漯河市城市森林結(jié)構(gòu)特征分析

田愛芳

(河南省漯河市園林管理處，河南漯河 462000)

隨著生活水平的提高，城市生存空間環(huán)境質(zhì)量會(huì)受到日益關(guān)注和重視，因而促進(jìn)城市森林生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)和改善，提高城市森林的生態(tài)服務(wù)功能，解決日益惡化的環(huán)境問題，是當(dāng)前亟待解決的問題。城市森林這一概念的提出已有30多年的歷史，由于研究角度的不同，對其定義也各不相同。Miller［1］認(rèn)為，城市森林是人類密集居住區(qū)內(nèi)及周圍所有植被的總和，其范圍涉及市郊小社區(qū)直至大都市。也有人將城市森林概括為生長在城市 (包括市郊)的對所在環(huán)境有明顯改善作用的林地及相關(guān)植被。國內(nèi)有關(guān)學(xué)者將城市周圍或附近一定范圍內(nèi)以景觀、旅游、運(yùn)動(dòng)和野生動(dòng)物保護(hù)為目的的森林稱為城市森林［2－3］。綜上所述，城市森林的范圍包括城區(qū)、近郊、遠(yuǎn)郊的對城市環(huán)境及發(fā)展產(chǎn)生顯著效應(yīng)的所有植被區(qū)域，人類、動(dòng)植物、微生物等都是城市森林的重要成分。城市森林與自然林相比，主要功能不是提供木材，而更側(cè)重于保持、調(diào)節(jié)與改善城市生態(tài)環(huán)境，維護(hù)城市生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)等。

目前，有關(guān)城市森林的研究主要集中于城市森林格局的空間信息以及城市森林生態(tài)效應(yīng)等方面，有關(guān)城市森林的樹種構(gòu)成、植株優(yōu)勢等受城市環(huán)境影響的報(bào)道不多［4－6］。漯河市充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，大力實(shí)施森林進(jìn)城、森林圍城等一系列生態(tài)林業(yè)工程，著力塑造碧水穿城、林茂花艷、建筑精巧、環(huán)境秀美的森林城市風(fēng)貌。本研究旨在通過對漯河城市森林的抽樣調(diào)查，分析城市森林結(jié)構(gòu)各要素和在不同環(huán)境中城市擾動(dòng)因子對植物群落特性的作用，為優(yōu)化城市森林成長環(huán)境提供指導(dǎo);同時(shí)，針對漯河市城市森林結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)提出建議與發(fā)展方向，也為其他城市的城市森林研究提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)概況

漯河市位于河南省中南部，是首家中國食品名城。1986年升為省轄市，總面積2 617 km2，總?cè)丝?60萬人。漯河屬于溫暖性季風(fēng)氣候，境內(nèi)水資源豐富，淮河兩大支流沙河、澧河在市區(qū)交匯東流入淮，氣候冷暖適中，四季分明，土地肥沃，物產(chǎn)豐富，具有林木生長得天獨(dú)厚的自然條件。截止目前，全市森林覆蓋率26.2%，城市綠化覆蓋率41.7%，綠地率35.5%，人均公共綠地面積14 m2，各項(xiàng)指標(biāo)均已達(dá)到或超過《國家森林城市評價(jià)指標(biāo)》標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 研究內(nèi)容及方法

將漯河市建成區(qū)內(nèi)53.5 km2的范圍，依道路的圍合狀況劃分為15個(gè)樣塊，每樣塊2～3 km2;樣塊內(nèi)采用樣方 (如企事業(yè)單位綠地、公園、居民區(qū)等，抽樣總面積的10%)、樣線 (如道路，抽樣總長的10%)進(jìn)行抽樣調(diào)查和普查 (如廣場綠地)，并結(jié)合漯河市2009年的綠地普查資料，對城市森林的植物量進(jìn)行估算。調(diào)查內(nèi)容包括樹種、胸徑、樹齡、生態(tài)功能估算值及生長狀況，根據(jù)植株干、枝、葉的生理性狀評估樹木的長勢，對長勢很差、欠佳、一般、好和很好的植株依次評價(jià)1～5分。

2 結(jié)果與分析

2.1 漯河市城市森林現(xiàn)狀及總體分布狀況

漯河市城市森林現(xiàn)狀分析如圖1所示。在主要研究范圍內(nèi)，城市森林面積為14.1 km2，其中防護(hù)林占總面積的35%，主要為南環(huán)和北環(huán)防洪種植的樹木;風(fēng)景林占20%，公用林地占15%，企事業(yè)單位林地占14%，行道樹占9%，居民區(qū)林地占7%。城市森林主要分布在城市外圍，對城市居民影響直接的居民區(qū)林地所占的比例較小。行道樹也是城市森林的主要組成部分，國外城市中行道樹一般占樹木總量的10%～15%，漯河低于這一水平，僅占9%。因此，今后行道樹和居民區(qū)林地應(yīng)是城市森林重點(diǎn)建設(shè)的區(qū)域。

圖1 漯河市城市森林面積的分布

2.2 樹種結(jié)構(gòu)與種群組成

組成漯河市城市森林的主要樹種有111科、194屬、306種。其中，喬木140種，占45.7%;灌木及水生166種，占54.3%。按種群數(shù)量多少排在前的有楊樹、法國梧桐、黃山欒、女貞、廣玉蘭、櫻花、紫薇等20多個(gè)樹種。在喬木種類組成上，個(gè)體數(shù)目較多的品種比較少，如在闊葉樹種群中，法國梧桐、女貞、銀杏、楊樹等10個(gè)樹種占闊葉樹總量的43.5%;在針葉樹種群中，龍柏、水杉、雪松等5個(gè)樹種占針葉樹總量的46.8%。在灌木組成上，按種群數(shù)量多少排在前的樹種是石楠、瓜子黃楊、南天竹等10種，其數(shù)量占灌木總數(shù)的71.5%。從樹種結(jié)構(gòu)與數(shù)量組成的特點(diǎn)可以看出，漯河市城市森林結(jié)構(gòu)在種類的豐富性、多樣性上顯得不足，樹種構(gòu)成集聚性明顯，季相上缺乏變化，特別是喬木，常用的只有20多種;在喬灌木的構(gòu)成比例上，種類比為1∶1，而數(shù)量比達(dá)到8∶1?？梢娊Y(jié)構(gòu)層次單一，以喬木為主的單層景觀多，而復(fù)層景觀較少。

2.3 森林徑階結(jié)構(gòu)

調(diào)查可知，漯河市城市森林結(jié)構(gòu)中，樹木平均胸徑7 cm。將其分為5 cm以下，6～10，11～20，21～30和31 cm以上等5個(gè)徑階，其比例分別為50.5%，35.5%，9.5%，3.0%和1.5%，各徑階在結(jié)構(gòu)分布上呈金字塔形，胸徑較小的植物占絕對多數(shù);且小徑階樹木主要集中在居民區(qū)林地和公用林地，分別占其總量的82.5%和80.5%。其原因是漯河市近幾年建設(shè)了大量的居民小區(qū)、街頭綠地及沙澧河沿岸綠地，種植了大量的小徑階樹木;大徑階樹木主要集中在防護(hù)林、風(fēng)景林和企事業(yè)單位林地，占大徑階樹木總量的85.5%。隨著胸徑的增大，植物數(shù)量逐漸減少，說明漯河市城市森林的林齡偏小，具有更新潛能的小徑級立木較豐富。從長遠(yuǎn)看，森林具有可持續(xù)性，但近期植物景觀相對有限。

2.4 樹木年齡構(gòu)成

樹木年齡構(gòu)成是反映成林歷史、森林結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)。研究區(qū)內(nèi)森林樹木的年齡主要集中在10年以下，所占比例為63.5%。其他樹齡的構(gòu)成比例為:10～15年的 17.5%，15～20年的11.5%，大于20年的為7.5%。在20年以上的喬木中，數(shù)量最多的前10種，分別為法國梧桐、大葉女貞、廣玉蘭、雪松、龍柏、桂花、白蠟等。從樹齡比例構(gòu)成上看，漯河市城市森林的大樹較少，歷史感缺乏，絕大多數(shù)是在近10年內(nèi)栽植的。

2.5 樹木長勢狀況

樹木的長勢狀況是反映城市森林管理水平的重要指標(biāo)，可看出樹木是否適合現(xiàn)有的立地環(huán)境，以及在經(jīng)營管理上是否需要加強(qiáng)。對5 500株喬木長勢評估的結(jié)果顯示，大部分處于一般水平，平均值為3.1，總體欠佳。長勢很好和很差的樹占總數(shù)的比例都很小，分別為15%和2%。約53%的樹僅樹皮有輕微損傷和少量小枝枯萎，屬于長勢好的一類;約30%的樹長勢一般，樹冠生長不勻稱，枝葉稀疏;另有約10%的樹長勢欠佳，樹冠嚴(yán)重偏斜，并有少量樹葉出現(xiàn)枯黃。110株長勢極差的樹大多是路旁或居住區(qū)中新種植的植株。居住區(qū)樹木通常由開發(fā)商種植，且多種植于居住區(qū)的公用地區(qū)，樹木種下后缺乏專人管理，管理養(yǎng)護(hù)往往跟不上。道路兩旁樹的長勢雖略好于居住區(qū)，但帶狀綠地斑塊最易受到外界干擾。樹木承受人流和車流的強(qiáng)大壓力，很多高大的喬木生長出現(xiàn)傾斜;另外，一些城市公用設(shè)施沿道路布設(shè)，如架空電線、地下電纜、水管、燃?xì)夤艿赖?，在空中或地下與城市樹木爭奪生存空間，是嚴(yán)重妨害行道樹生長的主要因素。

2.6 生態(tài)功能估算

漯河市城市森林生態(tài)功能的估算采用以野外森林環(huán)境效益試驗(yàn)值換算為以單位綠量表達(dá)的環(huán)境效益值［7］的方法，抽樣和局部普查的綠量結(jié)果為13.5×100 m3，該數(shù)據(jù)約占漯河市城市森林總綠量的10%，估算漯河市城市森林的總綠量為135×100 m3，其中常綠植物的綠量為60×100 m3，落葉植物為75×104 m3。因此可結(jié)合森林植物環(huán)境效益典型試驗(yàn)值估算出漯河市城市森林的總體生態(tài)功能 (表1)。

表1 不同城市森林生態(tài)對比

表1中生態(tài)效益數(shù)字在計(jì)算方法上有所不同。漯河市城市森林生態(tài)功能的計(jì)算參考上海森林植物環(huán)境效益典型試驗(yàn)值的方法，主要計(jì)算的是喬灌木綠量，不包括草地。通過表1反映到每年的環(huán)境效益上可看出，漯河市城市森林的生態(tài)功能在環(huán)境效益方面雖做出了較大貢獻(xiàn)，但由于城區(qū)建成區(qū)的面積較小，與大城市相比，其生態(tài)功能則顯得相對有限，有待進(jìn)一步擴(kuò)大城區(qū)面積，增加綠地面積，進(jìn)一步發(fā)揮城市森林的生態(tài)效益。

3 小結(jié)與建議

漯河市城市森林總體水平不錯(cuò)，已達(dá)到城市森林環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了碧水穿城、林茂花艷、建筑精巧、環(huán)境秀美的森林城市風(fēng)貌，但不同城市森林類型差異顯著、胸徑較小的植物占大多數(shù)，大樹古樹較少，缺少歷史感，尤其對直接影響城市居民較大的居民區(qū)林地，基本上不具有城市森林效應(yīng)，后期養(yǎng)護(hù)不夠，亟待加強(qiáng)。

漯河市城市森林樹木生長狀況總體較好，影響樹木健康狀況的因素除了管護(hù)以外，還有城市環(huán)境壓力 (包括立地條件、人為因素等)、植物之間競爭 (與密度有關(guān))和年齡狀況 (徑階結(jié)構(gòu))等方面。

在現(xiàn)有城市森林的基礎(chǔ)上，以森林生態(tài)位的原則為指導(dǎo)，利用不同植物在空間、時(shí)間和營養(yǎng)生態(tài)位上的不同配置植物，逐步改善、完善城市森林結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)筑喬、灌、草、藤立體復(fù)合的森林群落，構(gòu)建具有地方特色的城市森林結(jié)構(gòu)模式，改變現(xiàn)有城市森林結(jié)構(gòu)單一、物種多樣性不足、季相缺乏變化的狀況，提高城市森林結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性［10］。

在研究手段上，3S技術(shù) (全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS、遙感系統(tǒng)RS)在城市森林中的應(yīng)用已逐漸得到推廣，數(shù)字化城市森林的概念正初步形成。目前上海市綠化局已經(jīng)開展這方面的工作。但在其他城市應(yīng)用得并不多，或應(yīng)用得不夠深入，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)。利用計(jì)算機(jī)對城市森林進(jìn)行管理，建立以GIS為工具的城市森林管理系統(tǒng)，構(gòu)建城市森林生態(tài)系統(tǒng)模型，為城市森林的合理規(guī)劃、綜合評價(jià)、模擬發(fā)展等提供科學(xué)依據(jù)，將是城市森林發(fā)展的方向［11－12］。

［1］Miller R W．Urban Forestry［M］．New Jersey:Prentice Hall，1996．

［2］陶青，唐榮南，吳鈺，等．城郊森林區(qū)對城區(qū)環(huán)境生態(tài)影響［J］．城市環(huán)境與城市生態(tài)，1995，8(2):13－16．

［3］朱文泉，何興元，陳瑋，等．城市森林研究進(jìn)展［J］．生態(tài)學(xué)雜志，2001，20(5):55－59．

［4］高峻，宋永昌．城市綠地系統(tǒng)動(dòng)態(tài)及與土地利用關(guān)系研究——以上海西南地區(qū)為例［J］．城市環(huán)境與城市生態(tài)，2001，14(3):18－20．

［5］朱文泉，何興元，陳偉，等．城市森林結(jié)構(gòu)的量化研究——以沈陽樹木園森林群落為例［J］．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，14(12):2090－2094．

［6］趙振磊，謝會(huì)成，王曉磊．泰安市城市森林結(jié)構(gòu)與氣體調(diào)節(jié)效益分析［J］．中國城市林業(yè)，2011，9(1):60－62．

［7］陳自新，蘇雪痕，劉少宗，等．北京城市園林綠化生態(tài)效益的研究 (2)［J］．中國園林，1998，14(2):51－54．

［8］周堅(jiān)華，孫天縱．三維綠色生物量的遙感模式研究與綠色環(huán)境效益估算［J］．環(huán)境遙感，1995，10(3):162－174．

［9］高成廣，胥輝．昆明市城市森林結(jié)構(gòu)特征分析［J］．西南林學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，26(6):54－56．

［10］吳澤民，黃成林，白林波，等．合肥城市森林結(jié)構(gòu)分析研究［J］．林業(yè)科學(xué)，2002，3(4):8－11．

［11］馮益明，李增祿．城市林業(yè)資源地理信息系統(tǒng) (UFSGIS)的研建及應(yīng)用［J］．林業(yè)科學(xué)研究，1999，12(3):310－314．

［12］白林波，吳文友，吳澤民．RS和GIS在合肥市綠地系統(tǒng)調(diào)查中的應(yīng)用［J］．西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，16(1):59－63．