|
贊助商鏈接 |
2014年IPCC報告指出，氣候變暖是全球氣候變化的主要特征，引起海平面上升、極端災(zāi)害性氣候頻發(fā)、生物多樣性減少等一系列問題，已經(jīng)并將持續(xù)對自然和人類系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響，并將城市列入了氣候變化風(fēng)險的主要區(qū)域。一系列與氣候變化相關(guān)的風(fēng)險因子，如臺風(fēng)、風(fēng)暴潮、高溫?zé)崂�、極端降水、內(nèi)陸和沿海洪水、干旱等對城市已經(jīng)并將繼續(xù)構(gòu)成嚴(yán)重風(fēng)險，許多風(fēng)險因子發(fā)生的強(qiáng)度和頻率呈現(xiàn)增加的趨勢。而最近提出的適應(yīng)氣候變化的城市規(guī)劃理論指出，綠色基礎(chǔ)設(shè)施同城市道路、給排水等基礎(chǔ)設(shè)施一樣，對適應(yīng)氣候變化至關(guān)重要。
減緩全球氣候變暖途徑有：通過降低能源消耗來減少向大氣排放溫室氣體，提高從大氣中吸收和除去溫室氣體的能力。綠色植物兼有這兩方面的功能，森林則是綠色植物中功能最強(qiáng)者，而城市森林的作用不容忽視。城市森林不僅對改善城市生態(tài)環(huán)境、增進(jìn)居民身心健康、提高城市經(jīng)濟(jì)活力起關(guān)鍵作用，在緩和溫室效應(yīng)、減緩氣候變暖方面也有重要作用。據(jù)Nowak估算:美國的城市森林(市區(qū)范圍)吸收C02的量相當(dāng)于全國森林的8%，因此必須構(gòu)建和維護(hù)一個結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、健康生長的城市森林生態(tài)系統(tǒng)，其基礎(chǔ)是樹木正常生長、保持健康、延長壽命、增強(qiáng)功能。
氣候變暖對城市森林的影響
氣候變暖將影響地球上幾乎所有物種的時空動態(tài)、種間關(guān)系及其對環(huán)境的適應(yīng)能力。對城市森林樹木的影響極為明顯，主要包括：樹種分布發(fā)生變化，樹木生長（物候）受到影響，樹木生長減緩，壽命變短、而管護(hù)更新的投入增加，影響以樹木為寄主的病蟲害種群動態(tài)及其危害能力，災(zāi)害性氣象導(dǎo)致對樹木的損傷，一些樹種會失去原有的生長環(huán)境而最終消失。具體表現(xiàn)為：
城市植物區(qū)系變化加速。相對于自然環(huán)境，城市植物區(qū)系的變化更快，這是自然因素和人為活動疊加的結(jié)果，主要是引種導(dǎo)致的外來樹種增加迅速。據(jù)北京市2003年統(tǒng)計，6～8年引種植物128種，1990年約有園林植物359種，到2009年增至615種；傳統(tǒng)應(yīng)用的竹類只有2種，現(xiàn)在增至50余種。氣候暖會導(dǎo)致管理者對極端低溫失去警惕，忽略可能出現(xiàn)新的環(huán)境脅迫問題，從而非理性地擴(kuò)大樹種選擇范圍，不斷擴(kuò)大的引種導(dǎo)致城市外來植物增多。
城市樹木光合作用下降、生長量降低。主要是氣溫升高本身造成的影響，而病蟲害是部分原因，可導(dǎo)致成年樹木吸收CO2量減少12%左右，可能會過高評價城市樹木吸收CO2的功能。
影響樹木的物候。氣候變暖樹木展葉和開花提前、生長期延長。據(jù)阿諾德樹木園的研究，1980—2002年樹木開花時間較1900—1920年早了8 d。徐文鐸預(yù)測，平均氣溫上升1 ℃，沈陽城市樹木開花提前5 d。據(jù)作者觀察，從20世紀(jì)的60年代至今，合肥市中心紫荊開花至少提前了10 d，懸鈴木落葉推遲了15 d。
現(xiàn)在的城市樹種不能適應(yīng)未來氣候條件。 Mcbride根據(jù)氣候模型預(yù)測，在加州中部城市，至2100年現(xiàn)在常用樹種的90%將不再適應(yīng)。
我國城市森林樹種的基本情況
目前我國城市森林樹種的豐富度總體上來說還是比較高的，在引種馴化、選種育苗方面都取得了很大成就，各城市都可列出一個長長的樹種名單。但有幾個問題需要注意：
城市樹木種群結(jié)構(gòu)不夠合理。在多數(shù)城市中，僅少數(shù)幾個樹種成為城市森林的主體，如北京，國槐、銀杏、毛白楊、加楊、小葉楊、旱柳、垂柳、刺槐等占了落葉喬木總量的53％；合肥市中心，女貞、香樟、紅葉李、廣玉蘭、二球懸鈴木、國槐等10種闊葉樹，占了整個闊葉樹木的819%。
城市森林樹種的趨同性明顯。有人評說我國的城市 “千城一面”，這不僅表現(xiàn)在建筑，城市綠化也是如此，綠化模式雷同、樹種選擇相似。據(jù)史琰對我國21個城市的研究，在建成區(qū)中按重要值排在前三位的，香樟、大葉榕、小葉榕、懸鈴木、國槐、銀杏、榆樹、楓香、白蠟、加楊、水杉、側(cè)柏等17個優(yōu)勢樹種的數(shù)量，占全部樹木的30%～60%。
所謂“流行”。城市綠化常常會追逐 “流行”，譬如對色彩樹種、低緯度樹種的“情有獨(dú)鐘”，對棕櫚科樹種的追風(fēng)等等，導(dǎo)致過于依賴引種。結(jié)果是，許多傳統(tǒng)的優(yōu)良樹種卻不再應(yīng)用。20世紀(jì)50年代上海的傳統(tǒng)綠化樹種，如榧、刺楸、肥皂莢、上海黃檀等都已很少應(yīng)用，或已消失。
城市樹種更替較快。造成這個結(jié)果的原因很多，如城市改造、城市立地條件導(dǎo)致樹木死亡率高、選擇了不適合的樹種必須更新等等。因此，有的城市同一條街道的行道樹在幾年中竟發(fā)生多次變化。
苗木需求與供給側(cè)脫節(jié)。苗圃業(yè)者常常培育周期短、開發(fā)容易、流行的樹種，結(jié)果設(shè)計者希望選用的鄉(xiāng)土樹種、珍稀樹種常常無苗木來源。
城市樹種規(guī)劃、選擇研究的簡單回顧
我國城市樹種的選擇與規(guī)劃很早就為業(yè)界所重視，早在20世紀(jì)30年代，造園學(xué)家陳植在鎮(zhèn)江伯先公園計劃中（1931年）就列出了可種植的樹種名錄，毫不夸張地說這份名單還要優(yōu)于今天的許多樹種規(guī)劃。另外如范肖巖的造園法（1935年），莫朝豪之園林計劃(1937年)等都有樹種規(guī)劃。50年代，吳中倫先生最早提出園林樹種選擇和規(guī)劃問題，1979年 中國園藝學(xué)會開展城市園林樹種探討，建設(shè)部組織了“城市園林樹種調(diào)查、引種和選種”的研究； 80年代，吳中倫提出了“一個城市樹種規(guī)劃的宏觀方向及研究背景”；90年代陳有民主持完成“中國城市園林一樹種一區(qū)域規(guī)劃”，又在2006年完成了《中國園林綠化樹種區(qū)域規(guī)劃》；現(xiàn)在有許多學(xué)者將城市綠化樹種選擇提高到戰(zhàn)略問題對待，指出城市樹種選擇是影響整個城市設(shè)計的大問題。據(jù)文獻(xiàn)記載，至2013年全國至少有113個城市已完成樹種規(guī)劃研究，但作者檢索了近期發(fā)表關(guān)于樹種選擇的1 000余篇文章，只有2篇明確涉及考慮氣候變化的影響，可見對于氣候變化與樹種選擇的關(guān)系還沒有受到真正關(guān)注。
樹種選擇的思考
城市環(huán)境本來就有它的特殊性，其氣候、土壤、植被都不同于原生環(huán)境，還由于城市空間格局的人為性，導(dǎo)致立地復(fù)雜、生境多樣，城市樹木更易受到各種環(huán)境脅迫和人為活動的影響，因此城市森林構(gòu)建時的樹種選擇、配植以及后續(xù)管理和養(yǎng)護(hù)，一直是城市林業(yè)的主要內(nèi)容之一。
樹種選擇首先考慮立地因子，包括環(huán)境因素和種植限制因素，也必須分析能否適應(yīng)今后有變化的環(huán)境；另外還有經(jīng)濟(jì)和社會服務(wù)及功能方面的考量。在城市樹種選擇上有幾個問題需要我們思考。
樹種規(guī)劃與樹種選擇。一般情況下樹種規(guī)劃是較大尺度范圍的，如一個城市、一個公園、一個小區(qū)，都可有樹種規(guī)劃，但這只是提供了在相應(yīng)尺度下可供選擇的樹種名單，并不等于這些樹種都能適應(yīng)某一個具體的立地環(huán)境。而選擇樹種即是針對具體立地而言的小尺度活動，必須考慮立地環(huán)境、適應(yīng)性，空間、景觀和功能要求等等因素。目前，我們更多關(guān)注樹木本身特點(diǎn)，而對與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性或適應(yīng)性缺乏研究，特別是對于樹木生長動態(tài)與生長空間，及相伴植物的競爭關(guān)系較少考慮。當(dāng)然，樹種選擇首先必須遵循“適地適樹”原則，然而“地”和“樹” 之間的平衡是相對的、動態(tài)的，應(yīng)貫穿于樹木整個生長過程。在城市綠化中還有一種說法叫“改地適樹”，那是需要采用各種措施使樹木生長與立地環(huán)境達(dá)到平衡，其作用是不應(yīng)被過度夸大的。
基調(diào)樹種和樹種豐富度及優(yōu)勢度。按現(xiàn)在的城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃要求，樹種規(guī)劃一般提出基調(diào)樹種4~6種、骨干樹種20余種、其他一般樹種。這個規(guī)劃模式對城市樹種選擇的影響極大。筆者一直在思考何謂“基調(diào)樹種”、是否有必要提“基調(diào)樹種”,拿景觀生態(tài)學(xué)來理解，基調(diào)應(yīng)是基質(zhì)、背景，是面積占50%以上的主體部分。如是，即使一個城市的綠化樹種有幾百種，樹種的豐富度是提高了，但實(shí)際種植的主要是“基調(diào)樹種”或“骨干樹種”，反復(fù)種植少數(shù)幾個樹種，樹種均勻度就低了。這不是真正意義上的生物多樣性，顯然是不符合現(xiàn)在大力提倡的生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略。
鄉(xiāng)土樹種和外來樹種。鄉(xiāng)土樹種最適合當(dāng)?shù)貧夂蛲寥拉h(huán)境，因此我們強(qiáng)調(diào)應(yīng)多用鄉(xiāng)土樹種。但國內(nèi)外的研究都表明，外來物種比重高是城市植物區(qū)系的一個主要特點(diǎn)，我國的大部分城市也如此。這是因?yàn)�，一方面我們�(yōu)榱颂岣咝Ч嘁蕾囈N；而另一方面，客觀地講對于城市中的有些立地環(huán)境來說，外來樹種比鄉(xiāng)土樹種更適應(yīng),選擇外來植物也是“適地適樹”的結(jié)果，而在氣候變暖的情況下選擇外來樹種的機(jī)會還會增加。因此，在我們強(qiáng)調(diào)選擇鄉(xiāng)土樹種的時候，又不能一味的排斥外來樹種，必須掌握適度的比例，而在構(gòu)建更接近自然的群落時應(yīng)首先選擇鄉(xiāng)土樹種。
另外，關(guān)于鄉(xiāng)土樹種的界定，不應(yīng)只局限于本地(行政區(qū)劃范圍)，可理解為同一個植被帶、或亞帶的數(shù)值，以擴(kuò)大選擇的范圍。
理性對待彩葉樹種。最近十幾年興起一股彩葉樹種的熱潮，在植物配置、景觀設(shè)計、風(fēng)景林改造等等項(xiàng)目中，都把增加色彩作為主要內(nèi)容。其實(shí)，幾乎所有的樹種在不同季節(jié)都會有一定的色彩變化，真正常彩的樹種并不多，而且與氣候、土壤條件有關(guān)。色彩樹種的應(yīng)用也需考慮適度，更要打破單一的應(yīng)用模式,注意色彩的配置、以點(diǎn)景為主不宜過多。當(dāng)然最重要的是開發(fā)當(dāng)?shù)夭嗜~樹種，引種彩色樹種必須進(jìn)行栽培試驗(yàn)。
行道樹的單樹種栽植和多樹種栽植模式。城市行道樹栽植一直有單一樹種（Monoculture）和多樹種（Polyculture）2種模式,前者統(tǒng)一整齊、方便管護(hù)，后者從生物多樣性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定方面考慮，是20世紀(jì)30年在美國發(fā)生荷蘭榆樹病導(dǎo)致大量美國榆樹行道樹死亡后提出的�，F(xiàn)在，提出根據(jù)生物多樣性的原則規(guī)劃行道樹結(jié)構(gòu)，原則是不要過于依賴少數(shù)的幾個樹種，如美國Michigan州規(guī)定一條街的行道樹至少要分屬4個屬，2株同一樹種的樹木不應(yīng)相鄰種植，但這個標(biāo)準(zhǔn)比較高，在大多數(shù)城市難以實(shí)現(xiàn)。
環(huán)境脅迫加劇及災(zāi)害性天氣增加對樹木的影響。氣候變化表現(xiàn)為暖冬、夏季降雨減少但暴雨增加，炎熱天數(shù)增加，如上海在增溫的大背景下，成災(zāi)臺風(fēng)的生成頻數(shù)會繼續(xù)增加，這對行道樹影響最大，應(yīng)把耐熱、抗旱、抗風(fēng)、保持水土功能作為行道樹選擇的考慮因素，如樹木根系特點(diǎn)、固著性、抗風(fēng)害、受損后的更新及保持水土功能等。
基于樹種功能的選擇。據(jù)Nowak對美國10個城市的研究，城市森林樹木每年直接減少PM25的量達(dá)到475～645 t，而通過降溫減低能源消耗、減少大氣光化學(xué)反應(yīng)能間接減少大氣二次污染物。但此功能在不同樹種間有較大差異，取決于樹木體量、葉面積、葉面結(jié)構(gòu)等。而且有的樹種因釋放單萜、異戊二烯等生物揮發(fā)性有機(jī)化合物（BVOC），再與大氣中的其他污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成二次污染物成為PM25的源,這是樹種選擇必須慎重考慮的。
樹種選擇和群落配植。用于群落配置的樹種選擇，不能只考慮樹形搭配、色彩變化等景觀效果。不僅應(yīng)考慮組成種之間的生態(tài)位，即種間的生態(tài)關(guān)系和競爭，還需考慮今后群落結(jié)構(gòu)動態(tài)變化與樹木生長之間的關(guān)系，創(chuàng)造類似森林的生長環(huán)境，減少樹木養(yǎng)護(hù)及群落調(diào)控措施的使用，維持相對穩(wěn)定的群落結(jié)構(gòu)。
城市森林結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與樹種選擇。整個城市森林結(jié)構(gòu)是動態(tài)變化的過程，不同經(jīng)營方法、開發(fā)規(guī)劃、土地利用的變化、決策層的作用等都會引發(fā)城市森林結(jié)構(gòu)變化，而樹種結(jié)構(gòu)的合理與否也是影響城市森林結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的一個因素。在滿足上述樹種選擇要求外，還需得到社會公眾的認(rèn)同與支持，樹種組成應(yīng)能充分提供生物多樣性的支持。目前，美國城市林業(yè)采用一個公式《Diversification formula》來決定樹種的比例，屬于同一個科的樹木不宜超過10%，屬于同一個種的樹木不宜超過5%。
需要進(jìn)一步深入研究的問題
對城市森林樹種的科學(xué)認(rèn)識。 在森林經(jīng)營中，我們對主要造林樹種已有很多研究，可基于它們的生理生態(tài)、生長特性實(shí)施科學(xué)經(jīng)營。但城市森林樹種數(shù)量多、來源復(fù)雜，對于多數(shù)樹種依然停留在感性認(rèn)識的階段，因此應(yīng)加強(qiáng)對主要樹種的基礎(chǔ)研究。
預(yù)測未來至少50年城市樹木對氣候變暖導(dǎo)致干旱的反應(yīng)。 全球氣候變暖成為人類活動必須面對的問題，城市森林經(jīng)營也不例外，必須研究城市樹木對未來氣候變化的反應(yīng)，為應(yīng)對未來變化選擇樹種提供科學(xué)依據(jù)。
通過科學(xué)研究，提出一個具有前瞻性的城市樹種名單。 植物園應(yīng)成為研究主力，如芝加哥植物園的研究結(jié)果，將銀杏列為最適應(yīng)未來城市環(huán)境的樹種，其次有美國榆樹的2個品種及美洲椴、美洲黃櫨、香槐、鵝掌楸、七葉樹、美國紫樹等，而適合作為行道樹的有櫸樹、水杉、落羽杉、樸樹、國槐、美國皂莢、黃金樹，其中有產(chǎn)于我國的幾個樹種。美國DNowak等開發(fā)的I-Tree Tools，建立基于1 585個樹種的數(shù)據(jù)庫，該工具結(jié)合城市氣候變化模型，可作為應(yīng)對氣候變化的樹種選擇工具
將氣候變暖的科學(xué)預(yù)測和城市森林研究相結(jié)合。 我們依然缺乏氣候變化對城市樹木影響的知識，在樹種選擇時缺乏對氣候變化的考慮。因此，不僅在樹種選擇方面，在城市森林宏觀布局、城市森林評價、管護(hù)等方面都必須與氣候變化的影響相結(jié)合開展研究。
科學(xué)評測和研究城市森林的功能。城市森林功能與樹種組成、樹木生長情況、葉面積量、分布格局等以及必要的管護(hù)等多種因素有關(guān)，需要綜合分析、客觀評價。如上所述，有的樹種揮發(fā)有機(jī)揮發(fā)物而成為污染源，選擇需要加大養(yǎng)護(hù)的樹種會增加能源消耗，反而可能成為碳源。
樹種選擇模式
鑒于上述分析，作者提出了城市樹種的選擇模式，納入氣候變化的影響、并作為一個重要的因素。為構(gòu)建健康、穩(wěn)定、高功能的城市森林生態(tài)系統(tǒng)，在樹種規(guī)劃和選擇上，要協(xié)調(diào)設(shè)計者、種植者、使用者、供給者的意見。
作者簡介：吳澤民（1944-），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)槌鞘辛謽I(yè)，E-mail：zeminwu2@qq.com
添加到百度搜藏
