刘鹏飞,上海海洋大学

上海海洋大学 论文题目： 城市植被在城市生态环境建设中的地位 与作用 姓 名：刘鹏飞 年 级：2013 级 学 院: 海洋科学学院 专 业：环境科学与工程 目 录 1 引言 .- 3 - 2 城市植被的种类 .- 4 - 2.1 城市中的自然植被 - 4 - 2.2 城市中的半自然植被 .- 5 - 2.3 城市中的人工植被 - 5 - 3 城市植被的生态作用 .- 6 - 3.1 城市植被的光能效应 .- 6 - 3.2 城市植被的碳氧平衡效应 .- 6 - 3.3 城市植被的净化环境效应 .- 8 - 3.3.1 城市植被净化气体的效应 - 8 - 3.3.2 城市植被的杀菌效应 - 8 - 3.3.3 城市植被的吸尘效应 - 8 - 3.3.4 城市植被降低噪 声的效应 - 9 - 3.3.5 城市植被防风固沙，保持水土的效应 - 9 - 3.3.6 城市植被保护生物多样性的作用 - 9 - 4 城市植被的规划与布局 .- 9 - 4.1 城市植被的规划 - 9 - 4.2 城市植被的布局 - 10 - 4.2.1 利用植物景观体现城市文化 - 10 - 4.2.2 利用植物景观创造意境美 - 11 - 5 结语与展望 - 12 - 参考文献 .- 12 - Abstract - 15 - Keywords - 15 - 3 城市植被在城市生态环境建设中的地位与作用研究 作者：刘鹏飞 （上海海洋大学海洋科学学院环境科学与工程， 240000） 摘要：城市植被作为城市生态环境建设中的重要组成部分，它能够有效的起到 包括吸收有害废气、改善生态环境、降低噪音等一系列的作用，从而能够美化 城市，提高人们生活质量。进而使得城市中的人与环境和谐共处，有效的改造 城市生态环境。因此，进行城市植被的相关研究在城市生态环境建设中具有重 要的参考价值。 关键词：城市植被；城市生态环境；城市生态问题；生态作用 1 引言 目前城市建设主要面临以下一些问题：空气污染加剧、水污染严重和水资 源短缺、固体废物排放量大、综合利用和处置率低、城市噪声污染严重、热岛 效应严重等 1。为了实现国民经济持续稳定发展，实现经济、社会、环境的协 调发展，我国采取了一系列政策和措施来保护生态环境，大力发展城市生态建 设。城市生态发展逐渐为广大人民群众所接受和认同，所谓生态发展，就是指 在不破坏生态环境的前提下，大力发展经济，并协调环境、社会和经济共同发 展。随着城市建设发展和城市生态学的发展，城市植被已成为一个城市发展所 不可缺少的因素。 城市植被是指城市里覆盖着的生活植物，它包括城市里的公园、校园、寺 庙、广场、球场、庭院、街道、农田以及空闲地等场所拥有的森林、灌丛、绿 篱、花坛、草地、树木、作物等所有植物的总和。尽管城市里或多或少仍残留 或被保护着的自然植被的某些片断，但城市植被不可避免地受到城市化的各种 影响而孤立存在，尤其是人类的影响，即使残存或保护下的自然植被片断也在 不同程度上受到人为干扰。人类一方面破坏或摒弃了许多原有的自然植被和土 生植物，另一方面又引进了许多外来植物和建造了许多新的植被类群，尽管这 些影响或干扰是有意识地或是无意识地，直接地或是间接地，但最终是改变了 城市植被的组成、结构、类群、动态、生态等自然特性，而具有着完全不同于 自然植被的性质和特性。 因此，城市植被属于人工植被一个特殊的植被类群 2。 城市森林植被结构包括林地布局、林地类型、植物种类组成、树木胸径结 构等方面；植物多样性包括物种丰富度、多样性指数和物种均匀度指数等内容。 城市森林植被结构和植物多样性水平影响到城市森林的功能和健康，影响到城 市森林的可持续管理 3-5。此外，植物为我们提供了食物、纤维、木材、药材和 多种工业原料；在保持土壤肥力、保证水质以及调节气候等方面发挥了重要作 用；在大气层成分、地表温湿度以及 pH 值等调控方面具有重要意义；植物多 样性还有益于维持生态系统稳定以及一些珍稀濒危物种的保存。因此，城市景 观植被对于城市的生存和发展具有重要意义。 2 城市植被的种类 关于城市植被的分类，Detwyler 6划分为间隙森林、公园 和绿地、园林、 草坪或间隙草地 4 类；黄银晓等 7分为行道树和街头绿地、公园绿地、草地、 水体绿地等；Ohsawa 等 8划分为城市化前保留下来的自然残遗群落、占据城市 新生环境的杂草群落和人工栽植的绿色空间 3 类，而蒋高明 9则认为自然植被、 半自然植被和人工植被是城市植被的主要类型、其中伴人植物群落是城市半自 然植被的主要组成部分，是与城市人为干找环境密切相关的一类植物，在城市 中有重要的作用，人工植被尚可划分为行道树、城市森林、公园和园林以及街 头绿地等。 2.1 城市中的自然植被 城市中的自然植被多局限在保护完好的寺庙、教堂、大学校园及私人宅园 中，被认为是城市自然的纪念碑，因为它代表了城市的顶极群落。城市自然植 被的重要性表现在：它是城市中自然的见证人，对城市化过程有一定的指示意 义，同时也是人类审美或感觉的一部分，它的存在也会对城市的未来产生影响， 因此要千方百计把这部分植被保留在城市里。 5 2.2 城市中的半自然植被 城市中的半自然植被大部分是侵入人类所创造的城市生境的伴人植物群落， 另外还有各种次生林或湿地植物群落。伴人植物分布的生境包括用于建筑的废 地，用于绿化的林地及介于交通要道与建筑物之间的缝隙。在这些生境中自然 生长着很多一年生或多年生草本植物，它们是城市中的先锋群落。 城市伴人植物可分为三种生态种组：常见于缝隙的种类,能在非常小的空 间如缝隙中生长，大多为小草本和柔质一年生草本植物如早熟禾、牛筋草、漆 姑草等；侵占废地以及行道树坑的先锋植物，含有一年生，地面芽和地上芽 等生活型，季节性很明显如繁缕、醡浆草、蒲公英、车前等；出现于裸地演 替后期的种类、这些地方没有特殊的扰乱,植物生长繁茂，体态高大，如芒魁蒿 等。 缝隙是典型的城市生境，它是伴人植物在城市中心生存的主要空间 10，在 乡村就很难找到：行道树坑是第二种常见类型，尽管这类生境不止出现在城市 中：废地是第三种常见类型，只要有人为干扰就到处可见。这些生境的相对重 要性按照城市化程度的不同而有所差异。 尽管城市生境的存在取决于人类意志，但它最终也能被一种自然植物群落 所覆盖，城市中的伴人植物就是这样一个类群。出现在城市的墙缝以及马路边 上的小小植物也能为单调的城市景观增加生物多样性，美化和净化城市，另外 还具有很好的教学实践意义。 2.3 城市中的人工植被 城市植被中的人工植被可以分为以下几类： 行道树 国外最早出现在 19 世纪欧洲城市规划中 11，1850-1860 巴黎马路两旁栽植 了单行行道树。.随着美国浪漫派景运动，行道树想行到树林发展。 城市森林 所谓城市森林是指人造的绿色空间，也包括在残遗植被基础上加以 改造的 森林。城市森林有一定的野生性，能够自我维持，这是与天然森林相似的一面， 也是区别于公园及街头绿地的地方。但它与天然森林又有所不同，其主要功能 不是提供木材，而是提供优美的环境，林中可辟有或曲或直的道路、开阔地， 还可建造娱乐设施，在这方面它与公园和街头绿地作用相同。 公园和园林 公园是城市中一类特殊的公共绿地。因其具有较好的植被覆盖和其它诸如 河流、湖泊、山川等自然要素，从而为居民提供休息、消闲、娱乐的场所园林 包括历史遗迹所在的范围如历史园林、名胜古迹等。 街头绿地 对于迅速消失的自然及城市残遗植被，有必要采取一定手段把一些绿色景 观带回城市及工业区的“新生荒漠”中来 12，街头绿地就是其中一类。可见于 马路两旁的小块绿地、城市中心广场、立交桥花园等。 3 城市植被的生态作用 3.1 城市植被的光能效应 在以往的城市自然景观的研究中主要是对绿地的生态效应的研究，认为城 市绿地具有改善小气候环境作用，主要有两方面原因 13-17：绿色植物的叶片 对太阳光具有反射作用，可以降低有林地的温度；植物能够吸收太阳辐射热， 用于自身的蒸腾耗热和生理过程。国内外的研究表明，城市植被的光能效应显 著，尤以热带和亚热带最为突出。研究结果表明城市植被能使局部地区降 13，最高可达 12 18-19，同时相对湿度提高 333 20，并且可遮荫、阻 挡太阳辐射到地面达 60，最高可达 90以上，只有 612的太阳辐射通过 植被叶子，到达其下边，有效地减少 30以上的太阳辐射。植被的蒸腾耗热占 辐射平衡的 60以上，气温明显低于没有植被的街区。但是，不同种类植物吸 收光能调节小气候的能力亦有不同 21，如表 1 所示。 3.2 城市植被的碳氧平衡效应 由于人类的生活、生产活动，各种燃料的消耗和各种土地利用方式的改变， 地球大气中的 CO2 浓度不断上升 22，城市大气中二氧化碳浓度大于郊县。研究 7 表明，其含量已从工业革命以来的 28010-6 mol/mol 上升到现在的 33010-6 mol/mol 以上。预测也表明：到 21 世纪中期可能上升到 70010-6 mol/mol 以上。 由于二氧化碳在大气中的含量急剧增长，导致温室效应增强，形成城市“热岛” ，严重影响了地球气候和生态平衡，给人类生活、生产带来不利的影响。而城 市植被对调节大气中的碳氧平衡、减低城市“热岛” 效应起了一定的平衡作用。 如北京近郊植被日平均吸收二氧化碳 3.3 万 t，扣除雨天日数，有效日数为 l28 d，全年吸收二氧化碳 424 万 t，释放氧气 295 万 t，年均每公顷植被日平均吸收 二氧化碳 1.767 t，释放氧气 1.23 t21。由于植被种类、面积和组成结构不同， 此功能效果亦不同 23，见表 2。从表中可以看到出，石栗、大叶榕、木棉、白 兰、夹竹桃等植被，在正常光照的条件下，单位时间内从大气吸收的二氧化碳 和释放的氧气较多，其它植被从大气吸收的二氧化碳和释放的氧气相对较少， 可见植被的吸碳放氧能力是乔木大于灌木。 表 1 不同绿化实体的降温效应测定结果 绿化实体 木麻黄纯林 小叶榕、椰 树、人心果、 草地 草地 椰子树、 街道树 南洋杉、小 叶榕、黄槐、 草地 白天平均气 温（） 26.5 25.4 29.3 29.8 26.0 白天最高气 温（） 28.0 27.5 34.0 35.0 27.5 表 2 绿地叶面积指数及二氧化碳消耗量和氧气释放量 项目 石栗 大叶 榕 木棉 白兰 细叶 榕 阴香 羊蹄 甲 夹竹 桃 g/(m2h) 9.062 7.792 9.613 9.436 5.866 3.993 2.807 1.034 g/(m2d) 90.62 77.92 96.13 94.36 58.66 39.93 28.07 10.34 CO2 消耗量 kg/hm2d) 906.2 779.2 961.3 943.6 586.6 399.3 280.7 103.4 O2 g/(m2h) 6.615 5.688 7.017 6.888 4.284 2.915 2.049 0.755 g/(m2d) 66.15 56.88 70.17 68.88 42.84 29.15 20.49 7.55消耗量 k/(hm2d) 661.5 568.8 701.7 688.8 428.4 291.5 204.9 75.5 3.3 城市植被的净化环境效应 城市空气中普遍存在二氧化硫、烟尘等有毒有害气体，城市植被对这些有 毒有害气体具有吸收净化作用。因此，利用城市植被防止和减弱有毒有害气体 的危害，是城市环境保护的一项有力措施。 3.3.1 城市植被净化气体的效应 植被吸收有毒有害气体的能力，因植物种类、叶片年龄、生长季节以及有 毒气体浓度、温度、湿度不同而异，成熟的树木以及生长季节时吸放能力较强。 植被在吸收气体的同时也就降低了大气中有毒有害气体的含量。北京园林局曾 对空 中二氧化碳日平均浓度测量说明：绿化面积大时，二氧化碳日平均浓度比 居民区低 54.3,对广州一化工厂 Cl2 浓度进行测定，结果表明：工厂附近有一 宽 151m 高 7m 的林带，林带前 Cl2 浓度为年平均 0.066 mg/mg，而林带后仅为 0.027 mg/mg，比林带前 Cl2 度下降了 19.1。 3.3.2 城市植被的杀菌效应 大气中散布着各种细菌等微生物，而城市植被可以减少大气中的细菌含量。 一方面植被能吸滞粉尘而减少细菌载体，使大气中细菌含量减少；另一方面植 被本身具有杀菌作用 ，因为许多植物能分泌出杀菌素而杀死细菌及原生动物 24。 南京市曾测定不同地点空气中的含菌量，结果表明：在城市各类地区因人流、 物流、地区功能及植被情况不同，其空气中细菌含量亦有明显不同。 3.3.3 城市植被的吸尘效应 城市植被对灰尘有吸附滞留、过滤的功能 25，其吸附滞留能力随植被种类、 地区、面积大小、风速等环境因素不同而异，能力大小可相差十几倍到几十倍。 根据北京市测定，夏季成片林地减尘可达 61.1，而冬季亦可达 20左右，街 9 道绿林减尘 22.585.4。南京园林处测定，树木可减尘 2352。广州 测定，林木减尘可达 50左右，草地(高 40 cm)由于密集成片，减尘可达 59 左右。南京大学对南京水泥厂测定，有植被的地区比空地的粉尘量减少了 37.160。 3.3.4 城市植被降低噪声的效应 城市植被具有对声波的反射和吸收作用。其能力大小与植被的种类、稀疏 稠密度有关。一般城市植被实体对噪声具有一定的共性：郁闭度 0.60.7、高 9101Ti 、宽 30 m 林带可减少噪声 l8 dB，乔木、灌木、草地相结合的地区， 平均可减少噪声 512 dB。 3.3.5 城市植被防风固沙，保持水土的效应 城市人为开发建设活动，使城市的风沙和水土流失问题日益突出。据统计， 深圳、珠海、中山等三个城市，人为造成的水土流失面积达 845.7 km2，直接经 济损失达 9.5 亿元。城市森林的阻挡、截留雨水，减弱风速和根系的固土功能， 起到贮水保土的作用。据有关资料，松树树冠可拦截雨水 40%，阔叶树可拦截 20%。 3.3.6 城市植被保护生物多样性的作用 由于人类不合理的开发建设活动，尤其是各种生物赖以生存的生态环境的 破坏，再加上日益严重的环境污染，全球的生物多样性呈持续性下降趋势。城 市在人才、技术、设施和资金等方面都具有优势，有义务也有条件保护生物多 样性。由于城市森林范围较广，所以它能够较好地保护生物多样性，从而真正 体现人与自然、人与生物的和谐相处 26。 4 城市植被的规划与布局 4.1 城市植被的规划 城市植被规划应遵循的原则： (1) 坚持以人为本的设计理念，注重城市经济和社会的协调发展，注重城 市的可持续发展 27； (2) 优先考虑城市整体环境，立足科学，最大限度地合理利用土地、人文 和自然资源； (3) 保护、恢复和再造城市自然环境，在人工环境中努力显现自然，实现 “人工自然” 28； (4) 因地制宜，适地适树，满足植物生态要求。提高单位绿地面积和城市 绿地景观整体的生态效益。增加植物生态多样性 29； (5) 环境管理与生态工程相结合。 4.2 城市植被的布局 4.2.1 利用植物景观体现城市文化 每个城市都有其自身的文化底蕴，即地方风格特色。如华盛顿林阴景观大 道、纽约中央公园、北京天安门广场、上海外滩、莫斯科红场等都已成为该城 市的象征。利用园林植物配置能够体现一个城市的文化历史，以植物景观展示 传统的城市文化，如荷兰的郁金香文化、日本的樱花文化以及我国北京的香山 红叶( 黄栌 )、杭州的柳浪闻莺(垂柳) 、海口的椰风海韵 (椰子)，这些植物景观都 和城市的历史文化密不可分。在树种选择上，首先应考虑适地适树的原则，如 太原的气候特点是四季分明，因此在树种应用方面也要体现地方特色，应以落 叶树种为主。有的树种春花烂漫具有姹紫嫣红的特色，有的树种秋色艳丽，形 成层林尽染的风格，季相变化十分明显，在太原汾河公园，就充分利用了植物 的这种变化，给人留下深刻印象。 另外，市花、市树是受到大众广泛喜爱的植物品种。也是比较适应当地气 11 候、地理条件的植物。它们本身所具有的象征意义已上升为当地文明的标志和 城市文化的象征。如太原的国槐蕴含着三晋文化的底蕴、扬州的琼花和香港的 紫荆花都是具有悠久的栽培历史、深刻的文化内涵的植物。树龄在百年以上或 具有科研、历史价值和纪念意义的树木是历史的见证，是活的文物，是具有很 高的文化价值的历史遗产，许多城市都是以其特有的乡土树种、花卉而留给旅 游者深刻的印象，应动员全社会保护和管理好这些树种。 4.2.2 利用植物景观创造意境美 植物不仅有千姿百态、变化万千的形式美，而且具有丰富多彩、寓意深长 的内容美。景观规划是按照植物生态习性和园林布局的要求，科学合理地应用 绿化树种，以发挥它们的绿化功能和观赏特性 30。 (1) 因势利导，合理安排空间。巧妙地利用地形特点。如起伏的地形、弯 曲的水面等变化及空间的大小等立地条件巧夺天工、匠心独运，欲“扬”则 “扬” ，欲“抑”则“抑” ，以达到“自成天然之趣”的目的。 (2) 合理利用植物的多样性。植物具有观赏、组景、分隔空间、装饰、防 护、覆盖地面等用途。我们应利用植物造景，分隔划分空间，尊重植物生物学 特性。构建接近于自然的植物群落环境。形成多样植物的统一合理组合，合理 利用空间。空间植物应丰富而不散乱，在变化中求得统一。 (3) 植物组合主次分明，疏落有致。植物造景要根据植物的形态、高低、 大小、落叶或常绿、色彩、质地等，分清主次，突出主题。确定骨干树和伴生 树，做到主次分明、疏落有致。群体配置。虚实结合，若隐若现，充分体现自 然环境美。 (4) 保持植物景观的均衡韵律和优美轮廓。植物应具有优美的林冠、林缘 线。植物空间的轮廓，要有平有直，有弯有曲。行道树以整齐为美。而风景林 以自然为美。 (5) 植物应与周围环境相协调，使建筑环境与植物景观相得益彰。植物应 与其周围的建筑小品以及水体等环境相和谐，植物丰富的自然色彩、柔美的线 条以及优美的风姿会给建筑以美感，使建筑与自然协调统一起来。无论何种水 体，其主景、配景或小景都可借助植物来丰富其景观。水带、水旁的植物姿态、 色彩均可增加水体的美感。水中倒影，波光粼粼，自成景象。 (6) 充分利用植物时间和空间的季相感。植物随季节、年龄而异，植物的 四季变化与生长发育，使其产生不同的季相变化，形成生动活泼，变化多样的 季相感。 5 结语与展望 综上所述，我们可以看到，城市植被在城市生态环境建设中能起到很多积 极的作用，包括吸收城市各种有害废气、降低城市中的噪音、减少空气中各种 尘埃、杀灭一些有害细菌等。这些无疑将会在我们的城市环境的净化和改善中 起到举足轻重的作用。然而，目前城市植被仍然看成是城市环境的一种指标， 从而导致只是片面的追求绿化率，而忽视了对城市植被本身以及种类之间的关 系的研究。 所以，政府部门及科学工作者应加强城市植被的结构 、类型、生态 、动 态及功能和城市自然与社会环境的相互关系的研究，在城市化建设中建立一个 植物反应环境污染程度，影响人体健康等一体化的监测系统，在实践中利用城 市植被这一经济 、实效的手段来监测城市环境的变化，来实现利用植物监测环 境污染情况，促进现代化城市的生态建设。 13 参考文献 1 黄金海, 汪海珍, 吴建军, 等. 植被指数与杭州市热岛效应的关系研究J. 科 技通讯, 2007, 23(1): 446- 457. 2王伯荪. 植物群落学 M. 北京: 高等教育出版社. 1987. 3 McPherson E.G. 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