郄光發(fā) 王 成

(中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所，北京，100091)

北京專屬單位區(qū)樹木數(shù)量結(jié)構(gòu)特征與三維綠化結(jié)構(gòu)1)

郄光發(fā) 王 成

(中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所，北京，100091)

在對北京建成區(qū)學(xué)校、醫(yī)院、機關(guān)附屬事業(yè)單位、工廠、企業(yè)等52個專屬單位進行每木調(diào)查的基礎(chǔ)上，研究了不同類型單位區(qū)樹木數(shù)量結(jié)構(gòu)、胸徑等級分布和立木層次結(jié)構(gòu)，提出了單位區(qū)綠化發(fā)展建議。結(jié)果表明，毛白楊(IV=0.465)、國槐(IV=0.311)、側(cè)柏(IV=0.188)、泡桐(IV=0.180)、雪松(IV=0.170)、油松(IV=0.150)、銀杏(IV=0.101)是單位區(qū)重要值最高的幾個樹種，其累計數(shù)量占到了研究區(qū)樹木總株數(shù)的54.7％，相對覆蓋度累計達到0.697。單位區(qū)喬木植株平均高度10.6m，平均胸徑21.4cm，徑級區(qū)間(10cm≤DB，H＜20cm)和立木層次(5m≤h＜15m)上分布的植株數(shù)量和樹種數(shù)量最多，單位區(qū)現(xiàn)有樹木水平徑級結(jié)構(gòu)與立木層次結(jié)構(gòu)分布相對合理，但樹木數(shù)量整體偏少，多數(shù)單位區(qū)還沒有形成一個成熟的群落結(jié)構(gòu)。重度修剪、立地環(huán)境差和建筑物阻擋是制約單位區(qū)樹木三維綠量擴增的主要因素，建議通過補植高大喬木的措施增加單位區(qū)綠量空間，實現(xiàn)樹冠下地面空間利用和冠層綠量空間拓展的有機結(jié)合。

北京;專屬單位區(qū);樹木數(shù)量結(jié)構(gòu);三維綠化結(jié)構(gòu)

專屬單位(本研究指各類機關(guān)企事業(yè)單位)在北京城區(qū)各類用地中所占比例最大，僅中央機關(guān)及其附屬單位就有170多km2，占到了現(xiàn)有建成區(qū)面積的1/8左右。專屬單位有較好的綠化傳統(tǒng)和綠化意識，綠化水平相對較高。但專屬單位中的建筑面積所占比例較大，其綠化建設(shè)主要是在土地硬化密度大、土地類型不斷變更的用地上進行的，一般綠化面積小且立地條件較差[1-3]。特別是在近些年來，許多單位中的一些大樹在單位改擴建過程中被移植、截干或被更新為小樹，單位綠化面積不斷縮小，空間綠量降低趨勢明顯。專屬單位是城市居民工作、活動和往來的主要場所，尤其是對于單位密集而又人口密度較大的北京來說，單位區(qū)綠化所發(fā)揮的生態(tài)效益遠比各類城市公園和郊野森林公園更為顯著直接，其綠化狀況對于滿足職工身心健康需求，改善現(xiàn)代化生產(chǎn)辦公條件具有重要意義。筆者以北京建成區(qū)專屬單位為研究對象，分析了不同單位區(qū)樹種的數(shù)量結(jié)構(gòu)和三維綠化結(jié)構(gòu)，并對單位區(qū)綠量生態(tài)空間環(huán)境進行了評價，提出了專屬單位區(qū)空間綠化的建議。

1 研究區(qū)概況

北京建成區(qū)面積1254.2km2，中心城區(qū)人口密度高達23008人·km-2，城近郊區(qū)為5 669人·km-2，建成區(qū)建筑密度達到29萬m2·km-2。研究區(qū)為典型的暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫11℃，全年無霜期180～200d，年平均降水量600mm，降水主要集中在夏季。2008年底，北京城市綠化覆蓋率達到43％，人均公共綠地面積12.6m2。

2 研究方法

2.1 調(diào)查單位與調(diào)查方法

樣地調(diào)查集中在2007年6—9月份進行，調(diào)查了建成區(qū)內(nèi)除部隊、黨政機關(guān)等非開放單位之外的52個具有獨立院落的企事業(yè)單位區(qū)(圖1)。調(diào)查單位類型主要包括學(xué)校、醫(yī)院、機關(guān)附屬事業(yè)單位、工廠、企業(yè)等類型，總面積261.6 hm2。按照每木調(diào)查方法[4-9]記錄各單位樹種、株高(h)、胸徑(DB，H)、植株數(shù)量、修剪情況等信息(未統(tǒng)計綠籬樹種)。

圖1 調(diào)查樣地分布圖

表1 調(diào)查數(shù)據(jù)庫字段描述

2.2 統(tǒng)計方法

統(tǒng)計分析中使用的各指標計算公式如下:

式中:n表示某一樹種出現(xiàn)的單位總數(shù);N表示被調(diào)查單位總數(shù);Mi為某樹種總植株數(shù)量;Si為某樹種覆蓋面積;S0為研究區(qū)總面積;i對應(yīng)每一樹種;l對應(yīng)每一被調(diào)查單位;F、D、C分別為頻度、密度和覆蓋度;RF、RD、RC分別為相對頻度、相對密度和相對覆蓋度。AC為株均覆蓋面積;IV為樹種重要值。

3 結(jié)果與分析

3.1 主要綠化樹種數(shù)量結(jié)構(gòu)特征

研究選取的52個單位內(nèi)共有綠化樹種32科49屬70種，樹木13 939株，喬、灌木總體數(shù)量之比為12∶1。從不同類型樹種的總體使用情況來看，常綠樹種、速生樹種和截干修剪的樹木株數(shù)分別占到了研究區(qū)樹木總數(shù)量的29.3％、23.3％和19.9％。從單位區(qū)20個主要樹種數(shù)量特征指標的比較來看(表2)，雪松、國槐、毛白楊、側(cè)柏、臭椿、油松、龍爪槐的使用頻度較高(＞0.50);毛白楊、國槐、側(cè)柏等樹種的相對密度較大(＞0.1);毛白楊、國槐、泡桐、雪松的覆蓋度較高(＞0.01);泡桐、加楊、毛白楊的株均覆蓋面積較大(＞50m2)，這些樹種植株大多已能形成較好的遮蔭環(huán)境。從樹種重要值的比較來看，毛白楊(0.465)＞國槐(0.311)＞側(cè)柏(0.188)＞泡桐(0.180)＞雪松(0.170)＞油松(0.150)＞銀杏(0.101)，這7個樹種累計數(shù)量占到了研究區(qū)樹木總數(shù)量的54.7％，相對覆蓋度累計達到0.697，這也在一定程度上反映了單位綠化對這些樹種的喜好趨向和對這些樹種綠化效果的充分肯定。

表2 20種主要樹種數(shù)量特征指標比較

續(xù)表2

3.2 樹木三維綠化空間結(jié)構(gòu)特征

3.2.1 樹木水平徑級結(jié)構(gòu)特征

單位區(qū)大徑級(DB，H≥40cm)、中等徑級(10cm≤DB，H＜40cm)和小徑級(DB，H＜10cm)樹木數(shù)量之比為10∶71∶19，中徑級樹木所占比例偏高，而大徑級樹木分布密度相對較小(表3)，平均每1 845m2土地面積上才有1株大徑級植株分布。研究區(qū)樹木平均胸徑21.4cm，主要樹種中有70％的樹種平均胸徑小于研究區(qū)樹木平均徑級水平(表4)。另外，從不同徑級水平上的主要樹種的分布來看(表5)，徑級區(qū)間(10cm≤DB，H＜20cm)上分布的樹種最多，有53.1％的樹種在此區(qū)間分布，國槐、柳樹、柿樹、雪松、銀杏、油松、欒樹、臭椿是此徑級區(qū)間的主要分布樹種;而40cm以上徑級區(qū)間分布的樹種最少，僅有加楊、毛白楊、泡桐、懸鈴木、雪松、銀杏、元寶楓等幾個樹種分布較多。

表3 不同胸徑等級和立木層次結(jié)構(gòu)上的植株數(shù)量和樹種分布

表4 20種主要樹種平均胸徑與平均樹高比較

表5 10種主要樹種在不同胸徑等級和立木層次上的數(shù)量分布

3.2.2 樹木垂直立木層次結(jié)構(gòu)特征

單位區(qū)垂直綠化結(jié)構(gòu)相對較好(表3)，但不同類型單位之間的差異較大，高校與機關(guān)附屬事業(yè)單位的復(fù)層綠化效果要明顯好于企業(yè)、工廠、醫(yī)院等經(jīng)營性單位。單位區(qū)喬木樹種的平均高度為10.6m，有41.5％的喬木植株大于喬木樹種平均樹高。高大喬木(h≥20m)、中等喬木(10m≤h＜20m)和小喬木(h＜10m)數(shù)量之比為7.6∶36.3∶56.1，平均每2 441m2土地面積上才有1株高大喬木分布。加楊(25.3m)、泡桐(18.4m)、毛白楊(17.1m)、雪松(12.5m)、白蠟(11.9m)、國槐(11.0m)是單位區(qū)平均株高較大的主要喬木樹種(表4)，毛白楊是高大喬木數(shù)量最多的樹種。同時，數(shù)量最多的10個樹種在垂直結(jié)構(gòu)上的分布具有明顯的層次性(表5)，其中，5m≤h＜15m的立木層次上分布的植株數(shù)量和樹種數(shù)量最多，54.5％的樹木植株分布在此區(qū)間，油松、銀杏、側(cè)柏、柿樹、雪松、國槐是此垂直區(qū)間的主要分布樹種;而泡桐、毛白楊主要分布在15m以上的區(qū)間范圍，加楊的立木層次最高，樹木高度大多都在25m以上。同時，截干等重度修剪形成的徑—冠比例不協(xié)調(diào)植株也廣泛存在于經(jīng)營性單位和部分事業(yè)單位中，其數(shù)量占到了研究區(qū)樹木總數(shù)量的19.9％，其中，白皮松(44.2％)、加楊(42.5％)、泡桐(36.3％)、國槐(32.1％)、銀杏(26.6％)、側(cè)柏(24.5％)、油松(24.0％)等樹種依次為單位區(qū)主要樹種中重度修剪植株數(shù)量比例最多的幾個樹種。

4 討論

從筆者對北京城區(qū)專屬單位綠化狀況的研究來看，只有部分高等院校和少數(shù)成立時間較長的大型企事業(yè)單位的空間綠量較高，并已形成較好的綠化環(huán)境。大多數(shù)單位缺林少木的問題還比較突出，綠地面積與空間綠量均嚴重不足，特別是許多單位在改造過程中擠占綠地現(xiàn)象嚴重，新建辦公樓、家屬區(qū)、停車場、道路、廣場等硬件設(shè)施大量占用綠化用地，從而導(dǎo)致綠地面積不斷縮小，僅被調(diào)查單位中就有近40％的單位綠化覆蓋率只為規(guī)劃之處的一半左右。同時，多數(shù)單位區(qū)中缺乏高大喬木作生態(tài)支撐，喬木是形成森林群落環(huán)境的主體，特別是高大喬木在生態(tài)服務(wù)功能上具有明顯的優(yōu)勢，部分單位在改建過程中移除、截干了較多的高大喬木樹種，甚至有些單位將一些高大喬木樹種替換成一些矮小的景觀樹種，致使單位區(qū)樹木整體覆蓋度降低，空間綠量不高，現(xiàn)有植被還難以滿足人們對單位區(qū)生態(tài)環(huán)境需求。

另外，從單位區(qū)樹木本身的空間綠量拓展?jié)摿砜矗捎诖蠖鄶?shù)樹木生長環(huán)境欠佳且受人為強度干擾，現(xiàn)有樹木植株已很難按照樹木正常生理特性長成自然樹形，這在很大程度上制約了單位區(qū)空間綠量的整體擴增。一方面，單位區(qū)現(xiàn)有喬木樹種中存在20％左右的截干植株，這些樹木難以長到正常高度水平;另一方面，現(xiàn)有喬木受立地土壤條件、建筑物和周圍管線等諸多條件的影響與限制，樹木生長緩慢，甚至只能維持現(xiàn)有樹冠大小。同時，單位綠化還要兼顧景觀需求，整齊栽植的密林也在一定程度上限制了樹冠的空間延展。從以上諸多原因來看，單位區(qū)現(xiàn)有植株今后綠量增長的實際潛力不大，多數(shù)單位區(qū)在短期內(nèi)還難以形成一個較成熟的群落結(jié)構(gòu)和良好的森林生態(tài)環(huán)境。

北京建成區(qū)內(nèi)單位分布密集且大多建成時間較早，現(xiàn)有單位綠化環(huán)境已日趨成熟，目前已難以實施大規(guī)模的綠化工程?；趩挝粎^(qū)綠量改善需求，建議今后在院區(qū)綠化改造中，適當補植高大喬木，建設(shè)綠蔭停車場、綠蔭健身場和林蔭道路等，實現(xiàn)樹冠下地面空間利用和綠量空間拓展的有機結(jié)合，有效發(fā)揮樹木的生態(tài)防護功能。同時，在樹種選擇中，要注重芳香類保健樹種的選擇與應(yīng)用，慎用花粉、果、絨毛及分泌物易造成人群過敏的植物。在新植樹木中，要植全冠大苗，多栽落葉闊葉樹，合理配置喬、灌、藤、草相結(jié)合的立體綠化生態(tài)結(jié)構(gòu)，充分利用不同植物的空間綠化潛力，形成疏密有度、障透有序和高低錯落的群落層次結(jié)構(gòu)以及豐富的色相和季相，并結(jié)合其它人工設(shè)施，有助于建設(shè)休閑的、生態(tài)的、近自然的單位環(huán)境。

[1] 岑亞軍.機關(guān)單位綠地的配置及綠化技術(shù)芻議[J].科技通報，1999，15(2):137-140.

[2] 劉艷，王成，彭鎮(zhèn)華，等.北京市崇文區(qū)不同類型綠地土壤酶活性及其與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，38(4):66-70.

[3] 毛菲，李青.中國氣象局機關(guān)大院綠化現(xiàn)狀的調(diào)查與評價[J].中國園藝文摘，2009，25(7):58-60.

[4] McBride J R，Jacobs D F.Resettlement forest structure as a factor in urban forest development[J].Urban Ecology，1986，4(9):245-266.

[5] 吳澤民，黃成林，白林波，等.合肥城市森林結(jié)構(gòu)分析研究[J].林業(yè)科學(xué)，2002，38(4):7-13.

[6] 郄光發(fā)，牟少華，王成.北京城區(qū)住宅區(qū)森林群落結(jié)構(gòu)與綠化空間輻射占有量潛力[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，38(3):34-37.

[7] 劉常富，李玲，趙桂玲，等.沈陽城市森林三維綠量的垂直分布[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，36(3):18-21.

[8] 郄光發(fā)，王成，彭鎮(zhèn)華.基于“綠化空間輻射占有量”城市綠化空間評價指標探討[J].中國城市林業(yè)，2007，5(1):13-15.

[9] Parker G G，Harmon M E，Lefsky M A，et al.Three-dimensional structure of an old-growth Pseudotsuga-Tsuga canopy and its implications for radiation balance，microclimate and gas exchange[J].Ecosystems，2004，7(5):440-453.

Quantitative Characteristics and Three-Dimensional Structure of Forest Communities in Beijing Enterprise and Institution Areas

/Qie Guangfa，Wang Cheng(Research Institute of Forestry，Chinese Academy of Forestry，Beijing 100091，P.R.China)//Journal of Northeast Forestry University.-2011，39(6).-68～71

Beijing;Enterprise and institution areas;Forest quantitative characteristics;Three-dimensional structures

S718.5:S731.2

1)國家“十一五”科技支撐專項(2006BAD03A17)。

郄光發(fā)，男，1978年4月生，中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所，助理研究員。

2010年12月9日。

責(zé)任編輯:戴芳天。

The structure of tree quantity，the distribution of diameter at breast height(DBH)，and the stratum structure were analyzed by investigating all trees in 52 enterprise and institution areas in Beijing.Some suggestions on afforestation of enterprise and institution areas were proposed.Results showed that Populus alba，Sophora japonica，Platycladus orientalis，Paulewnia fortunei，Cedrus deodara，Pinus tabulaeformis and Ginkgo biloba in the enterprise and institution areas had higher importance values，which were 0.465，0.311，0.188，0.180，0.170，0.150 and 0.101，respectively.All the above trees accounted for 54.7％of the total number of trees and their relative coverage reached 0.697.The average tree height and average DBH of the arbors at their growth stages were 10.6m and 21.4cm respectively.Most tree species were within the range of 10 to 20cm in DBH and 5 to 15m in tree height.The structures of tree height and DBH of the trees were relatively reasonable，but the total number of trees was still lower.Forest communities in the majority of the enterprise and institution areas had not formed mature structures.Severe pruning，poor environmental conditions，and light blocked by buildings were the major limiting factors on the expansion of green space.Some suggestions on planting tall arbors were proposed to achieve the integrated combination of ground space and canopy space，which could effectively increase the volume of the green space in enterprise and institution areas.