国内外研究现状和发展趋势

1北京市绿化隔离带可持续经营技术及效益评价二、项目所属领域国内外研究开发现状和发展趋势1、由城市绿地到城市林业的发展城市绿地是城市中一种特殊的生态系统，它是城市系统中能够执行“吐故纳新”负反馈调节机制的子系统。这个系统一方面能为城市居民提供良好的生活环境，为城市生物提供适宜的生境；另一方面能增强城市景观的自然性、促进城市居民与自然的和谐共生。它是城市现代化和文明程度的重要标志。绿地(greenspace)一词，各国的法律规范和学术研究对它的定义和范围有着不同的解释，西方城市规划概念中一般不提城市绿地，而是开敞空间(OpenSpace)，我国建国以来一直延用原苏联的绿地概念，包括城市区域内的各类公园、居住区绿地、单位绿地、道路绿化、墓地、农地、林地、生产防护绿地、风景名胜区、植物覆盖较好的城市待用地等。尽管各国关于开敞空间(或绿地)的定义不尽相同，但它们都强调了开敞空间(或绿地)在城市中的自然属性，即都是为了保持、恢复或建立自然景观的地域。绿地作为城市的一种景观，是城市中保持自然景观，或使自然景观得到恢复的地域，是城市自然景观和人文景观的综合体现，是城市中最能体现生态性的生态空间，是构成城市景观的重要组成部分。在结构上为人工设计的植物景观、自然植物景观或半自然植物景观。绿地在城市中的功能和作用主要包括：组织城市空间的功能、生态功能（改善生态环境的功能、生物多样性保护功能）、游憩休闲功能、文化(历史)功能、教育功能、社会功能、城市防护和减灾功能。城市绿地发展和研究进程包括：城市绿地思想启蒙阶段、城市绿地规划思想形成阶段、城市绿地理论和方法的发展阶段、城市绿地生态规划和建设阶段。吴人韦[1]、汪永华[2]、胡衡生[3]等从城市公共绿地的起源开始介绍了国外城市绿地的发展历程，认为国外的城市绿地建设经历了从公园运动（1843～1887）、公园体系（1880～1890）、重塑城市（1898～1946）、战后大发展（1945～1970）、生物圈意识（1970年以后）等一系列由简单到复杂的城市绿地发展过程，其中“重塑城市”阶段提出了“田园城市”和城市绿带概念，绿带网络提供城区间的隔离、交通通道，并为城市提供新鲜空气。“有机疏散”理论中的城市与自然的有机结合原则，对以后的城市绿化建设具有深远的影响。1938年，英国议会通过了绿带法案（GreenBeltAct）。1944年的大伦敦规划，环绕伦敦形成一道宽达5英里的绿带。1955年，又将该绿带宽度增加到6～10英里。英国“绿带政策”的主要目的是控制大城市无限蔓延、鼓励新城发展、阻止城市连体、改善大城市环境质量。早在1935年，莫斯科进行了第一个市政建设总体规划，规划在城市用地外围建立10公里宽的“森林公园带”；1960年调整城市边界时，“森林公园带”进一步扩大为10～15公里宽，北部最宽处达28公里；1971年，莫斯科采用环状、楔状相结合的绿地布局模式，将城市分隔为多中心结构。目前，德国城市森林建设已取得了让世人瞩目的成绩，其树种主要为乡土树种，基本上是高大的落叶乔木（栎类、栗类、悬铃木、杨树、核桃、欧洲山毛榉等）[4]。在绿化城2市的同时，各国为培育生物多样性、保护本地生物采取了一系列具体措施，提高了人们的生物圈意识。吴人韦认为21世纪城市绿地系统的发展将呈现要素多元化、结构网络化、功能生态合理化的三大趋势，在21世纪，各国、各城市、各发展阶段将趋近于同一个大目标，即:城市绿地系统将更有力地支持城市物流、能流、信息流、价值流、人流，使之更为通畅，它与城市各组成部分之间的功能耦合关系将更为细密，生态合理的城市绿地系统将使城市系统运行更加高效和谐。21世纪，将是人类重整城市与自然的关系、寻求人类与大自然共生的新纪元。1962年，美国首先使用“城市森林”一词；1965年，加拿大ErikJorgensen教授最早使用“城市林业”一词，并给学生开设了城市森林课；1970年，美国成立了平肖(Pinchot)环境科学研究所，专门研究城市森林；1978年，台湾大学森林系开设城市森林课；1979年，加拿大建立第一个城市森林咨询处；在中国，1989年，长春市开始兴建“森林城”；1992年8月，中国林学会与天津林学会共同召开了首届城市林业学术研讨会；1994年，中国林学会设立城市林业专业委员会，将城市园林、生态园林、花园城市等概念统一起来，将城市园林学、林学、城市学融于一体，形成一门新兴的学科——城市林业，城市林业的内容可概括为公园、花园、植物园、动物园、城市行道树及其它植物；河、湖、塘、池边的树木和其它植物；居民区、公共场所、机关、学校、厂矿、兵营等的庭院绿化，街头绿地，林带，片林，郊区森林，风景区，国家公园等。《中国21世纪议程·林业行动计划》指出：发展城市林业，增加公共绿地面积，改善城市生态环境，是城市可持续发展的主要任务之一。我国城市林业发展的目标是建设布局合理的城市森林环境，形象地讲，就是要把森林引人城市，让城市坐落在森林中。2、景观生态方面的研究除城市林业外，近年来，景观生态学作为生态学的一门新兴学科，也得到了极大的应用和发展。它以整个景观为研究对象，着重研究景观中各个组成部分的异质性，它们之间的相互关系以及人类活动对景观的影响。随着景观生态学研究领域的扩大，人们逐渐将目光转向城市，从景观生态学的角度对城市这一人类活动中心进行研究，为城市生态研究提供一种新的思想和方法，而遥感和地理信息系统(GIS)技术的广泛应用，也为综合地、多层次地进行城市景观空间结构的分析奠定了基础。在城市化扩张过程中，原来的自然绿地景观被切割甚至消失，取而代之的是镶嵌在城市中的小块人工绿地，使绿地景观由均质、整体、连续，走向异质、分割、不连续的破碎化状态，城市绿地的生态功能和审美功能减弱。马严等[5]以湖州市为例，采用结构描述法对城市绿地破碎化状况进行定量分析，提出了衡量城市绿地破碎化程度的绿地斑块谱、斑块数破碎化指数和斑块形状破碎化指数。刘俊平等[6]以航片为信息源，在呼和浩特市区选取74km2的研究范围，对绿地斑块类型——公共绿地斑块(公园、小游园、树木园绿地)、防护林地斑块(防护林带和农田防护林)、其它绿地斑块(生产、专用、风景游览、街道绿地)，采用成数抽样方法进行绿地调查。同时3又将绿化覆盖率划分成七个等级进行分析。主要从异质性指标(多样性指数、优势度、均匀度、破碎度、分离度)、等级—规模(城市顺序——规模法则及绿地动态变化)等方面分析研究，以揭示呼和浩特市区绿地景观格局特点和规律，并探讨其生态建设的对策。研究表明，城市绿地是城市景观重要要素之一。在城市景观的结构、功能及其变化中有着特殊的功效。探讨其景观空间异质性，对维持城市景观生态平衡，创造可持续的人居环境，有极其重要的意义。3、高新技术的运用新技术在城市林业方面的运用也不断涌现，冯益明、李增禄(1998)[7]以GIS为依托，通过研制UFSGIS(UrbanForestrySourceGeographicInformationSystem)，实现城市林业空间数据与属性数据的有机结合，以UFSGIS在郑州市金水区和卫星城荥阳市北邙乡林业规划中的应用为示范，为建立城市林业管理信息系统提供理论与技术依据，使城市林业的研究由定性向定量化发展有所突破，同时为城市生态环境建设、城市林业生态系统的规划、资源管理、可持续发展提供了一定依据。4、效益评价体系张坤民等[8]研究认为，近年来，许多国际机构(如联合国可持续发展委员会、世界银行、亚太经社理事会等)、非政府组织(环境问题科学委员会、世界自然资源保护同盟等)以及一些国家(英国、荷兰、北欧、加拿大等)都开展了可持续发展指标体系研究工作，提出了各自的指标体系。按照指标浓缩信息的程度，指标体系可以划分为：单个指标、专题指标、系统化指标等不同类型。中国已将可持续发展作为一项重大战略在全国实施。一些部门及研究机构在可持续发展指标体系方面进行了研究，并取得了进展。国家统计局统计科学研究所和《中国21世纪议程》管理中心尝试建立一套国家级的可持续发展指标体系，其总体结构是将可持续发展的指标体系分成经济、社会、人口、资源、环境和科教6个子系统。在每一个子系统内，分别根据不同的侧重点建立描述性指标，共计83个指标。由于在上述子系统与指标中尚存在一定的重复和交叉，目前他们正在深入开展案例研究，并根据研究成果对原有指标进行深化、提炼和创新。国家计委国土开发与地区经济研究所按照社会发展、经济发展、资源和环境4个领域分别列举了重点指标，还应用ECCO(EvolutionofCapitalCreationOptions)方法模拟运行，产生出一系列非货币指标，从总体上构成可持续发展的指标体系。在以城市为背景的指标体系研究中，除上海市曾对经济、社会、环境指标作过系统调查外，以往研究者们一直是侧重于解决城市发展中的关键问题——环境，较缺乏对城市可持续性的调查与研究。原国家环境保护局在城市环境指标方面曾进行过有益的探索，在20世纪80年代末制定了城市环境综合整治定量考核指标体系，在90年代末制定了环境保护模范城市考核指标体系。这些指标体系尽管对经济、社会方面内容有所体现，但主要是以描述性的环境指标为主体，同可持续发展的相关性还不够，难以满足综合决策和公众参与的要求。因此，目前很需要建立一种指标体系，以期综合地、完整地体现城市可持续发展的经济、社会、环境和制度诸方面。这是一项极具挑战意义的工作。4大气污染是人类面临的最严峻问题之一，根据植物对大气污染的反应方式来选择城市绿化树种是减轻排放后大气污染物的一种重要补充手段。刘艳菊等[9]认为，过去我国在植物对不同大气污染物反应特性方面的研究主要局限于：根据不同浓度的大气污染物对植物进行的熏气试验和现场观察植物叶片的宏观受害症状来粗略判断植物对不同污染物的抗性等级。因无统一的指标评价植物抗性能力，不同的方法得出同一植物对同种污染物抗性等级不同的矛盾结论。他们在分析近期国内外有关植物对大气污染物抗性特征方面最新研究进展的基础上，建议利用植物在混合大气污染物作用下的宏观和微观、形态和解剖、生态和生理等方面的综合反应特性，科学地划分植物对大气污染物的抗性等级，结合植物的吸污能力，提出筛选绿化植物的合理化建议。张庆费等[10]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，以提高城市绿地系统的生态效应和景观效应。赵可新[11]分析了城市热岛效应及其成因，阐述了热岛效益的危害，并提出了城市降低热岛效益的对策。赵剑强等[12]对城市路面径流污染进行了调查分析。杨士弘等[13]进行了城市绿化树木的降温增湿效应研究。魏斌等[14]认为，目前，城市绿地的评价方法一般采用下列四项评价指标：1、人均公共绿地占有量(m2/人)=公共绿地面积/区域人口；2、人均园林绿地占有量(m2/人)=园林绿地面积/区域人口；3、公共绿地占总面积比例(%)=公共绿地面积/区域面积；4、绿化覆盖率(%)=(园林绿地面积+道路绿化面积)/区域面积。各项指标均有一定的评价标准和实用性。这四项指标的特点在于它们表现了城市绿化的整体水平，具有可比性。其缺陷在于不能表示城市绿化的结构和布局状况。通过对国内外城市绿地效果的分析发现，当绿地覆盖率小于40～60%时，绿地的内部结构和空间分布的程度更显示其重要性。因此探讨衡量城市绿地空间分布状况的均一程度的指标具有重要的实际意义。因此应增加景观生态学中的异质性指数和均一性指数，作为城市绿地分布合理程度的两个新指标。王永[15]借助于植物生态学方法提出了树种丰富度、树种多样性、树种均匀度和树种单调度等四项指标进行探讨，以期寻找能简单明了地表述绿化树种组成结构的新指标。李雪铭等[16]以大连市为例，定量分析了大连市城市绿地系统对经济的提升作用和滞后效应，并对大连市未来城市绿地变化与经济增长关系作初步预测，认为城市经济增长不仅受到资本、劳动力等各种有形因素的制约，而且还与城市环境、生态系统等无形因素密切相关。城市绿地系统是城市生态环境的重要组成