山地城市绿色廊道生态化建设缓解热岛效应*——以拉萨市为例

刘炜 赵尔平 雒伟群 刘爱华

（西藏民族大学 西藏光信息处理与可视化技术重点实验室，陕西 咸阳 712082）

0 引言

城市是人们集中居住、生活和生产的地域空间，是地球表层物质流、能量流、人口流与信息流交换最为活跃的场所，是一个自然—经济—社会的动态的复合巨系统。当前，拉萨市正经历着城市化进程，城郊景观格局发生了历史性变化。城市化进程深刻改变了本区土地利用方式，使得拉萨市景观的自然属性和过程发生剧烈、甚至是不可逆转的改变。以水、植被、土壤等为要素的自然景观不断被改造，而由水泥、沥青、化工材料、金属材质等为要素人工景观则迅速增加，形成了全新的城市景观。随着城市化进程的不断演进，相伴而生的生态环境变化从局地、区域影响着城市表层原始的自然现象和生态学过程。这一过程会引发众多的生态环境问题，如导致地表水分蒸腾减少、地表径流增加、土壤侵蚀量与泥沙运移量增大、对自然景观随意侵害、感热存储与交换增加、地下水水质恶化、空气质量下降［1-2］等；同时还伴有人口密度增大、交通拥堵等一系列社会民生问题。

城市热岛效应是指由于人为原因改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，从而导致城市局地气候变化的现象。在拉萨市，随着城市化进程的不断推进，在人工景观取代自然景观、城市景观取代农村景观的过程中，地表覆盖材料的变化导致地表热辐射、热存储和热传递等发生改变；城市生态系统内人口聚集、采石取土、毁坏植被、工业能耗以及机动车热排放规模和强度增大，都导致人工热量空间配置明显变化，这些变化都以热岛效应（Urban Heat Island Ef⁃fect）的形式表现出来。近10 年来在拉萨市的热效应显著增加了夏季高温天气出现的频率，甚至形成高温灾害，导致城市生态环境质量下降，空气污染物难以扩散。这些环境变化及社会问题对拉萨市的能耗结构、生态环境质量、公共健康以及公共安全等方面都产生了深刻影响。当前，拉萨市热岛效应问题已经成为拉萨城市促进社会经济与气候生态环境之间良性相互作用，提高公共健康水平，实现城市可持续发展的重要制约因素［3-4］。有鉴于此，在当前拉萨市不断城市化背景下，开展基于绿色廊道生态环境建设缓解热岛效应的研究具有十分重要的意义。

1 拉萨市热岛效应成因

拉萨市地处91°00′～91°27′E，29°52′～29°83′N之间，属大陆性高原季风半干旱气候。拉萨市城区面积77.9km2，城区人口近57 万。拉萨市热岛效应产生的主要原因有三点：（1）随着城市化进程不断推进，拉萨市不透水面（柏油路和水泥路面）不断扩张，越来越密集分布，而与此同时城市生态景观（绿地、土壤和水体）的覆盖面积在不断缩减。不透水面比绿地、土壤和水体具有更大的吸热率和更小的比热容，因此其吸热快，增温快。绿色景观覆盖面积的缩减使得蒸发作用持续减弱。（2）拉萨市主城区高层建筑物林立，建筑密度大，风速减低，热量不易散失的，并向四周和大气中大量辐射。（3）拉萨市主城区人口稠密、工商业集中，居民生活、工业生产和交通工具释放大量废热。以上诸因素使得拉萨市主城区气温普遍高于周围的郊区气温。

2 拉萨市绿色廊道

景观生态学中绿色廊道是指由生物群落与自然生态环境共同构成，以各类植被为主的带状景观结构，其形态的长宽比大且弯延曲折伸展，这种形态可促进景观斑块内部与外围环境之间的物质、能量和生物流交换，因此，绿色廊道具有源、汇、传导、生境、过滤的功能。在人为扰动强烈的拉萨市主城区，绿色廊道主要包括拉萨河绿色廊道，绿化带廊道，道路绿色廊道等以各类植被为主的生态型廊道，它们共同构建出了拉萨市山水自然景观的基本骨架，使得本市自然景观单元能够以这个骨架为基底不断发展延伸，在实现能量、物质和生物流交换交互的同时，有效改善局地气候，缓解热岛效应，提升生态服务价值。在本研究中，通过对高空间分辨率遥感图像进行了一系列处理制作出解译底图，进而获取了拉萨河绿色廊道，绿化带廊道，道路绿色廊道空间分布及配置信息。

3 生态化建设策略

生态化建设是指针对自然生态系统，按照最大效率发挥生态效能的原则，采用生态系统运行原则（共生与竞争、适应及循环流动）的进行建设的模式。针对拉萨市绿色廊道的生态化建设，可以从拉萨市景观格局尺度的立场出发，依据绿色廊道所处的地理位置和原本的自然景观基底，以及所承担生态功能的重要性，按照“先上水、后绿化”的思路［7-8］，采取适宜性建设措施，力求改善绿色廊道的结构完整度和连通性，增强其调节城市局地气候，缓解城市热岛效应的作用。这其中有六项建设性要点有：

3.1 提升拉萨市城郊景观斑块之间连续性

通过分析多期拉萨市遥感可以发现，拉萨市主城区经过多年的不断扩张，使得本区内自然景观斑块面积不断减小、破碎度不断增大，城市主城区内的自然残留斑块孤立无“源”，破坏了拉萨市的山水景观格局与原本城郊生态景观斑块之间的连续性，显著影响了其调节城市局地气候的效能。因此，需要在拉萨市主城区与郊区之间建立生态化绿色廊道，使得拉萨市主城区中的自然景观斑块从郊区自然景观斑块处（如拉鲁湿地）得到“源”，构建自然景观斑块与山水景观格局之间的物质、能量和生物流交换通道，促进拉萨市城郊景观格局的完整度，由此在保持拉萨市内山水景观格局演进可持续性的同时，增强其调节城市局地气候，缓解城市热岛效应的效能，维护城市原本的自然景观格局和郊区生态系统对拉萨市生态环境良性发展的持续支持能力。

3.2 增强拉萨市绿色廊道节点的生态功能

在拉萨市绿色廊道绿心的附着节点是绿地公园等一些大型的绿色斑块（如罗布林卡风景区、宗角禄康公园、全民健身体彩公园等）。作为城市生态网络的枢纽，这些重要节点分布格局的一个主要缺点是各个节点之间的连通性低且整体结构形式单一，完整度低，降低了绿色廊道节点发挥最大效率的生态功能，减弱了其调节城市局地气候，缓解城市热岛效应的作用。特别是近些年拉萨城市化进程使得以水、植被、土壤等为要素的生态斑块不断被改造，而由水泥、沥青、化工材料、金属材质等为要素人工景观斑块则迅速增加，这导致拉萨市主城区内的绿色廊道节点斑块不断缩减、间断、消失。此外，在长期人工绿化建设所构建的节点绿地斑块中，种植的树种较少，层次单一，由此导致各节点绿地斑块生境的综合生态服务功能有限。因此，应当整体规划拉萨市生态化建设绿色廊道节点，以发挥综合生态效能为原则，运用生态系统运行基本原则，依据局地的不同自然属性构建重要绿色斑块节点，增强其调节城市局地气候，缓解城市热岛效应的作用，此外还可以对局地生物栖息及空间活动起到庇护作用，并丰富区域生态物种多样性。

3.3 基于拉萨河廊道断面分区进行生态化建设

拉萨河是拉萨市的天然低温生态廊道和生物物种多样性生态敏感区域。充沛净化的河流水体、植被覆盖良好的河岸生态景观对调节拉萨市气候以及局地小气候起到了特别重要的作用。当前，在拉萨市应主要对纳金大桥至青藏铁路拉萨大桥之间的贡布堂、拉萨大桥左岸、慈觉林、2 号闸左岸和右岸、拉萨火车站、拉萨市环卫局等7 段位置重点进行生态化建设。按照廊道断面拉萨河廊道可分为河流水体、水体影响带（包括水-湿地-旱地自然生境的水陆过渡空间区域）、河岸绿化缓冲带这3 个部分。对于拉萨河流水体，当前特别注意减少污物排入，抬高水位，补充拉萨河地下水，增强其本身以及对水体影响带、河岸绿化缓冲带增加局地增湿降温效能。

水体影响带是具有显著降温特性、物种多样性以及边缘效应的生态交错带，能够对拉萨河流水体起到净化滞流和储蓄调节的作用。在建设水体影响带时，应当依据河水流速的阻滞程度，以及对水体影响带预期净化程度来构建不同河段位置的水体影响带的宽度。可以在拉萨河城区中段20公里范围内，规划建设多个拦河闸挡水工程。此外，对于裸露的河滩地应通过种植地皮花卉、乔灌木使原本荒芜的地表形成滨水生态景观，发挥其综合生态效能，这对于增加周边空气湿度、降低气温，以及减少风沙流动、保护生物多样性，参与水中金属解毒过程能够起到积极作用。

拉萨河岸绿化缓冲带能够防止水土流失，阻隔过滤一定程度的人为扰动和污物侵入拉萨河流水体，配合水系形成适宜的局地小气候，并维持河流廊道内物种空间水平运动的持续性。应当将河岸绿化缓冲带与水体影响带、绿化带廊道相结合，从模拟天然湿地群落构成和净化水质角度考虑进行一体化建设，选择适宜植被群落物种，促进拉萨河廊道构成形态完整、连通度高，具有显著增湿降温的水源涵养地和生物多样性保护地。

3.4 确保拉鲁湿地的水源供给维护景观结构完整性

拉萨市拉鲁湿地位于主城区的西北角，形态呈东西向不规则长带状。拉鲁湿地因河流淤积形成，覆盖面积达685 公顷，增湿降温效能显著且动植物资源丰富。作为“自然空调”“天然氧吧”“城市之肺”，拉鲁湿地在调节拉萨市气候、缓解热岛效应以及涵养水源、维持生物多样性等方面起到特别重要的作用。然而，拉萨市由于多年基建扩张、挖排水渠以及围垦、放牧等因素，拉鲁湿地周边水土流失严重，导致湿地开放水面面积被侵占，破坏湿地植被。目前，湿地北部已有零星荒漠化现象出现。这使得拉鲁湿地的景观结构完整性度被破坏，其缓解热岛效应、涵养水源以及维持生物多样性的效能被不断削弱。因此需要特别加强对拉鲁湿地的生态化建设，当前应在东北端沉砂池西部建设节水工程，在低洼区域堵截来水，提升水位，将从北干渠和中干渠引来的水流到拉鲁湿地北部和东部部分缺水区域，以确保拉鲁湿地的水源的供给。此外，还需要持续不断监测水体特性，采取必要的措施改善湿地地表水与地下水之间的联系,防止生活污水和化学物质流入湿地水体造成污染。

3.5 科学确定绿化带廊道宽度增强生态连通性

城市绿化带廊道是由本底为自然景观或人工景观的植物群落构成，廊道内生长良好的植被能够有效减弱城市热岛效应，并具有保护局地生物多样性和改善生态环境的效能。此外，城市绿化带廊道为当地民众进行游憩观赏并提供视觉及心理上的良好体验。在拉萨市通过实地调查可以发现，植被覆盖良好的绿化带廊道对调节拉萨市气候以及局地小气候，缓解城市热岛效应具有十分重要的作用。城市绿化带廊道内的各类植被还能够通过光合作用吸收大量二氧化碳并释放出氧气，其自身构建的绿色空间还可以对区域烟尘、粉尘、沙尘具有十分明显的阻挡过滤与吸附作用。因此，在拉萨市核心区域（罗布林卡—布达拉宫—拉萨滨河公园区域），改善绿化带廊道的组成与配置构造，能够对拉萨市自然生态系统的维护修复以及提高生态效能起到重要的促进作用，有利于缓解热岛效应，改善维护拉萨市生态健康与生态环境的可持续性发展［9-10］。

当前在拉萨市，绿化带廊道建设的重点区域应包括城关区香嘎沟、夺底沟、嘎巴沟和达孜区白纳沟这4条沟域生态化建设，以及贡嘎机场路沿线山体沙化治理、拉林高速沿线绿化、拉日铁路沿线绿化和那拉高速沿线绿化，南山和北山的沙棘林和速生槐林建设。在上述重点区域进行绿化带廊道生态化建设过程中，应根据生态学边缘效应宽度和预期容纳物种多样性的规模设计线状或带状绿化带廊道的宽度，并选择与自然斑块相适宜的本地物种和已驯化外来物种作为廊道生长物种，提高廊道的连通性，增强生态畅通性，同时降低廊道景观要素的异质性，促进生物空间运动和能量、物质和生物流交换交互，从而使得廊道综合生态功能持续提升，有利于不断改善增湿降温效能。此外，在绿化带廊道生态化建设过程中注重地被—灌木—乔木的多层次配置，需明确每层的优势种与附属种，同时在水平分布上应成群布置各物种，以增强种群竞争力，推动在自然生态系统运作规律支配下的可持续发展。

3.6 分层设置林带建设道路绿色廊道

城市交通廊道网络在城市主城区不同位置蔓延，而道路绿色廊道则依附于这个网络，使之在能够城市内部各个人口密集的重要位置（居民区与城市商业区、工业区混杂）的地域全面延展。道路绿色廊道在遮阴避阳降温增湿、保护生物多样性、维护拉萨市内山水景观格局完整性与可持续性方面，其效能低于拉萨河流廊道、绿化带廊道。然而，在改善人口密集地生态环境，防止灰尘、粉尘以及噪音污染源扩散，构建能量、物质和生物流交换通道方面，道路绿色廊道具有独到的、不可替代的作用。在拉萨市居民区与商业区、工业区混杂的地域进行道路绿色廊道生态化建设时，特别注意乔木—灌木—地被层配置组合。通过设置分层林带，并取树冠大分枝低且树叶叶片大重叠排列的坚硬树种，有利于提升遮阴避阳降温增湿效果。同时，绿色廊道还能够降低噪音污染，并通过减低风速阻止灰尘、粉尘污染物快速扩散而沉积于分泌粘性油脂及汁液树叶表面，此外，道路绿色廊道还可以为民众休憩并提供视觉及心理上的良好感受。特别是在夏季，由于近在咫尺的道路绿色廊道带来的心理上的良好感受，可以有效增强人们耐热抗躁的能力，抵御对热岛效应的不适感受，促进公共健康。

4 结论

目前拉萨市城市化进程不断深入，使得城市不透水面面积逐年扩张，高层建筑物群分布越来越多，以及城市人口密度等原因导致拉萨市城市热岛效应逐年加剧。植被覆盖良好的城市对于调节拉萨市局地气候，缓解城市热岛效应具有十分重要的作用。为此，本文提出的六项要点对改进拉萨市绿色廊道生态化建设，改善拉萨市绿色景观结构和植被配置提供理论依据，并为拉萨市热环境管理提供科学支持。