張文文 孫寧驍 韓玉潔

摘要：文章基于森林生態(tài)系統(tǒng)連續(xù)觀測(cè)與清查體系，依據(jù)中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》（LY/T 1721-2008），結(jié)合2015年上海市森林資源監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)，采用分布式測(cè)算方法對(duì)上海城市森林生態(tài)系統(tǒng)凈化大氣環(huán)境功能進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果表明：2015年上海城市森林生態(tài)系統(tǒng)提供負(fù)離子4.14×l024個(gè)；吸收S07 931. 25萬(wàn)kg，吸收氟化物85. 69萬(wàn)kg，吸收氮氧化物64. 78萬(wàn)kg；滯納TSP6600. 39t，PM10 1016. 7t，PM2.5 252. 13t。全市凈化大氣環(huán)境功能價(jià)值為26.2億元，貢獻(xiàn)最多的3種優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）為樟木林、硬闊類(lèi)和灌木林，分別占25.95%，14.7%，13.34%，相對(duì)應(yīng)的森林面積占全市森林資源總面積的24.94%，16.04%，11.76%。

關(guān)鍵詞：城市森林，森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估，凈化大氣環(huán)境，上海

快速的城市化對(duì)自然環(huán)境造成了巨大壓力，同時(shí)也帶來(lái)諸多生態(tài)問(wèn)題[1-2]。城市森林不僅為居民提供相對(duì)潔凈、優(yōu)美的休閑游憩空間，而且在削減城市顆粒物、治污減霾等方面也發(fā)揮著獨(dú)特的生態(tài)功能[3-7]。如何量化城市森林生態(tài)系統(tǒng)為居民帶來(lái)的實(shí)際利益，充分發(fā)揮城市森林殺菌滯塵、釋放負(fù)離子等作用，是城市林業(yè)建設(shè)中亟需解答的問(wèn)題。目前，針對(duì)上海的森林凈化大氣環(huán)境功能還沒(méi)有全面科學(xué)的評(píng)估。為此，探討上海不同區(qū)縣、不同樹(shù)種凈化大氣環(huán)境功能的差異，科學(xué)量化評(píng)估上海城市森林生態(tài)系統(tǒng)凈化大氣環(huán)境功能，對(duì)提高人們環(huán)保意識(shí)，科學(xué)指導(dǎo)造林規(guī)劃，改善城市大氣環(huán)境質(zhì)量，推進(jìn)上海城市生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

上海地處長(zhǎng)江人?？?，市域面積6 340.5 km2。氣候?yàn)楸眮啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，日照充足，雨量充沛。年均溫15.8℃，年降雨量1100mm。土壤屬于濱海鹽堿性土壤。

上海地帶性植被為含有落葉成分的常綠闊葉林[8].目前全市森林資源基本為人工林，天然次生林僅存于大小金山島和佘山地區(qū)。根據(jù)上海市2015年森林資源監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)，截至2015年底，全市森林面積95283.65hm2.森林覆蓋率達(dá)15.03%。上海城市森林群落中常見(jiàn)喬木約68種，主要有樟木（Cin，n，amomum camphora）、女貞（Li-gustrum lucidum）、意楊（Populus×canadensis），銀杏（Cinkgo biloba）、水杉（Metasequoia glyp-tostroboides）、池杉（Taxodium distichum var.im一bricatum）等。上海的優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）按面積由大到小依次是樟木林、硬闊類(lèi)、闊葉混交林、灌木林、果樹(shù)類(lèi)、軟闊類(lèi)、水杉、針闊混交林、杉類(lèi)、竹林、松類(lèi)、針葉混交林。樟木面積所占比例為24.94%.蓄積占比達(dá)40.29%：水杉面積所占比例為5.13%.蓄積占比13.41%。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

1）上海城市森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站及國(guó)家林業(yè)局森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)積累的長(zhǎng)期定位連續(xù)觀測(cè)研究數(shù)據(jù)集：2）2015年上海市林業(yè)局森林資源監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)：3）國(guó)家權(quán)威部門(mén)及上海市公布的社會(huì)公共數(shù)據(jù)。

2.2 分布式測(cè)算方法

首先，根據(jù)上海市森林資源監(jiān)測(cè)成果，將上海市按行政區(qū)劃分為10個(gè)一級(jí)測(cè)算單元：其次，每個(gè)一級(jí)測(cè)算單元再按不同優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）劃分為12個(gè)二級(jí)測(cè)算單元；第三，每個(gè)二級(jí)測(cè)算單元按不同起源劃分為2個(gè)三級(jí)測(cè)算單元；第四，每個(gè)三級(jí)測(cè)算單元按林齡組劃分為5個(gè)四級(jí)測(cè)算單元。最后，集合不同立地條件的對(duì)比觀測(cè)，確定1200個(gè)相對(duì)均質(zhì)化的生態(tài)服務(wù)功能評(píng)估單元[9]（圖1）。

2.3 評(píng)估指標(biāo)體系

依據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》（LY/T1721-2008），本評(píng)估規(guī)范選取了提供負(fù)離子、吸收污染物（S02、氟化物和氮氧化物）、滯塵（滯納TSP、PM10和PM2.5）7個(gè)指標(biāo)反映上海市森林生態(tài)系統(tǒng)凈化大氣環(huán)境能力。由于降低噪音指標(biāo)計(jì)算方法尚不成熟，所以在本研究中不涉及：采用面積一吸收能力法評(píng)估森林吸收污染物的價(jià)值；鑒于近年來(lái)人們對(duì)PM10和PM2.5的關(guān)注，本研究在評(píng)估總滯塵量（TSP）及其價(jià)值的基礎(chǔ)上，將PM10和PM2.5從TSP中分離出來(lái)進(jìn)行單獨(dú)的物質(zhì)量和價(jià)值量評(píng)估[10]。

3 結(jié)果與分析

3.1 上海不同優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）凈化大氣環(huán)境功能物質(zhì)量

2015年上海城市森林生態(tài)系統(tǒng)滯納TSP6600.39 t.滯納PM10 1016.7t，滯納PM2.5252.13 t（表1）。滯納TSP最多的3種優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）是樟木林、硬闊類(lèi)和灌木林，分別占全市森林滯納TSP總量的27.24%.13.56%.13.51%：最少的為杉類(lèi)、松類(lèi)和針葉混交林，僅占2.6%，1.97%，0.13%。上海全市森林年提供負(fù)離子為（4.14×l024）個(gè)，年吸收SO，931.25萬(wàn)kg，吸收氟化物85.69萬(wàn)kg，吸收氮氧化物64.78萬(wàn)kg。氣體污染物吸收量最多的3種優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）為樟木林、硬闊類(lèi)和闊葉混交林，分別占全市吸收污染物總量的26.02%.16.73%.13.43%。

各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）每公頃空氣顆粒物（TSP，PM10，PM2.5）滯納量差異較大。其中，松類(lèi)對(duì)TSP、PM10，PM2.5的滯納量均為最大，分別是軟闊類(lèi)的1.90，1.74、1.62倍，吸滯顆粒物的能力大體表現(xiàn)為針葉樹(shù)種大于闊葉樹(shù)種（表2）。提供負(fù)離子最多的優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）為水杉林和針葉混交林，分別為（8. 45×l0 19）個(gè)/hm2、 （6.97×10 19）個(gè)/hm2.最少的優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）為灌木林和果樹(shù)類(lèi)，分別為（0. 86×l0 19）個(gè)/hm2，（0. 67×10 19）個(gè)/hm2。這表明水杉林和針葉混交林等針葉樹(shù)種提供負(fù)離子的能力較強(qiáng)。

3.2 上海各區(qū)縣森林凈化大氣環(huán)境功能物質(zhì)量

年提供負(fù)離子量最多的區(qū)縣為崇明縣和浦東新區(qū)，分別占全市提供負(fù)離子量的24. 37%.17.23%（表3）。年滯納TSP最多的區(qū)縣為浦東新區(qū)和崇明縣，分別占全市滯塵總量的20.76%和表3上海各區(qū)縣森林凈化大氣環(huán)境功能物質(zhì)量18..12%。年吸收污染物最多的區(qū)縣為崇明縣和浦東新區(qū)，分別占25.20%和17.89%。由此可見(jiàn)，崇明縣和浦東新區(qū)在上海城市森林凈化大氣環(huán)境方面的貢獻(xiàn)較大。

3.3 上海不同優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）凈化大氣環(huán)境功能價(jià)值量

2015年全市凈化大氣環(huán)境功能總價(jià)值為26.2億元（圖2）。最高的3種優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）為樟木林、硬闊類(lèi)和灌木林，分別占總價(jià)值的25. 95%.14.70%.13.34%.最低的為杉類(lèi)、松類(lèi)和針葉混交林，分別占2.5%，1.9%.0.14%。

3.4 上海各區(qū)縣森林凈化大氣環(huán)境功能價(jià)值量

凈化大氣環(huán)境功能價(jià)值量最高的3個(gè)區(qū)縣為浦東新區(qū)、崇明縣和松江區(qū)，占全市凈化大氣環(huán)境總價(jià)值量的51.46%：最低的3個(gè)區(qū)為寶山區(qū)、中心城區(qū)和金山區(qū)，占17.07%（圖3）。寶山區(qū)和中心城區(qū)人口較密集，金山區(qū)工業(yè)較集中，未來(lái)還應(yīng)加快這3個(gè)區(qū)的林業(yè)發(fā)展，為城市居民和上海的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造更多的生態(tài)福祉。

4 結(jié)論與討論

1）根據(jù)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》（LY/T 1721-2008）.通過(guò)構(gòu)建上海市森林生態(tài)清查體系，采用分布式測(cè)算方法，對(duì)上海市森林生態(tài)系統(tǒng)不同區(qū)縣、不同優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）進(jìn)行凈化大氣環(huán)境功能評(píng)估。評(píng)估結(jié)果表明.2015年上海市森林生態(tài)系統(tǒng)提供負(fù)離子（4.14x l024）個(gè)；吸收SO，931. 25萬(wàn)kg，吸收氟化物85. 69萬(wàn)kg，吸收氮氧化物64. 78萬(wàn)kg；滯納TSP 6 600. 39t，PMio1016.7t，PM2.5；252.13t；全市凈化大氣環(huán)境功能價(jià)值為26.2億元，崇明縣和浦東新區(qū)貢獻(xiàn)最多，寶山區(qū)、金山區(qū)和中心城區(qū)貢獻(xiàn)較少。

2）上海12種優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）中，樟木林和硬闊類(lèi)在提供負(fù)離子、吸收污染物、滯納TSP等凈化大氣環(huán)境功能物質(zhì)量方面居于前2位；而松類(lèi)和針葉混交林較低，處于最后2位，這主要與各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）的面積有關(guān)。從2015年上海市森林資源監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)中可以看出，樟木林和硬闊類(lèi)的面積占全市總面積的40.98%.蓄積量占51.87%：松類(lèi)和杉類(lèi)的面積僅占1.38%.蓄積量?jī)H占1.29%。樟木林和硬闊類(lèi)是上海主要優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）.大面積樟木林和硬闊類(lèi)的種植，使其凈化大氣環(huán)境功能物質(zhì)量十分突出。以上情況與薛沛沛等[11]和從日征等[12]研究類(lèi)似，林分面積和優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）種類(lèi)是影響森林生態(tài)服務(wù)功能物質(zhì)量變化的主導(dǎo)因素。

3）本研究還表明，針葉樹(shù)種滯納顆粒物的物質(zhì)量大體多于闊葉樹(shù)種，松類(lèi)滯納TSP的能力最強(qiáng)，水杉林和針葉混交林提供的負(fù)離子量較多，這說(shuō)明針葉樹(shù)種凈化大氣環(huán)境的能力相對(duì)較強(qiáng)。不同樹(shù)種的葉片特性和結(jié)構(gòu)不同，其滯塵能力也存在差異，針葉樹(shù)種滯塵能力要高于闊葉樹(shù)種：葉片表面結(jié)構(gòu)對(duì)樹(shù)種滯塵能力的影響非常顯著[12]。本研究中，每公頃滯納TSP、PM.。和PM2.5最高的為松類(lèi)，松類(lèi)葉表面粗糙，葉片比表面積較大，使其吸滯TSP、PM10和PM2.5的能力較強(qiáng)。針葉樹(shù)種有較小的葉子和比較復(fù)雜的直徑，且葉面積指數(shù)較大，可以更有效地去除空氣顆粒物，因此針葉樹(shù)種吸附顆粒物的能力大于闊葉樹(shù)種[14-17]，

4）崇明縣和浦東新區(qū)由于森林面積大（分別占全市的27.67%，17.91%）、蓄積量大（分別占全市22.52%.17.22%）.且擁有全市29.71%的樟木林、47.91%的硬闊類(lèi)，使其在凈化大氣環(huán)境功能的物質(zhì)量和價(jià)值量?jī)煞矫尕暙I(xiàn)都較大，而人口十分密集的寶山區(qū)（森林面積占全市4.92%）和中心城區(qū)（3.82%）、化工產(chǎn)業(yè)集中的金山區(qū)（7%）表現(xiàn)出的功能較低。所以在未來(lái)的綠化造林工作中，應(yīng)考慮不同優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）的主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能，因地制宜選育和營(yíng)造適宜樹(shù)種，合理配植松類(lèi)、杉類(lèi)等滯塵能力強(qiáng)、吸收污染物、提供負(fù)離子能力高的針葉樹(shù)種（特別是在人口密集，大氣污染較嚴(yán)重，居民對(duì)公園綠地需求強(qiáng)烈的中心城區(qū)）.調(diào)整優(yōu)化森林結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)林業(yè)管理，進(jìn)一步增強(qiáng)城市森林對(duì)大氣環(huán)境的凈化能力。

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