摘" " 要:为解决城市公园绿地生态服务功能量化评估难题,以泰安市公园绿地为研究对象,通过实地测定滞尘量、温差和噪声衰减值,运用市场价值法和影子工程法对其生态服务功能进行评估。结果显示,泰安市公园绿地年生态服务功能总价值达66087641.9元,其中降噪功能价值最高,为40588706.46元,其次为温度调节,为20937500元,最后为滞尘,为4561435.44元。将生态效益转化为具体经济数值,可为城市绿地系统的科学规划和资源优化配置提供量化依据。
关键词:公园绿地;生态服务功能;价值评估
中图分类号:S713.2" " " " " " " " 文献标识码:A" " " " " " " 文章编号:1005-7897(2025)01-0064-03
0" 引言
随着城市化进程加快,大量人口聚集到城市中,这对城市的生态环境提出了更高的要求,而良好的城市生态环境得益于良好的城市公园绿地。城市公园绿地所具有的生态服务功能对于环境质量的提升具有重要作用。本文对城市公园绿地生态服务功能及价值评估方法、评价体系进行了研究,并对泰安市公园绿地进行了生态服务功能评价。
1" 公园绿地的生态服务功能
1.1" 固碳释氧
城市化进程的持续推进引发了诸多环境挑战,其中全球变暖问题尤为突出。气温持续攀升不仅制约着城市的永续发展,更对居民身体健康构成重大威胁。气候异常正在打破自然生态的微妙平衡,危及生物多样性,并最终影响人类社会发展,已然成为当今世界亟须应对的重大课题。在城市生态体系中,绿地是独具环境净化与自我调控功能的特殊组成部分,对减缓温室效应、维持大气平衡、优化城区环境品质发挥着不可替代的作用。公园绿地固碳释氧功能流程如图1所示。作为绿地系统的基本单元,植物个体的碳氧代谢能力直接决定了绿地系统整体生态效益。因此,深入研究植物个体及绿地系统的固碳释氧机制具有双重意义,既可深化对植物生理特性及其影响要素的认知,又能为绿地规划和植物配置优化提供科学依据,从而提升城市应对气候变化的整体能力[1]。
1.2" 净化空气
近年来,在工业发展、机动车激增及人口聚集等多重压力下,我国城市空气质量持续下降。特别是以细颗粒物(PM2.5)为代表的各类空气污染物,导致多地频繁出现灰霾天气。据统计,全球十大空气污染严重的城市中,我国占据七席,空气污染已对城市运转、电力供应和农业生产等领域造成显著影响,并严重威胁居民健康。研究表明,灰霾形成的主要污染物包括SO2、NOx以及颗粒物,其中PM2.5是核心致因。因此,降低空气中的颗粒物浓度成为治理灰霾的重中之重[2]。值得注意的是,城市公园绿地犹如一座天然的空气净化装置,能够高效截留和过滤这些有害物质。
1.3" 调节温度
植物群落在优化热环境方面展现出显著的生态与经济价值。在炎热季节,植物叶面温度普遍低于周边物体表层温度,乔木的枝叶通过释放长波辐射,能够有效降低邻近建筑表面和地表温度,并带动周边温度下降。而在寒冷时节,乔木的树冠层与树干则能够减缓气流流动,形成天然的保温屏障。这种由植被形成的“清凉区域”能够有效减少城市热量积累,缓解热岛效应,为居民创造更为宜人的环境[3]。
1.4" 降低噪声
在当代城市环境治理中,声学环境质量日益成为社会关注的焦点议题。值得注意的是,个体对声音的感知体验不仅取决于声源特性与分贝强度,还受到生理状态、视觉刺激及触觉反馈等多维因素的交互作用,因此要从整体性和多元化的角度审视声环境问题。树木枝叶茂密,层层错叠的树冠有助于降低噪声;由乔灌草构成的复合绿带也有显著的降噪作用。作为城市居民亲近自然的重要场所,公园绿地的声学品质直接关系到空间使用效能及居民的游憩体验。
1.5" 保持水土
植物在防治风蚀、水蚀和重力侵蚀带来的水土流失方面能起到积极的作用,其作用机制主要在于植被地上部分能削减风速、减弱雨滴能量、延迟径流形成等,地下部分能提高土壤渗透率、减缓地表径流形成、增强土壤稳定性等,如图2所示。基于以上作用机制,有植被存在的地表保土保水良好。绿地系统通过其结构拦截滞蓄降水,增加土壤下渗,涵养土壤水分和补充地下水。
2" 公园绿地生态服务功能价值评估
公园绿地系统复杂,生态服务功能多样,目前的评价体系也很难对其进行准确评价。本文仅对泰安市公园绿地的净化空气(滞尘)、调节温度、降低噪声3项生态服务功能的价值进行研究和测算。
2.1" 基础数据获得方法
2.1.1" 净化空气(滞尘)
测量泰安市城市公园绿地滞尘量,包括测量各种植物的滞尘量和统计单位面积公园绿地滞尘量。
(1)测量各种植物的滞尘量。
①树种选择。选择泰安市栽种量大的植物,包括雪松、白皮松、桧柏、大叶女贞、大叶黄杨、红叶石楠、法桐、毛白杨、垂柳、白蜡、黄山栾、千头椿、苦楝、国槐、柿树、五角枫、樱花、白玉兰、蜡梅、北美海棠、紫叶李、金银木、紫薇、黄栌、碧桃、紫荆、榆叶梅、海州常山、丁香、石榴、木槿、连翘等32种植物作为研究对象。
②时间。影响植物年滞尘量的因素很多:a.各种植物的滞尘能力不同,一般树冠体量大,枝叶浓密,叶表面粗糙的滞尘能力要强。b.受季节影响,泰安市春季多风少雨,空气中粉尘含量高,夏季降雨多,空气中粉尘含量少,春季的滞尘量要多于夏季。c.受所处位置环境影响,临近道路、建筑工地、工矿企业的地段,空气中弥漫的粉尘较多,沉积到叶面的粉尘量就大。鉴于春季已过,本次实验在6月上旬雨季来临之前进行,采样选在雨后16d时进行。
③实验方法。选择体量中等、生长健壮的成年树作为实验样本,测量样本树冠体积,摘取单位体积的枝叶,用纯净水将样本枝叶表面尘土清洗干净,将该悬浊液静置24h后滤去上层清水,下层悬浊液由实验室加热烘干,收集粉尘颗粒称重,然后推算该植株在某一时间段的滞尘量,由此进一步推算该植株全年的滞尘量。
(2)统计单位面积公园绿地滞尘量。为了能够客观地反映泰安市公园绿地的年滞尘能力,在研究区域内随机选取50块样地,每个地块面积不小于200m2,要求样地内植物生长状况良好,乔灌搭配、落叶与常绿搭配,能够客观反映泰安市公园绿地的植物配置常态。统计每一样地内树种数量及每一树种株数,根据实验测量的每一植株的滞尘量统计该样地的滞尘总量和每平方米滞尘量。如果遇到没有实验数据的树种,以与该树种冠形、体量、叶表面粗糙度相近、有实验数据的树种替代。将50块样地的单位面积滞尘量进行算术平均,从而获得泰安市单位面积公园绿地的滞尘量,由此进一步推算出全市公园绿地的年滞尘量。
泰安市处于暖温带季风气候带,四季分明,植物群落以落叶植物为主,常绿植物以松柏类针叶乔木和大叶黄杨、大叶扶芳藤、红叶石楠等常绿阔叶灌木为主。公园绿地中落叶植物与常绿植物空间占比约2:1。根据多年物候观测,本地绝大多数落叶植物发芽时间为3月下旬,叶片具备一定滞尘能力时一般为4月中旬,10月中旬后陆续落叶,至11月下旬基本落完。也就是说,泰安市落叶植物的滞尘期为4月15日至11月15日,减去全年降水日总计约1个月,由此得知,本地落叶植物全年的滞尘时长约180d,常绿植物全年滞尘时长约330d。
2.1.2" 调节温度
公园绿地的降温能力与当日温度有关,当日温度越高,降温效果越明显[4]。选取6—9月作为研究重点,每月5日、10日、15日、20日、25日、30日分别在南湖公园望岳亭周边树荫下、南湖大街路中央两个地点,在上午8点至下午5点每小时测量距离地面1.5m处的温度。分别计算同一时段望岳亭周边树荫下、南湖大街路中央的温差,再比较这一时段望岳亭周边树荫下与南湖大街路中央的温度变化,获取公园绿地的温度调节数据,求平均值获得6—9月每天平均调节温度数据。
2.1.3" 降低噪声
选取邻近城市主次干道的公园绿地,临街绿地宽度不小于10m,绿带高度在5m以上,用噪声仪测定绿带临街面及背街面的噪声值,计算两面的噪声差值。测量时间段以交通繁忙的早中晚高峰时期为宜,每个点位测量5次以上,取其差值的平均值作为该点位的降噪强调值。
2.2" 价值评估方法
2.2.1" 净化空气(滞尘)
本文主要通过评估植物滞尘市场价值来体现城市公园绿地净化空气的生态服务功能价值。根据实验得到数据,泰安市单位面积公园绿地年滞尘量为1.404kg/m2,每消减1t粉尘的市场价格约为224.4元,即0.2244元/kg,因此,利用市场价值法测算,如式(1)所示:
公园绿地滞尘价值=单位面积公园绿地滞尘量×公园绿地面积×0.2244元/kg。(1)
代入数值计算可得,泰安市公园绿地滞尘价值为4561435.44元/年。
2.2.2" 调节温度
根据实验数据,在6—9月,泰安市公园绿地全天平均调节温度13.38℃。1m3空气降低1℃释放的热量约为1297J,按照5m的降温立面计,相当于泰安市1hm2公园绿地每天可以从环境中吸收热量1297J×10000m2×5m×13.38℃=867693000J,泰安市公园绿地6—9月(按120d)从环境中吸收热量=1447.81hm2×120d×867693000J=1.5075×1014J。1W=1J/s,即1W的功率在1s内所做的功就是1J,市场电价0.5元/(kW·h),因此泰安市公园绿地的温度调节价值为1.5075×1014J÷3600÷1000×0.5元/(kW·h)=20937500元/年。
2.2.3" 降低噪声
本文采用影子工程法评估公园绿地降噪的经济价值,以道路隔音设施的建设投入作为替代计算基准。依据调研数据,专业隔音屏障能减少70%~80%的声量。基于泰安市2017年市区道路噪声均值68.2dB(A),测算得出隔音设施的单位降噪效能为51.15dB(A)/m。按照标准4m高隔音屏的造价(400元/m),推导出单位降噪成本为7.82元/dB(A)。
公园绿地的降噪价值可通过与等效降噪效果的隔音工程费用比较获得,具体计算方法如下:
V=W·P。(2)
式中:V——公园绿地降噪的经济效益,元/年;W——总降噪量,dB(A)/年;P——单位降噪成本,取值为7.82元/dB(A)。
经实地监测,泰安市公园绿地系统年降噪总量达5190371.67dB(A),转化为经济价值约40588706.46元/年。
2.3" 评估结果
作为城市生态网络的核心节点,公园绿地系统不仅塑造着城市环境品质,更承载着居民日常生活,其生态服务功能价值不可估量。本文选取净化空气(滞尘)、调节温度、降低噪声等指标估算泰安市公园绿地生态服务功能价值,如表1所示。其中,泰安市公园绿地各项生态服务功能按价值排序依次为:降低噪声、调节温度、净化空气(滞尘)。
3" 结语
与天然森林、草甸及湿地等自然生境相比,城市公园绿地生态系统呈现出更为复杂的特征,这不仅体现在其形态构成和功能属性的多样化,更表现在人为干预对其物质循环、能量转换及信息传递过程的深刻影响。本文在参数选取和评价体系构建方面尚存在一定局限性,难以涵盖所有生态服务功能价值。然而,研究结果仍较好地反映了泰安市公园绿地系统的主要生态效益。将这些生态贡献转化为经济数值,不仅使其环境价值更加具象化,也为城市规划决策提供了量化依据,有助于提升公众对绿色空间保育的重视程度[5]。
参考文献
[1]" 鲁敏,秦碧莲,牛朝阳,等.城市植物与绿地固碳释氧能力研究进展[J].山东建筑大学学报,2015,30(4):363-369.
[2]" 王蓉丽.城市常见园林植被滞尘效果差异性研究[J].安徽农业科学,2014,42(33):11799-11800,11874.
[3]" 崔凤娇,邵锋,齐锋,等.植被对城市热岛效应影响的研究进展[J].浙江农林大学学报,2020,37(1):171-181.
[4]" 李英汉,王俊坚,李贵才,等.居住区植物绿量与其气温调控效应的关系[J].生态学报2011,31(3):830—838.
[5]" 徐华清,杨水平,陈玉碧,等.城市绿地生态服务功能价值评估:以北京林业大学为例[J].宁夏农林科技,2014,55(2):48-51.
作者简介:崔锋(1977— ),男,汉族,山东肥城人,本科,高级工程师,主要从事园林养护管理、工程施工工作。
通信作者:任朝阳(1971— ),男,汉族,山东泰安人,硕士研究生,研究员,主要从事园林规划设计工作。