李曉婷,劉 佳,姜莎莎,賈寶全,*

1 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所,北京 100091 2 國(guó)家林業(yè)和草原局林木培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100091 3 國(guó)家林業(yè)和草原局城市森林研究中心,北京 100091

城市森林可以通過(guò)提供良好的生態(tài)環(huán)境服務(wù)功能,改善居民生存的城市生態(tài)環(huán)境和物質(zhì)供給,促進(jìn)人體健康；還可以通過(guò)對(duì)人體生理、心理特征和活動(dòng)的影響,進(jìn)而調(diào)節(jié)居民健康狀況。以居民健康為導(dǎo)向的城市森林建設(shè)能夠滿足居民日益增長(zhǎng)的對(duì)生態(tài)健康的需求,同時(shí)也是增進(jìn)民生福祉、協(xié)調(diào)城市人居關(guān)系的重要手段[1]。醫(yī)院是城市人流最聚集,生態(tài)健康需求最迫切的地區(qū)之一,國(guó)外有關(guān)綠地與人體健康關(guān)系方面的研究有很多——孕婦長(zhǎng)期暴露在較高綠量的環(huán)境中可以降低早產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)[2]；綠地的增加可以有效的降低心臟病、高血壓、糖尿病以及心腦血管病等的患病率[3-5]；合理的醫(yī)院綠地設(shè)置可以改善臨床效果,縮短病人的住院時(shí)間[6]；綠地,尤其是綠地中的森林群落可以有效降低心源性猝死等等[7],大部分結(jié)論均表明綠地對(duì)人體健康有極顯著的促進(jìn)作用,因此,建設(shè)好醫(yī)院城市森林不僅可以改善醫(yī)院生態(tài)環(huán)境,還可以發(fā)揮醫(yī)院附屬綠地的輔助療養(yǎng)功能。國(guó)內(nèi)有關(guān)醫(yī)院綠地的研究有很多,但主要集中在醫(yī)院戶(hù)外環(huán)境景觀設(shè)計(jì)、景觀評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建以及植物運(yùn)用的探討方面,且大部分研究基于的樣本量較少,只能反映個(gè)體層面特征,缺乏區(qū)域代表性[8-11]。本論文將醫(yī)院中的城市森林作為研究主體,并引入林木樹(shù)冠覆蓋指標(biāo),對(duì)北京市六環(huán)外1km范圍以?xún)?nèi)的二級(jí)醫(yī)院以及三級(jí)醫(yī)院進(jìn)行全面分析,并結(jié)合城市森林結(jié)構(gòu)抽樣調(diào)查,對(duì)北京城區(qū)醫(yī)院城市森林的現(xiàn)狀水平進(jìn)行有效評(píng)價(jià),以期為后期北京城區(qū)醫(yī)院城市森林的建設(shè)提供依據(jù)并為其他城市醫(yī)院城市森林的建設(shè)提供參考。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

北京(東經(jīng)115.7°—117.4°,北緯39.4°—41.6°)地處華北大平原的北部,整體地勢(shì)西北高東南低,全境由平原、山地和盆地三種地形單元組成。典型的暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候,年均氣溫12.3℃,年均降水量400—600mm。地帶性植被類(lèi)型主要是溫帶落葉闊葉林。截止到2016年末,北京市共有衛(wèi)生機(jī)構(gòu)10637個(gè),衛(wèi)生技術(shù)人員數(shù)26.5 ×104人,衛(wèi)生總費(fèi)用達(dá)1837.85億元,其中政府衛(wèi)生支出445.81億元,社會(huì)衛(wèi)生支出1069.88億元,個(gè)人衛(wèi)生支出319.07億元。在衛(wèi)生部頒布的《醫(yī)院分級(jí)管理辦法》中將醫(yī)院按照其功能、任務(wù)不同劃分為一、二、三個(gè)等級(jí)。

一級(jí)醫(yī)院：病床數(shù)≤100張,直接向一定人口的社區(qū)提供預(yù)防、醫(yī)療保健以及康復(fù)服務(wù)的基層醫(yī)院、衛(wèi)生院。

二級(jí)醫(yī)院：100張<病床數(shù)≤500張,向多個(gè)社區(qū)提供綜合醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)和承擔(dān)一定教學(xué)、科研任務(wù)的地區(qū)性醫(yī)院

三級(jí)醫(yī)院：病床數(shù)>500張,向幾個(gè)地區(qū)提供高水平專(zhuān)科性醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)和執(zhí)行高等教育、科研任務(wù)的地區(qū)性醫(yī)院。

由于一級(jí)醫(yī)院選址較為靈活,所處地理位置條件復(fù)雜多樣,很難劃為同一研究類(lèi)型,而且醫(yī)院面積相對(duì)有限,戶(hù)外綠地面積占比更少,因此不在本次調(diào)查研究范圍之內(nèi)。

圖1 研究區(qū)概況圖Fig.1 Survey map of research area

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文所采用的數(shù)據(jù)源主要包括：(1)北京市六環(huán)外1km以?xún)?nèi)范圍的2013年8—9月份經(jīng)過(guò)幾何精校正、正射校正和大氣校正的分辨率為0.5m的World View-2全色與多光譜融合影像；(2)基于面向?qū)ο蠼庾g平臺(tái)eCognition解譯得到的2013年北京城區(qū)樹(shù)冠覆蓋柵格與矢量圖[12],在ArcGIS平臺(tái)下,采取全取與系統(tǒng)相結(jié)合的樣點(diǎn)抽取方法,即對(duì)于斑塊個(gè)數(shù)超過(guò)1000的土地覆蓋類(lèi)別,采用系統(tǒng)抽樣方法,在每種地物類(lèi)別之下,按照斑塊數(shù)量的5%布設(shè)樣點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)精度檢驗(yàn)；對(duì)于斑塊數(shù)目低于1000的土地覆蓋類(lèi)別,則將該地物類(lèi)別全部進(jìn)行分類(lèi)精度檢驗(yàn),通過(guò)目視解譯方法對(duì)各樣點(diǎn)進(jìn)行檢查,對(duì)比統(tǒng)計(jì)參考分類(lèi)結(jié)果與影像分類(lèi)結(jié)果生成混淆矩陣,計(jì)算分類(lèi)精度。最終檢驗(yàn)樣點(diǎn)個(gè)數(shù)為35327,檢驗(yàn)分類(lèi)結(jié)果總體精度為96.02%,Kappa系數(shù)為0.9231；(3)在Arcgis10.0平臺(tái)下,以北京市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)下載的2016年醫(yī)院分布點(diǎn)狀圖為指導(dǎo),以World View-2影像為基礎(chǔ),結(jié)合實(shí)地勘察,目視解譯得到的北京市六環(huán)外1km以?xún)?nèi)范圍的全部二級(jí)醫(yī)院和三級(jí)醫(yī)院的邊界矢量圖層,醫(yī)院總數(shù)量128個(gè),二級(jí)醫(yī)院73個(gè),三級(jí)醫(yī)院55個(gè)。

1.3 研究方法

1.3.1林木樹(shù)冠覆蓋

城市林木樹(shù)冠覆蓋(Urban Tree Canopy,UTC)是指當(dāng)從空中鳥(niǎo)瞰時(shí),樹(shù)木的葉片、枝條和樹(shù)干所覆蓋的地表區(qū)域[13]。它是目前國(guó)際上最通用的城市森林建設(shè)與評(píng)價(jià)指標(biāo),目前一般將其分為現(xiàn)實(shí)林木樹(shù)冠覆蓋(Existing UTC,EUTC)和潛在林木樹(shù)冠覆蓋(Possible UTC,PUTC)兩類(lèi)。EUTC是指現(xiàn)狀情況下林木樹(shù)冠覆蓋的土地面積占區(qū)域總面積的百分比,用于衡量研究區(qū)域內(nèi)林木樹(shù)冠覆蓋的總量信息；PUTC指的是可以用于種植樹(shù)木但目前還未實(shí)施種植的土地區(qū)域,一般指裸土地和草地,該指標(biāo)能夠很好的指示后期可用于生態(tài)開(kāi)發(fā)和建設(shè)的空間規(guī)模。

本文參照宋宜昊[12]對(duì)土地覆蓋的分類(lèi)方法,將土地覆蓋劃分為6個(gè)一級(jí)分類(lèi),13個(gè)二級(jí)分類(lèi),從醫(yī)院總體和不同級(jí)別醫(yī)院間的對(duì)比進(jìn)行UTC分析,并按照北京市環(huán)路以及行政區(qū)界線對(duì)北京城區(qū)醫(yī)院林木樹(shù)冠覆蓋的空間分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià),二環(huán)內(nèi)、二環(huán)—三環(huán)、三環(huán)—四環(huán)、四環(huán)—五環(huán)、五環(huán)—六環(huán)外1km內(nèi)分布的醫(yī)院數(shù)量分別為：31個(gè)、27個(gè)、18個(gè)、14個(gè)、38個(gè)；本次研究范圍涉及的較完整的行政區(qū)共有東城區(qū)、西城區(qū)、朝陽(yáng)區(qū)、石景山區(qū)、豐臺(tái)區(qū)和海淀區(qū)6個(gè),分布的醫(yī)院數(shù)量分別為18個(gè)、25個(gè)、20個(gè)、8個(gè)、23個(gè)、20個(gè),并借助人口城市化水平指數(shù)(PU)來(lái)探究各行政區(qū)林木樹(shù)冠覆蓋值與城市化水平之間的關(guān)系；樹(shù)冠覆蓋分級(jí)的劃分參照劉秀萍[14]的確定方法：以樹(shù)冠覆蓋率均值作為基準(zhǔn),上下依次加減0.5、1、1.5倍標(biāo)準(zhǔn)差精準(zhǔn)估算取“半整”所得值作為分界點(diǎn)為所得林木樹(shù)冠覆蓋值進(jìn)行分級(jí)。最終醫(yī)院林木樹(shù)冠覆蓋分級(jí)為：<3.5%(極低覆蓋度),3.5%—9.0%(低覆蓋度),9.0%—19.0%(中覆蓋度),19.0%—24.5%(高覆蓋度),>24.5%(極高覆蓋度)。

PU=U/P×100% (其中U為城鎮(zhèn)人口數(shù),P為總?cè)丝跀?shù))

EUTC=喬灌木樹(shù)冠覆蓋面積/區(qū)域總面積×100%

PUTC=(草地面積+裸土地面積)/區(qū)域總面積×100%

圖2 北京城區(qū)全部醫(yī)院與選點(diǎn)分布圖Fig.2 The distribution of all and Sample hospitals in Beijing urban area

1.3.2城市森林群落結(jié)構(gòu)

在Arcgis10.0平臺(tái)下,利用空間分層隨機(jī)抽樣法,從128個(gè)醫(yī)院抽樣20%作為野外調(diào)查樣本,并根據(jù)空間分布均衡的原則對(duì)隨機(jī)抽樣結(jié)果進(jìn)行人為調(diào)整,最終樣本量共計(jì)27個(gè),其中二級(jí)醫(yī)院13個(gè),三級(jí)醫(yī)院14個(gè)(圖2)；對(duì)有一定綠化面積的醫(yī)院采取標(biāo)準(zhǔn)樣方調(diào)查,樣方大小為20m×20m,樣方數(shù)量視醫(yī)院整體綠化面積而定,總體在1—4個(gè)之間,樣方位置設(shè)置在每個(gè)醫(yī)院植物配置具有代表性的綠地地點(diǎn),最終采取抽樣調(diào)查的醫(yī)院共計(jì)13個(gè),調(diào)查樣方數(shù)44個(gè),調(diào)查內(nèi)容包括喬木層以及灌木層樹(shù)種的名稱(chēng)、數(shù)量、胸徑(地徑)、樹(shù)高、冠幅；對(duì)綠地面積不能滿足樣地調(diào)查的醫(yī)院,采取全面調(diào)查,對(duì)醫(yī)院內(nèi)部所有喬木和灌木進(jìn)行每木檢尺,采取全面調(diào)查的醫(yī)院共計(jì)14個(gè),其中80%以上是二級(jí)醫(yī)院。最終以調(diào)查數(shù)據(jù)為依托,分析城市森林群落組成結(jié)構(gòu)(科屬種組成、應(yīng)用頻度、重要值)與空間結(jié)構(gòu)(密度、徑級(jí)結(jié)構(gòu)、冠幅結(jié)構(gòu)、樹(shù)高結(jié)構(gòu)),并參照吳澤民等[15]的對(duì)胸徑、樹(shù)高、冠幅等級(jí)劃分方法,對(duì)醫(yī)院城市森林空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析。

應(yīng)用頻度=樹(shù)種出現(xiàn)的樣方數(shù)/總樣方數(shù)

重要值(%)=(相對(duì)多度+相對(duì)高度+相對(duì)顯著度)/3

①相對(duì)多度(%)=某個(gè)種的總株數(shù)/所有種的總株數(shù)×100%

②相對(duì)高度(%)=某個(gè)種個(gè)體高度之和/所有種個(gè)體高度之和×100%

③相對(duì)顯著度(%)=某個(gè)種的胸高斷面積之和/所有種的胸高斷面積之和×100%

表1 胸徑、冠幅、樹(shù)高等級(jí)描述Table 1 The list of hospital area sample selection in Beijing city

2 研究結(jié)果

2.1 林木樹(shù)冠覆蓋

2.1.1總體特征

北京市六環(huán)外1km范圍內(nèi)二級(jí)醫(yī)院和三級(jí)醫(yī)院總面積362.11hm2,醫(yī)院總體林木樹(shù)冠覆蓋面積67.30hm2,草地和裸土地面積分別為5.56hm2、0.05hm2,醫(yī)院總體EUTC值為18.59%,PUTC值為1.55%,將潛在樹(shù)冠覆蓋區(qū)域全部用于綠化能夠達(dá)到的最高林木樹(shù)冠覆蓋率為20.14%,仍遠(yuǎn)低于北京城區(qū)整體樹(shù)冠覆蓋率39.53%水平[12]。從林木樹(shù)冠分級(jí)統(tǒng)計(jì)來(lái)看,醫(yī)院整體在極低覆蓋度、低覆蓋度、中覆蓋度、高覆蓋度和極高覆蓋度五個(gè)等級(jí)的數(shù)量占比分別為11.72%、22.66%、39.84%、10.94%、14.84%(表2),標(biāo)準(zhǔn)差分別為1.1305、1.5977、3.0200、1.3516、8.4512,大部分醫(yī)院的林木樹(shù)冠覆蓋率處在3.5%—19%的水平,且極高覆蓋度等級(jí)范圍內(nèi)部的醫(yī)院林木樹(shù)冠覆蓋率值變異性較大,其他各等級(jí)內(nèi)部相對(duì)比較均勻。

圖3 醫(yī)院樹(shù)冠覆蓋圖Fig.3 The Urban Tree Canopy of hospital in Beijing urban area

2.1.2不同類(lèi)別醫(yī)院UTC特征

二級(jí)醫(yī)院EUTC和PUTC分別為13.45%和1.38%,三級(jí)醫(yī)院分別為20.62%和1.62%,三級(jí)醫(yī)院的EUTC值和PUTC值均高于二級(jí)醫(yī)院。二級(jí)醫(yī)院和三級(jí)醫(yī)院均以低覆蓋度和中覆蓋度為主(表2),數(shù)量占比分別為20.55%和39.73%、25.45%和40%,三級(jí)醫(yī)院在極高覆蓋度等級(jí)的數(shù)量分布明顯高于二級(jí)醫(yī)院(23.64%、8.22%),在極低覆蓋度的數(shù)量分布遠(yuǎn)低于二級(jí)醫(yī)院(1.82%、19.18%),從各等級(jí)所分布醫(yī)院的林木樹(shù)冠覆蓋標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)看,依然是極高覆蓋度等級(jí)內(nèi)部變異性較大,其他等級(jí)相對(duì)比較均勻。

表2 不同級(jí)別醫(yī)院林木樹(shù)冠覆蓋等級(jí)統(tǒng)計(jì)Table 2 The levels of Urban Tree Canopy in hospitals

2.1.3不同環(huán)路及行政區(qū)間醫(yī)院UTC特征

各環(huán)路EUTC值比較結(jié)果顯示(圖4)：五環(huán)—六環(huán)外1km(19.15%)>三環(huán)—四環(huán)(13.03%)>二環(huán)—三環(huán)(11.64%)>四環(huán)—五環(huán)(11.18%)>二環(huán)內(nèi)(8.16%),其中五環(huán)—六環(huán)外1kmEUTC值最高,在19%以上；二環(huán)—五環(huán)EUTC值均在15%以下,二環(huán)內(nèi)EUTC值最低,在10%以下。整體基本表現(xiàn)為城區(qū)外圍EUTC值高于城區(qū)內(nèi)部,其中四環(huán)—五環(huán)EUTC值較低,一方面是因?yàn)樗沫h(huán)—五環(huán)60%以上的醫(yī)院為二級(jí)醫(yī)院,二級(jí)醫(yī)院整體建設(shè)面積和林木樹(shù)冠覆蓋率值均低于三級(jí)醫(yī)院,另一方面也可能是由于樣本數(shù)量較少導(dǎo)致的偏差；PUTC值變化表現(xiàn)為五環(huán)—六環(huán)外1km(0.03%)>四環(huán)—五環(huán)(0.01%),其他各環(huán)路PUTC值均為0。

6個(gè)行政區(qū)間樹(shù)冠覆蓋率表現(xiàn)為：石景山區(qū)(24.49%)>海淀區(qū)(21.67%)>朝陽(yáng)區(qū)(20.11%)>豐臺(tái)區(qū)(19.43%)>西城區(qū)(13.52%)>東城區(qū)(10.55%)；各行政區(qū)潛在林木樹(shù)冠覆蓋率值幾乎均為0。從各行政區(qū)EUTC值與城市化水平來(lái)看(圖5),基本表現(xiàn)為城市化水平(PU)較高的行政區(qū),EUTC值反而較低,石景山區(qū)除外。石景山區(qū)出現(xiàn)特殊情況很可能是分布的樣本數(shù)量較少而導(dǎo)致的結(jié)果,其他各行政區(qū)樣本數(shù)量均在18—25個(gè)之間,石景山區(qū)只有9個(gè)。

圖4 不同環(huán)路與行政區(qū)間醫(yī)院樹(shù)冠覆蓋率與潛在樹(shù)冠覆蓋率Fig.4 The Urban Tree Canopy and Possible Urban Tree Canopy of hospitals in different ring roads and regions of Beijing

圖5 各行政區(qū)城市樹(shù)冠覆蓋率(UTC)與人口城市化水平(PU)值 Fig.5 Urban Tree Canopy (UTC) and People Urbanization (PU) of each administrative region

2.2 城市森林結(jié)構(gòu)

2.2.1組成結(jié)構(gòu)

本次調(diào)研共記錄到植物60種,分屬于33科54屬,其中喬木樹(shù)種41種,灌木樹(shù)種19種；常綠樹(shù)種12種,落葉樹(shù)種48種。對(duì)北京城區(qū)醫(yī)院城市森林構(gòu)建過(guò)程中主要應(yīng)用的20種喬木樹(shù)種和10種灌木樹(shù)種進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果顯示,喬木和灌木鄉(xiāng)土樹(shù)種占比均較高,分別為85%、100%,并均以落葉闊葉型植被類(lèi)型為主,針葉常綠植物運(yùn)用相對(duì)較少。

喬木層樹(shù)種中(表3),雪松、紫玉蘭、銀杏的重要值以及應(yīng)用頻度均較高,是北京城區(qū)醫(yī)院城市森林構(gòu)建的核心樹(shù)種,在徐曉霞[16]對(duì)江蘇大型綜合醫(yī)院戶(hù)外植物應(yīng)用與優(yōu)化研究結(jié)果中這三個(gè)樹(shù)種的重要值也相對(duì)較高,從這3個(gè)樹(shù)種被普遍應(yīng)用在醫(yī)院城市森林的原因來(lái)看,雪松能夠很好的適應(yīng)北京的氣候環(huán)境,且作為針葉常綠樹(shù)種中觀賞價(jià)值較高的樹(shù)種深受人們的喜歡,除此之外,雪松為松柏科類(lèi)植物,能夠揮發(fā)植物殺菌素起到凈化空氣的作用,因此被廣泛的應(yīng)用在醫(yī)院中；紫玉蘭季相變化明顯,樹(shù)形美觀,尤其是早春時(shí)節(jié),花團(tuán)錦簇,香氣迷人,給人身心愉悅的感覺(jué),有利于人體身心健康；銀杏除了較高的觀賞價(jià)值之外,銀杏葉能散發(fā)出氫氟酸,具有凈化空氣,強(qiáng)身健體的功能[17-18]。三者均為保健樹(shù)種。

表3 醫(yī)院森林群落喬木層主要樹(shù)種重要值Table 3 The important value of main tree species in arbor layer of hospital forests community

灌木樹(shù)種中應(yīng)用頻率較高的有榆葉梅、石榴、金銀木、紫丁香、錦帶、迎春、連翹(表4),均為色彩豐富的觀花觀果樹(shù)種,有研究表明色彩是醫(yī)院環(huán)境的重要組成部分,能起到輔助治療的功效[19-20]。

表4 醫(yī)院森林群落灌木層主要樹(shù)種重要值Table 4 The important value of main tree species in shrub layer of hospital forests community

總體來(lái)看,應(yīng)用頻度和重要值較高的喬灌木樹(shù)種一方面是醫(yī)院綠化進(jìn)化長(zhǎng)期樹(shù)種選擇的結(jié)果,另一方面也反映出我國(guó)醫(yī)院城市森林構(gòu)建過(guò)程中開(kāi)始注重對(duì)醫(yī)院戶(hù)外環(huán)境輔助療養(yǎng)功能的開(kāi)發(fā),園藝療法、康復(fù)景觀構(gòu)建等理念在我國(guó)醫(yī)院城市森林構(gòu)建過(guò)程中有所滲透。

2.2.2空間結(jié)構(gòu)

(1)密度

醫(yī)院城市森林密度的大小直接影響到城市森林的發(fā)展和功能的發(fā)揮。密度可以用每公頃株數(shù)(株/hm2)和每公頃胸高斷面積(m2/hm2)兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)表示。調(diào)查結(jié)果顯示北京城區(qū)醫(yī)院城市森林的平均密度為55株/hm2,平均胸高斷面積為2.23m2/hm2。

(2)水平徑級(jí)結(jié)構(gòu)、冠幅結(jié)構(gòu)、垂直樹(shù)高結(jié)構(gòu)

如圖6,北京市醫(yī)院城市森林樹(shù)木的平均胸徑、平均冠幅、平均樹(shù)高分別為17.69cm、4.65m、6.60m,三級(jí)醫(yī)院的平均胸徑(19.07cm)、平均冠幅(4.73m)、平均樹(shù)高(7.17m)均高于二級(jí)醫(yī)院(15.74cm、4.52m、5.73m),三級(jí)醫(yī)院樹(shù)種規(guī)格相比較大。

醫(yī)院整體樹(shù)木在各胸徑等級(jí)數(shù)量分布比例依次為23.11%、49.06%、17.22%、5.19%、3.54%、1.89%,其中中小胸徑等級(jí)樹(shù)木數(shù)量較多,DBH≤20cm徑級(jí)樹(shù)木數(shù)量占比72.17%；大徑級(jí)樹(shù)木數(shù)量較少,DBH>50cm徑級(jí)樹(shù)木數(shù)量占比1.89%,組成樹(shù)種主要有毛白楊和垂柳。另外,二級(jí)醫(yī)院和三級(jí)醫(yī)院樹(shù)木均在10≤DBH<20等級(jí)數(shù)量分布最多,分別占比51.79%、47.27%,其中三級(jí)醫(yī)院大徑級(jí)樹(shù)種相對(duì)較多,DBH>50cm徑級(jí)樹(shù)木數(shù)量占比3.13%,二級(jí)醫(yī)院為0。二級(jí)醫(yī)院和三級(jí)醫(yī)院樹(shù)木數(shù)量分布均表現(xiàn)出隨著胸徑等級(jí)的增大先升高后降低的變化趨勢(shì)(圖6)。

醫(yī)院城市森林樹(shù)木整體小冠幅等級(jí)(G<2m)的數(shù)量占比最少(圖6),只有2.36%,中等冠幅(2m≤G<4m)等級(jí)的樹(shù)木數(shù)量最多,為44.10%。冠幅大于10m的樹(shù)木數(shù)量占比只有2.59%,組成樹(shù)種主要有雪松、懸鈴木、國(guó)槐、毛白楊、白蠟、垂柳。二級(jí)醫(yī)院和三級(jí)醫(yī)院均在2—4m冠幅等級(jí)樹(shù)木數(shù)量分布最多,分別達(dá)到52.38%、38.67%,大冠幅樹(shù)種(G>10m)數(shù)量占比表現(xiàn)為三級(jí)醫(yī)院(3.13%)>二級(jí)醫(yī)院(1.79%)。各等級(jí)醫(yī)院樹(shù)木數(shù)量分布呈現(xiàn)出在G<2m冠幅等級(jí)較少,在2m≤G<4m冠幅等級(jí)驟然增加,之后又隨著冠幅等級(jí)的增大逐漸降低的變化趨勢(shì),醫(yī)院城市森林樹(shù)木在各胸徑和冠幅等級(jí)數(shù)量分布的變化趨勢(shì)表明其在水平方向上還有較大的發(fā)展?jié)摿21]。

醫(yī)院整體5m以下的中小樹(shù)高等級(jí)的樹(shù)木占比最多(圖6),達(dá)42.69%,10m以下的樹(shù)木數(shù)量占比為80.66%。高于15m的樹(shù)種只有3.54%,組成樹(shù)種主要有毛白楊、圓柏、雪松、水杉、油松、懸鈴木。二級(jí)醫(yī)院與三級(jí)醫(yī)院均在H<5m樹(shù)高等級(jí)數(shù)量分布最多,分別為52.38%、42.69%,之后均表現(xiàn)出隨著立木層次的升高,樹(shù)木數(shù)量分布逐漸減少的變化趨勢(shì)。

圖6 北京城區(qū)醫(yī)院森林群落結(jié)構(gòu)特征Fig.6 Characteristics of forest community structure of Beijing urban hospital

3 討論

3.1 林木樹(shù)冠覆蓋

林木樹(shù)冠覆蓋率是衡量城市森林范圍的最簡(jiǎn)單、最直觀的指標(biāo)[13]。從研究結(jié)果來(lái)看,醫(yī)院EUTC值只有18.59%,與劉秀萍[14]對(duì)北京城區(qū)居住區(qū)和事業(yè)單位EUTC的研究結(jié)果對(duì)比：居住區(qū)(27.67%)>事業(yè)單位(26.88%)>醫(yī)院(18.59%),醫(yī)院綠量明顯不足,許多學(xué)者的相關(guān)研究[17,22]也指出了醫(yī)院綠地覆蓋率不高、綠地率不足的問(wèn)題。隨著生活水平的提高,人們的擇醫(yī)標(biāo)準(zhǔn)更趨向于綜合化,除了關(guān)心醫(yī)院技術(shù)水平和醫(yī)德醫(yī)風(fēng)之外也開(kāi)始格外關(guān)注醫(yī)院的環(huán)境質(zhì)量[23],在陳萍[22]對(duì)北京大型綜合醫(yī)院調(diào)查結(jié)果中顯示：17%的人認(rèn)為醫(yī)院最需要改善的為醫(yī)院綠地環(huán)境,78%的人希望醫(yī)院能有更多的綠色停留空間,顯然醫(yī)院戶(hù)外環(huán)境建設(shè)工作應(yīng)該被重新予以高度重視。但是,從PUTC來(lái)看,醫(yī)院可進(jìn)行綠化的用地較少,只有1.55%,這就要求,除了在今后綠化過(guò)程中盡量使用生物量高且壽命長(zhǎng)的鄉(xiāng)土樹(shù)種來(lái)提高單位綠地生態(tài)效益以外,還要考慮通過(guò)豐富綠化形式的方式來(lái)拓展醫(yī)院三維綠量,屋頂綠化在近年來(lái)北京城市綠化覆蓋中所占的比例逐年提高,且有研究表明醫(yī)院建筑是北京市城區(qū)實(shí)施屋頂綠化的主體之一,因此更多的醫(yī)院可以乘著北京大力推廣屋頂綠化政策的春風(fēng),積極發(fā)展屋頂綠化來(lái)拓寬綠化空間,改善戶(hù)外環(huán)境狀況[24]。除此之外,室內(nèi)綠化可以營(yíng)造出和諧、自然的氣氛,分散病人的注意力,緩解患者焦躁不安的情緒,可選用一些耐陰觀葉植物,如發(fā)財(cái)樹(shù)、鐵樹(shù)、吊蘭等來(lái)拓展室內(nèi)綠化空間。

在重視提高林木樹(shù)冠覆蓋的同時(shí)一定要考慮到醫(yī)院環(huán)境服務(wù)對(duì)象的特殊性,比如高燒、低燒的病人,服用不易接受陽(yáng)光直射藥物的病人,需要多接受陽(yáng)光照射來(lái)加快疾病恢復(fù)的病人以及皮膚病患者等等,他們對(duì)陽(yáng)光直射以及庇蔭環(huán)境的感知較敏感且需求也更多樣化[25],因此,醫(yī)院戶(hù)外環(huán)境在追求高林木樹(shù)冠覆蓋率的同時(shí)也要盡量能夠給病人提供遮陰、半遮陰以及陽(yáng)光照射等多種戶(hù)外空間,滿足不同病人的需求。

3.2 城市森林結(jié)構(gòu)

本論文研究結(jié)果顯示北京醫(yī)院城市森林密度偏小,綠化層次單一,國(guó)內(nèi)許多學(xué)者[9][16]也得出了同樣的結(jié)論,并多從生態(tài)學(xué)角度進(jìn)行分析,認(rèn)為此種綠化形式不能夠有效的利用土地和發(fā)揮較高的生態(tài)效益,但國(guó)外有研究學(xué)者指出醫(yī)院適合營(yíng)造疏林草地景觀,并從社會(huì)學(xué)和心理學(xué)角度給出解釋——疏林方便病人進(jìn)入從而起到更好的保健效果,密度較高的林地環(huán)境容易讓病人感到壓抑,相反疏林景觀更能讓病人感到身心舒暢[26],但這兩類(lèi)解釋均以森林群落的健康性作為前提。北京市醫(yī)院森林群落樹(shù)木規(guī)格整體偏小,將醫(yī)院樹(shù)種平均胸徑、樹(shù)高和冠幅與劉秀萍[14]研究的北京市城區(qū)居住區(qū)和事業(yè)單位樹(shù)種平均規(guī)格比較,醫(yī)院整體樹(shù)木規(guī)格排在三類(lèi)的最末尾,較小的城市森林密度下樹(shù)種規(guī)格也不大,而且實(shí)地調(diào)研中發(fā)現(xiàn)許多醫(yī)院樹(shù)木病蟲(chóng)害滋生,同時(shí)也缺乏適度的修剪和灌溉,健康狀況較差,這些均表明目前北京城區(qū)醫(yī)院城市森林現(xiàn)狀質(zhì)量較差。究其原因,一方面從醫(yī)院整體布局密度來(lái)看,中心稠密[22],從前文醫(yī)院EUTC隨環(huán)路變化趨勢(shì)分析也可以看出,城區(qū)內(nèi)部生態(tài)用地與建設(shè)用地矛盾高于外圍區(qū)域,再加上四環(huán)以?xún)?nèi)多為知名醫(yī)院,就醫(yī)患者廣泛,不僅包括北京市的患者還包括外地患者,平時(shí)人車(chē)混雜,人為活動(dòng)對(duì)自然空間的干擾程度過(guò)大；另一方面與我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)“重造輕管”的傳統(tǒng)思維有很大關(guān)系[27-28],在極強(qiáng)人工環(huán)境中建設(shè)的城市森林如果沒(méi)有適度的養(yǎng)護(hù),很難達(dá)到預(yù)期的效果；此外,也可能是因?yàn)樽畛醯木G地規(guī)劃設(shè)計(jì)就欠缺對(duì)易于管理的思考,設(shè)計(jì)出的綠地景觀不能夠激發(fā)員工養(yǎng)護(hù)管理的信心[26]?？傊?健康狀況較差的森林任何生態(tài)功能和社會(huì)功能的發(fā)揮都得不到保障。

3.3 醫(yī)院城市森林輔助療養(yǎng)功能的開(kāi)發(fā)

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)模式要求醫(yī)院的功能由單純的醫(yī)學(xué)模式轉(zhuǎn)化為生物醫(yī)學(xué)、心理行為、社會(huì)綜合醫(yī)學(xué)模式,且隨著我國(guó)醫(yī)療體制改革的不斷深入,要求醫(yī)院的社會(huì)屬性從功能機(jī)構(gòu)向服務(wù)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變,醫(yī)院不僅要提供對(duì)疾病本身的治療,更需要提供各種有利于救治和健康的環(huán)境服務(wù)[29],在醫(yī)院戶(hù)外環(huán)境建設(shè)面臨新挑戰(zhàn)的情形下,園藝療法、康復(fù)景觀、芳香療法、花草療法等理念層出不窮[30],從本文以及其他學(xué)者對(duì)南北方醫(yī)院主要應(yīng)用樹(shù)種的分析結(jié)果顯示這些理念確實(shí)在醫(yī)院戶(hù)外環(huán)境建設(shè)過(guò)程中有所滲透,但只限于對(duì)保健樹(shù)種選擇傾向的影響[31-33],關(guān)于保健群落的構(gòu)建,康復(fù)綠地輔助療養(yǎng)功能的發(fā)揮均未實(shí)現(xiàn),很大一部分原因是園藝療法等理念的實(shí)施不是單純的綠地構(gòu)建,在國(guó)外其有專(zhuān)門(mén)的從事園藝療法項(xiàng)目的機(jī)構(gòu)、醫(yī)療保健師或者護(hù)理員組織特定類(lèi)群的病人在相應(yīng)的康復(fù)景觀綠地場(chǎng)所中開(kāi)展園藝活動(dòng),達(dá)到治療身心的效果,對(duì)園藝療法人才有特定要求[34-35],實(shí)施起來(lái)相對(duì)較難。相應(yīng)的城市森林群落也具有極強(qiáng)的保健功能,森林群落所釋放的空氣負(fù)離子對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、五官、外科、皮膚、職業(yè)病等7個(gè)系統(tǒng)的30多種疾病有抑制、緩解和輔助療效,總效率達(dá)89%[36],且相比園藝療法等建設(shè)實(shí)施更容易,這就要求醫(yī)院城市森林建設(shè)過(guò)程中不能只追求快速化運(yùn)動(dòng)式造林,要注重造林樹(shù)種選擇與人體健康,注重保健群落的構(gòu)建,注重服務(wù)設(shè)施建設(shè),讓醫(yī)院城市森林不僅能夠改善生態(tài)環(huán)境,同時(shí)也能為人們提供休閑健身、康復(fù)療養(yǎng)等生態(tài)產(chǎn)品,從而協(xié)調(diào)好醫(yī)院城市森林建設(shè)與醫(yī)護(hù)人員需求之間的關(guān)系。

3.4 本論文研究中的不足

在利用eCognition軟件采用面向?qū)ο蟮慕庾g方法對(duì)樹(shù)冠覆蓋進(jìn)行解譯時(shí),由于影像分辨率問(wèn)題,未能將喬木樹(shù)種和灌木樹(shù)種分開(kāi),此乃一大遺憾,且在潛在林木樹(shù)冠覆蓋部分的統(tǒng)計(jì)只包含了草地和裸土地,無(wú)法將樹(shù)木生長(zhǎng)過(guò)程中樹(shù)冠的自然擴(kuò)展?jié)摿{入其中,這些均為以后的重點(diǎn)研究方向,但本文的林木樹(shù)冠覆蓋統(tǒng)計(jì)相比傳統(tǒng)的林木綠化率和綠地率等指標(biāo)已有進(jìn)一步的提升,能夠更好的反映醫(yī)院戶(hù)外環(huán)境的質(zhì)量水平,對(duì)于樹(shù)冠自然生長(zhǎng)問(wèn)題只占PUTC中的一小部分,因此本文統(tǒng)計(jì)的PUTC值對(duì)今后醫(yī)院綠化空間的拓展仍然具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義；此外由于資金、人力以及時(shí)間多方面的限制,本文只對(duì)北京市的13個(gè)二級(jí)醫(yī)院以及14個(gè)三級(jí)醫(yī)院的城市森林結(jié)構(gòu)做了系統(tǒng)性的調(diào)查,雖然對(duì)北京城區(qū)醫(yī)院整體綠化情況有一定的代表性,但其內(nèi)部整體細(xì)節(jié)上的差異還需要今后更大樣本量及更深入的研究。

4 結(jié)論

(1)北京市六環(huán)外1km范圍內(nèi)醫(yī)院整體EUTC為18.59%,PUTC為0.93%,大部分醫(yī)院EUTC處在3.5%—19%的低覆蓋度和中覆蓋度水平范圍內(nèi)；從醫(yī)院整體UTC水平隨環(huán)路的變化趨勢(shì)來(lái)看,基本表現(xiàn)為城區(qū)外圍醫(yī)院高于城區(qū)內(nèi)部醫(yī)院,從各行政區(qū)醫(yī)院UTC水平來(lái)看,基本表現(xiàn)為城市化水平越高的行政區(qū)域林木樹(shù)冠覆蓋率值越低。

(2)醫(yī)院調(diào)研過(guò)程中共記錄到喬灌木植物60種,分屬于33科53屬,從其重要值和應(yīng)用頻率均較高的喬灌木樹(shù)種來(lái)看,大部分為鄉(xiāng)土樹(shù)種以及保健樹(shù)種。

(3)北京城區(qū)醫(yī)院城市森林的平均密度為55株/hm2,平均胸高斷面積為2.23m2/hm2,平均胸徑、冠幅、樹(shù)高分別為17.69cm、4.65m、6.60m,其中小胸徑(DBH≤20cm),中等冠幅(2m≤G<4m)以及樹(shù)高小于5m的樹(shù)木數(shù)量占比最高。

(4)目前北京城區(qū)醫(yī)院整體林木樹(shù)冠覆蓋率較低,森林群落健康狀況較差,樹(shù)種多樣性不高,是北京城區(qū)以后應(yīng)該重點(diǎn)加強(qiáng)森林建設(shè)的城市功能單元。