（园林植物与观赏园艺专业论文）杭州西湖湖西综合保护工程生态效益评价.pdf

浙江大学硕士学位论文 摘要 摘要 本论文以“杭州西湖湖西综合保护工程”为例，运用目前国际上一系列先进 的评估方法，对湖西综合保护工程范围内绿地的生态效益进行了科学、直观的评 价。主要研究内容和结论如下：。 ( 1 ) 采用实测的方式，选择湖西综合保护工程实施范围内的茅家埠、曲院 风荷进行空气负离子浓度测定，并选择太子湾、九曜山，以及武林广场进行对照。 从空气质量来看，主要结果显示：西湖风景区显著优于城市中心区；乔灌草型样 地显著优于疏林草地型，疏林草地型显著优于滨水绿地型，滨水绿地型则显著优 于硬质铺地型；6 ：0 0 8 ：0 0 显著优于1 1 ：0 0 1 3 ：0 0 和1 6 ：0 0 1 8 ：0 0 ，5 月份显著优于 1 2 月份。 ( 2 ) 运用碳税法、工业制氧法、恢复费用法、替代工程法、机会成本法、 影子价格法等评估方法对湖西综合保护工程实施以后绿地的生态效益进行货币 化评价。结果表明：湖西综合保护工程范围内绿地的年固碳和释氧价值为2 3 2 7 6 万元，年净化环境污染价值为1 1 5 8 9 1 万元，年涵养水源价值为8 4 2 2 万元，年 土壤保持价值为1 0 1 1 2 万元，年调节气候价值为3 9 1 2 4 1 万元，年总价值约为 5 4 5 0 4 5 万元。 最后，对研究结果进行综合分析，并提出一些提高城市绿地生态效益的对策。 关键词：生态效益；空气负离子；评价；杭州西湖湖西综合保护工程；城市绿地 i i 浙江大学硕士学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t t a k i n g t h ew e s t m a r c h i n gc o m p r e h e n s i v ep r o t e c t i o np r o j e c to ft h ew e s tl a k e i nh a n g z h o u f o ra ne x a m p l e ，t h i sp a p e ru s e sa d v a n c e de v a l u a t i o nt e c h n o l o g yt o a p p r a i s et h ee c o l o g i c a lb e n e f i to fi t sg r e e ns p a c e t h em a i nc o n t e n t sa n dc o n c l u s i o n s a r ea sf o f l o w s ： ( 1 ) t h i sr e s e a r c ht a k e st h er e p r e s e n t a t i v em a o j i a b us c e n i ca r e a ，t h el o t u si nt h e b r e e z ea tc r o o k e d c o u r t y a r d ，t h et a iz iw a np a r k ，t h ej i uy a om o u n t a i na n dt h e h a n g z h o uw u l i ns q u a r ea so b j e c t st om e a s u r et h ec o n c e n t r a t i o no fa e r o c a t i o na n d a e r o a n i o n t h em a i nr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ：t h ea i rq u a l i t yo ft h es c e n i cs p o t sa n d h i s t o r i cs i t e so fx i h ui sm u c hm o r eb e t t e rt h a nt h a to ft h e l i ns q u a r e ；t h ea i r q u a l i t yo ft r e e s + s h r u b s + h e r b sl a n di sm u c hb e r e rt h a nt h a to ft h es p a r s ew o o d g r a s s l a n d ，t h es p a r s ew o o dg r a s s l a n di sm u c hb e t t e rt h a nt h ew m e r f f o n tg r e e ns p a c e ， a n dt h ew a t e r f r o n tg r e e ns p a c ei sm u c hb e t t e rt h a nt h eh a r dl a n d ；t h ea i rq u a l i t yo f 6 ：0 0 8 ：0 0i sm u c hb e u e rt h a nt h a to f1 1 ：0 0 1 3 ：0 0a sw e l la st h a to f1 6 ：0 0 1 8 ：0 0i no n e d a y ，a n dt h ea i rq u a l i t yo fm a y i sm u c hb e r e rt h a nt h a to fd e c e m b e r ( 2 1u s i n gas e r i e so fa d v a n c e de v a l u a t i o nm e t h o d s ，s u c ha sr e p l a c e m e n tc o s t m e t h o d ，s h a d o we n g i n e e r i n gm e t h o d ，o p p o a u n i t yc o s tm e t h o d ，s h a d o wp r i c em e t h o d a n ds oo n ，t h ep a p e ra p p r a i s e st h ee c o l o g i c a lb e n e f i to ft h eg r e e ns p a c eo f t h e w e s t - m a r c h i n gc o m p r e h e n s i v ep r o t e c t i o np r o j e c to ft h ew e s tl a k ei nh a n g z h o u t h er e s u l ti n d i c a t e st h a tt h ea n n u a lv a l u eo ff i x a t i o nc a r b o na n do x y g e nr e l e a s ei s 2 ，3 2 7 ，6 0 0 y u a n ，t h ea n n u a lv a l u eo fp u r l f y i n gt h ep o l l u t e de n v i r o n m e n ti s 1 1 ，5 8 9 ，lo o y u a n ，t h ea n n u a lv a l u eo fw a t e rm a i n t a i n i n gi s8 4 2 ，2 0 0 y u a n ，t h ea n n u a l v a l u eo fs o i lc o n s e r v a t i o ni s 1 ，01 1 ，2 0 0 y u a n ，t h ea n n u a lv a l u eo ft e m p e r a t u r e m e a s u r i n gi s3 9 ，1 2 4 ，1 0 0 y u a n ，a n dt h et o t a lv a l u ei sa b o u t5 4 ，5 0 4 ，5 0 0 y u a n f i n a l l y ，t h eo u t c o m eo ft h er e s e a r c hi sd i s c u s s e d ，a n ds e v e r a lc o u n t e r m e a s u r e s a r ep u tf o r w a r dt oi m p r o v et h ee c o l o g i c a lb e n e f i to fu r b a n g r e e ns p a c e k e yw o r d so e c o l o g i c a lb e n e f i t ；a e r o - a n i o n ；e v a l u a t i o n ；t h ew e s t m a r c h i n g c o m p r e h e n s i v ep r o t e c t i o np r o je c to ft h ew e s tl a k ei nh a n g z h o u ； u r b a ng r e e ns p a c e 1 1 1 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他入已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘鲎或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 靴做储鹤：猁辩醐堋譬引肋日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有权保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝望盘堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 样位与 导师签名： 签字日期：加缪年石月o 日 签字日期：勿凯印1 年乡月日 浙江人学硕卜学位论文 致谢 致谢 本论文是杭州植物园及浙江大学合作课题一一杭州西湖综合保护工程综合 效益评价的分解课题，是在导师包志毅教授的悉心指导下完成的。本论文涉及 多门交叉学科的研究，是一次自我挑战过程，也是一次自我学习过程。从选题、 研究到论文完稿的整个过程中，无不凝聚着导师的点滴心血。在此，首先要向导 师包志毅教授致以最真挚的谢意! 感谢导师多年来的言传身教! 从本科阶段到研 究生阶段，包老师严谨治学的科学态度和潜心科研的忘我精神对我影响至深，他 那独特的教学方法也令我受益匪浅。他不仅传授给我无数的专业知识，也激发了 我对园林专业的兴趣。此外，在他身上还可以学到很多学习以外的东西，他讲述 的每一个故事都令我记忆深刻，他的一言一行教会我以平常心去对待生活的点点 滴滴。 同时，感谢沈朝栋老师、夏宜平老师、倪琪老师、柴明良老师、邓云兰老师、 李芳老师和贾建强老师等在本科和研究生阶段对我学习及生活上的指导和帮助， 令我受益良多! 另外还要感谢杨凡、叶成荫、吴媛、赵君等同学在整个实验过程中给予的极 大帮助，感谢他们起早摸黑地陪我实测，他们是本次实验强大的人员支持。感谢 章银珂和陈波两位师兄对本次研究提供了宝贵的意见和建议。感谢所有关心和帮 助过我的朋友! 最后，特别感谢我的父亲和母亲，感谢你们多年来对我含辛茹苦的栽培，没 有你们就没有今天的我，你们永远是我最值得信赖的亲人，我也永远会是你们最 可爱的女儿! 谢谢! 林佳莎 2 0 0 8 年5 月于华家池 浙江大学硕士学位论文 引言 1 引言 1 1 当前城市生态环境问题 ： 城市生态环境问题已经成为城市化的必然组成部分，它是现代社会所面临的 一个巨大威胁。城市地表硬化、工业和交通工具“三废”的大量排放，废弃物堆 积等等，都大大改变了城市的光、热、气、水、土等自然性状，使得城市大气、 土壤、水体受到污染。当前城市的生态环境问题主要有：饮用水资源匮乏、水土 流失、碳氧平衡失调、大气污染及酸雨、漂尘弥漫、小气候恶化、热岛效应、温 室效应、风沙灾害、洪涝灾害、噪音污染、居住环境人工化以及生物多样性下降 ( 邢星，2 0 0 6 ) 。这些都严重阻碍了城市社会、经济的持续发展，影响到市民生 产、生活的方方面面。 1 2“生态城市力与城市绿地建设 面对诸多城市生态环境问题，人们在不断地寻求对策与积极探索中，不仅丰 富了城市建设的理论与方法，也进一步明确了自然要素在城市中的重要意义。无 论从“城市公园运动”到“田园城市”，从“园林城市”到“森林城市”，还是从 “山水城市”到“生态城市”，这些都反映了人们追求自然特征、追求适宜居住 环境的渴望( n i c h o l a s ，2 0 0 4 ) 。 2 0 世纪8 0 年代，雷吉斯特提出了“生态城市”的概念，为城市的发展指明 了新方向。生态城市，即生态化的城市，它是以追求人和自然的高度协调发展为 目的，以技术进步、人类生态意识加强为推动力，以生态良性循环，经济稳步增 长，社会显著进步为特征的一种崭新的城市形态。与园林城市、山水城市相比， 生态城市具有更加丰富的内涵。根据联合国m b a 计划，生态城市的重要内容之 一就是“把自然引入城市”，对于城市绿地建设而言，即一些园林专家、学者提 出的“生态园林”理论，从可持续发展的观点来看，把自然引入城市，人与自然 和谐共处将是各大城市迈向城市现代化的发展方向。 城市绿地系统是城市生态系统中具有自净能力的重要组成部分，对于改善生 态环境质量、丰富与美化景观起着十分重要的作用；是当今最具时代意义的绿地 浙江大学硕士学位论文 引言 建设工程；也是城市绿地事业发展的一大趋势。城市绿地系统对城市生态系统的 巨大作用使得各国在生态城市建设的实践中都相当重视城市绿地系统建设。联合 国生物圈生态和环境保护组织也规定，城市绿化覆盖率应达到5 0 ，城市居民的 人均绿地为6 0r n 2 ，居住区内人均绿地为2 8m 2 。由此可见，生态城市的建设必 须要有一个庞大的城市绿地系统的支撑( 徐凌，2 0 0 3 ) 。 人们对绿地系统的认识和研究也已经从过去把园林绿化当作单纯供游览观 赏和景观装饰，向着改善人类生态环境、促进生态平衡的方向转化，向城乡一体 化，走大环境绿化建设的方向转化；从过去单纯应用观赏植物，向着综合利用各 类植物资源的方向转化。然而在我国的城市绿地建设过程中，将理论应用于实践 尚需一定时间的探索，在决策过程中，面对诸多现实问题，自然、科学和环境原 则依然处于让步位置。大量的非渗透性广场铺地、道路铺地阻碍了地层的上下水 循环，也使这些地方的土壤微生物灭绝。城市环境中因为存在大面积这样的“生 态沙漠”( 刘树坤，2 0 0 3 ) ，土壤有毒物质长期得不到降解而逐渐积累，降雨的地 表径流速度加剧，汇水事件明显缩短，使城市市政设施不堪重负。在我国大中城 市里，城市绿地建设可谓是举步维艰，大多数城市绿化部门只能在划给自己的有 限用地上利用有限的资金挖掘尽可能无限的生态效益、景观效益乃至经济效益， 同时他们还要时时防备别人抡走自己的“蛋糕”( 王显红，2 0 0 4 ) 。国内城市绿地 建设正沿着一条需要决策者和业内人员冷静思考的道路发展。 以生态学原理为指导来建设城市绿地，将是今后城市绿地系统发展的方向。 在实际建设过程中，正确并科学地认识、评价城市绿地的生态效益，使难以量化 的价值定量化，以货币形式反映城市绿地在改善城市环境、间接促进城市经济发 展等方面的重要性，逐渐完善城市绿地的生态效益评价技术，可以为政府制定宏 观调控政策提供科学依据，对于指导城市绿地系统建设和管理运行具有极强的可 操作性意义，同时也可以进一步提高人们的城市环保意识，唤起公众对绿地建设 的重视和参与意识。 浙江大学硕十学位论义 城市绿地生态效益研究综述 2 城市绿地生态效益研究综述 2 1 城市绿地 城市绿地是城市生态系统最重要的构成要素之一，是城市有生命的基础设 施。城市绿地对城市环境质量有显著改善的作用，进而提高城市居民的健康和生 活质量。 2 1 1 城市绿地的定义 城市绿地的定义不尽相同，但都强调了城市土地的自然属性。本研究的城市 绿地y _ y , y o ：城市绿地是以自然、人工植被及水体为地表主要存在形态的城市用 地，包括城市建成区范围内用以绿化的土地和城市建成区之外对城市、景观、历 史文化和居民休闲生活具有积极作用，绿化环境较好的特定区域。 2 1 2 城市绿地的分类 经建设部批准，2 0 0 2 年9 月1 日起实施的城市绿地分类标准，以绿地的 主要功能和用途作为分类依据，将城市绿地分为5 大类：公园绿地( 综合公园， 社区公园，专类公园，带状公园，街旁绿地) ，生产绿地，防护绿地，附属绿地 ( 居住绿地，公共设施绿地，工业绿地，仓储绿地，对外交通绿地，道路绿地， 市政设施绿地，特殊绿地) ，其它绿地。 2 1 3 城市绿地的结构与功能 城市绿地结构根据不同的分类标准，可分为形状结构、群落结构和功能结构 3 类。 形状结构主要依照城市绿地e o ；, t - 部形态来划分的，其主要有以下5 类基本结 构：点状结构、面状结构、带状结构、环状结构以及放射状结构。通过以上5 类结构还可以形成楔状结构、放射环状结构及指状结构( 何长元，2 0 0 4 ) 。 群落结构主要依绿地内部构造成分来划分，主要有以下4 类结构：草本结构、 灌木结构、乔木结构以及混合结构，其中混合结构主要指绿地以二种或三种结构 1 浙江人学硕士学位论文城市绿地生态效益研究综述 复合而成的结构，能提高绿地的生态功能和抗性，有效利用单位面积的空间，增 加城市绿量。 功能结构依据绿地的主要用途来划分，主要有e j , - f3 类结构：休闲娱乐绿地 结构、景观美化绿地结构以及生态防护绿地结构。 依据系统论的观点，系统的结构决定系统的功能( 靖学青，1 9 9 7 ) 。城市绿 地的空问结构在很大程度上决定了绿地系统的功能及其生态作用的发挥。通过上 述对城市绿地结构的分析可知，城市绿地系统必然具有生态、经济与社会全方位 的服务功能( 王庆日，2 0 0 3 ) 。 城市绿地系统的生态功能是指绿地生态系统与生态过程所形成及所维持的 人类赖以生存的自然环境条件和效用。在城市这个人口高度密集化和土地高度集 约化利用的区域，城市绿地系统具有调节气候、改良土壤、保持水土、防风固沙、 涵养水源、净化空气、降低噪音等多种生态服务功能。通过合理发挥城市绿地系 统的生态功能，能使城市居民生活在一个清洁优美的生活环境和生态环境之中， 较好地防治各种污染可能对城市居民产生的干扰和危害，以保证城市人口的正常 再生产和城市各种产业的合理再生产。 城市绿地系统的经济功能是指绿地经济系统在生态系统进行物质循环、能量 转换和信息传递的同时，各类经济要素的投入和产出形成了满足人类不同需求的 各种有形和无形的中间产品及最终产品，再通过有形和隐形市场的交换，提供给 本地区生产消费、居民消费以及经过国内外贸易，满足国内外市场需求的诸功能 的总称。包括城市绿地产品本身的经济功能，还有改善环境、美化城市促进其它 行业，如旅游业和房地产业增值的功能等。 随着社会与人类的进步和发展，居民对生活环境的需求在不断提高，休闲和 游憩的意识在不断加强，城市绿地系统己经成为城市居民生活中的一个主要成 分，具有重要的社会功能。在城市绿地的众多功能中，社会功能是明显被人们实 际使用的满足人们日常生活所需的主要功能之一，它包括了景观美化、游憩娱乐， 历史文化教育、科学普及等方面的功能。 2 1 4 城市绿地的价值 城市绿地的价值主要体现为绿地满足人们日益增长的生态需要的效用性，它 4 浙江大学硕士学位论文城市绿地生态效益研究综述 的内涵是客体与主体之间的一种关系，即主体有某种需要，而客体能满足这种需 要，那么对主体来说，这个客体就是有价值的。在城市绿地与人类这一对关系中， 城市绿地的属性和功能能够满足人类生存、发展和享受的需要，因此，城市绿地 具有价值。当然，城市绿地的价值是相对于人类的需要和利用而言的，脱离了主 体就不存在任何价值。 参考英国著名经济学家d 皮尔斯多年来对环境价值的评估的研究，引用其 关于环境资源价值的概念及框架体系( p e a r c e ，1 9 9 4 ) ，充分考虑城市生态系统 的特殊性以及城市绿地的特点，可将城市绿地的总价值分为使用价值和非使用价 值两大类( 如图2 1 所示) 。使用价值包括直接价值、间接价值和选择价值，而 其中的直接价值又包括直接实物价值和直接服务价值，其中的间接价值主要为间 接功能价值；非使用价值包括遗产价值和存在价值。 2 1 4 1 城市绿地的使用价值 ( 1 ) 直接实物价值。此类价值以城市绿地提供给人类的直接产品形式出现， 主要是消耗性的产品，如木材、花卉、水果等。由于城市绿地不以生产实物性产 品为目的，所以城市绿地的实物价值相对较小。 ( 2 ) 直接服务价值。与实物价值相比，直接服务价值体现在城市绿地为人 类所提供的服务，虽然无实物形式，但仍然可以感觉为个人直接消费的价值。在 建筑和人口高度密集的城市里，绿地作为一种稀缺资源，发挥着重要的社会功能 和经济功能，为人类提供直接的非消耗性利用方面的服务，如提供旅游场所、提 升房地产价格、扩大就业机会、改善生产生活环境、增进人们健康、改善投资环 境、吸引建设资金，或作为城市园林、植被、生态、土壤等科学研究的对象。 ( 3 ) 间接功能价值。间接功能价值主要指城市绿地的生态功能价值，即城 市绿地的生态效益。城市绿地的生态效益，是指绿地系统及其影响所及范围内， 对人类有益的全部公益效能。它包括绿地生态系统中生命系统效益、环境系统效 益、生命系统与环境系统相统一的整体综合效益( 王庆日，2 0 0 3 ) 。城市绿地的 生态效益可以理解为城市绿地生态功能的发挥，为人类社会提供间接有益的作 用。城市绿地的生态效益往往不能直接用货币形式表现出来，却可以用间接方法 来计量，它具有多元性，如维持碳氧平衡、吸收有毒气体、净化空气、降低噪音、 浙江大学硕士学位论文城市绿地生态效益研究综述 滞尘降尘、杀除病菌、涵养水源、固土保土、调节气候和防灾减灾等多种生态功 能的价值。然而，城市绿地这些生态功能的发挥，不像其它物品的直接使用那样 可被视觉感知和直接消费，它没有一定的形态，只存在于生态系统有机体的能量 流动和物质循环之中，其效益通过其它环境因子或生态系统的变化反映出来。城 市绿地每时每刻都在发挥着生态服务功能，而城市居民也无时不在享受或消费着 绿地所提供的服务，它可以改善城市人居环境，提升城市竞争力，促进城市经济 的可持续发展，创造出社会经济价值。 城市绿地 总价值 直接价值- e 三薹主呈篡： 间接价值间接功能价值( 生态效益) 选择价值 遗产价值 存在价值 图2 1 城市绿地价值构成 ( 4 ) 选择价值。城市绿地的选择价值是指个人或社会对绿地资源潜在用途 的将来利用，这种利用包括直接利用、间接利用、选择利用和潜在利用。如果使 用货币来计量选择价值，则相 - 3 手人们为确保自己或别人将来能利用某种资源或 获得某种效益而预先支付一笔保险金。 2 1 4 2 城市绿地的非使用价值 ( 1 ) 遗产价值。遗产价值是指 - 3 代人为将来某种城市绿地资源保留给子孙 后代而自愿支付的费用。 ( 2 ) 存在价值。存在价值亦被称为内在价值，是指人们为确保某种城市绿 地资源继续存在( 包括其知识存在) 而自愿支付的费用。 浙江大学硕l 学位论文 城市绿地生态效益研究综述 2 2 城市绿地生态效益研究进展 随着城市绿地功能与价值的凸现，人们对绿地的研究也由定性的功能描述向 定量的效益评价、价值计量转化。目前，关于城市绿地生态效益评价的方法是定 性与定量相结合，并逐步由定性走向定量。 2 2 1 基于不同尺度的城市绿地生态效益研究 城市绿地系统的生态服务功能依赖于植物个体、群落、生态系统等不同尺度 上的合理性。因此，对城市绿地生态效益的研究尺度也从一开始的植物个体逐渐 拓展到群落、生态系统的层次。 2 2 1 1 植物个体生态效益研究 植物个体生态效益是群落生态效益发挥的基础，树种、林种、结构等城市绿 地特征不同，其生态功能与效益也是不同的。由此，对植物个体的生态效益进行 研究也就显得非常必要了。 1 9 1 3 年康亨和拉斯顿在英国利兹用装有相同土壤的容器在不同的地方栽培 植物，发现空气中的硫酸盐浓度和植物体内的硫酸盐浓度密切相关( 冯采芹， 1 9 9 2 ) 。自此以来，绿化植物的生态机理一直受到相关专业人员的重视。到2 0 世纪末，已在植物的降温、增湿、吸收c 0 2 及有毒气体、释放0 2 、抗污滞尘、 杀菌和降低环境噪音等方面取得了一批令人注目的研究成果( g o r d o nb ，b o n a n ， 2 0 0 0 ) 。我国学者在城市不同类型绿化植物的生态效益上做了大量的实验，陈自 新、苏雪痕等在对北京市城市绿地中对于空气中存在较多的可吸入粉尘的滞尘能 力测量后发现，在城市绿地中，滞尘能力强的乔木为圆柏、毛白杨、元宝枫、银 杏和国槐( 陈自新等，1 9 9 8 ) 。王晓春等人对7 种哈尔滨市常用绿化树种对于城 市污染气体之一的s 0 2 气体的吸收能力，做出了有说服力的排序，为未来的城市 建设提供了有意义和价值的研究成果( 王晓春等，2 0 0 5 ) 。刘佳妮等人对园林植 物降噪功能进行了研究，其中就包括单种植物降噪功能的研究，实验结果显示： 对于单种植物来说，叶片宽大、质厚、在植株上分布均匀，分枝低且种植较密的 植物条带对噪声的减弱作用最佳，其中宽度的显著性较面积更高( 刘佳妮，2 0 0 6 ) 7 浙江大学硕士学位论文 城市绿地生态效益研究综述 徐玮玮等比较分析了扬州古运河风光带绿地组成植物的固碳释氧效应，对1 9 个 树种单株单位土地面积的日固碳释氧能力进行了聚类分析( 徐玮玮等，2 0 0 7 ) 。 另外，美国研究者还发现不同年龄的树种产生的生态效益也有所不同：美国 m o d e s t o 市城市绿地植物组成中，树龄小于2 0 年的树种占总量的4 0 ，产生的 效益仅为总效益的2 3 ，树龄在2 0 4 0 年之间的成熟树木占总量的4 0 ，产生 的效益为4 6 ，树龄大于4 0 年的老树占总量的2 0 ，产生的效益则为总效益的 3 2 ( e g r e g o r ym c p h e r s o n ，19 9 9 ) 。 2 2 1 2 城市绿地生态效益研究 然而，植物个体的生态效益毕竟是有限的，在改善城市生态环境中影响最大 的还是基于群落和生态系统水平的城市绿地植物群落和城市绿地系统。 国内有大量学者从事城市绿地生态效益的研究。杨士弘通过几种树种的蒸腾 强度和绿地叶面积指数，计算了绿地蒸腾强度和降温、增湿效能( 杨士弘，1 9 9 4 ) 。 张新献在北京方庄小区对三种不同结构绿地的滞尘效益进行研究，结果表明：乔 灌草型减尘效益最高，灌草型次之，草坪较差( 张新献，1 9 9 7 ) 。陈自新、苏雪 痕等以北京园林植物计算绿量的回归模型为基础，对北京城近郊八个区、不同类 型绿地的生态效益进行了定量评价( 陈自新等，1 9 9 8 ) 。黄晓鸾、张国强等应用 绿量对上海、合肥的城市不同功能区、不同绿化结构的绿地进行量化分析，得出 总绿量较高的公园，吸收二氧化碳、释放氧气、吸收二氧化硫和滞尘的量都较大， 而绝大多数大气污染物的环境浓度不随绿量的增加而简单地线性减少，一般在相 对绿量增大的初始阶段，污染物浓度下降较快，但是当相对绿量达到中等量阈值 后，随绿量增大而污染物浓度下降幅度明显减小( 黄晓鸾等，1 9 9 8 ) 。据管东生 等人的测算，广州城市植被控制土壤侵蚀及涵养水源的生态经济价值为1 2 ，9 亿 元( 管东生等，1 9 9 8 ) 。田国行、杨文峰等运用生态分析方法，对郑州市绿地的 生态效益进行评价，估算其对空气质量改善的生态价值，并提出绿地结构的最佳 配置模式( 田国行等，2 0 0 1 ) 。吴勇、苏智先在分析城市绿地生态功能的基础上， 以广州市城市绿地为例，对其固碳释氧、固水保土、调温调湿、滞尘吸污等生态 价值进行了评价，评价结果为1 1 6 亿元( 吴勇和苏智先，2 0 0 2 ) 。王巨斌通过对 沈阳市街路绿化情况调查、统计和分析，得出叶面积指数，进而换算出总叶面积， 浙江大学硕上学位论文 城市绿地生态效益研究综述 并根据其固碳释氧能力计算出街路绿化植物总固碳量和，总释氧量，对照工业固碳 和制氧成本推算街路绿化经济效益，得出绿化植物固碳效益为26 5 5 亿元，释氧 效益为1 5 0 7 亿元( 王巨斌，2 0 0 4 ) 。此外还有天津市园林局的“园林效益测算”、 上海市的“绿化效益测算”等。 国外，g a r r o d 和w i l l i s 研究了英格兰城市绿地的环境经济影响，并对其生态 价值进行了评估( g a r r o d 和w i l l i s ，1 9 9 2 ) 。c o s t a n z a 等人对全球1 6 种生物类群 的1 7 种生态系统的公益价值( 其中就包括了l o 种左右的生态效益) 进行了估算， 结果表明，全球生物圈每年所产生的总价值( 大多为非市场价值) 为1 6 5 4 兆美 。元，平均值为3 3 兆美元。而全球每年的国民经济总产值( g n p ) 大约为1 8 兆美 元( c o s t a n z a 等，1 9 9 7 ) 。据n o w a k 的研究，纽约地区处于绿叶期的树木对颗粒 物，0 3 ，s o 。，n o 。和c o 等主要空气污染物的平均去除率分别约为0 4 7 ，0 4 5 ， 0 4 3 ，o 3 0 ，o 0 0 2 。基于城市森林效益模型( u f o r e ) 的模拟结果，城市 地区如果完全为绿地所覆盖，则短期之内绿地对颗粒物，0 3 ，s o x ，n o 、和c o 等主要空气污染物的平均去除率分别可以达到1 3 ，1 5 ，1 4 ，8 ，0 0 5 。 据估计1 9 9 4 年纽约地区城市林地从空气中去除了1 8 2 1 t 污染物质，相当于节省 了9 5 0 万美元的环保费用，这远远高于同期亚特兰大市绿地1 1 9 6 t ( 相当于6 5 0 万美元) 的污染物取出量和巴尔的摩市绿地4 9 9 t 的污染物取出量( 相当于2 7 0 万美元) ( n o w a k 等，1 9 9 8 ) 。此外还有如减少房屋供暖和降温费用、土壤侵蚀、 噪声污染等方面的研究。 2 2 2 城市绿地生态效益评价方法的研究 2 2 2 1 评价指标体系 评价指标体系的建立是城市绿地生态效益评价的前提和基础。不同类型的绿 地在维持生物多样性、改善环境、维持群落稳定性等方面具有一定的差异。由于 城市绿地的多样性和复杂性，所提供生态效益也是极其多样的，因此，有关计量 评价指标体系也不一致。 随着我国城市建设标准的实施，不少学者开展了城市绿地评价指标体系的研 究。1 9 7 9 年，我国确定了人均公共绿地面积、城市绿化覆盖率和城市绿地率三 大城市二维绿化指标( 刘俊等，2 0 0 1 ) ，它们在评价不同城市绿化水平时很有可 o 浙江大学硕士学位论文 城市绿地生态效益研究综述 比性，但在评价不同植物种类及其空间结构的绿地功能，特别是在系统分析园林 绿化生态效益时很难准确测算。于是不少学者纷纷提出了一些针对城市绿地生态 效益的评价指标体系。目前相关研究采用的评价指标体系存在较大差异，不同的 学者提出了不同的方案，研究结果较难比较。 在结构指标方面，周坚华等提出了绿化三维量( 简称三维量，指绿色植物茎 叶所占据的空间体积) 概念，该项指标可以反映绿地生态效益的高低，相对于平 面量而言，三维量指标能更好地反映城市绿化在空间结构方面的差异，因而可用 于更全面、准确地分析绿化的环境效益( 周坚华，1 9 9 8 ) 。目前，绿化三维量和 以此为基础的城市生存环境绿色量值群( 包括五类4 0 项指标，5 类分别为基本 指标、绿化结构指标、游憩指标、计划管理指标和人均指标) 概念的提出( 黄晓 鸾等，1 9 9 8 ) 引起了不少学者和城市决策者的关注，绿当量( 城市的各种自然类 型本身所具备的缓和干扰、增加城市还原能力、维持生态系统正常循环的状态量) 概念的提出( 秦立华，1 9 9 9 ) 为确定不同城市的绿地定额提供了新的理论依据与 方法，从而城市绿量指标日益受到重视，它克服了二维绿化指标的不足，更有效 地反应了城市绿地生态效益，使绿地评价向三维化迈进了一步( 刘立民等，2 0 0 0 ) 。 在功能指标方面，根据中国科学院生态环境研究中心胡聃给出的城市绿地效 益综合评价指标体系，城市绿地生态效益的评价应该从污染净化、调节微气候、 防风固沙和土壤改良作用、吸尘减噪作用等四个环节进行考虑( 胡聃，1 9 9 4 ) 。 严晓等人在此基础上提出，绿地功能指标应包括环境效益和气候区效应两大部 分，其中环境效益应从吸收有害气体量、降尘滞尘量、释氧固碳量，减菌效益、 减噪效益以及水体减污效益六个环节考虑，气候区效应则从降温增湿效应和大气 环流效应两个环节考虑( 严晓，2 0 0 3 ) 。解迪等人从沈阳市绿化的实际情况出发， 采取的生态功能指标包括固碳释氧能力、降温增湿能力、滞尘能力、杀菌能力和 防风固沙能力( 解迪，2 0 0 6 ) 。 2 2 2 2 货币化评价方法 在城市绿地价值评估方法的应用上，现有常见的货币化评价方法大体有三 类：市场价值法、替代市场法和假想市场法。这些方法同属于生态经济学、环境 经济学和资源经济学的研究成果。 1 0 浙江大学硕士学位论文 城市绿地生态效益研究综述 市场价值法适用于有市场价格的城市绿地价值的评估，如城市绿地直接实物 价值的计算。此法简单、常用，但必须考虑价格变动、消费水平等多个因子，因 此常受资料的限制。市场价值法是目前应用最广泛的评价方法，从理论上说也是 一种合理方法，但是考虑到城市绿地价值种类繁多，所以实际评价时存在许多困 难。对于无市场价格的生态功能，如气候凋节、净化环境等功能的价值进行评估 时就只能间接求得。 替代市场法适用于有替代市场价格的城市绿地价值评估。当研究对象本身没 有直接的市场价格时，可以寻找替代物的市场价格来衡量，如城市绿地的生态效 益虽然没有直接的市场可买卖交易，但可以找到这些效益的替代品的市场和价 格，通过估算替代品的花费来代替绿地的生态效益，即以使用技术手段获得与绿 地生态功能相同的结果所需的生产费用为依据。例如，为获得与一块绿地所产生 的相同数量的氧气而建立制氧厂所需的费用，为获得因水土流失而丧失的n 、p 、 k 养分而生产等量化肥的费用等。替代市场法可分为机会成本法、影子工程法、 旅行费用法、恢复费用法、保护费用法、影子价格法等。目前在城市绿地生态效 益评估方面运用最多的方法就是替代市场法。在进行评估时，应针对研究对象的 差异选择合适的评价方法。此方法的缺点在于绿地系统的许多功能是无法用技术 手段代替的，如绿地的美学价值。另外，对某些功能也难以准确计量，如一块绿 地到底可以减少多少噪音，放出多少氧气等，事实上无法准确计算。 假想市场法适用于连替代市场都难以找到的城市绿地价值评估，可以人为创 造假想市场来衡量环境质量及其变动的价值。主要有条件价值评估法，此法应用 最广，属模拟市场的技术方法。它主要是直接调查询问人们对间接功能的支付意 愿，以支付意愿和净支付意愿来表达生态效益。但此法受不确定因素影响太多， 如：被调查者的知识水平、环保意识、生活水平等，而且在支付意愿与接受赔偿 意愿之问存在着极大的不对称性，只能得到一定的趋势和价值范围。 许多国家一直在研究试图找出一种能反映客观价值的公认方法，并建立起计 算公式。19 4 2 年，美国的c t l a ( t h ec o u n c i lo f t r e ea n dl a n d s c a p ea p p r a i s e r s ) 最早提出和发展了计算单株树木价值和效益的公式( c t l a ，1 9 9 2 ) ，应用较方 便。树木的价值= 基本价值地径面积( 树种) ( 植物生长情况) x ( 所在位置) ，公式中各项系数是由专家组共同讨论而制定的，经2 0 0 0 年修改， 浙江大学硕士学位论文 城市绿地生态效益研究综述 目前成为植物计价指南，针对本地的特点修正公式中系数或树木基价，可使之更 符合 - 3 地的情况。c t l a 法在美国得到广泛的应用，已经建立起了一套比较全面 的评价方法，并能以货币形式评价城市森林的效益。另外还有英国的a v t w 法 ( a m e n i t yv a l u a t i o no ft r e e sa n dw o o d l a n d s ) 、新西兰的s t e m 法( s t a n d a r dt r e e e v a l u a t i o n m e t h o d ) 等。我国采用的方法主要有市场价值法、机会成本法、恢复 费用法、影子工程法、收益现值法、意愿调查法等方法。各国公式都是依据本国 的具体情况建立，在很大程度上可比性较小实践中，还没有哪一种方法可以达 到完全成熟、普遍适用的状况。这就需要根据具体条件，选择利用或需进一步加 以研究，以开发新的适用技术方法。 2 2 2 3 现代信息技术 在现代信息技术的应用上，综合r s ( 遥感) 、g i s ( 地理信息系统) 和g p s ( 全球定位系统) 技术的3 s 技术为城市绿地由定性向定量的研究提供了很好的 工具。利用g p s 的精确导航和定位空间信息，利用r s 技术从遥感卫星影像数据 获取环境信息，利用g i s 强大的空间分析能力对环境数据进行分析和处理，不 仅能得到准确详尽的图像资料，还便于了解树木生长、价值、健康等方面的最新 信息( 彭镇华，2 0 0 2 ) ，为城市绿地的评价、规划和管理提供了强有力的技术手 段。 g p s 是美国国防部在2 0 世纪8 b 年代推出的以卫星为基础的无线电导航系 统，可为航天、陆地、海洋等用户提供三维的导航、定位和定时。g p s 与现代通 信相结合，使测定地球表面三维坐标的方法从静态发展到动态，从数据后处理定 位发展到了实时定位与导航，在精度、效率、速度、成本等方面都显示出了巨大 的优越性( 王伟武，2 0 0 2 ) 。在城市绿地研究领域，g p s 样点是卫星遥感图像判 读植被类型的基础，是确定植被类型边界和掌握各类植被波谱特征以区别其类型 的关键( 刘丹等，2 0 0 7 ) 。 采用遥感图像判读和野外调查相结合的方法，通过综合评价和建立模型预测 城市绿地的生态价值。2 0 世纪8 0 年代后期，北京、天津、上海、广州等城市相 继开始应用r s 技术对城市绿化进行大规模的调查和研究，并于1 9 9 4 年完成了 绿化三维量和裸露地的调查。周一凡等在彩红外航片上判读和测定树种、覆盖面 1 2 浙江大学硕：t 学位论文 城市绿地生态效益研究综述 积、株数、结构类型等特征数据和平面量，由实测样本植物的冠高、冠径、冠下 高的数据，得出回归模型，进而计算出绿量，利用此方法，并借助于绿色植物的 环境效益典型试验值，对上海、合肥绿地环境效益做了估算( 周一凡等，2 0 0 1o g i s 技术具有采集、管理、分析和输出多种地理空问信息的能力，具有空间 性和动态性，区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，再加上其强大的 空间数据管理功能，能产生高层次的有用信息，完成人工难以完成的任务( 陈春 来等，2 0 0 6 ) 。目前g i s 技术主要用在城市绿地系统规划的适宜度评价、城市绿 地景观格局分析、城市绿地景观规划等方面，用在城市绿地效益评价方面还很少。 1 9 9 6 年，美国林业署在地理信息系统应用软件a r cv i e w3 2 平台上开发的 c i t y g r e e n 模型已经用于城市绿地生态效益的估算和评价。胡志斌等、朱文泉等 应用c i t y g r e e n3 0 模型评价了沈阳的城市绿地生态效益，计算得出沈阳树木园 每年提供生态效益的经济价值为3 2 1 0 7 元( 胡志斌等，2 0 0 3 ) 。张侃等在 c i t y g r e e n 模型支持下，以1 9 9 4 年- 92 0 0 4 年的杭州市土地利用信息与绿地分布 数据为基础，对杭州市人工绿地、人工林地与天然林地的生态服务价值进行估算 和对比分析，研究杭州市土地利用变化和经济发展状况对其的影响，结果表明， 1 0 年间，杭州市绿地虽然减少了2 0 4 ，但绿地生态服务价值增加了1 6 8 1 0 9 元( 张侃等，2 0 0 6 ) 。c i t y g r e e n 模型利用多光谱、高分率影像建立“绿色数据 层”( g r e e nd a t al a y e r ) ，并利用g i s 的空间分析功能，深层次量化了城市植被 包括绿地固碳、降污、节能、削减暴雨径流等方面的生态效益，对城市森林规划 与管理起到辅助决策的作用。但该模型还不够全面，如在生态效益评价方面就没 有考虑到城市绿地的减噪、杀菌等方面的价值。另外该模型是根据美国具体条件 研发的，中国国内具体情况与美国集体条件差异很大，中国国内绿化树种在系统 内没有相关数据，软件系统内参数设置存在的差异可能对实验数据及结论可信度 产生影响。 2 3 存在问题及展望 目前我国的城市绿地生态效益研究从理论到方法上都仍处于学习、模仿阶 段，有关这方面的研究系统性不强，取得的成果比较零散。公众对城市绿地的生 态效益了解较少，政府在决策上也缺乏考虑。这都需要大量的相关研究来促进其 浙江大学硕士学位论文 城市绿地生态效益研冤综述 发展。该领域的研究主要存在以下6 方面的问题： ( 1 ) 对城市绿地生态效益进行定量研究时，由于城市绿地具有强大的价值， 而不同的绿地类型有不同的生态功能和生态价值，因此运用相关方法得出的多是 估算值。另外，由于生态功能之间的交互作用及叠加效应至今仍无定论，对生态 效益的评价产生了一定的难度。 ( 2 ) 城市绿地除具有维持碳氧平衡，调节和改善城市气候，净化空气，涵 养水源等生态功能外，还具有大面积植被所具有的其它功能，如净化土壤、水分， 提高土壤肥力，增加负氧离子，防灾减灾等功能，但对于城市绿地而言，这些作 用一方面相对比较小，另一方面难以量化，因此相关的研究甚少，但这些生态效 益在城市中仍然具有一定价值，应给予肯定。 ( 3 ) 在现有资料和研究条件下，对城市绿