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以生态学原理创建国家森林城市、建设人居优美环境
北京林业大学  2011-06-28  罗菊春  阅读:
 

以生态学原理创建国家森林城市、建设人居优美环境

罗菊春

(北京林业大学北京 100083

二战以后,世界各国致力于生产恢复,但工农业迅速发展,却带来了环境破坏,污染不断加剧,自然灾害频繁发生。“保护生态环境、实现可持续发展,直接关系到人类的命运与地球的前途,影响到世界上每一个国家、每一个民族乃至每一个人”(中华人民共和国林业部,1995)。

19726月联合国举行了环境会议并通过了《联合国人类环境会议宣言》。到1992年,环境恶化无以复加,使得183个国家和地区的领导来到巴西里约热内卢参加联合国环境与发展大会,讨论并签署了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》和《关于森林问题的原则声明》,这是人类社会对环境与发展领域合作的全球共识和最高级别的政治承诺。中国总理李鹏在决议上签了字,随后我国加紧了大会的后续行动,1994年率先制订了《中国21世纪议程》,1995年编制了《中国21世纪议程林业行动计划》,并又组织上百名专家开始研究编写了《中国可持续发展林业战略研究》报告,对我国林业建设有了较深入的思考与发展思路。

森林是保护与维持生态环境的主体。《中共中央国务院关于加快林业发展的决定》(2003625日)中明确提出:在贯彻可持续发展战略中,要赋予林业以重要地位;在生态建设中,要赋予林业以首要地位;在西部大开发中,要赋予林业以基础地位。我国林业建设就是以此为指导思想,于上世纪90年代以来大力开展了一系列林业建设工程:三北防护林工程、长江中上游防护工程、沿海防护林工程、平原农田防护林工程、太行山绿化工程、全国防止沙漠化工程、退耕还林工程与自然保护区建设工程以及速生丰产林基地建设等。至今已取得显著的成效,人工林已发展到五千余万公顷,居世界首位,森林覆盖率从1999年的16.55%提高到2009年的20.36%,这是过往从未有过的发展速度。但是,也存在不足之处就是城市林业的建设滞后,形成了“农村包围城市”的态势。在今天,正需要改变这种状况。

1.     城市森林与城市林业的概念

城市森林首先在美国与加拿大兴起。1962年,美国肯尼迪政府在户外娱乐资源调查报告中,首先使用城市森林(urban forest)一词;1965年,加拿大多伦顿大学Erik jorgensen教授提出“城市林业”(urban forestry)的概念。同年,美国林务局提出城市森林发展计划;1972年美国国会通过了《城市森林法》。美国城市林业学家G.W.Grey给出了城市林业一个简明的定义:城市林业就是使树木能与城市环境和谐共存,并充分发挥其改善环境功能的必要的经营管理。我国从上世纪90年代初引入城市森林与城市林业的概念。王木林(1995)提出:城市林业是建设和经营城市森林生态系统的行业。是指在建设、经营利用城市范围内以树木为立体的生物群落及其中的系统,它是由林业与园林融合而成。叶谓贤、王喜平(1996)提出:城市林业是现代林业的一个分支,城市林业是以成片森林为主体,乔、灌、草相结合,与城市布局相适应,支持城市持续发展,改善城市生态环境的科学。梁星权等(2001)给出定义是:城市林业是城市森林景观系统及其森林生态系统的经营与管理。

已知城市林业是对城市森林经营与管理的行业,那么什么是城市森林呢?

王木林、缪荣兴(1997)认为: “城市森林是一个庞大复杂的生态系统,是由人工生物群落和自然生物群落组成的,包括城市范围内的各类林地,为城市服务的不同树木花草种类,不同结构、形态、功能的生物群落。”沈国舫院士(2007)认为:城市森林,首先它地处城市的行政区域内,其次它必须是一种森林。对于森林范畴是有一定规定的,一定要以木本植物为主,二是要树木的郁闭度不小于0.2,三是连片最小面积不小于0.1hm2。就目前大家的认同感来看,可以美国林业工作者协会城市森林组下的定义比较全面和切合实际,他们认为:城市森林是指在城市及其周围生长的以乔、灌木为主体的绿色植物的总称(李吉跃,2010)。

2.     城市、城市森林的范围

学者们普遍认为城市森林是城市范围内的森林,那么城市范围有多大呢?又说城市森林是指城市及其周围生长乔、灌木为主体的植物总称,那么这个城市周围又是多大的范围呢?

意大利城市学家马切提有一个“马切提恒值”,其基本理论是:人是领土动物,有守家、护家的本领,人日常活动领土,也有一个天然的限度。这个限度就是每日大致一小时的“旅行领算” 。这一原则规定了人类的日常活动范围,也规定了城市的范围。假设原始人步行速度是每个小时5km,昼出夜归,则他的活动范围之直径为5km,相当于20 km2的“领土”,大致是一个大村或一个小镇的范围。因此,在步行时代,几乎没有城市直径超过5km的。到了上世纪50世纪年代,汽车普及,城市的直径则达50km以上,将人的活动范围扩大了近50倍,但也给生态与生活带来了巨大压力,造成城市病,一旦超过这个限度,城市就会陷于病态。现代的大城市为汽车城市,在能源上与生态上是难以支持的,不得不用地铁或城铁从中心城市放射出卫星城,即各个步行的“中转村”,每个“中转村”都是个步行城市,是个经济中心。

由此出发,国外许多学者就从游览时间上划定了城市森林的范围,从市内出发,当日可返回的森林旅行都在其列。美国学者认为城市森林包括乘小汽车从市内出发,当日到达并能返回的范围内游览地之森林都属城市森林;瑞典科学家从骑自行车或滑雪当日可返回市内的所有区域并规定从市中心外30km之内的森林都是城市森林。

另外有的学者则认为以城市的行政管辖范围来划分为宜,即在城市所属的一定范围内的森林都属于城市森林,包含了建成区,近郊、远郊的片林、林带、森林公园以及森林类型自然保护区。

3.     森林城市的含义与创建森林城市的意义

3.1 森林城市的涵义

上世纪60年代以来,许多国家在致力于“城市森林”与“森林城市”的建设,莫斯科、华沙、堪培拉、亚特兰大等森林城市相继出现。日本政府在1990年就提出了“森林城市”的构想。近10年来,森林城市的概念逐渐为人们所接受,日本的东京、韩国的首尔、印度的新德里等城市都把森林城市建设作为新世纪生态城市发展的重要内容。

在今天,森林城市又有别于一般认为的森林城市的涵义,其地域范围与内容要大得多,它是以一个城市的建成区为核心向外扩展到整个市域范围(我国是以省会或地级市为单位),包括全市范围内的城区、近郊、远郊与所有城镇、村屯分布的片林、林带,市内外的公园、动植物园,街区、住宅区等场所的绿地以及远郊的森林公园与自然保护区。可以说它已是城市内的园林与城外的一切林业建设之成果的综合。是将一个市的林业部门与园林部门的工作融合在了一起,(为此,北京、上海等城市已将园林局与林业局合并成了园林绿化局),让全市的林业与园林建设构成了一个整体,既要使城外的农村与山地凡是可造林绿化的地方都形成森林,提高森林覆盖率,又要在城内的园林建设中加大树木、森林的分量,要以森林为主体,以此来提高城市园林绿化建设的生态效益,让居民得到更适宜的居住环境。为此,我国森林城市的定位是:“让森林走进城市,让城市拥抱森林。城乡一体,山水相连,生态优先,林为主体,以人为本,人居适宜。”从这里可以看出,我国的森林城市的涵义与国外的森林城市的内容有很大的不同,我国的森林城市的建设有其为改善城市内外的人居环境,提高全市人民生活质量的新理念,建设森林城市已成为我国城镇建设的一个新要求。

3.2 建设森林城市的意义

1)创建森林城市(简称“创森”)是市域城市化的生态基础

“创森”将城市森林与乡村森林、山地森林组合成一个整体,即“城乡一体化”。这可以将一个市域内的各项林业建设工程综合起来,让空缺处加以弥补;可以让乡村的“四旁”林完整起来,可以让城内居民区与城外村屯全绿起来。全市的高森林覆盖率将在保持水土、防风固沙、涵养水源、减免自然灾害等方面为市域内城市化打下可靠的生态基础,又为城乡居民提高生活质量;

2)“创森”将大大提高城区的生态效益

至今我国的城市园林建设,注意力在种植花草、建草坪、着重美景,缺少树木、森林。“创森”将大大提高绿化覆盖率与森林覆盖率,森林将有效的降低城内热岛效应,阻挡风沙与噪音、吸收更多的CO2,放出更多的O2,使得原有的裸地得以遮阴。所有的森林都具有这些良好的生态效应,它是一般的花草无可比拟的;

3)“创森”是推进生态文明建设、提高城市综合竞争力的有效举措

森林是城市生态文明的重要标志。森林改善了生态环境、美化了城市形象,提高了城市品位,丰富了城市文化内涵,有助于城市生态文明建设。没有森林的城市是没有活力,没有生命力的城市,也不会有持久的竞争力(大连市人民政府,2009);

4)“创森”是实现城乡统筹和谐发展的时代要求

今日农村在向城市化方向发展,这是时代发展的要求,是必然趋势。为此要统筹城乡区域协调发展。在城乡一体化建设中,在空间布局上要作到建设用地与生态用地合理搭配,以求达到生态经济系统与功能的优化,一方面要推进森林进城,使城市既要美化,又要生态化,另一方面,又要推进“园林下乡”,使乡村美化,城乡和谐发展(大连市政府,2009)。由全国政协人口、资源与环境委员会倡导与推动,国家林业局举办的 “中国城市森林论坛”和“国家森林城市”的评选活动,掀起了我国城市森林发展的新高潮。“创森”活动也正在各省积极开展,从2004年首届中国城市森林论坛在贵阳市召开以来,每年召开一次,至去年已有7届,并评选了贵阳、沈阳、长沙、成都、广州、杭州、武汉与呼和浩特八个省会城市与包头、许昌、临安、新乡、阿克苏、无锡、威海、宝鸡、本溪、遵义、西昌、新余、漯河、宁波等14个地级市为“国家森林城市”。中国森林城市的建设正在蓬勃发展。

4.     以生态学原理创建森林城市

总结历史的经验教训,我们发现过往营造林失败的原因,除了施工技术与方法不当,管理保护不够之外,主要的问题是缺乏森林生态学的知识,完全是盲目的干或蛮干造成的。为此,在“创森”中,应重视运用生态学原理,这样才能使森林的营建与树木的栽植立于不败之地,使城市森林发挥更大的功能。

4.1 运用生物多样性导致生态系统稳定性原理

多样性导致稳定性原理已在生态学研究中所验证,比如物种多样性高的天然林,无论在抗逆性上与稳定性上都比多样性低的人工林要强。因此在营建城市森林时,无论乔木、灌木与花草都应采用更多的种类,在林业上叫做营造混交林,不搞单纯林。一个公园、一块片林甚至一个林带都应配置多个相匹配的乔木种与灌木种,提高树种丰富度。为了提高生物多样性的均匀度,不应使各个种的数量之间差值太大,即不能是某个种数量很多,某个种数量很少。

时至今日,我们的城市森林应用的树种实在是太少了,在华北地区所见主打树种就是杨、柳、榆、槐、椿(臭椿),再有就是松、柏、栾(栾树)、桐(泡桐、法桐)、丁(多种丁香)。而本地的天然林中有大量的树姿、花、果都很美以及寿命长的树种都可用也未用,如花楸、椴树、栎类、流苏、欧李以及白桦、华山松等。可用的灌木种就更多了。上世纪80年代以来,欧美国家兴起野花草地,以它作为自然化与生态化的城市绿化景观。在野花草地中草本种类很多,生长季里,多彩鲜艳的花色叫人赏心悦目。野花草地还能吸引鸟类、昆虫尤其蝴蝶,这对生态恢复更是有利。

4.2 模拟天然林群落结构——系统性原理

我们无论在城内、城外甚至山地所见的人工片林、林带,常见的总是左看成行,右看成列,似乎整齐好看,可是很不符合自然法则。在天然林中几时能见到此种景象呢?天然林中总是一种分布很不均匀的小群落的组合,总是有疏有密,这是各个树种个体选择微生境的结果,也是各个种群相生相克自由选择最后组合建群的结果。一个天然林群落的构建不但由多个树种混生,而且因年龄不同,生长速度不同、对生态条件(如光照、水分等)的要求不同,而使各个种的个体在群落中的位置而不同,有的在上层,有的在下层。上有乔木层、下有灌木层,最下面还有草本层、苔藓层构成完整的生态系统。这样的群落结构才是高效的。高稳定性的结构,既有较好的观赏价值,又能给野生动物创造较好的栖息地。笔者(罗菊春,2007)在2001年有北京市林业局建“绿色北京”,创“绿色奥运”的专家座谈会上,专门讲了今后在城里城外造林时,要有多样性树种与模拟天然林群落问题,得到林业局领导的支持与应用。

4.3 遵循自然选择、生态适应的原理

“适地适树”这是造林设计中的一条重要原则,在理论上是自然选择,适者生存的法则。因为每个树种都有自己的生态要求,如果不能满足它的需求,则难以生存下去。为此,在营建城市森林时,应注意下列几点:

1)应该广泛的采用乡土树种,少用外来树种。因为乡土树种是经过多代适应当地生态条件(气候、水分、土壤等)的结果,已适应了生存的环境,采种育苗在当地营造下一代森林,成活生长均无问题。如果用外来种,不经过多年的实验,如果不适应当地的条件则被淘汰那是无疑的。反之,外来种在不受约束的条件下,它可能在当地成为入侵种,带来后患,这也是很危险的结果。

2)按照植物群落演替顶极的理论,一个地区有它的顶极群落,尤其是气候顶极。构成顶极群落的顶极物种在当地是最具代表性的种。如华北地区所处的是暖温带,它的顶极群落是落叶阔叶林,没有常绿阔叶林的分布。因此在这个地区营建森林时,不能用常绿阔叶树种,用了必然失败。在这里用落叶阔叶树种,夏天叶绿,能给城里与居家遮阴,降低气温,使人舒适;冬天落叶后,能给城市居家带来更多的阳光与温暖,这可看作是落叶阔叶树种与人和谐相处的造化。

3)大树移栽进城是违反自然规律的典型。大树生长了几十年、上百年,说明它已完全适应了当地的生态条件。现在要把它挪到城里去,它的适应性就会很小,加之挖掘对保留根量不够,运输中保护不好,移栽后很难成活,成活了也生长不好,这真是劳民伤财,应该坚决禁止。

4.4 应用景观生态学原理,让城市森林一体化

景观是指由相互作用的生态系统组合而成的异质性区域。景观中任何一点都是属于斑块、廊道和基质的,它们构成了景观的基本要求。在一个地区的景观中斑块是通过廊道来联系的,这样才能在斑块之间进行物流、能量流和信息流的沟通。因此,在森林城市规划时,应让市内的片林、近郊与远郊的森林或森林自然保护区,森林公园等所有森林斑块联通起来,也就是建立林带(农田防护林带、护路林带或护岸林带)作为生物廊道,从而使各斑块间的野生动物(兽类、鸟类)能通过廊道进入其它斑块,这对动物繁育,种群增长、促进树种天然更新与珍贵物种保护都是很重要的设计,这也才能真正发挥城乡森林一体化的作用。

4.5 体现“岛屿生物地理学”理论

1967年,MacArthurWilson提出了“岛屿生物地理学”理论,认为:1)岛屿面积越大,生境多样性越大,物种灭绝率越低,因此,物种丰富度就越高;2)隔离程度越高,物种迁入率就越低,物种丰富度也越低。我们可将一个地区中的片林看作是一个森林岛,按此理论,片林的面积越大,则会有更多的物种;片林之间的距离越小,则迁入的物种就会越多。因此我们在营造森林时,不但要让其成份复杂些,还要让每块林子的面积大一些,片林之间的距离间隔要小一些。

4.6 发挥生态系统食物链的调控作用来控制森林病虫害的发生

人工林容易发生病虫害,如果打农药尤其剧毒农药则会造成野生动物灾害,还会使城镇市民受农药污染中毒。防治森林病虫害的科学办法是生物防治,即利用生态系统中食物链的原理——上一个营养级吃下一个营养级来控制一些病虫的爆发危害,比如多种鸟类吃松毛虫,瓢虫吃蚜虫,白僵菌能抑制多种昆虫的发生……等。以食物链原理来配置森林群落中的物种,控制病虫害的危害不超过阈值。

今天全国正在开展创建森林城市的活动,力争早日实现国家森林城市的目标,营造“城在林中,林在城中,人在绿中”的优美人居环境,造福于城市,造福于百姓。经济富裕,人居舒适,这才是真正的幸福生活。

 

 

参考文献

1.中华人民共和国林业部, 中国21世纪议程林业行动计划.  1995, 中国林业出版社

2.中国可持续发展林业战略研究项目组,《中国可持续发展林业战略研究总论》. 2003, 中国林业出版社

3.王木林, 城市林业的研究与发展. 林业科学,1995,31(5)460-466

4.王木林、缪荣兴, 城市森林的成分及其类型. 林业科学研究,1997,10(5)531-526

5.李吉跃主编,城市森林. 2010,高等教育出版社

6.薛涌,中国城市的“最终幻想”. 文摘周报2010,730

7.沈国舫, 关于生态环境建设、生态林和城市林业的认识和辨析. 现代林业研究,vol.1 No.1:1-6

8.大连市人民政府, 大连国家森林城市建设总体规划(2009-2020). 2009.12

9.罗菊春, 让城市园林森林化与城市森林天然化. 现代林业研究, vol.1 No.1:12-15

10.Johnston M.A, Brief history of urban forestry in the United States. Arboricultural journal,1996(20):257-275

 

作者简介:罗菊春 北京林业大学森林生态学、森林经营学、保护生物学教授、博士生导师;国家林业局自然保护区研究中心特聘专家。