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城市绿色空间的生态系统服务价值(ecosystem services value,ESV)是指绿色空间的自然生态系统及其物种为维持人类生活而提供的一系列条件和过程,是人类从这一生态系统中获得的收益[1]. 城市的发展离不开绿色空间提供的各类生态系统服务. 因此,对城市绿色空间生态系统服务功能的研究既有利于进一步客观认识城市绿色空间的价值,同时为城市绿色空间的规划与管理提供参考依据. 目前,生态系统服务价值评估已经具有丰富的研究基础,Costanza R等[2]在《Nature》期刊发表文章对全球生态系统服务价值进行评估;联合国组织实施千年生态系统评估项目,对全球生态系统服务价值进行的多层次综合评估[3];在城市绿色空间尺度上,Mcpherson E G[4]从城市绿色空间的投入与产出比的角度展开相关研究,为城市建设资金投入提供重要的参考. 除了在经济领域和生态领域的研究,城市绿色空间生态系统还承担了更多的社会功能[5-6]. 由于学科研究背景和出发点不同,已有的研究采用的评估指标和方法也具有较大差异[7-10].
由于规划制定方式和管理模式的原因,在城市绿色空间规划中更关注的往往是城市绿地覆盖率、人均绿地面积等相对单一的绿化指标. 同时,山地城市生态系统具有其更综合更复杂的空间和环境特征[11]. 目前,已有研究证实对山地城市绿色空间环境的人为改变,会直接导致整体生态系统的严重破坏,引发泥石流和洪水等自然灾害[11]. 因此,对于与自然环境息息相关的山地城市绿色空间,更加具有生态系统服务研究的必要性. 本研究选择具有显著山地城市特征的重庆作为研究对象,综合分析了山地城市绿色空间环境特征,采用生态系统服务价值的评估方法,量化评估了研究区域城市绿色空间的生态系统服务价值;同时,基于评估结果,提出山地城市绿色空间的优化策略.
Green Space Planning Strategy for Mountainous Cities Based on the Ecosystem Service Value——A Case Study of Chongqing
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摘要: 以具有显著山地城市特征的重庆主城区作为研究案例,综合分析了山地城市绿色空间生态系统服务特征;根据其特征构建了山地城市绿色空间生态系统服务价值的评估体系;利用重庆市主城区城市绿色空间多源数据,提取绿色空间信息,采用生态系统服务价值的评估方法,量化评估了研究区域城市绿色空间的生态系统服务价值;根据价值评估结果,尝试在城市组团尺度下,从提升生态系统服务价值出发,探讨山地城市绿色空间规划的优化策略,为山地城市绿色空间生态系统服务价值的提升提供参考.Abstract: A study was made of the urban area of Chongqing, a typical mountainous city in China, and a comprehensive analysis was made of the characteristics of the ecosystem service of the green spaces in mountainous cities. Based on these characteristics, an evaluation system for the assessment of the ecosystem service value of the green spaces in mountainous cities was established. Based on the multi-source spatial data of the study area, the information of its green spaces was extracted, and the ecosystem service value of its green spaces was quantitatively assessed with the method of ecosystem service value evaluation. Based on the results obtained, an optimization strategy of green space planning in mountainous cities was proposed to provide reference for the improvement of urban green space ecological value. The assessment of ecosystem service value in urban green spaces not only helps to correctly understand the importance of green spaces in urban areas, but also provides research support for rational urban green space planning and management and continuously improves the quality of urban green spaces.
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Key words:
- ecosystem service /
- urban green space /
- mountainous city /
- ecological planning .
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表 1 山地城市与平原城市的城市生态系统特征的比较
环境因素 山地城市 平原城市 城市结构 城市形态紧凑;自然演化的多中心;土地利用混合和集约;建筑密集、立体生长;道路蜿蜒. 以单中心多环结构为主;土地利用功能分区明显;多方格网城市布局,建筑优先考虑朝向和光照. 城市小气候 河谷地形导致热岛效应的强化,热岛中心相对分散;山地地形形成逆温效应. 热岛效应相对集中,城市热岛明显;城市散热效率较高. 空气污染 逆温效应导致热量和污染难以扩散;道路交通不畅导致尾气排放加剧空气污染. 空气污染集中;空气污染相对容易扩散. 自然灾害 地形起伏、环境脆弱,洪水、泥石流、水土流失、山体滑坡等灾害易发. 地形平坦、土质疏松,干旱、洪水、地面沉降等灾害易发. 生物多样性 受山地地貌影响,生物多样性丰富;海拔和坡向不同影响生物群落的差异. 物种丰富度远低于山地区域,生物多样性较为匮乏. 雨洪问题 南方山地城市夏季暴雨较多,山地地形排水不畅,导致低洼地带、洪泛区洪灾发生风险较高. 存在水资源短缺、水质污染、洪水、城市内涝等问题. 土壤侵蚀 山地城市中坡地开发、森林砍伐导致土壤侵蚀、山体滑坡,水土流失情况严重. 缺少植被覆盖,土壤裸露的地区土壤侵蚀情况严重. 文化景观 以自然山林绿地为主的山水文化景观;长期适应自然山地环境发展而来的结果. 人工绿地景观所占比例相比山地城市较高. 表 2 研究数据类型及来源
数据类型 数据名称 数据形式 数据来源 部门数据 2015年土地利用变更调查数据 矢量数据 地方国土部门 土地利用总体规划 文本、图片 监测数据 空气质量监测数据 矢量数据 环境监测站点 统计数据 农业生产量 矢量数据 重庆市统计年鉴 遥感数据 SPOT影像数据(分辨率为2.5 m) 栅格数据 地理信息网络平台 数字高程模型(DEM) 栅格数据 互联网数据 Flicker照片拍摄坐标数据 矢量数据 Flicker网站 游览热力地图 矢量数据 百度热力地图API 表 3 城市绿色空间生态系统服务分类和评估方法
生态系统服务大类 生态系统服务指标 生态系统服务评估因子 价值评估方法 供给服务 淡水资源 水资源供给量/(m3·a-1) 市场价值法 农业生产 农产品产量/(kg·a-1) 市场价值法 调节和支持服务 雨洪调节 雨水径流消纳量/(m3·a-1) 替代工程法 水质净化 净化水量/(m3·a-1) 替代工程法 固碳释氧 二氧化碳吸收量和氧气释放量/(kg·a-1) 市场价值法 空气净化 二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物PM10净化量/(kg·a-1) 替代工程法 噪音降低 降低的噪音总量/(dB *a-1) 替代工程法 气温调节 年度蒸发作用的吸热量/(kj·a-1) 影子价格法 保持土壤 泥沙淤积量和土壤侵蚀量 替代工程法 维持生物多样性 Shannon-Wiener生物多样性指数 成果参照法 文化服务 观赏游憩 森林、草地、水域、农田的单位面积观赏游憩服务价值当量 当量因子法 文化教育 公园游客量与单位人次游览费用 市场价值法 表 4 重庆市主城区绿色空间生态系统服务价值
亿元 生态系统服务类型 生态系统服务小类 服务价值 所占百分比/% 供给服务 262.632 41.693 淡水资源 98.160 15.583 农业生产 164.472 26.110 调节和支持服务 261.509 41.515 雨洪调节 170.087 27.002 水质净化 5.452 0.866 固碳释氧 27.360 4.343 空气净化 0.737 0.117 噪音降低 7.296 1.158 气温调节 13.227 2.100 保持土壤 7.262 1.153 生物多样性 30.088 4.777 文化服务 105.774 16.792 游憩功能 36.105 5.732 文化教育 69.669 11.060 总计 629.915 表 5 单位面积绿地生态系统服务价值
万元 生态系统服务类型 生态系统服务功能 林地单位服务价值 草地单位服务价值 耕地单位服务价值 水域单位服务价值 供给服务 0.256 0.000 8.243 39.804 淡水资源 0.000 0.000 0.000 36.594 农业生产 0.256 0.000 8.243 3.210 调节和支持服务 9.957 11.923 1.768 0.912 雨洪调节 5.753 5.252 0.162 0.115 水质净化 0.179 0.192 0.185 0.000 固碳释氧 1.069 0.597 0.732 0.168 空气净化 0.036 0.013 0.013 0.000 噪音降低 0.205 4.720 0.146 0.000 气温调节 0.231 0.230 0.231 0.129 保持土壤 0.870 0.418 0.001 0.000 生物多样性 1.614 0.500 0.300 0.500 文化服务 6.293 1.244 0.036 3.893 游憩功能 1.642 1.244 0.036 3.893 文化教育 4.651 0.000 0.000 0.000 总计 16.506 13.167 10.047 44.609 -
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