應對氣候變化的城市森林空間規(guī)劃思考

余俏

摘 要： 氣候變暖導致的極端天氣嚴重影響著人類的生活，也引起我們對城市規(guī)劃和管理方式的反思。城市森林作為城市的綠色基礎設施經(jīng)過合理規(guī)劃能夠減緩和適應全球氣候變化及其不利影響。通過認知城市森林應對氣候變化的作用，借鑒國內(nèi)外城市森林規(guī)劃實踐經(jīng)驗，結合國內(nèi)城市森林規(guī)劃建設的現(xiàn)實問題，以減緩和適應氣候變化為導向重新思考城市森林的規(guī)劃模式。詳述規(guī)劃策略、空間布局及管控方法，以求最小化氣候變化影響，最大化城市森林綜合效益，改善和維持城市可持續(xù)生態(tài)環(huán)境。

關鍵詞：氣候變化；減緩和適應；城市森林；空間規(guī)劃

Abstract：The extreme weather caused by climate warming has a strong impact on humans life， and leads to our reflection on urban planning and management methods. Urban forest as one of the urban green infrastructure can mitigate and adapt global climate changes with its adverse effect through appropriate planning. This paper rethinks urban forest planning patterns with the goal of mitigation and adaption of climate change through cognizing the beneficial function of urban forest on climate changes， referencing domestic and international practical experience of urban forest planning， combined with domestic issues of urban forest planning and construction. The planning strategies， spatial configuration， and regulation methods is elaborated， hoped to minimize the impact of climate changes ，maximize comprehensive benefits of urban forest ， and maintain urban sustainable ecological environment.

Key words：climate change ； mitigation and adaption ； urban forest ； spatial planning reflection

中圖分類號：C912 文獻標識碼：A

文章編號：1674-4144（2017）-01-46（7）

受到氣候變化的影響，日趨頻繁的極端溫度、強降水、強臺風等多種極端天氣嚴重影響著城市，引發(fā)洪澇、高溫、沙塵暴等災害。在城市規(guī)劃領域，國內(nèi)外學者都做了較多應對氣候變化的規(guī)劃理論探索，如新城市主義、氣候變化影響評估、低碳生態(tài)城市、適應性規(guī)劃等[1-3]。城市森林作為城市的綠色基礎設施能在應對氣候變中發(fā)揮重要作用，如減少城市排放的二氧化碳，減小雨洪沖擊和污染，減緩城市熱島效應，調(diào)節(jié)城市局部微氣候，降低極端氣候事件發(fā)生頻率，最小化災害損失。然而目前城市森林規(guī)劃的內(nèi)容相對單薄，重指標輕服務，未重視其內(nèi)在生態(tài)適宜性，難以緩解氣候變化給城市帶來的不利影響，發(fā)揮綜合的生態(tài)社會經(jīng)濟效益。筆者試圖梳理城市森林與氣候變化的相互作用，借鑒國內(nèi)外城市森林理論研究與規(guī)劃實踐經(jīng)驗，結合國內(nèi)城市森林規(guī)劃建設的現(xiàn)實問題，重新思考城市森林規(guī)劃模式、規(guī)劃策略、空間布局和管控方法，以求最小化氣候變化的影響，最大化城市森林綜合效益，改善和維持城市可持續(xù)生態(tài)環(huán)境。

1 城市森林與氣候變化

城市森林的生態(tài)服務效益來自其自身的結構和組分，在受到氣候變化影響的同時也通過其反射率、氣溫及降水等的變化對城市局部氣候起反饋作用。合理的城市森林規(guī)劃與管理能提升城市整體生態(tài)環(huán)境對氣候變化的緩沖能力和適應能力，緩解氣候變化影響。

1.1 城市森林的概念和范圍

城市森林的概念源于20世紀60年代，首先在美國和加拿大興起，80年代被引入國內(nèi)。1994年，中國林學會成立城市林業(yè)專業(yè)委員會，將“城市林業(yè)”“城市森林”“城郊型森林”“城鄉(xiāng)綠化”“都市林業(yè)”“城市國土綠化”“城市園林”“生態(tài)園林”“花園城市”等概念統(tǒng)稱為“城市森林”[4]。雖然國內(nèi)外學者對城市森林的概念和范圍仍存在部分分歧，但基本上把城市森林共同認定為，在城市及其周邊范圍內(nèi)，以木本植物為主，以改善城市生態(tài)環(huán)境，提供游憩活動場所，促進人們健康，提升城市景觀形象等多種功能為目的，具有生態(tài)、社會、經(jīng)濟等效益的生物和非生物的綜合體，包括樹木、小型植被、野生動物、土壤、水、空氣和在里面的人等，且與城市體系緊密聯(lián)系，是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[5-8]。需要強調(diào)的是城市森林具有多種服務功能，其首要的生態(tài)功能在減緩溫室氣體排放和緩解與適應氣候變化中發(fā)揮的重要作用。在范圍上城市森林超越了傳統(tǒng)的城市綠化范圍，把市區(qū)、郊區(qū)及遠郊區(qū)作為一個整體來考慮[9]，其組分包括城區(qū)綠地、郊區(qū)的片林、護路林、河道林、農(nóng)田防護林、水體等[10]。

1.2 城市森林應對氣候變化的作用

城市森林在應對氣候變化方面的作用體現(xiàn)在兩個方面，一是減緩氣候變化，二是適應氣候變化。兩個方面同等重要。

（1）減緩氣候變化。 減緩氣候變化是控制減少溫室氣體排放量，盡可能增加碳匯量，穩(wěn)定或降低大氣中的溫室氣體特別是二氧化碳的濃度，緩解氣候的進一步暖化。城市森林通過植被光合作用，森林土壤等固定有機碳，提高森林覆蓋率和綠地率能提升吸收高碳能源消耗所產(chǎn)生的二氧化碳。雖然有學者認為城市森林在直接固碳方面對于城市碳減排貢獻率是較低的，但城市森林還可以通過樹冠遮蔭和蒸騰作用調(diào)節(jié)溫度，減少建筑物制冷與供暖設備的能源消耗從而間接降低碳排放量[11]。

（2）適應氣候變化。為緩解氣候變化的影響，自然或社會系統(tǒng)對氣候變化已有的或可能發(fā)生的影響會做出一種調(diào)節(jié)，以降低相關極端情況的脆弱性或增加其彈性，這被稱為適應性規(guī)劃[12]。需要適應的全球氣候變化影響包括溫度變化、海平面上升、降雨量變化、熱帶風暴、物種減少等環(huán)境狀態(tài)。城市森林能具體適應性作用包括：恢復和促進城市水循環(huán)過程，緩解洪澇、干旱與水環(huán)境污染；減少地表輻射，增濕降溫，防風降塵，遮陽避光，調(diào)節(jié)微氣候，提升環(huán)境舒適度[13]；通過森林綠道，引導低碳出行方式和健康游憩活動；保存生物棲息地，保障物種多樣性；促進低碳生態(tài)的環(huán)境教育等。

2 國內(nèi)外城市森林規(guī)劃實踐

2.1 國外城市森林規(guī)劃實踐

20世紀70年代美國馬里蘭州南部地區(qū)就開始編制城市森林規(guī)劃[14]。之后英國、加拿大、澳大利亞受到影響也開始了城市森林的規(guī)劃實踐，通過政府部門和地方團體的合作，對在建成區(qū)內(nèi)和建成區(qū)外，以及公有和私有土地上的所有樹木進行規(guī)劃和管理（表1）。

普遍的方法和程序是先對現(xiàn)有樹木的進行詳細調(diào)查，檢定、庫存并記錄城市森林的健康和狀態(tài)，再以此為基礎確定規(guī)劃目標，提出完成目標的策略。

國外的城市森林規(guī)劃都有比較注重現(xiàn)狀樹木調(diào)查，不僅關注數(shù)量指標，而且還關注質(zhì)量問題，注重公眾參與以及政府、公共機構、非利益團體、私有機構之間的協(xié)作。不同國家規(guī)劃的側重點不同。美國的城市森林規(guī)劃如西雅圖、波特蘭比較片中城市建成區(qū)的樹木管理和維護，對公園和行道樹樹木的調(diào)查非常翔實，按城市土地利用（居住，商業(yè)，工業(yè)，交通，開放空間，自然區(qū)域等）進行分類管理。歐洲的城市森林規(guī)劃如倫敦、多倫多強調(diào)社區(qū)間的協(xié)作，長期并最大化社會、環(huán)境和經(jīng)濟回報。澳大利亞的城市森林規(guī)劃如悉尼、墨爾本則較關注彈性、健康、多樣的森林，并與開放空間規(guī)劃、水敏性城市設計（WUSD）及城市集水區(qū)策略（City as a Catchment strategy， 2009）聯(lián)系。

國外應對氣候變化的城市森林規(guī)劃，關注氣候變化給樹木帶來的影響，包括生物物理特征的變化、水需求的變化和疾病蟲害等。普遍的氣候響應框架為：合作——脆弱性評估——森林適應性資源——示范項目。

2.2 國內(nèi)城市森林規(guī)劃實踐

國內(nèi)于20世紀80年代后期引進國外的城市森林概念，并在90年代后期得到廣泛認同和傳播，對城市森林的功能、生態(tài)服務價值、作用機理和評價方法等展開研究[22]。大部分研究在城市森林景觀格局特征，生態(tài)服務功能與生態(tài)效益，綠量研究，森林植被類型和植被群落結構的碳匯能力、蓄水能力、碳儲存量估算等方面。

在21世紀初期進入城市森林建設的規(guī)劃與實踐階段，上海、北京、廣州、成都、重慶等城市相繼開展了城市森林規(guī)劃和建設。2004年啟動了“國家森林城市”的評定程序，依托每年舉辦的“中國城市森林論壇”來授予“國家森林城市” [4]。國內(nèi)城市森林規(guī)劃的普遍流程也是從現(xiàn)狀調(diào)查開始，制定規(guī)劃目標、指標、范圍和期限，結構規(guī)劃和總體布局，分類規(guī)劃，確定重點建設項目，制定實施政策與管理等，但注重指標、口號和形象工程，建設成本大，在規(guī)劃目標、范圍、內(nèi)容等方面尚未達成共識，編制方法各異。

3 應對氣候變化的城市森林規(guī)劃的思路探討

3.1 國內(nèi)既有城市森林規(guī)劃不足以應對氣候變化

雖然國內(nèi)城市森林規(guī)劃已經(jīng)如火如荼進行了十多年，編制方法和指標體系已相對完善，但筆者認為既有規(guī)劃思路仍然不足以應對氣候變化，難以緩解氣候變化給城市帶來的不利影響，最大化發(fā)揮其綜合的生態(tài)社會經(jīng)濟效益。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）在前期基礎資料搜集和樹木調(diào)查階段未足夠重視對當?shù)貧夂蚯闆r的認識，包括溫度、降水量、日照、風力風向、空氣濕度及極端天氣等，也未對城市碳排放清單進行搜集和估算。因此難以確定適宜的規(guī)劃目標、策略及措施。

（2）未重視把環(huán)境單元特別是不同尺度的流域單元或城市間成區(qū)內(nèi)部的集水單元作為城市森林空間組織的基本單位。人工劃定或依托各級行政邊界的管理單元與環(huán)境單元錯位，使得森林內(nèi)在生態(tài)系統(tǒng)割裂，自然生態(tài)過程被破壞和阻隔。

（3）重指標輕服務，盲目追求規(guī)范指標，缺少對使用需求及社會經(jīng)濟導向的考慮，難以適應氣候變化影響（高溫、干旱、內(nèi)澇、水短缺、污染等）下城市棲息者的多樣性和包容性使用需求與生態(tài)、社會與經(jīng)濟的綜合公共效益。

（4）未分析和評估城市森林生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在適宜性，規(guī)劃流于形態(tài)和形式，難以實現(xiàn)城市森林空間結構布局與功能的高度耦合，主觀圈畫綠地和盲目造林，忽視內(nèi)在功能性低碳生態(tài)環(huán)節(jié)，使得建設與維護成本高昂。

（5）城市森林空間涵蓋土地寬泛，分屬城市建設、國土、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、園林、交通等不同管理系統(tǒng)，各部門職責分散，管理意圖各異，導致城市森林內(nèi)在生態(tài)系統(tǒng)被眾多部門人為分割管理。

3.2 應對氣候變化的城市森林規(guī)劃思路

3.2.1 規(guī)劃內(nèi)涵與模式

應對氣候變化的城市森林規(guī)劃是以低碳生態(tài)城市、城市碳氧平衡、適應性規(guī)劃、流域規(guī)劃與管理、森林景觀恢復等理論為依據(jù)，以氣候變化影響為主要切入點，在充分調(diào)查城市碳排放狀況、氣候環(huán)境要素以及現(xiàn)狀林木情況的基礎上，對城市森林的總體數(shù)量、功能結構、空間布局與形態(tài)、植被群落等方面進行綜合的減緩和適應性規(guī)劃。應對氣候變化的城市森林規(guī)劃應依托自然生態(tài)過程（特別是流域生態(tài)過程），與城市基礎設施相結合，能夠滿足城市棲息者（人和動物）適應不同氣候環(huán)境要素的多樣性和包容性需求，并在減少資源消耗的同時盡可能減小人工建設帶來的環(huán)境負荷，讓自然做工，規(guī)劃建設低成本投入和低碳過程維護。從現(xiàn)狀調(diào)查與分析、確立規(guī)劃目標、制定規(guī)劃方案、方案比較與選擇、管控與實施等方面形成對應氣候環(huán)境要素的減緩和適應性規(guī)劃模式（圖1）。

應對氣候變化的城市森林規(guī)劃模式，有以下幾方面重點：

（1）多目標復合：城市森林以生態(tài)目標優(yōu)先，保護森林流域過程和植被群落，保護生物多樣性，同時兼顧社會、經(jīng)濟和安全目標，綜合效益目標與氣候適應子目標相結合。（2）多尺度結合：城市森林的概念經(jīng)過發(fā)展涉及尺度跨度較大，從市域、城市規(guī)劃區(qū)、中心城區(qū)到建設區(qū)應把握各個尺度的規(guī)劃架構和規(guī)劃重點，以及上下相鄰尺度之間的關系。（3）建設區(qū)與非建設區(qū)全覆蓋：城市外圍的非建設區(qū)的綠色森林空間與城市內(nèi)部建設區(qū)進行功能整合，促進城市生態(tài)系統(tǒng)的“新城代謝”，保障城鄉(xiāng)區(qū)域碳循環(huán)、水循環(huán)、能量循環(huán)、物質(zhì)循環(huán)等自然過程。（4）環(huán)境單元與規(guī)劃單元耦合：環(huán)境單元特別是流域單元是保證森林內(nèi)在自然生態(tài)過程連續(xù)的基本單位，規(guī)劃單元邊界的劃定需盡量包含環(huán)境單元，維護其完整性。（5）多功能承載：與灰色基礎設施結合，提供城市通風、排水、調(diào)溫、增濕、遮陽、防災、動物棲息、游憩、交通等多功能需求，作為綠色基礎設施提升城市環(huán)境質(zhì)量與舒適度。（6）動態(tài)適應性：通過景觀自組織性和恢復性設計增強城市森林的適應性，承載氣候變化的壓力，保障城市森林建設、運行、維護的全過程低碳節(jié)約。

3.2.2 規(guī)劃策略和空間布局

應對氣候變化的城市森林規(guī)劃策略需圍繞四個方面的內(nèi)容展開：生物多樣性、水、碳儲存、文化與教育（表2）。生物多樣性越小，森林受氣候變化的影響就越大。增加生物多樣性能增加更適應未來氣候樹木的可能性，維持地方生態(tài)系統(tǒng)功能。水的策略包括水資源需求、水環(huán)境生態(tài)，水安全，適應氣候變化影響下用水量和水資源變化，保護森林流域生態(tài)過程，促進植被恢復，加強建設區(qū)的雨洪滲透、過濾和儲存。碳儲存是城市森林減緩氣候變化的直接貢獻，阻止森林碳流失到大氣中，在增加區(qū)域內(nèi)總碳儲量的同時還需注意高大喬木的種植和維護，提升碳密度。文化和教育是城市森林應對氣候變化的間接貢獻，但卻非常重要，通過森林文化的認同和環(huán)境教育，能引導低碳生態(tài)的出行方式、游憩活動及其它生活方式，進而減少碳排放，也是社會經(jīng)濟目標之一。

在規(guī)劃目標和策略引導下進行城市森林空間布局，重點在以下四個方面：

（1）城鄉(xiāng)生態(tài)空間一體化區(qū)域，布置生態(tài)踏腳石恢復碎片化森林景觀，人工基礎設施廊道和自然藍綠廊道相結合，通過水系林網(wǎng)、道路林網(wǎng)、農(nóng)田林網(wǎng)等復合林網(wǎng)構筑城鄉(xiāng)整體森林景觀生態(tài)網(wǎng)絡。

（2）根據(jù)城市森林與氣候要素的城鄉(xiāng)梯度特征，從郊區(qū)、邊緣區(qū)到建設區(qū)，對應減緩和適應氣候變化的四大策略（生物多樣性、水、碳儲存、文化與教育），對不同功能類型的城市森林進行分類空間規(guī)劃和布局（表3）。

（3）加強城市邊緣區(qū)的森林補給與生態(tài)維育，城市邊緣區(qū)作為城市“生態(tài)呼吸”的咽喉區(qū)能方便流入和合理消化輸出健康的自然物質(zhì)流，利用自然能減少城市綜合耗能，將郊區(qū)潔凈空氣導入城市，同時也是環(huán)境敏感區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū)，需注重關鍵銜接節(jié)點的生態(tài)維護。

（4）在城市建設區(qū)內(nèi)，選擇適宜性用地，利用本土植被發(fā)展喬灌草垂直植被群落結構，爭取結構上空間上效益最大化。發(fā)展低沖擊綠地建設模式，布置吸水、凈水、儲水的生態(tài)基礎設施，包括雨水花園、街邊沼洼池、植被過濾帶、季節(jié)性濕地等。

3.2.3 管控方法

城市森林由于涵蓋廣泛，分屬城市建設、國土、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、園林、交通等不同部門管理，各部門的管理重點不同，管控難度較大，需分級控制、分類引導和分步實施。管控內(nèi)容可分為五個方面：總量控制、結構控制、功能引導、指標控制和形態(tài)控制（表4）。與城市總體規(guī)劃銜接，落實“減緩適應”導向下的人均功能需求總量，進行指標的定量控制；落實城市森林在區(qū)域尺度的“基質(zhì)-斑塊-廊道”結構，進行定形的結構控制，再在細分的環(huán)境單元或城市片區(qū)上進行功能引導。與城市控制性詳細規(guī)劃銜接，落實“減緩適應”相適應的指標體系，如多樣性指數(shù)、郁閉度、樹冠覆蓋率、農(nóng)田林網(wǎng)密度等；落實社區(qū)、街區(qū)尺度上城市森林的形態(tài)控制。

4 結語

城市森林作為城市的綠色基礎設施能夠有效應對全球氣候變化及其不利影響，作用體現(xiàn)在減緩和適應兩個方面。應對氣候變化的城市森林規(guī)劃應依托自然生態(tài)過程，能夠滿足城市棲息者適應不同氣候環(huán)境要素的多樣性和包容性需求，并在減少資源消耗的同時盡可能減小人工建設帶來的環(huán)境負荷，規(guī)劃建設低成本投入和低碳過程維護。調(diào)整既有規(guī)劃思路，建立減緩和適應導向的城市森林規(guī)劃模式，圍繞生物多樣、水、碳儲存、文化教育這四個重點方面展開策略引導、空間布局，并進行總量、結構、功能、指標、形態(tài)的管控，將有助于緩解氣候變化帶來的諸多問題。

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責任編輯：張吉明