美麗城鎮森林景觀內涵及評價指標體系研究

胡丁猛，許景偉，囤興建，李傳榮

(1.山東農業大學，山東泰安 271018；2.山東省林業科學研究院，山東濟南 250014)

黨的十八大提出了“美麗中國”的概念，并把生態文明建設擺在社會主義現代化建設的突出位置，這是基于生態系統失衡、環境污染嚴重、自然資源緊張等一系列嚴峻問題的大背景所做出的決策[1]。城鎮森林景觀是美麗中國的重要組成部分，與城鎮居民生產生活密切相關，能體現人與自然的和諧之美。美麗城鎮森林景觀建設是踐行“綠水青山，就是金山銀山”光輝論斷的必由之路。不同的地理位置和環境條件所要建設的城鎮森林景觀類型不同，因此界定城鎮森林景觀的內涵和類型，并提出美麗城鎮森林景觀評價標準，是城鎮森林景觀建設的前提和基礎。筆者針對城鎮森林景觀建設中概念不清、類型模式劃分不合理、評價標準缺乏等問題，以山東半島城鎮森林景觀為研究對象，理論分析與實地調研相結合，基于3S技術和景觀生態學方法，開展了美麗城鎮森林景觀概念、類型和模式劃分、評價指標體系建立等方面的綜合研究，以期為山東半島及周邊省份的城鎮森林景觀建設提供理論基礎與技術支撐。

1 研究區概況

山東半島是以壽光羊口鎮小清河口和日照嵐山口與嵐山頭蘇魯交界處的繡針河口兩點連線以東的部分，面積6.6萬km2，人口3 648萬人。2013年山東省總人口9 733.39萬人，人口城鎮化率53.75%，近3年來首次超過全國平均水平(全國53.73%)；戶籍城鎮化率42.97%，高于全國7.27百分點。

山東半島丘陵、低山占總面積的70%，海積平原占30%。屬暖溫帶濕潤季風氣候。1月均溫-3～-1 ℃，8月(最熱月)均溫約25 ℃，極端最高溫約38 ℃。10 ℃以上活動積溫為3 800～4 100 ℃。年降水量650～850 mm，半島南側在800 mm以上；西北側濱海平原約600 mm。年降水量約60%集中于夏季，且強度大，常出現暴雨。降水年均相對變率約20%。年均相對濕度在70%以上。半島東側南部沿海4—7月多海霧，年均霧日30～50 d。半島東北側煙臺、威海等地冬季多降雪。地帶性土壤為典型棕色森林土(俗稱山東棕壤)，一般分布在緩坡地和排水良好的平地，多已辟為農田、果園及發育成熟化的耕作土。低山丘陵中上部殘積、坡積物上的粗骨棕壤土層淺薄，質地較粗。

2 評價指標體系構建原則

2.1科學性原則指標體系必須建立在科學的基礎上，充分運用植物學、園林學、森林美學、景觀生態學等相關理論知識，客觀和真實地反映城鎮森林景觀美麗的本質和特點，反映森林景觀的生態特征、結構特征、文化特征、視覺特征。指標要少而精，涵義明確，簡便易算，評價方法容易掌握。

2.2系統性原則城鎮森林景觀屬于大范圍的、開放的系統，涉及到人為要素、自然要素和功能要素，整體性較強，因此選擇評價指標時要在系統分析景觀組成特征、景觀構成要素的基礎上，確定相應的目標層、準則層，再提出盡可能完整、真實、概括性地反映城鎮森林景觀特征和價值的指標，然后整體考慮各層次的指標，協調各層次指標的相關關系，構成體系層次分明、邏輯關系明確的評價指標體系。

2.3獨立性原則評價指標之間不能具有很強的相關性，指標內涵不能重疊、指標選擇具備導向性、典型性、完備性及普遍的涵蓋性和高度的歸納性[2]。

2.4可操作性原則要求指標盡可能地做到易收集、易處理、可比較，應盡可能采用相對成熟和公認的指標，方便評價結果的比較與應用，把評價系統最大程度地建立在最有效的城鎮森林景觀信息的基礎之上。

2.5可持續性原則城鎮森林景觀的建設是持續、不間斷的過程，指標體系的建立必須考慮到城鎮森林景觀的生態穩定性、可持續性發展。

3 美麗城鎮森林景觀的內涵

3.1城鎮森林景觀的內涵與類型城鎮森林景觀是指在城鎮(縣城和鄉鎮)區域范圍內，自然或人工創造的，由各種森林斑塊、廊道、基質共同鑲嵌組成的，能保護和改善城鎮生態系統，營造宜居生活環境，并具有明顯地域特色和豐富文化內涵，結構穩定、體系健康、功能可持續的森林景觀。

根據地理位置和主導功能不同分為道路森林景觀、水系森林景觀、居住區森林景觀、農田森林景觀、山丘森林景觀、園區森林景觀，并明確了各自的定義和界限，具體見表1。

表1 城鎮森林景觀的類型與界限

3.2城鎮森林景觀的美麗內涵美麗是城鎮森林景觀建設的終極目標，主要包括客觀外在美和主觀內在美。

(1)客觀外在美：樹種選擇、模式配置和總體布局科學合理，并與地形、土壤和氣候條件相協調，融地方特色、歷史傳統和風俗習慣等為一體，體現出整體或局部的動態美。

(2)主觀內在美：提供休閑、游憩、療養和娛樂等場所，滿足人們對綠色空間的需求；產出清新空氣和森林產品，使人身心舒暢，促進健康；通過綜合感官體驗和文化感知，引起聯想和思想共鳴，促使人們的自覺保護傳承。

具體表現為生態美、結構美、文化美、質樸美、視覺美等。

4 森林景觀質量評價指標體系的構建與分析

4.1指標構建森林景觀質量評價指標體系是以美麗的標準來構建的，有助于指導美麗城鎮森林景觀相關方面的規劃、建設與管理，最終能為城鎮森林景觀的可持續發展制訂決策服務。在廣泛查閱關于美麗鄉村景觀評價、森林景觀質量評價、城市森林評價指標體系文獻的基礎上，結合他人研究成果和山東省城鎮森林景觀的現狀，采用層次分析法，根據美麗城鎮森林景觀的美麗內涵初步構建了城鎮森林景觀質量評價指標體系，共有1個總目標層，5 個目標層指標(生態美、結構美、文化美、質樸美、視覺美)，16 個準則層指標，在此基礎上，根據德爾菲法和專家咨詢法對第1輪評價指標進行 2 輪篩選、分析、整理后，并在第 3 輪對指標的重要性程度進行確定，最后確定目標層不變，13 個準則層指標，28 個指標層和每個指標的重要程度，構建了48個指標層的框架體系(圖1)。

4.2指標分析

4.2.1生態美。鄉村森林生態美是以鄉村森林資源為本底色彩的一種美，以特定的森林生態系統、生態因子、生態主體(功能)為背景材料的美，森林生態美的外在特征，即健康的森林生態系統本身。以鄉村森林生態系統維護鄉村生態系統平衡展現了森林生態美[3]。

4.2.1.1森林生態系統環境效能。森林生態系統環境效能是指森林生態系統提供的服務功能對整個人類生態環境的改善和保護作用。鄉村主要是調節氣候和提高土地生產力為主，該研究選擇林木綠化率、負氧離子濃度和固碳釋氧價值作為生態系統環境效能評價的主要指標。

(1)林木綠化率：指有林地面積、灌木林地面積(包括國家特別規定的灌木林地和其他灌木林地面積)、農田林網以及四旁(村旁、路旁、水旁、宅旁等)林木的覆蓋面積之和占土地總面積(包括水域面積)的百分比。

(2)負氧離子濃度：指鄉村森林空氣負氧離子含量的高低。一般認為，鄉村負氧離子濃度為400～600個/cm3，能夠改善身體健康狀況，濃度大于1 000個/cm3時，空氣清新，增強人體免疫力、抗菌力，屬于保健范圍，評價標準見表2。

(3)固碳釋氧價值：指以市場價值法對森林固碳量和釋放氧氣量進行價值衡量。

固碳的價值：采用以建立生物量與蓄積量關系為基礎的估算植物碳儲備量的森林蓄積量換算因子法。森林蓄積量換算因子法的計算公式為

CF=林木生物量固碳量+林下植物固碳量+林地固碳量=C+αC+βC

(1)

C=δ×ν×ρ×γ

(2)

式中，C為林木生物量固碳量；δ為林木蓄積量擴大系數(1.9)；ρ為容積系數(0.5)；γ為木材含碳率(0.5)；α為林下植物碳轉換系數(0.195)；β為林地碳轉換系數(1.244)；υ為森林蓄積量[4]。

森林吸收二氧化碳量=CF×3.67

(3)

森林碳匯總價值=森林吸收二氧化碳量×100.80(元)

(4)

式中，采用國際上避免毀林的碳匯價格約100.80元/t CO2[5]。

釋氧的價值：按照光合作用方程式，樹木每形成1 t干物質，會從大氣中吸收CO21.63 t，釋放出O21.19 t，按照工業制氧價格1 000元/t計算[5]：

森林釋氧總價值=森林釋放氧氣×1 000(元)

(5)

固碳釋氧價值=森林碳匯總價值+森林釋氧總價值

(6)

圖1 山東半島城鎮森林景觀質量評價指標體系Fig.1 Evaluation index system of urban-rural forest landscape quality in Shandong Peninsula

Table2Evaluationstandardofairnegativeoxygenioninruralforest

等級Grade負離子濃度Negativeionconcentration∥個/cm3空氣質量AirqualityⅠ>1000優 Ⅱ800～1000良 Ⅲ600～800中 Ⅳ400～600差 Ⅴ<400極差

4.2.1.2森林生態系統多樣性。森林生態系統多樣性既包含其組成成分的多樣性，更強調其整個生態過程和動態變化的多樣性；從鄉村森林景觀的角度分析包括森林植物多樣性、生態服務功能多樣性和森林群落類型多樣性。

(1)森林植物豐富度：指出現在區域中的物種數目。

(2)森林群落類型多樣性：指鄉村區域內森林群落的類型多少，森林類型是按照群落的內部特性、外部特征及其動態規律所劃分的同質森林地段，根據優勢種對森林類型進行命名。

(3)森林服務功能類型多樣性：指鄉村區域內森林維護生物多樣性功能、涵養水源功能、固土保肥功能、固碳釋氧功能、凈化環境功能、游憩保健功能和提供林木副產品的服務類型多少。

4.2.1.3森林生態系統穩定性。森林生態系統穩定性是指景觀對于外界干擾或擾動所具有的抵抗能力。

(1)人均林地面積：人均林地面積=林地面積/常住人口。

(2)森林受災害程度：指森林受病蟲災害、火災、自然災害(干旱、洪澇、冰雹、低溫等極端氣候天氣)和空氣污染影響的程度。

4.2.2結構美。鄉村森林結構美是指鄉村森林景觀要素在整個鄉村區域的空間結構上合理性的分布，達到維持整個鄉村人居環境平衡的目的。以森林群落斑塊構建森林景觀空間格局，而森林生態產業的發展與各方面產業相互滲透，帶來經濟的發展和新的平衡。

4.2.2.1森林景觀空間格局。

(1)景觀多樣性指數：主要反映景觀元素的多少和各種景觀元素所占的比例。

(2)景觀破碎度：反映區域景觀被分割的破碎程度和人類活動對區域景觀的干擾程度。

(3)林水結合度：是衡量水系綠化完善程度的指標，通常用水系林木綠化率反映。評價林水結合度的側重點是考察水域四周林帶(如水源涵養林、水體凈化防護林、水土保持林、護岸林等)及其配套設施的完備程度。

(4)林路結合度：是表征道路綠化完善程度的指標，用道路林木綠化率反映。通過林路結合度可以體現森林與鄉村道路是否匹配。

4.2.2.2森林植物群落結構。植物群落結構是指植物群落的植物種類組成的外部形態，是群落中植物與植物間、植物與環境相互作用的綜合反映。

(1)植物群落垂直結構：指喬灌草比例，即R=Q∶G∶C，式中，R為比例；Q為喬木；G為灌木；C為草本。

(2)植物群落水平結構：喬木種群在水平結構上的分布可分為隨機型、均勻型和群集型類。研究根據方差(S2)與均值(m)的比率(S2/m)來確定[4]。方差的計算如下：

(7)

式中，n為取樣數，xi為各樣地中實際的喬木株數，m為所有取樣中喬木的平均株數。若(S2/m)=1，則為隨機型；若(S2/m)<1，為均勻型；若(S2/m)>1，為群集型。

4.2.2.3森林生態產業結構。

(1)森林產業多樣性：指森林產業類型的數量。

(2)林業產值增長率：指某年內的林業產值增長與上年林業產值的百分比例。

4.2.3文化美。鄉村森林文化美是指以鄉村森林資源為背景的文化現象，為人們展示多層次、多樣性、多彩的山鄉森林圖幅、鄉村生活圖幅、民族風俗圖幅、邊寨風情圖幅，是一種有意義的、表達美好生活的美麗，即森林文化美[6]。

4.2.3.1人文歷史性。

(1)古樹名木豐富度：指區域內古樹名木的種類和總株數。

(2)人文景觀豐富度：指區域內人文景觀中各類紀念林、紀念性公園、人文古跡林(私家園林)、陵墓林、寺廟祠堂等的類型和數量。

4.2.3.2傳承教育性。

(1)傳統文化傳承度：指區域內的文化林傳承獨具地方特色的民俗文化、歷史文化的傳承程度。

(2)科普場所豐富度：指區域內以森林生態文化為主的科教場所的類型和數量。

4.2.3.3鄉愁趣味性。

(1)記憶性森林景觀資源：指存在時間長久，能引起地方感，地方認同，地方依戀的植物景觀場所或資源。

(2)野趣森林景觀豐富度：鄉村森林休閑旅游中表現鄉村野趣性的植物景觀場所或資源。

4.2.4質樸美。鄉村森林景觀質樸美是人為聚落形態中森林資源與自然環境關系的體現，是一種自然的森林群落狀態和以鄉土植物構建的地域特色森林景觀。

4.2.4.1自然美。自然美是指森林作為一種自然物本身具有的外在美，主要是植物群落以自然狀態呈現的美景，近自然植物群落配置是模擬森林自然美并與之相融合的重要方法[7]。而森林自然度是描述植物群落自然化程度的一種量化關系，表示植物接近自然狀態的程度，其數值越大，越接近自然植物群落[8]。

(1)植被組成：指喬木層物種豐富度、灌木層物種豐富度、喬木層平均胸徑、喬木層平均樹高、郁閉度5個因子。①喬木層物種豐富度(QS)：指喬木層植物物種的數目。②灌木層物種豐富度(SS)：指灌木層植物物種的數目。③郁閉度：指喬木樹冠遮蔽地面的程度，是反映林分密度的指標，郁閉度直接或間接地作用于林下植被，影響著林下植被的種類組成和物種多樣性。

(2)森林自然度：指區域內森林資源原鄉土樹種群落變量，計算公式為

(8)

式中，N為區域森林自然度；Mi為區域內自然度等級為1的森林群落面積；Qi為區域內自然度等級為1的森林群落權重。一般根據森林群落類型或種群機構特征位于次生演替中的階段劃分等級。

4.2.4.2特色美。特色美是指利用鄉土植物營造具有地域特色的森林景觀、利用鄉土植物的文化寓意提升森林景觀地域文化內涵表達，營造具有地方風格的森林景觀，在植物“選擇上應遵循“確定的地點選擇確切的植物”的原則。

(1)植物適宜性：指植物在長期生長過程中與自然生活環境相互適應而產生的植被地帶性，對于不同環境、不同主導功能的植物種類的選擇具有重要的指導意義。植物適宜性的評價，以樹種的抗性強弱、生態效益高低、養護管理難易、引種馴化時間長短4個方面作為標準[9]。

(2)鄉土植物比例：鄉土植物是經過長期自然選擇，最適應本土環境、最適于構建地域性自然景觀、最有效地維持生物多樣性、穩定性最高的植物，因此可以用鄉土植物在植物群落所占的比例反映植物群落的地域特色性[10]。

4.2.5視覺美。鄉村森林景觀視覺美是指通過視覺體驗來對鄉村森林景觀進行感知和審美的過程。

4.2.5.1色彩季相。色彩季相變化豐富度：從彩葉植物、觀花植物、觀果植物、常綠植物4個方面對色彩季相進行評價。

(1)彩葉植物的豐富度：指在區域內各個季節彩葉植物的種類和數量。彩葉植物可分為春色葉、秋色葉、雙色葉、常色葉和斑色葉五大類[11]。

(2)觀花植物的豐富度：指區域內各季節觀花植物的種類和數量。

(3)觀果植物的豐富度：指區域內秋季觀果植物的種類和數量。

(4)常綠植物的豐富度：指區域內常綠植物的種類和數量。

4.2.5.2層次韻律。層次韻律變化豐富度，從線條豐富性、景觀協調性、景觀開闊性3個方面對層次韻律進行評價。

(1)線條豐富性：指植物景觀中樹干、樹枝線條、林冠線、林緣線、林脊線、異質體的界面線等變化。

(2)景觀協調性：指區域內各植物景觀類型搭配組織的協調程度。

(3)景觀開闊性：指區域內景觀空間組合的開闊程度。

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