南宁市环城森林生态圈构建技术的研究.pdf

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1、南宁市环城森林生态圈构建技术的研究 摘要 随着城市化进程的加快，环境问题日益突出，城市森林生态圈的构建 已经成为当今城市林业建设的重要内容，本文拟以南宁市环城高速公路内 侧1 0 0 m 和外侧1 0 0 0 m 及可视一面坡的林业用地为构建范围，以营造森林 绿带和保护、改造现有森林为主要构建内容。结合城市森林生态学、景观 生态学、生态园林理论、森林美学等学科理论为研究基础，利用层次分析 法、T O P S I S 法、动态聚类法为研究手段，分别对南宁市环城森林生态圈的 构建技术进行研究探讨。具体研究结果如下： ( 1 ) 本文对“南宁市环城森林生态圈”的规划范围为：指是拟以南宁环 城高速公路

2、为轴线的一个特定地理区域生态系统，其范围主线全长约 8 2 k m ，沿环城高速公路内侧1 0 0 m ，外侧1 0 0 0 m 及可视一面坡的林业用地 区域内，是森林与其相应的地理环境构成开放性的生态服务功能载体，它 与南宁城市建成区的园林绿化系统和周边的农业生态系统构成南宁市城市 生态安全屏障，是南宁市城市森林建设的重要部分。 ( 2 ) 现状调查结果表明，南宁市环城森林生态圈土地总面积 9 5 1 6 8 7 时，其中林地4 0 0 8 0 4l m l 2 ，占4 2 1 ，非林地5 5 0 8 8 3h m 2 ，占5 7 9 。 按土地权属分：国有土地1 9 9 1 8 4 h m

3、 2 ，占2 0 9 ；其它国有土地2 1 8 3 5 h m 2 ， 占2 3 ；集体土地面积7 3 0 6 6 8 雠，占7 6 8 。林地中有林地2 5 0 6 4 3 时， 占6 2 5 3 ；疏林地4 5 1 8 h m 2 ，占1 1 3 ；灌木林地4 1 6 7 h m 2 ，占1 0 4 ； 无立木林地( 含未成林造林地) 1 0 8 4 1 8 时，占2 7 0 5 ；苗圃地9 2 2 8 h m 2 ， l 占2 3 0 ，宜林荒山荒地2 3 8 3 0h m 2 ，占5 9 5 。森林覆盖率2 7 3 1 。预计 通过生态圈的建成，新增森林1 2 0 5 7 5 h m

4、2 ，森林覆盖率增至4 2 1 2 ，增加 1 4 8 1 。 ( 3 ) 首次运用层次分析法( 趾口法) 建立南宁市环城森林生态圈绿化 模式评价模型，结合T O P S I S 法，对筛选出用于南宁市环城森林生态圈建设 的8 5 种绿化模式进行综合评价，并用动态聚类法对模式排序结果进行分类， 评价结果表明：表现良好的绿化模式有1 7 种，表现中等的有5 8 种，表现 较差的有1 0 种。经综合分析，结合生态圈立地条件、林地类型、森林类别 等现状，运用各种营林技术将表现中等以上的7 5 种绿化模式作为生态圈建 设的绿化群落配置模式。 ( 4 ) 提出构建南宁市环城森林生态圈的五个方面： 根据土

5、地利用状况对环城森林生态圈建设用地获取方式采用三种方 式，即征地建设、租地建设及引导土地所有者按规划自行建设。 环城森林生态圈景观空间由圈层式布局“一环五带“ 和跳跃式布局 “十节点“ 构成。 环城森林生态圈建设工程由重要景观节点工程、湿地保护与恢复工 程的构建( 点构建) 、重要景观林带工程的构建( 线构建) 以及绿色格局维 护工程与生态圈保障配套工程的构建( 面构建) 。 优选项目建设的绿化树种4 5 种及绿化模式7 5 种，结合生态圈的具 体空间布局对各景观带和景观节点进行模式设计。 探讨了环城生态圈植物群落配置应遵循的原则，提出群落结构配置 的构建四种方案，即观赏型群落配置模式、生态型

6、群落配置模式、生产绿 I I 地群落构建模式、竹林优化构建模式。 ( 5 ) 对南宁市环城森林生态圈生态效益的测算结果表明，生态圈建成 后每年可产生的生态效益总价值达4 6 2 4 4 8 万元，其中改善人居环境价值 114 2 2 9 万元年；涵养水源价值4 2 3 8 5 万元年；保持水土价值4 4 6 0 9 万元 年；固碳制氧价值1 9 2 3 9 万元年；净化空气价值3 4 2 6 9 万元年；抵御自 然灾害价值8 9 5 8 0 万元年；生物多样性保护价值4 0 2 81 万元年；净化水 质价值7 7 8 5 6 万元年。 环城森林生态圈旨在构建南宁市城郊森林生态保障体系，为南宁乃

7、至 全国各地城市林业的发展和森林城市的建设提供科学依据。 关键词：城市森林生态圈构建技术绿化模式设计层次分析法 T O P S I S 法南宁市 I l l T H ER E A R C HO N 咖R O R E S TE C O S Y S T B MC O N S T R U C T I O N C O N S T R U C T I O NT E C H N I Q U E SA R O U N DT H EC I T YO FN A N N I N G W i t ht h ea c c e l e r a t i o no fu r b a n i z a t i o n ，e n

8、 v i r o n m e n tp r o b l e m sb e c o m em o r e a n dm o r es e r i o u s ，t h ec o n s t r u c t i o no fu r b a nf o r e s te c o s y s t e mh a sb e c o m et h e m o s ti m p o r t a n tc o n t e n to ft h ec o n s t r u c t i o no fu r b a nf o r e s t r y ，t h i sp a p e r a p p r o a c h e

9、 st h ei n n e r10 0 ma n do u t e r10 0 0 mo fN a n n i n gc i t yh i g h w a ya n dt h e v i s u a ls i d es l o p el a n da st h ec o n s t r u c t i o nr a n g e ，i no r d e rt ob u i l daf o r e s tg r e e n b e l ta n dp r o t e c t i o n ，t r a n s f o r mt h ee x i s t i n gf o r e s ta st h

10、 em a i nc o n t e n to f c o n s t r u c t i o n C o m b i n e dw i t hd i s c i p l i n et h e o r y ；s u c ha sc i t yf o r e s te c o l o g y ， l a n d s c a p ee c o l o g y ，l a n d s c a p ee c o l o g yt h e o r y ，f o r e s ta e s t h e t i ca sr e s e a r c hb a s i s T h ea n a l y t i c

11、a lh i e r a r c h yp r o c e s s ( h u e ) ，T O P S I Sm e t h o d ，t h ed y n a m i cc l u s t e r i n g m e t h o da r eu s e dr e s p e c t i v e l ya st h er e s e a r c hm e t h o do fN a n n i n gc i t yf o r e s t e c o s y s t e mc o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g y A n d t h er e s e

12、 a r c hr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) T h ep l a n n i n gs c o p eo f t h i sp a p e rf o rN a n n i n gc i t yf o r e s te c o l o g i c a lc i r c l ei s i n t e n d e dt ob en a n n i n gc i t yh i g h w a ya sa x e so fas p e c i f i cg e o g r a p h i c a la r e a e c o l o g i c

13、a ls y s t e m ，a n di t sr a n g es t r e t c h e sa p p r o x i m a t e l y 8 2k m ，m a i nl i n ea l o n g t h ec i t yh i g h w a yi n n e rs i d e10 0m ，t h eo u t e rs i d e10 0 0ma n dt h ev i s u a ll a t e r a l s i d es l o p el a n do ff o r e s t r ya r e a , a n dt h a ti st h eo p e nc

14、 a r r i e ro f e c o l o g i c a ls e r v i c e f u n c t i o nm a d eu po ft h ef o r e s ta n di t sg e o g r a p h i ce n v i r o n m e n tw h i c ha n d N a n n i n gc i t yl a n d s c a p es y s t e ma n dt h ea r e a ss u r r o u n d i n gt h ee c o l o g i c a ls y s t e m o fa g r i c u l t

15、 u r ec o n s t i t u t eN a n n i n gu r b a ne c o l o g i c a ls e c u r i t yb a r r i e r ，n a n n i n gc i t y i sa ni m p o r t a n tp a r to ft h ec o n s t r u c t i o no ft h ef o r e s t ( 2 ) T h ep r e s e n ts i t u a t i o ni n v e s t i g a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h et o

16、t a lf o r e s t e c o s y s t e ml a n da r e ao fN a n n i n gi s 9 516 8 7h m 2 ，o fw h i c h4 0 0 8 0 4h m 2 w o o d l a n d ，a c c o u n t i n gf o r4 2 1 ，5 5 0 8 8 3a n d5 7 9 h m 2n o n - f o r e s t A c c o r d i n g t ot h ee a r t h yl a n do w n e r s h i pi ti sd i v i d e da ss t a t e

17、 o w n e dl a n dh m 219 9 1 8 4 ， a c c o u n t e df o r2 0 9 ；O t h e rs t a t e o w n e dl a n dh m 2218 3 5 ，a c c o u n t e df o r2 - 3 ； C o l l e c t i v el a n da r e ao f7 3 0 6 6 8h m 2 ，a c c o u n t e df o r7 6 8 A n dt h ef o r e s t w o o d l a n d ，t h ef o r e s ta r e ai s2 5 0 6 4

18、3h m 2 ，a c c o u n t e df o r6 2 5 3 ；s p a r s e w o o d l a n d4 5 18h m 2 ，a c c o u n t e df o r1 13 ；S h r u bl a n d41 6 7h m 2 ，a c c o u n t e df o r 1 0 4 ；N o n e f o r e s t e dl a n di s 10 8 4 18h m 2 ，a c c o u n t e df o r2 7 0 5 ；9 2 2 8h m 2 c l e f t ，a c c o u n t i n gf o r2 3 0

19、 ，w a s t em o u n t a i n s2 3 8 3 0h m 2 ，f o r5 9 5 T h ef o r e s t c o v e r a g er a t ei s2 7 31 I ti se x p e c t e dt oi n c r e a s e t h en e wf o r e s ta r e ao f 12 0 5 7 5 h m 2t h r o u g ht h ec o m p l i m e n to f e c o s y s t e ma n dt h ef o r e s tc o v e r a g er a t e i n c

20、r e a s e dt o4 2 1 2 ，a ni n c r e a s eo f1 4 81 ( 3 ) T h ea n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ( 刽胛) i sf i r s tu s e dt oe s t a b l i s ht h e e v a l u t i o nm o d e lo fN a n n i n gf o r e s te c o s y s t e mg r e e n i n gm o d e ，a n dc o m b i n e dt h e T O P S I St oo v e r

21、 a l le v a l u t et h e8 5c o n s t r u c t i o ng r e e n i n gm o d e l ，a n du s i n g V d y n a m i cc l u s t e r i n gm e t h o dt oc l a s s i f yt h es o r tr e s u l ta n d t h ee v a l u a t i o nr e s u l t s s h o wt h a t ：m o d e l sa r e17 ，t h em e d i u mp e r f o r m a n c e sa r

22、e5 8 a n dt h ep o o rp e r f o r m a n c e sa r e10 T h r o u g hc o m p r e h e n s i v ea n a l y s i s ，c o m b i n i n g e c o l o g i c a lc i r c l es i t ec o n d i t i o n s ，f o r e s tl a n dt y p e s ，f o r e s tc a t e g o r ys t a t u s ，u s ea l l s o r t so ff o r e s tt e c h n o l

23、o g yw i l ls h o wm o r et h a n7 5k i n d so fm e d i u mg r e e n i n g m o d e la st h ec o n s t r u c t i o no fe c o l o g i c a lc i r c l eg r e e nc o m m u n i t yc o n f i g u r a t i o n m o d e ( 4 ) F i v ea s p e c t s o fb u i l d i n gf o r e s te c o l o g i c a lc i r c l eo fN a

24、 n i n ga r ep u t A c c o r d i n gt o t h ec i t yf o r e s tl a n du s eo nt h ee c o s y s t e ma p p r o a c ht o o b t a i nl a n df o rc o n s t r u c t i o ni nt h r e ew a y s ，n a m e l y , l a n dc o n s t r u c t i o n ，r e n t a la n d g u i d el a n do w n e r st ob u i l dt h e i ro w

25、 nb u i l d i n gb yp l a n n i n g C i t yf o r e s te c o s y s t e ml a n d s c a p el a y o u tb yt h ec i r c l e p a r to f f i v eb e l t s 龆。， a n dj u m pl a y o u t t e nn o d e s c o m p o s i t i o n C o n s t r u c t i o no fc i t yf o r e s te c o s y s t e mw o r k sb yi m p o r t a n

26、 tl a n d s c a p e n o d e s ，t h ec o n s t r u c t i o no fw e t l a n dp r o t e c t i o na n dr e s t o r a t i o np r o j e c t s ( p o i n t b u i l d i n g ) ，t h ei m p o r t a n tf o r e s tl a n d s c a p ec o n s t r u c t i o np r o j e c t s ( 1 i n eb u i l d i n g ) a n dg r e e np a

27、 t t e r no fe c o s y s t e mp r o t e c t i o na n dm a i n t e n a n c eo fe n g i n e e r i n g c o n s t r u c t i o no fa u x i l i a r yp r o j e c t s ( s u r f a c eb u i l d i n g ) P r e f e r r e dc o n s t r u c t i o no fg r e e nt r e e sa n dg r e e np a t t e r n s4 5o f 7 5s p e c

28、i e s ， c o m b i n e dw i me c o s y s t e ms p e c i f i cs p a t i a ll a y o u to ft h el a n d s c a p ew i t ht h e d e s i g na n dl a n d s c a p em o d en o d e s V I ( 5 ) D i s c u s s i n go ft h ee c o s y s t e ma r o u n dt h ec i t ys h o u l df o l l o wt h e p r i n c i p l e s o f

29、p l a n tc o n f i g u r a t i o n ，c o n f i g u r a t i o no ft h e b u i l d i n gc o m m u n i t y s t r u c t u r ep r o p o s e df o u ro p t i o n s ，n a m e l y , c o m m u n i t yw a t c h t y p ec o n f i g u r a t i o n m o d e ，c o n f i g u r a t i o nm o d eo fe c o l o g i c a lc o m

30、m u n i t i e s ，t h ep r o d u c t i o nm o d e l g r e e nc o m m u n i t yc o n s t r u c t i o n ，b a m b o oc o n s t r u c t i o nm o d e lo p t i m i z a t i o n F o r e s te c o s y s t e mb u i l ta r o u n dt h ec i t yo f N a n n i n gC i t yt os u b u r b a nf o r e s t e c o s y s t e m

31、s e c u r i t ys y s t e mt h r o u g h o u tt h ec o u n t r ya n de v e nt h ec i t yo fN a n n i n g f o r e s t r yd e v e l o p m e n ta n df o r e s tp r o v i d es c i e n t i f i cb a s i sf o rt h ec o n s t r u c t i o no f t h ec i t y K E YW O R D S ：u r b a nf o r e s t ；e c o s y s t e

32、 m ；b u i l d i n gt e c h n o l o g y ；G r e e nD e s i g n ； A H P ；T O P S I Sm e t h o d ；N a n n i n gC i t y V I I 目录 第一章绪论l 1 1 森林生态圈相关概念1 1 1 1 生态圈与森林生态圈1 1 1 2 城市森林与城郊森林生态圈1 1 1 3 南宁市环城森林生态圈建设背景2 1 2 国内外城市森林生态圈建设理论与实践一4 1 2 1 研究现状4 1 2 2 发展趋势6 1 3 研究目的及意义一8 1 4 研究内容及方法思路9 1 4 1 研究内容9 1 4 2

33、研究方法思路1 0 1 4 2 1 调查方法。1O 1 4 2 2 评价方法一1 0 1 5 本文的创新1 1 第二章南宁市环城森林生态圈规划区环境概况1 2 2 1 地理位置12 2 2 地质地貌1 2 2 3 气候一1 3 2 4 土壤。13 2 5 水文。1 3 2 6 植被一1 3 2 7 社会经济条件l5 2 7 1 区位条件。1 5 2 7 2 地方经济15 第三章南宁市环城森林生态圈现状及建设条件调查与分析1 6 3 1 南宁市绿化现状调查与分析1 6 I I 3 1 1 南宁市绿化现状1 6 3 1 2 存在问题1 6 3 2 生态圈生态建设必要性分析1 7 3 3 南宁市环城

34、森林生态圈建设用地现状调查与分析1 8 3 3 1 调查范围及内容1 8 3 3 2 调查步骤1 8 3 3 3 现状调查结果1 8 3 3 3 1 生态圈土地调查总面积。1 9 3 3 4 2 土地使用权统计2 1 3 3 4 3 有林地及有林地资源2 1 3 4 南宁市环城森林生态圈建设条件分析2 2 3 4 1 生态圈绿化现状基础条件分析2 2 3 4 1 1 绿化现状一2 2 3 4 1 2 林相特征2 3 3 4 1 3 森林景观分析2 3 第四章南宁市环城森林生态圈绿化模式构建综合评价研究2 6 4 1 研究对象2 6 4 2 评价过程与结果2 7 4 2 1 绿化模式的评价体系及

35、权重2 7 4 2 2 动态聚类法的运用3 2 4 2 3 绿化模式评分及T O P S I S 法的运用3 3 4 3 分析和讨论3 7 第五章南宁市环城森林生态圈的构建4 1 5 1 森林生态圈构建的相关理论基础4 1 5 1 1 城市森林生态学一4 1 5 1 2 景观生态学4 1 5 1 3 生态园林理论。4 3 5 1 4 森林美学一4 3 5 2 南宁市环城森林生态圈构建的指导思想和建设目标4 3 5 2 1 指导思想一4 3 5 2 2 建设目标4 4 5 3 南宁市环城森林生态圈的具体构建框架一4 45 3 1 生态圈用地获取方式的构建4 5 5 3 2 生态圈空间布局模式的构

36、建一4 6 5 3 2 1 圈层式模式布局“一环五带”4 6 5 3 2 2 跳跃式模式布局，十节点”4 7 5 3 3 生态圈营造工程的构建4 8 5 3 3 1 精品景观节点工程4 8 5 3 3 2 重要景观林带工程4 9 5 3 3 3 绿色格局维护工程。5 0 3 3 4 湿地保护与恢复工程5 0 5 3 3 5 生态圈保障配套工程一5 1 5 3 4 生态圈树种选择及绿化模式的构建5 2 5 3 4 1 树种选择原则一5 2 5 3 4 2 植物群落配置模式设计5 2 5 3 5 生态圈植物群落配置的构建5 5 5 3 5 1 配置原则。5 5 5 3 5 2 配置方法一5 5 第

37、六章南宁市环城森林生态圈建成后效益预评价一6 1 6 1 生态效益6 1 6 2 景观效益6 4 6 3 经济效益6 6 6 4 社会效益6 6 第七章结论与讨论6 8 7 1 结论6 8 7 2 讨论一6 9 参考文献7 1 X 附录1 节点现状图7 6 附录2 绿化模式配置图7 7 致谢7 9 攻读学位期间发表论文情况一8 0 X I 3 - - 西大d 页士掌位论文 南与叼打环捌翻采林生态圈构建帮啊毫的研究 1 1 森林生态圈相关概念 1 1 1 生态圈与森林生态圈 第一章绪论 覃鑫浩认为生态圈指地球上生态系统的总和，包括一切活生物体及与其相互作用的 非生物环境。由生物圈和大自然两部分构

38、成，人、森林、大自然也是生态圈不可缺少的 组成部分。而森林是大自然演变中的产物，是地球表面生态系统构成的主体l l 】。 彭蓉等指出生态圈应以林地为主，林地应约占建设总量的7 0 ，同时在自然环境适宜的 地段规划湿地、水体、草地、特色观光农业等景观类型。生态圈具有防风固沙、调节和 改善城市气候、增加城市湿度、保护水资源、改善动植物生存环境、恢复退化的生态系 统、增加城市周边生物量和提高生态效应等作用【2 】。 笔者认为生态圈属于一个新的概念，表现为一定区域内生物与环境的相互协调关系。 且其又是一个自然实体，表现为一定空间尺度的生态系统【3 ，4 】。而森林生态圈则为一个以 森林为主体的生态势力

39、圈，即于某一特定地理区域内的任一尺度单元上，森林与其相应 的地理环境构成开放性的有机整体，从而最大限度地发挥其生态服务等功能。 在基本生态系统单元尺度上，根据生态系统的诊断结果，通过应用生态系统管理理论和 技术，恢复或调整森林生态系统之结构与功能，促进森林生态系统趋于完善，实现单元 区域功能规划的目标，属于基本单元尺度上的森林生态圈。 1 1 2 城市森林与城郊森林生态圈 自城市森林概念诞生以来，众多学者【5 6 ，7 ，8 9 ，1 0 , 1 1 , 1 2 , 1 3 , 1 4 1 对其定义存在众多分歧，美国 学者G r e y 认为城市森林是城市环境的重要组成部分，其包括行道树、街区

40、游园、公园、 住宅区等的所有树木【1 5 】。G o b s t e r 认为城市森林是一系列街区林分的总和，即城市内及 人口密集聚居区域周围的所有木本植物及与其相伴的植物【1 6 1 。王成等【1 7 1 将分歧原因归纳 为对城市森林的植被类型的界定、地域范围大小、能够作用的程度三方面。 李锋等认为城市森林可分为3 个层次，即城区森林、近郊森林和远郊森林，三者之 间有着不同的结构和功能【l 引。城郊森林是城市森林的重要组成部分，是城市“绿肺”，是 现代化城市生态系统建设和可持续发展的基础【1 7 1 。笔者认为环城林带是支撑、贯通“绿 广西大掌硕士掌位论文南宁市环捌啊腓生态圈构建量旧乞的研究

41、 肺”的血脉和经络，将城郊森林与环城林带相接合，互相贯通一体、衔接连片，形成大 型闭合环状森林，作为全城生态屏障，使生物种类繁多，具有较强的和不可替代的吐故 纳新功能，一从而稳定的叠加地发挥绿色生态效益，使城市森林更加健康稳定。城郊森林 不但为城市提供大量绿地及绿意盎然的休闲世界，同时还能够防止城市无节制地扩展 【1 9 ，2 0 】 o 在借鉴国内外学者对城市森林定义的基础上，笔者认为城市森林类似于森林，应考 虑自然条件和城市环境现状及其特殊性，结合城市发展的趋势和特点来加以描述：城市 森林建设应该以城市为载体，以森林植被为主体，以城市绿化、美化、生态化为目的， 实现森林景观和人文景观的有机结合，改善城市生态环境，加快城市生态化进程，促进 城市居民及自然环境间和谐共存，推动城市的可持续发展。 城市森林建设是我国森林生态网络体系建设的重要内容，已成为林业发展的一个重 要方向。但城市森林建设中对建设用地应科学定位，充分认识此类土地的特殊性，明确 其为城市提供服务的不可