1.4 国内外研究进展

1.4.1 城市森林生态功能研究进展

1.4.1.1 国外研究进展

国外学者对城市森林生态效应的研究始于20世纪60年代，主要集中在以下几个方面。

（1）城市森林对环境质量改善的功能研究。城市森林对城市环境质量具有明显改善作用，能够提高城市居民生活质量。如城市森林可以吸收颗粒物、净化空气和水、调节小气候、涵养水源和保持水土、减弱噪声等。Barrett 等（1998）发现高速公路两侧绿带可减少约 85%的悬浮物、31%～61%的总磷、总铅和总氮；Bernatzky（1983）研究发现，在有植被覆盖的城市地区，只有5%～15%的降水形成地表径流，其余降水都被植被拦截，而没有植被的城市区域，大约降雨中的60%以地表径流的形式排到城市下水道；Avissar（1996）研究表明，植被能显著地影响城市区域的风、温度、湿度和降水；Gill等（2007）在Greater Manchester的模拟研究表明，居民区绿地覆盖增加10%，可减少地表径流的4.9%，如在此基础上再增加10%的绿地覆盖，还可减少地表径流的5.7%。

（2）城市森林对生物多样性保护功能的研究。城市森林是维持和保护生物多样性的重要场所，对鸟类尤为明显。Mörtberg 和 Wallentinus（2000）在瑞典首都斯德哥尔摩不同生境的鸟类多样性调查发现，绿地空间廊道是鸟类生物多样性丰富的重要场所。Savard（2000）提出了提高鸟类生物多样性的规划、设计和管理方案。

（3）城市森林生态效应评估。国外学者对城市森林的生态效应进行了广泛的研究。如美国森林协会（American forests）从1998年起对美国的Atlanta、New Orleans、Washington DC、Metro Area、Houston等将近20个城市进行了城市森林生态效应评估，除了对空气质量、城市暴雨径流、碳吸收、碳贮存以及减少能源消耗的常规研究外，还涉及对野生动物栖息地的研究。

其他方面，城市森林还可为市民提供休闲娱乐空间，Erkip（1997）对土耳其首都安卡拉的公园及其休闲服务功能以及用户特点进行了研究和评价，认为附近公园和娱乐设施的使用由个人收入水平和离公园的距离所决定。而Tyrväinen和Vaananen（1998）用意愿调查评估法对芬兰的两个镇Joensuu和Salo的五个森林公园的休闲游憩价值进行评估，调查问卷的结果显示，超过2/3的居民愿意为公园的休闲游憩功能付费。

1.4.1.2 国内研究进展

长期以来，我国园林学界多倾向于园林美学的研究实践。20世纪80年代起，也开始重视园林植物配置的科学性和生态效益，重视园林绿地生态效应的研究。近年来，国内对城市森林的生态功能进行了大量研究。

（1）大气污染物净化。森林对大气污染物的净化主要包括对颗粒物、SO₂、氟化物以及重金属等的削减作用。

张秀梅等（2001）对不同树种叶片滞尘量和单株树木滞尘能力进行了测定分析，认为不同树种滞尘能力相差很大，在颗粒物污染严重的地区，城市绿化应优先选择滞尘能力较强的树种进行绿化。柴一新等（2002）对哈尔滨市28个树种进行了滞尘测定，结果表明，不同的树种滞尘能力可相差 2～3倍以上。常绿针叶树种中，红皮云杉、杜松是优良的滞尘树种；落叶阔叶树种中，银中杨、金银忍冬、山桃稠李是优良的滞尘树种。Jim和Chen（2008）利用干沉降模型对广州的研究结果表明，单位面积绿地吸收SO₂量为18.5kg/hm²。Yin（2011）等利用回归分析得出上海浦东区植被夏季对SO₂的去除率可以达到5.3%。吴耀兴等（2009）对广州市城市森林净化大气功能的研究结果表明，城市森林吸收SO₂可达2.865万t／a，吸收氟量3078.52t／a；广州市各森林类型平均滞尘率为39.93%，滞尘总量可达6.076万t／a；城市森林每年净化大气SO₂和滞尘的功能总价值约为11亿元。

（2）提高舒适度。城市森林提高舒适度的相关研究主要集中在森林的降温增湿作用、提供负离子以及抑菌等功能。

康博文等（2005）选择林地、草坪、裸地、水泥地等几种下垫面类型，对城市不同绿地的降温增湿效应进行了测定分析，结果表明，高温季节林地和草坪都有降低地表和土壤温度、减轻温度剧烈变化、增加空气相对湿度的作用；林地效果更为显著，相对裸地，森林可使平均地表温度降低9.7℃；晴天林地平均相对湿度为55.7%，比草坪、裸地、水泥地分别高5.0%、9.1%和12.4%。

罗英等（2010）采用自然沉降法测定分析了淮安市居住区不同配置的植物群落的抑菌功能。结果表明，乔灌配置绿地有明显的抑菌效应，抑菌效应在15：30左右达到一天的最大值，且常绿树种在冬季仍能发挥较好的抑菌功能。

吴明作等（2011）通过测定发现，郑州市森林公园的空气负离子数量在一天中的高峰值出现在8：00—9：00和17：00—18：00，而低峰值出现在14：00—15：00。

汪永英（2012）用温湿指数表征人体舒适度，通过对哈尔滨城市森林3种不同林型的观测，评价了不同林型对人们户外活动舒适程度的影响。结果表明，对人体舒适度感觉最好的是白桦林和樟子松林。

（3）城市森林生态价值评估。除上述功能外，国内还有大量对城市森林生态功能价值化的研究。如吴勇和苏智先（2002）提出了绿地生态价值评价方法，计算了广州市城市绿地生态价值为1.16亿元。王德等（2007）对上海210个住宅实际成交价格做了定量分析，结果表明，有公园视线的住宅总价高17.86%，约20万元人民币。

1.4.2 北京市绿地生态功能研究进展

相对于国内其他城市，北京市关于绿地生态功能的研究较多。北京市园林科学研究所的陈自新等学者早在1998年就以北京市居住小区、城市专用绿地及城市隔离片林为主要研究对象，通过量化的分析与测试手段，对北京城市绿化的生态效应进行了全面、系统、深入的研究。该研究首先对北京60～80 种园林植物及其人工群落进行生态功能和生态适应性的系列化研究，包括释氧固碳、蒸腾吸热、滞尘、减菌、减污、抗污、耐阴、抗寒等的定量研究；对北京城近郊八个区的建成区进行了园林绿化生态效益定量评价，并提出了适宜的植物配植模式；提出建立复层结构的配植方式，建立以提高生态、景观效益为主要内容的示范区；提出城市绿化过程中应根据生态功能和生态适应性综合指标合理应用园林植物。该项研究成果具有较高的应用价值，为北京市的园林绿化工作提供了参考和指导。

此后，众多学者开展了大量北京城市森林生态功能的研究，主要有以下几个方面。

（1）改善大气环境。张新献等（1997）比较分析了北京城市居住区3种不同结构类型的绿地（乔灌草型、灌草型和草坪型）的滞尘效益，并且定量估算北京城八区居住区绿地滞尘量。

罗红艳等（2000）研究了北京市房山区32种主要绿化树种对大气SO₂的吸收、累积特点及其净化作用，结果表明，不同树种对SO₂吸收累积的作用差异较大，其中绦柳能力最强，刺槐、国槐、构树、连翘、栾树、柿树、紫穗槐等树种也是优良的净化SO₂的树种。从总体上看，不同树种对SO₂净化能力排序是落叶乔木&gt；灌木&gt；常绿针叶树。

Yang等（2005）基于卫星影像分析和实地调查，采用UFORE模型研究了北京市中心部分（四环内）城市森林对环境的影响，结果表明，2002年北京市四环内树木共减少了1261.4t污染物，其中包括772t PM₁₀。

王蕾等（2006）采用大气污染物干沉降通量模型和暴露-反应关系模型定量评估了2003年北京市园林植物吸附PM₁₀、SO₂量及其健康效益。结果表明，北京市园林植物2003年吸附PM₁₀达3万～3.8万t和SO₂达3057～3821t，由此减少死亡312～390人，减少呼吸系统入院人数286～357人，折合经济价值约为2.8亿～3.5亿元，约占国民生产总值的0.7‰～1.0‰。

（2）提高舒适度。刘娇妹等（2008）选取北京元大都城垣遗址公园不同覆盖率的乔-灌-草、乔-草型复层结构的公园绿地作为研究对象，研究了局部绿地的覆盖率、复层结构的温湿效应。结果表明，在夏季高温时段，绿地的温度随覆盖率的增加而降低，当覆盖率达到或高于60%时具有明显的降温增湿效果，覆盖率较高的乔-灌-草复合型绿地的降温增湿效果好于草坪，有利于改善城市热环境、减缓城市热岛效应。

张彪等（2012）定量评估了北京市城市绿地夏季蒸腾降温的功能及其价值。结果表明，北京建成区绿地平均每公顷绿地每天吸热8.4×10⁸J，相当于10台1000瓦空调的降温作用，单位绿地降温价值约1.05元/m²。

潘剑彬等（2012）研究了北京市奥林匹克森林公园2005—2010年的负离子密度，结果显示公园的负离子密度具有明显的季节性特征，夏季最高，春季最低，秋季仅次于夏季而高于冬季，表明公园绿地对于改善绿地局部区域空气质量具有显著作用。

朱春阳等（2013）选择北京市西四环4种不同垂直结构及5种不同郁闭度的带状绿地研究城市绿地结构类型与空气负离子浓度、空气含菌量间的关系。结果表明，乔-草、乔-灌-草结构绿地的空气负离子效应显著；乔-草绿地结构的抑菌作用显著。当郁闭度超过0.44时，绿地的空气负离子效应和抑菌作用明显。

（3）生物多样性。张文秀等（2011）采用法瑞学派典型样方法，对北京综合性公园绿地植物群落进行取样调查。根据不同指示种将调查群落命名为9种群落模式，并利用Shannon-Wiener多样性指数，比较9种群落模式不同片层的物种多样性。结果表明，草地早熟禾的应用在一定程度上限制了草本层的物种多样性，乔木层和灌木层多样性水平接近，以观赏为主的群落模式多样性较高，以隔离防护为主要功能的群落模式多样性最低，反映了群落的景观功能对群落物种多样性水平有一定影响。

（4）健康效益。蔡春光等（2007）用条件价值评估法对北京市空气质量改善产生的健康效益进行了评估。结果表明，北京市居民每户的平均最大支付意愿为652.33元/a，居民健康总经济效益现价为61.08亿～75.41亿元，占北京市国内生产总值的0.88%～1.09%。蔡春光（2009）还采用条件价值法和人力资本评估法评估了北京市空气污染的健康损失。结果表明2005年北京市空气污染降低50%的健康效益用人力资本法计算为21.83亿元，而采用条件价值法为108.91亿元。

（5）综合研究。众多学者还以北京市绿地为研究对象，对其综合生态功能及其效益进行了研究，主要代表为北京市园林绿化局组织专家对北京市森林资源以及城区绿地的生态功能及其价值进行了全面的评估。评估的功能主要包括大气净化、气候调节、雨水调蓄、噪声消减、降温增湿等调节功能；健康保健、景观游憩、房产增值、防灾避险等社会功能；生物多样性等支持功能以及产品供给等供给功能。结果表明，北京市森林资产总价值约为4000亿元/a，其中建成区园林绿地总生态价值为155亿元/a。