文章信息
- 达良俊, 杨同辉, 宋永昌.
- Da Liangjun, Yang Tonghui, Song Yongchang.
- 上海城市生态分区与城市森林布局研究
- Study on the Urban Ecological Regionalization and Forest Distribution in Shanghai, China
- 林业科学, 2004, 40(4): 84-88.
- Scientia Silvae Sinicae, 2004, 40(4): 84-88.
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文章历史
- 收稿日期:2003-06-26
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随着我国城市化进程的加快,城市数量不断增加、城市规模迅速扩大,城市所向临的环境问题日益突出,作为城市建设重要组成部分的城市森林建设,则是改善城市生态环境的主要途径。森林具有多种生态功能,发挥森林在改善城市生态环境方面的重要作用已经成为现代都市建设的重要内容(丛日春等,1997;桂来庭,1995;王木林,1998;张庆费等,1999)。
近年来,上海在城市生态环境建设方面投入了大量的人力和物力,环境质量有了明显改善。但城市森林资源总量不足,2002年森林覆盖率为11.4%,约为全球平均水平的三分之一,且结构布局不尽合理。与现代化国际大都市相比,上海综合竞争力六大指标中最低的就是城市的生态环境,严重制约了城市综合竞争力的全面提升,成为上海城市发展的瓶颈。
因此进行城市森林建设,对于改善上海城市环境,实现城市环境与发展的统一,提高城市的综合竞争力具有重大意义。现代城市森林建设是上海建设国际大都市,改善其生态环境和促进城市可持续发展的迫切需要。城市森林是指市域范围内以改善生态环境、实现人和自然协调、满足社会发展需要,以树木为主的人工的或自然的生态系统,其主体应是近自然的森林生态系统。按起源和发生可将城市森林划分为自然林、半自然林和人工林三大类,进而按功能划分为环境保护林、景观游憩林、经济生产林和特种用途林四大类(宋永昌等,2002)。
上海城市森林建设面临一个较为实际的问题,即城市森林建设的切入点:在城市的哪些地方建设森林,建设怎样的城市森林,怎样建设城市森林。针对这些问题,在对上海生态环境背景分析中,综合自然条件、土地利用状况、工业布局以及大气污染、水污染、土壤污染等环境要素,确立了上海城市森林建设的依据和目标,并在此基础上提出相应的布局建议。
1 综合自然区划与城市森林建设目标林型的确定 1.1 上海综合自然区划上海市位于长江三角洲东缘部位,属北亚热带季风气候类型。根据三角洲发展过程和自然地理的分异规律,并按照自然、农、林业经济条件的相对一致性与差异性,全市可划分为3个自然区和13个下级单位的自然片(上海市农业区划办公室等,1988;王云等,1992)(图 1)。
属太湖碟形洼地的东延,地面高程均在3.5 m以下,是全市低洼地最集中地区,以沼泽土起源的潜育、潴育型水稻土为主,区域内河湖水面多。在大陆西南部的松江、青浦、金山等区零星分布有海拔不到100 m的剥蚀残丘,其中较高的有佘山、天马山等,其土壤为残积弱富铝化母质所发育的黄棕壤。
1.1.2 碟缘高地区滨江靠海,地势比较高爽,地面高程一般在4~4.5 m,地下水埋深一般在1.0~1.2 m,以各种潴育、渗育型水稻土为主而在市区周边分布有大面积的菜园灰潮土,而位于上海西南杭州湾的金山岛是上海的最高点,海拔105.2 m,具有地带性特征的黄棕壤。
1.1.3 河口沙洲区属长江新三角洲部分,土地仍在向外扩延,地势较低,气候海洋性特征较强。崇明岛北部、东部分布着部分盐土和大量各种脱盐土,在岛中部和南部分布了大面积旱作灰潮土,在西部是大量的水稻土;长兴岛和横沙岛主要分布了水稻土,其中间部分属旱作灰潮土。
综合自然区划揭示了各区域能够支持植被成立及发展的潜能和限制条件,是帮助确定地区潜在自然植被类型以及设定城市森林建设“目标林型”的重要依据。
1.2 城市森林建设的目标林型在上海市域,气候条件可满足和支持常绿阔叶林的形成、更新和维持,因此从地带性气候顶级群落的角度来看,上海的城市森林建设应定位于以常绿阔叶树种为主的森林群落;但结合自然综合区划,从地势、地貌以及土壤条件看,适合地带性常绿阔叶林正常形成和发育的地区,仅仅是分布有黄棕壤的低矮残丘和一些沿岸岛屿,仅占土地总面积的0.1%左右,而在广域的范围内,由于较低的地势、较高的地下水位,以及以高盐碱、高粘性为主的土壤类型,使得气候顶级群落难以形成和发育,取而代之的是地形和土壤顶级群落的含有常绿成分的落叶阔叶林。
因此,上海城市森林建设需在“淀泖低地区”和“河口沙洲区”区域考虑地下水位和土壤盐碱性及粘性特征,营建具有耐水湿、抗盐碱特性的落叶阔叶林。常绿阔吐林的建设需要适当建造小地形、修筑排水系统和进行土壤改良,使得树木根系高出地下水位面,有利其正常生长。另外,针对东南季风和台风的影响,应在大陆沿海及岛屿沿岸建设防护林带。
上海市域自然分布的乡土树种资源丰富,通过对上海旧江湾机场和大金山岛自然森林植被的调查,发现上海自然分布有旱柳(Salix matsudana)、榔榆(Ulmus parvifolia)、朴树(Celtis sinensis)、枫杨(Pterocarya stenopera)、麻栎(Quercus acutissima)和苦楝(Melia azedarach)等落叶阔叶树种(杨永川,2003);以及地带性的红楠(Machilus thunbergii)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)和海桐(Pittosporum tobira)等常绿阔叶树种(杨永川等,2002)。乡土树种在城市森林建设中的应用也开始被人们重视起来,在上海市域利用乡土树种开展的“近自然森林”建设的尝试,已取得明显成效(达良俊等,2002)。
2 综合环境质量分区与环境改善林的布局 2.1 上海综合环境质量分区对影响上海市环境质量的空气质量、水系水质以及土壤重金属污染等主要因子的现状和分布特征进行综合,通过3因子影响程度的叠加,并结合上海市季风特征以及区域城市化程度差异的分析,上海市可划分5个环境污染类型区(图 2)。
建成区范围的中心城区。以大气和水质污染类型为主,其中,大气污染程度在全市范围内最高。
2.1.2 环中心城综合污染区与中心城相邻,包括嘉定东半部、宝山、闵行、浦东新区西半部。大气、水质以及土壤3大污染类型的影响都很显著。除大气污染程度略低于中心城区外,水质和土壤污染程度均比较高。
2.1.3 远郊综合污染区包括松江区北部、中部以及金山区东半部和南汇西部。大气污染影响不大,污染主要表现为水质污染和以锌、汞和镉为主的土壤污染。
2.1.4 轻污染区包括嘉定西半部、青浦北部及南部、松江区南部、金山除最西端外的西半部、奉贤中、西部及东南部、南汇中部、浦东新区东半部,崇明岛西南部以及长兴岛西南部。大气污染影响轻微,水质多以Ⅳ、Ⅴ类为主,土壤污染不明显。
2.1.5 微污染区包括青浦西部、金山最西端、奉贤东南部以及南汇东南部,崇明岛及长兴岛的大部和横沙岛。各种污染对环境的影响微小,是上海市环境质量最佳地区。
2.2 环境改善林的布局改善城市生态环境是现代城市森林建设的主要目的,环境改善林的建设是其主要途径。利用森林具有改善环境的功能,如净化空气、减音滞尘、涵养水源和保持水土等(叶镜中,2000;朱文泉等,2001),通过对林分树种有针对性的选择,而营造起来的森林将成为城市森林的重要组成部分。因此以上海市主要环境污染的分布现状特征为基础进行综合环境质量的评价和区划,可以明确需要重点治理和改善的对象区域,并结合与主导风向的季节性特征、不同区域城市化程度以及工业区分布现状等相互关系的分析,为城市环境改善林的布局,以及“目标林型”的确定提供依据。
2.2.1 中心城综合污染区森林布局中心城综合污染区污染程度最高,但由于人口密集,绿量和增绿空间明显不足(陈炳超等,1999;胡丽萍,2002),绿地面积的大幅度增长的潜力不大,可以积极推进屋顶绿化,在进行“平改坡工程”的同时,加强“平改绿工程”的研究和应用,并大力发展垂直绿化,增加中心城区的绿“量”。同时应针对物种多样性低、林种类型单一、“乔灌草”结合不够、群落结构简单的低效绿地进行改造,提高单位面积的生态效益,追求绿“质”和高生态效益的获得。主要可种植具有抗污染和吸收、吸附污染物强的树种,以此减缓以NOX和粉尘为主的大气污染的影响。
2.2.2 环中心城综合污染区森林布局环中心城综合污染区主要是中心城区西北部的嘉定地区和东南部的闵行区以及浦东新区等综合污染区,应建设多个以森林为主的大型“楔型绿地”和“片林”等核心林地。在夏季东南风盛行期间向城区输送含氧量高的清新空气,并以此减缓城市的热岛效应。在西北部地区通过森林洁净空气的作用,一方面减缓西北部空气质量的影响,另一方面,在冬季西北风盛行期间,减轻邻近省市大气污染物质对中心城区的影响。而具体的位置可进一步结合土壤污染现状,布局在长期使用城市生活垃圾的嘉定区、浦东新区污灌区等重污染地区。并在主要道路和污染严重的水系两旁以及工业区四周建设防护隔离林带,减轻大气污染对周边的影响,以及起到改善水质的作用。
2.2.3 远郊综合污染区森林布局远郊综合污染区以水质污染为主,应在主要水系两旁建设具有涵养功能的防护林带,主要种植耐水湿且具有涵养能力的落叶树种,一方面通过减少地面径流对水系的影响,达到改善水系水质的目的,另一方面起涵养水源作用。在松江仓桥炼锌厂附近土壤污染严重地区以及金山石化工业区等建设大型片林和防护隔离林带,减缓污染对周边区域的影响。
2.2.4 轻污染区和微污染区森林布局轻污染区和微污染区环境质量较好,城市森林建设应以生物多样性保护、珍稀物种和生态系统保护以及休闲、游憩为主要目标,建设生态保护林。
3 生态敏感区划定与生态保护林的布局 3.1 生态敏感区涵义生态敏感区(ecological sensitive area)是指对整个区域或国家具有生态环境意义的生态要素或实体,一旦受到人为干扰或破坏将很难有效恢复,但由于土地利用方式或环境因素的改变已经或即将对生态环境和经济的持续稳定发展造成影响,需要加以控制或保护的区域。近年把用来分割城市组团、防止城市无序蔓延的绿色地带也归为生态敏感区。城市生态敏感区是环境功能分区之一,是重要的城市空间资源,生态敏感区的划定是城市森林规划布局的重要依据之一。
一般,狭义的生态敏感区类型包括:各级自然保护区;重要的生态系统如森林山体、沼泽、海岸湿地等;水源地;河流水系、滨水地区、海岸带、河岸带以及生态风景区、自然景观旅游区等。广义的生态敏感区类型除以上类型之外,还包括重要交通干线两侧的控制用地、城区间的永久性控制用地等永久性非建设用地,其可以有效地阻止城镇的盲目膨胀,对保护区域生态环境具有积极意义(Frederick et al., 2000;Forster et al., 1995)。
3.2 上海生态敏感区划定根据上海市现有的调查资料以及实地调查,并结合上海市总体规划以及上海市自然保护区建设设想,上海市生态敏感区主要有如下部分(图 3)。
以青浦区淀山湖湖区为中心,包括周边河道密布的水网地带。本区水系水质良好,水资源丰富,除一小部分自然湿地外,有大面积的茭白、蔺草以及水稻等人工种植湿地。
3.2.2 黄浦江上游水源涵养区包括作为上海市主要水源地的黄浦江上游地区。
3.2.3 佘山国家森林公园区以佘山、天马山、凤凰山等共11座孤丘为中心的地区,包括佘山国家森林公园和天马山野生动物保护区。分布有在上海地区不多见的地带性植被常绿阔叶林,生物多样性丰富,是上海市自然度最高的地区之一。
3.2.4 海岸带风景区包括上海市东南部沿海海岸带,具有海岸景观特色。
3.2.5 横沙岛生态岛区无强烈的人为干扰,整个岛区生态环境优良,气净、水净、土净是上海市的“三净地区”。
3.2.6 岛屿湿地保护区包括崇明东滩及九段沙,植被类型为自然湿地,是水鸟的重要栖息地,也是候鸟的主要休息中转地,九段沙目前尚无人定居。
3.2.7 金山三岛自然保护区由大小金山岛等三岛组成,岛上分布着恢复过程中的次生自然森林植被,植物种类丰富,并残存着以红楠和青冈为优势种的常绿阔叶林,是目前上海市自然保护最好的地区。
3.2.8 外环线林带及环城镇林带在外环线外侧建设的500 m宽景观防护林带属上海用地控制型的生态敏感区,用以有效防止城区的盲目无序膨胀。除此以外,也包括规划建设中的新城和中心城镇周边永久型控制用地。
3.3 生态保护林的布局生态敏感区的保护是生态环境保护的主要组成部分,以生态敏感区域为中心营造生态保护林是城市生态环境建设的主要途径。
在淀山湖湖区湿地保护区和黄浦江上游水源涵养区应以水源涵养功能为主,建设生态保护林。在佘山国家森林公园区,以佘山、天马山、凤凰山等11座孤丘为中心,在其周边通过近自然森林的建设,将其连接成片,提高野生动物和生物多样性保护功能,在为人们提供休闲、度假场所的同时,也成为动植物的良好栖息地。在海岸带风景区建设海岸防护林,可起防风增景作用。横沙岛生态岛区,营造以生态林为主的各类森林,林地面积80%以上。在崇明东滩湿地外围建设生态保护林,起保护湿地作用。九段沙尚无建林条件,而金山三岛自然保护区森林恢复良好,无进一步营造森林的必要。
在外环线外侧已建成的500 m宽景观防护林带的基础上,应进一步加大建设规模,建设大型林带;同时在规划的新城、中心镇周边建设环城林带,以增强保持城市形态,防止城市无序发展的功能作用。
4 结语上海城市森林建设是一项庞大的系统工程,它是加强城市生态建设,改善城市生态环境的基本要求。城市森林网络的建成结合水环境的有效治理,将使上海的城市环境质量得到明显改善。上海城市生态分区与城市森林功能定位以及空间布局是从另一层面建立了一种较为实效的城市森林建设参考模式,对上海城市森林的发展具有深远的现实意义,也为上海构建城市森林生态网络体系初步勾画了发展蓝图。而城市森林建设的实施以及城市森林的维护和管理体制的完善将使上海逐步建立起完整的城市森林生态网络体系,形成近自然状态的城乡一体化森林群落格局,这将有助于维持和保护城市生物多样性,提高城市的综合竞争力,并融经济效益、社会效益和生态效益于一体,充分发挥城市森林对城市可持续发展的综合功能,实现最优化(廖福霖,2000;薛建辉等,2000),推动上海建立人与自然和谐相处、健康、安全和可持续发展的现代城市。
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