張?jiān)篮?，黃瑞建，陳 波

(杭州師范大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310036)

0 引 言

城市植被一般是指城市內(nèi)一切自然生長的和人工栽培的各種植被類型[1]．綠地是配合環(huán)境創(chuàng)造自然條件，種植喬木、灌木和草本等植被而形成一定范圍的綠化地面或區(qū)域．城市綠地有狹義和廣義之分，廣義上的城市綠地包括園林綠地和農(nóng)林生產(chǎn)綠地等[2]．城市綠地系統(tǒng)的組成因國家不同，其內(nèi)容各有差異，分類標(biāo)準(zhǔn)也因此不同．如日本的城市綠地系統(tǒng)由公有綠地和私有綠地兩大部分組成，內(nèi)容包括公園綠地、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、廣場(chǎng)、公墓、水體、山林農(nóng)地、寺廟園地、公用設(shè)施園地、庭園、苗圃試驗(yàn)用地等．美國城市綠地主要分為行道樹和公園綠地．國內(nèi)的城市綠地分類方法較多，主要有王璋的2級(jí)多類法[3]，日本高原榮重的2級(jí)5類法[3]，朱鈞珍的4類法[3]，何湘的4類法[4]，《城市綠化條例》6類法，李敏的5類法[4]，以及2002年建設(shè)部《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》(GJJ/T85—2002)5類法等．城市化發(fā)展是人類科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，改造大自然能力提高的重要標(biāo)志，到2010年50%以上的地球居民將居住在城市地區(qū)．但是城市化過程的同時(shí)帶來了一系列的生態(tài)環(huán)境問題，如大氣和水污染、固廢垃圾、熱島效應(yīng)、噪聲污染等．城市植被作為城市生態(tài)系統(tǒng)的主體承擔(dān)著城市化所帶來的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)改善環(huán)境和降低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)．

生態(tài)效益是利用生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力和生態(tài)系統(tǒng)之間的補(bǔ)償作用，提高物種的再生能力，維持和改善人類賴以生存、生活和生產(chǎn)的自然環(huán)境以及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使人們從中得到環(huán)境整體性的效益[5]．許多學(xué)者都將生態(tài)補(bǔ)償?shù)母拍畹韧趪H上通用的環(huán)境服務(wù)收費(fèi)和生物多樣性補(bǔ)償．環(huán)境服務(wù)收費(fèi)主要強(qiáng)調(diào)對(duì)生態(tài)服務(wù)的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，生物多樣性補(bǔ)償更強(qiáng)調(diào)對(duì)生物多樣性和生態(tài)環(huán)境破壞后的恢復(fù)性補(bǔ)償．國際上對(duì)生態(tài)補(bǔ)償?shù)慕缍ū容^嚴(yán)格．目前比較有影響的定義，一個(gè)是由國際農(nóng)業(yè)發(fā)展基金會(huì)(IFAD)參與的“生態(tài)環(huán)境服務(wù)付費(fèi)與獎(jiǎng)勵(lì)山地貧困的行動(dòng)”研究項(xiàng)目RUPES界定的，另一個(gè)是由國際林業(yè)研究中心(GIFOR)界定的[6]．兩者概念都是由若干條件組成，只有達(dá)到條件要求，才是生態(tài)環(huán)境付費(fèi)，或稱生態(tài)補(bǔ)償[7]．生態(tài)效益分析可確切地估價(jià)植被對(duì)環(huán)境改善的作用和程度，同時(shí)為政府制定合理的生態(tài)補(bǔ)償制度和補(bǔ)償額提供參考依據(jù)，并有利于發(fā)展和保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)．國內(nèi)外對(duì)生態(tài)效益方面的研究非常重視，其中研究較早較深入的國家有美國、日本、前蘇聯(lián)等．20世紀(jì)50年代末期，前蘇聯(lián)先后提出一系列的生態(tài)效益評(píng)價(jià)方法對(duì)涵養(yǎng)水源、改善氣候的生態(tài)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)．生態(tài)效益方面研究大致經(jīng)歷了從定性描述到定量評(píng)價(jià)、單因素分析到系統(tǒng)分析的過程．生態(tài)效益評(píng)價(jià)早期工作主要集中在森林生態(tài)系統(tǒng)方面，伴隨研究進(jìn)展其他類型生態(tài)系統(tǒng)效益評(píng)價(jià)也開始引起關(guān)注，如Turner[8]通過研究濕地生態(tài)系統(tǒng)的效益，建立了濕地生態(tài)效益分析的理論框架，Gren等[9]對(duì)多瑙河沖積平原生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的價(jià)值作出研究．目前對(duì)城市植被的生態(tài)效益研究尚處于起步階段[5,10]，國內(nèi)對(duì)城市植被生態(tài)效益的評(píng)價(jià)工作起源于對(duì)園林綠化生態(tài)效益的研究[11]．文章從研究內(nèi)容、手段和方法等方面對(duì)國內(nèi)外的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述．

1 研究內(nèi)容

1.1 綠地綠量與生態(tài)效益

植物的葉片是綠地發(fā)揮生態(tài)功能的主要部分,影響著綠地冠層內(nèi)的許多生物化學(xué)過程及綠地生態(tài)功能[12]．樹木殺菌除塵，凈化空氣，減少噪聲，改善小氣候，維持碳氧平衡等生態(tài)效益均和綠量成正比．許多學(xué)者對(duì)區(qū)域林地綠量及林地葉面積指數(shù)進(jìn)行了大量的研究[11,13]，一般根據(jù)葉面積指數(shù)和林地面積計(jì)算綠量．隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,可以利用其對(duì)林地綠量進(jìn)行估計(jì)[13]．不同結(jié)構(gòu)綠地中，混交喬木林的綠量最高，喬灌草多層植被次之[14]．單位綠地面積上的生態(tài)效益，公共綠地最高，依次為專用綠地、道路綠地和居住區(qū)綠地，原因是綠地規(guī)模和單位面積上的綠量造成的(城市森林生態(tài)效益及其價(jià)值研究綜述)．相同種植結(jié)構(gòu)的片狀綠地降溫率、增濕率等生態(tài)效益均高于帶狀綠地，喬灌草型綠地的效應(yīng)最為明顯[15]．

1.2 改善小氣候方面的效益

植被通過蒸騰作用等方式將水分蒸散到大氣中去．使林內(nèi)、森林周圍及其上空空氣濕度增加，同時(shí)促進(jìn)區(qū)域內(nèi)的降水量增加，并對(duì)陸地水分循環(huán)產(chǎn)生影響，蒸騰作用在蒸發(fā)水分的同時(shí)，吸收熱量，降低夏季環(huán)境溫度，改善小氣候．

McPherson和Nowak等[16-17]研究了植被改善氣候，從而降低制冷和供熱方面的需求并帶來能源節(jié)約效益，通過建立包括建筑物、氣候條件和樹蔭陰影在內(nèi)的計(jì)算機(jī)模型用來模擬建筑物能源節(jié)約，研究結(jié)果表明樹冠面積增加一個(gè)百分比夏季最高氣溫將減少0.1 ℃，據(jù)此可以換算成制冷所消耗的能量．鮑淳松等[18]分春、夏、秋、冬四季對(duì)杭州園林進(jìn)行觀測(cè)，研究綠地對(duì)溫度和相對(duì)濕度的影響，結(jié)果表明：經(jīng)過園林綠化后,氣溫能降低0.7 ℃，最高可降2.3 ℃，相對(duì)濕度提高4%，最高可達(dá)15%，冬季陰雨天氣時(shí)沒有降溫作用．綠地的降溫效益還可以通過測(cè)定植物葉片的蒸騰量來計(jì)算[19]．

1.3 凈化空氣方面的效益

植物葉片表面因?yàn)榇植诓黄?，多絨毛，有油脂和粘性物質(zhì)，能吸附、滯留和粘著一部分粉塵，從而使空氣含塵量減少．同時(shí)部分植物還具有吸收二氧化硫等大氣污染物的功能．

李嘉樂等[10]對(duì)北京市綠地凈化空氣效應(yīng)進(jìn)行了研究，在對(duì)污染源附近的綠地、居民區(qū)、工業(yè)區(qū)及空曠地的大氣二氧化硫濃度含量進(jìn)行對(duì)比后，計(jì)算出污染源附近的植被對(duì)二氧化硫的凈化能力．Scott，McPherson等[16,20]研究了樹冠對(duì)污染物的去除，用污染物的沉積速度來表述被去除的污染物，并通過風(fēng)速和葉面積來估算污染物的沉積速度．同時(shí)植被改善小氣候帶來的能耗降低也會(huì)促使污染物排放減少，但這并不是主要原因．

1.4 固碳增氧效益

二氧化碳被認(rèn)為是引起溫室效應(yīng)的主要原因，而氧氣是維持有氧呼吸新陳代謝必不可少的要素，植物吸收二氧化碳釋放氧氣，可以維持地球碳氧平衡，植物的這一作用對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)來說是不可缺少的．

Pillsbury等[21]通過砍伐標(biāo)準(zhǔn)木所得到的生物量、樹高、胸徑等數(shù)據(jù)建立相關(guān)關(guān)系得到生物量方程，并以此來計(jì)算植被固碳效益．李熙波等[22]使用紅外二氧化碳分析儀同步觀測(cè)了3種天氣(晴天、多云、陰天)條件下福州市江濱公園馬尼拉草坪生態(tài)系統(tǒng)CO2凈交換量的白晝動(dòng)態(tài)變化，通過CO2交換量來衡量馬尼拉草坪生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力．陳芳等[23]使用TPS-1型便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)測(cè)定城市工業(yè)區(qū)綠地凈光合速率，通過光合速率計(jì)算葉片固碳量，并根據(jù)測(cè)定所得的葉面積指數(shù)計(jì)算綠地的總固碳量，在得到固碳量的前提下，可以通過光合方程計(jì)算出植物的產(chǎn)氧量．砍伐標(biāo)準(zhǔn)木計(jì)算生物量的方法準(zhǔn)確性較高，但是會(huì)對(duì)植被造成一定的破壞，并且工作量大，操作難度較高，相比較而言，通過測(cè)定光合間接計(jì)算植被固碳的方法具有較大的可行性．

1.5 美學(xué)及其他效益

城市植被許多效益很難被轉(zhuǎn)換成經(jīng)濟(jì)方式，如植物對(duì)人體的生理作用．根據(jù)研究報(bào)告，綠色植被能讓人放松，身心愉悅，當(dāng)人們?cè)诰G色的環(huán)境中待上3 min，肌肉拉力就會(huì)放松，脈搏變慢，心情變得愉快[24]；綠色植被還有助于恢復(fù)健康，尤其在做過外科手術(shù)的病人，在綠色的環(huán)境中能康復(fù)得較快[25]；綠色植被還具有遮陽、休憩、美學(xué)、提供動(dòng)物棲息地、保護(hù)生物多樣性等很多效益，這些效益很難計(jì)算價(jià)值．但是其中某些效益的價(jià)值可以從樹木性能相關(guān)的出售價(jià)格獲得．Anderson和Cordell[26]發(fā)現(xiàn)每棵大樹在房產(chǎn)出售時(shí)，可以增加房產(chǎn)價(jià)格336美元(1998年為適應(yīng)消費(fèi)指數(shù)修改后為508美元)．Hammer及Schroede等[27-28]通過研究公園對(duì)房地產(chǎn)的影響，來計(jì)算城市植被的觀賞等其他效益．郭中偉[29]提出生物多樣性經(jīng)濟(jì)價(jià)值的基本評(píng)價(jià)方法包括3種類型：一種是基于個(gè)人支付意愿(WTP)的直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估方法；再一種是利用實(shí)際或替代市場(chǎng)的間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估方法；第3種是針對(duì)生物多樣性價(jià)值在空間上流動(dòng)的現(xiàn)象，基于定量分析的過程—效益評(píng)價(jià)法．余新曉等[30]根據(jù)《中國生物多樣性國情研究報(bào)告》設(shè)定全民每人每年愿意捐贈(zèng)生物多樣性保護(hù)金額為10元，并通過森林所在區(qū)域人口數(shù)量以及我國一級(jí)保護(hù)動(dòng)物中生境為森林生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)物種所占比例估算出森林生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性效益．靳芳等[31]主要根據(jù)風(fēng)景區(qū)和自然保護(hù)區(qū)的全年旅游收入對(duì)森林提供的休閑旅游效益進(jìn)行評(píng)價(jià)．

2 手段和方法

從目前城市綠地生態(tài)效益研究方法來說，主要是通過植被生態(tài)功能的再生產(chǎn)費(fèi)用以及植被帶來的效益等途徑進(jìn)行評(píng)估．中國采用的主要方法有費(fèi)用支出法、機(jī)會(huì)成本法、影子價(jià)格法、旅行費(fèi)用法、模擬市場(chǎng)法、效益替代法以及能值分析法等．國外一直試圖找出能反映客觀價(jià)值的公認(rèn)方法，并建立全面的評(píng)價(jià)方法和公式，如美國的CTLA法(Councial of Tree and Landscape Appraisers)，英國的AVTW法(Amenity Valuation of Trees and Woodlands),澳大利亞的Burnley法，新西蘭的STEM法(Standard Tree Evaluation Method),西班牙的Norman Granda方法等[32]．由于生態(tài)效益具有多樣性，所以有關(guān)生態(tài)效益的評(píng)價(jià)體系也沒有統(tǒng)一．生態(tài)效益評(píng)價(jià)及指標(biāo)體系建立的方法一般是分析數(shù)據(jù)，計(jì)算生態(tài)效益價(jià)值，建立三層次的指標(biāo)體系，根據(jù)層次分析法建立判斷矩陣，計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重，最終計(jì)算出生態(tài)效益總價(jià)值．

從研究手段來說，作為信息化和數(shù)字化的重要手段，遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、地理定位(GPS)技術(shù)發(fā)展迅速，成為目前應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)．利用RS和GIS可以實(shí)現(xiàn)城市綠地資料的收集與數(shù)據(jù)共享，進(jìn)行空間分析、信息提取、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)和管理．況平[33]在國內(nèi)首次使用GIS技術(shù)對(duì)園林綠地系統(tǒng)規(guī)劃的適宜度進(jìn)行評(píng)價(jià)，此后另一部分學(xué)者開始利用3S技術(shù)對(duì)城市森林等方面的生態(tài)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)[34-35]．雖然3S技術(shù)對(duì)林相相對(duì)一致的綠地進(jìn)行估計(jì)準(zhǔn)確度較高，但是由于對(duì)植被片層結(jié)構(gòu)和植物物種的辨析上存在一定難度，所以無法用其對(duì)城市綠地的綠量進(jìn)行估計(jì)[36]．

3 城市綠地生態(tài)效益評(píng)價(jià)研究展望

3．1 完善城市綠地生態(tài)效益評(píng)價(jià)方法并建立生態(tài)效益評(píng)價(jià)體系

由于城市綠地生態(tài)效益之間有交互和疊加，而一般評(píng)價(jià)生態(tài)效益，往往是對(duì)單個(gè)生態(tài)效益進(jìn)行分析，沒有考慮不同生態(tài)效益之間的關(guān)系和影響，而且這些評(píng)價(jià)方法得出的一般都是估算值，這些都給生態(tài)效益評(píng)價(jià)帶來了難度．國內(nèi)上海、廈門等城市正著手進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建，但目前指標(biāo)體系依然不成熟[32]．因此完善城市綠地生態(tài)效益評(píng)價(jià)方法并建立生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系仍是未來的研究重點(diǎn)．

3．2 城市植被生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制建立

“補(bǔ)償多少”的問題是從生態(tài)補(bǔ)償出現(xiàn)至今還在廣泛討論的問題，也是建立生態(tài)補(bǔ)償體制必須解決的問題，這不僅涉及到支付者雙方意愿[37]，主要還要涉及作為補(bǔ)償?shù)纳鷳B(tài)價(jià)值應(yīng)如何計(jì)算的問題．建立完善的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，一方面可以促進(jìn)企業(yè)加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，另一方面可以為發(fā)展和保護(hù)城市生態(tài)系統(tǒng)提供充足的資金．中國應(yīng)參照國外經(jīng)驗(yàn)結(jié)合中國國情建立適合我國城市綠地發(fā)展特色的補(bǔ)償機(jī)制．

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