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城市森林建设的意义和途径探讨
热度 1 gardening 2019-11-5 17:03
文章背景: 1998年的“五一劳动节”假期期间,应邀到复兴公园办公楼原市园林局的一会议室,参加局领导召集的上海绿化发展小型座谈会,除了程绪珂、吴振千等退休老领导和老专家外,还有几位像我这样刚参加工作不久的年轻科技工作者。当时上海正面临城市绿化大发展的新阶段,局领导要求大家畅所欲言,献计献策。 我当时提出了发展城市森林的建议,领导比较感兴趣,希望会后能够收集一些资料,撰写一份报告。随后,通过资料收集分析,提交了有关城市森林的概念、特征及其发展的报告。不久,在《城市导报》上,以采访上海市园林局黎干生书*记的形式,差不多用三分之一的版面,介绍了发展城市森林的意义及思考等。 后来,在那份报告的基础上,进行修改和补充,撰写了“ 城市森林建设的意义和途径探讨 ”一文,投稿《中国园林》杂志,被拒后改投《大自然探索》杂志,发表在该刊1999年第二期。在较长时间内,一些探讨城市森林的文章引用了该文观点。值得指出的是,该文对城市森林的理解和认识主要基于城市绿地概念和形式的拓展,个别提法与现在城市森林的提法有点差异。 不觉20年过去了,将原文不加修改完整发在博客,并添上杂志出版时删除的原文6小段文字( 红色斜体字体 ),以期完整表达当时的思考。同时,添加几张城市森林的照片,作为学术研究经历的记录片段。 城市森林建设的意义和途径探讨 刊于:《大自然探索》 1999 , 18 ( 2 ): 82-86 摘要 城市森林是城市生命支持系统的主体,具有最大的生态服务功能,能提高城市国有生态资产,减少绿地养护管理费用,丰富城市景观。因此,城市森林建设是将城市可持续发展由口号变成实际行动的生态工程,也是二十一世纪城市园林绿化的必由之路。城市森林建设应加强合理规划布局,遵循生态学原理,以乔木为骨架,以木本植物为主体,以生物多样性为基础,以植物群落为结构单位,以地带性植被为特征,以城乡一体化为格局,以提高绿地系统生态效益和景观效益为目标。 关键词 城市森林 国有生态资产 潜在植被特征 生物多样性 绿地生态系统健康 可持续发展 1 引言 随着人们对城市生存空间环境质量的日益关注和重视,提高城市绿地系统生态服务功能,促进城市生态系统健康的维持和改善,满足市民接近自然,回归自然的渴望,已经成为世纪之交城市园林绿化亟待解决的重大课题。然而城市绿化还存在片面理解和强调绿地景观效果的现象,盲目追求大色块和景观的一致性,甚至将城市绿化与城市 “ 亮化 ” 、 “ 美化 ” 相对立,尤其还受急功近利思想影响,单纯追求面积,导致绿地 “ 草坪化 ” 和 “ 平面化 ” 升温,使树木和森林在许多绿地中仅仅作为点缀,甚至没有立足之地,大大降低了绿地的生态功能,宝贵的城市绿地未能为解决城市紧迫的环境问题发挥应有的作用;同时,绿地群落本身的抗逆性和稳定性也下降,病虫害、杂草侵入和污染物胁迫等加重,增加了养护管理的费用和压力。 因此,将森林引进城市,让城市坐落于森林之中,提高绿地生态功能,促进城市绿化的可持续发展,已经成为提高城市园林绿化水平的根本途径。我国已经开始关注和探讨城市森林建设 (1) ,但目前多局限于理论界,停留在理论研究上,具体实践还刚起步,对城市森林的概念、范畴、原则、标准和实施措施还有不同的理解,并且许多研究还囿于林业的范畴,如何真正与城市有机结合还有待于进一步探讨。因此,结合城市绿化实际,本文对城市森林的概念、原则和措施等进行初步探讨。 上海延中绿地 2 城市森林的概念和内涵 1962年, 美国肯尼迪政府在户外娱乐资源调查报告中,首次使用 “ 城市森林 ” ( urban forest )这一名词; 1965 年,加拿大多伦多大学的 Eric Jorgensen 教授首次提出 “ 城市林业 (Urban Forestry)” ,倡导 “ 城市 ” 与 “ 森林 ” 相结合,促使自然林业与工业文明相融合,随后,城市林业的研究得到了很大发展 (1,6,7) 。 城市森林与城市林业概念既有相同处,也有一定的差异性。城市林业主要侧重于行业的经营和管理,将城市园林绿化纳入林业经营管理的范畴,而且包括的范围比较广,是一个多方面的经营管理体系;而城市森林是将城市绿地主要以森林的形式进行构筑和管理,是一个比较狭义的概念。因此,我们认为 城市森林是建立在改善城市生态环境的基础上,借鉴地带性自然森林群落的种类组成、结构特点和演替规律,以乔木为骨架,以木本植物为主体,艺术地再现地带性群落特征的城市绿地 。所以,城市森林是为了提高绿地功能而采取的更高层次的绿化形式,突出森林结构的群落为基本单位,并遵循地带性植被结构特征,根本目的是提高城市绿地系统的生态效应,是经过人工改造而含有自然特征的森林生物群体,包括城市和市郊对环境具有明显改善效应的林地及其相关植被。 因此,城市森林建设应积极借鉴和应用森林培育和经营的理论和技术,吸取园林艺术之精华,并促使城乡园林绿地、自然保护地、果园、花圃、菜地、水域、农田等相融合,构成完整、高效和协调的城市绿地生态系统,在维持城市生态系统平衡上发挥更大的作用。 上海黄浦江畔后滩公园 3 城市森林建设的必要性和意义 城市绿化建设实质是促进人与环境的协调,提高城市生命支持系统的生态调节功能。但在城市绿化建设中,却往往片面追求 “ 物理 ” 的实效,忽视生态的过程,更多地考虑工程特点和经济过程,贪快求简,导致绿地生态服务功能的退化,致使城市生态资产的流失。而在中国传统园林中,则往往更多地追求树木形态的古朴,甚至畸形的变态美。将建设城市森林作为城市绿化的立足点,全面提高城市绿化水平和质量,是将可持续发展由口号发展到生态建设的具体行动,不但具有深远的意义,更是面向二十一世纪的现实选择。 3.1 有利于发挥城市绿地系统的生态效应,促进城市国有生态资产的增值 城市环境也是重要的国有资产。实现可持续发展的城市环境,不仅形成生态健全的城市,维护市民身心再生和健康,也节约城市维护和管理的费用,同时也有利于改善城市投资环境,促进城市经济和社会的繁荣和发展,保证国有资产的保值和增值。如果城市环境遭受破坏或退化,无疑是国有资产的流失。生态资产是一定区域内的生态支持基础,如气候调节能力、景观和谐度、生物多样性、适宜生态位、水源涵养和土壤肥力等,生态资产应是重要的国有资产。绿地不仅维护了城市原有的自然环境,更对人工环境进行自然模拟和生态再创造,通过其生理活动产生生态效益而改善环境,是城市生态系统的主要生命支持系统,也是城市末端治理系统的自然组成部分,具有不可替代性。 因此,城市绿地是城市重要的生态资产。绿地系统对环境的调节作用决定于其种类组成、生物量和生长量。森林具有比草坪、花坛、灌木带 ( 丛 ) 等更高的生物量和生长量,环境生态功能多样,生态效益最高,如北京园林植被的测定表明,由乔灌草结合组成的植物群落,其综合生态效益 ( 释氧固碳、蒸腾吸热、减尘滞尘、减菌杀菌及减污等 ) 为单一草坪的 4 ~ 5 倍 (2) ;同时,城市森林利用树木及其丰富的伴生植物,在根际微生物协同作用下,可以发挥更大的生物修复效能,对城市污染和退化土壤进行更有效的植物修复,促进城市土壤资源的生态恢复和可持续利用。 因此,城市森林是实现城市与自然共存,提高绿地系统生态效益,增强城市生存活力和发展潜力的最有效生态工程,能有效地促进国有生态资产的增值。而毁坏绿地,降低绿地生态质量也就意味着国有生态资产的流失。 上海长兴岛郊野公园 3.2 有利于减轻绿地养护管理压力和费用,促进城市园林绿化事业的可持续发展 绿地群落形成是一个有序而渐进的系统发育和功能完善过程,栽植和养护具有同等的重要性。绿地养护和管理是绿地效益和价值的维护、延伸和扩大,养护管理期限内逐年投入的总和往往超过绿地工程施工阶段的投入。在绿化管理中,人们往往就事论事,重建轻养,出现问题时,才加以重视和解决,常常处于被动的局面。因此,应改变事后管理和末端管理为源头管理,从改善种植结构入手,提高城市绿地系统的稳定性和抗逆性,提高抗病虫害能力,从根本上减少养护管理的压力。 草坪建植前期投入少,成形快,容易见效,草坪面积增长迅速。然而,草坪杂草的控制、病虫害的防治、施肥和更新复壮,尤其是引进的冷地型草坪,栽植后的管理养护难度高,投入大。据估算,草坪的养护投入比乔灌草组成的群落至少大 3 倍以上 (2) ,而且草坪还需要消耗大量的水和能源,也增添了市政基础设施的压力。 森林凋落物、林木庞大的根系和依赖于森林生存的特有生物群,使森林土壤具有其它土壤所没有的成土条件和自肥机制。在城市森林土壤管理上,可通过森林绿地的自维持机制提高土壤自身的肥力,减少施肥和灌溉量。 为了控制绿地病虫害,大量使用农药,这不仅增加了绿化管理部门的经济压力,也引起 3R( 抗药性 Resistance ,再猖獗 Resurgence ,残留 Residue) 的加重,作为城市生命支持系统的绿地变成了污染源,产生与绿地本身相反的效应,不能不引起绿化部门的高度重视。生态学认为,多样性和复杂性导致稳定性,通过合理配置,城市森林可形成复杂的种类组成和结构,绿化植物 - 病虫害 - 天敌及其周围环境相互作用和相互制约,通过森林生态系统物质、能量、信息和价值的流动构成有机的整体,与单一结构绿地相比,更能发挥生态系统病虫害生态调控机制。 因此,通过综合优化设计和生态系统的管理,能够将病虫害防治由直接面对病虫害,转向间接利用森林群落间生态位分异、生存与竞争的关系以及相生植物次生代谢物等作用,达到对目标植物与有害生物动态平衡的调节,综合控制有害生物。 没有人为干扰的崇明岛生态公益林 3.3 有利于丰富城市绿地系统景观,弥补居民与大自然的分割 城市森林通过乔灌草藤在空间的合理配置,师法自然,再现自然,保护自然,提高了绿地系统的叶面积指数和绿视率,大大丰富了城市的绿色环境,也形成了多样性的生态环境;而参差错落的树木对建筑物的掩映陪衬,部分弥补了 “ 水泥森林 ” 所造成的景观退化窘境;森林丰富的层次结构和季相变化,林下和林间多样的物种和结构,增加了绿地的大自然野趣,一定程度上弥补了城市居民与大自然的分割状态,也美化了市容,给市民提供了舒适的生活和工作环境。 在我国传统文化和传统园林艺术中,树木往往具有丰富的寓意和象征,通过合理种植设计,可在局部地区将城市森林植物的寓意和韵律予以表达,促使植物形与神的结合;城市的古树名木也蕴含着深厚的自然和人文淀积,从某种程度上反映了城市自然和文化的历史过程,增加了绿地的品位,丰富了城市的文化内涵。 4 城市森林建设的原则和思路 城市森林建设不仅要遵循自然界的 “ 道理 ” ,符合森林自身固有的内在规律和城市独特的生境条件,也要遵循人类活动的 “ 事理 ” 和人类行为的 “ 情理 ” ,符合地域文化习俗和市民的行为观念,因地制宜,将主导性与多样性相结合,提高生态服务功能。 4.1 合理进行城市森林系统的规划布局,通过绿地点、线、面、垂、嵌、环和廊相结合,建立城市绿地系统的生态网络 城市可用于绿化的土地有限,尤其一些大城市更应进行合理布局,突出 “ 以人为本 ” 的原则,考虑功能区、人口密度、绿地服务半径、生态环境状况和防灾等需求。布局不仅要 “ 小、多、均、精 ” ,满足和方便广大市民的游憩需求,协调城市容积率和环境的矛盾,也要发挥绿地的规模效应,降低人为干扰强度和边缘效应。城区尽量增加乔灌草复层群落绿地,大力发展特殊空间绿化,提高绿量;同时,从市民生存空间和自然过程的整体性和连续性出发,协调城市的总体规划,建立城乡一体化的大绿化格局,以城区为中心,向外辐射形成不同层次、不同类型、不同功能,以生态公益林为主体的绿化生态网络体系,减少 “ 岛屿状 ” 生境的孤立状态,增加开敞空间的连接度,尤其要加快城市边缘和近郊带状和嵌型森林绿地的建设,并根据气候特点,建设绿色通风廊道和野生动物通道。 如上海的主风向在春夏及初秋是东南偏东而秋冬是西北偏北,林带应建成南引北挡的格局,在春夏将郊外新鲜空气导入市区;而在西北部营造片林,阻挡冬季寒冷的北风和西北风(3);在近郊和远郊除大力营造农田防护林外,为了协调生态效益和经济效益的矛盾,可发展果树、木本粮油棉、特色旅游观光休憩林和林业基地等。 上海环城绿带康桥生态公园 4.2 遵循生态学原理,以植物群落为绿地结构单位,构筑乔、灌、草、藤复合群落 城市森林应以乔木为主体,以植物群落为基本单位,根据各类植物生态适应性和生态位,借鉴地带性自然森林演替群落的种类组成和结构规律,艺术地再现地带性群落特征,从整体上展示地域风貌;在树种选择和种植设计营造上,构建乔、灌、草、藤复合群落 , 保证充足的绿量,充分利用太阳辐射、热量、水分、土肥等资源;并充分考虑森林群落的发展和动态演替规律,依照森林系统内各组分共生、寄生、竞争、他感、捕食和机械等作用相辅相成的原理,建立和谐的结构,栽植蜜源等植物,促进有益生物的寄生和繁衍,趋利避害,发挥森林群落植物的耐害补偿与抗逆性功能,提高绿地的稳定性。 目前许多城市片林仅仅是单一的乔木层结构,生态效益未能得到发挥,也浪费了土地资源、空间和地力。这除了投入等原因外,对植物生理生态特性了解不足,也影响了植物的选择和应用。因此,开展耐阴植物研究,尽快选择适宜的耐阴小乔木、灌木和地被植物,是营造乔灌草复层群落的前提。同时,对现有的复层群落生态结构进行比较研究,并积极探讨新的配置模式,这是目前城市森林建设急需解决的课题。 4.3 以生物多样性为基础,以地带性植被为特征,构建具地域特色的城市森林体系 生物多样性是发挥绿地生态系统功能的前提,我国城市绿化树种比较单调和趋同,缺乏地域特色和变化,制约了城市绿化水平的提高。园林部门虽比较重视引种驯化工作,但仍不能满足城市绿化的需求,这与城市特殊生境的胁迫有关。因此,应重视抗逆性和适应性的试验,加强种间和种内不同生态型的选择和筛选,重视栽培变种的引进和培育 (4) ,增加城市绿地的适应性植物种类。物种多样性决定于物种的丰富度和均匀度,因此,应扩大物种间的种群规模。在植物种类选择应用上,还应以乡土植物为主,外来植物为辅,遵循土壤、气候、地形、地貌等自然条件和城市性质、功能、经济、文化、社会风俗习惯和历史沿革等因素,突出个性特征和特色,尤其在城市森林的基调树种和骨干树种上,更应选择地带性物种,节制外来树种,突出城市森林格局的地域特色和个性特征,形成鲜明地方特色景观和可识别性。同时,遵循自然规律进行种植设计,促使城市森林群落与潜在天然植被特征相接近,形成接近自然的森林状态,增加总体物种潜在的共存性,并从物种、生态系统和景观上丰富生物多样性。 当然,城市土壤在人为长期的的扰动和组装下,具有明显的时空变异性,物质组成多样且多变,结构紧实,通透性差,土壤污染严重。因此,应根据不同的土壤和环境状况,注意选择根系发达、耐干旱瘠薄、抗污染、容易成活和能粗放管理的植物。 上海新江湾城近自然森林湿地 4.4 发挥城市森林的园林艺术效果,丰富城市景观 城市森林作为城市绿地系统的重要组成部分,也是居民休闲、娱乐和身心再生的重要场所,它毕竟不是自然森林,离开了美学和景观效果,也就失去在城市存在的基础。 因此,城市森林应汲取传统造园思想和技法,吸收源于自然,高于自然的高超意境和含蓄美感的表现手法。在追求自然美的前提下,融合艺术美,重视植物的景观、美感、寓意和韵律效果,尽量体现园林的艺术性,多采用开放的自然式园林设计,通过多样的种群、灵活的配置和丰富的层次结构,优化树种、群落外貌、形态、色彩等组合,产生丰富的色相、季相变化,使生态效能与绿化、美化、香化相结合,自然生物属性得到文化体现,产生富有自然气息的美学价值和文化底蕴;也要强调开放性与外向性,与城市景观特色、不同造型和结构的建筑物相协调融合,并考虑教育、文化、环境、医学和经济学等方面的要求,营造生态位分异得宜,生态、科学和美学高度和谐,具有艺术性外貌和文化艺术氛围的聚居境域,使市民虽置身现代城市环境,却享有回归大自然的乐趣。 5 结语 建设城市森林是对绿化 “ 草坪化 ” 和 “ 平面化 ” 的反省和超越,也是为了通过建设森林化的绿地,提高城市绿量,更好地发挥绿地系统的生态效应。 从某种意义上讲,这也是一种历史的回归,古人伐森林而筑城郭,今人建森林于城市中。当然,城市森林应有明确的要求和严格的指标,如城市森林的覆盖、树种组成、乔、灌、草比例、小生境等,应进行进一步的探讨。 我们认为,城市森林应运用生态学原理,从群落学的观点出发,建设以乔木为骨架、木本植物为主体,以生物多样性为基础,以地带性植被为特征,以乔灌草藤复层结构为形式,以城乡一体化为格局,以发挥最大的生态效益为目的的城市绿地系统。关键是优化绿地群落的生态结构,而提高绿地系统生物多样性应优先考虑,作好绿化植物材料的规划与培育则是基础。 由于上海特殊的土壤环境,制约了许多地带性植物的生长和引入,除了继续深入引种驯化工作外,通过调查植物园、公园等绿地的木本植物,选择性地进行扩繁,并利用上海已成功种植植物的相同科和属,进行引种试验,可能达到事半功倍的效果。 树木生长周期长,森林群落的形成则更缓慢。因此,应积极采取人工促进措施,适当提高苗木径级,科学地引进树木,尤其要选择能长成大树的乔木,并运用管理演替 (managed succession) 的原理和方法 (6) ,缩短森林建成期。当然,也应该遵循群落形成和发育的内在规律,因地制宜,防止急于求成倾向。同时,加强树木移栽生理生态和配套技术的研究和开发,如种间关系、栽培介质、生根粉、伤口愈合剂、保水剂、大树移栽、树木保鲜、容器育苗栽培和树木大量扩繁等技术,通过科技进步,提高城市森林建设的水平和质量。同时,建立和健全树木和森林养护管理规范,种养结合,提高养护管理力度和水平。 城市森林是服务全体市民的生态工程和社会公益事业,应大力开展宣传教育,提高市民的认识,倡导社会参与性,引导广大市民积极参与树木的选择、栽植、养护、管理以及经费筹措与建设实施,尽快将城市森林建成现代化城市的重要标志。 参 考 文 献 1. 孙冰 , 粟娟 , 谢左章 . 城市林业的研究现状与前景 . 南京林业大学学报 . 1997,21 ( 2 ) : 83-87 2. 陈自新 . 一个值得注意的动向 – 浅议过量的 “ 以草代木 ” 倾向 . 北京园林 . 1998,(1):5 3. 严玲璋 . 略论 21 世纪上海城市绿化的可持续发展 . 中国园林 . 1998,14(2): 44-46 4. 张庆费 . 城市生物多样性的保护及其在园林绿化中的应用 . 大自然探索 . 1997,16(4): 98-101 5. Edward H. Naturalizing existing parklands A case study: the national capital commission. In: Green cities (Ed. David Godon). Black Rose Books. 1990, 113-117.` 6. Gordon A Bradley. Urban Forest Landscapes: Integrating Multidisciplinary Perspectives. University of Washington Press 1995,25-100 7. R.w. Miller. Urban forestry. Prentice Hall. Englewood Cliffs. 07632,1988
个人分类: 城市生态|6027 次阅读|2 个评论
城市生物多样性的保护及其在园林绿化中的应用
热度 1 gardening 2019-6-30 08:51
该文是本人第一篇以城市为对象发表的论文,可能也是我国探讨城市园林绿化与生物多样性关系的最早发表的论文之一,刊登在1997年第四期《大自然探索》,迄今已22年!现在看来,文章写作规范还有差距,一些表述也不够贴切,但毕竟是刚工作一年的思考文字,文章阐述的观点和建议仍有一定现实意义。没有对文章进行任何改动和修改,原文完整贴此,同时,添加几张上海城市绿地的照片,以期图文并茂。 城市生物多样性的保护及其在园林绿化中的应用 张庆费 刊于:《大自然探索》 1997,16(4):98-101 摘 要: 本文分析了城市化对生物多样性的影响,提出了城市生物多样性保护的一些措施,探讨了城市园林绿化如何充分而合理地利用和发挥生物多样性的作用,以提高城市绿地的生态效应和景观效应。 关键词: 城市化, 生物多样性, 城市绿化 生物多样性是指各种各样的生物及其与环境形成的生态复合体总和,以及它们的各种生态过程。随着人类对自然界的干扰和破坏愈来愈强烈,生物多样性急剧下降,直接威胁着人类的生存和发展。因此,1992年联合国“环境与发展”首脑会议第一次签署了《生物多样性公约》,将生物多样性问题列入全球四个主要的环境问题之一,我国政府颁布的《二十一世纪议程》也将生物多样性列入重点议程。因此,生物多样性问题已经成为世人瞩目的重大环境问题,生物多样性的保护和持续利用也成为保护和改善人类生存环境的重要方面。 同样,城市生物多样性也与城市人居环境和可持续发展密切相关,但目前生物多样性的保护主要局限于自然生态系统,城市中的生物多样性问题还未引起应有的重视。因此,本文就城市化对生物多样性的影响、城市生物多样性的保护及其在城市园林绿化中的应用进行初步探讨。 1 城市化对生物多样性的影响 1.1 城市原生生境的消失和碎化对生物多样性的影响 生物栖息地生境是生物生存和发展的基础。随着城市化进程,楼群、混凝土地面取代了城市原有的自然生境,自然景观消失,原生植被也随之消亡,原生植物减少乃至消失,而公园、城市绿带等多为人工栽植,人工筛选的植物占据优势,原生生物物种锐减。 当然,很多城市的绿地占据城市建成区的较大面积,甚至仍保留一些原生生境,许多人工景观也有自然和半自然景观的镶嵌,遗留一定的原生植被和原生生物。但城市化导致生态系统的碎化已不可逆转,群落间支离破碎,变成孤立的“岛屿”,破坏了生态系统正常的结构和功能,气温、湿度、风力和光照等小气候以及地表径流等都产生质的剧烈变化,原来生长良好的许多物种由于环境筛选作用而消失,遗留种群的数量较小,分布区狭窄,环境随机性逐渐起着决定作用;而异域种、尤其是伴人生物的生态入侵,更能利用剩余资源,占据有效资源空间,进一步恶化了其他生物的栖息环境,加剧了种群的衰退和灭绝过程。 1.2 城市环境污染物等系统胁迫对生物多样性的影响 城市特殊的小气候、废水、废物、酸雨和大气污染物等系统胁迫对生物的生存具有明显的影响,一方面污染物等对生物本身产生直接伤害和生理伤害,影响了生物正常的生理活动和生长发育,导致生长势减弱乃至死亡,从而导致种群的减少,甚至灭绝;另一方面,污染物等也能通过毒化生物生存的环境,如土壤酸化、土壤有毒物质的侵入和积累、水体富营养化等,增大对生物的胁迫,使许多物种难以适应而死亡。加剧生物多样性的减少。 总之,城市化恶化了原生生物的生存环境,对生物多样性具有不利的影响,导致生物总种数降低,特别是K对策物种,尤其是仅出现于少数群落中的种类越来越少,广布的r对策物种却相对较多,导致群落结构的简单化和物种多样性的丧失,原生生物多样性降低。不过,这些遗留的乡土物种经过长期的协同进化,最适应当地的生态环境,是开展生态绿化的物种基础,也是城市历史和自然性的重要方面,应予以积极保护。 2 城市生物多样性的保护 由于生物多样性是城市自然性的重要基础,是创造人与自然协调共处、改善城市生态环境的重要方面。因此,应该转变城市生物多样性不重要的观念,针对生物多样性丧失的不同原因,采取相应保护措施。 2 .1 扭转狭隘的人类中心论,重视生物本身固有的生态规律 生物多样性的维持、丧失、保护以及生态系统功能等问题,人类往往起着关键作用,如果不考虑人类影响的前提,生物多样性问题将变得毫无意义 (1) 。 在城市生物多样性保护上,尤其应该正确认识自然对人的意义,认识人类与自然的天然纽带关系和共同利益,认识生物多样性是维持城市生命支持系统的重要因素,在城市建设和城市绿化中重视生物多样性的保护和持续利用;同时,在“以人为本”的城市建设原则下,也不能忽视生物本身的内在规律,忽略生态系统自身固有的完整性、稳定性和运行规律,克服狭隘的人类中心论,在建设项目的环境评价中,增加生物多样性价值评估项目,适当地从物种的保存、进化以及生态系统的完善、稳定出发,以人和自然的可持续生存和发展为基础,采取符合生态规律的行动,主动适应、补偿、调整和完善自然界及其过程,合理协调功能、景观设计和城市自然保护、生物多样性的关系,使城市建设和城市自然保护协同发展。 2 .2 开展城市生物多样性保护和持续利用的基础研究 首先应该对城市生物多样性进行调查、分类和编目 ,建立信息系统,同时 建立生物多样性监测网络 ,以分析和预测城市建设对生物多样性的影响及其后果,为城市生物多样性保护和管理提供科学依据。 其次加强城市化对生物物种本身生理、遗传、生活史、种群动态及种间关系影响的研究 ,探讨城市化对生物多样性影响的内在机制和模式。由于城市空间的限制,城市的物种容易形成小种群,在生境碎化、隔离以及城市污染物等系统胁迫下,物种灭绝的概率和速度加大。因此,不仅要加强城市“生境岛”中群落格局变化的研究,也要重视异质种群变化过程的研究,增加种群遗传多样性,提高异质种群的生存持久力。 另外,还要 加强研究城市生物多样性保护、恢复和持续利用的有关规划设计、技术和工程措施 以及城市生物多样性检测和评估方法及其指标评定系统等,为城市规划和管理提供可操作的依据和手段。 2 .3 建立城市绿地生态网络 生物的生存、繁衍和进化离不开基因交流,如果生物群落间距离大于它们重建群落的距离,缺乏必需的基因交换将影响群落的稳定和发展。因此,在城市绿地系统规划和建设中,应该将生物多样性的保护作为重要原则,有意识地将城区内外的各种绿地类型视为城市绿地系统的有机组成部分,建立城乡一体化的绿化体系。绿地系统规划也应遵循岛屿生物地理学原理,在城市各“生境岛”之间以及与城外自然环境之间修建“廊道(corridor)”和“暂息地”(stepping stone),减少城市生物生存、迁移和分布的阻力面,以形成城市大绿化的有机网络,使城市绿地系统成为开放系统,给生物提供更多的栖息地和更大的生境空间,使城外自然环境中的动、植物能经过“廊道”向城区迁移,增加各生境斑块的连接度和连通性,维持生物群体自身的生态习性和遗传交换能力。如美国华盛顿州就通过溪沟,将城市零碎分布的动植物公园和野外的生物群落区直接联系起来,使野鸭能从天然分布区进入城市公园区,城市公园区的动物可以进入天然分布区 (2) 。 2 .4 建立生态公园 公园的土地集中成片、面积较大,是保护和提高城市多样性的重要场所。自从1977年伦敦最先建立William Curtis生态公园后,西方生态公园在西方发达国家得到了一定发展,促进了城市自然的保护。生态公园大多利用市中心或建筑物比较稠密地区的荒地或废弃地,重点选择适应当地气候、抗逆性强的乡土植物,重视生态演替的作用,建立接近自然的绿地,增加景观的自然度,为生物的觅食、安全和繁衍提供良好的空间,增加物种潜在的共存性;展示了城市环境中自然景观的潜力,给公众提供自然的、生态健全的开放空间 (3) 。因此,生态公园的实质是城市生物多样性的合理利用和拓展。为生物的保护和利用提供良好的基础和广阔的机会。所以,应重视城区生境的调查,建立生态数据库,尤其要积极保护尚存的地带性次生群落,建立生态公园,为恢复和重建自然生物景观而保存物种资源和群落结构模式,促进城市自然景观的保护和恢复。 2 .5 大力开展物种的引种、驯化和推广利用 由于自然和半自然生态系统退化颓势还很难在短期内改变,因此对大多数物种来讲,开展迁地保护和离体保存,扩大栽培范围和分布区,增加种群规模,是保护和持续利用物种的积极措施;而引进物种也是弥补城市物种单调性,丰富城市物种多样性的重要手段。多年来,城市园林绿化部门一直进行大量的引种和繁育工作,建立了植物园、公园、种质资源圃和动物园等,引入了大量的种类,如上海植物园种子植物达168科934属2985种(包括种以下等级);而上海的种子植物(包括外来归化野生草本和栽培林木)约169科863属1582种。可见,城市引进的物种比较丰富,有的绝对生物种类甚至高于同一气候区的其他地域。通过引种能大大增加城市物种多样性,但引进物种的筛选、推广和管理还有待于进一步完善和提高。当然,城市物种组成的变化也会导致生态系统的变化,造成许多难以预测的结果 (3) 。 3 生物多样性在城市园林绿化中的应用 为了提高城市人居生态环境质量,城市绿化已经逐渐从传统的观赏和游憩功能发展到维持城市生态平衡和再现自然的阶段。城市园林的外部形式不仅要符合美学原则,内部结构和整体功能也要符合生态学原理,优化群落生态结构,提高群落的生物多样性,使人工群落和自然生物群落完美结合,提高绿地质量和效应。因此,生物多样性的大小应该成为衡量绿地建设质量检测和评估的重要指标。生物多样性研究已越来越重视生态系统功能的研究 (4) ,城市绿化也应该遵循生物多样性原理,提高绿地系统的生态效应和景观效应。 3 .1 充分挖掘和利用地带性物种资源,构筑具有地域性植被特征的生物多样性体系 提高绿地生物多样性的前提是丰富的物种资源。近年来,园林绿化部门很重视引进国外的观赏植物,丰富了城市绿化植物的种类和绿地景观。不过,城市生物多样性应具有地域性植被特征,各种植物的生长和繁衍都有与之相适应的自然地理条件,应充分挖掘同一植被区内的物种资源,尤其是乡土植物。如上海位于中亚热带北缘,处于常绿和落叶阔叶混交林的过渡带,我国亚热带地区具有极其丰富的植物资源,上海绿地生物多样性应具有中亚热带北缘常绿阔叶林特征。上海尚存的地带性次生群落主要乔木优势种都未能成为市区的主要绿化植物,尽管青冈( Cyclobalanopsis glauca )、红楠( Machilus thunbergii )、天竺桂( Cinnamomun japonicum )、黄檀( Dalbergia hupeana )和木荷( Schima superba )等优势树种在庭园绿化中具有应用价值,但目前几乎未得到应用。可见,即使像上海这样原生植被消失殆尽的地区,尚有可挖掘的物种资源。因此,提高城市绿地生物多样性中,应该首先挖掘利用本地自然分布的物种;同时,通过积极的引种、驯化和筛选同一植被区内的植物资源以及外来物种,增加绿化植物的种类数量。 3 .2重视绿化植物对城市环境的适应性 由于城市主要是人造地貌和人工环境,不同于自然和半自然生态系统,如“热岛”效应、混凝土地面不透水性而造成土壤“干旱”、土壤板结、光照不足和环境污染物等系统胁迫都影响植物的各种生理活动和群落的生态过程。因此,绿化植物的选择除了生态地理环境相似性外,必须考虑城市特殊的生境条件,重视抗逆性和适应性的试验过程,加强种间和种内不同生态型的选择和筛选,重视栽培变种的引进,减少引种盲目性,保证建成群落对城市环境的适应和相对稳定,提高绿化的效率和效益。 同时,通过创造和模拟植物生境,推广人工介质,改善立地生长条件,缩小植物新生境和原生境的差异,为植物创造适宜的生存和生长环境;同时,改进栽培措施,加强养护工作,提高植物的适应性,促进植物的生长发育。 3 .3根据物种的生态学特性,构建生物多样性高的复层群落结构 由于城市的绿化土地有限,生物多样性的提高主要靠增加单位面积物种的数量。乔木树种间生态关系复杂,企图通过人工营造乔木种类丰富的群落比较困难,一般只有通过增加绿地空间的异质性。但乔木能改善森林群落内部环境,为中、下层植物的生长创造较好的生境条件,因此,应该充分利用空间资源,增加林下植物的多样性。如上海树龄15年以上的园林群落中,常绿阔叶林的灌木种类平均丰富度为0.05种/m2,密度为0.31株/m2;而丰富度最高的常绿针阏混交林为0.10种/m2,密度为0.30株/m2。但上海植物园引种区的香樟林灌木种类达32种,丰富度为0.26种/m2,密度为2.5株/ m2 (5) 。 提高城市绿地群落层次结构和生物多样性。首先必须了解物种的生物学和生态学特征,如生长节律、生化分泌物以及对光照、水分、土壤等的需求度和适应性,根据不同植物的生态幅度,借鉴自然演替群落的种类组成和结构规律,构筑和拓展生态位,师法自然,再现自然,通过各种乔、灌、藤和草本植物在空间的合理配置,增加群落物种种类,减少建植大面积草坪,提高叶面积指数和绿视率;同时,这也有利于鸟类等动物的栖息和繁衍。 当然, 城市群落毕竟不是自然群落,离开了景观性,也就失去在城市存在的基础。 事实上, 增加城市绿地生物多样性的目的除了提高绿地系统自维持机制和生态效应外,提高绿地的景观效益也是根本出发点 。因此,复层群落要做到疏密有度,障透有序,高低错落,以丰富的层次结构和季相变化,满足人们的审美需求。 4. 结 语 城市绿地是城市生物多样性的主体,提高绿地系统生物多样性不仅是园林绿化自身发展的需要,也是促进城市生态系统稳定和协调发展的重要基础。因此,城市生物多样性与全体市民的切身利益息息相关,是全社会应该共同关注的基础性和公益性事业。所以,应大力开展宣传教育,提高市民保护生物多样性的意识和自觉行动;同时,通过立法,将生物多样性纳入城市规划、建设和管理的重要内容。总之,城市生物多样性保护和持续利用不仅给城市建设和管理提出了难题和挑战,也为改善城市生态环境,建立人与自然和谐共处的生态城市开拓了新的思路,提供了新的机遇。 因此,有关部门应该抓住机遇,做好协调工作,制定生物多样性保护策略,采取切实可行的措施,使城市生物多样性的保护和恢复既符合生态要求,有满足市民对住区环境的需求,促进城市的可持续发展。 参考文献 1 IUBS SCOPE UNESCOICSU IGBP/GCTE IUMS. DIVERSITAS- An international program of biodiversity science, The next phase. 1995 2 Greer D M. Urban waterfowl population: Ecological evaluation of management and planning. Environmental Management. 1983,6:217-229 3 David Godon. Green cities : ecologically sound approaches to urban space . Black Rose Books. Montreal. 1990. 177-232 4 王献溥 . 城市化对生物多样性的影响 . 农村生态环境 .1996,12 ( 4 ): 32-36 5 傅徽楠等 . 上海城市园林植物群落的生态结构的研究 . 上海园林科技 .1996 ,( 4 ): 33-47 (收稿日期:1997-09-17) 《 大自然探索 》 杂志是 四川科学技术出版社 主办的综合性的自然科学学术季刊,1982年 创办,设有科技论坛、学术论文、科学技术史、自然辩证法、科学学与科学管理等栏目,内容涉及自然科学的各个方面,曾在中国自然科学学术性刊物中独树一帜。但从2000年开始,该杂志改为纯粹的科普期刊。 附件:该期发表的论文目录
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