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城市綠地的生態(tài)功能范文

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城市綠地的生態(tài)功能

第1篇

關(guān)鍵詞 城市綠地生態(tài);評(píng)價(jià)體系;研究

中圖分類(lèi)號(hào) X826 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1002-2104(2012)04-0067-05 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.04.013

生態(tài)系統(tǒng)功能主要分為對(duì)內(nèi)和對(duì)外兩種功能,對(duì)內(nèi)功能是生態(tài)系統(tǒng)維持自身運(yùn)轉(zhuǎn)的能力對(duì)外功能是為人類(lèi)和其他動(dòng)物提供服務(wù)的功能,其中維持自身運(yùn)轉(zhuǎn)功能包括物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞和演替過(guò)程等。隨著城市化的快速推進(jìn)和對(duì)高質(zhì)量城市人居生活的強(qiáng)烈要求,城市綠地承擔(dān)著越來(lái)越多的生態(tài)功能、景觀美化功能和經(jīng)濟(jì)社會(huì)功能。在對(duì)城市綠地生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)研究中人們關(guān)注焦點(diǎn)主要集中在城市綠地為人類(lèi)提供的生態(tài)服務(wù)功能,而忽視綠地自身運(yùn)轉(zhuǎn)功能;評(píng)價(jià)體系的設(shè)置也過(guò)多依賴(lài)于數(shù)量指標(biāo),同時(shí),未能借助指標(biāo)對(duì)綠地結(jié)構(gòu)合理性、功能狀況、質(zhì)量高低等問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。高估了城市綠地生態(tài)功能,影響城市綠地規(guī)劃、建設(shè)和管理。

1 城市綠地生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)忽略的幾個(gè)問(wèn)題

1.1 綠地?cái)?shù)量和面積與生態(tài)功能的關(guān)系

1993年11月國(guó)家建設(shè)部頒布《城市綠化規(guī)劃建設(shè)指標(biāo)的規(guī)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(biāo)為城市綠地評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)。建設(shè)部2002年頒布的《城市園林綠地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》(GJJ/T85―2002)和2010年頒布的《國(guó)家園林城市標(biāo)準(zhǔn)》、《城市園林綠化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50563-2010)中,建成區(qū)綠地率、建成區(qū)綠化覆蓋率、人均公園綠地面積、公園綠地面積等數(shù)量指標(biāo)是城市綠地評(píng)價(jià)考核的重點(diǎn)。導(dǎo)致各級(jí)部門(mén)將完成數(shù)量指標(biāo)看作是綠地建設(shè)管理的重要任務(wù),公眾也誤認(rèn)為綠地?cái)?shù)量越多、面積越大、人均越多,城市綠地生態(tài)功能越好,一味追求數(shù)量指標(biāo),而忽視了綠地質(zhì)量建設(shè)。在目前城市綠化建設(shè)用地極為有限、城市人口迅速增加、園林綠化設(shè)計(jì)和建設(shè)滯后的情況下,通過(guò)擴(kuò)大綠地面積來(lái)提高城市綠地覆蓋率,必然會(huì)帶來(lái)造假行為或歪曲綠地建設(shè)實(shí)質(zhì)。

1.2 人工綠地生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)功能的差異

通常情況下,城市綠地生態(tài)功能效益評(píng)價(jià)指標(biāo)和參考標(biāo)準(zhǔn)直接來(lái)源于研究人員多年對(duì)自然生態(tài)研究的結(jié)果,但忽略了人工綠地生態(tài)系統(tǒng)與自然狀態(tài)下的綠地具有一定的差異性,因此城市綠地的生態(tài)功能經(jīng)常被人們高估。在對(duì)自然生境與人工生境中鳥(niǎo)類(lèi)的種類(lèi)、數(shù)量及鳥(niǎo)類(lèi)群落研究中發(fā)現(xiàn),人工生境中鳥(niǎo)類(lèi)物種數(shù)及密度顯著低于自然生境,人類(lèi)活動(dòng)所造成的生境改變對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)多樣性有不利影響[1]。在選取物種多樣性指數(shù)對(duì)黃土丘陵區(qū)主要天然及人工群落物種多樣性進(jìn)行的研究中,天然植物群落物種豐富度、多樣性指數(shù)均高于人為干預(yù)的人工植物群落[2]。城市綠地在涵養(yǎng)水源、防風(fēng)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(tài)功能面臨缺失的危險(xiǎn)。

1.3 對(duì)城市綠地特殊生存環(huán)境和后期科學(xué)管護(hù)的忽視

城市建筑、道路、管道等基礎(chǔ)設(shè)施的修建,改變了城市地下地質(zhì)結(jié)構(gòu),破壞了綠地的徑流和根系統(tǒng),增加了土壤侵蝕速度。城市熱島效應(yīng)形成小氣候,影響城區(qū)溫度、濕度。大氣懸浮物和氮氧化物等有害氣體會(huì)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(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。城市特殊的地表和環(huán)境特征,改變了綠地生態(tài)機(jī)體生存條件,對(duì)綠地健康構(gòu)成較大威脅。

很多情況下,對(duì)園林綠地的管理只限于移栽、澆水、修剪等基本護(hù)理,而少有林業(yè)、土壤、生態(tài)等專(zhuān)業(yè)人員參與研究、實(shí)驗(yàn)和改良。以致城市綠地對(duì)人工形成依賴(lài),失去生態(tài)系統(tǒng)的自然特性、生命機(jī)能容易擾,能量自給能力、抵抗自然災(zāi)害和病蟲(chóng)害的能力降低。

1.4 重視城市綠地功能和價(jià)值,忽視建設(shè)和管護(hù)成本

鋪設(shè)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(shè)的普遍做法,簡(jiǎn)單而又方便管護(hù)。為了保持草坪的整潔和清新,需要定期進(jìn)行修剪、使用大量殺蟲(chóng)劑、不停地用水龍頭進(jìn)行澆灌。設(shè)置花臺(tái)和盆栽是美化城市風(fēng)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(zhǎng),土壤失去了涵養(yǎng)水源的功能、缺少有機(jī)物質(zhì)成分和微生物活動(dòng),不能維持水分、營(yíng)養(yǎng)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(biāo)、高檔住宅小區(qū)設(shè)計(jì)和建設(shè)中,投入大量人財(cái)物引進(jìn)或者移栽一些名貴樹(shù)種、古樹(shù)或建設(shè)整齊劃一園林綠化工程,大多數(shù)情況下并未取得預(yù)期的效果。植物具有群落性特征,僅僅一棵或者是少數(shù)幾株樹(shù)種無(wú)法發(fā)揮其生態(tài)、景觀效益,還會(huì)導(dǎo)致樹(shù)種的水土不服。過(guò)分注重景觀性或者過(guò)分依賴(lài)于人工來(lái)建設(shè)城市綠地是一種極不經(jīng)濟(jì)的行為,花費(fèi)了大量的人財(cái)物力,建設(shè)成本較大,生態(tài)功能不穩(wěn)定,發(fā)揮的景觀效益也非常短暫、有限。

1.5 綠地建設(shè)的內(nèi)涵在城市園林綠化中被曲解

城市園林綠化是以生態(tài)學(xué)、城市規(guī)劃、風(fēng)景園林等專(zhuān)業(yè)原理為指導(dǎo),以人工培育的綠色植被群落為主體,通過(guò)對(duì)城市一定規(guī)模的綠地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行改造,并添加文化和藝術(shù)內(nèi)涵綜合構(gòu)成的具有生態(tài)、景觀、文化等功能的城市綠色空間系統(tǒng),是一個(gè)對(duì)城市人居生態(tài)環(huán)境改善,促進(jìn)城市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的一種方法和過(guò)程。綠地不再局限于單純的綠化功能空間,而是從區(qū)域自然生態(tài)、人工生態(tài)與環(huán)境保護(hù)以及建設(shè)的角度組織綠地與生態(tài)要素體系[3]。

綠地作為城市園林綠化建設(shè)的重要內(nèi)容,綠地首要的功能應(yīng)當(dāng)是維持城市生態(tài)平衡,強(qiáng)調(diào)一定地域范圍內(nèi)的植物種類(lèi)情況及其相互間的關(guān)系,而非僅僅是視覺(jué)上的“綠化”。將綠地建設(shè)誤以為在一塊草坪上配植幾株灌木,誤認(rèn)為綠地建設(shè)就是綠化,誤認(rèn)為有了綠色就會(huì)發(fā)揮生態(tài)效益;有時(shí)候把景觀與綠地的概念混淆或輕重顛倒,這樣既沒(méi)有很好發(fā)揮城市綠地的生態(tài)功能,又缺乏景觀特色,在很大程度上曲解了綠地建設(shè)的內(nèi)涵。

2 城市綠地生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)體系構(gòu)建原則

2.1 整體性

各種形式的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間形成了多種相互關(guān)聯(lián)的模式,例如氣體成分的調(diào)節(jié)伴隨著氣候調(diào)節(jié),水分調(diào)節(jié)與土壤保持相依存,水分調(diào)節(jié)與土壤肥力保持和食品生產(chǎn)功能相關(guān)聯(lián),同時(shí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能發(fā)揮還與周邊環(huán)境以及人們的感知認(rèn)識(shí)緊緊相關(guān)。城市綠地作為一個(gè)有機(jī)整體,在指標(biāo)和樣本選取時(shí)不能將中心城區(qū)與郊區(qū)分開(kāi),也不能將公園綠地、生產(chǎn)綠地、防護(hù)綠地、附屬綠地和其他綠地區(qū)別對(duì)待,在評(píng)價(jià)內(nèi)容選取時(shí)全面考慮綠地自身、綠地與生存環(huán)境之間、以及公眾對(duì)綠地感知認(rèn)識(shí)的綜合。

2.2 前瞻性

評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建既要反映城市綠地的現(xiàn)狀,也要通過(guò)建立資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境各要素之間的關(guān)系,借以指示城市綠地未來(lái)的發(fā)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(gè)性化的人居環(huán)境需求,城市綠地被賦予了越來(lái)越多的功能期望。評(píng)價(jià)體系對(duì)于綠地設(shè)計(jì)和建設(shè)具有導(dǎo)向功能,提前預(yù)測(cè)和推算未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),可以更好地滿(mǎn)足未來(lái)各項(xiàng)需求。

2.3 簡(jiǎn)單和可操作

評(píng)價(jià)指標(biāo)的概念需具體和明確,易測(cè)易得,數(shù)據(jù)應(yīng)便于統(tǒng)計(jì)和計(jì)算,且有足夠的數(shù)據(jù)量。指標(biāo)的設(shè)計(jì)應(yīng)以相關(guān)部門(mén)和研究機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)以及研究成果為參考,得出的結(jié)果也便于被采納。

2.4 相關(guān)性

城市綠地作為一個(gè)有機(jī)生態(tài)系統(tǒng),各個(gè)部分之間具有較強(qiáng)的相互聯(lián)系,在指標(biāo)選取時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮指標(biāo)之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性,指標(biāo)之間能夠相互應(yīng)證和補(bǔ)充。同時(shí),指標(biāo)要具有針對(duì)性,與綠地某一特征和實(shí)際情況有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián),能反映綠地質(zhì)量、數(shù)量、功能和結(jié)構(gòu)關(guān)系。

2.5 便于比較

城市綠地受到地理?xiàng)l件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及城市建設(shè)與管理等影響,不同類(lèi)型城市評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建應(yīng)既要有個(gè)性特征還應(yīng)具有共性,各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)具有明確的含義和統(tǒng)一的測(cè)算標(biāo)準(zhǔn),尤其是在設(shè)計(jì)主觀層次的問(wèn)題時(shí),在問(wèn)題程度上拉開(kāi)距離,這樣便于將國(guó)內(nèi)外、不同地理環(huán)境、不同類(lèi)型城市之間的評(píng)價(jià)結(jié)果作比較。

3 城市綠地生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

生存環(huán)境的優(yōu)良性、綠地自身的健康是確保城市綠地各項(xiàng)功能充分發(fā)揮的前提,而居民的感知認(rèn)識(shí)是綠地是否能有效滿(mǎn)足公眾需求的重要測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)。將這三方面與傳統(tǒng)綠地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)相結(jié)合作為新的研究視角,綜合構(gòu)建城市綠地生態(tài)系統(tǒng)功能評(píng)價(jià)體系,這樣的研究還不多見(jiàn)。

參照一些學(xué)者對(duì)城市綠地生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的研究[4-5,9,12],根據(jù)《城市園林綠化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50563-2010)和國(guó)家園林城市標(biāo)準(zhǔn),選擇其中一些指標(biāo),增加一些來(lái)自林業(yè)、生物、生態(tài)等學(xué)科當(dāng)中能反應(yīng)綠地生存環(huán)境、綠地自身健康狀況的指標(biāo),構(gòu)建新的城市綠地生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)體系框架(圖1)。

圖1 城市綠地生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)體系

Fig.1 The evaluation system of urban green space

3.1 生存環(huán)境優(yōu)良性

3.1.1 城市小氣候

城市小氣候又稱(chēng)為微氣候,主要受到城市人動(dòng)的影響形成熱島效應(yīng),改變了局部區(qū)域的溫度、濕度、光照、降水、風(fēng)等條件。這些條件是否改變了當(dāng)?shù)爻D昶骄交蛘吣芊駶M(mǎn)足城市綠地生長(zhǎng)發(fā)育,需要設(shè)計(jì)針對(duì)性的指標(biāo)來(lái)考證和研究。

3.1.2 水

城市地表水、淺層地下水是綠地生長(zhǎng)的直接水源,需要有指標(biāo)來(lái)測(cè)量綠地用水的數(shù)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(zhì)量的指標(biāo)。例如可以選取地表水各類(lèi)水質(zhì)比率指標(biāo),或者直接對(duì)綠地地表水進(jìn)行測(cè)驗(yàn)來(lái)確定。

3.1.3 大氣

汽車(chē)、工廠、家庭廚房以及建筑施工,產(chǎn)生了污染大氣環(huán)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(dá)地面,腐蝕根系、影響植被生長(zhǎng)。因此,需要對(duì)城市大氣中氣體成分和含量,尤其是有毒成分進(jìn)行計(jì)量和監(jiān)測(cè),選擇用年空氣污染指數(shù)小于或等于100的天數(shù)等類(lèi)似指標(biāo)來(lái)綜合測(cè)算。

3.1.4 土壤(土地能力)

城市綠地的土壤主要來(lái)源于建筑垃圾、建設(shè)開(kāi)挖的深土層,而綠地中的樹(shù)葉和雜草在管護(hù)中被清掃干凈,土壤當(dāng)中缺乏有機(jī)質(zhì)和分解有機(jī)質(zhì)的微生物、動(dòng)物。因此,通過(guò)考察土壤結(jié)構(gòu)、土壤有機(jī)和無(wú)機(jī)成分、土壤酸堿度、土壤封蓋度、土壤退化程度和土地生產(chǎn)潛力等指標(biāo)來(lái)測(cè)量綠地土壤能力。土壤中的生物和動(dòng)物對(duì)土壤的形成、發(fā)育、物質(zhì)循環(huán)、肥力演變等有較大影響,有助于指導(dǎo)科學(xué)栽培、施肥、灌溉、排水和施用農(nóng)藥等,改善土壤質(zhì)量。因此,為了衡量綠地生存環(huán)境優(yōu)良狀況,還需要有測(cè)量土壤中微生物、動(dòng)物等情況的指標(biāo)。

3.2 綠地健康狀況

運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)健康理論與相關(guān)指標(biāo)對(duì)城市綠地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析,動(dòng)態(tài)地揭示綠地系統(tǒng)的現(xiàn)狀和變化趨勢(shì),為城市綠地生態(tài)系統(tǒng)的科學(xué)管理和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。綠地生態(tài)系統(tǒng)的健康性主要包括系統(tǒng)的整合性、穩(wěn)定性和可持續(xù)性,本文從群落結(jié)構(gòu)、生物多樣性、建設(shè)與管理水平和綠地能力等四方面來(lái)衡量綠地的健康狀況。

3.2.1 群落結(jié)構(gòu)

若僅注重觀賞價(jià)值和成本,栽培整齊劃一的樹(shù)種或者是僅僅栽種少數(shù)品種植被,造成樹(shù)木的種類(lèi)、年齡、層級(jí)、高度等趨向一致,極易出現(xiàn)水土流失、地力衰退等不良生態(tài)后果,也易發(fā)生森林火災(zāi)和病蟲(chóng)害問(wèn)題。

群落的穩(wěn)定性主要看是否滿(mǎn)足各構(gòu)成組分的生態(tài)習(xí)性;受環(huán)境污染危害的程度可以通過(guò)觀測(cè)植物高生長(zhǎng),葉片選擇和葉子是否正常生長(zhǎng),以及成片樹(shù)木的葉子變黃或?yàn)l臨死亡來(lái)判斷;樹(shù)木病蟲(chóng)害情況也可通過(guò)觀測(cè)來(lái)完成[6]。城市綠地群落結(jié)構(gòu)的考察指標(biāo)主要有四類(lèi)[7]:植物群落水平結(jié)構(gòu)(群落密度、覆蓋度 )、植物群落垂直結(jié)構(gòu)(喬灌草比例、層片值、葉面積綜合指數(shù))、樹(shù)種組成結(jié)構(gòu)指標(biāo)(樹(shù)種多樣性、自然度)、樹(shù)木年齡結(jié)構(gòu)指標(biāo)(速生慢生比、胸徑結(jié)構(gòu))。

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(tài)穩(wěn)定性,只有綠地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定,才能保持系統(tǒng)整體健康性并對(duì)有害生物保持較強(qiáng)的抵抗力。在對(duì)橡膠園和茶樹(shù)種植園研究表明,隨著種類(lèi)增加,層次復(fù)雜加大,系統(tǒng)在生物量及生產(chǎn)力上均有明顯增加,隨著結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化加大,相對(duì)濕度也隨著增加,最高溫度降低,最低溫度升高, 風(fēng)速減少,土壤流失明顯減少,對(duì)低溫風(fēng)害的抵抗力加強(qiáng)[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(tài)系統(tǒng)多樣性和近年研究得較多的景觀多樣性等領(lǐng)域[9]。綠地生物多樣性測(cè)量可選取的指標(biāo)主要有:植物種類(lèi)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(lèi)和單位生物量、公園內(nèi)蟲(chóng)鳥(niǎo)種類(lèi)和出現(xiàn)頻率、鄉(xiāng)土樹(shù)種比率。

3.2.3 建設(shè)與管理水平

根據(jù)《城市園林綠化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50563-2010),選取綜合管理、建設(shè)管控中主要指標(biāo)。(1)綜合管理:城市園林綠化維護(hù)專(zhuān)項(xiàng)資金、城市園林綠化科研能力、城市園林綠化管理信息技術(shù)應(yīng)用。(2)建設(shè)管控:公園管理規(guī)范化率、古樹(shù)名樹(shù)保護(hù)率、節(jié)約型綠地建設(shè)率、立體綠化推廣率、公園綠地應(yīng)急避險(xiǎn)成所實(shí)施率、城市園林綠化管護(hù)力度即肥料的種類(lèi)、施肥的保證率、樹(shù)木和草坪的修剪及時(shí)性、防治病蟲(chóng)害農(nóng)藥的種類(lèi)、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(zhǎng)能力,它包括植被平均壽命、新增綠地存活率、林木平均生長(zhǎng)率、喬灌木根系延伸范圍,二是受損棄置生態(tài)與景觀恢復(fù)率,三是植被的適應(yīng)性,包括樹(shù)種的適宜性、植物生長(zhǎng)發(fā)育狀況、病蟲(chóng)害的發(fā)生情況等。

3.3 綠地綜合效益評(píng)價(jià)

城市綠地系統(tǒng)綜合效益是生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、景觀效益、社會(huì)效益的統(tǒng)一體,唯有兼顧四者,協(xié)調(diào)四者之間的關(guān)系才能真正實(shí)現(xiàn)城市綠地系統(tǒng)功能發(fā)揮。在構(gòu)建綠地綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí),采用六個(gè)分類(lèi)[10]。

3.3.1 生態(tài)功能

綠地系統(tǒng)連續(xù)性、綠地到達(dá)便利程度、綠地廊道寬度與聯(lián)通性、綠地板塊形狀和面積、綠地空間景觀多樣性。

3.3.2 結(jié)構(gòu)形態(tài)

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(diào)節(jié)氣候溫度狀況、涵養(yǎng)水源蓄水保土狀況。

3.3.3 經(jīng)濟(jì)效益

城市綠地與周邊或外界綠地的關(guān)系、城市綠地的區(qū)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(tài)過(guò)程

苗木產(chǎn)值或增益值、經(jīng)濟(jì)林木比例、公園和風(fēng)景區(qū)經(jīng)營(yíng)收入。

3.3.5 景觀效益

古樹(shù)名木保護(hù)和園林文化生態(tài)價(jià)值、綠視率、綠地對(duì)視線(xiàn)的抗干擾程度、園林游覽觀賞效應(yīng)。

3.3.6 規(guī)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(fù)層綠色量或人均復(fù)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(rèn)識(shí)

城市綠地生態(tài)系統(tǒng)的綜合效益和功能,還可以通過(guò)對(duì)城市居民對(duì)綠地主觀感知認(rèn)識(shí)的調(diào)查分析得到。為了比較不同自然地理環(huán)境下、不同級(jí)別城市的居民對(duì)城市綠地建設(shè)滿(mǎn)意度和存在問(wèn)題差異性的了解,從綠地生態(tài)系統(tǒng)的主要服務(wù)群體需求入手,將全國(guó)劃分為南部季風(fēng)區(qū)、北部季風(fēng)區(qū)、西北干旱區(qū)和青藏高寒區(qū)等四個(gè)季風(fēng)區(qū),在每個(gè)季風(fēng)區(qū)抽取一定比例的城市居民作為調(diào)查對(duì)象,形成樣本,從城市綠地規(guī)模與數(shù)量、可達(dá)性、公平性、喬灌草結(jié)合度、野生性、多樣性、觀賞性、綠地生態(tài)服務(wù)功能、綠地管理、對(duì)綠地的滿(mǎn)意度、公眾參與等11個(gè)重要方面考查當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)城市綠地的需求程度,對(duì)綠地的切身感受和綠地建設(shè)與管理問(wèn)題。將調(diào)查結(jié)果作為城市綠地生態(tài)系統(tǒng)功能評(píng)價(jià),改善綠地建設(shè)和管理的重要參考依據(jù)。

5 結(jié) 論

由于我國(guó)各個(gè)城市和地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況,生態(tài)環(huán)境差異水平和氣候差異都較大,盡快建立起一套統(tǒng)一的、有效的“多類(lèi)型多層次”綠地指標(biāo)體系,構(gòu)建多維度、多層次的城市綠地生態(tài)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,來(lái)評(píng)價(jià)我國(guó)城市綠地生態(tài)水平,指導(dǎo)我國(guó)生態(tài)城市的建設(shè)。[11]城鎮(zhèn)綠地生態(tài)系統(tǒng)功能綜合評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建,從多角度、多方面借鑒和綜合了前人的一些研究成果,評(píng)價(jià)體系既依靠客觀統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),也以主觀的調(diào)查分析作為支撐,涉及到林業(yè)、生態(tài)、生物、統(tǒng)計(jì)、環(huán)保、城鎮(zhèn)規(guī)劃等多個(gè)方面,指標(biāo)涵蓋了傳統(tǒng)評(píng)價(jià)內(nèi)容當(dāng)中的數(shù)量指標(biāo)、質(zhì)量指標(biāo)、結(jié)構(gòu)指標(biāo)以及功能指標(biāo)。本文提出的評(píng)價(jià)體系旨在為城鎮(zhèn)綠地生態(tài)功能綜合評(píng)價(jià)打開(kāi)一個(gè)新的研究視角,希望能為城鎮(zhèn)綠地規(guī)劃、建設(shè)和管護(hù)提供更加科學(xué)的依據(jù)。

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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(guān)鍵詞:城市綠地;生態(tài)功能;動(dòng)態(tài)評(píng)估

中圖分類(lèi)號(hào):TP391.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A 文章編號(hào):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(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,區(qū)域生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量也有所下降,人地矛盾日益突出。為了解決生態(tài)問(wèn)題,需要對(duì)區(qū)域內(nèi)生態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理規(guī)劃,以最大化發(fā)揮各要素的生態(tài)效益,促進(jìn)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的良性發(fā)展。所以,對(duì)區(qū)域綠地的生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行評(píng)估,使城市規(guī)劃部們能夠及時(shí)了解不同區(qū)域綠地的生態(tài)功能現(xiàn)狀,并以此為依據(jù)制定相應(yīng)的規(guī)劃決策,即具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí),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(gè)有益身心的休閑場(chǎng)所。但是,不同季節(jié)不同天氣條件下,居民對(duì)休閑場(chǎng)所的需求是不斷變化的,所以對(duì)于居民來(lái)講,城市綠地的生態(tài)效益也并非恒定不變的。當(dāng)前我國(guó)在生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估方面已經(jīng)建立了一系列的評(píng)估模型,對(duì)其應(yīng)用方面的研究也已開(kāi)展得較為深入。但是一般情況下卻都是以生態(tài)系統(tǒng)某一時(shí)間的靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估,未曾考慮到不同環(huán)境條件下隨著居民生態(tài)需求的不同,城市綠地的生態(tài)效益評(píng)估也應(yīng)有所不同。

本項(xiàng)目的研究意義在于根據(jù)區(qū)域的季節(jié)、氣象條件,選擇適當(dāng)?shù)木G地生態(tài)效益動(dòng)態(tài)評(píng)估模型,以從遙感圖像上獲取的生態(tài)綠地?cái)?shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用ArcEngine GIS中間件結(jié)合Visual Studio 2008進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),由此而實(shí)現(xiàn)對(duì)哈爾濱市區(qū)內(nèi)城市綠地生態(tài)效益的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)評(píng)估,以實(shí)時(shí)提供不同綠地斑塊不同環(huán)境條件下綠地生態(tài)服務(wù)功能的質(zhì)量差異。本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢(xún)、檢索、測(cè)量等功能,并對(duì)城市氣象信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)維護(hù),同時(shí)有針對(duì)性地選擇相應(yīng)的綠地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)估模型(主要針對(duì)哈爾濱城市綠地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中休閑游憩、凈化空氣等功能)進(jìn)行城市綠地生態(tài)服務(wù)功能實(shí)時(shí)評(píng)估,而且可將評(píng)估結(jié)果顯示在系統(tǒng)界面中,利于用戶(hù)實(shí)時(shí)查看不同季節(jié)和不同氣象條件下城市內(nèi)部各綠地單元的生態(tài)功能狀況,為其出行和游玩提供最優(yōu)決策,進(jìn)而帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,還可以用于城市規(guī)劃部門(mén)的輔助決策。

1系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目組通過(guò)對(duì)當(dāng)前市面上主流GIS的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行調(diào)研和模擬實(shí)驗(yàn),最終集成開(kāi)發(fā)環(huán)境選擇Microsoft Visual Studio 2008,GIS二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)選擇ESRI公司的ARCGIS平臺(tái)中的開(kāi)發(fā)插件ArcObjects。

在ArcGIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)中,ArcMap提供兩種類(lèi)型的地圖視圖,即地理數(shù)據(jù)視圖(Data View)和地圖布局視圖(Layout View)。本研究利用ArcMap中的地理數(shù)據(jù)視圖,對(duì)地理圖層進(jìn)行符號(hào)化顯示、分析和編輯GIS數(shù)據(jù)集,再利用地圖布局視圖對(duì)在Google earth下載的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行空間坐標(biāo)校正,并可以調(diào)整比例。

Microsoft Visual Studio 2008是一款較為全面、穩(wěn)定的程序開(kāi)發(fā)軟件,可用C、C++、C++.NET、C#、、VB.Script等很多語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā),且功能已較為完善,本研究主要利用C#語(yǔ)言,結(jié)合ArcGIS提供的相關(guān)控件而對(duì)windows窗體實(shí)現(xiàn)二次開(kāi)發(fā)。該款軟件較為便捷之處即是,可以通過(guò)ArcGIS提供的一些相關(guān)控件直接實(shí)現(xiàn)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(tǒng)開(kāi)發(fā)初期準(zhǔn)備

2.1城市綠地?cái)?shù)據(jù)采集

本研究選擇以哈爾濱市作為研究區(qū)域,對(duì)哈爾濱市綠地較為集中的地區(qū)如哈爾濱植物園、哈爾濱太陽(yáng)島風(fēng)景區(qū)等進(jìn)行實(shí)地調(diào)研,主要記錄的綠地?cái)?shù)據(jù)有:樹(shù)高、樹(shù)種、郁閉度、林種起源、齡組和周邊環(huán)境等,通過(guò)Google Earth下載哈爾濱市綠地地區(qū)的遙感數(shù)據(jù),并利用ArcMap對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何精校正,再進(jìn)行人工判斷以獲取相關(guān)綠地專(zhuān)題數(shù)據(jù)。

2.2建立評(píng)估模型

模型是本研究系統(tǒng)最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié),首先對(duì)實(shí)地調(diào)研采集的數(shù)據(jù)屬性(樹(shù)高、樹(shù)種、郁閉度)進(jìn)行分析,其次根據(jù)不同環(huán)境條件下各種森林類(lèi)型對(duì)環(huán)境的作用選擇適當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)功能評(píng)估模型,主要分為涵養(yǎng)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(jù)此而進(jìn)行綠地五種單一生態(tài)功能評(píng)估及綜合生態(tài)效益評(píng)估。

2.2.1涵養(yǎng)水源功能評(píng)估模型

通過(guò)國(guó)內(nèi)國(guó)外的研究顯示,涵養(yǎng)水源功能主要評(píng)估方法是替代工程法,涵養(yǎng)水源總價(jià)值由涵養(yǎng)水源總量與水的影子價(jià)格決定,評(píng)估公式為:

(1)

(2)

其中,Wc是涵養(yǎng)水源總價(jià)值,Tw是涵養(yǎng)水源總量,Sp是水的影子價(jià)格,F(xiàn)c是林地涵養(yǎng)水源系數(shù),Ar為林地的面積。

水的影子價(jià)格獲得方法有三種,分別是

(1)根據(jù)水庫(kù)的蓄水成本確定;

(2)根據(jù)供用水的價(jià)格確定;

(3)根據(jù)凈化水質(zhì)的費(fèi)用確定[1]。

本研究利用方法(2)獲得水的影子價(jià)格。而涵養(yǎng)水源總量由地區(qū)的森林類(lèi)型以及林地所占面積大小決定,不同的林分類(lèi)型涵養(yǎng)水源量不同,此涵養(yǎng)水源量系數(shù)由凋落物層以及土壤蓄水能力等方面進(jìn)行綜合考慮得到。而經(jīng)過(guò)實(shí)地考察,在哈爾濱市大部分地區(qū)的林分類(lèi)型主要是闊葉混交林以及針葉混交林[2],基于有關(guān)文獻(xiàn)分析,幾種不同林種類(lèi)型的涵養(yǎng)水源系數(shù)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(yǎng)水源總價(jià)值的結(jié)果經(jīng)過(guò)計(jì)算之后,即可等差設(shè)置為優(yōu)、良、中、差、劣五個(gè)等級(jí)。

2.2.2凈化大氣功能評(píng)估模型

對(duì)于某地區(qū)綠地凈化空氣的功能評(píng)估主要體現(xiàn)在吸收有毒氣體和滯塵降塵兩個(gè)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(shù)量最多,分布地區(qū)最廣,同時(shí)危害也最大,而綠地凈化空氣一方面是通過(guò)葉片吸收大氣的有毒物質(zhì),降低大氣中毒物的濃度,另一方面,樹(shù)木能使某些毒物在體內(nèi)分解,轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物后代謝利用。不同林種對(duì)二氧化硫的吸收能力不同,可以通過(guò)計(jì)算二氧化硫以及粉塵的吸收量來(lái)對(duì)某地區(qū)綠地的凈化空氣功能進(jìn)行評(píng)估,計(jì)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(duì)二氧化硫以及粉塵吸收的總量。根據(jù)《中國(guó)生物多樣性國(guó)情研究報(bào)告》可知,闊葉林對(duì)二氧化硫的吸收能力值為88.65kg/公頃?年,對(duì)粉塵顆粒吸收能力為33.2噸/公頃?年,針葉林對(duì)二氧化硫的吸收能力值為215.60kg/公頃?年,對(duì)粉塵顆粒吸收能力為10.11噸/公頃?年[4]。通過(guò)計(jì)算后所得數(shù)值按比例等差設(shè)置為優(yōu)、良、中、差、劣五個(gè)等級(jí)。

2.2.3降低噪聲功能評(píng)估模型

城市交通、工廠生產(chǎn)、人民生活等各類(lèi)事件經(jīng)常會(huì)產(chǎn)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(shù)木枝葉上,生長(zhǎng)方向各異的葉片反射聲波而產(chǎn)生輕微震動(dòng),因此可以使噪聲減弱,降低噪聲根據(jù)總價(jià)值分離法進(jìn)行估算,計(jì)算公式為:

(6)

式中,M為林價(jià),參考林價(jià):650元/m?;a為森林滅菌價(jià)值占森林總生態(tài)功能價(jià)值的比例系數(shù),通常取為20%;q為林木單位儲(chǔ)積量,A為林地面積,x為森林直接實(shí)物性使用價(jià)值占森林有形和無(wú)形總價(jià)值的比例系數(shù),一般取15%計(jì)算[5]。通過(guò)計(jì)算每個(gè)地區(qū)的Ez值,將其分為優(yōu)、良、中、差、劣五個(gè)等級(jí)。

2.2.4固碳釋氧功能評(píng)估模型

綠地中植物通過(guò)光合作用固碳釋氧,可緩解局部缺氧。目前,國(guó)內(nèi)外評(píng)價(jià)森林生態(tài)系統(tǒng)固定二氧化碳和釋放氧氣功能價(jià)值的方法主要有:

(1)用溫室效應(yīng)損失法評(píng)價(jià)森林的固碳價(jià)值;

(2)用造林成本評(píng)價(jià)森林的固碳和釋氧價(jià)值;

(3)用碳稅法評(píng)價(jià)森林的固碳價(jià)值;

(4)用工業(yè)制氧價(jià)格評(píng)價(jià)森林的釋氧價(jià)值[6]。本項(xiàng)目主要使用造林成本法和工業(yè)制氧價(jià)格評(píng)價(jià)森林的釋氧價(jià)值,根據(jù)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)中的成本價(jià)值法和市場(chǎng)價(jià)值法估算固碳和釋氧價(jià)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(jià)值(元/a),Vi為各種樹(shù)種對(duì)應(yīng)的蓄積年生長(zhǎng)量(m3/a), Ki為各種樹(shù)種蓄積量的年增長(zhǎng)率,杉木為10.54%、松木為5.47%、闊葉樹(shù)為4.27%;ri為各樹(shù)種蓄積量與生物量的轉(zhuǎn)換系數(shù)(t/m3),杉木為0.54、松木為0.56、闊葉樹(shù)為1.72;Pi為竹林、經(jīng)濟(jì)林、灌木林的生產(chǎn)力(t/hm2?a),根據(jù)各樹(shù)種年生長(zhǎng)量,通過(guò)蓄積量和生物量的轉(zhuǎn)換系數(shù)來(lái)計(jì)算生產(chǎn)力,竹林為17.16、經(jīng)濟(jì)林為7.09、灌木林為4.18;Si為竹林、經(jīng)濟(jì)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(guī)定Cc為273.3元/t;Co表示釋氧價(jià)格(元/t),據(jù)造林成本,中國(guó)森林提供1t氧的造林成本為369.7元,按照400元/t進(jìn)行計(jì)算[7]。通過(guò)計(jì)算每個(gè)地區(qū)的E,并將E等差分為優(yōu)、良、中、差、劣五個(gè)等級(jí)。

2.2.5休閑游憩功能評(píng)估模型

休閑游憩模型可以為居民游玩提供一個(gè)輔助參考,主要針對(duì)群落結(jié)構(gòu)、景觀視覺(jué)效果、游憩開(kāi)發(fā)條件這三個(gè)方面構(gòu)建評(píng)鑒指標(biāo)體系。對(duì)于群落組成結(jié)構(gòu)科學(xué)合理的林分景觀效果也相應(yīng)會(huì)表現(xiàn)良好,森林組成指標(biāo)選取森林覆蓋度、樹(shù)種組成、林齡、樹(shù)種起源四個(gè)子項(xiàng),KellomSki研究認(rèn)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?jiǎng)澐譃槲鍌€(gè)階段,分別為幼齡林、中齡林、近熟林、過(guò)熟林,一般同一林齡的美景較不同林齡的林分更受歡迎;經(jīng)過(guò)Hull等對(duì)林分景觀進(jìn)行了比較研究,表明天然林較人工林的視覺(jué)效果更好一些。而對(duì)于景觀視覺(jué)效果,主要在于季相變化以及整體組合狀況對(duì)森林景觀的影響,季相變化主要指在不同季節(jié)能夠給人以不同的視覺(jué)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(huì)起到削弱作用[9]。而游憩開(kāi)發(fā)條件指標(biāo)主要是森林景觀周邊的交通、餐飲住宿條件兩個(gè)子項(xiàng),通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查可以反應(yīng)人們出行對(duì)森林游憩的滿(mǎn)意度。各種指標(biāo)以及指標(biāo)對(duì)應(yīng)的分值如表1所示。

通過(guò)表1可以得到不同林分休閑游憩服務(wù)功能的分值,表中的5、4、3、2、1代表評(píng)估指標(biāo)劃分不同等級(jí)的分值,5表示休閑游憩功能等級(jí)最高,1表示休閑游憩功能等級(jí)最低,這五個(gè)值分別對(duì)應(yīng)優(yōu)、良、中、差、劣五個(gè)等級(jí)。

2.2.6生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)估模型

根據(jù)國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)研究,將綜合五個(gè)評(píng)估模型綜合在一起得到改進(jìn)模型,根據(jù)五種不同模型得到的等級(jí)分值再經(jīng)過(guò)計(jì)算公式(7)即可得到綠地生態(tài)功能綜合評(píng)估結(jié)果(Ecological Service Function Quality Index,ESFQI)。具體公式為:

(10)

其中,Rs為各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)等級(jí)分值,Wi為不同模型評(píng)估的權(quán)值,綠地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能這一綜合性指標(biāo)是由各項(xiàng)單一生態(tài)服務(wù)功能評(píng)估結(jié)果集成而來(lái),即項(xiàng)目采用了加權(quán)分析的方法,對(duì)各指標(biāo)權(quán)重的賦值主要依據(jù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)法,同時(shí)參考了指標(biāo)重要性的分析,各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重見(jiàn)表2所示。根據(jù)公式(10)綜合各生態(tài)服務(wù)功能得到生態(tài)服務(wù)總評(píng)分,最終對(duì)總評(píng)結(jié)果進(jìn)行五分制等級(jí)劃分,最高5分,最低1分,具體劃分方法如表3所示。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)前需求分析可知,本研究是以一種簡(jiǎn)單易行的方法開(kāi)發(fā)得到一種實(shí)用性較強(qiáng)的評(píng)估系統(tǒng),要求系統(tǒng)使用方便、界面友好、而且方便用戶(hù)的操作和使用。據(jù)此可得本系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能模塊圖

Fig.1 System function block diagram

3.2模塊功能實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)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(xún)與測(cè)量模塊、城市綠地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估模塊、數(shù)據(jù)維護(hù)模塊、用戶(hù)信息模塊六大模塊。對(duì)各個(gè)模塊的功能描述如下。

(1)文件管理模塊。主要實(shí)現(xiàn)功能是對(duì)文件的操作和管理,文件的打開(kāi),文件的保存、另存;地圖打印功能,分別實(shí)現(xiàn)打印類(lèi)型的設(shè)置、頁(yè)面設(shè)置、打印預(yù)覽、連接打印機(jī)并打印的功能;顯示文件的屬性,顯示當(dāng)前文件的存儲(chǔ)路徑;導(dǎo)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(jù)不同需要輸出不同格式的數(shù)據(jù)。退出,即退出當(dāng)前軟件的使用。

(2)地圖瀏覽模塊。實(shí)現(xiàn)功能是利用AE的控件對(duì)當(dāng)前地圖任意地區(qū)進(jìn)行不同的查看操作,可實(shí)現(xiàn)自由放大、自由縮小、二倍自動(dòng)放大、二倍自動(dòng)縮小、漫游、全景顯示、插入書(shū)簽功能,并實(shí)現(xiàn)鷹眼圖與主窗口的互動(dòng)查詢(xún)。同時(shí),利用PageLayoutControl控件實(shí)現(xiàn)地圖版面視圖功能,而且實(shí)現(xiàn)與MapControl的聯(lián)動(dòng),還可連接打印機(jī)進(jìn)行版面視圖的打印。

(3)集成查詢(xún)與測(cè)量模塊。可以利用AE控件實(shí)現(xiàn)單擊任意區(qū)域查詢(xún)圖層屬性的功能,并且連接Access數(shù)據(jù)庫(kù),即可查詢(xún)某一地區(qū)的詳細(xì)綠地信息。具體查詢(xún)數(shù)據(jù)包括:樹(shù)種組成、郁閉度、起源、樹(shù)高、齡組等,利于專(zhuān)業(yè)人員對(duì)任意綠地圖層數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽并尋找感興趣的信息;進(jìn)一步還可以利用AE控件以及GIS建立圖形查詢(xún)方式,根據(jù)需求用戶(hù)可以用直線(xiàn)、多邊形來(lái)查詢(xún)空間數(shù)據(jù)和屬性信息。

(4)城市綠地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估模塊。根據(jù)已建立的城市綠地生態(tài)服務(wù)功能動(dòng)態(tài)評(píng)估模型,在林地和草地兩個(gè)空間圖層的屬性表中各添加一個(gè)名為result的字段用于存儲(chǔ)生態(tài)服務(wù)功能動(dòng)態(tài)評(píng)估結(jié)果,各綠地斑塊的評(píng)估結(jié)果以五級(jí)等級(jí)制進(jìn)行表示,每種評(píng)估模型將結(jié)果值寫(xiě)入綠地圖層的result屬性中,并通過(guò)對(duì)圖層以result值分類(lèi)設(shè)置圖例,以區(qū)分不同生態(tài)服務(wù)功能等級(jí)的綠地斑塊的空間分布情況,有利于用戶(hù)查看符合獨(dú)特需求的綠地斑塊位置。如果用戶(hù)查詢(xún)哈爾濱地區(qū)在某個(gè)季節(jié)的某個(gè)時(shí)間哪里適合游玩,可以通過(guò)輸入當(dāng)前天氣和溫度變化情況,系統(tǒng)會(huì)根據(jù)當(dāng)前溫度變化、天氣情況選擇適當(dāng)?shù)挠雾δ軇?dòng)態(tài)評(píng)估模型對(duì)每個(gè)綠地斑塊進(jìn)行遍歷,讀取綠地屬性數(shù)據(jù),進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估,并將評(píng)估結(jié)果寫(xiě)入result屬性中。同時(shí),可將哈爾濱地區(qū)的城市綠地斑塊以5種顏色由深到淺逐級(jí)顯示在地圖瀏覽界面中,通過(guò)顏色即可選取最符合用戶(hù)需求的綠地斑塊位置,而通過(guò)屬性查詢(xún)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)綠地信息的詳細(xì)查看。綠地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估流程如圖2所示。2013年6月16日哈爾濱城區(qū)內(nèi)城市綠地生態(tài)服務(wù)功能和草地生態(tài)服務(wù)功能等級(jí)評(píng)估結(jié)果則如圖3所示。

圖2 綠地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估流程

Fig.2 Services evaluation process of greenland ecosystem

圖3 城市綠地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)估結(jié)果

Fig.3 Eco-service function evaluation of urban greenland

(5)數(shù)據(jù)維護(hù)模塊。氣象信息維護(hù)部分,即用戶(hù)可以輸入當(dāng)前溫度以及天氣情況信息,系統(tǒng)即自動(dòng)將當(dāng)前天氣信息傳給各個(gè)模型,用戶(hù)可以查看當(dāng)前天氣情況下不同模型的信息;而數(shù)據(jù)更新部分則主要針對(duì)系統(tǒng)維護(hù)人員,根據(jù)哈爾濱市綠地出現(xiàn)不同的變化,如森林的生長(zhǎng)、砍伐等發(fā)生變化時(shí)需要更新Access數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)圖層數(shù)據(jù),即可通過(guò)此項(xiàng)進(jìn)行修改。

4結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn),一方面有利于哈爾濱市相關(guān)林業(yè)部門(mén)對(duì)本城區(qū)的城市綠地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估,并以此為依據(jù)制定相應(yīng)的城市規(guī)劃決策,在最大程度上發(fā)揮城市綠地的生態(tài)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(dòng)城市綠地旅游業(yè)以及其他產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)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(shù)據(jù)的瀏覽、查詢(xún)與測(cè)量等功能,大大縮短了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期、降低了開(kāi)發(fā)成本,為相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)研發(fā)提供了有益的參考和借鑒。

參考文獻(xiàn):

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第3篇

關(guān)鍵詞:城市規(guī)劃建設(shè);綠地功能;新思路;應(yīng)用研究

中圖分類(lèi)號(hào):TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

綠地功能的研究應(yīng)用在城市規(guī)劃建設(shè)中起著十分重要的作用,例如,對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、裝飾著城市形象、關(guān)系著城市形態(tài)等等。原有的綠地功能研究只在計(jì)算城市的綠化率、草木覆蓋率、人均綠化面積等數(shù)據(jù),并沒(méi)有考慮到其在空間上的布局、結(jié)構(gòu)、對(duì)生態(tài)造成的結(jié)果等。隨著城市化的不斷加深,在城市環(huán)境嚴(yán)峻形勢(shì)下,原有的綠地研究理念已不再適用。因此,為了更好對(duì)城市進(jìn)行規(guī)劃建設(shè),就必須探索綠地功能應(yīng)用研究的新思路。運(yùn)用城市生態(tài)學(xué)的理念,詳細(xì)研究城市綠地功能,找到應(yīng)用研究的新方向,提供城市規(guī)劃建設(shè)其綠地的地理分布、結(jié)構(gòu)設(shè)定的依據(jù)。

一、城市綠地空間轉(zhuǎn)換方面

目前我國(guó)很多城市都在大力推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,對(duì)其地理空間的分析已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)其生態(tài)結(jié)構(gòu)的研究上面。城市結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變是為了提高城市人們的生活水平,建設(shè)高效、節(jié)能、節(jié)水的綠色城市。城市空間結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變通過(guò)其規(guī)模的增大、用地方面的調(diào)整、建筑設(shè)施的發(fā)展等途徑來(lái)完成。城市綠地能夠有效改善城市生態(tài)結(jié)構(gòu),發(fā)揮強(qiáng)大的調(diào)節(jié)功能,優(yōu)化城市的環(huán)境,使其更適于人們生活。

(一)原有城市空間結(jié)構(gòu)擴(kuò)展

在城市發(fā)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(qū)綠地,此發(fā)展變化是由于城市大規(guī)模擴(kuò)展而形成的,其根本原因就是人們一味地追求經(jīng)濟(jì)利益而大大破壞了城市的生態(tài)環(huán)境。為遏制這種發(fā)展變化,就應(yīng)該把景觀生態(tài)學(xué)的思想運(yùn)用在城市空間結(jié)構(gòu)擴(kuò)展方面上,對(duì)公路主線(xiàn)采取綠地廊道的方法以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)擴(kuò)展,在城市規(guī)劃建設(shè)中融入景觀生態(tài)學(xué)上的廊道體系,讓自然廊道和交通通道進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,建設(shè)一個(gè)綠地網(wǎng)絡(luò)體系對(duì)

城市綠化結(jié)構(gòu)科學(xué)合理地改善,具體情況具體分析,讓城市綠地體現(xiàn)出應(yīng)有的作用。

(二)城市用地結(jié)構(gòu)的調(diào)整

現(xiàn)在,我國(guó)很多城市在用地比例上還是有生產(chǎn)所用比率高,生活所用比率地;工業(yè)區(qū)較大,綠化地帶較小的現(xiàn)象。

目前我國(guó)城市用地結(jié)構(gòu)普遍存在

著生產(chǎn)型用地比重大、生活型用地比重小,工業(yè)用地

多、綠化用地少等問(wèn)題。隨著城市開(kāi)發(fā)規(guī)模的進(jìn)一

步擴(kuò)大,城市綠地在城市用地結(jié)構(gòu)中所占比例呈逐

年下降趨勢(shì),導(dǎo)致城市生態(tài)環(huán)境惡化程度加重。此

時(shí)城市綠地功能可以輔助城市用地結(jié)構(gòu)的調(diào)整,例

如,上海本著“環(huán)、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(zhǎng)壽綠地、大寧綠地

等,并規(guī)劃在上海興建環(huán)城綠帶。綠地的營(yíng)

建一方面增加了綠地?cái)?shù)量指標(biāo),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(tài)學(xué)的理念與原則,市區(qū)和郊區(qū)的綠地聯(lián)系甚密,構(gòu)

建了相對(duì)完整的綠地生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)用地與居住用

地之間通過(guò)綠地有機(jī)隔離,主城區(qū)通過(guò)綠色廊道將

城郊大片自然狀態(tài)綠地引入城市,城市用地結(jié)構(gòu)得

以調(diào)整。

3.2 城市綠地景觀生態(tài)規(guī)劃

城市綠地景觀生態(tài)規(guī)劃是傳統(tǒng)城市綠地系統(tǒng)規(guī)

劃的延伸與發(fā)展,將生態(tài)學(xué)理念融入城市綠地系統(tǒng)

規(guī)劃中,運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)原理進(jìn)行城市綠地的空間

布局與規(guī)劃,從整體上對(duì)城市進(jìn)行斑塊、基質(zhì)、廊道

等景觀的空間結(jié)構(gòu)布局,以期使城市綠地的功能達(dá)

到最優(yōu)化。主要包括以下三方面:1)依據(jù)景觀生態(tài)

學(xué)基本理論,進(jìn)行概念性闡述,即概念性規(guī)劃。這種

規(guī)劃比較注重綠地景觀的完整性,綜合考慮斑塊、基

質(zhì)、廊道等景觀要素,將景觀生態(tài)學(xué)上的“斑塊一廊

道一基質(zhì)”的景觀模式概念運(yùn)用到城市綠地空間布

局中,在進(jìn)行城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃時(shí),按照“環(huán)、楔、廊、

園”的景觀生態(tài)格局進(jìn)行布置,保證綠地景觀的完整

性。城市綠地景觀生態(tài)規(guī)劃的城市綠地功能

與單一、孤立的傳統(tǒng)綠地系統(tǒng)規(guī)劃相比,效益更為明

顯。2)城市綠地景觀生態(tài)規(guī)劃中較為詳細(xì)的單因子

控制規(guī)劃則致力于研究分析單個(gè)景觀生態(tài)要素,如

廊道、斑塊、基質(zhì)等。一是城市綠地規(guī)劃建設(shè)中可以

用生態(tài)廊道將綠地斑塊有機(jī)聯(lián)結(jié)起來(lái),構(gòu)成一個(gè)綠

地生態(tài)網(wǎng)絡(luò);二是在公路、鐵路等城市軸線(xiàn)上,通

過(guò)綠地分割作用產(chǎn)生一系列間斷的分散集團(tuán)、飛地、

子城或衛(wèi)星城,在各星狀長(zhǎng)軸之間形成插入市中心

的楔狀綠地,構(gòu)成人工廊道與自然廊道相間分布、有

機(jī)分散的景觀格局。這樣的綠地廊道規(guī)劃使得綠地

真正融入城市內(nèi)部,充分發(fā)揮綠地在城市中的功

能。3)基于GIS和RS技術(shù)的城市綠地景觀規(guī)

劃,從數(shù)量模型著手,建立城市綠地系統(tǒng)與其生態(tài)效

益評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)之間的回歸模型,或者利用GIS進(jìn)行

城市綠地景觀結(jié)構(gòu)的研究,根據(jù)城市綠地的三維特

征,基于遙感技術(shù)建立相應(yīng)的“綠量”模型,將城市綠

地的生態(tài)效應(yīng)定量化,在此工作基礎(chǔ)上完成對(duì)城

市綠地景觀格局的系統(tǒng)規(guī)劃管理。

3.3 城市綠地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估

近年來(lái)國(guó)外形成了一套逐漸成熟的生態(tài)系統(tǒng)服

務(wù)功能評(píng)價(jià)體系。目前學(xué)術(shù)界關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)

值評(píng)估研究一是相對(duì)集中在對(duì)自然或半自然狀態(tài)生

態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的定量評(píng)價(jià),如濕地、森林、陸

地、自然保護(hù)區(qū)等生態(tài)系統(tǒng);二是側(cè)重于研究生態(tài)系

統(tǒng)的生態(tài)功能,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的社會(huì)功能研究相對(duì)較

城市綠地生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估可以基于以上

研究展開(kāi),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(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能:一方面可以?xún)?/p>

化城市生態(tài)環(huán)境,具有突出的自然生態(tài)功能(如滯

塵、吸收so2、涵養(yǎng)水源、降低噪音等);另一方面它

的社會(huì)功能也較為強(qiáng)烈(如游憩功能、提升城市形象

等),需要對(duì)其生態(tài)功能和社會(huì)功能進(jìn)行比較研究,

才能定量反映城市綠地功能。目前對(duì)于城市綠地功

能的研究?jī)H限于一般的定性闡述,缺乏定量的比較

研究。城市綠地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)研究則可以運(yùn)用

一些非直接市場(chǎng)價(jià)格的方法(如生產(chǎn)成本法、旅行費(fèi)

用法、條件價(jià)值法等),對(duì)綠地生態(tài)功能、尤其是社會(huì)

功能進(jìn)行定量評(píng)估,充分體現(xiàn)城市綠地生態(tài)服務(wù)功

能價(jià)值,為城市綠地規(guī)劃建設(shè)提供依據(jù)與指導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上.對(duì)不同

植被覆蓋率的城市綠地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值進(jìn)行

定量比較研究,考察植被覆蓋率與城市綠地生態(tài)系

統(tǒng)服務(wù)功能之間的相關(guān)關(guān)系,尋找城市中綠地覆蓋

的最佳比例,改變傳統(tǒng)的一味追求綠地的數(shù)量指標(biāo),

保證城市綠地的可持續(xù)發(fā)展,為城市土地規(guī)劃、總體

規(guī)劃以及城市綠地規(guī)劃提供理論指導(dǎo)。

4 建議與討論

根據(jù)上述關(guān)于城市綠地功能的研究新思路,發(fā)

現(xiàn)傳統(tǒng)城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)中很少突出城市綠地

的功能研究,一般只是一味地追求數(shù)量指標(biāo)、簡(jiǎn)單的

定性闡述以及傳統(tǒng)意義上綠地的點(diǎn)、線(xiàn)、面空間布

局,不能充分體現(xiàn)出城市綠地在城市中發(fā)揮的綜合

功能。建議未來(lái)城市規(guī)劃建設(shè)的綠地功能研究改變

傳統(tǒng)思路,確定以生態(tài)學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)思想為理論

指導(dǎo)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(nèi)部結(jié)構(gòu)等因素與以此形成的生

態(tài)服務(wù)功能價(jià)值之間的關(guān)系,以此為基礎(chǔ),結(jié)合傳統(tǒng)

的城市綠地?cái)?shù)量指標(biāo)體系,建立適合于地區(qū)規(guī)劃建

設(shè)的城市綠地生態(tài)指標(biāo)體系,促進(jìn)城市空間的可持

續(xù)發(fā)展和城市生態(tài)環(huán)境的改善。

參考文獻(xiàn)

城市設(shè)計(jì)是城市規(guī)劃的靈魂 李志 南方建筑-2012年4期

城市機(jī)動(dòng)化背景下綜合交通發(fā)展策略研究 王逢寶 城市-2012年12期

淺析城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展對(duì)城市規(guī)劃的影響 蔣映華 建材發(fā)展導(dǎo)向-2012年21期

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