摘要：本文環境科學論文選擇天津空港經濟區作為研究對象，開展了生態格局評價與生態效益估算兩個專題研究。通過研究，對天津空港經濟區生態格局進行了詳盡的系統評價，在此基礎上，對其生態效益進行了估算，旨在為空港經濟區綠化養護管理提供基礎研究，并為同類型區域的綠化系統養護管理提供有益的建議。
　　關鍵詞：天津空港經濟區，生態格局，生態效益
　　隨著天津濱海新區的開發開放被納入國家總體發展戰略，以及天津市整體規劃和長遠發展的要求，天津空港經濟區要建成生態宜居新城區，因而環境綠化的基礎地位和支撐保障作用就顯得尤為重要。目前國內外對鹽堿地區的城市綠化評價研究已經成為熱點和趨勢，而生態格局評價和生態效益估算是綠化評價內容之一。本文環境科學論文在對天津空港經濟區生態格局評價的基礎上，對其生態效益進行了估算，旨在為空港經濟區綠化養護管理提供基礎研究，并為同類型區域的綠化系統養護管理提供有益的建議。
　　1空港經濟區景觀生態格局評價
　　1.1景觀生態指標選取
　　通過定量分析景觀格局的構成，把對景觀的空間特征的研究分為兩個層面：第一個層面研究為景觀單元：景觀單元式是反映給定的各景觀類型的數量、面積、形狀及出現頻率的統計類空間特征：包括斑塊的面積比、數量比、分維度（形狀）與斑塊的頻率等。第二個層面研究景觀格局，反映各個景觀單元之間空間構成關系的特征，研究內容包括斑塊多樣性、連通度與破碎度等方面指標。根據不同的研究內容，選取相應的指標，對現狀景觀格局進行分析評價。
　　1.1.1選取反映景觀單元層面的指標分別為
　　（1）斑塊面積比：各類景觀斑塊的面積之比，反映了各類景觀斑塊在整個景觀格局中的面積比重。一般來說，斑塊內的物質、能力與按快面積大小呈正相關，但這種相關性并非呈線型分布。
　　（2）斑塊個數比：各類景觀斑塊的個數之比，反映了各類景觀斑塊在整個景觀格局中的數量之比。d＝N/A
　　（3）斑塊內緣比（S）：是各類斑塊周長與面積之比，S=P/A，它反映斑塊的邊界效應，通常情況下，內緣比越大，斑塊與外界交流的界面就越大，與外界物質、能量溝通交流的程度就越高。
　　（4）最大斑塊指數：顯示最大斑塊對單一類型或整個景觀影響程度。
　　LPI=Max(a)/A公式（1.1）
　　A是整個景觀中的面積的總面積。
　　（5）斑塊密度（破碎化指數）：每平方公里的斑塊數，PD=N/A，斑塊密度可表征景觀破碎化程度，密度小，表明景觀較為完整，無明顯的破碎化現象。斑塊密度d是用于描述景觀空隙度，在一定意義上解釋景觀破碎化程度。
　　1.1.2選取反映景觀布局層面的指標分別為
　　（1）Shannon景觀多樣性指數：是指景觀元素或生態系統在結構、功能以及隨時間變化的多樣性，反映了景觀的復雜性,當景觀類型所占面積比例相等多的時候，多樣性指數最大，各類景觀類型比例差異增大時候，指數減小，若類型單一，指數為0。
　　H＝－∑PilnPi公式（1.2）
　　Pi是斑塊類型i在景觀中出現的概率，（通常以其出現的面積比例來估算）
　　（2）景觀優勢度指數：表示一種或集中類型斑塊在一個景觀中的優勢化程度，優勢度越小，表明各種景觀的地位相當，優勢度越大，表明其中一種或幾種景觀類型占優勢。
　　D=Hmax＋H＝lnN+∑PilnPi公式（1.3）
　　（3）景觀均勻度指數：描述景觀中各組分的分配均勻程度，其值越大，表明景觀各組分的分配越均勻。趨勢接近1時，說明景觀中沒有明顯的優勢類型且各斑塊類型在景觀中均勻分布。
　　E＝H/Hmax公式（1.4）
　　1.2空港經濟區內景觀格局評價結果與分析
　　對比2001年和2005年的衛星照片，從景觀的總體特征來分析，空港經濟區的景觀空間格局在建設活動的干擾下，形成了集中連片、斑塊面積均勻、形狀簡單規則、有較強規律性的景觀，改變了場地原有的農田自然特征，與周邊土地利用形成鮮明對比，反映了人類社會和經濟的發展對城市景觀及城市景觀生態系統在空間分布上的決定作用。綠地與水體在斑塊個數與面積上均較少，但內緣比相對較高，且有集中趨勢，與外界物質能量交換較城市功能用地較多，對生態貢獻價值較大。
　　（1）從斑塊的數量和類型分析，在空港經濟區的建設過程中，自然類型的農田、魚塘等斑塊快速向由道路系統分割的人工斑塊轉變，區域內斑塊數量大量增加，破碎化程度提高，而且這種分割帶有明顯的強制性和不可逆性。自然斑塊迅速向邊緣集中和退縮，在邊緣地區保留了自然斑塊特征，與周圍環境有一定連通。總體上，自然斑塊數量和面積都很少，人工景觀斑塊占絕對優勢。
　　（2）從景觀多樣性指數、優勢度指數來看，景觀多樣性指數低，優勢度大，人工景觀占絕對優勢。這會對整體的生物多樣性造成重要影響。因此，空港經濟區的建設是典型的城市化過程，道路系統成為區域規劃和景觀格局的引導性因素，景觀格局和景觀特征發生根本性變化，開發建設過程中缺乏對自然過程的尊重。
　　（3）為了減輕對生態環境的干擾，應對區域內敏感、重要的生態斑塊和戰略點加強保護，增加與外界的連通，保持連續的生態過程。如果在建設過程中缺乏對自然過程的尊重，中斷了許多生態過程，導致城市景觀與自然景觀的銜接很差，將來會產生一系列的生態環境問題。因此，必須從建設初期開始統一規劃區內綠地系統和自然保留地，形成覆蓋全區域的兼有防護、連通、隔離、保證指標功能的綠地系統，調整人工斑塊占絕對優勢的景觀格局，更多保留自然斑塊特征。這是空港經濟區建設以來面臨的最大問題，也是區域發展遇到的根本問題。這些問題會對空港經濟區的持續發展形成巨大的負面影響。因此，有必要針對其目前的景觀生態格局進行深入研究和分析，制定宏觀調整和優化政策和措施。
　　2空港經濟區綠化的生態效益估算
　　城市園林綠化生態效益的定量評價，既是客觀闡明綠化在改善城市生態環境中作用的具體指標，又是用以檢驗城市綠地質量而改進城市綠化的有效手段。由于國內外目前有關園林綠化生態效益的研究報道，大量均為對個體綠地（如幾hm2林地或一片草地）的小氣候效益的零散研究。將城市綠地視為一個整體，全面系統地進行大范圍的城市綠化生態效益的研究還很少。
　　空港經濟區雖處于建設初期，但快速的綠化建設對區域生態補償、環境保護都產生了巨大的生態效益，借鑒同類研究的經驗和數據，與空港經濟區的實際相結合，進行綠地生態效益的初步估算，是綠化現狀評價的重要內容，也是新嘗試。
　　2.1綠地生態效益估算
　　截止到2007年9月，空港經濟區的養管綠地面積為121萬m2，其中草坪面積達59.8萬m2。落葉喬木為59134株，常綠喬木為3031株，灌木為61517株，草坪為598172m2。
　　表1單株喬木、灌木和1m2草坪吸收二氧化碳和釋放氧氣量
　　項目 株數 綠量
　　（m2） 吸收CO2
　　（kg/d） 釋放O2
　　（kg/d） 蒸騰水量
　　（kg/d） 蒸騰吸熱
　　（kg/d）
　　落葉喬木 1 165.7 2.91 1.99 287.98 706.64
　　常綠喬木 1 112.6 1.84 1.34 239.29 586.8
　　灌木類 1 8.8 0.12 0.087 13.02 31.95
　　草坪（m2） 1 7.0 0.107 0.078 3.21 21.92
　　表2空港經濟區綠地生態效益估算值
　　項目 株數 吸收CO2
　　（t/d） 釋放O2
　　（t/d） 蒸騰水量
　　（kg/d） 蒸騰吸熱
　　（kkj/d）
　　落葉喬木 59134 172 117.7 17029 41786449706
　　常綠喬木 3031 5.6 4.1 725 1778590
　　灌木類 61517 7.4 5.4 800 1965468
　　草坪（m2） 598172 64 46.7 1920 13111930
　　通過以上計算可以得到空港經濟區現狀的綠地生態效益：
　　每天吸收CO2為249噸，釋放氧氣為173.9噸，蒸騰水量為20474噸，蒸騰吸熱為4.2×105億j。需要說明的是：估算結果中，由于空港經濟區目前仍處于建設初期，許多植物屬于近期栽植，特別是落葉喬木的生長除部分毛白楊、懸鈴木、饅頭柳接近正常樹冠以外，絕大多數落葉喬木樹冠及葉面積小于定量測定的標準值，綠地生態效益估算值會高于實際值。
　　盡管這樣，從以上的估算也可以看出，目前空港經濟區的綠地系統已經發揮了相當重要的生態效益，而隨著時間的延續和綠地養護工作的穩定開展，園林植物生長會越來越好，發揮的生態效益也會越來越大。
　　空港經濟區目前有高爾夫球場和森林公園兩個大型的綠地斑塊，同時擁有沿環河西路的人工河道（自然度較高）生態廊道，這樣的斑塊和廊道對空港經濟區的降溫增濕以及滯塵等有很好的效果。據研究，當陽光輻射到樹冠時，有20%-50%的熱量反射到天空，還有35%被樹冠吸收，在夏季喬、灌、草結構的綠地氣溫比非綠地低3-5℃，濕度可以增加10-20%，良好的綠地系統對改善小氣候，提高環境舒適度具有重要作用。
　　2.2綠地生態效益評價與分析
　　（1）空港經濟區的數百萬cm2綠地最為整體在區域內發揮生態功能，是對區域開發過程中生態補償的有效措施，雖然生態功能計算的標準值需要調整相關系數，但建設期內綠地的滾動增加，又使得納入效益估算的綠地面積遠遠低于實際面積，因此，空港經濟區內綠地的生態效益只能是估算值，這是建設初期的典型特征。
　　（2）空港經濟區內綠地除穩定發揮吸碳吐氧、降溫增濕等功能外，在吸滯灰塵方面具有特殊的意義。由于道路、廠房、地下管線等大量基礎設施施工，區內的二次揚塵經過道路綠化、河道綠化、塊狀綠地的阻隔和吸滯而大大降低，同時區內現有綠化對調節區域小氣候也起到了重要作用。
　　（3）空港經濟區內以道路綠化為主的綠地形式，也影響了總體生態功能的發揮。按照中國農業大學李樹華教授等的研究結論[31]：當城市綠地面積為1-2hm2時，其具有一定的增濕效應，但降溫效果不明顯；當綠地面積為3hm2時，其降溫增濕效果較明顯；當綠地面積為5hm2時，其降溫增濕效果極其明顯；當綠地面積大于5hm2時，其降溫增濕效果極其明顯且恒定。因此，3hm2可以認為是城市園林綠地可以明顯發揮溫濕效益的最小面積。而空港經濟區內大量綠地是沿道路的線形布局，缺少塊狀綠地，使得降溫增濕效果大打折扣，這也是空港經濟區綠地規劃中遇到的一個根本問題。
　　（4）部分綠地生態效益明顯。如森林公園采用大量栽植喬木的做法，短期內快速增加綠量，綠地內降溫效果明顯；區域邊緣地區除保留自然河道外，還規劃了較寬的綠化緩沖帶，在綜合利用雨水、防止河道水污染、降溫增濕等方面有較好的效果；中心區域保留原來的高爾夫球場和大片水面，成為獨具特色的中心生態核。中心大道綠地率達到60%，能有效阻滯道路污染，并緩解道路的熱島效應。
　　參考文獻
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