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公园城市理念下森林生态系统服务功能提升

2020-11-21杜文武卿腊梅吴宇航余婕

风景园林 2020年10期
关键词:直管廊道生境

杜文武 卿腊梅 吴宇航 余婕

改革开放以来,中国城市化取得了巨大成就,但也积累了大量环境问题。如何在不断增长的建设用地蚕食与挤压下,利用有限空间,提供充足优质、复合多元的生态供给,提升城市生态系统服务(Ecosystem Services,简称ESs)功能,成为当前急需解决的问题[1]30。公园城市理念“坚持以人为核心,把创造优良人居环境作为城市建设中心目标”[2],及“强化绿色生态空间的复合功能,提供更多优质生态产品”[1]32为解决该问题提供了重要思路。

生态系统服务功能研究在近几十年内发展迅速并孕育出新内涵。全球层面,联合国千年生态系统评估报告(Millennium Ecosystem Assessment,简称MA)中将其划分为供给、调节、支持和文化4种类型[3],为科学确定绿色空间生态系统服务功能指标提供了重要参考;Costanza等将全球尺度的生态系统服务功能分为17种类型,开创性评估了全球生态系统服务功能年总价值[4],并估算了1997—2011年全球生态系统服务价值变化,揭示出全球生态系统服务损失高达每年4.3万亿~20.2万亿美元(约26.6万亿~124.8万亿人民币,2014年5月20日汇率)[5]。城市层面,赵正等基于市民获益视角,对城市森林社会化服务功能的重要性及总体水平进行了量化评价[6],为森林生态系统服务功能定量评估拓展了思路。然而,当前多数研究集中于全球尺度或国家尺度,并以自然生境的生态系统服务功能研究为主。在中国城镇化走向纵深发展阶段,从“社会-生态”效益出发,探索生态系统服务功能内涵提升,是新型城镇化的重要内容。

公园城市理念要求生态系统服务研究从专注“生态”转向于“人”与“生态”相互调适。城市是一个复合的生态系统,其中城市森林生态系统对城市可持续性发展发挥着关键作用。它作为生态系统服务功能的重要载体之一,不仅具有固碳释氧、净化大气、涵养水源、维持生物多样性等功能,且在小气候调节、缓解热岛效应、维护生态安全、提供游憩休闲机会和促进城市价值提升等方面发挥突出作用[7],对实现“人-城-境-业”高度和谐的公园城市发展目标具有关键影响[8]。森林生态系统是“山水林田湖草生命共同体”的重要组成部分,加强对森林生态系统服务的研究是建设公园城市的基础性、骨架性工作,深刻体现了公园城市“一公三生”的内涵[1]32。因此,笔者以公园城市首提地天府新区成都直管区(以下简称直管区)为研究对象,从生态系统服务的角度提出森林生态建设的提升策略,以实现森林自然资源保护利用与城市发展间的良性互动。

1 研究区域与研究框架

1.1 研究区域概况

1 现状森林分布图Current forest distribution map

直管区是国家级四川天府新区内由成都市直接管辖的区域,面积564 km2,下辖12个镇。至2035年,规划常住人口规模将为165万人,其中城镇人口为150万人。直管区海拔436~922 m,整体呈东高西低,包含浅丘、平坝、低山3种地貌,属亚热带湿润季风气候区域。现有林地面积为70.65 km2(基于天府新区成都直管区第3次全国国土调查数据),森林面积181.83 km2(基于遥感影像解译数据,图1),包括灌木林、乔木林、竹林、果林和其他林类。当前森林空间面临景观破碎化严重,斑块、廊道特征不明显,生态服务效益不显著,休闲游憩功能不完善,空间配置不合理等问题;同时森林群落结构层次单一,生物多样性低下,整体质量不佳。由于直管区建设用地及基本农田保护的刚性需求,生态空间受到挤压,“可森林化”用地严重不足,如何在有限空间下,构建高质量的天府森林生态系统,最大化其生态系统服务功能,实现公园城市生态空间营建目标,是当前面临的巨大挑战。

1.2 研究思路与框架

2 研究框架Research framework

研究表明,森林对城市具有生态与社会双重价值。具有高大乔木、丰富林下层以及乡土树种的高质量城市森林,不仅会有效促进城市鸟类及相关物种多样性[9-10],还能为人提供城市公园和建成人工环境不可比拟的身心恢复能力,具有其他城市生态产品无法替代的作用[11]。“公园城市”理念体现了“生态文明”和“以人民为中心”的发展理念[1]30,利用有限空间,提供高效优质生态产品,满足人民日益增长的“三生”环境需求,是公园城市的重要目标,而城市森林的生态-社会服务水平是该目标实现程度的重要体现之一。为促进直管区公园城市森林生态系统服务水平科学提升,研究将其划分为生态服务和社会服务2种类型,并以森林生态保育、提升优化、防治修复为目标,明确5类典型生境森林营建的代表性区域。最后,通过生态系统服务综合评价识别生态系统服务关键区以确定核心森林及其生境类型,利用最小成本路径模型模拟生态核心间的生态廊道,构建基于生态系统服务的生态网络格局[12]105(图2),以指导森林空间布局,强化扩展零散绿斑,构筑结构化森林绿廊,织就系统化森林绿网,从而全面提升森林生态系统服务功能。

2 森林生态系统服务评估

2.1 森林生态系统服务评估指标体系构建

基于“公园城市”理念以及城市森林的生态-社会属性,初步构建以“生态-社会服务”为核心的生态系统服务评估体系。以学界认可度较高且使用较为广泛的生态指标体系为基础,结合市民对公园城市森林的社会服务需求,形成单一功能向复合功能转变的森林生态服务指标体系。同时结合直管区的自然环境特征,森林生态系统所提供的主要生态系统服务功能,对初选指标进行筛选与调整,保证所选指标能够提取的生态空间关键区具有丰富的生态系统服务功能以及可计量性[12]104。综合以上考虑,选取气候调节、水源涵养、水土保持、固碳释氧、生物多样性维持、游憩娱乐、景观美学作为评价指标,利用层次分析和变异系数组合权重法(Analytic Hierarchy Process and Coefficient of Variation,简称AHPCV)得到最终的指标权重[13](表1)。

2.2 不同指标评价方法

通过各指标相关影响因子的生态适宜性分析或相关模型计算对7个代表性指标进行评估。本研究的遥感影像数据(30 m分辨率)来源于地理空间数据云平台,采用2018年4月2日Landsat 8 OLI_TIRS卫星数字影像。利用ENVI5.2软件对研究区植被覆盖信息进行解译提取,并以天府新区成都直管区第3次全国国土调查数据为主要参考进行校准,得到直管区植被覆盖类型。

1)固碳释氧。根据解译获取的直管区植被覆盖类型数据,将植被覆盖类型具体划分为:草地,灌木林,阔叶林,针叶林,针阔混交林,经果林,农作物。对直管区森林常见树种的固碳释氧能力进行评估,得到不同植被单位面积固碳释氧能力的经验值[14]128,[15-18](表2),通过ArcGIS平台得到植被固碳释氧能力的空间分布。

2)水源涵养。水源涵养是生态系统通过其特有的结构与水相互作用,对降水进行截留、渗透、积蓄,并通过蒸散发实现对水流、水循环的调控。在ArcGIS栅格计算器中,对各相关影响因子采用最大最小值法将数据归一化到0~1之间,计算出生态系统水源涵养服务能力指数作为评估指标,计算公式为[19]34:

式中,WR为生态系统水源涵养服务能力指数,NPPmean为多年植被净初级生产力平均值,Fsci为土壤渗流因子,Fpre为多年平均降水量因子,Fslo为坡度因子。

表1 生态系统服务功能指标体系权重Tab. 1 Ecosystem service index system weight

表2 不同植被覆盖类型固碳释氧能力Tab. 2 Carbon sequestration and oxygen release capacities of various vegetation cover types单位:t/(hm2·年)

表3 相关影响因子的数据来源Tab. 3 Data sources of related impact factors

3)水土保持。水土保持是生态系统通过其结构与过程减少由于水蚀所导致的土壤侵蚀作用。水土保持服务能力指数计算方法同2),计算公式为[19]35:

式中,Spro为水土保持服务能力指数,K为土壤可蚀性因子。

4)生物多样性维持。生物多样性维持功能作为生态系统提供的最主要功能之一,是生态系统在维持基因、物种、生态系统多样性发挥的作用。生物多样性维持服务能力指数计算方法同2),计算公式为[19]38:

式中,Sbio为生物多样性维护服务能力指数,Ftem为多年平均气温,Falt为海拔因子。以上相关影响因子的数据来源见表3。

5)游憩娱乐。游憩娱乐服务能力评估应用游憩适宜性评估模型,通过ArcGIS的空间分析模块Spatial Analyst实现。选取坡度、与城镇的距离、土地利用方式与土地覆被、与水系湿地的距离、历史文化资源5个因子分别赋予不同的权重进行测度[21],综合以上因子判断直管区的游憩能力,将游憩娱乐的适宜性评价结果作为评估指标。

6)气候调节。气候调节服务能力的影响因子主要归结为地形和地物两大因子,地形因子作为最基本的地理要素,主要包括海拔、坡向、坡度、地形起伏等,地物因子主要是区域地表植被的覆盖类型。所以,选择地形地貌、坡度变率、坡向变率、地形起伏、地面粗糙度、植被覆盖度作为气候调节能力的影响因子,影响因子的评价分级标准参考相关文献[22],最后利用ArcGIS中的空间分析叠加功能和几何平均数法计算每个空间单元的气候调节能力综合指数。

表4 单位面积景观美学服务价值当量Tab. 4 Service value of landscape aesthetics per unit area

3 固碳释氧服务分析Analysis of carbon sequestration and oxygen release service

7)景观美学。景观美学的服务能力评估,首先,利用ENVI5.2软件对植被覆盖信息进行解译提取并校正;其次,以谢高地等2015年修订的中国生态系统服务价值当量表[23]为参考,得到景观美学服务价值当量表(表4),通过度量土地利用与土地覆盖类型指标价值的相对数量关系进行测度;最后,应用ArcGIS平台得到指标的空间分布。

2.3 生态系统服务指标评估结果分析

应用ArcGIS技术,对各单一与综合指标进行数据量化以及标准化处理,将生态系统服务能力划分为高、较高、中、较低、低5个等级进行分析,为森林生态构建提供基础依据。

1)固碳释氧方面,整体上其服务能力由北向南逐渐提高,形成三圣乡—龙泉山绿楔、龙泉山脉、永兴镇与煎茶镇接壤的林盘(以川西平原为代表,其农村住居及林木环境共同形成的盘状田间绿岛,成为集生活、生产、生态和景观为一体的复合型农村散居式聚落单元[24])及浅丘等几个重要的固碳释氧核心区;中心城区及白沙镇由于难以形成规模性森林,固碳释氧能力极低。同时,天府大道等城市道路作为城市灰色基础设施对周边区域固碳释氧能力产生了较大影响,形成了极为明显的分隔带(图3)。应合理保护提升乡村林盘以减少热岛效应,同时优化城市主要道路两侧植物群落,构建迁徙廊道,减少生态破坏。

2)气候调节方面,彭祖山绿楔、合江镇、永兴镇及兴隆镇的林盘浅丘区域形成的散点森林斑块服务功能较强,但十分破碎(图4),可连接功能斑块织补成网,采取适度适地造林策略,增强其气候调节服务能力;龙泉山脉及其周边服务功能极强,发展潜力较高,应在保育前提下利用合理开发利用,形成满足居民需求的城市远郊绿肺。

3)水源涵养方面,其服务能力由兴隆湖向四周逐渐提高,籍田镇、煎茶镇、正兴镇、白沙镇的浅丘区域服务能力最为显著,应尽量减少砍伐、扩大森林规模并通过绿廊连接成环,同时森林建设应逐渐向中心发展;以兴隆湖周边为代表的城镇开发区,应适度进行生态改造,植树造林,恢复其生态功能(图 5)。

4)水土保持方面,城镇化及耕地扩张导致植被砍伐、水土流失,水土保持能力较差,因此城镇区域急需采取生态修复措施,应尽可能在锦江河流域、兴隆湖周边区域建立森林生态系统并优化林水过渡带设计,向城镇提供稳定的水土保持服务。同时城市道路系统将水土保持能力较高的区域割裂,应沿道路两侧合理布局森林,提高其服务效益;白沙镇、合江镇、永兴镇周边区域由于开发较少,成为水土保持的关键区域,应限制开发,最大限度发挥其水土保持的能力(图6)。

4 气候调节服务分析Climate adjustment service analysis

5)生物多样性维持方面,直管区内锦江流域中北部区域及兴隆湖区域因位于城市建设用地,生境退化极为严重,且退化程度从内部城镇沿道路向外部耕地逐渐减弱,城镇化及耕地扩张是最为关键的威胁要素,应在城镇区域合理种植乡土树种,增加森林斑块,整合破碎空间,减缓生境退化,同时利用立体空间绿化营造小型城镇生态系统以提升城市区域生物多样性维持能力;柴桑河、落雁河流域、龙泉山的大林镇、三星镇林盘浅丘区域及彭祖山绿楔是破坏程度最低、生境质量最高、物种分布最集中的区域,应严格做好生境修复、保育工作,提高生境质量,以维持生态系统平衡(图7)。

6)以生态空间生态服务承载力为基础,从城市发展与人类生活需求的角度出发,对生态空间的社会服务能力进行评估,包含景观美学服务能力、游憩娱乐服务能力(图8、9)两项指标。具体而言,城市建设区的兴隆湖区域、锦江流域中南部区域社会服务功能较高,其作为社会服务核心区域发挥着极大的服务效益;同时以天府公园、麓湖公园为代表的城市中心公园社会服务功能较为明显,具备满足全年龄段市民最便捷、多样、复合游憩需求的能力。考虑以上区域生态服务能力都相对较低,打造自然林较难,但其具有区位优势,直接服务于城市居民,可在服务设施上突出川蜀文化,丰富各类人群体验,打造林下商业,展示城市形象。

5 水源涵养服务分析Water conservation service analysis

6 水土保持服务分析Water and soil conservation service analysis

7 生物多样性维持服务分析Biodiversity maintenance service analysis

8 景观美学服务分析Landscape aesthetics service analysis

9 游憩娱乐服务分析Recreation and entertainment service analysis

10 各类典型生境代表性区域图Representative areas’ map of various typical habitats

在城市建成区以外,社会服务功能评估结果较高的区域,如:彭祖山绿楔,作为拥有一定规模的带状游憩功能区,应发挥其植被覆盖率较高、易辐射城市中心区居民的特点,将其打造成提供市民生态产品的城市名片;以鹿溪河流域森林为代表的城市生态带可达性高、社会服务效果显著,可作为城市中心绿楔;永兴镇与煎茶镇接壤的林盘浅丘区域社会服务功能高且生态服务能力良好,可挖掘地方文化资源,加快产业转型;龙泉山区域由于可达性、坡度等因素,其景观美学服务功能高,但游憩娱乐功能较低,因此以森林生态系统保护和局部功能优化为主。

3 基于生态系统服务评估的森林生态构建提升策略

3.1 基于生态系统服务评估的5类典型生境森林营建

结合各生态系统服务指标评估结果及当地森林生境调研①,综合考虑各项指标服务能力较高或服务能力普遍较低的区域,经修正调整后作为5类典型生境森林营建的代表性区域(图10),提出山脉浅丘生境、城镇生境、道路交通旁生境、溪河流生境与湿地生境5类典型生境森林类型,明确生境构建目标导向,使有限的生态空间发挥最大的生态系统服务效益。

1)山脉浅丘生境森林。固碳释氧、气候调节能力主要取决于植被覆盖情况[14]131,应在固碳释氧、气候调节服务功能较强的区域(如龙泉山脉、永兴镇与煎茶镇接壤的林盘浅丘等代表性区域),利用其植被覆盖较高、人为破坏程度较轻等优势,营建山脉浅丘生境森林,发挥森林作为最重要的氧源和碳源的功能。树种应首选适应性强的乡土树种和抗虫害能力强的观赏树种,且耐瘠薄、具季相彩叶、可观花观果的植物,如黄连木(Pistacia chinensis)、麻栎(Quercus acutissima)、化香树(Platycarya strobilacea)、金佛山荚蒾(Viburnum chinshanense)。结合《成都市城市总体规划(2016—2035年)》中对龙泉山区域的生态保护和修复[25]、《成都市特色镇(街区)建设和川西林盘保护修复2019年行动计划》中对乡村聚落中林盘浅丘的保护整治,充分发挥山脉浅丘生境固碳释氧、滞尘净气等功能,为城市及近郊提供生态服务。

2)城镇生境森林。城镇是主要的碳源地,也是对环境改善、绿色空间社会服务需求迫切的区域[14]132。城镇系统的固碳释氧功能主要依靠耕地和林地[26],但城镇森林的植被同样能显著影响城镇区域的风、温度、湿度和降水量[27],对缓解热岛效应、调节小气候具有显著作用。因此,在社会服务功能较高,固碳释氧、气候调节服务功能较低的城镇区域(如万安镇、新兴镇等代表性区域),选择形态优美、适宜性强的乡土落叶阔叶树种,同时兼具无毒无刺、耐修剪、寿命长等特点,如朴树(Celtis sinensis)、楝(Melia azedarach)、盐肤木(Rhus chinensis)、枫香树(Liquidambar formosana)、山槐(Albizia kalkora)、黄葛树(Ficus virens),营建城镇生境森林,实现碳氧平衡,构建城镇空间与生态空间嵌套耦合、生态系统服务与居民生活和谐相融的格局。

3)道路交通旁生境森林。随着道路建设和城市扩张加剧,生态栖息地破碎化、景观连通性损失等问题日益显著,城市道路系统对原生森林群落破坏极为严重,制约着沿线森林生态服务功能的发挥[28],导致沿线区域内人工干扰强度增加,景观斑块面积减少、形状趋向复杂,生态廊道断裂,景观破碎程度加剧。因此,在固碳释氧、水土保持、生物多样性评估结果中服务功能较低的道路区域(如天府大道、机场路等代表性区域),选择耐污染、吸附有害气体、耐旱、景观功能较好且兼具生态效益的乡土落叶树种,如复羽叶栾树(Koelreuteria bipinnata)、刺桐(Erythrina variegata)、牡荆(Vitex negundo)、构树(Broussonetia papyrifera)、小蜡(Ligustrum sinense),用以营建道路交通旁生境森林。同时考虑主导风向、地形地貌、城市小气候对尾气污染物的扩散效果,形成有利于阻滞消化污染物、控制交通噪声、生态环境良好的森林廊道。

4)溪河流生境森林。河流在整个生态系统中占有重要地位,其主要服务功能包括水源涵养、景观美学、维持生物多样性、游憩娱乐[29],基于以上指标评估结果,选择服务能力均较高的流域(如柴桑河、雁落河流域等代表性区域)营建溪河流生境森林。树种选择以耐湿固堤、主根发达、枝条繁茂、观赏特征明显的灌木、乔木树种,如枫杨(Pterocarya stenoptera)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、 乌 桕(Sapium sebiferum)、垂柳(Salix babylonica),搭配适生观赏水生植物为主,如芦苇(Phragmites australis)、旱伞草(Cyperus alternifolius)、睡莲(Nymphaea tetragona)。同时进行低效林改造以优化林型,营建林水过渡带,强化其生态服务功能。

5)湿地生境森林。湿地是世界上最重要的生态系统之一[30],其生态服务价值多样,据统计,其单位面积平均价值量较高的几项功能有调节气候、景观美学、调蓄洪水、涵养水源、固碳释氧、生物栖息地、游憩娱乐等[31]。根据以上功能的评估结果,结合服务功能较强湿地(如白沙湖、雁栖湖周边湿地、锦江流域中南部湿地等代表性区域)营建湿地生境森林,树种选择参考溪河流生境森林并搭配漂浮、挺水、沉水等多种水生植物,如再力花(Thalia dealbata)、荷花(Nelumbo nucifera)、香 蒲(Typha orientalis)、 莕 菜(Nymphoides peltatum),构建林水过渡带以最大化发挥湿地生境多样化的服务功能。

3.2 生境森林营建理念下的森林生态网络构建

生态网络构建旨在维持生态系统服务在景观分布和传递过程中的供给、输送和使用环节的链式关系,支撑生态系统服务形成到人类收益的惠及过程[32]。生态网络基本结构包括生态核心和生态廊道。直管区面临景观破碎化严重的局面,为改善区域生态现状,基于生态系统服务的评估结果,利用林地、河流湿地和农田等生态单元,通过线性廊道将区域中分散孤立的各种类型生态斑块联系起来,形成一个结构成熟、功能完善的生态系统[33]。

3.2.1 核心森林及其生境类型的确定

生态网络核心斑块选取主要考虑生态斑块的景观类型、斑块面积、植被覆盖度、受保护等级、生态功能和空间分布格局等多方面因素[34]。应用ArcGIS10.2软件对生态服务与社会服务的七大指标进行加权叠加分析得到生态-社会服务能力的综合评估结果,基于生态系统服务的综合评估结果(图11),首先将生态系统服务能力较强值的区域作为初选核心斑块,其次提取面积大于1.8 km2的斑块,最终选取11个斑块与《天府新区成都直管区—国土三调》数据、《天府新区成都直管区林业二调》数据进行校核和调整后,作为生态空间关键区的最终范围构建核心森林。同时基于典型生境森林代表性区域的分析结果明确各核心森林的生境营建类型,通过强化森林生境营建目标以发挥各生态关键区的最大效益,其中核心森林S1以城镇生境森林为营建目标;S2、S6以湿地生境森林为营建目标;S3、S4、S5、S7、S8、S9、S11以山脉浅丘生境森林为营建目标;S10以溪河流生境森林为营建目标(图12)。

3.2.2 森林生态廊道与生态网络构建

生态廊道的构建是加强绿色空间相互联通,促进生态景观格局结构优化,提升生态系统服务能力的有效策略[14]133。将筛选出的生态关键区作为源或目标,利用最小成本路径模型首先计算成本阻力面,从而确定生态关键区之间的最佳路径。成本阻力面计算由相关阻力因子面加权叠加获得,权重由AHP方法计算确定,计算公式为[12]105:

式中,Cj为第j个像元的累计成本阻力;Vi为第i个因子的景观阻力值;Wij为第j个像元中第i个景观阻力因子的权重系数。相关阻力因子的景观阻力值及其权重确定[35],[36]817,[37](表 5)。

本研究在生态系统服务评估的基础上获取生态关键区作为核心森林并明确其森林生境营建目标,利用最小成本路径模型确定潜在生态廊道,并经过校正与整合,有效地利用重要生态廊道将生态核心连接起来,最终形成“十一核心—多条绿带”的生态网络格局(图13),为森林网络体系构建提供有效参考,以提升直管区生态空间的生态系统服务能力。

11 生态系统服务功能综合评估Comprehensive evaluation of ecosystem service functions

12 生态关键区生境分类Habitat classification of key areas in ecological space

表5 阻力因子景观阻力值及其权重Tab. 5 Landscape resistance values of resistance factors and their weights

13 生态空间网络格局Ecological spatial network pattern

“十一核心”作为核心森林发挥着较强的生态系统服务功能,总面积为62.25 km2,占直管区总面积的11.04%,以林地为主,集中分布于东南部,西南部以及中部区域。主要包括S1万安镇与新兴镇接壤区域;S2白沙湖区域;S3龙泉山中部区域;S4、S5龙泉山南部区域;S6锦江流域中南部湿地区域;S7彭祖山绿楔北部区域;S8彭祖山绿楔南部区域;S9永兴镇与煎茶镇接壤区域;S10柴桑河西北部区域;S11大林镇南侧区域。根据不同区域提供的生态服务差异划定不同的森林生境构建类型,大部分核心森林以山脉浅丘生境森林为主,在生态保育保护的前提下通过合理开发为城镇提供复合的生态系统服务。其中S1构建城镇生境森林可就近为居民提供游憩机会,S2、S6构建湿地生境森林以强化湿地优质的多样化服务功能,S10构建溪河流生境森林以优化水生态系统结构,同时为居民提供亲水游憩机会。通过明确核心森林的生境构建目标,凸显不同核心森林的资源特点,同时满足社会不同的生态环境需求,维持生态系统的多样性,以发挥其更大的生态系统服务能力。

“多条绿带”是指直管区内连接生态核心的河流以及植被带,总长129.96 km,主要分为:绿带生态廊道、河流廊道。例如连接核心森林S1与S2的新兴绿楔生态廊道、连接核心森林S3与S9的东风渠生态廊道、连接核心森林S3与S4的落雁河生态廊道、连接核心森林S6与S7的锦江生态廊道、连接核心森林S2与S8的鹿溪河生态廊道等,共同构成了研究区域重要的生态“动脉”。廊道整体呈东西走向,由于纵横交错的交通路网,在生态廊道与道路的交汇处出现了一定的生态断裂点,应当采取一定的工程措施或生物措施,如修建天桥、隧道等为生物迁徙提供专用通道,增强生态系统的连通性[36]822。在此基础上,通过森林生态建设,完善与优化当前生态网络格局,使其提供更多优质的生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需求,最终推动“公园城市”理念的实际应用。

4 结论与讨论

在城市快速开发建设的背景下,针对直管区公园城市建设的发展要求,如何从生态系统服务角度出发,同时考虑城市生态系统的空间异质性与生态-社会属性,探求适于直管区森林生态建设的指导策略,构建合理的森林生态网络格局,提供高质量森林生态产品,发挥森林生态系统服务的最大效益是本文探讨的重点问题,相关结论如下:

1)本研究基于生态空间视角的生态系统服务评估方法与当前根据实际或替代物质量的价值利用市场价格直接对生态系统服务进行衡量的方法相比,更加强调生态系统服务效益与空间异质的关联性,能有效地与生态网络格局相衔接,有利于生态空间与城市发展建设规划相协同,为“人-城-境-业”和谐统一的“公园城市”目标提供规划决策的理论依据。

2)直管区生态系统服务评估指标体系的构建基于“公园城市”理念,从城市生态空间的生态-社会属性出发,将生态系统服务划分为生态服务和社会服务两大类,提高了城市生态空间社会服务的重要程度,区别于纯自然生境的生态系统服务研究。随着研究的深入,未来将在生态空间与城市空间的耦合关系上进行相关研究。

3)根据直管区生态系统服务的评估结果,利用城市森林在各个生态服务中效用显著的特点,以森林生态建设为主导提升城市生态系统服务的综合效益。基于各项指标的评估结果,针对不同指标下生态效益空间分布呈现一定的相关性与差异性,明确5类典型生境森林营建的代表性区域,有利于发挥有限生态空间的最大生态系统服务效益。最后,基于生态-社会服务的综合评估结果,识别生态关键区并结合其典型服务功能、资源类型确定其森林生境类型以强化核心森林的综合效益,旨在探索服务于城市的具有复合功能的森林生态空间体系。

4)森林生态网络构建以景观生态学“斑块-廊道-基质”研究理论为基础,运用最小成本路径模型计算不同生态核心之间的最佳路径,在此基础上,通过生态廊道连接不同生态核心所形成的生态空间网络格局更具稳定性与可持续性,从而获得最大的生态系统服务效益。

此外,本研究仍存在一些不足,由于资料、数据、模型的限制,对于生态廊道的重要性、生态网络整体的连接度、城市街道尺度的生态系统服务研究仍未涉及,还需进一步分析与优化[12]106。本研究重点从生态系统服务功能提升的角度构建生态网络,而在实际建设中还需综合考虑设计、施工等多方面因素。在城乡规划中若仅利用工程技术途径解决各类生态环境及其引发的社会问题,则只能得到短暂的缓解,更重要的是在未来城市生态建设实践中尊重并协调各种社会需求[38],在今后的研究中将更多考虑生态系统为城市及居民带来的社会服务功能。本研究基础数据来源于2018年天府新区成都直管区遥感数据。以防数据与现状不符,研究团队通过实地调查、参考相关规划等方法减少结果偏差。希望本研究可以为未来新型城市空间治理提供有益探索与参考。

注释(Note):

① 研究小组于2019年12月与2020年7月,进行了为期19天200余人次的5类典型生境调研,共调查样地71个。

图表来源(Sources of Figures and Tables):

图1~13由作者绘制,其中图1、3~13的底图根据文中所述数据来源利用ArcGIS绘制;表1~5均由作者绘制。

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