北京城市园林绿化生态效益的研究_3_

北京城市园林绿化生态效益的研究(3)

陈自新苏雪痕刘少宗张新献

北京市园林科学研究所(100015)北京林业大学园林学院(100083)北京市园林古建设计研究院(100044)北京市园林科学研究所(100015)

󰀁

提要

以北京城近郊建成区园林绿化生态效益为例,将城市绿地视为一个整体,全面系统地进行大范围区域性的城市绿化生态效益的研究,并对各类不同结构的绿地在生态效益上的差异进行定量比较。关键词

区域性

生态效益

定量评价

中图分类号

TU985.1

第三部分区域性园林绿化生态效益的定量化研究

󰀂󰀂󰀂北京城近郊建成区园林绿化生态效益的定量评价

城市园林绿化生态效益的定量评价,既是客观阐明绿化在改善城市生态环境中作用的具体指标,又是用以检验城市绿地质量进而改进城市绿化的有效手段。迄今为止,国内外有关园林绿化生态效益的研究报道,大量均为对个体绿地(如几公顷林地或一片草地)的小气候效益的零散的研究。将城市绿地视为一个整体,全面系统地进行大范围区域性的城市绿化生态效益的研究,并对各类不同结构的绿地在生态效益上的差异进行定量比较,尚未见诸文献。

以北京园林植物计算绿量的回归模型为基础,以北京不同种类园林植物各项生态功能差异性的量化研究为根据,结合北京绿化普查对北京城市现有园林植物的种类、数量及分布的实际情况进行科学计算和评价,是本项目对北京城近郊八个区的建成区(493.9km2)范围内进行区域性园林绿化生态效益定量研究的主要技术框架。

在对北京城近郊建成区绿化生态效益的量化评价中,既显示建成区有关绿量及各项生态效益的总和,又分别对城近郊八个区之间、城市五种主要绿地类型:公用绿地、道路绿地、居住区绿地、专用绿地及隔离片林(以下均简称五种类型绿地)之间进行比较,目的是通过这些比较分析,展示北京城市绿化的质量结构现状及问题,为市、区各级领导绿化决策及园林绿化部门的工作提供依据。

一北京城近郊建成区园林植被绿量的计算

北京城市园林植物的绿量,既与不同树种的特性有关,又受北京城市植物生存条件对其生长量影响的制约。目前在农业和林业领域对植物的叶面积研究方面已做了不少工作,但由于植物种类的不同,产生绿量(同植物生长状况相关)的立地条件不同,同时也因不适合于园林绿化植物配植的特点而在城市绿化中缺乏应用价值。

在北京绿化普查已提供植物组成与结构具体数据的基

󰀁 八五!国家科技攻关专题; 八五!北京市科技攻关项目。收稿日期:1998-05-15;修回日期:

础上,我们进一步对五种主要类型绿地的植物组成与植株大小进行了调查,共计普查树木87万株,其中实测2万8千株,依据调查得出的树种组成比例和植株大小,结合北京市1995年树种普查资料和绿量回归模型计算建成区的总绿量。

(一)城近郊八个区总和

研究结果显示建成区总绿量为1,956km2,平均每公顷

2

绿地的绿量为0.10688km(表3.1),虽然乔木株数在数量上不占优势,但其绿量最高,占总绿量的84%。

(二)城近郊八个区间及五种类型绿地绿量的差异比较研究表明城近郊八个区之间绿地面积与绿量的相关性及其绿量差异均十分显著。四个老城区(东城、西城、崇文和宣武)低于近郊四区(朝阳、海淀、丰台和石景山),其中朝阳区最高;而宣武区最低。

五种绿地中,由于绿地面积的差异,以专用绿地绿量最高,居住区绿地的绿量较小。由于植物配植结构的不同,尽管公共绿地和道路绿地面积相差无几,但公共绿地的绿量值却高出道路绿地38%之多;虽然居住区绿地面积小于隔离片林,但其绿量是隔离片林的2.8倍。公共绿地、专用绿地和居住区绿地复层结构的比例较大,复层结构能有效地增加单位绿地面积上的绿量。所以用绿量作为评价一个地区的绿化状况的指标,显然具有合理性和科学性。

图3.1五种类型绿地绿量的差异比较

中国园林/Vol.14,No.57/1998(3)53

图3󰀁2蒸滕水量增加幅度

图3󰀁3蒸滕吸热增加幅度

二北京城近郊建成区园林绿地的吸收二氧化碳、释放氧气量

以北京市主要园林植物的生态效益指标(参见表2.2)为基础,根据建成区绿量值评价绿地吸收二氧化碳量及释放氧气量。

(一)城近郊八个区总和

北京城近郊建成区绿地日平均吸收二氧化碳3.3万t。释放氧气2.3万t(详见表3.2。)

雨天中,由于环境中的水分达到饱和状态,植物叶片

表3.1落叶乔木常绿乔木灌木类草坪(m2)花竹类总合计1公顷绿地表3󰀁2落叶乔木常绿乔木灌木类草坪(m2)花竹类总合计1公顷绿地表3.3落叶乔木常绿乔木灌木类草坪(m2)花竹类

建成区园林植物的绿量总计

株数776960231845749553045220222182826

绿量(km2)1287359572124119560.10688

建成区绿地日吸收CO2和释放O2量株数776960231845749553045220222182826

绿量(m)1287384407358877738567486752119473210774181956035563104296.532

2

吸收CO2(t/d)释放O2(t/d)

226371415842577775663266237660343433138230751.7671.230

单株乔木、灌木和1m2草坪日吸收二氧化碳和释放氧气量株数(株)

1

1111

绿量(m)

165.112.8.7.1.

76809

2

吸收CO2(kg/d)

2.911.840.120.1070.0272

释放O2(kg/d)

1.1.0.0.0.99340870780196

表3.4城近郊八个区绿地植被状况和吸收CO2、释放O2评价值细胞吸水膨胀,导致叶

片上的气孔关闭,因而石景山区朝阳区丰台区西城区崇文区海淀区东城区宣武区

496728131835光合作用被迫停止或7635334752绿地面积(ha)601313

387772237172505936534776923921极其微弱(王沙生绿量(m2)285369302553592155586523186829

4016666188吸收CO2(t/d)473661348376617243261994),因此计算光合

282246184307465246释放O2(t/d)332265作用的年总量时需要

扣除植物生长季的雨表3.5五种类型绿地日吸收CO2、释放O2量天日数。通过对北京市1951年至1980年的30年的气象资面积绿量(m2)吸收CO2(t/d)释放O2(t/d)

1639.3714720615318581239居住区料的分析(北京市气象局1982年),植物生长季中,日降雨量

.1258426514598566955专用绿地

超过5mm的雨天平均日数为22.3天,所以植物进行光合2177.4351815379863612片林

4066.4149084514082065728作用的有效日数为127.7天。建成区绿地全年吸收二氧化碳公共绿地

4190.953842244619291道路为424万t,释放氧气为295万t。

表3.6五种类型绿地平均每公顷日吸收CO2和释放O2量平均每公顷绿地日平均吸收二氧化碳1.767t,释放氧

2

绿量(km)吸收CO2(t/d)释放O2(t/d)气1.23t。其中乔木树种占总量的比例最大。

公共绿地120.7072.0181.409

(二)城近郊八个区间及五种类型绿地释氧固碳效益专用绿地90.3871.5251.076的差异比较居住区.77461.5120.756

道路84.6691.4781.024由于城近郊八个区的绿化状况不同,区之间差异很大,

片林23.7970.3960.281

近郊四个区(朝阳、海淀、丰台和石景山)值较高,其中朝阳区

表3.7建成区绿地日蒸腾吸热和蒸腾水量

最高,其值分别为吸收二氧化碳66t/d,释放氧气4618t/

株数绿量(m2)蒸腾吸热(kkj/d)蒸腾水量(t/d)

d;老城区(东城、西城、崇文和宣武)值较低,其中崇文区最落叶乔木77696021287384407904472237463

常绿乔木31845358877738低,其值仅为吸收二氧化碳348t/d,释放氧气246t/d。1869822762472灌木类749555674867520705384378表3.5中显示,五种类型绿地中,专用绿地的效益值最2草坪(m)304522022119473266674272037

高,主要原因是其绿地面积最大;依次为公共绿地、居住区,花竹类2218282107741817477071288片林的值最低,其间差异的主要原因在于绿地类型间的绿总合计195603556384096363427638

1公顷绿地104296.532448.405182.763化状况不同。

按平均每公顷绿地的日平均效益值计算,以公共绿地的是公共绿地,为1.21万m2,而最低的是片林,仅为

2

最高,其次为专用绿地和居住区,片林最低,这主要是单位2.4万m(详见表3.6)。绿地面积上的绿量不同引起的差异,1公顷绿地的绿量最高三北京城近郊建成区园林绿地的蒸腾吸热、蒸腾水量

中国园林/Vol.14,No.57/1998(3)

北京市城市热岛现象明显,强度大,热岛形状有以旧城区为中心的圆形、有以长安街为轴的纺锤型等。绿地和水体的蒸散降温作用,对降低北京市热岛强度起着重要作用。一方面树木的遮荫有降温效能,当阳光辐射到树冠时,有20%~50%的热量反射到天空,还有35%被树冠吸收。另一方面绿地的蒸散作用,水分汽化,又要消耗大量热量。据测定,夏季乔灌草结构的绿地气温比非绿地低4.8∀。另外,空气湿度低也是城市气候的基本特征,绿化可以增加空气湿度。植物的蒸腾作用释放大量的水分,绿地的降温作用,也相应地提高了空气相对湿度,乔灌草结构的绿地空气湿度可以增加10%~20%。特别是炎热的夏季,上述绿地的降温增湿作用有利于改善城市小气候,提高城市居民生活环境的舒适度。

以北京市主要园林植物的生态效益指标(参见表2.2)为基础,根据建成区绿量值评价绿地蒸腾水量及蒸腾吸热量。

(一)

城近郊八个区总和

四城近郊建成区园林绿地年滞尘量

北京粉尘污染较严重,原因是北京冬春季节风多雨少、空气湿度小,地面干旱,另外北京是一个以煤为主要能源的城市,年耗煤量在2000~2500万t,大气中煤尘的污染占很大的比例(北京环境保护年鉴1993)。根据#1994年北京市环境质量报告书∃,北京市年降尘量为262.8t,/km。因此,对北京城近郊建成区园林植物的滞尘量作出的定量研究,具有重要的现实意义。

研究结果表明,1995年城近郊八个区建成区绿地总滞留粉尘量为30,516.56t,平均每ha绿地滞尘量为1.518t。

由于城近郊八个区绿地面积以及绿化状况不同,决定

表3󰀁8落叶乔木常绿乔木灌木类草坪(m)花竹类

2

2

单株乔木、灌木1m草坪日蒸腾吸热、蒸滕水量株数(株)

111

11

绿量(m)165.7112.68.87.01.9

2

2

蒸腾水量(kg/d)蒸腾吸热(kkj/d)

706.4287.98

586.8239.29

31.9513.021

8.93321.92043.21367.8786

北京市建成区绿地日平均蒸腾水量342万t,蒸腾吸热

表3.9城近郊八个区绿地植被状况和日蒸腾吸热、蒸腾水量评价值

841万kkj(见表3.7)。建成区绿地全年蒸腾水量4.39亿t,蒸腾吸热107396亿千焦耳。

平均每ha绿地日平均蒸腾水量182t,蒸腾吸热4.48亿焦耳。其中乔木树种占总量的比例最大。

(二)城近郊八个区间及五种类型绿地蒸腾吸热、蒸腾水量的差异比较

城近郊八个区由于其绿化状况不同,区之间差异很大(见表3.9)。

表3.10中显示,五类型绿地中,专用绿地的总效益值最高,其日均蒸腾水量、蒸腾吸热分别为1.03百万t、2526亿焦耳,依次为公共绿地、居住区,片林的值最低,仅为9.6万t、235亿焦耳。

按平均每ha绿地的日平均蒸腾吸热、蒸腾水量计算,公共绿地最高,为2l4.42t、5.26亿焦耳,其次为专用绿地和居住区,片林最低,仅为43.91t、1.08亿焦耳。这也是单位绿地面积上的绿量不同引起的差异(详见表3.11)。

由以上分析可知,通过改善种植结构,提高现有绿地生态效益的潜力很大,图3.2、图3.3显示居住区、道路、专用绿地和片林的单位绿地绿量如增加至公共绿地绿量(12.1万m/ha)时,其蒸腾吸热、蒸腾水量增加的幅度。

如果现有绿地的绿化结构和植被状况保持不变,即各类型的绿地上的绿量不变,那么效益值增加到上述幅度时,城近郊八个区现有绿地需要扩大62.6%,即达到25,465.84ha的绿化面积。这显然是难度极大而欠现实的,因而必须从提高绿化质量入手,增加单位绿地面积上的绿量,最大程度地发挥现有绿地的环境生态效益。

中国园林/Vol.14,No.57/1998(3)2

东城区

绿地面积(ha)601绿量(m2)28536935蒸腾水量(t/d)50977蒸腾吸热(KKJ/d)125072西城区7634025535971050174316

崇文区533215558653843294286

宣武区313231868294005698278

朝阳区4967387772263661691476海淀区丰台区4752281337172505936534776965728665356616126271603529

石景山区

1835239214452881092371

表3.10居住区专用绿地片林公共绿地道路

五种类型绿地日蒸腾吸热、蒸腾水量

绿量(m2)

147206153584265145518153794908451403842244

蒸腾水量(t/d)

1974271029404

95616871919633085

蒸腾吸热(kkj/d)

4843942525667

23459621392051553434

面积(ha)1639.37.122177.434066.414190.95

表3.11公共绿地专用绿地居住区道路片林表3󰀁12

五种类型绿地平均每公顷日蒸腾吸热、蒸腾水量绿量(km2)120.70790.387.774684.66923.797

蒸腾水量(t/d)

214.420159.252120.402151.06043.912

蒸腾吸热(kkj/d)

526391

295371108

城近郊八个区绿地面积和1995年滞尘量

东城区西城区崇文区宣武区朝阳区海淀区丰台区石景山区

绿地面积(ha)6017635333134967475228131835滞尘量(t)8534574915077604825878747739

表3.13

2

城近郊八个区每公顷绿地绿量、乔木株数、年滞尘量

东城区西城区崇文区宣武区朝阳区海淀区丰台区石景山区绿量(m)474485279040450741277849078221129882130617乔木株数230382450278432471320363

滞尘量(kg/yr)786.91425.21309.616731067.21615.41685.21348.5

表3.14面

居住区片林道路合计

积

绿量(m2)147206153584265145518153794908451403842244162740621639.372177.434190.9518538.3五种类型绿地年总滞尘量

绿量(m2/ha)滞尘量(t/yr)滞尘量(t/ha.yr)

775903882379712070784669818672170.8110714.711488.1592.996599.930516.561.3241.6580.6842.3501.5751.518专用绿地.12公共绿地4066.41

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全国园林技工学校教材

植物生理学园林规划设计花卉栽培学元园林苗圃学植物学园林植物育种园林测量

图3󰀁4

城近郊八个区每公顷绿地绿量、乔木株数、年滞尘量的关系

5.10元10.50元14.00元11.50元16.00元11.00元6.80元

元园林气象土壤肥料学园林植物保护绿化施工养护园林树木学园林中专教育大纲

4.10元7.50元12.50元11.20元15.60元4.00元

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超

它们年总滞尘量的差异和每ha绿地滞尘量的不同。如朝阳

区年总滞尘为8,258t,而崇文区仅为457t,平均每ha滞尘量以东城区最低,为786.9kg/yr,朝阳区最高,其值为1685.2kg/yr(详见表3.12、3.13)。

每公顷绿地滞尘量的差异主要是由于单位绿地面积上的树木绿量不同引起的,绿地的减尘效益决定于单位绿地面积上的乔灌木绿量,尤其乔木的影响最大(见图3.4)。

表3.14表明,五种类型绿地中年总滞尘量专用绿地最高,为l0714.71t,依次为公共绿地、道路和居住区,片林最低,仅为1488.15t,是专用绿地的13.9%。按平均每ha年滞尘量计算,公共绿地则最高,为2.35t,依次为专用绿地、道路和居住区,片林最低,为0.684t,是专用绿地的29.1%。

五小结

(一)北京城近郊建成区绿地全年吸收二氧化碳424万t,释放氧气295万t,蒸腾水量4.39亿t,蒸腾吸热107396亿千焦耳。l995年建成区绿地总滞留粉尘量为30516.56t,平均每ha绿地滞尘量为1.5l8t。这些生态效益主要产生于城市的近地面层,在城市建筑密集形成相对封闭的环境空间的条件下,对改善城市人群居住及活动区域的环境质量有重要作用。

(二)主要由于绿化面积的差异,在城近郊八个区中,近郊四个区(朝阳区、丰台区、海淀区、石景山)的生态效益值较高,城区四个区(东城区、西城区、崇文区、宣武区)生态效益值较低。在继续发展郊区绿化以改善城市周边环境的同时,对人口密集、环境质量较差的城区积极挖掘潜力,增加绿地有特别重要的意义。

(三)在北京城市五种主要类型绿地中,平均单位绿地面积上的生态效益值,以公共绿地最高,依次为专用绿地、道路绿地和居住区绿地,片林最低。形成不同绿地环境生态效益的差异有两个方面的因素,一是绿地规模,二是单位面积绿地上的绿量。因此,提高绿地的生态效益应从这两方面入手,首先尽可能地扩大城市绿地面积,提高绿化覆盖率,其次应充分利用绿化空间,合理改善植物配植结构,提高现有绿地上的绿量。后者在城市用地紧张,扩大绿地规模难度较大的条件下,更有重要意义。

注:参加本项研究的还有:古润泽、李延明、周道英、韩丽莉、王雁、李辉、王巧占等同志。

(010)68348041中国园林期刊社

北京工商行百万庄分理处

%读者来信%编辑同志:

你们好!

#中国园林∃1998年第2期登载张国强同志

#中国景源的特征、保护与利用∃一文,比较全面系统地论述了我国风景资源的情况,是一篇很有深度的文章。但是文中把 风景资源!简称为 景源!用词不够准确。 资源!和 源!在汉语里是不同的概念,在#现代汉语词典∃里已有明确的解释,这里不再引述。正如 水资源!不等于 水源!, 电力资源!不能称为 电源!一样, 风景资源!或 景观资源!不应当简化为 景源!。如果我们把旅游资源、矿产资源、国土资源、海洋资源都简化成旅源、矿源、土源、海源的话,必然会引起文字上的混乱。鲁迅先生在指导青年人写作时曾说过: 不要生造除自己以外谁也看不懂的名词之类。!对于文学写作尚且这样要求,学术著作用词就应更加严谨。为了正确使用语言文字,避免以讹传讹,希望编辑部今后审稿更加细致,把#中国园林∃的质量更提高一步。

此致

敬礼

程文

1998年5月

更正:

#中国园林∃1998年第2期中刊登的 #园冶∃析读!一文的第20页右栏倒数15~16行 其成员有汪菊渊、吴良镛、朱畅中、陈有民等4人!应改为 其成员有汪菊渊、吴良镛、陈有民、朱自煊等4人!。特此更正,并向朱自煊先生及广大读者致歉。

作者王绍增

中国园林/Vol.14,No.57/1998(3)

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