全 文 ：城市绿色空间生态服务功能研究进展 3
李　锋　王如松 3 3
(中国科学院生态环境研究中心 ,北京 100085)
【摘要】　阐述了城市绿色空间和生态服务功能的概念和内涵 ,对国内外城市绿色空间生态服务功能的研
究进展进行了综述. 国外研究主要集中在绿色空间改善城市环境质量、维持生物多样性、提供休闲娱乐和
生态系统管理等方面 ;国内主要集中在绿色空间结构与功能、城市绿量与绿当量、评价指标体系、服务价值
评估及 CITYgreen 模型应用等方面. 城市绿色空间也有负面效应 ,如释放有害物质等. 最后提出了城市绿
色空间服务功能研究的不足与展望.
关键词 　城市 　绿色空间 　生态服务功能 　绿当量 　环境
文章编号 　1001 - 9332 (2004) 03 - 0527 - 05 　中图分类号 　S73 ,X2 　文献标识码 　A
Research advance in ecosystem service of urban green space. L I Feng , WAN G Rusong ( Research Center f or
Eco2Envi ronmental Science , Chinese Academy of Sciences , Beijing 100085 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,
2004 ,15 (3) :527～531.
In this paper ,the concept and connotation of urban green space and ecosystem service were expatiated ,and the
research advance in ecosystem service of urban green space was reviewed. The studies of ecosystem service of ur2
ban green space in overseas were focused on improving the quality of urban environment ,maintaining biodiversi2
ty ,providing amenity values ,and ecosystem management ;while in China ,they were focused on the structure and
function of urban green space ,green quantity and quality ,green equivalent ,indicator system evaluation ,value as2
sessment ,and application of CITYgreen model. The shortages and prospects of the researches on ecosystem ser2
vice of urban green space were put forward.
Key words 　City , Green space , Ecosystem services , Green equivalent , Environment .
3 国家自然科学基金重点资助项目 (39930040) .3 3 通讯联系人.
2003 - 03 - 11 收稿 ,2003 - 10 - 06 接受.
1 　引 　　言
城市是一类以人类活动为中心的社会2经济2自然复合
生态系统[33 ,45 ] . 城市绿色空间是城市复合生态系统的重要
组成部分 ,具有显著的生态服务功能. 生态服务功能是当前
城市生态系统研究的热点之一 [46 ] . 城市的扩展蔓延和强烈
的人类活动明显影响着生态系统的服务功能 ,导致城市自然
生态系统的服务功能不断降低 [42 ] . 随着城市化进程的加速
和城市环境问题的加剧 ,人们越来越认识到绿色空间生态服
务功能的重要性. 许多国家已将城市绿化制定为城市可持续
发展战略的一个重要内容 [16 ,19 ,48 ] . 本文阐述了城市绿色空
间和生态服务功能的概念和内涵 ,对国内外城市绿色空间生
态服务功能的研究进展进行了综述.
2 　城市绿色空间及生态服务功能的概念与内涵
211 　城市绿色空间的概念
不同国家对绿色空间 (green space) 有不同的定义和理
解 ,在西方的城市规划中一般指开敞空间 (open space) . 美国
将开敞空间定义为“城市内一些保持着自然景观的地域 ,或
者自然景观得到恢复的地域”[6 ] . 英国、日本、波兰等国对开
敞空间定义[6 ]虽有所不同 ,但都强调了开敞空间的自然属性
和公益性. 我国建国以来一直沿用原苏联的绿地概念 ,根据
我国建设部 1991 年印发的《城市用地分类与规划建设用地
标准》以及 1993 年印发的《城市绿化规划建设指标》的规定 ,
城市绿地是指城市的公共绿地、居住区绿地、单位附属绿地、
防护绿地、生产绿地以及风景林地六大类型. 我国传统的绿
地概念实际上是狭义的绿色空间.
随着人们对绿色空间生态服务功能认识的不断深化 ,城
市绿色空间的概念也在发展变化. 城市绿色空间是由园林绿
地、城市森林、立体空间绿化、都市农田和水域湿地等构成的
绿色网络系统. 绿是生命之道 ,城市之魂. 城市绿色空间不只
是一种花香鸟语、绿茵林茂的形态绿 ,而且是一种乔木、灌
木、草本植物合理布局 ,结构、功能、过程和谐的系统绿 ,是一
种技术、体制、行为配套 ,竞争、共生、自生功能完善的机制
绿[27 ] .
212 　绿色空间生态服务功能的概念和内涵
生态服务功能也可称为生态系统服务 (ecosystem ser2
vice) . 其定义有很多 [4 ,10 ,50 ] ,其中 Daily[9 ]和 Costanza 等[8 ]的
定义比较有代表性. Daily 的定义是“生态系统服务是指通过
自然生态系统和其中的物种为维持人类生活而提供的一系
列的条件和过程”. Costanza 等的定义为“生态系统服务是人
类直接或间接地从生态系统功能得到的效益”. Daily[9 ]将生
态系统服务功能归纳为 15 类 ,Costanza 等[8 ]将其归纳为 17
应 用 生 态 学 报 　2004 年 3 月 　第 15 卷 　第 3 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Mar. 2004 ,15 (3)∶527～531
类 ,Norberg[36 ] 按照生态学标准把生态系统服务分为三大
类 :种群维持功能、对外来物质过滤的生态系统功能、以及生
物单元通过选择过程创造组织的功能.
城市绿色空间的生态服务功能是指绿地系统为维持城
市人类活动和居民身心健康提供物态和心态产品、环境资源
和生态公益的能力. 它在一定的时空范围内为人类社会提供
的产出构成生态服务功效 ,主要包括 : ①净化环境 :净化空
气、水体、土壤、吸收 CO2 生产 O2 、杀死细菌、阻滞尘土、降低
噪声等 ; ②调节小气候 :调节空气的温度和湿度 ,改变风速风
向 ; ③涵养水源 :雨水渗透、保持水土等 ; ④土壤活化和养分
循环 ; ⑤维持生物多样性 ; ⑥景观功能 :组织城市的空间格
局 ; ⑦休闲、文化和教育功能 ; ⑧社会功能 :维护人们的身心
健康 ,加强人们的沟通 ,稳定人际关系 ; ⑨防护和减灾功能 :
抵御大风、地震等自然灾害 [27 ] . 城市绿色空间生态服务功能
的强弱取决于绿地的数量、组成结构、镶嵌格局、分布特征、
与周边人工景观的联系以及管理水平等 [27 ,28 ] .
3 　国外城市绿色空间生态服务功能研究进展
311 　改善城市环境质量
城市绿色空间对城市环境质量有显著的改善作用 ,从而
提高城市居民的健康和生活质量. 城市绿色空间可以吸收
CO2 生产 O2 [24 ] 、净化空气和水、调节小气候 [3 ] 、涵养水源和
保持水土[22 ] 、降低噪音[12 ]等. Avissar[1 ]研究表明 ,植被能显
著地影响城市区域的风、温度、湿度和降水 ,在城市规划中如
果规划适当 ,绿色空间可以抵消城市发展中人类活动产生的
负效应. Gomez 等[13 ]研究表明 ,城市绿色空间具有生物气候
效应 ,从而提高城市中人类居住的舒适度 ;Bolund 等 [3 ]把城
市自然生态系统划分为行道树、草坪/ 公园、城市森林、耕地、
湿地、溪流、湖泊/ 海洋 7 类 ,并从空气净化、小气候调节、噪
音降低、雨水渗透、废水处理、休闲/ 文化价值 6 个方面对其
生态服务功能进行了研究. 目前许多国家已经认识到都市农
业作为一种城市绿色空间具有多功能的属性 ,可以保护环境
和景观 ,并具有社会经济功能 [32 ] .
312 　维持生物多样性
城市绿色空间是维持和保护生物多样性的重要场所 ,特
别对鸟类更是如此. Savard[39 ]研究表明 ,城市生态系统中生
物多样性的提高对城市居民生活质量有正面的影响 ,并提出
提高鸟类生物多样性的规划、设计和管理方案 ; Mortberg
等[35 ]通过对瑞典首都斯德哥尔摩不同生境鸟类的调查 ,证
明绿色空间廊道是生物多样性的重要场所 ;Lofvenhaft 等 [31 ]
提出在城市区域要重视生物区系模式 ,并发展了一个在空间
规划中整合生物多样性的概念模型 ,该方法在瑞典首都斯德
哥尔摩的总体规划中已经成功应用.
313 　提供休闲娱乐
国外非常注重城市绿色空间特别是城市森林的休闲娱
乐价值. Erkip [11 ]对土耳其首都安卡拉的公园及其休闲服务
功能以及用户特点进行了研究和评价 ,指出附近公园和娱乐
设施的使用由个人收入水平和离公园的距离所决定. Tyr2
vainen[40 ,41 ]以芬兰东部 Joensuu 城镇为例 ,运用享乐价格法
( HPM)和条件价值法 (CVM)通过调查研究了城市森林的休
闲价值 ,结果表明城市森林可以提高环境质量和房地产的价
值.因为城市森林的大部分效益是非消费使用价值 ,没有市
场价格 ,所以用 HPM 和 CVM 可以很好地评价城市森林的
服务功能 ,为城市绿色空间的保护和土地利用等提供决策依
据.
314 　生态系统管理
应用生态学原理进行生态系统管理是城市绿色空间规
划和建设成功的重要手段. 国外特别是美国非常重视生态系
统管理. Kennedy 等[25 ]研究了美国的森林服务功能为了适
应社会经济发展的需要如何从工业阶段 (1900～1969 年) 向
后工业阶段 (1970 年至今) 转变 ,并指出美国的森林服务功
能正进入生态系统管理阶段 ;Mehta[34 ]提出应该运用合理的
价格和成本恢复向市民收取一定的费用来资助城市的服务
功能 ,并以印度 4 个城市为例进行了研究. 此外 ,绿色空间生
态系统管理还涉及土壤和单株树木等方面 [20 ,21 ] .
315 　绿色空间的负面效应
Benjamin 等[2 ]研究表明 ,许多种植物可以释放单萜等光
化学反应物质 ,大规模种植会对环境造成污染 ,目前有 124
种树木被测定为释放这种物质. Benjamin 等[2 ]应用分类学方
法 ,对加利福尼亚一个地区的 316 个树种按释放单萜等光化
学反应物质做了测算和分类 ,结果表明有 115 种 (36 %) 属于
低排放量树种 ,为绿化树种选择提供依据. 另外 ,有些树种释
放在空气中的花粉对一些人能造成过敏反应.
4 　国内城市绿色空间生态服务功能研究进展
国内关于城市绿色空间生态服务功能的研究主要集中
在绿色空间结构与功能、城市绿量与绿当量、评价指标体系、
服务价值评估及 CITYgreen 模型应用等方面. 2002 年 9 月 ,
在上海召开了城市森林与生态城市国际学术研讨会. 上海市
首先开展了现代城市森林的发展研究和规划建设 ,按照“林
网化、水网化”的规划理念 ,提出了“三网、一区、多核”的城市
森林生态系统结构布局 [38 ] ;2002 年 12 月 ,何兴元等主编的
《城市森林生态研究进展》出版 ;2003 年 3 月和 6 月 ,彭镇华
著的《现代城市森林发展》和《中国城市森林》相继出版. 这些
推动了我国城市森林生态学及服务功能的研究和发展 ;2003
年 7 月 ,由中国科学院生态环境研究中心和北京市城市规划
设计研究院完成了《生态北京情景分析》的研究报告 ,其中
《北京市绿色空间发展战略》是其重要组成部分. 该报告研究
了北京市绿色空间生态服务功能的评价方法 ,并对绿色空间
服务功能与人口增长、植被最小生态需水量和生态缺水量的
关系进行了情景分析 ,为北京市空间战略规划和总体规划修
编提供了科学依据.
411 　城市绿色空间系统的结构与功能
城市绿色空间系统的生态服务功能依赖于植物个体、群
落、生态系统和景观 4 个不同尺度上的合理性 [43 ] . 柴一新
等[5 ]研究表明 ,不同树种之间的滞尘能力可相差 2～3 倍以
825 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
上. 常绿针叶树中红皮云杉 ( Picea koraiensis) 和杜松 ( J unipe2
rus rigida) ,落叶阔叶树中银中杨 ( Populus alb × berolinen2
sis) 、金银忍冬 ( L onicera m aackii ) 和山桃稠李 ( Prunus
m aackii) 都是优良的滞尘树种. 祝宁等 [53 ]对哈尔滨市绿地生
态效益的研究表明 ,灌木结构绿地遮荫效益最强 ,乔灌结构
绿地在降温、增湿、固碳释氧方面表现最佳 ,相同种植结构的
片状绿地的生态效益大于带状绿地 ,复层结构的生态效益大
于单层结构 ;陈自新等 [7 ]对北京园林绿地的生态效益分树种
和绿地类型进行了全面的量化研究 ,对北京 32 种常用园林
植物的叶面积建立了回归模型 ,并提出了乔、灌、草配置的适
宜比例 1∶6∶20∶29 ,即在 29 m2 的绿地上应设计 1 株乔木、6
株灌木和 20 m2 的草坪. 由乔、灌、草组成的绿地 ,其综合生
态效益为纯草坪的 5 倍. 金莹杉等 [23 ]对沈阳市城区行道树
的结构与功能进行了研究 ,结果表明乔、草 2 层结构的行道
树占 49 % ,乔木单层结构的占 38 % ,乔、灌、草 3 层结构的仅
占 13 %. 乔木和灌木比草坪有更多的生态效益 ,因此城市绿
地的种植应以乔木和灌木为主 ,同时应结合特殊地段考虑其
他要求.
城市绿色空间系统的生态服务功能与绿地的类型和空
间分布密切相关. 不同类型的绿地在维持生物多样性、改善
环境、维持群落稳定性等方面具有一定的差异[44 ] . 陈自新
等[7 ]研究表明北京不同类型的绿地其生态效益差别很大 ,公
共绿地的综合生态效益最高 ,其次分别是单位附属绿地、道
路绿地和居民绿地 ,最差的是片林 (防护隔离带) . 绿地空间
布局对生态效益也有很大影响 ,北京海淀、朝阳、丰台、石景
山 4 个区的园林植被所产生的生态效益占全市 8 个区生态
效益总量的 92 %. 何兴元等[14 ]对沈阳城区绿地生态系统景
观结构和异质性的研究结果表明 ,绿地景观斑块和和多样性
指数以街头绿地最多 ,而公园较低 ,斑块大小和景观结构很
不均匀 ,从而影响了绿地生态服务功能的充分发挥. 应增加
绿地斑块 ,均匀配置公共绿地.
412 　城市绿量及绿当量
上海市率先开展了关于城市绿量的研究. 周坚华 [52 ]提
出了“绿化三维量”的概念 ,即绿色植物茎叶所占据的空间体
积.随后她又提出了以彩红外航片和计算机模拟技术来测算
绿量的一套理论和方法 ;黄晓鸾等 [18 ]以上海和合肥为例进
行了绿量测量与分析 ,并从基本指标、绿化结构指标、游憩指
标、计划管理指标和人均指标提出了 40 项绿色量指标 ;叶文
虎等[51 ]提出了基于补偿某种单位污染物的绿当量 ( green e2
quivalent)概念 ,并以济南市为例在公共绿地配置规划中进行
了应用.他将草地对各种污染物的补偿能力定义为单位绿当
量 ,依据其他类型绿地与草地的补偿能力之比便可得到各种
类型绿地的绿当量.刘艳芳等[30 ]提出了基于森林生态功能的
绿当量概念 ,他在前人生态服务功能价值量化评估的基础上
计算了草地和农田的绿当量 ,并以最佳森林覆盖率为目标应
用绿当量对海南省琼海市的土地利用结构进行了优化调整.
413 　城市绿色空间生态服务的评价指标体系
传统的绿地指标一般用绿化覆盖率、绿地率、人均绿地、
人均公共绿地和人均公园面积来表示 ,这些指标在一定程度
上只反映了一个城市绿地面积的多少. 而实际上 ,绿地生态
服务功能的大小除了面积外 ,还与其植物种类、体量、生物
量、结构和空间分布等有很大关系 [27 ] ,因而综合、全面的绿
色空间服务功能评价指标体系还需进一步的研究和制定. 刘
滨谊等[29 ]提出了城市绿地系统规划评价指标体系 ,包括生
态功能、结构形态、经济效益、生态过程、景观评价和规划定
量化指标 6 个方面 35 个指标.
传统的指标量化方法是先将指标标准化 ,再按照权重进
行计算. 李锋等[27 ]从绿化覆盖率、人均绿地、人均公共绿地、
绿地结构、绿地均匀度和本地种优势度 6 个指标对扬州市绿
色空间生态服务功能分阶段进行了规划 ,应用多边形综合指
标法对规划结果进行了评价与预测 ,并从生态学角度提出了
绿色空间建设的生态对策. 多边形综合指标法是一种较好的
方法 ,不需要专家定权 ,只要确定了指标的参考值就可以按
公式计算. 他的优点是在计算综合指标时具有多维指标的几
何意义 (计算多边形面积及比值) ,不象加权平均法那样将多
维指标求和压缩成一维指标 [27 ,47 ] .
414 　城市绿色空间价值评估及 CITYgreen 模型应用
目前关于城市绿色空间服务功能评价的方法是定性定
量相结合 ,正从定性逐渐走向定量 [26 ] . 绿色空间生态服务功
能价值评价的方法主要有市场价值法、机会成本法、影子价
格法、替换成本法、旅行费用法、条件价值法等[15 ,50 ] ;吴勇
等[49 ]提出了绿地生态经济价值评价的计算方法 ,计算出广
州市城市绿地的经济价值为 1116 亿元.
以 RS和 GIS为主的 3S 技术为城市绿色空间的评价、
规划和管理提供了强有力的技术手段 ,一些模型如 CITY2
green 模型已经用于城市绿色空间生态效益的估算和评价.
CITYgreen 310 模型是美国 ESRI1999 年基于 Arcview GIS
312 开发的应用软件. 它由两部分组成 ,一是城市森林管理
模块 ,主要用于城市森林的编目及各种基础数据的查询检
索 ;二是生态效益分析模块 ,分析的生态效益包括 :减少暴雨
径流、大气污染物清除 ( CO、SO2 、NO2 、O3 、尘埃物质) 、CO2
的贮存与吸收、节能、提供野生动物生境. 分析模块根据防污
治污的等价效应 ,将生态效益转换成直观的经济价值.
CITYgreen 模型主要用于城市生态制图、城市森林生态效益
分析及规划管理 ,也可以对城市森林进行动态模拟与预
测[17 ,23 ,54 ] . 该模型适合于城市森林生态效益的快速评价 ,对
城市森林规划与管理起到辅助决策的作用. 但作为综合效益
评价 ,该模型没有考虑到城市森林的减噪、杀菌、休闲、文化
等方面的价值.
胡志斌等[17 ]应用 CITYgreen 310 模型对沈阳树木园城
市森林的生态效益进行了评价 ,包括净化环境、节能、水土保
持、固碳、提供野生生境 5 个方面. 结果表明沈阳树木园所有
树木每年提供生态效益的经济价值为 3216 万元 ,每年可使
地产增值 813 元·m - 2 ,平均每棵树每年可增值 21512 元 ;金
莹杉等[23 ]应用 CITYgreen 310 模型对沈阳市行道树的大气
污染的净化能力进行了评价 ;朱文泉等 [54 ]应用 CITYgreen
9253 期 　　　　　　　　　　　　　　　李 　锋等 :城市绿色空间生态服务功能研究进展 　　　　　　　　　　　
310 模型对沈阳树木园城市森林的健康及生态效益进行了
评价 ,结果表明由于人类的干扰 ,城市森林的生态效益随着
健康程度的下降而下降.
5 　结 　　语
　　国内外关于城市绿色空间生态服务功能已有大量研究 ,
但也存在一些不足. 在研究角度上 ,目前国内大多数从自然
角度或某个角度对绿色空间进行研究 ,以后应考虑社会、经
济、文化等价值加强综合研究 ;在研究尺度上 ,应从不同尺度
研究绿色空间的服务功能 ,特别在生态系统水平上弄清城市
绿色空间服务功能的演变规律和运行机制 ;在服务功能测算
方面 ,需对绿色空间系统的结构、生态过程、功能及其机理进
行长期定量的观测和研究 ;在评价指标体系方面 ,不同空间
尺度和时间尺度城市绿色空间生态服务功能全面、系统的评
价指标体系还没有建立起来 ,使绿色空间规划只停留在传统
的面积指标规划上 ;在研究层面上 ,除了研究绿色空间的正
面效益外 ,也要研究它的负面影响.
　　随着研究的深入 ,城市绿色空间的概念将进一步拓展 ,
包括的要素将趋于多元化 ,其规划、建设与管理的对象正从
土地、植物扩展到大气、水文、动物、微生物、能源、污水、废弃
物等 ,城市绿色空间与人口承载力和环境容量问题将更加紧
密结合 ;人们对绿色空间生态服务功能的认识将进一步深
化 ;现代科学新理论和新成果的应用、多学科和多领域的融
合、以及以地理信息系统和遥感为主的计算机技术、生物技
术和生态工程技术等的应用都会有力地促进城市绿色空间
生态服务功能的研究、规划和管理. 城市绿色空间生态服务
功能是一项重要的研究课题 ,包括绿色空间生态系统的结
构、布局、过程、功能、机理等 ,人类活动对服务功能的影响和
生态系统管理 ,服务功能的评价指标体系、定量和定性评估、
定位和空间转移、可持续利用、与生态安全的关系 ,以及如何
纳入绿色 GDP 核算体系为经济决策、资源管理与生态环境
保护提供决策依据等 [37 ] ,都需要进一步研究.
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作者简介 　李 　锋 ,男 ,1973 年生 ,博士生 ,主要从事城市生
态学、生态规划及生态服务功能研究 ,发表论文 8 篇. Tel :
010262849184 ,E2mail :lifengxus @yahoo. com. cn
1353 期 　　　　　　　　　　　　　　　李 　锋等 :城市绿色空间生态服务功能研究进展