城市生態(tài)學(xué) 3

1、城市森林綠化最小面積研究,黎凱 施佳星 沈夢薇 江藍(lán) 張靜茹 關(guān)悅 林珮文,,福建農(nóng)林大學(xué),,研究目的和意義,01,國內(nèi)外的研究,02,相關(guān)理論,03,研究內(nèi)容與方法,04,,,05,結(jié)果與分析,,研究目的和意義,PARTONE,,,研究目的和意義,,,,,,,,,森林作為城市生態(tài)系統(tǒng)中具有自凈功能的重要組成部分，在保護(hù)人體健康，調(diào)節(jié)生態(tài)平衡、改善環(huán)境質(zhì)量、美化城市景觀等方面具有其他城市基礎(chǔ)建設(shè)不可替代的作用。,

2、營造城市森林，創(chuàng)造優(yōu)美、清新、安全、舒適的居住環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧的基本條件，是構(gòu)建和諧社會(huì)的具體體現(xiàn)加強(qiáng)城市森林建設(shè)，有利于提高居民生活質(zhì)量，提升城市品位;有利于樹立良好的對外形象、提升城市綜合競爭力。,城市綠地在實(shí)用功能力而除了平時(shí)作為休閑游憩的場所，在發(fā)生重大滅害時(shí)作為城巾減滅防滅的基礎(chǔ)設(shè)施，還可以為搶險(xiǎn)救滅提供有效的救治收容空間。,在城市中，最常見的自然要素就是城市綠地。建設(shè)城市森林，發(fā)展城市森林是世界城市建設(shè)不可逆轉(zhuǎn)的潮流

3、。,,國內(nèi)外的研究,PARTTWO,,,國內(nèi)外的研究,國外的城市綠化方式,,澳大利亞的阿德萊德在該市的“影子規(guī)劃”（Shadow Plan）日本的千葉新城從規(guī)劃開始，就以建立生態(tài)型城市為主要目標(biāo)。美國的克里夫蘭制定了明確的生態(tài)城市議程。其目標(biāo)是建設(shè)成一個(gè)大湖沿岸的綠色城市,我國的城市綠化的發(fā)展情況及綠化措施,目前，我國社會(huì)城市化進(jìn)程發(fā)展迅速，導(dǎo)致城市環(huán)境的惡化。從20世紀(jì)80年代以來在這方面我國取得了迅猛躍進(jìn)。到90年

4、代已經(jīng)形成了一套以社會(huì)——經(jīng)濟(jì)——自然復(fù)合生態(tài)理論為指導(dǎo)的相對完整的城市建設(shè)理論與方法體系。,,國內(nèi)外綜合研究,幾個(gè)顯著特點(diǎn)：一是基于BC9技術(shù)，在中尺度上（一般以一個(gè)城市作為研究對象）開展城市綠地空間格局與城市氣候的相關(guān)分析；二是以綠地斑塊為單位，觀測比較不同結(jié)構(gòu)綠地內(nèi)部的小氣候效應(yīng)；三是基于植物蒸騰理論，通過計(jì)算綠色生長量估測不同結(jié)構(gòu)綠地內(nèi)的小氣候效應(yīng)。,,,,,,相關(guān)理論,PARTTHREE,,相關(guān)理論,相關(guān)理論,,,,,,,,

5、,,,,,,,,城市氧平衡理論,是指一定地域范圍內(nèi)城市生態(tài)系統(tǒng)空氣中氧的收支狀況，是期望城市綠地自身產(chǎn)生的氧氣能夠像等于市區(qū)人群活動(dòng)所需的氧氣量。這種理論可以推算出城市綠地的理論需求量。,相關(guān)理論,,,,,,,,,,,,,,,,景觀生態(tài)學(xué)理論,以整個(gè)景觀為對象，為景觀生態(tài)規(guī)劃提供理論依據(jù)。基底、廊道和斑塊是構(gòu)成景觀生態(tài)結(jié)構(gòu)的三要素。,相關(guān)理論,,,,,,,,,,,,,,,,可持續(xù)發(fā)展理論,核心是要求在可持續(xù)利用和生態(tài)可持續(xù)保護(hù)的前提下實(shí)

6、現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展，不僅要求人與人之間的公平，還要顧及人與自然之間的公平。,相關(guān)理論,,,,,,,,,,,,,,,,綠視率理論,是指眼睛看到的綠化的面積占整個(gè)圓形面積的百分?jǐn)?shù)。它強(qiáng)調(diào)綠化覆蓋率等平面指標(biāo)。立體綠化對城市的生態(tài)效益明顯：能吸收大氣污染物、增濕、滯塵、降噪，遏制熱到相應(yīng)加劇，變熱島為綠島。,相關(guān)理論,,,,,,,,,,,,,,,,生態(tài)足跡理論,指一個(gè)城市、某一個(gè)地區(qū)乃至一個(gè)國家的人們，為了維持目前的生活水平，所需要的生產(chǎn)生活

7、空間，直觀的揭示出城市或區(qū)域現(xiàn)有生存環(huán)境所存在的問題，以幫助人們調(diào)整思考的視角和方式，從而提高對目前所面臨的生態(tài)問題的認(rèn)識。,,研究內(nèi)容與方法,PARTFOUR,,研究內(nèi)容與方法,,,森林的作用,1綠化降溫增濕效應(yīng) 2綠化降塵作用3殺菌作用4吸收有害氣體5改善城市水質(zhì)6降低噪聲污染7吸收CO2釋放O28降低風(fēng)速,,研究內(nèi)容與方法,,,城市基本狀況（以福州市為例）,1總體狀況福州位于歐亞大陸東南邊緣，東臨太平洋，地處中國

8、東南沿海、福建省中東部的閩江口，與臺灣省隔海相望。位于北緯25°15′~26°39′，東經(jīng)118°08′~120°31′福州地貌屬典型的河口盆地，盆地四周被群山峻嶺所環(huán)抱，其海拔多在600~1000米之間。福州屬典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，氣溫適宜，溫暖濕潤，四季常青，陽光充足，雨量充沛，霜少無雪，夏長冬短，無霜期達(dá)326天。2水環(huán)境 年平均降水量為900~2100毫米，年相對濕度約77%3溫

9、度環(huán)境 城市的熱島效應(yīng)。城市由于受到人類各種社會(huì)活動(dòng)的影響導(dǎo)致城市溫度比郊區(qū)高，而且越往城市中心越高。每個(gè)城市的熱島效應(yīng)程度不同，中心地區(qū)比郊區(qū)高出的溫度也不同。福州常出現(xiàn)熱島效應(yīng)，1、2月份白天福州的城市熱島較強(qiáng)，3～7月份夜間的城市熱島強(qiáng)。,研究內(nèi)容與方法,,,城市基本狀況（以福州市為例）,4空氣環(huán)境 近年來，福州城區(qū)空氣質(zhì)量總體介于優(yōu)和良之間。,,研究內(nèi)容與方法,,,城市基本狀況（以福州市為例）,5風(fēng)環(huán)境主導(dǎo)風(fēng)向

10、為東北風(fēng)，夏季以偏南風(fēng)為主。7~9月天氣炎熱，是臺風(fēng)活動(dòng)集中期，每年平均臺風(fēng)直接登陸市境有2次。6聲環(huán)境全市等效聲級在56．6～56．3dB間小幅變化。從網(wǎng)格測點(diǎn)的功能分區(qū)變化看，城市交通干線道路兩側(cè)聲級水平明顯高于其它類區(qū)，居民文教區(qū)達(dá)標(biāo)率則明顯低于其他類區(qū).福州市城市道路交通噪聲平均等效聲級在68．6～68．4dB之間。,研究內(nèi)容與方法,,,,,,,,,,碳氧平衡1hm2闊葉林一天可消耗1CO2,釋放0.73t氧。一個(gè)成人(

11、按體重75kg算)理論推算每天約消耗0.75kg氧氣，呼出0.9kgC02,大體概算1hm2樹林放出氧氣可供1000人呼吸之用.一般城市人呼吸耗氧只占城市總耗氧量的20％左右(其他為煤燃燒、石油液化氣、燃燒等)長沙市規(guī)劃區(qū) 350 萬人森林面積=350萬÷1000×20％=1.75萬hm 2,涵養(yǎng)水源改善水質(zhì)樹木葉面積大體等于根系在土壤內(nèi)面積的原理，森林覆蓋超過5O％，即林地土壤有一半布滿根系，才可濾水、凈水，

12、土壤中酸性才可殺菌一個(gè)區(qū)域涵養(yǎng)水量V(m3/hm2)=10000×土壤非毛細(xì)管孔隙度(％)×土壤厚度(m)。長沙建城區(qū)區(qū)的面積為3.5萬,土壤非毛細(xì)管孔隙度為18%,土壤厚度為1m森林面積=3.5萬×18%×1×10000÷10÷180÷2=1.75萬hm2,增濕作用按每公頃森林每年向天空蒸騰2000t水長沙上空也需保持至少6300萬t水。扣除全年

13、各季節(jié)蒸騰差平均值6O％森林面積=6300÷2000×4O％=1.26萬,研究方法—以長沙市為例,研究內(nèi)容與方法,,,,,,,,,,降低風(fēng)速在森林的迎風(fēng)面距離林緣100米風(fēng)速就發(fā)生了變化.風(fēng)進(jìn)入林內(nèi)200米左右風(fēng)速已完全停止.要想使得森林內(nèi)部風(fēng)速不大,則森林的寬度至少有200米.若森林為圓形則森林面積若為長方形,設(shè)林帶長L, 森林面積=L×200,降低噪聲一般噪聲的環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)是 ：環(huán)境噪聲不

14、大于 55 分貝 ， 長沙市 53 ． 5 分貝。交通噪聲不大于 7O 分貝 ， 長沙市 63 分貝。長沙街道多只為單行喬木 ， 降噪效果不大 ，只為 5 ％左右 (2 ～3 分貝 )；烈士公園成片樹林 內(nèi)約 10 - - 20 分貝， 比附近馬路降低 20 - - 30 分貝(降到不危害水平 ) 。由此 ， 街道兩旁能各 建 5 ～10m 的林 帶就可減低噪聲 的四分之一左右 (由 6O 分貝降到 45 分貝 )。防噪手段主要是道

15、路兩旁的喬、 灌、 草的立體林帶,綠化除塵殺菌作用1hm2的森林大約能吸收26-36kg的懸浮物按長沙市環(huán)保部門概算， 長沙煙塵和空氣中總懸浮物量約為 40 萬 kg ，推算建城區(qū)需有森林 1．11～1. 53 萬 hm 2， 就可基本吸滯煙塵 、 細(xì)菌。,研究方法—以長沙市為例,研究內(nèi)容與方法,,,,,,,,,,模型計(jì)算法根據(jù)城市的空氣污染資料及同時(shí)期的森林覆蓋率和人口資料，應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建立了“城市森林對生態(tài)系統(tǒng)綜合影響的仿

16、真模型”，通過模擬試驗(yàn)，得到了保證城市居民健康的最佳森林覆蓋率. 通過對城市大氣環(huán)境狀況的監(jiān)測，應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行分析與綜合評價(jià)，掌握大氣環(huán)境污染變化規(guī)律。在野外調(diào)查、室內(nèi)熏氣試驗(yàn)的基礎(chǔ)上篩選出高效凈化樹種，獲得了植物對s02的凈化速率，據(jù)此建立了s02的植被控制模型，并計(jì)算出若按一定比例造林，測出綠化覆蓋率達(dá)到一定水平時(shí)，大氣環(huán)境質(zhì)量可恢復(fù)到一級水平,游憩空間定額法我國第一部城市規(guī)劃技術(shù)法規(guī)《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》中公共綠地

17、和城市綠地總量的計(jì)算依據(jù)如下：①確定公共綠地人均指標(biāo)的計(jì)算依據(jù)，采用居民出游率、每個(gè)游人在公園中占有面積和周轉(zhuǎn)系數(shù)而定。出游率取10％左右。每個(gè)游人占有公園面積，市區(qū)級大型公園采用60m2／游人，居住區(qū)公園采用30m2，游人為宜。周轉(zhuǎn)系數(shù)，大型公園為1．5，小型公園為3。從以上三項(xiàng)依據(jù)可計(jì)算出大小公園的人均指標(biāo)分別為5m2／人和2 m2／人，相加為7m2／人，是滿足當(dāng)?shù)鼐用竦淖畹椭笜?biāo)。,污染荷載量法1hm2闊葉林每年可吸收SO2 18

18、0kg，每公頃純常綠喬木林一年吸收S02大約為O．118t，落葉喬木為O．184t，灌木林為0．135t。根據(jù)長沙市SO2的排放量即可計(jì)算出所需的森林面積。,研究方法—以長沙市為例,研究內(nèi)容與方法,,,,,,,,,,,,,,,1.生態(tài)功能類別的選擇 環(huán)境生態(tài)功能是城市森林綠地的核心功能，集中表現(xiàn)在城市森林系統(tǒng)具有涵養(yǎng)水源、保持水土、防風(fēng)固沙、凈化空氣及降噪等方面的能力。本次試驗(yàn)選擇城市森林綠地的滯塵作用、吸收s

19、o2作為野外試驗(yàn)研究對象。,2常見綠化樹種采樣地點(diǎn)的選擇 城市按照功能區(qū)劃分的工業(yè) 區(qū)、交通樞紐、文教生活區(qū)、 風(fēng)景區(qū)內(nèi)設(shè)立 1～2個(gè)監(jiān)測點(diǎn)， 在各監(jiān)測點(diǎn)定期進(jìn)行采樣。,3、實(shí)驗(yàn)樹種的選擇依據(jù)對所選城市常見綠化樹種的統(tǒng)計(jì)資料和野外調(diào)查結(jié)果，制定出試驗(yàn)所采用的樹種。,4采樣時(shí)間 常見綠化樹種滯塵與吸收S02作用的采樣時(shí)間定為每年的4月(春季)、7月(夏季)、9月(秋季)、12月(冬季)，每季的采樣時(shí)

20、間統(tǒng)一定在雨后7天。 四種綠化樹種累積滯塵能力試驗(yàn)的采樣時(shí)間分別為雨后3天、7天、lO天、14天、17天、21天。,研究內(nèi)容與方法,,,,,,,,,,,,,,,5實(shí)驗(yàn)測定指標(biāo)（1）春、夏、秋、冬四季分別測定樹木葉片的滯塵量和全硫含量(2)在秋季測定四種樹種累積滯塵量,6測定方法（1）樣品采集（2）樣品處理（3）樣品測定 葉片含硫量測定 已洗和未洗處理后的葉片樣品都遵循

21、 GB7887—87《森林植物與枯枝落葉 全硫的測定》用硝酸一高氯酸(5：1) 消煮法后，用氯化鋇比濁法使用21 分光光度計(jì)測定樣品中全硫的含量,（4）收集和整理數(shù)據(jù)通過實(shí)驗(yàn)收集到具體的數(shù)據(jù)資料，再將收集的數(shù)據(jù)資料按時(shí)間、地點(diǎn)、階段進(jìn)行整理,（5）發(fā)現(xiàn)總結(jié)規(guī)律通過得到的數(shù)據(jù)資料可以得出當(dāng)?shù)爻鞘猩种参锷鷳B(tài)效益的結(jié)果，通過得到的結(jié)果預(yù)計(jì)計(jì)算最小森

22、林綠化面積,,結(jié)果與分析,PARTFIVE,結(jié)果與分析,森林在城市綠化中占據(jù)著不可替代的地位，我們秉著“讓森林走進(jìn)城市，讓城市擁抱森林”這一宗旨，我們研究了森林城市的功能與作用，并通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測量數(shù)據(jù)，計(jì)算處理數(shù)據(jù)得出得出以長沙為例的城市森林最小綠地面積為以上計(jì)算的各個(gè)數(shù)值中的最大值。,大多數(shù)對于城市森林的研究都是基于城市生態(tài)環(huán)境改善、城市可持續(xù)發(fā)展上的，基礎(chǔ)研究總是直接與運(yùn)用研究結(jié)合在一起，為城市森林建設(shè)提供較為完整的理論體系。由

23、于城市森林建設(shè)的發(fā)展和研究相對較晚，還存在一些問題：對城市森林的概念缺乏統(tǒng)一認(rèn)識；研究方法的科學(xué)性、一致性、簡便性還有待于進(jìn)一步完善；各國各地區(qū)對城市森林綠化的研究的標(biāo)準(zhǔn)不一致，研究缺乏可比性。,,,,結(jié)果與分析-森林建設(shè)指標(biāo),,,,,,,,結(jié)果與分析,對此，我們測定了森林的綠化降溫增濕效應(yīng)、綠化降塵作用、殺菌作用、吸收有害氣體的作用，改善城市水質(zhì)、降低噪聲污染等森林指標(biāo)。森林城市的建設(shè)以改善城市生態(tài)環(huán)境為主，促進(jìn)人與自然協(xié)調(diào)，滿足社會(huì)

24、發(fā)展需求。城市森林是一個(gè)與城市體系緊密聯(lián)系的，綜合體現(xiàn)自然生態(tài)、人工生態(tài)、社會(huì)生態(tài)及經(jīng)濟(jì)生態(tài)和諧統(tǒng)一的龐雜的生態(tài)體系。城市森林最小綠化面積的確定讓我們了解到森林的綠化功能：改善城市小氣候、凈化大氣、減弱噪音、防止水土流失，改善水文條件、美化功能。,有的定量方法存在著一定不足.游憩空間定額法未能充分考慮城市森林綠地的生態(tài)功能，碳氧平衡法忽視各種不同森林綠地制氧能力的差別，污染荷載量法中常用的確定植物吸收污染物量的熏氣法與實(shí)際污染不同，使它

25、們在實(shí)際應(yīng)用中造成城市森林綠地面積定額不準(zhǔn)。因此，對現(xiàn)有方法的缺陷進(jìn)行改造，結(jié)合具體城市森林綠地的生態(tài)功能的確定與評價(jià)，制定切實(shí)可行的城市森林綠地規(guī)劃控制性指標(biāo)可為城市森林綠地規(guī)劃及管理提供理論依據(jù)，指導(dǎo)城市森林綠地在科學(xué)的規(guī)范下健康有序的發(fā)展，同時(shí)也是城市實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有利手段之一。城市森林綠地能夠改善生態(tài)環(huán)境功能已成為共識，國內(nèi)外許多城市正在大力發(fā)展城市森林綠化。,結(jié)果與分析,本次研究就是要從長沙現(xiàn)有的城市森林綠地的生態(tài)功能出發(fā)，

26、首先確定了若干較為重要的生態(tài)功能作為研究對象，然后通過長期的室外采樣與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)合得出數(shù)據(jù)，由此可對生態(tài)服務(wù)功能有較為清晰的確定，最后在此基礎(chǔ)上結(jié)合國內(nèi)外的最新研究成果制定出符合長沙市城市發(fā)展的森林綠地最小面積的控制性指標(biāo)及其定量值。,城市森林的生態(tài)規(guī)劃是伴隨著城市建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提出來的，已成為城市森林建設(shè)過程中一個(gè)必不可少的實(shí)施環(huán)節(jié)。基于福州市城市森林獨(dú)立評價(jià)分析所反映出的城市森林不均勻、樹種豐富度不高、缺乏完整的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系等