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《北京林业大学》 2012年
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北京市城区城市森林结构及景观美学评价研究

黄广远  
【摘要】:城市森林是城市生态系统的重要组成部分,结构和功能是其首要特征,了解城市森林的结构及其与功能的关系、协调城市森林多种功能的发挥是更好地建设城市森林的关键。而城市森林景观质量是其社会服务功能的重要方面。 本研究以北京市城区城市森林为研究对象,以群落学调查为基础,对城市森林的植物组成结构特征及空间分布特点进行了研究;对景观质量评价的指标、方法进行了研究;对典型城市森林景观美学质量和主要树种的单体景观美学质量进行了评价、对景观美学质量预测检验进行了研究。以此阐述北京市城区城市森林的结构特征、探究结构与景观质量之间的关系、揭示影响城市森林景观美学质量的主要因子。以进一步为北京城市森林的景观建设和改造优化实践提供参考、为城市森林生态系统服务功能的提升提供理论依据。主要结论如下: (1)北京市城区城市森林依据群落外貌的优势种类型可划分为71个群落类型,分为针叶林、阔叶林、针阔混交林和竹林四种外貌类型和七种生活型类型。城区城市森林植物108科323属633种,分别占北京市植物总科、属、种数的63.12%、33.82%和29.62%,总体数量偏低;在木本植物中,松科、杨柳科、蔷薇科等构成了城区城市森林植物群落的优势科;乡土种仅占全北京乡土种的22.00%,比例偏低,而引进种占全北京引种植物的48.30%,国外引进种占20.68%,比例偏高;木本植物乡土种低于外来种;乡土乔木、灌木、草本种占北京山区野生乔木、灌木、草本种的62.22%、53.45%和23.56%。受地带性的影响同时在城市化建设的人为干扰下表现出一定的变异性;乡土植物利用不够,尤其灌木和草本植物乡土种有十分大的应用潜力;少数几个种应用频度高而多数种应用频度低,是造成植被景观单一的原因之一。 (2)受人为因素干扰,乔、冠、草不同层次的多样性指数在不同城市森林绿地有一定的差异,总体多样性指数以草本层最高;乔、冠、草不同层次的Patrick指数为以草本层最高、灌木层最低、乔木层居中;Pielou指数表现为乔木层灌木层草本层。城区城市森林的建设受人为干扰影响较大,规律性较差,木本Simpson指数、Patrick指数、草本和乡土草本Patrick指数都呈高斯模型的变化趋势;草本Simpson指数呈指数模型变化趋势;乡土木本种Patrick指数呈球状模型变化趋势;半方差曲线中木本Patrick指数、乡土草本种Patrick指数和草本Patrick指数的基台值最高;木本Patrick指数和Simpson指数的结构方差比最高;木本Simpson指数各个方向异质性差;乡土木本种Patrick指数在不同方向上,基台值、块金值和变程均不相同,具有条带状各向异性的特征,表现出一定的不均衡性;木本Patrick指数在大斑块中间分布有值更高或更低的小斑块,南、北部有一定的差异;草本Patrick指数值除西北部较高、市中心区较低外,其余地方插值图斑块边界复杂、斑块破碎化较严重、斑块呈交错分布;乡土种Patrick指数值规律性明显,市中心区低、向市区四周延伸逐渐增加;北京城区城市森林植物种组成状况明显受到人为干扰,种类和分布都产生了复杂变化。 (3)以实际调查查阅相关文献资料为基础初选评价因子,应用灰色系统理论、层次分析法、统计评判法等对影响城市森林景观美学质量的指标进行筛选,最后确定郁闭度、灌木盖度、草本盖度、胸径分布、林分密度、枯枝明显度、空间联系性、观赏特性多样性、灌草统一度、枯树倒木、枯枝落叶等23个指标是影响北京城区城市森林景观美学质量的重要指标,构建评价指标体系。 (4)应用AHP法、SMPPC法、TOPSIS法和SBE法四种方法分别对城市森林景观样地进行评价,四种不同评价方法获得的景观值不存在显著性差异,都能够体现整体景观特征,可信度较强。心理物理学的SBE法以大众品味作为评判标准,评价结果具有数量基础,操作简单易行,且结果可信度高,SBE法仍然是当前行之有效的城市森林景观评价方法;其余三种方法评价客观性强,但过程比较复杂。实践中四种评价方法可以结合应用;随着计算机技术和地理信息技术的发展,新的评价方法不断涌现,对于城市森林景观建设具有很好的促进作用。 (5)采用SBE法评价城市森林景观质量,不同类型城市森林景观美景度以近自然公园最高、郊野公园最低;不同植被类型景观质量以阔叶纯林、混交林和针阔混交林最高、常绿针叶纯林最低;采用多元数量化方法,构建了不同城市森林类型景观美景度模型;利用曲线回归构建了单因素模型,各模型拟合度高,可以反映不同城市森林绿地和各景观要素的景观美学质量特征,郁闭度、草本盖度、林分密度对景观的影响都呈二次曲线模型;调整林分结构使林分密度、郁闭度等处于中等级别以形成良好的景观空间是今后建设的重点;这为进一步城市森林的景观优化提供了理论基础依据。 (6)景观美景度法和灰色关联法对城市森林树种单体景观的评价结果具有很好的一致性;单体景观评价显示,针叶树景观质量高于阔叶树、外来种高于乡土种;城区城市森林中Ⅰ、Ⅱ级景观乔木树种各占18.97%和63.79%,它们在城市森林中出现频率和单种数量均占绝对优势,体现了北京城市森林的整体景观面貌和风格特色;外来树种丰富了城市森林景观内容,但更要加大乡土种的应用力度,使其充分发挥景观效果。 (7)以不同模型对城市森林景观美学质量进行预测评价,卡方统计检验说明实测值与五种模型的预测值之间没有显著差异,五种模型的预测值都是合理的。进一步分析,BP模型预测精度高、稳定性好、风险低,预测合格率达90%,同时其决定系数高,线性关系好;总体上BP模型的预测检验效果最好,建议使用BP模型进行城市森林景质量的预测评价。 (8)典型公园城市森林景观引入POE评价,结果表明目前城市森林景观建设还不能很好地满足使用者的需求,景观质量的提升还有很大空间。要以多学科知识为指导、循序渐进,不断提高景观质量。
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