我国沿海城市风景林研究进展

张子扬，吴文景，梅辉坚，吴鹏飞，3

(1.福建农林大学林学院，福建 福州 350002；2. 抚州市林业局森林资源监测中心，江西 抚州 344000；3.人工林可持续经营福建省高校工程研究中心，福建 福州 350002)

当今我国经济建设加快，但第二、三产业的蓬勃发展给城市环境带来压力。树木可以减少空气中O3、氮氧化物、硫化物、PM10的污染[1]。因此，有专家学者提出“建设环境友好型社会，构建生态城市”的观点。由此促进人与自然和谐相处，从而实现社会经济的可持续发展。所谓“生态城市”是指在现代科技的基础上，建设人与自然共生、共存、共荣的生态系统[2]。而在生态城市的建设中，具较高美学价值的风景林[3]发挥着巨大作用，是新型城市构建中不可或缺的一部分。

我国沿海城市承载着全国42%的人口，却创造全国60%以上的国民生产总值。可见，如何实现沿海城市的生态建设显得尤为重要。因此分析我国沿海城市造林环境特点、沿海城市风景林组成和功能，并总结风景林的构建与评价方法，提出对沿海城市风景林研究的展望等十分必要。

1 我国沿海城市造林环境特点分析

我国地处亚洲东部，太平洋西岸，拥有1.8万km的大陆海岸线。由于海陆热力性质差异和气压带、风带的季节性移动，以致我国沿海地区形成季风性气候；加之沿海城市作为人类聚居地，大规模进行各类生产和建设，共同造成沿海城市在降雨、温度和空气具有明显特性且常受台风影响。

1.1 降雨

受东南季风的影响，我国降水量由东南向西北递减，特别是东南沿海地区，降水丰富。其中，位于东南沿海的海南大部分地区和广东省的惠州市、东莞市年降水超过2 000 mm；福建和浙江的广大地区有1 800 mm的降水，其省会城市福州和杭州降水可达1 500 mm；上海和江苏省的南通、盐城等地降水减至1 200 mm；更北的黄海和渤海沿岸，青岛、烟台、秦皇岛等城市年降水量为900 mm；降水较少的天津仅有300～600 mm。

近几十年，沿海地区工业化和城市化快速发展，但向大气环境排放的SO2、NO2等酸性气体也随之急剧增加，从而造成酸雨区面积的不断扩大。例如，上海、浙江的大部分地区，福建的中北部和广东中部均是酸雨分布的区域[4]。酸雨造成森林枯梢，危害森林生态系统。有研究指出，酸雨可直接作用于植物细胞，使膜透性增加、叶绿素含量减少和酶活性下降等[5]。还有研究者指出，土壤基盐淋失、土壤中微生物分解有机物的能力受到抑制、铝的活性增加是酸雨造成的[6，7]。

1.2 温度

温度随纬度和季节的变化明显。低纬度的海南、广东省，以及福建的部分沿海地区包括厦门、泉州、福州，年均气温可达20 ℃；温州、宁波、杭州和上海等地的年均气温为15～20 ℃，江苏省中部往北至渤海沿岸地区年均温度在10～15 ℃之间。在冬季包括江苏省以南的沿海地区，月平均温度均高于0 ℃，往北月平均气温则会低于0 ℃。每年的7月和8月，所有的沿海地区月平均气温均在30 ℃以上。气温年较差随纬度的上升而扩大，相对处于较低纬度的海南和广东地区，差值在5～10 ℃，而相对高纬度的渤海沿岸年较差可达30 ℃。

随着城市建设过程中建筑面积的增大与温室气体排放，使得城市下垫面比热容变小和空气升温，最终导致城市热岛效应。沿海地区的城市北京、上海、福州、厦门和广州等地夏季频发黄色，甚至红色预警，室外40 ℃高温已经普遍存在。由于温度与植物的生活息息相关，有研究表明，地表温度影响植物根系温度，而根系可决定植物的生长；高温也影响蒸腾作用，导致水分代谢、矿物营养吸收和光合作用受到抑制[8]。与此同时，温度的升高也会造成物候的变化[9]，植物的生长节律受到严重影响。

1.3 空气

城市空气质量是评价城市环境的重要指标，也是植物生长的重要环境条件。我国三大沿海工业区中，多数城市空气质量出现PM2.5、O3、PM10或NO2污染的情况(表1)，其中京津冀地区尤为严重，全年有超过160天的空气污染物超标。孔国辉等[10]研究发现，植物受污染伤害程度与环境污染程度呈正相关，且环境污染能显著导致植物衰老；孔再德[11]研究发现，大气中颗粒污染物可在植物叶片上积累，进而覆盖叶片、堵塞气孔并阻碍光照，最后抑制光合作用；朱粟琼等[12]通过解剖叶片结构，认为空气污染物能影响叶绿体，致使叶细胞发生生理和结构上的变化。可见，严重的空气污染不利于植物生长。

表1 我国沿海地区2017年城市空气质量 %

1.4 台风

据报道，南海和西北太平洋每年平均会生产台风25.5个，其中登陆我国的有7.2个[3]，海南、广东、福建和浙江省是台风登陆的前沿。台风具有巨大的破坏力，浙江地区有记录0414号台风造成164人死亡、181.28亿直接经济损失，9417号台风造成1 126人死亡、117.6亿直接经济损失，9711号台风造成239人死亡、186亿直接经济损失[13]。每当台风过境，城市植物总是受灾严重，高大的乔木容易被吹倒或折断，2016年“莫兰蒂”超强台风造成厦门市65万株行道树倒伏。倒下的植物压住了下层植物并抑制其生长，受灾的森林往往群落组成发生变化或物种丰富度降低，这需要长时间才可恢复稳定[14]。同时，在台风强降水或海水倒灌的共同作用下，沿海城市吸水和排水能力有限，植物根系长时间浸泡在水中，造成植物烂根死亡。

2 沿海城市风景林功能分析

沿海城市风景林包括处在沿海城市周边的自然保护区、风景名胜区、防护林带以及城市内的公园和绿色通道等具有较高观赏价值的植物群落[15-17]。为与沿海城市环境协调，沿海城市风景林的生态、社会功能显著。

2.1 生态功能

沿海城市风景林具有调节环境的生态功能。其一，沿海城市风景林能减少水分蒸发，而林内凋落物可拦截地表径流与改良土壤吸水性，这些可以增加水分下渗，补充地下水资源[18]。其二，行道树和草坪均能降低温度和提高湿度[19]，影响小气候，缓解城市热岛效应。其三，沿海城市风景林能有效抵御台风。研究显示，树体上部的树冠和枝叶将上层气流分离，造成近地层气流切变与动能损失，进而降低风速[20]。而且可以降低台风引起的浪潮高度，保护海岸城市安全[21]。还有，风景林具有较高固碳和污染物净化效益，且复层林相对于单层林净化效益高[22]；一些树种可分泌具杀菌功能的挥发性化合物以改善空气质量，净化城市环境。

2.2 社会功能

沿海城市风景林具有很高的审美价值。审美是精神上的享受，不同的地域环境往往会形成各具特色的风景，从而形成特有的文化内涵。海南三亚的椰树将城市和大海结合，构成一幅热带海滨图景；厦门的凤凰木象征着这座城市的红火繁荣；上海的梧桐营造一个浪漫的都市情调；还有青岛的雪松、天津的白蜡、大连的槐树等，无不是植物在城市发挥的作用，传递着文化的方向。

然而，随着城市化的加剧，人们对周边的环境越来越重视，人们对生活质量提高和回归自然的渴求日益迫切。良好的风景游憩环境满足人们利用休闲时间，恢复精力和体力[3]，已成为现代城市“稳定、协调、宜居、文明”的重要标志。周俊灵[23]对林内人体舒适度、空气负离子和生物活性有机挥发物等方面进行研究，致力于找出舒适的森林空气环境，消除城市快节奏工作环境给居民带来身体与精神上的疲劳。目前有关风景林休憩功能的提升问题已成研究热点。

3 沿海城市风景林的构建与评价

3.1 沿海城市风景林的构建

风景林关于美的理念有自然和人工的分别，典型的中国传统园林就强调自然美，而西方的庄园更讲求规则的人工美。如今我国城市风景林的建设试图将这两种美的理念并存。沿海城市风景林属于城市风景林范畴，因而城市风景林构建理论同样适用，不同处在于其需要迎合沿海环境特点。沿海城市风景以发挥生态和社会功能为核心，并且追求美观。

从大尺度来构建风景林，有学者认为可分为郁闭型、稀疏型和空旷型三类，也有学者按照树种组成划分为针叶树和阔叶树风景林[24，25]，还有学者从景观层面来说，将其分为城市背景型森林景观区、远山型森林景观区和道路原野型森林景观区[26]。小尺度上，风景林处在城市中不同的位置，需要更加突出特定作用：属于自然保护区更强调在生态系统上的完整性；在风景名胜区、公园则会更突出观赏作用；而城市的防护林带则要求有效的防护作用。

沿海城市风景林，通常需要包含立地划分、树种选择、空间配置、群落构建、抚育管理和效益监测等环节[27，28]。近年来，有学者提出在空间配置上，可以围绕其林相、季相、时态、林位和林龄等特征而展开[15]。当植物覆盖率达50%能有效控制热岛效应，让人感觉舒适[29]。在树种选择环节上，乡土树种的应用越来越受到重视，甚至认为乡土树种是生态风景林的基础[30]；在效益上，认为需要与城市规划相衔接，进而体现人文特色[31]。

另一方面，沿海地区风灾频发，沿海城市风景林需要具备抗风能力。研究表明风景林乔木带主要降低高层的风速，而灌木林带主要减低近地的风速。不同风景林带对沙粒的沉积效果不同[32]。从林木个体形态特征对阻力和透风系数研究，发现树高、应力波速、冠幅和生长应变值与受风害的程度呈正相关[33]。目前已研究筛选出具有较强抗风能力和较高观赏性的树种，例如木麻黄(Casuarinaequisetifolia)、洋白蜡(Fraxinuspennsylvanica)、墨西哥落羽杉(Taxodiummucronatum)、大叶女贞(Ligustrunlucidum)、马尾松(Pinusmassoniana)、非洲楝(Khayasenegalensis)和蝴蝶树(Heritieraparvifolia)等。

3.2 沿海城市风景林的评价

目前少有针对评价沿海城市风景林的研究，但国内外广泛研究城市风景林，并将其评价方法归纳为专家学派、心理物理学派、认知学派和经验学派等不同观点[34]。TCM和CVM被认为是评价生态效益和社会效益常见的方法[35]。余孔坚[36]则概括了调查分析法、直观评价法和民意测验法。已有研究结合经济学观点将森林价值用货币体现，权衡城市风景林的利弊[37]。与此同时，评价体系也日益完善，要求建立定性与定量相结合的综合评价体系[38]。周根苗等[39]提出由自然性、奇特性、多样性、神秘性和环境协调性组成的，并且具有完整划分等级的美学评价体系。沿海城市风景林评价体系的建立，要以城市风景林为基础再结合沿海特殊的地理环境，突出防风功能所占的比重。评价体系的框架下，除了经济和自然标准外，人文因素也要纳入到评价范围。

4 展望

城市风景林发挥着巨大的生态效益和社会效益，因此对现代沿海城市的建设至关重要。在理论研究上，沿海城市风景林又提供给各种理论和技术交叉发挥的空间，例如景观生态学与城市生态学理论。可见，如何丰富沿海风景林的研究就显得尤为重要，建议今后应着重从以下方面加强研究：

(1)积极借助新型信息技术，特别是计算机技术运用。以地理信息技术为手段，宗永成等[40]基于RS和GIS技术综合评价城市森林和生态网络系统构建；刘照程[41]利用GIS的缓冲区分析和叠加分析等工具对生态环境敏感性因素进行评价分析与生态功能区划；杨宝仪等[42]通过建立群落色彩要素与林分特征的相关性来研究生态风景林。

(2)开拓沿海城市风景林的研究方向。叶功富等[43]从群落生物量和能量方向切入风景林的研究；李玥等[44]对林下土壤的研究，得出养分、微生物及酶的相关关系；刘洁等[45]研究发现，枫香树各个器官碳储量大小关系和最优碳汇量拟合方程；孙东等[46]揭示林冠开度、林下直射光、林下散射光和林下总光照对林下植物分布的作用。可见，关于沿海城市风景林的研究方向较散，且研究内容不集中，建议对沿海城市风景林进行系统的研究。

(3)沿海城市土地利用紧张，如何提高风景效益的最大化是一大问题。除了要用高效益的树种外，复层结构的林分是提高的有效手段。从景观生态学的观点，沿海城市内外分布的自然保护区、风景名胜区、防护林带、公园等斑块以绿色通道作为廊道能提高整个城市的生态效益。