9月10日上午，在河北衡水舉行的濕地園林與濱水城市高端學(xué)術(shù)交流上，東北林業(yè)大學(xué)森林植物生態(tài)學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗室副主任王文杰教授發(fā)表題為《基于哈爾濱市城市森林研究結果看生態(tài)城市建設》的演講，以哈爾濱城市森林研究為例，闡述城市森林在生態(tài)城市建設中的作用，呼吁城市建設應該更加關(guān)注森林與樹(shù)木的作用！

　　以下為演講實(shí)錄：

▲東北林業(yè)大學(xué)教授王文杰演講

　　非常感謝組委會(huì )能給我這次機會(huì )來(lái)到衡水給大家匯報一下我的一些研究結果，這兩天聽(tīng)了不少大家的講座，學(xué)了很多，下面對基于哈爾濱城市森林研究的結果，給大家匯報如下。

　　哈爾濱的地理位置是在北緯45度，是我國最北部的省會(huì )城市，以夏季比較涼爽，冬季比較寒冷著(zhù)稱(chēng)，是避暑和冰雪運動(dòng)的好地方。哈爾濱有一個(gè)特色，有一條河穿城而過(guò)，是國內最大的黑龍江支流，叫松花江。哈爾濱有萬(wàn)頃濕地的稱(chēng)號，因此在濕地濱水城市方面和今天的主題有一定的契合度。

▲哈爾濱的地理位置

　　我們對哈爾濱城市森林的研究主要概括在以下幾方面。

　　第一，城市生物多樣性的維持功能。我們主要關(guān)注的是樹(shù)木和鳥(niǎo)類(lèi)。

　　一般來(lái)講，城市化導致生物多樣性的降低，這是大家普遍認為的規律。我們對哈爾濱城區周?chē)霓r場(chǎng)、林場(chǎng)，以及黑龍江省，或者說(shuō)東北地區的天然保護區進(jìn)行了詳細的調查。我們研究發(fā)現，哈爾濱市區共有木本植物33科、60屬、131種，種類(lèi)數目遠遠高于周?chē)牧謭?chǎng)、農田保護林，甚至高于周邊的國家級自然保護區：國家級自然保護區有26科、58屬、172種。顯示出我國在城市化過(guò)程中，特別是城鎮綠化、平原綠化過(guò)程中形成了這樣一個(gè)事實(shí)：城市化提高了樹(shù)木種類(lèi)多樣性，對保護植物種類(lèi)來(lái)看，具有很好的多樣性維持功能。

▲哈爾濱市樹(shù)木種類(lèi)組成與周邊林場(chǎng)、農區和天然保護區木本植物比較

　　有沒(méi)有問(wèn)題呢？我們把種類(lèi)進(jìn)行了區分，包括它的外來(lái)種和本地種，明顯的看出來(lái)，在樹(shù)木多樣性提升過(guò)程中，外來(lái)種有很大的比例，提高的非常明顯，這就為我們未來(lái)的城市樹(shù)種選擇方面提供了一個(gè)提示：外來(lái)種選擇方面應該避免入侵、有害性樹(shù)種的選擇。

　　在城市范圍內，中等干擾導致外來(lái)種密度增加：比如說(shuō)從城市歷史的角度，從城市環(huán)路的角度，1907-2014年形成的區域、二環(huán)到四環(huán)區域具有最高的外來(lái)種的密度。在外來(lái)有害植物控制方面，這些地區應該是重點(diǎn)監控區域。

▲哈爾濱市不同的城市化尺度下本地種和外來(lái)種的數量

　　以上是我們利用空間代替時(shí)間的方法進(jìn)行研究的結果。同時(shí)我們也對長(cháng)期歷史數據進(jìn)行了統計。從1955年、1980年、2014年來(lái)看，同樣發(fā)現了了城市在樹(shù)木種類(lèi)多樣性維持方面具有非常大的作用。在科的水平上：60年的城市發(fā)展，使得樹(shù)木由 24科增加到了33科，在屬的水平由52屬增加到了69屬。上述結果說(shuō)明，通過(guò)不同的方法確認了一個(gè)事實(shí)，就是我國這種典型城市的城市化過(guò)程對于樹(shù)木多樣性具有很好的維持功能，但是外來(lái)種類(lèi)增加是一個(gè)需要警惕的問(wèn)題。

▲1955-1980—2014年樹(shù)木種類(lèi)的變化

　　樹(shù)木種類(lèi)的增加，也顯著(zhù)影響了鳥(niǎo)類(lèi)多樣性特征。1980年和2010年代對比，哈爾濱鳥(niǎo)類(lèi)從154種增加到了171種，包括夏鳥(niǎo)、候鳥(niǎo)、留鳥(niǎo)、冬鳥(niǎo)，都有非常明顯的增加的趨勢。
增加的主要原因是什么？我們認為有兩個(gè)原因，鳥(niǎo)類(lèi)變化與城市森林的變化緊密相關(guān)，鳥(niǎo)巢是一個(gè)很重要的考慮因素。比方說(shuō)我們發(fā)現林棲鳥(niǎo)、樹(shù)棲鳥(niǎo)從47種增加到58種。為鳥(niǎo)類(lèi)提供的食物也是重要因素，一些食昆蟲(chóng)的鳥(niǎo)、雜食性鳥(niǎo)、植食鳥(niǎo)增加的很多，但是食肉類(lèi)的鳥(niǎo)有明顯的下降。

▲增加的鳥(niǎo)類(lèi)

▲樹(shù)木增加鳥(niǎo)類(lèi)漿果類(lèi)食物

　　我們在造林和樹(shù)種選擇方面可能有很長(cháng)遠的后續效應，對鳥(niǎo)類(lèi)和其它的生物有非常明顯的作用。我們在城市景觀(guān)規劃設計過(guò)程中，應該多多考慮這些因素，我們到底要做什么，目的要明確一些。比如說(shuō)火炬樹(shù)、毛櫻桃、榆葉梅、桑樹(shù)、梓樹(shù)都是造林綠化用得比較多的樹(shù)種，都可為鳥(niǎo)類(lèi)提供豐富的食物。
第二，城市植被的碳匯功能，這方面的研究我們使用了遙感的方法。從1985年到2014年，五個(gè)時(shí)期的遙感影像，我們對植被類(lèi)型的變化進(jìn)行了比較精確的劃分，發(fā)現2007年是一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，2007年之后城市森林增加的數量開(kāi)始有所減緩，濕地開(kāi)始恢復和增加。我們確定了整個(gè)城市的碳匯功能，植被碳匯功能大概是20萬(wàn)噸，20cm土壤碳儲量在13.5萬(wàn)噸，從統計學(xué)角度確認了城市化能夠增加土壤的碳匯功能，并確定了其增加的速率。這一增加的原因在于有機碳的周轉時(shí)間變慢了，溫度敏感性下降，也就是相同土壤溫度的提升，與自然生態(tài)系統相比，城市內的土壤有機碳分解量在下降。未來(lái)應該在城市生態(tài)服務(wù)功能方面進(jìn)行比較系統的考慮這一點(diǎn)。目前來(lái)看，已有研究文獻并沒(méi)有在這方面進(jìn)行考慮。

▲基于城市建成時(shí)間梯度量化城市化對生物量碳匯及土壤碳匯的影響

　　第三，微氣候調節功能方面。

　　我們考慮的是遮蔭效應、增濕效應和降溫效應。降溫效應同時(shí)考慮了土壤和空氣降溫，垂直方面的降溫和水平方向的降溫。垂直降溫，也就是冠層和冠層下面。我們認為這個(gè)更重要，特別是在城市化過(guò)程中，我們怎么使這些高樓更節能，能夠為我們更好的服務(wù)，能耗非常關(guān)鍵，我們對它也進(jìn)行了研究。土壤降溫，因為土壤是所有植被的基礎，我們也做了一些。我們的研究結果是不同林型在降溫、增濕的效果不一樣。我們對哈爾濱市進(jìn)行了統計分析，確定了微氣候調節的大小。這種方法有助于衡水市的建設，建設過(guò)程中也需要對效果進(jìn)行科學(xué)的評價(jià)。

▲不同林型的遮蔭、降溫、增濕效果

　　我們開(kāi)發(fā)出了一種方法，來(lái)確定這些微氣候調節功能到底受誰(shuí)控制，都是森林的貢獻，還是城市化水平，還是受外界環(huán)境條件的影響，比如說(shuō)外界氣候因素的影響。這種統計分析方法表明，林分特征和街谷特征幾乎是相當的，甚至街谷特征可能貢獻更大一些，這種方法也有助于科學(xué)的區分其作用。

　　第四，城市森林樹(shù)種合理搭配與提升

　　我們有一個(gè)基本的經(jīng)驗法則，叫10、20、30法則，代表了科、屬、種的相對多度。在城市森林中保證穩定、健康的生態(tài)系統，一個(gè)種的數量不能超過(guò)所有的城市樹(shù)木總數量的10%，一個(gè)屬要不超過(guò)20%，一個(gè)科不能超過(guò)30%。這種情況下才能保證城市森林，或者說(shuō)成是植被生態(tài)系統更加健康，更加穩定。

　　我們對哈爾濱市進(jìn)行了調查，也和以往進(jìn)行了比較，陳俊瑜教授在1980年對哈爾濱市進(jìn)行了調查，我們是2014年對哈爾濱市進(jìn)行了調查，種的水平基本上還可以，屬和科的水平由于近幾年大量的造林導致其非常的不合理，一個(gè)是37%，一個(gè)是45%，因此在未來(lái)城市森林構建的過(guò)程中，我們需要根據不同的城市化區域、不同的環(huán)路、不同的林型進(jìn)行相應的數量控制：我們在造林過(guò)程中需要考慮哪些因素，哪些樹(shù)種別造了，哪些樹(shù)種要進(jìn)行相應的增加。

　　樹(shù)木和草本不太一樣，樹(shù)木對于城市生態(tài)的功能往往需要很長(cháng)時(shí)間才能夠反映出來(lái)，我們前輩在哈爾濱實(shí)驗林場(chǎng)，在哈爾濱市區植物園，在50、60年代造了很多種林子，我們基于30年以上的造林結果進(jìn)行長(cháng)期的實(shí)驗，確定了13個(gè)樹(shù)種，在維持土壤理化性質(zhì)、土壤肥力、碳匯系統功能方面進(jìn)行了排序分析，找到了哪些樹(shù)種可能更適于造林，特別是哈爾濱市這個(gè)地方。我們進(jìn)行了統計學(xué)的敏感性檢驗，如果增加這個(gè)樹(shù)種5%的比例，是整體生態(tài)功能提升了，還是下降了。我們找出來(lái)了，不適宜的樹(shù)種就是楊樹(shù)，楊樹(shù)使整體土壤肥力、土壤理化性質(zhì)惡化比較嚴重。我們需要強調的是榆樹(shù)、云杉這樣的本地樹(shù)種。   

　　第五，基本的研究結論

　　一是城市森林的碳匯功能。這個(gè)要怎么考慮？特別是在城市化過(guò)程中怎么考慮，需要科學(xué)的、長(cháng)期的考慮。

　　二是生物多樣性維持功能。與以往大多數的考慮可能不是很一樣，我們發(fā)現城市具有生物多樣性維持中心的功能。這里面也有需要注意的地方，也就是外來(lái)種，特別是一些入侵種需要控制。樹(shù)木多樣性影響了生物多樣性的效應，比如說(shuō)鳥(niǎo)類(lèi)。北京的研究得出的結果是，綠化導致鳥(niǎo)類(lèi)在增加，森林結構的合理性也有了提升。

　　三是微氣候調節功能。 城市森林在遮蔭、降溫和增濕方面都具有很大的調控功能，這是節能城市建設的基礎。城市樹(shù)種組成與街谷特征對于樹(shù)木這些微氣候調節功能具有重要作用，應該在適宜的街谷栽植合適的樹(shù)種、配置合理的結構。 

　　四是城市森林結構合理性與提升。我們進(jìn)行了定量的評價(jià)，對未來(lái)樹(shù)種的選擇進(jìn)行了分析。相關(guān)研究結果發(fā)表了一些文章，發(fā)表在本領(lǐng)域比較知名的期刊。

　　第六，基于這些研究結論，講一下城市森林在生態(tài)城市建設中的作用。

　　最近在貴陽(yáng)召開(kāi)了生態(tài)峰會(huì )，提出了要建6個(gè)國家級森林城市群，200個(gè)國家級森林城市，這是到2020年的目標，現在已經(jīng)有165個(gè)了，到2025年要增加到300個(gè)。我認為在生態(tài)城市建設中樹(shù)木大有可為，因為樹(shù)木意味著(zhù)更高效的空間應用，意味更低的投入，意味長(cháng)久的生態(tài)學(xué)效益的產(chǎn)出。

　　需要注意的問(wèn)題：

　　一是我們在哪兒造林?，F在普遍來(lái)講有見(jiàn)縫插針的說(shuō)法，在城市綠化過(guò)程中怎么辦？我們沒(méi)有空間了，人類(lèi)占的空間太大了，見(jiàn)縫插針是一個(gè)原則。特別是衡水，每年幾萬(wàn)畝森林的建設任務(wù)，需要提前做好規劃，到底建在什么地方，到底怎么建。

　　二是栽哪些樹(shù)。前期研究結果發(fā)現，一個(gè)是外來(lái)樹(shù)種，第二個(gè)是樹(shù)種的合理性，因為你造的林往往是百年的尺度，樹(shù)種不正確的選擇，可能就會(huì )導致未來(lái)很大的不確定性。這里有一些基本生態(tài)學(xué)法則，比如說(shuō)10%、20%、30%的經(jīng)驗法則，對于科學(xué)穩定的城市森林生態(tài)系統構建相當關(guān)鍵。

　　三是要有預見(jiàn)性。我們提出了不同的研究方法，提出了城市化對它的影響，因為我們正處在快速城市化的過(guò)程中，我們應該建設一個(gè)適應未來(lái)生態(tài)服務(wù)、功能穩定性的城市生態(tài)系統。樹(shù)木起到了非常關(guān)鍵的作用，需要一些好的模型，需要一些好的方法進(jìn)行預測。

　　下面談一個(gè)案例。有幸參加了首屆國際森林城市大會(huì )，對于深圳市進(jìn)行了比較好的了解，我認為深圳是比較好的案例。全市的城市公園500米服務(wù)半徑，覆蓋區域達到65%，1000米達到91.56%，節假日自然公園，5公里、10公里分別覆蓋率是80%—99%。我們的城市植被生態(tài)系統建設到這個(gè)水平的話(huà)，我們就已經(jīng)成功了，可以說(shuō)做到真正的為老百姓謀福。

　　最后以一句經(jīng)常我們說(shuō)的標語(yǔ)結束我的講座。要想富，多修路！要想升，多栽樹(shù)！在此預祝各位領(lǐng)導、各位企業(yè)家未來(lái)更富有，更高升，多多關(guān)注城市樹(shù)木。謝謝大家！

　　王文杰：東北林業(yè)大學(xué)森林植物生態(tài)學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗室副主任，中科院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所城市森林與濕地學(xué)科組組長(cháng)，百人計劃教授，龍江學(xué)者教授，中國生態(tài)學(xué)會(huì )理事，黑龍江省生態(tài)學(xué)會(huì )副理事長(cháng)兼秘書(shū)長(cháng)。