估了城市綠地生態功能，影響城市綠地規劃、建設和管理。
1 城市綠地生態系統評價忽略的幾個問題
1.1 綠地數量和面積與生態功能的關系
1993年11月國家建設部頒布《城市綠化規劃建設指標的規定》，確定以城市人均公園綠地面積、城市綠化覆蓋率和城市綠地率等3大指標為城市綠地評價的主要指標。建設部2002年頒布的《城市園林綠地分類標準》（GJJ/T85―2002）和2010年頒布的《國家園林城市標準》、《城市園林綠化評價標準》（GB/T50563-2010）中，建成區綠地率、建成區綠化覆蓋率、人均公園綠地面積、公園綠地面積等數量指標是城市綠地評價考核的重點。導致各級部門將完成數量指標看作是綠地建設管理的重要任務，公眾也誤認為綠地數量越多、面積越大、人均越多，城市綠地生態功能越好，一味追求數量指標，而忽視了綠地質量建設。在目前城市綠化建設用地極為有限、城市人口迅速增加、園林綠化設計和建設滯后的情況下，通過擴大綠地面積來提高城市綠地覆蓋率，必然會帶來造假行為或歪曲綠地建設實質。
1.2 人工綠地生態系統與自然生態系統生態功能的差異
通常情況下，城市綠地生態功能效益評價指標和參考標準直接來源于研究人員多年對自然生態研究的結果，但忽略了人工綠地生態系統與自然狀態下的綠地具有一定的差異性，因此城市綠地的生態功能經常被人們高估。在對自然生境與人工生境中鳥類的種類、數量及鳥類群落研究中發現，人工生境中鳥類物種數及密度顯著低于自然生境，人類活動所造成的生境改變對鳥類多樣性有不利影響［1］。在選取物種多樣性指數對黃土丘陵區主要天然及人工群落物種多樣性進行的研究中，天然植物群落物種豐富度、多樣性指數均高于人為干預的人工植物群落［2］。城市綠地在涵養水源、防風固沙、保持水土、維持生物多樣性等方面的效果都不如自然植被，甚至某些生態功能面臨缺失的危險。
1.3 對城市綠地特殊生存環境和后期科學管護的忽視
城市建筑、道路、管道等基礎設施的修建，改變了城市地下地質結構，破壞了綠地的徑流和根系統，增加了土壤侵蝕速度。城市熱島效應形成小氣候，影響城區溫度、濕度。大氣懸浮物和氮氧化物等有害氣體會干擾或破壞植被的呼吸和蒸騰功能。城市污水，超出綠地凈化速度和能力。城市的噪音、夜晚照明擾亂植被的新陳代謝，加快植被衰老和枯萎速度，阻礙對營養物質的吸收。城市特殊的地表和環境特征，改變了綠地生態機體生存條件，對綠地健康構成較大威脅。
很多情況下，對園林綠地的管理只限于移栽、澆水、修剪等基本護理，而少有林業、土壤、生態等專業人員參與研究、實驗和改良。以致城市綠地對人工形成依賴，失去生態系統的自然特性、生命機能容易擾，能量自給能力、抵抗自然災害和病蟲害的能力降低。
1.4 重視城市綠地功能和價值，忽視建設和管護成本
鋪設大面積的觀賞性草坪再栽種一些灌木是目前城市綠地建設的普遍做法，簡單而又方便管護。為了保持草坪的整潔和清新，需要定期進行修剪、使用大量殺蟲劑、不停地用水龍頭進行澆灌。設置花臺和盆栽是美化城市風貌的新渠道，由于植被只能在薄薄的土層中和狹小的土壤空間生長，土壤失去了涵養水源的功能、缺少有機物質成分和微生物活動，不能維持水分、營養的供給，需要定期澆水、施肥、修剪、移栽等保育措施才能維持其生存狀況。
在城市地標、高檔住宅小區設計和建設中，投入大量人財物引進或者移栽一些名貴樹種、古樹或建設整齊劃一園林綠化工程，大多數情況下并未取得預期的效果。植物具有群落性特征，僅僅一棵或者是少數幾株樹種無法發揮其生態、景觀效益，還會導致樹種的水土不服。過分注重景觀性或者過分依賴于人工來建設城市綠地是一種極不經濟的行為，花費了大量的人財物力，建設成本較大，生態功能不穩定，發揮的景觀效益也非常短暫、有限。
1.5 綠地建設的內涵在城市園林綠化中被曲解
城市園林綠化是以生態學、城市規劃、風景園林等專業原理為指導，以人工培育的綠色植被群落為主體，通過對城市一定規模的綠地生態系統進行改造，并添加文化和藝術內涵綜合構成的具有生態、景觀、文化等功能的城市綠色空間系統，是一個對城市人居生態環境改善，促進城市社會、經濟和環境協調可持續發展的一種方法和過程。綠地不再局限于單純的綠化功能空間，而是從區域自然生態、人工生態與環境保護以及建設的角度組織綠地與生態要素體系［3］。
綠地作為城市園林綠化建設的重要內容，綠地首要的功能應當是維持城市生態平衡，強調一定地域范圍內的植物種類情況及其相互間的關系，而非僅僅是視覺上的“綠化”。將綠地建設誤以為在一塊草坪上配植幾株灌木，誤認為綠地建設就是綠化，誤認為有了綠色就會發揮生態效益；有時候把景觀與綠地的概念混淆或輕重顛倒，這樣既沒有很好發揮城市綠地的生態功能，又缺乏景觀特色，在很大程度上曲解了綠地建設的內涵。
2 城市綠地生態系統綜合評價體系構建原則
2.1 整體性
各種形式的生態系統服務之間形成了多種相互關聯的模式，例如氣體成分的調節伴隨著氣候調節，水分調節與土壤保持相依存，水分調節與土壤肥力保持和食品生產功能相關聯，同時生態系統服務功能發揮還與周邊環境以及人們的感知認識緊緊相關。城市綠地作為一個有機整體，在指標和樣本選取時不能將中心城區與郊區分開，也不能將公園綠地、生產綠地、防護綠地、附屬綠地和其他綠地區別對待，在評價內容選取時全面考慮綠地自身、綠地與生存環境之間、以及公眾對綠地感知認識的綜合。
2.2 前瞻性
評價體系的構建既要反映城市綠地的現狀，也要通過建立資源、經濟、社會和環境各要素之間的關系，借以指示城市綠地未來的發展趨向。例如，隨著城市面積增加、人口增多，加上城市生活水平提高以及多元化追求和個性化的人居環境需求，城市綠地被賦予了越來越多的功能期望。評價體系對于綠地設計和建設具有導向功能，提前預測和推算未來發展趨勢，可以更好地滿足未來各項需求。
2.3 簡單和可操作
評價指標的概念需具體和明確，易測易得，數據應便于統計和計算，且有足夠的數據量。指標的設計應以相關部門和研究機構的標準以及研究成果為參考，得出的結果也便于被采納。
2.4 相關性
城市綠地作為一個有機生態系統，各個部分之間具有較強的相互聯系，在指標選取時應當考慮指標之間具有較強的相關性，指標之間能夠相互應證和補充。同時，指標要具有針對性，與綠地某一特征和實際情況有較強的關聯，能反映綠地質量、數量、功能和結構關系。
2.5 便于比較
城市綠地受到地理條件、經濟發展水平以及城市建設與管理等影響，不同類型城市評價指標體系構建應既要有個性特征還應具有共性，各項評價指標應具有明確的含義和統一的測算標準，尤其是在設計主觀層次的問題時，在問題程度上拉開距離，這樣便于將國內外、不同地理環境、不同類型城市之間的評價結果作比較。
3 城市綠地生態系統綜合評價體系構建
生存環境的優良性、綠地自身的健康是確保城市綠地各項功能充分發揮的前提，而居民的感知認識是綠地是否能有效滿足公眾需求的重要測評標準。將這三方面與傳統綠地生態系統服務功能評價相結合作為新的研究視角，綜合構建城市綠地生態系統功能評價體系，這樣的研究還不多見。
參照一些學者對城市綠地生態系統評價指標的研究［4-5,9,12］，根據《城市園林綠化評價標準》（GB/T50563-2010）和國家園林城市標準，選擇其中一些指標，增加一些來自林業、生物、生態等學科當中能反應綠地生存環境、綠地自身健康狀況的指標，構建新的城市綠地生態系統評價體系框架（圖1）。
圖1 城市綠地生態系統評價體系
Fig.1 The evaluation system of urban green space
3.1 生存環境優良性
3.1.1 城市小氣候
城市小氣候又稱為微氣候，主要受到城市人動的影響形成熱島效應，改變了局部區域的溫度、濕度、光照、降水、風等條件。這些條件是否改變了當地常年平均水平或者能否滿足城市綠地生長發育，需要設計針對性的指標來考證和研究。
3.1.2 水
城市地表水、淺層地下水是綠地生長的直接水源，需要有指標來測量綠地用水的數量及受污染狀況、礦物元素含量、酸堿程度等顯示城市水體質量的指標。例如可以選取地表水各類水質比率指標，或者直接對綠地地表水進行測驗來確定。
3.1.3 大氣
汽車、工廠、家庭廚房以及建筑施工，產生了污染大氣環境的CH4、H2S、CO、SO2、NO2、O3等有害氣體和顆粒物，影響綠地植被呼吸、蒸騰，污染物跟隨降雨到達地面，腐蝕根系、影響植被生長。因此，需要對城市大氣中氣體成分和含量，尤其是有毒成分進行計量和監測，選擇用年空氣污染指數小于或等于100的天數等類似指標來綜合測算。
3.1.4 土壤（土地能力）
城市綠地的土壤主要來源于建筑垃圾、建設開挖的深土層，而綠地中的樹葉和雜草在管護中被清掃干凈，土壤當中缺乏有機質和分解有機質的微生物、動物。因此，通過考察土壤結構、土壤有機和無機成分、土壤酸堿度、土壤封蓋度、土壤退化程度和土地生產潛力等指標來測量綠地土壤能力。土壤中的生物和動物對土壤的形成、發育、物質循環、肥力演變等有較大影響，有助于指導科學栽培、施肥、灌溉、排水和施用農藥等，改善土壤質量。因此，為了衡量綠地生存環境優良狀況，還需要有測量土壤中微生物、動物等情況的指標。
3.2 綠地健康狀況
運用生態系統健康理論與相關指標對城市綠地生態系統進行評價和分析，動態地揭示綠地系統的現狀和變化趨勢，為城市綠地生態系統的科學管理和可持續發展提供科學依據。綠地生態系統的健康性主要包括系統的整合性、穩定性和可持續性，本文從群落結構、生物多樣性、建設與管理水平和綠地能力等四方面來衡量綠地的健康狀況。
3.2.1 群落結構
若僅注重觀賞價值和成本，栽培整齊劃一的樹種或者是僅僅栽種少數品種植被，造成樹木的種類、年齡、層級、高度等趨向一致，極易出現水土流失、地力衰退等不良生態后果，也易發生森林火災和病蟲害問題。
群落的穩定性主要看是否滿足各構成組分的生態習性；受環境污染危害的程度可以通過觀測植物高生長，葉片選擇和葉子是否正常生長，以及成片樹木的葉子變黃或瀕臨死亡來判斷；樹木病蟲害情況也可通過觀測來完成［6］。城市綠地群落結構的考察指標主要有四類［7］：植物群落水平結構（群落密度、覆蓋度 ）、植物群落垂直結構（喬灌草比例、層片值、葉面積綜合指數）、樹種組成結構指標（樹種多樣性、自然度）、樹木年齡結構指標（速生慢生比、胸徑結構）。
3.2.2 生物多樣性
只有品種多樣化才有生物多樣性，只有生物多樣性才有生態穩定性，只有綠地生態系統穩定，才能保持系統整體健康性并對有害生物保持較強的抵抗力。在對橡膠園和茶樹種植園研究表明,隨著種類增加，層次復雜加大，系統在生物量及生產力上均有明顯增加，隨著結構的復雜化加大，相對濕度也隨著增加,最高溫度降低,最低溫度升高, 風速減少，土壤流失明顯減少，對低溫風害的抵抗力加強［8］。城市綠地生物多樣性的研究包括了遺傳多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性和近年研究得較多的景觀多樣性等領域［9］。綠地生物多樣性測量可選取的指標主要有：植物種類多樣性、常綠植物與落葉植物比、喬木與灌木比、植被豐度、土壤中生物種類和單位生物量、公園內蟲鳥種類和出現頻率、鄉土樹種比率。
3.2.3 建設與管理水平
根據《城市園林綠化評價標準》（GB/T50563-2010），選取綜合管理、建設管控中主要指標。（1）綜合管理：城市園林綠化維護專項資金、城市園林綠化科研能力、城市園林綠化管理信息技術應用。（2）建設管控：公園管理規范化率、古樹名樹保護率、節約型綠地建設率、立體綠化推廣率、公園綠地應急避險成所實施率、城市園林綠化管護力度即肥料的種類、施肥的保證率、樹木和草坪的修剪及時性、防治病蟲害農藥的種類、灌溉水保證率和灌溉方式以及灌溉量等。
3.2.4 綠地能力
一是植被生長能力，它包括植被平均壽命、新增綠地存活率、林木平均生長率、喬灌木根系延伸范圍，二是受損棄置生態與景觀恢復率，三是植被的適應性，包括樹種的適宜性、植物生長發育狀況、病蟲害的發生情況等。
3.3 綠地綜合效益評價
城市綠地系統綜合效益是生態效益、經濟效益、景觀效益、社會效益的統一體，唯有兼顧四者，協調四者之間的關系才能真正實現城市綠地系統功能發揮。在構建綠地綜合效益評價指標體系時，采用六個分類［10］。
3.3.1 生態功能
綠地系統連續性、綠地到達便利程度、綠地廊道寬度與聯通性、綠地板塊形狀和面積、綠地空間景觀多樣性。
3.3.2 結構形態
吸收二氧化碳釋放出氧氣狀況、吸收有毒氣體凈化空氣狀況、滯塵狀況、防止噪聲、調節氣候溫度狀況、涵養水源蓄水保土狀況。
3.3.3 經濟效益
城市綠地與周邊或外界綠地的關系、城市綠地的區位、綠地空間的綠地及其他用地比例、綠地空間郁閉程度。
3.3.4 生態過程
苗木產值或增益值、經濟林木比例、公園和風景區經營收入。
3.3.5 景觀效益
古樹名木保護和園林文化生態價值、綠視率、綠地對視線的抗干擾程度、園林游覽觀賞效應。
3.3.6 規劃定量
綠地面積或人均綠地面積、公共綠地面積或人均公共綠地面積、綠地率、復層綠色量或人均復層綠色量、綠化三維量或人均綠化三維量、城市綠量率、公共綠地率、道路綠地率、防火綠地比例。
4 居民感知認識
城市綠地生態系統的綜合效益和功能，還可以通過對城市居民對綠地主觀感知認識的調查分析得到。為了比較不同自然地理環境下、不同級別城市的居民對城市綠地建設滿意度和存在問題差異性的了解，從綠地生態系統的主要服務群體需求入手，將全國劃分為南部季風區、北部季風區、西北干旱區和青藏高寒區等四個季風區，在每個季風區抽取一定比例的城市居民作為調查對象，形成樣本，從城市綠地規模與數量、可達性、公平性、喬灌草結合度、野生性、多樣性、觀賞性、綠地生態服務功能、綠地管理、對綠地的滿意度、公眾參與等11個重要方面考查當地居民對城市綠地的需求程度，對綠地的切身感受和綠地建設與管理問題。將調查結果作為城市綠地生態系統功能評價，改善綠地建設和管理的重要參考依據。
5 結 論
由于我國各個城市和地區社會經濟狀況，生態環境差異水平和氣候差異都較大，盡快建立起一套統一的、有效的“多類型多層次”綠地指標體系，構建多維度、多層次的城市綠地生態綜合評價指標體系，來評價我國城市綠地生態水平，指導我國生態城市的建設。［11］城鎮綠地生態系統功能綜合評價體系的構建，從多角度、多方面借鑒和綜合了前人的一些研究成果，評價體系既依靠客觀統計數據，也以主觀的調查分析作為支撐，涉及到林業、生態、生物、統計、環保、城鎮規劃等多個方面，指標涵蓋了傳統評價內容當中的數量指標、質量指標、結構指標以及功能指標。本文提出的評價體系旨在為城鎮綠地生態功能綜合評價打開一個新的研究視角，希望能為城鎮綠地規劃、建設和管護提供更加科學的依據。
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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
關鍵詞：城市綠地；生態功能；動態評估
中圖分類號：TP391.7 文獻標識號：A 文章編號：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
近年來，隨著經濟的發展，區域生態環境的質量也有所下降，人地矛盾日益突出。為了解決生態問題，需要對區域內生態結構進行合理規劃，以最大化發揮各要素的生態效益，促進區域生態系統的良性發展。所以，對區域綠地的生態服務功能進行評估，使城市規劃部們能夠及時了解不同區域綠地的生態功能現狀，并以此為依據制定相應的規劃決策，即具有十分重要的現實意義。同時，城市綠地的休閑游憩、凈化空氣等功能，也可以為市民提供一個有益身心的休閑場所。但是，不同季節不同天氣條件下，居民對休閑場所的需求是不斷變化的，所以對于居民來講，城市綠地的生態效益也并非恒定不變的。當前我國在生態系統評估方面已經建立了一系列的評估模型，對其應用方面的研究也已開展得較為深入。但是一般情況下卻都是以生態系統某一時間的靜態數據進行評估，未曾考慮到不同環境條件下隨著居民生態需求的不同，城市綠地的生態效益評估也應有所不同。
本項目的研究意義在于根據區域的季節、氣象條件，選擇適當的綠地生態效益動態評估模型，以從遙感圖像上獲取的生態綠地數據為基礎，采用ArcEngine GIS中間件結合Visual Studio 2008進行二次開發，由此而實現對哈爾濱市區內城市綠地生態效益的靜態、動態評估，以實時提供不同綠地斑塊不同環境條件下綠地生態服務功能的質量差異。本系統主要實現了對空間數據瀏覽、查詢、檢索、測量等功能，并對城市氣象信息進行動態維護，同時有針對性地選擇相應的綠地生態服務功能評估模型（主要針對哈爾濱城市綠地生態系統服務功能中休閑游憩、凈化空氣等功能）進行城市綠地生態服務功能實時評估，而且可將評估結果顯示在系統界面中，利于用戶實時查看不同季節和不同氣象條件下城市內部各綠地單元的生態功能狀況，為其出行和游玩提供最優決策，進而帶動相關產業的發展，還可以用于城市規劃部門的輔助決策。
1系統開發平臺簡介
本項目組通過對當前市面上主流GIS的二次開發平臺進行調研和模擬實驗，最終集成開發環境選擇Microsoft Visual Studio 2008，GIS二次開發平臺選擇ESRI公司的ARCGIS平臺中的開發插件ArcObjects。
在ArcGIS開發平臺中，ArcMap提供兩種類型的地圖視圖，即地理數據視圖（Data View）和地圖布局視圖（Layout View）。本研究利用ArcMap中的地理數據視圖，對地理圖層進行符號化顯示、分析和編輯GIS數據集，再利用地圖布局視圖對在Google earth下載的遙感數據進行空間坐標校正，并可以調整比例。
Microsoft Visual Studio 2008是一款較為全面、穩定的程序開發軟件，可用C、C++、C++.NET、C#、、VB.Script等很多語言實現系統開發，且功能已較為完善，本研究主要利用C#語言，結合ArcGIS提供的相關控件而對windows窗體實現二次開發。該款軟件較為便捷之處即是，可以通過ArcGIS提供的一些相關控件直接實現其定制功能，諸如放大、縮小等，如此即提供了更大的便利。
2系統開發初期準備
2.1城市綠地數據采集
本研究選擇以哈爾濱市作為研究區域，對哈爾濱市綠地較為集中的地區如哈爾濱植物園、哈爾濱太陽島風景區等進行實地調研，主要記錄的綠地數據有：樹高、樹種、郁閉度、林種起源、齡組和周邊環境等，通過Google Earth下載哈爾濱市綠地地區的遙感數據，并利用ArcMap對遙感數據進行幾何精校正，再進行人工判斷以獲取相關綠地專題數據。
2.2建立評估模型
模型是本研究系統最為重要的一個環節，首先對實地調研采集的數據屬性（樹高、樹種、郁閉度）進行分析，其次根據不同環境條件下各種森林類型對環境的作用選擇適當的生態功能評估模型，主要分為涵養水源功能、凈化大氣功能、休閑游憩功能、固碳釋氧功能、降低噪聲功能，據此而進行綠地五種單一生態功能評估及綜合生態效益評估。
2.2.1涵養水源功能評估模型
通過國內國外的研究顯示，涵養水源功能主要評估方法是替代工程法，涵養水源總價值由涵養水源總量與水的影子價格決定，評估公式為：
（1）
（2）
其中，Wc是涵養水源總價值，Tw是涵養水源總量，Sp是水的影子價格，Fc是林地涵養水源系數，Ar為林地的面積。
水的影子價格獲得方法有三種，分別是
（1）根據水庫的蓄水成本確定；
（2）根據供用水的價格確定；
（3）根據凈化水質的費用確定[1]。
本研究利用方法（2）獲得水的影子價格。而涵養水源總量由地區的森林類型以及林地所占面積大小決定，不同的林分類型涵養水源量不同，此涵養水源量系數由凋落物層以及土壤蓄水能力等方面進行綜合考慮得到。而經過實地考察，在哈爾濱市大部分地區的林分類型主要是闊葉混交林以及針葉混交林[2]，基于有關文獻分析，幾種不同林種類型的涵養水源系數主要有馬尾松林394.4噸/公頃，柏木林941.6噸/公頃，針葉混交林401.6噸/公頃，闊葉混交林433.0噸/公頃，灌木叢346.8噸/公頃[3]。將涵養水源總價值的結果經過計算之后，即可等差設置為優、良、中、差、劣五個等級。
2.2.2凈化大氣功能評估模型
對于某地區綠地凈化空氣的功能評估主要體現在吸收有毒氣體和滯塵降塵兩個方面。大氣中有毒氣體很多，如二氧化硫、氟化氫、氯氣、氯化氫、二氧化氮、一氧化碳等，但主要以二氧化硫在有害氣體中數量最多，分布地區最廣，同時危害也最大，而綠地凈化空氣一方面是通過葉片吸收大氣的有毒物質，降低大氣中毒物的濃度，另一方面，樹木能使某些毒物在體內分解，轉化為無機物后代謝利用。不同林種對二氧化硫的吸收能力不同，可以通過計算二氧化硫以及粉塵的吸收量來對某地區綠地的凈化空氣功能進行評估，計算公式為：
（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表示林地的面積，Du表示粉塵顆粒吸收量，Dc表示粉塵顆粒吸收的能力，Ta為林地對二氧化硫以及粉塵吸收的總量。根據《中國生物多樣性國情研究報告》可知，闊葉林對二氧化硫的吸收能力值為88.65kg/公頃?年，對粉塵顆粒吸收能力為33.2噸/公頃?年，針葉林對二氧化硫的吸收能力值為215.60kg/公頃?年，對粉塵顆粒吸收能力為10.11噸/公頃?年[4]。通過計算后所得數值按比例等差設置為優、良、中、差、劣五個等級。
2.2.3降低噪聲功能評估模型
城市交通、工廠生產、人民生活等各類事件經常會產生大量噪聲，而綠地植物葉叢具有一定的吸音作用，噪聲波投射到樹木枝葉上，生長方向各異的葉片反射聲波而產生輕微震動，因此可以使噪聲減弱，降低噪聲根據總價值分離法進行估算，計算公式為：
（6）
式中，M為林價，參考林價：650元/m?；a為森林滅菌價值占森林總生態功能價值的比例系數，通常取為20%；q為林木單位儲積量，A為林地面積，x為森林直接實物性使用價值占森林有形和無形總價值的比例系數，一般取15%計算[5]。通過計算每個地區的Ez值，將其分為優、良、中、差、劣五個等級。
2.2.4固碳釋氧功能評估模型
綠地中植物通過光合作用固碳釋氧，可緩解局部缺氧。目前，國內外評價森林生態系統固定二氧化碳和釋放氧氣功能價值的方法主要有：
（1）用溫室效應損失法評價森林的固碳價值；
（2）用造林成本評價森林的固碳和釋氧價值；
（3）用碳稅法評價森林的固碳價值；
（4）用工業制氧價格評價森林的釋氧價值[6]。本項目主要使用造林成本法和工業制氧價格評價森林的釋氧價值，根據應用經濟學中的成本價值法和市場價值法估算固碳和釋氧價值，可以表示為：
（7）
（8）
（9）
其中，Ec和Eo分別是為固碳和釋氧的價值（元/a），Vi為各種樹種對應的蓄積年生長量（m3/a）， Ki為各種樹種蓄積量的年增長率，杉木為10.54%、松木為5.47%、闊葉樹為4.27%；ri為各樹種蓄積量與生物量的轉換系數（t/m3），杉木為0.54、松木為0.56、闊葉樹為1.72；Pi為竹林、經濟林、灌木林的生產力（t/hm2?a），根據各樹種年生長量，通過蓄積量和生物量的轉換系數來計算生產力，竹林為17.16、經濟林為7.09、灌木林為4.18；Si為竹林、經濟林、灌木林的面積（hm2）；Cc表示固碳成本（元/t），采用固碳造林成本規定Cc為273.3元/t；Co表示釋氧價格（元/t），據造林成本，中國森林提供1t氧的造林成本為369.7元，按照400元/t進行計算[7]。通過計算每個地區的E，并將E等差分為優、良、中、差、劣五個等級。
2.2.5休閑游憩功能評估模型
休閑游憩模型可以為居民游玩提供一個輔助參考，主要針對群落結構、景觀視覺效果、游憩開發條件這三個方面構建評鑒指標體系。對于群落組成結構科學合理的林分景觀效果也相應會表現良好，森林組成指標選取森林覆蓋度、樹種組成、林齡、樹種起源四個子項，KellomSki研究認為混交林的美景度較單純林高，Staffelbach則指出針葉混交林和落葉混交林的美景高于針葉純林，并且針葉純林又高于落葉純林[8]；而林齡主要劃分為五個階段，分別為幼齡林、中齡林、近熟林、過熟林，一般同一林齡的美景較不同林齡的林分更受歡迎；經過Hull等對林分景觀進行了比較研究，表明天然林較人工林的視覺效果更好一些。而對于景觀視覺效果，主要在于季相變化以及整體組合狀況對森林景觀的影響，季相變化主要指在不同季節能夠給人以不同的視覺感受，季相變化豐富的林分的景觀效果更好；而整體組合狀況主要是周邊各種景觀與森林景觀的整體效果能夠相互襯托則為最佳，若組合效果一般就會起到削弱作用[9]。而游憩開發條件指標主要是森林景觀周邊的交通、餐飲住宿條件兩個子項，通過問卷調查可以反應人們出行對森林游憩的滿意度。各種指標以及指標對應的分值如表1所示。
通過表1可以得到不同林分休閑游憩服務功能的分值，表中的5、4、3、2、1代表評估指標劃分不同等級的分值，5表示休閑游憩功能等級最高，1表示休閑游憩功能等級最低，這五個值分別對應優、良、中、差、劣五個等級。
2.2.6生態系統綜合評估模型
根據國內外的文獻研究，將綜合五個評估模型綜合在一起得到改進模型，根據五種不同模型得到的等級分值再經過計算公式（7）即可得到綠地生態功能綜合評估結果（Ecological Service Function Quality Index，ESFQI）。具體公式為：
（10）
其中，Rs為各項生態服務等級分值，Wi為不同模型評估的權值，綠地生態系統服務功能這一綜合性指標是由各項單一生態服務功能評估結果集成而來，即項目采用了加權分析的方法，對各指標權重的賦值主要依據專家經驗法，同時參考了指標重要性的分析，各項評價指標的權重見表2所示。根據公式（10）綜合各生態服務功能得到生態服務總評分，最終對總評結果進行五分制等級劃分，最高5分，最低1分，具體劃分方法如表3所示。
3系統設計與實現
3.1系統設計分析
基于系統設計前需求分析可知，本研究是以一種簡單易行的方法開發得到一種實用性較強的評估系統，要求系統使用方便、界面友好、而且方便用戶的操作和使用。據此可得本系統功能模塊設計如圖1所示。
圖1 系統功能模塊圖
Fig.1 System function block diagram
3.2模塊功能實現
系統可分為六大模塊，主要包括文件管理模塊、地圖瀏覽模塊、集成查詢與測量模塊、城市綠地生態系統服務功能評估模塊、數據維護模塊、用戶信息模塊六大模塊。對各個模塊的功能描述如下。
（1）文件管理模塊。主要實現功能是對文件的操作和管理，文件的打開，文件的保存、另存；地圖打印功能，分別實現打印類型的設置、頁面設置、打印預覽、連接打印機并打印的功能；顯示文件的屬性，顯示當前文件的存儲路徑；導出地圖功能是基于矢量格式的輸出，可分為EMF格式、AI格式、PDF格式、BMP格式、TIFF格式、EPS格式、JPEG格式等，并根據不同需要輸出不同格式的數據。退出，即退出當前軟件的使用。
（2）地圖瀏覽模塊。實現功能是利用AE的控件對當前地圖任意地區進行不同的查看操作，可實現自由放大、自由縮小、二倍自動放大、二倍自動縮小、漫游、全景顯示、插入書簽功能，并實現鷹眼圖與主窗口的互動查詢。同時，利用PageLayoutControl控件實現地圖版面視圖功能，而且實現與MapControl的聯動，還可連接打印機進行版面視圖的打印。
（3）集成查詢與測量模塊。可以利用AE控件實現單擊任意區域查詢圖層屬性的功能，并且連接Access數據庫，即可查詢某一地區的詳細綠地信息。具體查詢數據包括：樹種組成、郁閉度、起源、樹高、齡組等，利于專業人員對任意綠地圖層數據進行瀏覽并尋找感興趣的信息；進一步還可以利用AE控件以及GIS建立圖形查詢方式，根據需求用戶可以用直線、多邊形來查詢空間數據和屬性信息。
（4）城市綠地生態系統服務功能評估模塊。根據已建立的城市綠地生態服務功能動態評估模型，在林地和草地兩個空間圖層的屬性表中各添加一個名為result的字段用于存儲生態服務功能動態評估結果，各綠地斑塊的評估結果以五級等級制進行表示，每種評估模型將結果值寫入綠地圖層的result屬性中，并通過對圖層以result值分類設置圖例，以區分不同生態服務功能等級的綠地斑塊的空間分布情況，有利于用戶查看符合獨特需求的綠地斑塊位置。如果用戶查詢哈爾濱地區在某個季節的某個時間哪里適合游玩，可以通過輸入當前天氣和溫度變化情況，系統會根據當前溫度變化、天氣情況選擇適當的游憩功能動態評估模型對每個綠地斑塊進行遍歷，讀取綠地屬性數據，進行動態評估，并將評估結果寫入result屬性中。同時，可將哈爾濱地區的城市綠地斑塊以5種顏色由深到淺逐級顯示在地圖瀏覽界面中，通過顏色即可選取最符合用戶需求的綠地斑塊位置，而通過屬性查詢就能實現對綠地信息的詳細查看。綠地生態系統服務功能評估流程如圖2所示。2013年6月16日哈爾濱城區內城市綠地生態服務功能和草地生態服務功能等級評估結果則如圖3所示。
圖2 綠地生態系統服務功能評估流程
Fig.2 Services evaluation process of greenland ecosystem
圖3 城市綠地生態服務功能評估結果
Fig.3 Eco-service function evaluation of urban greenland
（5）數據維護模塊。氣象信息維護部分，即用戶可以輸入當前溫度以及天氣情況信息，系統即自動將當前天氣信息傳給各個模型，用戶可以查看當前天氣情況下不同模型的信息；而數據更新部分則主要針對系統維護人員，根據哈爾濱市綠地出現不同的變化，如森林的生長、砍伐等發生變化時需要更新Access數據庫中相應圖層數據，即可通過此項進行修改。
4結束語
本系統的研究與實現，一方面有利于哈爾濱市相關林業部門對本城區的城市綠地的生態系統服務功能進行動態評估，并以此為依據制定相應的城市規劃決策，在最大程度上發揮城市綠地的生態效益，另一方面也可為居民出行和游玩提供有效決策，能夠推動城市綠地旅游業以及其他產業的良性發展。在系統開發過程中利用ArcEngine中提供的GIS中間件可以十分快速地完成空間數據的瀏覽、查詢與測量等功能，大大縮短了系統開發周期、降低了開發成本，為相關領域的系統研發提供了有益的參考和借鑒。
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第3篇
關鍵詞：城市規劃建設；綠地功能；新思路；應用研究
中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號：
綠地功能的研究應用在城市規劃建設中起著十分重要的作用，例如，對城市生態系統的調節、裝飾著城市形象、關系著城市形態等等。原有的綠地功能研究只在計算城市的綠化率、草木覆蓋率、人均綠化面積等數據，并沒有考慮到其在空間上的布局、結構、對生態造成的結果等。隨著城市化的不斷加深，在城市環境嚴峻形勢下，原有的綠地研究理念已不再適用。因此，為了更好對城市進行規劃建設，就必須探索綠地功能應用研究的新思路。運用城市生態學的理念，詳細研究城市綠地功能，找到應用研究的新方向，提供城市規劃建設其綠地的地理分布、結構設定的依據。
一、城市綠地空間轉換方面
目前我國很多城市都在大力推行可持續發展戰略，對其地理空間的分析已經轉變為對其生態結構的研究上面。城市結構的轉變是為了提高城市人們的生活水平，建設高效、節能、節水的綠色城市。城市空間結構的轉變通過其規模的增大、用地方面的調整、建筑設施的發展等途徑來完成。城市綠地能夠有效改善城市生態結構，發揮強大的調節功能，優化城市的環境，使其更適于人們生活。
（一）原有城市空間結構擴展
在城市發展歷程中，城市綠地的變化從大塊自然綠地到城郊綠地，再到公園式綠地，最后是分散街區綠地，此發展變化是由于城市大規模擴展而形成的，其根本原因就是人們一味地追求經濟利益而大大破壞了城市的生態環境。為遏制這種發展變化，就應該把景觀生態學的思想運用在城市空間結構擴展方面上，對公路主線采取綠地廊道的方法以網狀結構擴展，在城市規劃建設中融入景觀生態學上的廊道體系，讓自然廊道和交通通道進行有機結合，建設一個綠地網絡體系對
城市綠化結構科學合理地改善，具體情況具體分析，讓城市綠地體現出應有的作用。
（二）城市用地結構的調整
現在，我國很多城市在用地比例上還是有生產所用比率高，生活所用比率地；工業區較大，綠化地帶較小的現象。
目前我國城市用地結構普遍存在
著生產型用地比重大、生活型用地比重小，工業用地
多、綠化用地少等問題。隨著城市開發規模的進一
步擴大，城市綠地在城市用地結構中所占比例呈逐
年下降趨勢，導致城市生態環境惡化程度加重。此
時城市綠地功能可以輔助城市用地結構的調整，例
如，上海本著“環、楔、廊、園、林”的綠地布局原則興
建了很多綠地，如太平橋綠地、長壽綠地、大寧綠地
等，并規劃在上海興建環城綠帶。綠地的營
建一方面增加了綠地數量指標，即綠地率和綠化覆
蓋率等；另一方面因綠地的空間布局貫穿了景觀生
態學的理念與原則，市區和郊區的綠地聯系甚密，構
建了相對完整的綠地生態網絡。工業用地與居住用
地之間通過綠地有機隔離，主城區通過綠色廊道將
城郊大片自然狀態綠地引入城市，城市用地結構得
以調整。
3．2 城市綠地景觀生態規劃
城市綠地景觀生態規劃是傳統城市綠地系統規
劃的延伸與發展，將生態學理念融入城市綠地系統
規劃中，運用景觀生態學原理進行城市綠地的空間
布局與規劃，從整體上對城市進行斑塊、基質、廊道
等景觀的空間結構布局，以期使城市綠地的功能達
到最優化。主要包括以下三方面：1)依據景觀生態
學基本理論，進行概念性闡述，即概念性規劃。這種
規劃比較注重綠地景觀的完整性，綜合考慮斑塊、基
質、廊道等景觀要素，將景觀生態學上的“斑塊一廊
道一基質”的景觀模式概念運用到城市綠地空間布
局中，在進行城市綠地系統規劃時，按照“環、楔、廊、
園”的景觀生態格局進行布置，保證綠地景觀的完整
性。城市綠地景觀生態規劃的城市綠地功能
與單一、孤立的傳統綠地系統規劃相比，效益更為明
顯。2)城市綠地景觀生態規劃中較為詳細的單因子
控制規劃則致力于研究分析單個景觀生態要素，如
廊道、斑塊、基質等。一是城市綠地規劃建設中可以
用生態廊道將綠地斑塊有機聯結起來，構成一個綠
地生態網絡；二是在公路、鐵路等城市軸線上，通
過綠地分割作用產生一系列間斷的分散集團、飛地、
子城或衛星城，在各星狀長軸之間形成插入市中心
的楔狀綠地，構成人工廊道與自然廊道相間分布、有
機分散的景觀格局。這樣的綠地廊道規劃使得綠地
真正融入城市內部，充分發揮綠地在城市中的功
能。3)基于GIS和RS技術的城市綠地景觀規
劃，從數量模型著手，建立城市綠地系統與其生態效
益評價與預測之間的回歸模型，或者利用GIS進行
城市綠地景觀結構的研究，根據城市綠地的三維特
征，基于遙感技術建立相應的“綠量”模型，將城市綠
地的生態效應定量化，在此工作基礎上完成對城
市綠地景觀格局的系統規劃管理。
3．3 城市綠地生態系統服務功能價值評估
近年來國外形成了一套逐漸成熟的生態系統服
務功能評價體系。目前學術界關于生態系統服務功能價
值評估研究一是相對集中在對自然或半自然狀態生
態系統服務功能價值的定量評價，如濕地、森林、陸
地、自然保護區等生態系統；二是側重于研究生態系
統的生態功能，對生態系統的社會功能研究相對較
弱
城市綠地生態服務功能價值評估可以基于以上
研究展開，城市綠地作為城市中最易感知的半自然
因素，具有較大的生態系統服務功能：一方面可以凈
化城市生態環境，具有突出的自然生態功能(如滯
塵、吸收so2、涵養水源、降低噪音等)；另一方面它
的社會功能也較為強烈(如游憩功能、提升城市形象
等)，需要對其生態功能和社會功能進行比較研究，
才能定量反映城市綠地功能。目前對于城市綠地功
能的研究僅限于一般的定性闡述，缺乏定量的比較
研究。城市綠地生態服務功能評價研究則可以運用
一些非直接市場價格的方法(如生產成本法、旅行費
用法、條件價值法等)，對綠地生態功能、尤其是社會
功能進行定量評估，充分體現城市綠地生態服務功
能價值，為城市綠地規劃建設提供依據與指導。在此基礎上．對不同
植被覆蓋率的城市綠地生態系統服務功能價值進行
定量比較研究，考察植被覆蓋率與城市綠地生態系
統服務功能之間的相關關系，尋找城市中綠地覆蓋
的最佳比例，改變傳統的一味追求綠地的數量指標，
保證城市綠地的可持續發展，為城市土地規劃、總體
規劃以及城市綠地規劃提供理論指導。
4 建議與討論
根據上述關于城市綠地功能的研究新思路，發
現傳統城市綠地系統規劃建設中很少突出城市綠地
的功能研究，一般只是一味地追求數量指標、簡單的
定性闡述以及傳統意義上綠地的點、線、面空間布
局，不能充分體現出城市綠地在城市中發揮的綜合
功能。建議未來城市規劃建設的綠地功能研究改變
傳統思路，確定以生態學和景觀生態學思想為理論
指導方向，從城市綠地功能研究入手，定量分析綠地
空間格局以及綠地內部結構等因素與以此形成的生
態服務功能價值之間的關系，以此為基礎，結合傳統
的城市綠地數量指標體系，建立適合于地區規劃建
設的城市綠地生態指標體系，促進城市空間的可持
續發展和城市生態環境的改善。
參考文獻
城市設計是城市規劃的靈魂 李志 南方建筑-2012年4期
城市機動化背景下綜合交通發展策略研究 王逢寶 城市-2012年12期
淺析城鄉統籌發展對城市規劃的影響 蔣映華 建材發展導向-2012年21期
