森林生態(tài)功能是人類生存的根本保障和基本支撐,是林業(yè)自然資源資產的重要組成部分,也是自然資源資產質量的重要體現。目前,國內外森林生態(tài)功能量化評估領域的研究日益得到關注,我國相繼開展的森林生態(tài)系統服務功能評價,使得森林資源納入綠色GDP核算正逐漸從理論研究走向具體實踐。城市森林是我國森林資源中的特殊類型,人工生態(tài)系統占有很大比重,相比較而言,無論是服務功能評估理論還是方法均存在較大差距和不足。本研究選取延安城市森林為研究對象,以林學、園林、生態(tài)學、景觀學、氣象學、土壤學等原理為指導,參照中國森林生態(tài)系統服務功能評估規(guī)范(LY/T1721-2008),結合該區(qū)城市森林特點和主體功能定位,構建提出科學合理的延安城市森林生態(tài)系統服務功能評估指標體系,并對城郊森林、城區(qū)綠地和行道樹的各項功能指標進行觀測分析,在此基礎上計算延安城市森林生態(tài)系統服務功能價值。以期為干旱半干旱區(qū)城市森林生態(tài)服務功能評估理論和方法奠定基礎,為延安城市森林建設合理規(guī)劃與布局、樹種的選擇及現有林種結構的優(yōu)化配置提供基礎數據,為政府經濟與技術調控政策制定,促進建立生態(tài)效益補償機制和城市林業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供依據。主要結果如下:(1)通過實地調查,對研究區(qū)各類生態(tài)單元面積進行提取,研究區(qū)域總面積為1545.05 km2,建成區(qū)面積56.53 km2。劃分城市森林生態(tài)單元,郊區(qū)森林中林地面積913.10km2,草地面積146.24 km2,森林覆蓋率59.10%;城區(qū)綠地面積614.92 hm2,人均綠地面積為28.88 m2,綠地率為10.88%;行道樹共計25979株,分屬13科23屬28種,其中闊葉樹11科16屬20種,針葉樹2科7屬8種;數量最多的是槐(Sophora japonica)和絳柳(Salix matsudana f.pendula),分別占總株數的50.78%和14.81%。對區(qū)內常用綠化植物進行統計,共有246種,其中喬木132種(針葉樹33種,闊葉樹99種),灌木72種,草本花卉32種,藤本植物10種。(2)通過測定不同功能區(qū)主要綠化樹種不同季節(jié)凈光合速率日變化,結合葉面積回歸模型,計算城市森林固碳釋氧功能。結果表明,郊區(qū)森林中單位面積年固碳釋氧量最大的為闊葉混交林,城區(qū)綠地中最大為喬灌草型。研究區(qū)城市森林年固碳量188721.25t·a-1,年釋氧量505028.97 t·a-1,年固碳價值22664.77萬元·a-1,年釋氧價值50502.89萬元·a-1。(3)選取代表林分,建造徑流場觀測林分年凈流量和侵蝕量,用水量平衡法計算研究區(qū)城市森林涵養(yǎng)水源與保育土壤功能價值為698234.77萬元·a-1,其中,調節(jié)水量價值324302.98萬元·a-1,凈化水質價值90156.23萬元·a-1,固土價值69194.08萬元·a-1,保肥價值214581.48萬元·a-1。闊葉混交林的水土保持功能最強,水平階整地能顯著減少林地地表徑流與侵蝕量。(4)利用綠化物種光合作用參數、葉面積指數、林木營養(yǎng)物質(n、p、k)的積累量,計算積累營養(yǎng)物質功能。結果表明,受土地利用方式影響,經濟林和退耕后形成的灌木林有較強的積累營養(yǎng)物質能力。研究區(qū)城市森林年積累營養(yǎng)物質量598071.36t·a-1,總價值為11675.53萬元·a-1;其中積累氮元素總量401104.23t·a-1,價值為10027.59萬元·a-1;積累磷元素總量46303.26t·a-1,價值為1045.23萬元·a-1;積累鉀元素總量150663.87t·a-1,價值為602.70萬元·a-1。(5)通過測定城市不同功能區(qū)主要綠化樹種葉片重金屬和二氧化硫含量,測定不同樹種葉片滯塵能力,對照觀測城區(qū)綠地提供負離子和降噪功能,計算研究區(qū)城市森林年凈化大氣環(huán)境功能價值量為53910.60萬元·a-1,其中郊區(qū)森林和草地年凈化大氣環(huán)境的價值是53834.55萬元·a-1,城區(qū)綠地年凈化大氣環(huán)境價值75.30萬元·a-1,行道樹年凈化大氣環(huán)境價值7504.66元·a-1。主要綠化樹種中,積累重金屬能力較強的樹種有龍柏(sabinachinensis,mai=3.89)、刺柏(juniperusformosana,3.32)、臭椿(ailanthusaltissima,3.06)、槐(2.56)、絳柳(2.68)和金葉女貞(ligustrumvicaryi,2.91);吸收so2能力較強的樹種有旱柳(salixmatsudana,3.21mg·g-1)、絳柳(3.49mg·g-1)和白蠟(fraxinuschinensis,1.21mg·g-1);滯塵能力較強的針葉樹為龍柏(7.23g·m-2)、刺柏(7.18g·m-2),闊葉樹為槐(2.12g·m-2)、榆樹(ulmuspumila,3.47g·m-2)和白蠟(2.11g·m-2),灌木為榆葉梅(amygdalustriloba,10.80g·m-2)、貼梗海棠(chaenomelesspeciosa,5.36g·m-2)和紫丁香(syringaoblata,3.70g·m-2)。(6)測定春夏秋三季植物蒸騰速率日變化,計算植物蒸騰耗水量和吸熱量,通過轉化為空調制冷和水汽化所耗電量,計算調節(jié)氣候功能價值。結果顯示:延安城區(qū)綠地和行道樹可有效的降低城區(qū)溫度和增加濕度,其降溫增濕功能價值為33662.85萬元·a-1,其中,夏季降低溫度價值為6984.69萬元·a-1,春季增加濕度價值為2539.04萬元·a-1,夏季增加濕度價值為19293.40萬元·a-1,秋季增加濕度價值為4845.71萬元·a-1。降溫增濕能力較強的喬木樹種為槐類(sophoraspp.)、柳類(salixspp.)、臭椿、碧桃(amygdaluspersicaf.duplex)和榆樹,灌木為金葉女貞和貼梗海棠。(7)通過樣方法計算郊區(qū)森林和城區(qū)綠地多樣性指數,參照物種保育價值等級確定各林分與綠地類型物種保育價格,計算研究區(qū)城市森林生物多樣性保護功能價值為93748.48萬元·a-1。采用實地調查、問卷調查、座談訪問等方法,結合延安市政府網站、延安市統計年鑒、林業(yè)局和園林局等提供的有關資料,通過支付意愿法和條件價值法等計算城市森林社會經濟功能價值為37823.64萬元·a-1。延安城市森林具有巨大的生態(tài)系統服務功能,其年總價值為100.22億元·a-1。各生態(tài)單元功能價值排序為:城郊森林城區(qū)綠地行道樹;各項功能價值量的排序為:水源涵養(yǎng)保育土壤生物多樣性保護固碳釋氧凈化大氣環(huán)境調節(jié)氣候社會功能積累營養(yǎng)物質經濟功能。
【學位單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：S718.56
【部分圖文】：

2.1 自然環(huán)境2.1.1 地理位置延安市地處陜北黃土高原丘陵溝壑區(qū)，屬黃河中游地區(qū)，位于陜西省北部，地理位置介于東徑 107°38′57″～110°32′44″，北緯 35°20′37″～37°29′59″之間。北接榆林市，南連咸陽、銅川、渭南市，東隔黃河與山西省臨汾、呂梁地區(qū)相望，西依子午嶺與甘肅省慶陽市為鄰，東西最大橫距 257.85 km，南北最大縱距 239.12 km，全市總面積 37 043 km2。地勢西北高東南低，平均海拔 1 200 m 左右。北部以黃土梁峁、溝壑為主，占全區(qū)總面積 72%；南部以黃土塬溝壑為主，占總面積 19%；全區(qū)石質山地占總面積 9%。依據城市森林的概念與寶塔區(qū)當地實際，劃定棗園鎮(zhèn)、橋溝鎮(zhèn)、川口鎮(zhèn)、李渠鎮(zhèn)、柳林鎮(zhèn)、姚店鎮(zhèn)、萬花山鄉(xiāng)、河莊坪鎮(zhèn)、南泥灣鎮(zhèn)為延安城市森林范圍，其地理范圍為36°11'15.03"～36°45'53.58"N，109°16'29.91"～109°46'49.29"E，面積 1 545.05 km2，占寶塔區(qū)面積的 43.57 %。

將延安市區(qū)街道劃分為 4 個區(qū)域，調查中有行道樹街道有 5 條，分別是南濱路（局部）、東大街、東濱路（局向街道有 6 條，分別是 210 國道、南濱大道、南河濱路、南向街道有 5 條，分別是圣地路+棗園路（無明顯分界）、延濱路；東北向街道有 23 條，分別是長青路、向陽溝路、雙東三巷、東四巷、永安路、歐錦園街、尹家溝路、永興路、、永祥路、永青路、東升路、永寧路、朝陽街、麗森路、聯路。組成特征道路共計各類喬木、灌木行道樹 25979 株，隸屬于 13 科 2 科 16 屬 20 種，針葉樹 2 科 7 屬 8 種。由行道樹結構組成最多的是槐，占總株數的 50.78 %，其次是絳柳，占 14.81 側柏和銀杏，分別占 6.09 %、5.42 %和 5.36 %，而數量比例的 3.40 %。行道樹以少數種為主的結構既不利于結構穩(wěn)定富性�？傮w來看，延安市行道樹樹種較為豐富，但配置模式劃與經營中，應適當增加其他綠化樹種的使用率。

圖 7-1 研究區(qū)植物葉片 Pb、Cu 含量Fig. 7-1 Concentrations of Pb and Cu in the leaf samples collected from the study area銅是植物體的必需元素，植物體內正常范圍是 3-30 mg·kg-1，毒性范圍是 g-1，在不同的自然和人為條件下，多數植物可以積累大量的銅（Padmavathiamm07；Serbula et al. 2012）。研究區(qū)植物葉片銅濃度為 0.58-9.97 mg·kg-1（圖 7-1量較高的為臭椿、金葉女貞和槐，最低的是云杉，均在正常范圍內。

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本文編號：2825561