寒地城市功能性生態園林樹種選擇技術

于波濤，齊木村

（東北林業大學 經濟管理學院，黑龍江 哈爾濱150000）

寒地城市功能性生態園林樹種選擇技術

于波濤，齊木村

（東北林業大學 經濟管理學院，黑龍江 哈爾濱150000）

寒地城市面臨的森林資源退化及空氣、土壤、水資源污染等生態問題與在綠化過程中顯露的綠化模式單一以及樹種選擇失當問題，使樹種選擇研究顯得尤為必要。基于代表性寒地城市哈爾濱市的生態園林發展需求，選取當地30個典型樹種作為研究對象，采用層次分析法，從樹種功能性出發建立評價指標體系（包括抗逆功能、生態功能、美學功能及經濟功能4個評價準則及18個評價因子），對樹種進行綜合評價，獲得Ⅰ級樹種14個：榆樹Ulmus pumila，銀中楊Populus alba ‘Berolinensis’，山楂Crataegus pinnatifida等；Ⅱ級樹種9個：樟子松Pinus sylvestris var.mongolica，紅皮云杉Picea koraiensis，糖槭Acer saccharum等；以及Ⅲ級樹種7個：蒙古櫟Quercus mongolica，色木槭Acer mono，紫椴Tilia amurensis等。另外，由于不同綠化功能區對樹種功能需求側重點存在差異，分別針對4種功能進行樹種排名，并各自得出15種功能優先樹種。最后建立了樹種功能、樹種等級及綠化功能區需求綜合作用的樹種選擇機制。圖1表6參11

園林學；寒地城市；園林樹種；綜合評價；選擇機制；哈爾濱

隨著城市化進程的加快，中國城市地區自然生態系統超負荷承載，環境質量惡化，直接威脅到了人體健康、生態系統功能和經濟發展。城市生態恢復成為這一階段城市發展的主題。作為城市生態恢復的重要工具，多功能的園林綠化樹種具有廣闊的開發利用前景。隨著國民經濟、科學技術的迅猛發展，以及人民物質文化生活水平的不斷提高和環境意識的增強，人們對生態化城市建設樹種的功能提出了更新更高的要求，關于樹種的功能性及選擇技術研究具有重要意義。現有研究［1-2］側重于園林樹種功能探索或評價體系的系統性概述，理論意義大于實踐意義，如何將兩者結合，并針對具體生態失衡區域生態恢復需求進行園林樹種選擇有待進一步研究。寒地城市通常指北半球45°N以上，每年至少有2個月月平均氣溫在0°C或0°C以下，并伴隨降雪、晝短夜長現象的城市。在中國主要指黑龍江、吉林、遼寧等3省及內蒙古自治區的東北部地區。漫長的冬季和嚴酷的氣候對寒地植被要求嚴苛。東三省作為老工業區，經歷了盲目的粗放式發展，遺留的一系列生態環境問題，如水土流失、鹽堿化、空氣污染、水質惡化、土壤生態系統退化及生物多樣性減少等［2］尚未得到有效解決，綠化需求旺盛。哈爾濱是中國最具代表性的寒地城市之一。自2009年哈爾濱市 “北躍，南拓，中興，強縣”發展戰略實施以來，城市經濟綜合實力不斷增強，隨之而來的生態破壞、環境污染和資源能源消耗問題日益凸顯，生態系統超負荷承載。本研究以寒地城市哈爾濱為研究對象，在對哈爾濱典型樹種功能進行綜合評價基礎上，針對不同綠化功能區生態恢復需求，研究樹種選擇機制，對寒地城市的生態建設及可持續發展具有一定指導作用。

1 研究區概況

哈爾濱市地處中國東北，44°04′～46°40′N，125°42′～130°10′E，屬中溫帶大陸性季風氣候，氣溫日較差與年較差較大，四季分明，冬季漫長而寒冷，夏季短促而炎熱，春秋2季風沙大、降水少、易干旱。依據2013數據顯示：哈爾濱市年平均氣溫為3.6℃，1月平均氣溫－20.8℃，7月平均氣溫23.2℃，極端最高氣溫38.7℃，極端最低氣溫－40.1℃，全年無霜期140～160 d，年平均降水量為619.1 mm，主要集中于7月和8月，年平均日照時數為2 482.2 h，年平均相對濕度為68%。土壤類型較豐富（黑土、黑鈣土、草甸土、砂土、沼澤土等），有機質質量分數為2%～4%，可適合不同類型的植物生長發育。

哈爾濱近年來綠化成效較為顯著，但存在問題較多：①樹種選擇不當，缺乏地方特色，盲目引用外來樹種，摒棄鄉土樹種，樹種成活率較低且缺乏地方文化特色。②植物種類單一，綠化模式單調，缺乏空間立體綠化。城市不同地帶的綠地建設只有將喬、灌、藤、草等植物類型按照科學合理的搭配比例組合成一個復合的立體種植群落，才能最大限度地發揮生態功能［4］。然而從哈爾濱現有植被類型分布來看，植物群落結構簡單，植物層次單調，立體綠化不足，綠化模式難以豐富。③綠化季相景觀差。哈爾濱的氣候條件對植物抗逆性要求高，常綠樹種成為漫長冬季的主要觀賞景觀，色彩單調，落葉樹種分布范圍較廣，冬季城市缺綠現象凸顯。

2 研究方法

2.1 調查方法

鑒于數據繁多且搜集難度較大，本研究采用典型調查法，以哈爾濱市區最為典型的30個樹種（18個喬木樹種、11個灌木樹種及1個藤本樹種作為調查對象（表1）。選取具有代表性的道路綠地，包括中央大街、中山路、新陽路、友誼路、三大動力路、果戈里大街；公園綠地包括兆麟公園、植物園、太陽島、斯大林公園；以及居民區綠地，包括雙龍綠色家園、新城花園、宜居家園、大眾新城、泰山家園、立匯·美羅灣，分批次設置觀察點，對樹種分布規律、成活率、生長習性及欣賞價值等進行實地踏查、照片拍攝、訪談和問卷調查。

2.2 綜合評價

2.2.1 構建評級指標體系 基于綜合性、科學性、實用性及多樣性的指標選取原則，根據哈爾濱典型樹種功能性，借鑒國內外研究成果［2－7］，分別致函5位專家，結合哈爾濱實際地理位置、地形地貌、氣候水文等情況進行指標篩選，最后確定4個指標層及18個評價因子，如表2。

表1 哈爾濱典型樹種Table 1 Harbin typical species

表2 評價指標體系Table 2 Evaluation index system

2.2.2 確立指標評分標準 借鑒國內外有關樹種評價研究成果［6-8］，結合哈爾濱市的自然條件及園林綠化水平，采用5級評分制對哈爾濱30個典型樹種評價指標實行量化分級，每個指標確定相應的評分標準（表3）。

3 評價結果及分析

3.1 評價結果

3.1.1 權重 綜合考慮哈爾濱生態恢復需求與樹種選擇存在問題，對各指標采用Satty1～9標度法進行重要性比較評分，利用Yaahp V6.0軟件進行一致性檢驗，并得出最終結果見表4。

3.1.2 綜合評價 依據給定評分標準，對樹種調查數據進行整理分析，其中抗逆功能評分部分主要通過實地調研及植物百科結合評斷；生態功能評分部分主要通過查詢現有文獻資料獲得［9-11］；美學功能評分主要通過照片問卷形式調查，共收到有效問卷213份，統計分析后確定各樹種的觀賞特性分值；經濟功能評分主要通過樹種成活率資料搜集及百科資料結合獲取。基于各指標權重及分值進行綜合評價，結果如表5。根據評分結果，對典型樹種進行等級劃分：Ⅰ級樹種14種，榆樹、銀中楊、山楂、文冠果、垂枝榆、榆葉梅、樹錦雞兒、接骨木、紫丁香、連翹、錦帶花、毛櫻桃、繡線菊、五葉地錦；Ⅱ級樹種9種，樟子松、紅皮云杉、糖槭、白樺、水曲柳、旱柳、花楸、暴馬丁香、水蠟；Ⅲ級樹種7種，蒙古櫟、色木槭、紫椴、山桃稠李、稠李、紅瑞木、金銀忍冬。這些樹種在哈爾濱園林綠化中都發揮著重要作用，基于現階段生態恢復需求現狀及樹種選擇存在問題，應主要以Ⅰ級樹種為培植重點，同時配合Ⅱ和Ⅲ級樹種的種植以保證樹種多樣及景觀的差異化。

表3 各指標評分標準Table 3 Grading standard of each index

在實踐過程中，不同綠化功能區綠化的需求不同，對樹種功能的要求也不盡相同，因此，對樹種不同功能的具體排序進行探索也十分必要。根據上述評價模型，分別對各樹種的抗逆功能、生態功能、美學功能及經濟功能進行評分，對哈爾濱市典型樹種進行功能優先性質劃分，并分別選取總數50%即15個樹種作為功能優先樹種，與樹種等級結合，得出表6。

3.2 樹種選擇機制

圖1 功能性園林樹種選擇機制Figure 1 Selection mechanism of functional ecology garden trees

在對樹種功能性分析的基礎上，要根據城市不同綠化功能區的生態恢復需求，進行具體樹種的選擇。既要選擇綜合實力較強的樹種，又要根據綠化需求對樹種功能的差別性需求選擇相應功能的優先樹種。因此，總結出樹種的選擇機制（圖1）。其中，城市附屬綠地包括居住區綠地、工業區綠地及公共事業庭院綠地等。以公園綠地為例，公園樹種除了對抗逆性、生態型及經濟型的基本要求外，對觀賞性及文化性的要求（相對其他綠地）突出，因此，應選取美學優先型樹種。根據表6可選取美學優先型Ⅰ級樹種紫丁香、山楂、接骨木等作為公園綠地的基礎樹種；另外搭配種植美學優先型Ⅱ級樹種水曲柳、糖槭、白樺等形成豐富的植物景觀群落。

4 結論

對功能性樹種進行綜合評價，得出哈爾濱市30種典型樹種的綜合評價排序及等級。在此基礎上，結合功能優先樹種劃分及各綠化功能區的生態恢復需求，形成具體樹種選擇機制，并以公園綠地為例進行演示，對哈爾濱城市綠化建設規劃有一定指導意義。但是，由于調研時間及精力有限，本研究從實用性及可操作性出發，進行評價指標及樹種篩選，雖具有代表性，但并不全面。隨著樹種培育技術的不斷提高及更多外來樹種的成功引入，在日后的樹種規劃工作中要不斷完善評價指標，擴大研究范圍，并進一步結合綠化模式及綠化管理進行研究。

表4 評價指標權重Table 4 Evaluation index weights

表5 哈爾濱典型樹種功能性排名Table 5 Function ranking of typical species in Harbin City

表6 哈爾濱功能優先樹種等級劃分Table 6 Classification of priority species of different functions in Harbin

［1］ 吳際友，程政紅，龍應忠，等.城市生態園林樹種功能性探討［J］.林業科技開發，2004，18（3）：69-71.

WU Jiyou，CHENG Zhenghong，LONG Yingzhong，et al.Function study of landscaping tree species［J］.China For Sci Technol，2004，18（3）：69-71.

［2］ 宋力，何興元.沈陽城市森林樹種綜合評價指標體系［J］.遼寧工程技術大學學報，2007，2（1）：136-139.

SONG Li，HE Xingyuan.Comprehensive evaluation system of urban tree species in Shenyang ［J］.J Liaoning Techn Univ，2007，2（1）：136-139.

［3］ 梁德明，唐洪輝，趙慶，等.城市森林生態景觀建設優良樹種評價模型構建方法初探［J］.廣東林業科技，2014，30（4）：22-27.

LIANG Deming，TANG Honghui，ZHAO Qing，et al.Establishment of evaluation model of afforestation species in ecological landscape construction［J］.J Guangdong For Sci Technol，2014，30（4）：22-27.

［4］ BREUSTE J,NIEMEL? J,SNEP R P H.Applying landscape ecological principles in urban environments［J］.Lands Ecol,2008,23（10）：139-142.

［5］ PAUDEL S，YUAN Fei.Assessing landscape changes and dynamics using patch analysis and GIS modeling［J］.Int J Appl Earth Obs Geoinf,2012,16：66-76.

［6］ NIINEMETS ü,PE?UELAS J.Gardening and urban landscaping：significant players in global change［J］.Trends Plant Sci,2008,13（2）：60-65.

［7］ PETERSON M N,THURMOND B,MCHALE M,et al.Predicting native plant landscaping preferences in urban areas［J］.Sustainable Cities Soc,2012,12（5）：70-76.

［8］ 韋新良，馬俊，劉思斌，等.生態景觀林樹種選擇適宜性評價技術研究［J］.西北林學院學報，2008，23（6）：207-212.

WEI Xinliang，MA Jun，LIU Sibin，et al.Suitability evaluation of tree species for ecological and landscape purpose［J］.J Northwest For Univ,2008,23（6）：207-212.

［9］ 孫海燕，祝寧.哈爾濱市綠化樹種生態功能研究（1）［J］.中國城市林業，2008，6（5）：54-57.

SUN Haiyan，ZHU Ning.Ecological functions of tree species grown in Harbin City（1）［J］.J Chin Urban For，2008, 6（5）：54-57.

［10］ 孫海燕，祝寧，王秀花.哈爾濱市綠化樹種生態功能研究（2）［J］.中國城市林業，2008，6（6）：50-52.

SUN Haiyan，ZHU Ning，WANG Xiuhua.Ecological functions of tree species grown in Harbin City（2）［J］.J Chin Urban For,2008,6（6）：50-52.

［11］ 韓煥金.城市綠化樹種生態功能研究［D］.哈爾濱：東北林業大學，2002：12-29.

HAN Huanjin.Study on the Ecological Function of Urban Greenery Tree［D］.Harbin：Northeast Forestry University, 2002：12-29.

Species selection for ecological garden trees in winter cities

YU Botao,QI Mucun
（School of Economics and Management,Northeast Forestry University,Harbin 150000,Heilongjiang,China）

Species selection was conducted for cities with cold winters because they are faced with ecological problems including forest resource degradation;air,soil,and water pollution;and urban planning problems concerning patterns and species types.In order to reduce the pressure faced by ecological environment,while improving the efficiency of greening,research on species selection is necessary.Based on the development needs of an eco-garden for a typical winter city,Harbin,30 typical species were selected,and the Analytic Hierarchy Process（AHP）method was used to establish a comprehensive evaluation system depending on their functions（resilience function,ecological function,aesthetic function and economic function）.According to the functions of these species,establish 18 evaluation factors,get the weights by expert scoring method,score the index factors of each species separately based on the survey about their characteristics and then calculate by substituting the score into the evaluation system.Results showed 14Ⅰ-level species including Ulmus pumila, Populus alba ‘Berolinensis’,and Crataegus pinnatifida;nineⅡ-level species including Pinus sylvestris var. mongolica,Picea koraiensis,and Acer saccharum;and sevenⅢ-level species including Quercus mongolica, Acer mono,and Tilia amurensis.Species were also ranked according to each function since the differences of demand focus of different green ribbons like parks,sidewalks,etc.Fifteen priority species were selected for the different criteria,and a selection mechanism was established considering species function,species level,and development needs.Using this mechanism,according to the species level and green demand,legitimately plan the urban greening in Harbin ［Ch,1 fig.6 tab.11 ref.］

landscape architecture;winter cities;gardening species;comprehensive evaluation;selectionmechanism;Harbin

S731.2

A

2095-0756（2015）05-0743-06

10.11833/j.issn.2095-0756.2015.05.013

2014-11-21；

2015-01-20

黑龍江省科技攻關基金資助項目（GC10C101）

于波濤，博士研究生，從事林業生態研究。E-mail：hopebirdyu@126.com