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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 20 期摇 摇 2011 年 10 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
洋山港潮间带大型底栖动物群落结构及多样性 王宝强,薛俊增,庄摇 骅,等 (5865)……………………………
天津近岸海域夏季大型底栖生物群落结构变化特征 冯剑丰,王秀明,孟伟庆,等 (5875)………………………
基于景观遗传学的滇金丝猴栖息地连接度分析 薛亚东,李摇 丽,李迪强,等 (5886)……………………………
三江平原湿地鸟类丰富度的空间格局及热点地区保护 刘吉平,吕宪国 (5894)…………………………………
江苏沿海地区耕地景观生态安全格局变化与驱动机制 王摇 千,金晓斌,周寅康 (5903)………………………
广州市主城区树冠覆盖景观格局梯度 朱耀军,王摇 成,贾宝全,等 (5910)………………………………………
景观结构动态变化及其土地利用生态安全———以建三江垦区为例 林摇 佳,宋摇 戈,宋思铭 (5918)…………
基于景观安全格局的香格里拉县生态用地规划 李摇 晖,易摇 娜,姚文璟,等 (5928)……………………………
苏南典型城镇耕地景观动态变化及其影响因素 周摇 锐,胡远满,苏海龙,等 (5937)……………………………
放牧干扰下若尔盖高原沼泽湿地植被种类组成及演替模式 韩大勇,杨永兴,杨摇 杨,等 (5946)………………
放牧胁迫下若尔盖高原沼泽退化特征及其影响因子 李摇 珂,杨永兴,杨摇 杨,等 (5956)………………………
近 20 年广西钦州湾有机污染状况变化特征及生态影响 蓝文陆 (5970)…………………………………………
万仙山油松径向生长与气候因子的关系 彭剑峰,杨爱荣,田沁花 (5977)………………………………………
50 年来山东塔山植被与物种多样性的变化 高摇 远,陈玉峰,董摇 恒,等 (5984)………………………………
热岛效应对植物生长的影响以及叶片形态构成的适应性 王亚婷,范连连 (5992)………………………………
遮荫对濒危植物崖柏光合作用和叶绿素荧光参数的影响 刘建锋,杨文娟,江泽平,等 (5999)…………………
遮荫对 3 年生东北铁线莲生长特性及品质的影响 韩忠明,赵淑杰,刘翠晶,等 (6005)…………………………
云雾山铁杆蒿茎叶浸提液对封育草地四种优势植物的化感效应 王摇 辉,谢永生,杨亚利,等 (6013)…………
杭州湾滨海滩涂盐基阳离子对植物分布及多样性的影响 吴统贵,吴摇 明, 虞木奎,等 (6022)………………
藏北高寒草原针茅属植物 AM真菌的物种多样性 蔡晓布,彭岳林,杨敏娜,等 (6029)…………………………
成熟马占相思林的蒸腾耗水及年际变化 赵摇 平,邹绿柳,饶兴权,等 (6038)……………………………………
荆条叶性状对野外不同光环境的表型可塑性 杜摇 宁,张秀茹,王摇 炜,等 (6049)………………………………
短期极端干旱事件干扰后退化沙质草地群落恢复力稳定性的测度与比较 张继义,赵哈林 (6060)……………
滨海盐碱地土壤质量指标对生态改良的响应 单奇华,张建锋,阮伟建,等 (6072)………………………………
退化草地阿尔泰针茅与狼毒种群的小尺度种间空间关联 赵成章,任摇 珩 (6080)………………………………
延河流域植物群落功能性状对环境梯度的响应 龚时慧,温仲明,施摇 宇 (6088)………………………………
臭氧胁迫使两优培九倒伏风险增加———FACE研究 王云霞,王晓莹,杨连新,等 (6098)………………………
甘蔗 / /大豆间作和减量施氮对甘蔗产量、植株及土壤氮素的影响 杨文亭,李志贤,舒摇 磊,等 (6108)………
湿润持续时间对生物土壤结皮固氮活性的影响 张摇 鹏,李新荣,胡宜刚,等 (6116)……………………………
锌对两个品种茄子果实品质的效应 王小晶,王慧敏,王摇 菲,等 (6125)…………………………………………
Cd2+胁迫对银芽柳 PS域叶绿素荧光光响应曲线的影响 钱永强,周晓星,韩摇 蕾,等 (6134)…………………
紫茉莉对铅胁迫生理响应的 FTIR研究 薛生国,朱摇 锋,叶摇 晟,等 (6143)……………………………………
结缕草对重金属镉的生理响应 刘俊祥 ,孙振元,巨关升,等 (6149)……………………………………………
两种大型真菌子实体对 Cd2+的生物吸附特性 李维焕,孟摇 凯,李俊飞,等 (6157)……………………………
富营养化山仔水库沉积物微囊藻复苏的受控因子 苏玉萍,林摇 慧,钟厚璋,等 (6167)…………………………
一种新型的昆虫诱捕器及其对长足大竹象的诱捕作用 杨瑶君,刘摇 超,汪淑芳,等 (6174)……………………
光周期对梨小食心虫滞育诱导的影响 何摇 超,孟泉科,花摇 蕾,等 (6180)………………………………………
农林复合生态系统防护林斑块边缘效应对节肢动物的影响 汪摇 洋,王摇 刚,杜瑛琪,等 (6186)………………
中国超大城市土地利用状况及其生态系统服务动态演变 程摇 琳,李摇 锋,邓华锋 (6194)……………………
城市综合生态风险评价———以淮北市城区为例 张小飞,王如松,李正国,等 (6204)……………………………
唐山市域 1993—2009 年热场变化 贾宝全,邱尔发,蔡春菊 (6215)………………………………………………
基于投影寻踪法的武汉市“两型社会冶评价模型与实证研究 王茜茜,周敬宣,李湘梅,等 (6224)……………
长株潭城市群生态屏障研究 夏本安,王福生,侯方舟 (6231)……………………………………………………
基于生态绿当量的城市土地利用结构优化———以宁国市为例 赵摇 丹,李摇 锋,王如松 (6242)………………
基于 ARIMA模型的生态足迹动态模拟和预测———以甘肃省为例 张摇 勃,刘秀丽 (6251)……………………
专论与综述
孤立湿地研究进展 田学智,刘吉平 (6261)…………………………………………………………………………
甲藻的异养营养型 孙摇 军,郭术津 (6270)…………………………………………………………………………
生态工程领域微生物菌剂研究进展 文摇 娅,赵国柱,周传斌,等 (6287)…………………………………………
我国生态文明建设及其评估体系研究进展 白摇 杨,黄宇驰,王摇 敏,等 (6295)…………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*440*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*49*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄10
封面图说: 壶口瀑布是黄河中游流经秦晋大峡谷时形成的一个天然瀑布。 此地两岸夹山,河底石岩上冲刷成一巨沟,宽达 30
米,深约 50 米,最大瀑面 3 万平方米。 滚滚黄水奔流至此,倒悬倾注,若奔马直入河沟,波浪翻滚,惊涛怒吼,震声数
里可闻。 其形其声如巨壶沸腾,故名壶口。 300 余米宽的滚滚黄河水至此突然收入壶口,有“千里黄河一壶收冶之
说。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 20 期
2011 年 10 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 20
Oct. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(70803050,30970507); 国家自然科学基金重点项目(71033005); 国家“十一五冶科技支撑计划课题
(2009BADC2B03, 2007BAC28B04, 2008BAJ10B05)
收稿日期:2011鄄06鄄20; 摇 摇 修订日期:2011鄄07鄄11
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: lifeng@ rcees. ac. cn
赵丹,李锋,王如松.基于生态绿当量的城市土地利用结构优化———以宁国市为例.生态学报,2011,31(20):6242鄄6250.
Zhao D, Li F, Wang R S. Optimization of urban land structure based on ecological green equivalent: a case study in Ningguo City, China. Acta Ecologica
Sinica,2011,31(20):6242鄄6250.
基于生态绿当量的城市土地利用结构优化
———以宁国市为例
赵摇 丹,李摇 锋*,王如松
(城市与区域生态国家重点实验室 中国科学院生态环境研究中心,北京摇 100085)
摘要:基于生态绿当量的概念,探讨了城市生态用地合理性的生态标准,构建了土地利用结构优化模型。 并在此基础上,以安徽
省宁国市为例对该研究区不同空间范围下生态用地的结构及其优化方法进行实例分析。 分析结果表明:宁国市域和城乡结合
部均达到最佳绿地覆盖率的要求,而城区综合绿当量仅为 0. 66,需要进行用地调整。 市域、城乡结合部和城区 3 个空间范围下
的绿容率(GPR)分别为:4. 89、4. 22 和 2. 77,可见城区绿化结构简单,树种单一,乔木和水体景观缺乏。 同时,城区人口密集,但
绿地生态系统服务功能较低,人均绿地率(ELP)仅为 41. 7 hm2 /人。 由此提出宁国市城区土地利用结构的优化调整方案,通过
整个城市中心增绿、外围拓展;路林结合,蓝、绿交融,城乡一体,构筑内外环抱的多功能、多效益、完整的城市发展生态网架,保
障城市长远的生态安全,促进良好的城市生态环境的形成。
关键词:生态用地;生态系统服务;绿当量;城市
Optimization of urban land structure based on ecological green equivalent:
a case study in Ningguo City, China
ZHAO Dan, LI Feng*, WANG Rusong
State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology, Research Center for Eco鄄Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China
Abstract: Urban land is a social鄄economic鄄natural complex ecosystem, with physical, ecological, social and economic
attributes. It is the carrier of human socio鄄economic activities, and the basis to provide the ecological services. Urban land
for ecosystem services is the minimum space to guarantee the basic ecosystem services, which play an important role to
protect the socio鄄economic sustainable development of the city and the quality of residents忆 life. It is not only related with
the geographical location, types of natural resources, climate, soil, geology and other natural conditions of the city, but
also depended on the urban development level, development orientation and the life quality demands of urban citizens. The
construction of urban land for ecosystem services is the basis for urban sustainable development and the natural and artificial
ecological unit of the city. Based on the idea of ecological green equivalent, this paper explored the ecological standard to
judge if the urban ecological land was reasonable, and established a mathematic model of ecological optimization of land use
structure.
The land use structure was applied and verified with Ningguo city in Anhui Province as a case. The nature landscape
structure of Ningguo is composed of a number of mountains and waters. Based on ecological green equivalent, this article
evaluated the current status of natural ecosystems忆 structure in different space scale. The results showed that green
equivalent of region, urban鄄rural fringe and downtown in Ningguo city were 1. 51,1. 19 and 0. 66, respectively; green plot
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ratio were 4. 89,4. 22 and 2. 77, respectively, respectively and ecological land per capita were 4898. 9,563. 3 and 41. 7
hm2 per capita, respectively. Lacking of green space in the downtown stressed the ecosystem services of urban land.
Therefore,urban land for ecosystem services will be planned from different space scales, including the construction of buffer
zone in the city and regional area, eco鄄city construction of main urban areas, the ecological restoration and multifunctional
design of the urban green spaces. The suitable human settlement for habitat and fitting socio鄄economic environment for
employment will be created.
In order to maintain good urban landscape structure and improved ecosystem services, the natural ecological framework
should consist of the key functional areas of water, mountains, urban forests, large鄄scale urban green space, green wedges,
large ecological buffer zones and small ecological corridors. The space network of urban land for ecosystem services of
diverse structure and multi鄄function can be established, including point, line and surface green structure. Through the
ecosystem services evaluation, sensitive analysis of the spatial structure, also combining with socio鄄economic development
status, the future urban land use of Ningguo can be divided into two types: ecosystem services area and urban鄄rural
development area. Considering the demand for ecosystem services, the proportion of urban land for ecosystem services
should be increased and the Green Line and Blue Line should be strictly controlled as well. This study will provide a
scientific method and decision鄄making basis for strengthening of the ecosystem services of urban areas.
Key Words: urban land; ecosystem services; ecological green equivalent; city
城市的土地是一个典型的社会鄄经济鄄自然复合生态系统,具有物理属性、生态属性、社会属性和经济属
性,为城市提供生产、生活、流通、还原和调控的服务功能[1鄄2]。 由于城市人口的不断增加,特别是近百年来的
成倍增长,越来越加重了土地的负载,而快速的城市化、工业化进程也使大量农田和生态用地被占用,导致土
地生态服务衰退[3鄄4],人地矛盾日益尖锐。 因此,研究土地利用结构的合理性及优化调整方法对于实现土地
资源持续利用,提高城市生态系统服务具有至关重要的作用,成为学术界的研究热点[5鄄6]。
然而,目前该领域的研究多侧重于土地利用的经济产出合理性,对生态系统服务方面的研究不够[7鄄8],并
且缺乏不同空间范围的对比研究。 因此,本文通过建立基于生态绿当量的土地利用结构优化模型,从生态系
统服务的角度对不同空间范围下城市土地利用结构的优化进行定量研究,以期为城市土地资源合理利用与调
控提供科学依据。
1摇 生态绿当量与土地利用结构优化
1. 1摇 生态绿当量的概念
森林是地球陆地最大的生态系统,具有涵养水源、保持水土、调节气候、防风固沙和净化空气等众多生态
服务功能[9]。 而城市扩张和土地开发建设中,不可避免地破坏了森林的生态系统服务,进而影响城市发展的
可持续性[10鄄11]。 因此,有些学者基于对森林遭受破坏或削弱的生态服务功能进行补偿,提出“生态绿当量冶的
概念[12]。 生态绿当量定义为其他绿色植被的绿量相对于等量森林面积的绿量的比率,其主体可以为草地、园
地、耕地等其他绿色植被。
1. 2摇 基于生态绿当量的土地重分类
根据生态绿当量的原理,传统的土地利用方式可划分为以下三类[8, 13]:
(1)具有绿当量的用地摇 包括农地、园地、林地、草地、其他农用地、部分未利用地和城市绿地,其生态系
统服务作用机理与森林相似,可以量化;
(2)隐含绿当量的用地摇 主要指水域,包括沼泽、苇地、滩涂、坑塘、养殖水面和水库水面等,其具有调节
大气组分、净化空气、维持景观、生物多样性保护等功能,但只能定性研究,不可量化;
(3)不具备绿当量的用地摇 主要指城市建设用地,包括商服用地、工矿用地、交通用地和部分未利用地,
3426摇 20 期 摇 摇 摇 赵丹摇 等:基于生态绿当量的城市土地利用结构优化———以宁国市为例 摇
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其绿当量为零。
表 1摇 基于生态绿当量的土地重分类
Table 1摇 Land reclassification based on ecological green equivalent
生态绿当量概念
Concept of ecological green equivalent
地类名称
Names of land use types
合并地类
Land use types after merger
具有绿当量的用地 农地 水田
园地 园地
林地 林地
草地 牧草地,荒草地
其他农用地 耕地(除水田)及农用地中其他农用地
部分未利用地 未利用地中稀疏植被地
城市绿地 城市七种类型绿地总和
隐含绿当量的用地 水体 沼泽 /苇地 /滩涂 /坑塘 /养殖水面 /水库水面等
不具有绿当量的用地 建设用地 商服用地 /工矿用地 /交通用地 /部分未利用地
1. 3摇 基于生态绿当量的土地结构优化
城市基本生态用地是保障城市社会经济持续发展和居民生活质量所必需的供给、支持、流通、调节、孕育
等基本生态服务功能的最小用地[14]。 旨在改善和提高城市中人群的生活质量,保护重要的生态系统和生物
栖息地,维持和改善城市中各种自然和人工生态单元,将城市生态系统稳定在一定的功能水平。 城市生态用
地不但与城市所处的地理位置、自然资源种类、气候、土壤、地质等自然条件有关,而且取决于城市的发展水
平、发展定位和城市中人群对生活质量的要求[15]。 然而,当人类过分追求土地经济效益时,往往导致原有的
土地生态平衡被打破,进而影响到城市生态系统服务和生态安全。 将生态绿当量的原理引入土地利用结构的
生态优化,就可以根据当地的自然资源和生态环境现状,确定该城市的最低生态标准,保障城市基本生态用
地。 不仅可以在少林的城市通过城市绿地、水体等具有绿当量的用地类型来弥补森林生态服务功能的不足,
也可以充分挖掘这些用地类型的生态潜力,改善当地的生态环境,达到城市自然、经济、社会协调发展的目标。
2摇 生态绿当量测算方法
2. 1摇 数据来源与处理
基于生态绿当量的概念,利用 ArcGIS 技术(ArcGIS9. 3)从城市土地利用现状图(比例尺 1 颐10 000, 2005
年)中提取出市域、城乡结合部和主城区 3 个空间范围下生态绿当量的相关要素,并结合《全国土地分类(试
行)》,计算得到重分类后的各土地利用类型的面积,以适应本研究所需。
2. 2摇 计算各类生态系统的作用分值
(1)指标选取与其量化分值
城市土地利用方式的变化,不仅改变了城市下垫面构型,还改变了生态系统的过程和功能,对城市及区域
气候、土壤、水体及生物等的影响更为深刻。 因此,指标的选取应具有典型性、代表性和系统性,综合考虑其对
自然、经济和社会子系统的调节和保护功能。 表 2 从大气、水、土壤、自然灾害和生物等 5 个方面,列举了生态
系统所发挥的 17 种生态环境功能。 并引用日本专家通过调查法的得到的评分分值[16],再结合研究城市的实
际情况,针对不同生态系统的服务,赋予不同的功能分值(表 2)。
(2)计算各类生态系统的生态服务分值
表 2 中的功能分值已经考虑了各项环境子功能的权重,其生态服务总分值可以将各子功能的分值(或称
指标量值) 累加求和:
P =移
17
i = 1
F i
式中,P为生态服务总分值;F为指标量值;i为指标体系的指标数。
由此得出林地的生态功能服务价值分值为 171. 66,相同面积及全年满种的情况下,水田为 127. 71,其他
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农地为 113. 87, 园地为 124. 41,牧草地 121. 86,城市绿地 100. 7,水域 142. 56。
表 2摇 生态系统各种环境保护功能评分分值表
Table 2摇 The scores of different ecological system by environmental protection features
功能
Function
林地
Forest
水田
Paddy field
其他农地
Other farmland
园地
Garden
牧草地
Grassland
城市绿地
Urban green
space
水域
Water area
大气组成改善鄄1 9. 51 7. 22 6. 50 6. 30 7. 40 5. 90 4. 50
大气组成改善鄄2 10. 00 5. 10 5. 10 7. 30 5. 48 4. 80 5. 10
大气净化鄄1 9. 13 6. 23 5. 80 6. 58 5. 33 4. 30 6. 54
大气净化鄄2 8. 91 6. 50 5. 90 6. 69 5. 34 4. 21 6. 43
气候缓和 9. 45 6. 20 5. 40 6. 46 4. 90 3. 98 9. 32
防噪声 9. 45 4. 10 4. 00 5. 83 3. 70 3. 21 4. 30
洪水防止 9. 78 7. 80 5. 90 5. 60 6. 31 3. 60 9. 87
水源涵养 9. 80 7. 40 5. 30 5. 01 6. 20 4. 20 10. 00
水质净化 9. 45 7. 30 6. 70 5. 83 6. 43 4. 65 9. 80
防止土砂崩溃 9. 58 8. 13 5. 40 7. 15 7. 18 3. 67 8. 50
防止表面侵蚀 9. 78 8. 75 5. 30 6. 78 7. 73 6. 32 6. 70
防止地面下沉 5. 83 8. 05 5. 25 6. 01 6. 21 5. 21 8. 20
污染物净化 8. 40 8. 01 8. 10 6. 30 7. 40 5. 67 8. 90
防止发生灾害 9. 73 7. 92 7. 30 7. 98 7. 60 6. 32 8. 12
提供避难地 8. 58 7. 01 9. 50 9. 23 6. 75 7. 85 3. 10
维持景观 9. 12 7. 40 7. 01 7. 74 7. 93 9. 74 9. 89
维持娱乐空间 8. 23 3. 73 4. 70 6. 78 8. 70 9. 12 7. 86
生物多样性保护 10. 00 4. 90 4. 60 5. 01 5. 10 3. 44 8. 65
防止有害动植物 6. 95 6. 01 6. 11 5. 83 6. 17 4. 51 6. 78
摇 摇 评价意义:10 为极大;7. 5 为较大;5 为极小;大气组分改善鄄1 表示吸收 CO2的生态服务功能;大气组分改善鄄2 表示制造 O2的生态服务功能;
大气净化鄄1 表示吸尘滞尘的生态服务功能;大气净化鄄2 表示洗后有毒气体的生态服务功能
(3)计算各类生态系统的平均生态绿当量
根据上述不同土地生态环境功能分值计算,假定林地的绿当量为 1,在全年满种的前提下,定义 X = F i /
F林,式中, x 为第 i类地表绿色覆被生态系统的生态绿当量, F i为第 i 类地表绿色覆被生态系统的生态服务
总分值, F林为林地生态系统的生态服务总分值。
可以得到各生态系统的绿当量:林地为 1. 00,水田为 0. 74,其他农地为 0. 66,园地为 0. 73,牧草地 0. 71,
城市绿地 0. 59,水域 0. 83。 但实际上由于地区之间的气候差异,同一时间各个地区、各种用地的绿当量是不
同的,同一地区不同时间的各种用地的绿当量也是不同的。 考虑到各地区作物的不同生长期淤与熟制于,以上
所要计算的各生态系统的绿当量结果还需要乘以一个相对于全年满种的生长期系数[11],宁国市为一年两熟
的地区,取得全年满种的生长期系数为 0. 67。 由此调整得到的耕地与草地的全年平均绿当量分别为:水田
0郾 49,其他农地 0. 44,园地 0. 55,牧草地 0. 53,其他类型用地绿当量与前面计算结果相同。
3摇 基于生态绿当量的土地利用结构现状评价
3. 1摇 生态绿当量
设城市总面积为 S总 ,城市最佳绿地覆盖率为 R,按照最佳绿地覆盖率计算得到的城市林地面积为 S林 ,
城市实际林地面积为 S实 ,i类用地的面积为 Si ,绿当量为 gi ,i代表用地的类型 ( i = 1,2,3,4,…),则得到以
下模型:
5426摇 20 期 摇 摇 摇 赵丹摇 等:基于生态绿当量的城市土地利用结构优化———以宁国市为例 摇
淤
于
相对于全年满种的生长期系数=作物生长期长度(月) / 12
区域熟制与作物生长期长度采用专家建议值
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(1) S林 = S总 伊 R ,其对应的绿当量为 軃x = 1;
(2)城市实际林地绿当量摇 x林 =
S实
S林
伊 100% ;
(3)计算得到城市的总绿当量摇 x = x林 + 移
n
i = 1
[
Si 伊 gi
S林
伊 100% ] ,n=6;
(4)比较 x和 軃x的大小,从而衡量城市生态是否满足要求。 若 x逸 軃x ,则达标,若 x < 軃x ,则需要进行林地、
耕地、草地等的结构调整,重新进行反馈计算,使之达标。
其中城市绿地绿地覆盖率采用张健等人的方法进行计算[17]:
R = (P 伊 Si) / (W 伊 S总) 伊 100%
式中,S总为区域土地总面积(hm2),P为一年内日最大降水量(t / hm2),Si = S总- (城市、工矿、交通、水田、水面
占地面积)(hm2),W 为森林土壤单位面积饱和蓄水能力(t / hm2)。
3. 2摇 绿容率
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[18]。 因此,判断一个城市绿化水平的高低。 首先要看该城市拥有
绿地的数量;其次要看该城市绿地的质量;第三要看该城市的绿化效果,即自然环境与人工环境的协凋程度。
绿色容积率(GPR) 是指一个地块面积与所有植物的单面叶面积总和之比,是一个立体的绿化效果衡量指标,
它的强弱反映了生物生产力和生态服务功能,因此将其作为城市绿色空间的控制指标[19]。
表 3摇 常见植物的绿色容积率表
Table 3摇 Green plot ratio of plants
植被类型 Vegetation types 绿色容积率 Green plot ratio
草坪 1
花园或小灌木 3
农田作物 4
以乔木为主的高密度植物群落 6
湿地 6
计算方法如下:根据城市土地利用现状图分别提取城区、城乡结合部及市域范围内具有绿量的用地类型,
并用 ArcGIS软件计算各土地利用类型的面积。 按照上表中不同植被类型的绿容率,得出研究区内的总绿量
(G总),GPR = G总 / S总。
3. 3摇 人均生态用地
由于城市化进程的加剧,导致建设用地扩张,由于土地总面积有限,使得直接利益低下的大量的生态用地
被建设用地占用,具有重要生态服务功能的生态用地不仅数量大幅度减少而且质量也明显降低,这不仅破坏
了生态系统的平衡,也导致人类生存环境的恶化,从而导致了经济、社会、生态发展的不协调[20]。 生态用地不
仅包括农业用地、林业用地和城市绿地等绿色空间,也包括河流、湖泊、湿地等蓝色空间和一些未利用地和裸
地,因此,单独强调人均绿地率是不能够完全地反映城市人均生态系统服务功能的强弱,本规划引入“人均生
态用地冶的概念进行评估。
根据城市土地利用图(2005 年)分别计算出市域、城乡结合部和城区范围内的生态用地面积,由统计年鉴
和当地调查数据得出其人口数量,由此可得:
ELP= EL / P
式中,ELP 为人均生态用地,EL为城市生态用地,等于全部具有生态绿当量的土地面积之和,P为人口数量。
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4摇 应用实例———宁国市土地利用结构优化与方案
4. 1摇 研究区概况
摇 摇 宁国市位于安徽省东南部,东邻苏杭,西靠黄山,连接皖浙两省七个县市,交通发达,皖赣铁路、104 国道
贯穿市境。 全市土地总面积为 2487 km2,山地 543 km2,占全县总面积 22. 2% 。 丘陵 1554 km2,占全县总面积
63. 5% ,平畈 350 km2,占全县总面积 14. 3% 。 最高海拔 1587 m,最低海拔 40 m,一般 300—500 m,总人口 38.
1 万人。 宁国市属于皖南山地丘陵区,属亚热带季风气候,年均气温 15. 4益,年降水量 1400 mm。
表 4摇 宁国市土地利用现状(2005)
Table 4摇 The land use status of Ningguo city (2005)
不同范围
Different rang
面积 Area / hm2
总面积
Total area
林地
Forest
水田
Paddy field
其他农地
Other farmland
园地
Garden
牧草地
Grassland
水域
Water area
城市绿地
Urban green space
市域 242965. 84 166087. 36 13316. 64 7594. 24 16074. 1 79. 57 7736. 64 378
城乡结合部 20298. 78 10087. 79 3488. 21 939. 66 354. 64 0 1049. 76 331
城区 1825. 8 155. 35 518. 78 99. 62 15. 32 0 215. 62 312
4. 2摇 宁国市土地利用结构优化及方案
根据宁国市气象、农业等部门提供降雨、土壤、气候的资料和土地利用图,并结合林业部门的相关规划确
定区域最佳森林覆盖率。 取一年内日最大降水量 1923 t / hm2,森林土壤单位面积饱和蓄水能力 2500 t / hm2。
同时,利用 AcrGIS提取不同范围下(市域、城乡结合部、城区)的土地利用类型的面积,根据上文叙述的绿当
量计算方法,得到最佳绿地覆盖率要求下的绿地面积。 并利用不同土地利用类型的生态绿当量系数,计算的
出宁国市的实际当量林地面积。
(1)市域范围
S总 =242965. 84 hm2
R=(P 伊S1) / (W伊S总)伊 100%
=(1923 t / hm2伊(242965. 84-(8040. 56+226. 53+17348. 58+7736. 64) / (2500 t / hm2伊242965. 84)
摇 伊100%
=49. 11%
S林 = S总伊R=242965. 84伊49. 11% =119312. 02 hm2
S实 =166087. 36伊1+13316. 64伊0. 5+7594. 24伊0. 42+16074. 10伊0. 725+79. 57伊0. 49 =187627. 97 hm2
X林 =(S实 / S林)= 187627. 97 / 124168. 59 =1. 51>1,满足要求。
(2)城乡结合区范围
S总 =20298. 78 hm2
R=(P 伊 S1) / (W伊S总)伊 100%
=(1923 t / hm2伊(20298. 78-(1771. 73+272. 86+63. 55+3493. 42+1047. 86) / (2500 t / hm2伊20298. 78)
摇 伊100%
=51. 7%
S林 = S总伊R=20298. 78伊51. 7% =10499. 08 hm2
S实 =10087. 79伊1+3488. 21伊0. 5+939. 66伊0. 42+354. 64伊0. 725 =12483. 67 hm2
X林 =(S实 / S林)= 2483. 67 / 10499. 08 =1. 19>1,满足要求。
3)城区范围
S总 =1825. 85hm2
R = (P 伊 S1) / (W伊S总)伊 100%
7426摇 20 期 摇 摇 摇 赵丹摇 等:基于生态绿当量的城市土地利用结构优化———以宁国市为例 摇
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=(1923 / hm2伊(1825. 85-(708. 17+53. 98+30. 55+215. 62) / (2500 t / hm2伊1825. 85)伊100%
=34. 4%
S林 = S总伊R=1825. 85伊34. 4% =628. 84 hm2
S实 =155. 35伊1+518. 78伊0. 5+99. 62伊0. 42+15. 32伊0. 725+312伊0. 587 =415. 65 hm2
X林 =(S实 / S林)= 415. 65 / 628. 84 =0. 66<1,不满足要求。
具体结果见表 5 所示。
表 5摇 宁国市生态绿当量计算结果
Table 5摇 The results of ecological green equality of Ningguo city
最佳绿地
覆盖率
R / %
最佳绿地覆盖率
下林地面积
S林 / hm2
城市实际
林地面积
S实 / hm2
绿当量比率
x / 軃x
绿容率
GPR
人均绿地率
ELP / (hm2 /人)
市域 49. 11 119312 187628 1. 51 4. 89 4898. 9
城乡结合部 51. 70 10499 12484 1. 19 4. 22 563. 3
城区 34. 41 629 416 0. 66 2. 77 41. 7
可以看出,市域和城乡结合部 x逸 軃x ,达到最佳绿地覆盖率要求,但城区 x < 軃x ,需要进行用地调整。 而城
区的绿容率(GPR)为 2. 77,说明其主要以草坪和小灌木为主,乔木和水体景观缺乏。 同时,城区的人均绿地
率(ELP)远远小于市域和城乡结合部,与其人口密集,土地开发利用强度较大直接相关。 因此,有必要控制城
区建设用地的比例,提高城市绿地的面积或增加城市绿地质量。
根据对宁国市城市生态用地现状的评价,其存在的问题如下:
(1)城区外围林地覆盖率高,但城区绿地匮乏,网络体系不够完善,城市内外绿色体系联系不强。
(2)水体景观利用不足,滨河绿化只是简单考虑防洪要求,缺乏亲水性,生态服务功能 较低;
(3)道路绿化体系不完整,大多城区道路缺乏路侧绿地、绿化结构简单、树种单一;
(4)各种资源的管理与利用分散割据现象严重,区域联合尚待加强。 城乡间缺乏生态廊道,不利于城市
景观和小气候改善;
(5)附属绿地中居民区绿地建设滞后,除了“凤凰城冶等新建居民区,其他老城区居民区绿化率低;
基于生态绿当量的评价及实际调研分析,城区内应增加绿地或水体 213 hm2,因此需对宁国市土地利用
结构进行优化调整。 以市域西北部牛头山和东北部的燕山、板桥自然保护区以及大型湿地为生态源地,以小
型绿地、农田和湿地为斑块,通过沿水系、林带、文化遗产线路等线性元素建立的生态廊道、文化遗产廊道和游
憩廊道,形成了山、水、城、林融为一体,点、线、面结合,大、中、小配套,门类齐全,分布合理,功能显著,独具特
色的城市绿色空间体系。 通过整个城市中心增绿、外围拓展;路林结合,蓝、绿交融,城乡一体,构筑内外环抱
的多功能、多效益、完整的城市发展生态网架,保障城市长远的生态安全,促进良好的城市生态环境的形成。
具体优化方案如下:
(1)以现有水库(独山水库,百亩冲水库,冲口水库)为基础,规划修建城市湿地公园,作为城市绿色空间
斑块的节点和城市亲水景观的重要组成部分。
(2)对现有城市公园绿地进行改建、扩建,以滨水绿地为纽带,并结合文物古迹保护、危旧房改造、工厂搬
迁、中小学合并、道路拓宽、大型公建的开发建设等开辟其他的公园绿地,增加乔灌草复合的生态绿地建设,提
高城市绿容率。
(3)根据宁国市现有的重要生态廊道及连接各区域绿地的原则,连通和建立河流生态廊道、道路生态廊
道、生态隔离带、高压线廊道及楔形绿地等,从而形成网络状的生态系统。
(4)城市各水系之间的交点,道路之间的交点,道路与水系之间的交点,以及大型城市绿地和湿地公园共
同形成宁国市的生态节点网络。
8426 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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5摇 结论与讨论
(1)利用生态绿当量的概念,选取城市绿地覆盖率、绿容率和人均生态用地 3 个指标,对城市生态用地现
状进行评估。 较之前学者只考虑绿地的总面积,本文综合考虑具有生态系统服务的土地利用类型的类型、面
积、结构和质量等因素,充分挖掘了各类生态用地的生态系统服务功能。 但在计算土地功能分值方面,还有待
进一步深入研究;
(2)从市域、城乡结合部和城区 3 个范围对宁国市生态用地进行评价,避免了均一化计算,对有效信息的
掩盖,更清晰了土地利用结构优化的目标和方法,提高了城市土地利用规划工作的科学性和可操作性;
(3)土地结构优化配置,点、线、面结合进行绿韵和红脉的共轭规划。 城市红线为城市中商业、居住及其
它政府社团用地的界限。 规划和界定时应符合如下规定:
淤 在红线内由于建筑密度较大,构建以道路绿地为主的绿色网络;
于 红线与绿线平面穿插,与相同面积的带状绿地相比,块状绿地有时可凭借集聚效应更充分发挥绿化的
生态作用。 在红线区域范围内穿插块状绿化,不仅有助于绿化的合理配置,也利于突破通常的带状绿地布局
形式,形成线面结合的生动形态;
盂 绿地中局部点缀红线,在一些绿化率较高的地区可有意识地将某些标志建筑置于绿地中,以大片绿地
和背景来烘托标志物,形成红绿交错的景观。
通过土地利用结构的合理分布,使其生态系统服务功能显著增强,进而构建独具特色的城市绿色空间
体系。
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0526 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 20 October,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Community structure and diversity of macrobenthos in the intertidal zones of Yangshan Port
WANG Baoqiang, XUE Junzeng, ZHUANG Hua, et al (5865)
……………………………………………
……………………………………………………………………
Variation characteristics of macrobenthic communities structure in tianjin coastal region in summer
FENG Jianfeng, WANG Xiuming, MENG Weiqing, et al (5875)
……………………………………
…………………………………………………………………
Analysis of habitat connectivity of the Yunnan snub鄄nosed monkeys (Rhinopithecus bieti) using landscape genetics
XUE Yadong, LI Li, LI Diqiang, WU Gongsheng, et al (5886)
…………………
…………………………………………………………………
Study on the spatial pattern of wetland bird richness and hotspots in Sanjiang Plain LIU Jiping, L譈 Xianguo (5894)…………………
Dynamic analysis of coastal region cultivated land landscape ecological security and its driving factors in Jiangsu
WANG Qian,JIN Xiaobin, ZHOU Yinkang (5903)
……………………
…………………………………………………………………………………
Landscape pattern gradient on tree canopy in the central city of Guangzhou, China
ZHU Yaojun, WANG Cheng,JIA Baoquan, et al (5910)
……………………………………………………
……………………………………………………………………………
Research on dynamic changes of landscape structure and land use eco鄄security:a case study of Jiansanjiang land reclamation area
LIN Jia, SONG Ge, SONG Siming (5918)
…
…………………………………………………………………………………………
Shangri鄄La county ecological land use planning based on landscape security pattern
LI Hui, YI Na, YAO Wenjing, WANG Siqi, et al (5928)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………
Changes of paddy field landscape and its influence factors in a typical town of south Jiangsu Province
ZHOU Rui, HU Yuanman, SU Hailong, et al (5937)
………………………………
………………………………………………………………………………
Species composition and succession of swamp vegetation along grazing gradients in the Zoige Plateau, China
HAN Dayong, YANG Yongxing, YANG Yang, et al (5946)
…………………………
………………………………………………………………………
Characteristics and influence factors of the swamp degradation under the stress of grazing in the Zoige Plateau
LI Ke, YANG Yongxing, YANG Yang, et al (5956)
………………………
………………………………………………………………………………
Variation of organic pollution in the last twenty years in the Qinzhou bay and its potential ecological impacts LAN Wenlu (5970)……
Response of radial growth Chinese pine (Pinus tabulaeformis) to climate factors in Wanxian Mountain of He忆nan Province
PENG Jianfeng, YANG Airong,TIAN Qinhua (5977)
…………
………………………………………………………………………………
Vegetation and species diversity change analysis in 50 years in Tashan Mountain, Shandong Province, China
GAO Yuan, CHEN Yufeng, DONG Heng,et al (5984)
………………………
……………………………………………………………………………
Effect of urban heat island on plant growth and adaptability of leaf morphology constitute WANG Yating, FAN Lianlian (5992)……
Effects of shading on photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence parameters in leaves of the endangered plant
Thuja sutchuenensis LIU Jianfeng, YANG Wenjuan, JIANG Zeping, et al (5999)………………………………………………
Effects of shading on growth and quality of triennial Clematis manshurica Rupr.
HAN Zhongming, ZHAO Shujie, LIU Cuijing, et al (6005)
………………………………………………………
………………………………………………………………………
Allelopathic effect of extracts from Artemisia sacrorum leaf and stem on four dominant plants of enclosed grassland on Yunwu
Mountain WANG Hui, XIE Yongsheng, YANG Yali, et al (6013)………………………………………………………………
Effects of soil base cation composition on plant distribution and diversity in coastal wetlands of Hangzhou Bay, East China
WU Tonggui, WU Ming, YU Mukui, et al (6022)
…………
…………………………………………………………………………………
Species diversity of arbuscular mycorrhizal fungi of Stipa L. in alpine grassland in northern Tibet in China
CAI Xiaobu,PENG Yuelin,YANG Minna,et al (6029)
…………………………
……………………………………………………………………………
Water consumption and annual variation of transpiration in mature Acacia mangium Plantation
ZHAO Ping, ZOU Lvliu, RAO Xingquan, et al (6038)
………………………………………
……………………………………………………………………………
Foliar phenotypic plasticity of a warm鄄temperate shrub, Vitex negundo var. heterophylla, to different light environments in the
field DU Ning, ZHANG Xiuru, WANG Wei, et al (6049)………………………………………………………………………
An case study on vegetation stability in sandy desertification land: determination and comparison of the resilience among communities
after a short period of extremely aridity disturbanc ZHANG Jiyi, ZHAO Halin (6060)……………………………………………
Response of soil quality indicators to comprehensive amelioration measures in coastal salt鄄affected land
SHAN Qihua, ZHANG Jianfeng, RUAN Weijian, et al (6072)
………………………………
……………………………………………………………………
Fine鄄scale spatial associations of Stipa krylovii and Stellera chamaejasme population in alpine degraded grassland
ZHAO Chengzhang, REN Heng (6080)
……………………
……………………………………………………………………………………………
The response of community鄄weighted mean plant functional traits to environmental gradients in Yanhe river catchment
GONG Shihui, WEN Zhongming, SHI Yu (6088)
………………
…………………………………………………………………………………
Ozone stress increases lodging risk of rice cultivar Liangyoupeijiu: a FACE study
WANG Yunxia, WANG Xiaoying, YANG Lianxin, et al (6098)
……………………………………………………
…………………………………………………………………
Effect of sugarcane / / soybean intercropping and reduced nitrogen rates on sugarcane yield, plant and soil nitrogen
YANG Wenting, LI Zhixian, SHU Lei, et al (6108)
…………………
………………………………………………………………………………
Effect of wetting duration on nitrogen fixation of biological soil crusts in Shapotou, Northern China
ZHANG Peng, LI Xinrong, HU Yigang, et al (6116)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of zinc on the fruits忆 quality of two eggplant varieties WANG Xiaojing, WANG Huimin, WANG Fei, et al (6125)…………
Rapid light鄄response curves of PS域chlorophyll fluorescence parameters in leaves of Salix leucopithecia subjected to cadmium鄄ion
stress QIAN Yongqiang, ZHOU Xiaoxing, HAN Lei, et al (6134)………………………………………………………………
Physiological Response of Mirabilis jalapa Linn. to Lead Stress by FTIR Spectroscopy
XUE Shengguo, ZHU Feng, YE Sheng, et al (6143)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Physiological response of Zoysia japonica to Cd2+ LIU Junxiang, SUN Zhenyuan, JU Guansheng, et al (6149)………………………
Biosorption of Cd2+using the fruiting bodies of two macrofungi LI Weihuan, MENG Kai, LI Junfei, et al (6157)……………………
Factors regulating recruitment of Microcystis from the sediments of the eutrophic Shanzai Reservoir
SU Yuping,LIN Hui, ZHONG Houzhang,et al (6167)
……………………………………
……………………………………………………………………………
A new type of insect trap and its trapping effect on Cyrtotrachelus buqueti
YANG Yaojun, LIU Chao, WANG Shufang, et al (6174)
………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Photoperiod influences diapause induction of Oriental Fruit Moth(Lepidoptera: Tortricidae)
HE Chao,MENG Quanke,HUA Lei,et al (6180)
……………………………………………
……………………………………………………………………………………
Influence of edge effects on arthropods communities in agroforestry ecological systems
WANG Yang, WANG Gang, DU Yingqi,et al (6186)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Dynamics of land use and its ecosystem services in China忆s megacities CHENG Lin, LI Feng, DENG Huafeng (6194)………………
Comprehensive assessment of urban ecological risks: the case of Huaibei City
CHANG Hsiaofei,WANG Rusong, LI Zhengguo, et al (6204)
…………………………………………………………
……………………………………………………………………
The dynamics of surface heat status of Tangshan City in 1993—2009 JIA Baoquan, QIU Erfa,CAI Chunju (6215)…………………
A projection鄄pursuit based model for evaluating the resource鄄saving and environment鄄friendly society and its application to a case
in Wuhan WANG Qianqian, ZHOU Jingxuan, LI Xiangmei, et al (6224)………………………………………………………
Research on ecological barrier to Chang鄄Zhu鄄Tan metropolitan area XIA Benan, WANG Fusheng, HOU Fangzhou (6231)…………
Optimization of urban land structure based on ecological green equivalent: a case study in Ningguo City, China
ZHAO Dan, LI Feng, WANG Rusong (6242)
……………………
………………………………………………………………………………………
Dynamic ecological footprint simulation and prediction based on ARIMA Model: a case study of Gansu Province, China
ZHANG Bo,LIU Xiuli (6251)
……………
………………………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
A prospect for study on isolated wetland TIAN Xuezhi, LIU Jiping (6261)……………………………………………………………
Dinoflagellate heterotrophy SUN Jun, GUO Shujin (6270)………………………………………………………………………………
Research progress of microbial agents in ecological engineering WEN Ya,ZHAO Guozhu,ZHOU Chuanbin,et al (6287)……………
The progress of ecological civilization construction and its indicator system in China
BAI Yang, HUANG Yuchi, WANG Min, et al (6295)
……………………………………………………
……………………………………………………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 20 期摇 (2011 年 10 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 20摇 2011
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