9月10日上午，在河北衡水舉行的濕地園林與濱水城市高端學(xué)術(shù)交流上，東北林業(yè)大學(xué)森林植物生態(tài)學(xué)教育部重點實驗室副主任王文杰教授發(fā)表題為《基于哈爾濱市城市森林研究結(jié)果看生態(tài)城市建設(shè)》的演講，以哈爾濱城市森林研究為例，闡述城市森林在生態(tài)城市建設(shè)中的作用，呼吁城市建設(shè)應(yīng)該更加關(guān)注森林與樹木的作用！

　　以下為演講實錄：

▲東北林業(yè)大學(xué)教授王文杰演講

　　非常感謝組委會能給我這次機(jī)會來到衡水給大家匯報一下我的一些研究結(jié)果，這兩天聽了不少大家的講座，學(xué)了很多，下面對基于哈爾濱城市森林研究的結(jié)果，給大家匯報如下。

　　哈爾濱的地理位置是在北緯45度，是我國最北部的省會城市，以夏季比較涼爽，冬季比較寒冷著稱，是避暑和冰雪運(yùn)動的好地方。哈爾濱有一個特色，有一條河穿城而過，是國內(nèi)最大的黑龍江支流，叫松花江。哈爾濱有萬頃濕地的稱號，因此在濕地濱水城市方面和今天的主題有一定的契合度。

▲哈爾濱的地理位置

　　我們對哈爾濱城市森林的研究主要概括在以下幾方面。

　　第一，城市生物多樣性的維持功能。我們主要關(guān)注的是樹木和鳥類。

　　一般來講，城市化導(dǎo)致生物多樣性的降低，這是大家普遍認(rèn)為的規(guī)律。我們對哈爾濱城區(qū)周圍的農(nóng)場、林場，以及黑龍江省，或者說東北地區(qū)的天然保護(hù)區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查。我們研究發(fā)現(xiàn)，哈爾濱市區(qū)共有木本植物33科、60屬、131種，種類數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于周圍的林場、農(nóng)田保護(hù)林，甚至高于周邊的國家級自然保護(hù)區(qū)：國家級自然保護(hù)區(qū)有26科、58屬、172種。顯示出我國在城市化過程中，特別是城鎮(zhèn)綠化、平原綠化過程中形成了這樣一個事實：城市化提高了樹木種類多樣性，對保護(hù)植物種類來看，具有很好的多樣性維持功能。

▲哈爾濱市樹木種類組成與周邊林場、農(nóng)區(qū)和天然保護(hù)區(qū)木本植物比較

　　有沒有問題呢？我們把種類進(jìn)行了區(qū)分，包括它的外來種和本地種，明顯的看出來，在樹木多樣性提升過程中，外來種有很大的比例，提高的非常明顯，這就為我們未來的城市樹種選擇方面提供了一個提示：外來種選擇方面應(yīng)該避免入侵、有害性樹種的選擇。

　　在城市范圍內(nèi)，中等干擾導(dǎo)致外來種密度增加：比如說從城市歷史的角度，從城市環(huán)路的角度，1907-2014年形成的區(qū)域、二環(huán)到四環(huán)區(qū)域具有最高的外來種的密度。在外來有害植物控制方面，這些地區(qū)應(yīng)該是重點監(jiān)控區(qū)域。

▲哈爾濱市不同的城市化尺度下本地種和外來種的數(shù)量

　　以上是我們利用空間代替時間的方法進(jìn)行研究的結(jié)果。同時我們也對長期歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計。從1955年、1980年、2014年來看，同樣發(fā)現(xiàn)了了城市在樹木種類多樣性維持方面具有非常大的作用。在科的水平上：60年的城市發(fā)展，使得樹木由 24科增加到了33科，在屬的水平由52屬增加到了69屬。上述結(jié)果說明，通過不同的方法確認(rèn)了一個事實，就是我國這種典型城市的城市化過程對于樹木多樣性具有很好的維持功能，但是外來種類增加是一個需要警惕的問題。

▲1955-1980—2014年樹木種類的變化

　　樹木種類的增加，也顯著影響了鳥類多樣性特征。1980年和2010年代對比，哈爾濱鳥類從154種增加到了171種，包括夏鳥、候鳥、留鳥、冬鳥，都有非常明顯的增加的趨勢。
增加的主要原因是什么？我們認(rèn)為有兩個原因，鳥類變化與城市森林的變化緊密相關(guān)，鳥巢是一個很重要的考慮因素。比方說我們發(fā)現(xiàn)林棲鳥、樹棲鳥從47種增加到58種。為鳥類提供的食物也是重要因素，一些食昆蟲的鳥、雜食性鳥、植食鳥增加的很多，但是食肉類的鳥有明顯的下降。

▲增加的鳥類

▲樹木增加鳥類漿果類食物

　　我們在造林和樹種選擇方面可能有很長遠(yuǎn)的后續(xù)效應(yīng)，對鳥類和其它的生物有非常明顯的作用。我們在城市景觀規(guī)劃設(shè)計過程中，應(yīng)該多多考慮這些因素，我們到底要做什么，目的要明確一些。比如說火炬樹、毛櫻桃、榆葉梅、桑樹、梓樹都是造林綠化用得比較多的樹種，都可為鳥類提供豐富的食物。
第二，城市植被的碳匯功能，這方面的研究我們使用了遙感的方法。從1985年到2014年，五個時期的遙感影像，我們對植被類型的變化進(jìn)行了比較精確的劃分，發(fā)現(xiàn)2007年是一個時間點，2007年之后城市森林增加的數(shù)量開始有所減緩，濕地開始恢復(fù)和增加。我們確定了整個城市的碳匯功能，植被碳匯功能大概是20萬噸，20cm土壤碳儲量在13.5萬噸，從統(tǒng)計學(xué)角度確認(rèn)了城市化能夠增加土壤的碳匯功能，并確定了其增加的速率。這一增加的原因在于有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)時間變慢了，溫度敏感性下降，也就是相同土壤溫度的提升，與自然生態(tài)系統(tǒng)相比，城市內(nèi)的土壤有機(jī)碳分解量在下降。未來應(yīng)該在城市生態(tài)服務(wù)功能方面進(jìn)行比較系統(tǒng)的考慮這一點。目前來看，已有研究文獻(xiàn)并沒有在這方面進(jìn)行考慮。

▲基于城市建成時間梯度量化城市化對生物量碳匯及土壤碳匯的影響

　　第三，微氣候調(diào)節(jié)功能方面。

　　我們考慮的是遮蔭效應(yīng)、增濕效應(yīng)和降溫效應(yīng)。降溫效應(yīng)同時考慮了土壤和空氣降溫，垂直方面的降溫和水平方向的降溫。垂直降溫，也就是冠層和冠層下面。我們認(rèn)為這個更重要，特別是在城市化過程中，我們怎么使這些高樓更節(jié)能，能夠為我們更好的服務(wù)，能耗非常關(guān)鍵，我們對它也進(jìn)行了研究。土壤降溫，因為土壤是所有植被的基礎(chǔ)，我們也做了一些。我們的研究結(jié)果是不同林型在降溫、增濕的效果不一樣。我們對哈爾濱市進(jìn)行了統(tǒng)計分析，確定了微氣候調(diào)節(jié)的大小。這種方法有助于衡水市的建設(shè)，建設(shè)過程中也需要對效果進(jìn)行科學(xué)的評價。

▲不同林型的遮蔭、降溫、增濕效果

　　我們開發(fā)出了一種方法，來確定這些微氣候調(diào)節(jié)功能到底受誰控制，都是森林的貢獻(xiàn)，還是城市化水平，還是受外界環(huán)境條件的影響，比如說外界氣候因素的影響。這種統(tǒng)計分析方法表明，林分特征和街谷特征幾乎是相當(dāng)?shù)?，甚至街谷特征可能貢獻(xiàn)更大一些，這種方法也有助于科學(xué)的區(qū)分其作用。

　　第四，城市森林樹種合理搭配與提升

　　我們有一個基本的經(jīng)驗法則，叫10、20、30法則，代表了科、屬、種的相對多度。在城市森林中保證穩(wěn)定、健康的生態(tài)系統(tǒng)，一個種的數(shù)量不能超過所有的城市樹木總數(shù)量的10%，一個屬要不超過20%，一個科不能超過30%。這種情況下才能保證城市森林，或者說成是植被生態(tài)系統(tǒng)更加健康，更加穩(wěn)定。

　　我們對哈爾濱市進(jìn)行了調(diào)查，也和以往進(jìn)行了比較，陳俊瑜教授在1980年對哈爾濱市進(jìn)行了調(diào)查，我們是2014年對哈爾濱市進(jìn)行了調(diào)查，種的水平基本上還可以，屬和科的水平由于近幾年大量的造林導(dǎo)致其非常的不合理，一個是37%，一個是45%，因此在未來城市森林構(gòu)建的過程中，我們需要根據(jù)不同的城市化區(qū)域、不同的環(huán)路、不同的林型進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)量控制：我們在造林過程中需要考慮哪些因素，哪些樹種別造了，哪些樹種要進(jìn)行相應(yīng)的增加。

　　樹木和草本不太一樣，樹木對于城市生態(tài)的功能往往需要很長時間才能夠反映出來，我們前輩在哈爾濱實驗林場，在哈爾濱市區(qū)植物園，在50、60年代造了很多種林子，我們基于30年以上的造林結(jié)果進(jìn)行長期的實驗，確定了13個樹種，在維持土壤理化性質(zhì)、土壤肥力、碳匯系統(tǒng)功能方面進(jìn)行了排序分析，找到了哪些樹種可能更適于造林，特別是哈爾濱市這個地方。我們進(jìn)行了統(tǒng)計學(xué)的敏感性檢驗，如果增加這個樹種5%的比例，是整體生態(tài)功能提升了，還是下降了。我們找出來了，不適宜的樹種就是楊樹，楊樹使整體土壤肥力、土壤理化性質(zhì)惡化比較嚴(yán)重。我們需要強(qiáng)調(diào)的是榆樹、云杉這樣的本地樹種。   

　　第五，基本的研究結(jié)論

　　一是城市森林的碳匯功能。這個要怎么考慮？特別是在城市化過程中怎么考慮，需要科學(xué)的、長期的考慮。

　　二是生物多樣性維持功能。與以往大多數(shù)的考慮可能不是很一樣，我們發(fā)現(xiàn)城市具有生物多樣性維持中心的功能。這里面也有需要注意的地方，也就是外來種，特別是一些入侵種需要控制。樹木多樣性影響了生物多樣性的效應(yīng)，比如說鳥類。北京的研究得出的結(jié)果是，綠化導(dǎo)致鳥類在增加，森林結(jié)構(gòu)的合理性也有了提升。

　　三是微氣候調(diào)節(jié)功能。 城市森林在遮蔭、降溫和增濕方面都具有很大的調(diào)控功能，這是節(jié)能城市建設(shè)的基礎(chǔ)。城市樹種組成與街谷特征對于樹木這些微氣候調(diào)節(jié)功能具有重要作用，應(yīng)該在適宜的街谷栽植合適的樹種、配置合理的結(jié)構(gòu)。 

　　四是城市森林結(jié)構(gòu)合理性與提升。我們進(jìn)行了定量的評價，對未來樹種的選擇進(jìn)行了分析。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表了一些文章，發(fā)表在本領(lǐng)域比較知名的期刊。

　　第六，基于這些研究結(jié)論，講一下城市森林在生態(tài)城市建設(shè)中的作用。

　　最近在貴陽召開了生態(tài)峰會，提出了要建6個國家級森林城市群，200個國家級森林城市，這是到2020年的目標(biāo)，現(xiàn)在已經(jīng)有165個了，到2025年要增加到300個。我認(rèn)為在生態(tài)城市建設(shè)中樹木大有可為，因為樹木意味著更高效的空間應(yīng)用，意味更低的投入，意味長久的生態(tài)學(xué)效益的產(chǎn)出。

　　需要注意的問題：

　　一是我們在哪兒造林?，F(xiàn)在普遍來講有見縫插針的說法，在城市綠化過程中怎么辦？我們沒有空間了，人類占的空間太大了，見縫插針是一個原則。特別是衡水，每年幾萬畝森林的建設(shè)任務(wù)，需要提前做好規(guī)劃，到底建在什么地方，到底怎么建。

　　二是栽哪些樹。前期研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，一個是外來樹種，第二個是樹種的合理性，因為你造的林往往是百年的尺度，樹種不正確的選擇，可能就會導(dǎo)致未來很大的不確定性。這里有一些基本生態(tài)學(xué)法則，比如說10%、20%、30%的經(jīng)驗法則，對于科學(xué)穩(wěn)定的城市森林生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建相當(dāng)關(guān)鍵。

　　三是要有預(yù)見性。我們提出了不同的研究方法，提出了城市化對它的影響，因為我們正處在快速城市化的過程中，我們應(yīng)該建設(shè)一個適應(yīng)未來生態(tài)服務(wù)、功能穩(wěn)定性的城市生態(tài)系統(tǒng)。樹木起到了非常關(guān)鍵的作用，需要一些好的模型，需要一些好的方法進(jìn)行預(yù)測。

　　下面談一個案例。有幸參加了首屆國際森林城市大會，對于深圳市進(jìn)行了比較好的了解，我認(rèn)為深圳是比較好的案例。全市的城市公園500米服務(wù)半徑，覆蓋區(qū)域達(dá)到65%，1000米達(dá)到91.56%，節(jié)假日自然公園，5公里、10公里分別覆蓋率是80%—99%。我們的城市植被生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)到這個水平的話，我們就已經(jīng)成功了，可以說做到真正的為老百姓謀福。

　　最后以一句經(jīng)常我們說的標(biāo)語結(jié)束我的講座。要想富，多修路！要想升，多栽樹！在此預(yù)祝各位領(lǐng)導(dǎo)、各位企業(yè)家未來更富有，更高升，多多關(guān)注城市樹木。謝謝大家！

　　王文杰：東北林業(yè)大學(xué)森林植物生態(tài)學(xué)教育部重點實驗室副主任，中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所城市森林與濕地學(xué)科組組長，百人計劃教授，龍江學(xué)者教授，中國生態(tài)學(xué)會理事，黑龍江省生態(tài)學(xué)會副理事長兼秘書長。