城市绿地系统服务功能及其配置原则探析

　　随着城市化进程的加快，城市人口密度在不断增加，土地利用强度也在不断增加，城市原生植被基本被破坏殆尽，人工绿地被占、被毁现象时有发生。本文在这一背景下，分析了绿地与城市生态系统的关系，并讨论了城市绿地系统的生态功能，旨在运用景观生态学的原理，确立绿地系统在城市景观中的地位，为特色化的城市建设提供有效建议。

1 城市绿地建设的生态学理论
 
1.1 城市生态系统
 
　　众所周知，生态系统是由生产者、消费者和分解者三大功能类群以及非生物成分所组成的一个功能系统。在城市生态系统中，生产者和分解者所占比重已很小，其最突出的特点是人口--消费者代替或限制了其他动植物的发展，因此它是一个不完整、依赖性很强的生态系统，系统内的初级生产者--绿色植物，是人类为了自己的需要而种植的，尽管已基本不能作为营养物质供人所使用，但它在城市生态系统中的地位却不容忽视，它依然具备强大的生态功能。为城市生态系统的自我调节起着服务性的作用。

1.2 绿地与城市生态系统

　　随着20世纪80年代的改革开放以来，我国城市发展越来越快，城市人口数量也急剧上升。在大多数的城市发展过程中，原有的城市植被(原生植被、农田植被)基本被毁，尽管新的人工植被面积也在增加，但是城市绿化率却徘徊不前，甚至减少。这样就带来了一系列的环境问题，引起人们的警觉和思考：绿地在城市生态系统中处在怎样的地位？绿地对城市生态系统有哪些贡献？如何优化绿地在城市土地中的比例和配置？
　　按照景观生态学的理论，景观由景观元素组成，景观元素指地面上相对同质的生态要素或单元。景观元素有三种类型，即：拼块（斑块）、廊道和本底。拼块是一个在外观上与周围环境明显不同的非线形的地表区域。廊道指不同于两侧本底的狭长地带，可以看作一个线形或带状的拼块。本底是景观中的背景地域。在城市景观中，由于建筑物或构筑物的占地面积已经超过其他景观的总面积，且符合判断本底的三个标准，所以，在中尺度的空间范围内，可把建筑物和构筑物看成城市景观的本底，而将绿地、水面等当作其拼块来研究。绿地作为城市景观中引入的拼块或廊道，是城市生态系统中其他动物的栖息地或迁移通道，也对城市环境起着过滤和衬托作用。我们将讨论城市绿地是如何为城市服务的以及它的合理的空间布局。

2 城市绿地系统的生态服务功能
 
2.1 维持C、O平衡

　　城市人口密度高，使用各种燃料的机会也多。人体会永不停止地吸入氧气、排出二氧化碳，燃料燃烧时也会消耗氧气、排出大量的二氧化碳。而树木却正是二氧化碳的消耗者、氧气的天然制造厂。绿色植物通过光合作用而吸收二氧化碳、释放氧气，为地球上的所有动物提供生命所必须的营养物质。
 
2.2 净化大气

　　由于工业和交通的集中，城市大气中的有毒物质含量较高，而可喜的是，很多植物都具有吸收有毒气体的能力，吸收了有毒气体以后，植物自身的生理现象会发生一些变化：如瘦小、枯黄、甚至死去。人们正是利用这些现象来判断地区的污染状况、监测环境。利用某些植物分泌出的杀菌素，杀死病源细菌，净化空气。如柏类乔木每公顷吸收SO2量可达20～40kg；向日葵、苏铁等吸收NO2的能力较强。
　　大气除受有害气体污染外，灰尘和粉尘是大气污染的重要因素之一。粉尘颗粒虽小，但在大气中的总重量却是很惊人的。裸露的地面、室外堆放的废弃物、燃料的燃烧过程等都增加了大气的浑浊程度。据统计，长沙市每年降尘量达4万多吨。植物，对灰尘和粉尘有明显的阻挡、过滤、和吸收作用，从而能减轻大气的污染。
　　草本植物发芽快，茎叶繁茂，根系发达，主根粗大、侧根多，生长迅速。由于有发达的葡萄茎、地下茎、根孽分根等繁殖手段，导致其具有致密的地表覆盖层，在表土中形成絮结的草根层，与土壤紧密固结，因而具有良好的防止土壤侵蚀的作用。还可以固定地面的尘土,不使飞扬；保持水土，抑制径表流量。草皮植物的茎叶和树叶一样，具有吸附空气中灰尘的作用。可见，草坪的减尘效果也很显著。

2.3 截留降水，缓冲洪涝灾害

　　城市水资源分为地表水、土壤水和地下水，它是靠大气降水补给的动态资源。大气降水，汇于地表，流至江河；渗入土壤，补充地下水。然而，由于城市硬质地面过多，大部分降水通过城市排水系统直接排入河流，一方面造成地下水补充不足，另一方面，集中降水时节，内河负担过大，容易引起洪涝灾害。城市绿地正是缓和这一矛盾的最好手段。
　　据森林水文专家研究报道，森林的水文作用主要是涵养水源和调节水分。森林具有截留大气降水，增强土壤渗透，抑制地面蒸发，缓和地面径流，及增加降水量等功能，并通过这些功能的综合作用对河流径流产生影响。
　　森林可以使河流流量年内分配均匀，延长春季融雪时间和洪水持续时间，从而减少融雪和雨水产生的地表径流量，并把地表径流转为土壤径流。这种径流到了干旱季节就可以补充河流的枯水径流量，在洪水时期，又可以减缓洪水流量，起到调节河水水位的作用。
　　据调查，森林附近的河流，全年中的流量比较稳定而均匀，而田野附近的河流，到了春夏季节，常常造成洪水泛滥，在干旱时期又容易干枯、断流。因此，在将森林引入城市的规划中，宜在沿江河两岸种植大片乔木、灌木，以保证城市防洪的需要。
 
3 城市绿地系统的配置原则
 
3.1 因地制宜，利用本土植物

　　生物由于经过长期的与环境的协同进化，产生了对光、热、温、水、土等环境方面的依赖性，其生长发育也对环境产生了要求，如果生态环境发生变化，生物就不能很好地生长。根据生态适宜性原理，植物生长应适宜于其独特的地理、气候环境，本土植物不仅生命力强、生长茂盛，赋有地方特色，而且养护、管理费用也相对较低，所以在城市绿地系统规划中，宜大量、有效地栽种本土植物，片面追求“名贵”品种得不偿失，也破坏了原地的自然环境。
　　我们在为城市绿地配种植物时，要先调查当地的自然生态条件，如土壤性质、光照特性、温度等，根据生态环境因子来选择适当的生物种类，使得生物种类与环境生态条件相适宜。例如一些植物只能在酸性土壤中才能生长， 而另一些则喜爱碱性环境。水生植物只有在水中才能发育良好，沙漠植物就不会惧怕干旱。因此栽种植物必须考虑其生态适宜性，让植物生长在最适宜的环境里。
　　在城市绿地建设中，还应注意保护物种的多样性，生物多样性（biodiversity），专家这样定义：“生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化(variety) 和变异性(variability)”。按此定义，生物多样性是指多种多样的生命形式与环境之间的各种不同的相互作用。物种的多样性将会增加生态系统稳定程度，多样性高的生态系统内，营养的相互关系将更加多样化，能量流动的途径也更加多样化，各营养级之间的能量流动将更加趋于稳定，高的多样性也将增强生态系统被干扰后对来自系统外种类入侵的抵抗能力，同时，也增加了系统内某一个种所有个体间的距离，降低了植物病原体的扩散。也就降低了病虫害爆发的几率。多样性高的生态系统可充分利用时间、空间和资源，更有效地利用环境资源，可维持长期的生产力和稳定性，并为环境提高服务。
　　湖南的森林植物属中南亚热带常绿阔叶林，植被类型多种多样，组成以壳斗科为主，如槠栲、石栎及樟科的樟、桢南、润南等属。混生落叶树有枫香、黄檀、檫木等。低山一般是人工栽种的杉木、马尾松，柏木等。而城市绿地的森林结构却不尽人意，树种单一，生境面积过小，虫害无天敌，常常导致病虫害大规模爆发，药物治虫，又引发生物链的连续破坏，恶性循环将影响生态系统的平衡，需引起人们的高度重视。
 
3.2 以人为本，营造共享空间

　　“以人为本，营造共享空间”是城市绿地建设的又一原则。城市居民的户外活动行为可分为：参加集会、旅游娱乐及在生活小区附近散步、晨练、休憩、玩耍、交往、读书等活动。不同的户外活动行为需要有不同的功能场所，如人文广场、公园以及居民区附近的开敞空间等。广场需要大片的硬地，更需与乔、灌、草合理搭配，绿地系统是公园的主调，其他设施为点缀。
　　树荫之下，是人们交流、休闲的好地方。乔木的树叶阻挡了阳光的直射，使得阴影下的气温明显，产生了遮荫的效果，树木从根部吸收水分，在叶子表面蒸发，在蒸发的过程中，增加了湿度、带走了热量，进一步使得树叶阴影下的气候变得凉爽、湿润，改善了局部气候。因此，广种疏密度的乔木林可以为人们营造更多的共享空间。以提高土地利用率， 
　　城市绿地及绿化带还有一个重要的功能就是应成为瞬时灾害发生时的临时避难场所，城市小区绿地应能满足非常时期人员的集聚和滞留。绿化带也应能成为防护带。为了顺利地尽快进行抢险活动，城市交通道路必须形成网络状态，并能满足救灾车辆的需求。小区绿地提供户外避难及活动场所，通过园林空间、植物配置、小品雕塑等提供视觉景观享受及文化品味欣赏。
　　在城市绿地系统中，草坪面积偏大，是一个不小的误区。
　　草坪的生态服务功能不如林地，我们在下表中先比较一下林地和草坪的固碳能力：（表1） 
　　不同植被类型的绿地固碳释氧功能也不相同：（表2）
　　可知，草坪的固碳能力远不如林地，而养护力度却要求很大（包括灌水、施肥、修剪、除草、松土、病虫害防治等），且大片的草地不允许“践踏”，在人口密度极高的城市中，它又占据了人们的有限的活动空间。所以在城市绿地建设中，不宜大量兴建大片的草坪。
　　长沙市绿地配置状况也不容乐观：长沙市的绿地大概分为公园绿地、生产绿地、防护绿地及附属绿地等。据统计，目前人均公共绿地面积为6.16m2。其中：（表3）
　　长沙市公用绿地具体现状为：(表4)
　　最后，我们来比较长沙市绿地与人口分布状况：（表5）
　　从上面统计可以看到：我市的城市绿地指标的人均6.16m2主要依赖于城区边缘的岳麓公园和植物园，以上两项占全市公共绿地的62%，而老城区人口稠密，绿地面积稀少，不足人均1m2。这就形成了分布不均匀、结构不合理的现状。有待进一步协调、进一步改善。在老城区加强立体绿化、分散绿化不失为好方法。

3.3 回归自然，倾注文化内涵

　　“以自然山水、生态绿地系统构筑现代化山水城市的绿色空间骨架，大幅度增加城市绿地。完善点、线、面相结合的绿地系统，形成市、区、住居区三级公园，沿江、沿路绿化带及街坊、单位附属绿地相结合的城市绿地系统。”这就是长沙市到2020年生态绿地系统的规划目标。为了实现这一目标，长沙市政府计划将主城区、河西新城区及外围五组团之间用生态隔离带隔离，在隔离带内植树造林，力求将森林引入城市，改善城市生态环境，计划生态隔离面积约15000公顷。城区内则以道路绿化、河道绿化为网络，连接街心公园、人文广场和附属绿地。形成一个以山、水、洲为背景，相互关联的城市园林绿地系统。
　　长沙是湖南的省会，全省的政治、文化、经济和科技的中心，也是全国的历史文化名城。因此，在建设长沙市的城市绿地系统时，同样要大力倾注长沙特色。也就是长沙特有的山脉、水脉和文脉。即沙特有地理环境和历史文化。
　　长沙古城自形成以来，城址几千年没有迁移过，老城街骨架沿袭至今，这在世界上都十分罕见。绿地建设应依其山脉形状，建房修路，植树造林；顺其水系结构，开辟湿地，抗洪纳污。长沙有众多的文化古迹，在城市规划中也做了大量的保护工作。然不宜不能孤立地保护。用树木灌丛将其环绕，改造其内部功能，在保护下加以使用，它们才更具生命力而不仅仅是供参观的躯壳。
　　我们将以城市景观生态学的理论为指导，把老街坊、古遗址看作“拼块”，将林地、灌丛当成“廊道”，研究它们镶嵌于城市建筑群“本底”之中的破碎度状况以及演变的过程，以找出最优化的保护方案和发展目标。

参考文献：
［１］孔国辉．大气污染与植物孔国辉
［2］城市生态学与城市环境谊
［3］李敏．城市绿地系统与人居环境规划
［4］许慧．景观生态学的理论与应用
［5］张佩昌等．中国林业环境评价、区划与建设
［6］杨小波．城市生态学
［7］长沙市2002年统计年鉴长沙市统计局
［8］A landscape comes to lifeLandscape architecture 2002.2 

作者单位：湖南大学建筑系