摘要：城市植被是城市生態環境的重要組成部分，研究城市植被的環境效應對促進城市生態系統平衡、改善城市生態環境有著及其重要的意義。本文從生態學角度出發研究了城市植被所產生的各項環境效應，評價了當前城市植被的特點并對以后的城市植被建設提出了一些合理化的建議，并在城市特定的環境下，建立生態與景觀相協調的城市植被，使城市有限的土地資源的利用達到生態、社會、經濟三大效益的最佳結合。
　　關鍵詞：城市植被，生態系統，效應
　　隨著城市化進程的加速，城市的擴展蔓延和強烈的人類活動明顯影響著作為“城市之肺”的城市植被生態系統，原有的生態平衡被打破，表現為大氣、水、土壤、噪聲等污染進一步加劇，城市熱島效應、溫室效應等“城市病”越來越嚴重，人類的生存環境正遭受到嚴重威脅。近年來，隨著生活水平的提高，人們也越來越關心與自身健康息息相關的生存環境。城市的綠化植被作為城市生態系統的重要組成部分，是唯一執行自然“納污吐新”負反饋機制的子系統、還原組織和優化環境、保證系統穩定性的必要條件，已被世界各國的城市發展實踐證實其在城市中的價值不可忽視，受到社會的普遍關注[1]。
　　城市植被是指城市里覆蓋著的生活植物，它包括城市里的公園、校園、寺廟、廣場、球場、庭院、街道、農田以及空閑地等場所擁有的森林、灌叢、綠籬、花壇、草地、數樹木、作物等所有植物的總和[2]，屬于以人工種植為主的一個特殊的植物類群，對促進城市懂得建設發展和滿足居民生活有著不可替代的作用。所以研究城市植被的環境效應對促進城市生態系統的平衡、改善城市生態環境有著極為重要的意義。
　　1城市植被的光能效應
　　國內外的研究表明，城市植被葉面的遮陽和蒸騰作用能降低氣溫、調節濕度、吸收太陽輻射，對改善城市小氣候有積極作用；城市植被能使局部地區氣溫降低1～3℃，最高可達10℃，同時增加相對濕度3%～33%，并且可阻擋太陽輻射到地面達60%以上，最高可達90%，只有6%～12%的太陽輻射通過植被葉子到達其下邊，有效地減少30%以上的太陽輻射[3]。近年的研究表明影響城市植被降溫增濕作用的主要因素有：植被覆蓋率、城市風向、喬木植物蓋度、葉面積指數以及綠地植被結構等[4,5]。據報道，在香港海岸邊的居民住宅區內的小型公園里將植物覆蓋率從25%提高到40%能降低城市熱島強度至少0.5℃[6]。
　　城市綠化除了遮陽、降低室溫改變環境溫濕平衡外還能降低風速、產生微氣流、改變維護結構外表面的對流交換熱量，影響建筑和環境的熱交換，以致改善整個城市熱環境。有學者指出植被分布面積的增加對城市熱島強度的降低具有非常積極的作用，植被覆蓋率越高，則熱島比例越低[7]。植被水平與下墊面溫度呈顯著的負相關關系，且植被降溫效果夏季好于春季，熱島中心區夏季白天亮溫最高值高于熱島外圍地區，植被對地面溫度的影響受下墊面結構制約，增加相同水平的植被，夏季白天降溫程度在植被占優勢面積的地區不及非植被或少植被的區域[8]。
　　城市植被因吸收太陽輻射以及具有遮蔭效應，故而有一定的節能作用[3]。樹木的位置與節能大小之間有很強的聯系，把樹木種在能夠遮蔽窗戶、墻和空調的位置并使它們生長到一定的高度，能使有限的樹木發揮最大的遮蔭效益。
　　2城市植被的碳氧平衡效應
　　城市中由于人口高度集中和工業生產的發展，礦物燃料被大量使用，導致城市大氣中二氧化碳濃度急劇升高，溫室效應增強，形成“城市熱島”，嚴重影響了地球氣候和生態平衡，給人類生產、生活帶來不利的影響。而城市綠色植被作為氧氣的主要制造者和二氧化碳的主要吸收者對調節大氣中的碳氧平衡起到了十分重要的作用。據計算，一個成年人每天需放出0.9kgCO2，消耗0.75kgO2，而1hm2的闊葉林，一天可吸收1tCO2，產生730kgO2。每公頃綠地每天吸收900kgCO2，產生600kgO2，因此每個人大致需要10m2的綠化面積，才能夠保證有足夠的清新空氣。
　　3城市植被的生態效應
　　3.1城市植被對有害氣體的凈化效應
　　城市植被能夠吸收空氣中的有害氣體，主要是靠葉片進行的。一般來說，葉片面積越大，凈化能力就越強，葉片面積同凈化能力成正比，1公頃高大森林，其葉片面積可達75公頃；1公頃草坪，其葉片面積為22～25公頃，龐大的葉面積在凈化大氣方面起到了重要作用。據報道，柑橘的葉面吸收積累S可達0.77%以上，1hm2柑橘每年能吸收SO2達1.4t之多，1hm2柳杉林每年可吸收720kgSO2[9]。北京園林局曾對廣州一化工廠Cl2濃度進行測定，結果表明：工廠附件的林帶前后Cl2濃度相差了一倍多[10]。
　　HF氣體對人體的危害比SO2約強20倍，比Cl2大5倍。自然界的植物一般都具有吸收F的能力，在能忍受的含量范圍內，植物能不斷吸收氟化物而不受害，當HF濃度較低時，具有抗性的植物可以吸收一部分HF，例如，柑橘葉的含氟量可達113mg/kg而沒有受害表現[9]。吸收HF能力強的植物主要有棗樹、榆樹、山杏、白樺、桑樹等。
　　城市植被還能吸收NO2、CO、NO等光化學煙霧氣體。廣島大學的森川等人先后調查了道邊雜草、樹木和花壇草木計220種植物的氮同化能力，發現NO2同化能力強的植物是野生菊科的某些植物，如赤桉、金合歡等，最差的是鳳梨科的某些植物，這兩類植物的通話能力最大的竟相差1000倍[9]。Jim[11]等指出廣州市的城市植被年均去除SO2、NO2等有害氣體以及總懸浮顆粒物在312.03Mg左右，且總經濟價值達900多萬元。
　　另外不同的植物對于氨氣，汞蒸氣，醛、酮、醇、醚等有機氣體，鉛、銅、鎘、鐵等重金屬氣體都有不同程度的吸收凈化作用。
　　3.2城市植被的殺菌效應
　　眾所周知，空氣并不是微生物產生和生長的良好自然環境，但空氣中微生物種類繁多、分布廣泛，其中不少還是對人體有害的病菌。在林區，大氣中的塵埃少，各種細菌數量也少，這是由于綠色植物具有殺菌作用。高等植物組織中普遍存在植物殺菌素能殺死白喉、肺結核、霍亂和痢疾等病原菌，如珍珠梅、側柏、樺木屬、黃櫨、合歡、懸鈴木、石榴、棗樹等[12]。一般高等植物殺菌素含量為0.5%。松科、桃金娘科（桉樹類）、樟科、蕓香科、唇形科植物中含量最多，有的可超過1%，如檸檬桉分泌的殺菌素可殺死肺炎球菌、痢疾桿菌、結核菌和流感病毒。這些物質的生物產量與樹種組成、產生時期及植物生長季節有關。據有關部門測定，在人流稀少的綠化帶和公園中，空氣中的細菌量一般為1000～5000個/m2，基本沒有綠化的鬧市區比行道樹枝繁葉茂的鬧市區空氣中的細菌數量要高0.8倍左右。綠化對減少空氣中的細菌數量效果是明顯的。
　　3.3城市植被的滯塵效應
　　所謂葉片滯塵效應是指在某種環境狀況下單位面積葉片上能夠累積的大氣顆粒物數量以及顆粒物在葉片表面的存在形態。城市植被普遍具有吸滯粉塵的作用，水泥廠附近的黑松林，在一個生長季內，每公頃可滯塵44kg，白楊林為53kg，白柳林為34kg。在植物生長期內，樹下的含塵量比曠地少42.2%，在落葉期也比曠地少37.5%[9]。
　　3.4城市植被的減噪效應
　　近年來噪聲污染日益成為人們健康的隱形殺手，有學者研究證實：在70dB(A)以上噪聲環境作業的人，工作效率會下降10%。噪聲還可引起明顯抑郁、焦慮、煩躁、對立情緒[13]。城市植被具有阻擋、降低和吸收噪聲的作用，其茂密的枝葉通過對音波的折射、反射、吸收能明顯的減慢聲波的傳播速度，其葉面的毛孔和絨毛也能吸收聲音。理論上講40m寬的林帶可使噪音減少10～15dB，綠化的街道比不綠化的街道可減少噪音8～10dB[12]。城市公園的成片樹林可降低噪聲26～43dB，對于高層建筑的街道，沒有樹木的人行道的噪聲比有樹木的要高5倍。沿街房屋與街道之間留有5～7m寬的地帶植樹綠化，可以降低交通車輛的噪聲15～25dB[9]。植物群落對噪聲的削弱效果明顯優于空曠地；建群種相同、林下層次多、植物種類豐富的群落對噪聲的衰減效果優于林下無植被的群落；以落葉植物為優勢種的群落在生長期對噪聲的衰減值比落葉期高4～5dB[14]。
　　3.5城市植被的防風固沙、涵養水源效應
　　城市指標有致密的地表覆蓋層和地下樹、草根層，因而具有良好的防風固沙作用。植被覆蓋對風蝕活動具有抑制作用，且植被蓋度越大，對風蝕的抑制作用越明顯[15]；植被高度與抗風蝕能力間有密切關系，一定高度的植被可有效地截留風沙流，隨著直立植被高度的增加，土壤風蝕量逐漸減少，當高度大于25cm時，土壤風蝕量較少，只在強風吹蝕下有微弱的風蝕出現；低于25cm時，土壤風蝕量明顯增加[16]。所以植被覆蓋對沙塵暴活動具有很強的防護作用。
　　各種樹木的抗風能力差別很大，一般而言，凡樹冠緊密，材質堅韌，根系強大深廣的樹種抗風力就強，而樹冠龐大，材質柔軟或硬脆，根系淺的樹種抗風力就弱，但是同一樹種又因繁殖方法、立地條件和配置方式不同而有差異。以往在植被生態建設中有嚴重的“重喬木，輕灌草”的傾向，這是要不得的，因為灌木植被一般可在春季風蝕最為嚴重的時期保持較高的覆蓋率和防護性能，而且灌木防風蝕的效果要優于喬木。因此，在干旱半干旱區植被生態建設中，灌木植被應該成為優先發展的類型。
　　3.6城市植被的污染指示效應
　　植物的生長、發育受環境制約，因此可以利用植物生長、發育、分布等變化來推測環境狀況，即植物指示環境的作用。某些植物對特定的一種或幾種污染物具有指示性，如過去所熟知的利用地衣監測二氧化硫及其污染程度，利用早矮禾、矮牽牛監測光化學煙霧及其程度等[17]。馬躍良[18]等對廣州市植物葉片重金屬元素含量及其大氣污染進行評價，研究了植物大氣環境污染指數，結果表明植物葉片中Cu、Pb、Cd、Cr元素污染嚴重，重污染區含量高于清潔對照區，表明用植物污染指數可以綜合評價大氣環境的質量狀況。
　　不同植物對污染物敏感程度不同，可以根據植物受害情況，判斷環境的質量，而且植物在生長過程中體內積累的有害物質數量與污染濃度有關，還可以據此對環境質量進行分級。
　　4城市植被的其他環境效應
　　城市植被除了具有以上環境效應之外還能防火、防震，增加透水面積，減少地表徑流，改善水文循環和穩定洪流范圍；對水土流失、暴雨、河流泛濫、滑坡、崩崖等都有一定的防護效果，還能增加土壤有機質。城市植被作為動物的棲息地，在保護生物多樣性方面也有重要作用。此外，城市植被具有美化市容景觀、改善城市面貌、豐富文化及旅游資源、襯托城市建筑、改善城市投資環境的功能，能夠有效的調節人類生理、心理機能，在為市民提供休閑娛樂場所等方面具有不可替代的作用。
　　5城市植被的研究與展望
　　城市植被不僅僅是城市環境的一種指標，它對城市環境的凈化和改善有著舉足輕重的作用，目前我國城市植被的研究工作尚處于起步階段未深入開展。今后的研究工作中我們應進一步加強城市植被的污染指示、監測環境污染等功能方面的研究，努力在城市化建設中建立一個植物反應環境污染程度、影響人體健康等一體化的監測系統[10]。另外伴隨城市的繼續發展，城市植被與城市化的環境效應之間的關系要深入細致的研究，明晰城市的生態環境與綠化植被之間相互作用的具體機制，探究具體作用過程和機理，協調二者關系，以提高城市生態學解決實際問題的能力，促進現代化生態城市的建設和城市生態系統的可持續發展。
　　當前城市植被的一個顯著特點就是覆蓋率低，配置不合理，人工引入種較多，各地“大樹進城”現象嚴重。所以為了在城市特定的環境下建立生態與景觀相協調的城市植被，使城市有限土地資源的利用達到生態、社會、經濟三大效益的最佳結合，城市植被在建設過程中應根據城市的特點、生態功能性、適應性等綜合指標合理選擇合適的植物類型和配置方式，保護自然植被，直接或間接把自然風景引入城市，科學規劃人工植被；增加城市綠量同時重視綠量結構；提倡林木為主，樹木和草本有機結合，提高城市園林綠地的生態效益。
　　
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