（园林植物与观赏园艺专业论文）武汉市城市森林自然度评价与经营对策研究.pdf

武汉市城市森林白然度评价j 经骨对策研究 摘要 森林自然度是森林生态系统保持原生状态的程度或受人类干扰的程度，是反映 森林质量和生态状况的一项重要指标，也是国家森林城市评选的标准之一，但是关 于森林自然度的评价在我国尚处于探索阶段，并没有统一的指标体系与评价方法。 本研究试图从对森林自然度影响较大的因素入手，结合森林资源二类清查所选取的 相关因子作为森林自然度的评价因子，构建森林自然度评价指标体系与评价模型。 以森林资源二类清查资料为数据源，在评价指标定量及权重确定的基础上，对武汉 市及七个行政区的森林自然度进行评价与分析，从而提出武汉市城市森林的经营对 策，以期为武汉市城市森林的近自然经营及可持续发展提供依据。主要研究结果如 下： ( 1 ) 根据森林资源二类清查指标，选取林种类型、林分起源、树种组成、层次 结构、林分龄组作为城市森林自然度的主要评价因子，构建了城市森林自然度评价 指标体系，建立了权重系数、森林小班自然度和区域森林自然度计算公式，并确定 了森林自然度等级划分标准。该方法可充分利用现有数据资源进行区域森林自然度 的评价，不仅节约了成本，并且解决了大区域调查困难对森林自然度评价的制约。 ( 2 ) 武汉市城市森林自然度为0 4 4 ，七个行政区的森林自然度值从高到低依次 是黄陂区0 5 5 、蔡甸区0 4 2 、江夏区0 4 1 、洪山区0 3 5 、新洲区0 2 9 、东西湖区0 2 5 、 汉南区0 2 4 。从自然度等级看，中等级( 级) 和最低等级( i 级) 自然度的森林 面积最大，分别占总面积的3 5 2 9 ，3 4 2 8 ，自然度等级为i i 的森林面积居中，占 总面积的2 7 9 7 ，自然度等级为级和最高等级( v 级) 的森林面积仅占森林总面 积的2 4 6 。可见，武汉市城市森林自然度等级偏低，且森林自然度在各行政区间 分布不均。 ( 3 ) 影响武汉市城市森林自然度的主要因素是自然更新的森林较少、混交林严 重不足和中、幼林占优势。除了新洲区以外影响各行政区森林自然度的主要因素则 与武汉市有些不同，具体如下：洪山区和江夏区的主要影响因素是混交林面积偏少； 东西湖区的主要影响因素是特用林种、防护林种、自然更新林、混交林、复层结构 林缺乏；汉南区的主要影响因素是特用林种、防护林种、自然更新林、混交林、复 层结构林和近、成、过熟林不足；蔡甸区的主要影响因素是自然更新林和混交林偏 武汉市城市森林自然度评价o j 绛营对策研究 少；黄陂区的主要影响因素为混交林和近、成、过熟林不足。 ( 4 ) 根据武汉市城市森林的自然度现状，提出了武汉市城市森林近自然经营的 目标和原则，并针对不同行政区、不同自然度等级的林分、不同林种与群落类型， 提出了相应的近自然经营对策。 关键词：城市森林，自然度，评价标准，近自然林，近自然经营 h 武汉市城市森林自然度评价j 经f f 对策研究 a b s t r a c t f o r e s tn a t u r a l n e s si st h ed e g r e eo ft h en a t i v es t a t eo ff o r e s te c o s y s t e m sk e e p i n go r h u m a nd i s t u r b a n c e ，a ni m p o r t a n ti n d i c a t o rr e f l e c t i n gt h e q u a l i t ya n de c o l o g i c a l c o n d i t i o n so ff o r e s t s ，a n di ti so n eo ft h es e l e c t i o nc r i t e r i ao ft h en a t i o n a lf o r e s tc i t y b u t t h ee v a l u a t i o no ff o r e s tn a t u r a l n e s si no u rc o u n t r yi ss t i l la tt h ee x p l o r a t o r ys t a g e ，o rt h e r e i sn ou n i f o r ms y s t e mo ft h ei n d i c a t o r s t h i ss t u d yb a s e do ni n f l u e n t i a lf a c t o r so ff o r e s t n a t u r a l n e s s ，c o m b i n i n gt h er e l e v a n tf a c t o r so ff o r e s tm a n a g e m e n ti n v e n t o r y , s e l e c t s f a c t o r sf o rf o r e s tn a t u r a l n e s se v a l u a t i o na n dc o n s t r u c t q u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o ni n d e x s y s t e ma n de v a l u a t i o nm o d e lo fu r b a nf o r e s tn a t u r a l n e s s m a k i n gf o r e s tm a n a g e m e n t i n v e n t o r yi n f o r m a t i o n a sd a t as o u r c e ，o nt h eb a s i so fq u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o ni n d e xa n d d e t e r m i n ew e i g h t ，e v a l u a t e sa n da n a l y s e st h ef o r e s tn a t u r a l n e s so ft h ew u h a n c i t ya n di t s s e v e nd i s t r i c t s p u tf o r w a r dt h eo p e r a t i o nc o u n t e r m e a s u r e so fu r b a nf o r e s ti nw u h a n c i t y , i no r d e rt o p r o v i d e t h eb a s i sf o rc l o s e - t o - n a t u r e m a n a g e m e n ta n d s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n to f u r b a nf o r e s ti nw u h a nc i t y t h em a i nf i n d i n g sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) a c c o r d i n gt oi n d e x e so ff o r e s tm a n a g e m e n ti n v e n t o r y , s e l e c t ef o r e s tc a t e g o r y , s t a n d o r i g i n ，s p e c i e sc o m p o s i t o n , s t a n dl e v e l ，s t a n da g eg r o u pa st h em a i nf a c t o r sf o rt h e e v a l u a t i o no ff o r e s tn a t u r a l n e s st oc o n s t r u c tq u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo fu r b a n f o r e s tn a t u r a l n e s s b u i l d i n gw e i g h t v a l u e ，f o r e s tn a t u r a l n e s s f o r m u l a so f s u b c o m p a r t m e n t sa n dr e g i o n s ，c r i t e r i af o rc i t yf o r e s tn a t u r e n e s sg r a d i n g t h i ss t u d ym a k e f u l lu s eo fe x i s t i n gd a t ar e s o u r c e st oe v a l u a t et h ef o r e s tn a t u r a l n e s s ，c a nn o to n l yc o s t s a v i n g s ，a n dt h er e s o l u t i o no ff o r e s tn a t u r a l n e s se v a l u a t i o nr e s t r i c t i o nf o rd i f f i c u l tt o i n v e s t i g a t el a r g ea r e a ( 2 ) t h en a t u r a l n e s sv a l u eo fw u h a ni s0 4 4 i na c c o r d a n c ew i t ht h eo r d e ro ft h e n a t u r a l n e s sv a l u eo f u r b a nf o r e s ti ns e v e nd i s t r i c t sw e r e ：h u a n g p id i s t r i c t ( 0 5 5 ) ，c a i d i a n d i s t r i c t ( 0 4 2 ) ，j i a n g x i ad i s t r i c t ( 0 4 1 ) ，h o n g s h a nd i s t r i c t ( 0 3 5 ) ，x i n z h o ud i s t r i c t ( 0 2 9 ) ， d o n g x i h ud i s t r i c t ( 0 2 5 ) h a n n a hd i s t r i c t ( 0 2 4 ) 1 1 1 ea r e ao fm e d i u mg r a d e ( r l g r a d e ) a n d l o w e s tg r a d e ( ig r a d e ) f o r e s ti st h eb i g g e s t ，r e s p e c t i v e l y , a c c o u n t e df o r3 5 2 9 ，3 4 2 8 ； t h ea r e ao fi ig r a d ef o r e s ta c c o u n t sf o r2 7 9 7 ；t h ea r e ao fi v g r a d ea n dh j i g h e s t g r a d e ( vg r a d e ) f o r e s ti st h es m a l l e s t , 龌c o u n t e df o r2 。4 6 i tc a nc l e a r l yb es e e nt h a tt h e i l l 武汉市城市森林自然度订价j 绛f i 对策研究 n a t u r a l n e s so fu r b a nf o r e s ti nw 曲a ni sa tal o wl e v e la n dt l l ed i s t r i b u t i o no fn a t u r a l n e s s g r a d eo fu r b a nf o r e s ti ns e v e nd i s t r i c t si si n e q u a l i t y ( 3 ) t h em a i nf a c t o r si m p a c to ff o r e s tn a t u r a l n e s so fw u h a nc i t ya r ea sf o l l o w s ：t h e f o r e s to fn a t u r a lr e g e n e r a t i o ni sl e s s ，t h em i x e df o r e s ti ss e r i o u ss h o r t a g e ，t h eh a l f - m a t u r e a n dy o u n gs t a n da r ed o m i n a n t e x c e p to fx i n z h o ud i s t r i c t , t h em a i nf a c t o r si m p a c to f f o r e s tn a t u r a l n e s so fd i s t r i c t sa r ed i f f e r e n tf r o mw u h a nc i t ya sf o l l o w s ：t h em a i nf a c t o r s o fj i a n g x i aa n dh o n g s h a nd i s t r i c ti st h el o wo ft h em i x e df o r e s t ；t h em a i nf a c t o r so f d o n g x i h ud i s t r i c ti st h el a c ko ff o r e s tf o rp r o t e c t i o na n ds p e c i a lu s e ，t h ef o r e s to fn a t u r a l r e g e n e r a t i o na n dm u l t i - l a y e rs t r u c t u r e ，t h em i x e df o r e s t ；t h em a i nf a c t o r so fh a n n a n d i s t r i c ti st h es h o r t a g eo ff o r e s tf o rp r o t e c t i o na n ds p e c i a lu s e ，t h ef o r e s to fn a t u r a l r e g e n e r a t i o na n dm u l t i l a y e rs t r u c t u r e ，t h em i x e df o r e s ta n dn e a rm a t u r e ，m a t u r e ，o v e r m a t u r es t a n d ；t h em a i nf a c t o r so fc a i d i a nd i s t r i c ti sp o v e r t yo ft h ef o r e s to fn a t u r a l r e g e n e r a t i o na n d t h em i x e df o r e s t ；t h em a i nf a c t o r so fh u a n g p id i s t r i c ti st h es c a r c i t yo f t h em i x e df o r e s ta n dn e a rm a t u r e ，m a t u r e ，o v g fm a t u r es t a n d ( 4 ) i na c c o r d a n c ew i t ht h en a t u r a l n e s so f f o r e s ts t a t u so f w u h a nc i t ym a d et h eo b j e c t i v e s a n dp r i n c i p l e so fc l o s e - t o - n a t u r em a n a g e m e n ti nw u h a nc i t y f o c u s e do nd i f f e r e n t d i s t r i c t s ，d i f f e r e n tn a t u r a l n e s sg r a d es t a n d s ，d i f f e r e n tf o r e s tt y p e sa n dc o m m u n i t yt y p e s ， b r i n gf o r w a r dt h eo p e r a t i o nc o u n t e r m e a s u r e sf o rc l o s e t o - n a t u r em a n a g e m e n t k e yw o r d s ：u r b a nf o r e s t ，n a t u r a l n e s s ，e v a l u a t i o nc r i t e r i a ，t h en a t u r a l c l o s e n e s sf o r e s t ， t h en a t u r a l c l o s e n e s so p e r a t i o n i v 华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 否如需保密，解密时间年 月日 是否保密 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定。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做了明确的说明，并表示了谢意。 研究生签名：专迫俊时间：。习年6 月。日 学位论文使用授权书 论文。本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全 部或部分内容，同时本人保留在其他媒体发表论文的权力。 注：保密学位论文( 即涉及技术秘密、商业秘密或申请专利等潜在需要提交保密的论 文) 在解密后适用于本授权书 糊黼鲐撒 名：硐翻 签名日期”钥加 签名日期：刁粕肌 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和目录之间 武汉市城市森林自然度评价o j 经f 对策研究 1 刖吾 1 1 研究背景 1 8 世纪以来，以织布机、蒸汽机发明为主要标志的英国工业革命开始兴起，世 界由此逐步进入工业社会。工业文明是在人类不断膨胀的贪欲下毫无节制的向自然 界索取的时代。由于科学技术的快速发展和工业化的急速推进，人类在改造自然和 征服自然的同时，对自然界造成了严重的破坏，从而产生了诸多不利于人类生存和 发展的环境问题，如全球气候变化、臭氧层破坏和损耗、森林植被锐减、酸雨污染、 生物多样性丧失、土地荒漠化、淡水资源危机、海洋资源破坏等( 刘青松等2 0 0 3 ， 吴彩斌等2 0 0 5 ) 。随着人类与自然之间对抗冲突的不断地加剧，时至今日，这种对 抗冲突已经达到无以复加的地步，资源短缺、环境恶化与生态失衡等，引发了人类 生存的危机( 刘相溶，1 9 9 9 ) 。在大自然的无情报复之后，人类开始审视自己的行为， 重新思考自己对自然的态度，逐步确定了爱护自然、善待自然的自然伦理观( 喻庆 国，2 0 0 7 ) 。为了缓和入与自然的矛盾，促进人与自然的协同发展，“可持续发展” 的概念应运而生。 1 9 7 2 年联合国在瑞典斯德哥尔摩召开的第一次环境大会中通过的人类环境宣 言，呼吁各国政府和人民为维护和改善人类环境，为造福世界各国人民、造福后代 而共同努力。1 9 8 7 年，联合国环境与发展委员会在我们共同的未来报告中，对 “可持续发展”给出了明确的界定，即可持续发展是既满足当代人的需要，又不对 后代人满足其需要的能力构成危害的发展( 徐春，2 0 0 1 ) 。1 9 9 2 年，在巴西里约热 内卢召开的“联合国环境与发展大会 ，不仅使可持续发展思想在全球范围内得到了 最广泛和最高级别的承诺，而且还使可持续发展思想由理论变成各国人民的行动纲 领，这些都宣告人类对自身赖以生存的自然环境的关注( 刘爱军，2 0 0 6 ) 。大会对森 林给予了前所未有的重视，在关于所有类型森林的经营、保护和持续发展的无法 律约束力的全球一致同意的权威性原则声明中明确指出：“森林这一主题涉及许许 多多环境与发展的问题和机会，包括在持续基础上社会经济发展的权力在内”，“应 该持续地经营森林和林地，以满足当代人和子孙后代在社会、经济、生态、文化和 精神诸方面的需要 ( 刘建军等，1 9 9 6 ) 。 随着2 0 世纪全球城市化城镇化水平的提高，与人类生活和工作密切相关的城市 环境也在不断的恶化( 蔡登谷，2 0 0 6 ) 。进入2 1 世纪，倡导“让森林走进城市、让 城市拥抱森林 已成为保护城市生态环境，推动区域经济持续发展的新理念( 支如 东和邹德萍，2 0 0 7 ) 。城市森林是城市生态系统中具有自净功能的重要组成部分，作 武汉市城市森林自然度评价。j 绛f y 对策研究 为生态环境建设的主体，在提供生态产品、改善生态环境、维护生态安全中具有不 可替代的特殊地位和主导作用( 刘礼祖，2 0 0 7 ) 。它为实现城市自然环境的优化、人 民生活水平的提高、经济的可持续发展、社会全面进步奠定了坚实的基础。通过建 设城市森林来改善城市环境，维持和保护城市生物多样性，提高城市综合竞争力， 是城市实现可持续发展的根本保证和迫切需要，也是现代城市生态环境建设的重要 内容和主要标志。 武汉作为全国的特大城市，随着城市化水平的提高、城市人口的倍增，生态环 境问题也不容忽视。武汉是我国的老工业基地，是我国六大工业基地之一。随着城 市工业化、现代化进程的加快，尤其是伴随钢铁、汽车、石化、高新技术产业为主 导的现代工业的快速发展，产生的环境污染、生态资源破坏、城市“热岛效应”等 问题，致使武汉市的人居环境不良，影响了城乡居民的生活水平与生活质量的提高。 近年来，城市森林在城市环境建设中的独特地位开始受到武汉市的重视，并提出了 武汉创建国家森林城市的目标。这一目标的提出是顺应时代发展要求的重大抉择， 是构筑宜居城市、提高城市竞争力、促进人于自然和谐的根本途径。 2 0 0 7 年1 2 月国务院正式批准武汉城市圈为“全国资源节约型和环境友好型社 会建设综合配套改革试验区 ，这既是武汉市实现经济腾飞的千载难逢机会，同时也 给武汉市的城市生态发展带来了巨大的挑战，给城市森林建设提出了更高的要求。 从地域上说，武汉城市圈是指以武汉为中心，以1 0 0 公里为半径的城市群落，包括 武汉以及黄石、鄂州、孝感、黄冈、咸宁、仙桃、潜江、天门等8 个中小城市，故 又称武汉“1 + 8 城市圈，面积达6 万平方公里，是目前武汉的7 倍多，是湖北乃 至长江中游最大、最密集的城市群。在建设“两型 社会过程中，武汉森林城市建 设也必将对区域生态安全发挥基础作用。武汉市城市森林建设的质量和水平将在很 大程度上体现着武汉市城市圈的生态建设水平，对整个城市圈地区生态环境的改善 起着核心性的作用，对周边其他城市的生态建设发挥了很强的示范和带头作用。 1 2 研究的目的和意义 武汉市正在开展国家森林城市创建活动，城市森林自然度是国家森林城市评选 的重要指标之一。因此如何评价武汉市城市森林的自然度现状、如何提高武汉市城 市森林的自然度、提高城市森林自然度应采取哪些经营对策等都是亟待解决的问题。 目前关于森林自然度的评价在我国尚处于探索阶段，并没有统一的指标体系和 评价方法。并且多数研究都是采用定性等级划分的方法进行评价，只有在较小的研 究区域内采用样地调查法获取数据从而进行定量评价o 想要准确评价武汉市城市森 2 武汉市城市森林自然度评价2 j 绛f i 对策研究 林的自然度，就必须构建出一种适用于较大研究区域的定量评价指标体系，使自然 度的评价具有准确性的同时，在大的尺度上更具有操作性和实用性。由于自然度的 评价标准具有地域性，本研究在充分参照武汉市地带性原始顶级群落的基础上，制 定出适合于武汉市的城市森林自然度评价标准。 长期以来由于缺乏科学的理论指导和过分追求短期经济效益，大面积的经营和 培育结构简单的森林特别是人工纯林，致使森林质量退化，起不到彻底改变生态环 境作用的。因此，必须突破传统森林经营模式，探求和建立一种可持续发展的森林 经营方法。德国的近自然森林经营技术被认为是2 l 世纪森林经营理论和实践的众多 模式中，最为经济、合理的森林可持续经营模式( 彭舜磊，2 0 0 8 ) 。目前我国的森林 近自然经营还处于试验阶段，城市森林的近自然经营也只是刚刚起步，亟待深入研 究和加快发展。 本研究以森林资源二类清查资料为依据，构建城市森林自然度评价指标体系与 评价模型，对武汉市城市森林自然度进行评价与分析，以便指导武汉市城市森林的 近自然经营，并为其他类似城市的城市森林自然度评价和城市森林建设提供借鉴。 1 3 城市森林研究概况 1 3 1 国外城市森林研究概况 城市森林的提法最早源于美国和加拿大。1 9 6 2 年，美国肯尼迪政府在户外娱乐 资源调查报告中，首次使用“城市森林”( u r b a nf o r e s t ) 这一名词( 刘殿芳，1 9 9 7 ) 。 自1 9 6 5 年加拿大e r i kj o r g e n s e n 教授提出城市林业概念以来，城市林业与城市森林 先后在北美、欧洲乃至全球掀起了研究热潮( 王木林，1 9 9 5 ，m c p h e r s o n & r o w n t r e e ， 1 9 9 3 ) 。由于研究角度的不同，城市森林的概念目前还没有统一和公认的标准定义。 国外对城市森林的概念以美国学者m i l l e r 和美国林业工作者协会城市森林组给出的 定义较具代表性( 刘常富等，2 0 0 3 ) 。m i l l e r ( 1 9 9 6 a ) 认为，城市森林是人类密集居住 区内及周围所有植被的总和，它的范围涉及市郊小社区直至大都市。而美国林业工 作者协会则认为，城市森林是森林的一个分支，是一门研究潜在的生理、社会和经 济福利学的城市学。目标是城市树木的栽培和管理，任务是综合设计城市树木和有 关植物以及培训市民( 薛达，2 0 0 1 ) 。1 9 9 6 年，德国f l a c k 提出了广义的城市森林的 概念，即城市森林是包括城市周边与市内的所有森林，但此定义不包括传统的城市 绿地、公园、庭园、行道树等( 王成等，2 0 0 4 ) 。 1 9 7 0 年，美国成立了环境林业研究所，专门研究城市森林，目的是通过对城市 林业的研究，改变美国东北部人口密集区的居住环境。1 9 7 1 年，美国林业工作者协 武汉市城市森林自然度评价1 j 经营对策研究 会设立城市森林组，专门组织研究城市森林和有关学科。1 9 7 3 年，国际树木栽培协 会召开城市森林会议。1 9 7 8 年美国国会通过了城市林业法。1 9 7 9 年，加拿大建立第 一个城市森林咨询处，研究和回答城市森林的有关问题。1 9 8 1 年，美国林学会创办 了城市森林杂志。1 9 9 2 年在法国召开的第届国际林业大会上，增设了“森林和 树木社会、文化和景观功能”，对城市森林的栽培管护、作用和范围进行了广泛的讨 论( 李锋等，2 0 0 3 ) 。1 9 8 8 年，美国威斯康新大学m i l l e r ( 1 9 9 6 b ) 教授出版了城市 林业一书，1 9 9 6 年再版，是目前城市林业研究较为权威的一本书籍。目前许多国 家已把发展城市森林作为实施城市可持续发展战略的一项重要实践内容，相继开展 了城市森林培育与经营理论研究和具有各自特色的城市林业建设实践( 王雁等， 2 0 0 3 ) ，如英国城市森林计划，加拿大城市模式森林计划、德国城市林业规划、日本 城市保安林规划等。已经采用计算机对城市森林进行编目和管理，通过收集相关数 据资料，构建城市森林生态系统模型，对城市森林的规划、城市森林效益的综合评 价、城市森林发展趋模的拟势、城市森林财政开支的预算等方面进行了研究( 童丽 丽，2 0 0 7 ) 。 1 3 2 国内城市森林研究概况 我国从2 0 世纪年8 0 代开始“城市森林”方面的研究。台湾大学的高清( 1 9 8 4 ) 教授出版的都市森林一书，以及王义文( 1 9 9 2 ) 等人将城市森林的有关概念引 入国内( 李海梅等，2 0 0 4 ) 之后，我国有众多学者给城市森林下过定义，并在不同 方面有所侧重。1 9 9 2 年举行第一次城市林业研讨会，1 9 9 4 年林学会成立了城市林业 专业委员会，继而许多学者对城市森林开展了研究工作( 杨小波等，2 0 0 0 ) 。目前我 国对城市森林的研究主要集中在城森林结构与效益分析方面，并且以此为基础进行 绿色生态城市的规划管理。大致分为以下几个方面：城市森林结构分析、城市森林 的生态服务功能研究、城市森林网络建设、城市森林生态规划与设计以及城市森林 的维护与管理( 何兴元等，2 0 0 2 ) 。 国外城市森林生态建设已走过了“园林城市”一“城市森林 一“森林城市 的历程。1 9 9 8 年中国林科院主持了由国家科技部、财政部和国家林业局支持立项的 “中国城市森林网络体系建设研究”项目，率先在哈尔滨、大连、上海、合肥、厦 门等地，针对城市森林布局、树种选择与配置、树种生态效益等城市森林建设问题 开展了比较系统的研究( 李吉跃等，2 0 0 2 ) 。2 0 0 2 年月9 ，在上海召开了国际城市森 林与生态城市建设国际研讨会。2 0 0 2 年城市森林建设己经被国家林业局纳入中国可 持续发展林业发展规划当中，成为生态优先、生态建设和生态文明三生态战略的重 4 武汉市城市森林自然度评价j 经f ? 对策研究 要内容一( 韩轶，2 0 0 4 ) 。 城市森林已成为衡量一个城市文明进步和可持续发展能力的重要指标。随着城 市化进程的加速和城市环境问题的加剧，人们已越来越认识到城市森林在城市生态 环境和可持续发展中的重要作用。各城市应借鉴国内外城市森林建设的成功经验， 建成各具特色的森林城市( 李海梅等，2 0 0 4 ) 。截止到2 0 0 9 年5 月在杭州举行的“第 六届中国城市森林论坛”，被全国绿化委员会和国家林业局授予“国家森林城市”称 号的城市已经达到了十四个。 1 4 森林自然度研究进展 1 4 1 森林自然度的概念 德国生态学家s u k o p p ( 1 9 7 2 ) 提出了“生态干扰度”( d e g r e eo fh e m e r o b y ) 概念， 并将其引入生态学范畴，他认为“生态干扰( h e m e r o b y ) 是人类过去所有有意识和无 意识地对立地和植被施加的干扰的一个总的量度”。这一量度的不同强度等级，即为 “生态干扰度 ( d e g r e eo f h e m e r o b y ) ，用于描述人类对植被与立地干扰影响的强度。 与生态干扰度概念相对的是描述立地与植被的“天然相似性程度”( n a t u r a ll i k e n e s s ) 的概念，即现实植被或立地与他们天然状态之间的距离或相似性( h e l l i w e l l ，1 9 9 9 ) 。 其实“天然性程度”与“生态干扰度 在本质上相同，其差别仅在于强调人的影响 ( 生态干扰度) 还是植被的状态属性( 天然性程度) 。两者是从两个相反的反向对植 被的“自然度 进行描述。人类的干扰越强，植被和立地受到的影响或破坏就越大， 它们的天然性程度就越低或者说距离它们的“顶极群落 ( c l i m a xc o m - m u n i t y ) 或离 它们的“潜在的自然植被”( p o - t e n t i a ln a t u r a lv e g e t a t i o n ) 就越远( 李迈和等，2 0 0 2 ) 。 关于自然度的概念，按照时间的前后顺序，有以下一些描述。张志英( 1 9 8 9 ) 认为自然度是人类干扰的程度，现生植被干扰度就是现生植被被人类所干扰的程度。 屠玉麟( 1 9 9 1 ) 把自然度定义为保存自然环境本底性质的程度，即自然属性保留的 程度。张玉环和汪俊三( 1 9 9 1 ) 则认为自然度是人类干扰破坏程度，人类干扰破坏 程度越大，自然度越低；而人类破坏程度程度越小，则自然度越高。王丽丽和郭晶 华( 1 9 9 4 ) 所说的自然度，是指地段的植被状况与原始顶极群落的距离或次生群落 位于演替中的阶段。 s t u r m ( 1 9 9 4 ) 认为森林的近自然度指的是一定地段的现实群落与原始顶极群落 的距离或相似程度，包括土壤发育近自然度、植被组成近自然度和植被演替近自然 度等( 彭舜磊，2 0 0 8 ) 。浙江省林业厅( 2 0 0 6 ) 提出，森林自然度是反映现实森林类 型与地带性原始顶极森林类型的差异程度，是反映森林质量和生态状况的一项重要 武汉市城市森林自然度评价。j 绛f y 对策研究 指标。在中国森林公园风景资源质量等级评定( 国家标准) 中，森林自然度是指 风景资源土体及所处生态环境的保全程度。在近自然森林经营技术手册中，森 林近自然度是对森林自然化程度的一种量化描述，表示森林接近自然状态的程度， 是在现实植物群落结构与自然群落之间的一个比较性描述( 喻庆国，2 0 0 7 ) 。在“国 家森林城市”评价指标中，城市森林自然度是指对区域内森林资源接近地带性顶 级群落( 或原生乡土植物群落) 的测度( 国家林业局，2 0 0 7 ) 。总之，森林自然度是 指森林生态系统保持原生状态的程度( 喻庆国，2 0 0 7 ) 。 1 4 2 国外森林自然度评价研究 1 4 2 1 森林自然度评价标准与指标 自从人们发现和讨论了人类活动对植被和立地的影响之后，才尝试把植物单元 按这种影响的大小( 或相反地按它们近似天然的程度) 进行分类( d i e r s c h k e ，1 9 8 4 ) 。 欧洲植物学家经过长期观察发现，人类对自然生态系统的经营利用会直接或间接地 导致一些新的植物种类侵入该系统，新的植物种类在某一生态系统中的出现与否及 存在的多寡，反映了人类对该生态系统的干扰利用强度，或者说表明系统偏离它的 天然状态的距离。1 9 9 6 年，p e t e r k e n ( 1 9 9 6 ) 提出了把天然性程度划分为5 个类型，他 认为一切森林或木材林的天然性程度都处于这些类型之间，任何林种或不同阶段的 林分都可以通过天然性程度而评价其近自然度( s c h m i d t ，1 9 9 8 ) 。他的这一思想适合欧 洲和北美的环境，对促进近自然度理念和近自然育林体系在现代林业中的应用做出 了很大贡献。但在近自然育林体系实践中，天然性程度( n a t u r a l n e s s ) 仅是一个因素， 许多其他的因素也影响育林进程。c o l a k ( 2 0 0 1 ) 认为n a t u r a l n e s s 这一概念应该具有更 为广泛的范围，应该包括干扰( h e m e r o b y ) 和天然相似性( n a t u r a l l i k e n e s s ) ，并从两个概 念出发给出了判定天然性程度的目标。s c h i r m e r ( 1 9 9 9 ) 以潜在的自然植被以及乡土 树种的数量与比例为主要指标对“生态干扰度”与“天然性程度 进行了等级划分， 对德国巴登一符腾堡州的森林进行了评价。g r a b h e r re ta l ( 1 9 9 8 ) ，选取树种多样性、 树种来源( 乡土或引进树种) 、林分起源、郁闭度、林分层次和年龄结构、森林利用、 枯死木状况、天然更新状况、林下植被多样性，作为森林天然性的评价指标，对奥 地利森林的天然性进行了评价。 1 4 2 2 森林自然度评价方法与等级标准 关于自然度评价的最早研究，起源于“生态干扰度 与“天然性程度”这两个 描述自然度的相对的概念。地球上现存的植物或森林群落都是植被与其环境长期适 6 武汉市城市森林自然度计价j 经营对策研究 应及人类长期干扰影响的结果，现实的植被已被迫或多或少地离开其天然状态。生 态干扰度概念提供了一种定性与定量结合起来研究植被与立地的当前状态的方法。 其结果既说明了人类过去对植被和立地的影响程度，也说明了由此导致的现实植被 与其潜在的自然植被的距离( 李迈和等，2 0 0 2 ) 。 t u e x e n ( 1 9 5 6 ) 的“替代群落的概念，被认为是对被人类干扰的植物群落进行 天然性分类的第一次尝试。就是把一个从当前立地出发的“将来 参照系，去估算 人类至今为止对植被的总影响，或现实植被状态与“将来”平衡状态之间的距离， 即“潜在的自然植被”( p o t e n t i a ln a t u r a l v e g e t a f i o n ) ( s u k o p p ，1 9 6 9 ，1 9 7 2 ，1 9 7 6 ，k o w a r i k , 1 9 8 8 ) 。在此的近自然度评价的途径是找到一个对应的、从未受人类干扰仍处于天然 状态的参照系，以便在植被、立地、生态系统的层面上去比较评价对象的现实状态 与其天然参照系之间的距离( 李迈和等，2 0 0 2 ) 。所以相应的参照系只有两种：一是 从未被人类影响的、未被人类涉足的原始森林所占据的古地域；二是十九世纪工业 革命之前的、种类与结构均丰富的、很少被干扰的自然地域( s c h i r m e r , 1 9 9 9 ) 。虽然 这是近自然度评价最理想的途径，但是由于人类和自然干扰，很难在半开放或开放 的林区找到理想的天然林结构( c o l a k ，2 0 0 1 ) 。“生态干扰度 和“替代群落 概念 的提出就解决了自然度评价中存在的难题，因为不需要通过历史上的一个参照系来 对植被群落进行评价。 第一个相当完善地描述现实植被天然性程度的8 级分类系统由e l l e n b e r g 于1 9 6 3 年提出，l e i b u n d g u t ( 1 9 9 0 ) 将其分为五级( 表1 ) 。1 9 9 6 年，p e t e r k e n 把天然性程度划 分为5 个类型：即原始天然性程度( o r i g i n a l n a t u r a l n e s s ) 、现在天然性程度 ( p r e s e n t n a t u r a l n e s s ) 、过去天然性程度( p a s t - n a t u r a l n e s s ) 、潜在天然性程度 ( p o t e n t i a l n a t u r a l n e s s ) 和将来天然性程度( f u t u r e n a t u r a l n e s s ) 。g r a b h e r re ta l ( 1 9 9 8 ) 按 照人类影响从弱到强，对奥地利森林天然性进行了9 级分类( 表2 ) 。s c h i r m e r ( 1 9 9 9 ) 对“生态干扰度 与“天然性程度进行了六个等级的划分。a n l l e l i u o t i l ae ta l ( 2 0 0 2 ) 在芬诺斯坎底亚东部地区进行了寒温带森林的自然度评估，并确定了自然林和半自 然林。s i m i l am e ta l ( 2 0 0 2 ) 在芬兰东部进行森林演替研究时，按自然度把森林分成 经营林和半自然林两类。c o l a ka h e ta l ( 2 0 0 3 ) 在进行近然森林经营研究时，把森林 划分为自然林、近自然林、半自然林、改变林和人林五类。陆元昌等( 2 0 0 5 ) 介绍 了德国7 个近自然等级的划分( 表3 ) 。 7 武汉市城市森林白然度订价j 经7 y 对策研究 表l 天然相似度等级划分( 彭舜磊，2 0 0 s ) t a b 1d e t e r m i n a t i o no fn a t u r a ll i k e n e s sc l a s s e s ( p e n gs h u n l e i ，2 0 0 8 ) 天然相似度等级林分特征 天然 近天然 未被人类直接或间接改变的自然形成的森林，潜在自然植被占优势 林分组成和混生物种为近自然结构，植被稍有改变 半；船 林分在树种组成和混生物种上有部分改变，但仍保持原来的天然结构，但明 显偏离潜在的自然植被 林分改变 人工林 林分的天然特征无法辨认，生态环境发生了显著变化，自然地潜在植被已不 存在 林分为人工建造，几乎无天然性成分，典型的例子是次生的松树人工替代了 混交的硬阔叶树种 表2 植被天然性程度或生态干扰度相对值( 李迈和等，2 0 0 2 ) t a b 2d e f i n i t i o no ft h er e l a t i v ev a l u e si nr e l a t i o nt ot h el e v e l so ft h ed e g r e eo f h e m e r o b y n a t u r a l n e s s ( l im a i h ee ta l ，2 0 0 2 ) 8 武汉市城市森林自然度评价o j 经营对策研究 表3 德国森林自然度等级( 陆元昌等，2 0 0 5 ) t a b 3f o r e s tn a t u r e n e s sg r e a di ng e r m a n y ( l uy u a n e h a n ge ta l ，2 0 0 5 ) 自然度等级 划分标准 顶级群落森林 演替过渡森林 先锋群落森林 顶级或向顶级过渡森林混交有立地不适生的树种 先锋群落森林混交有立地不适生的树种 乡土树种在不适