中国城市森林建设范围与研究尺度

　　摘要：建设城市森林是我国推进城市生态系统修复和改善人居环境的重要手段。我国城市生态建设正经历着观念和路径的巨大转变，即，建设思路更加强调生态系统观、建设实践更加强调科学绿化观、建设目标更加强调人与自然和谐观;城市森林生态系统包括自然涵盖范围和人为管理范围 2 种空间范围，科学研究主要关注个体、地块(群落)、城近郊区、市域行政区和城市群 5 个尺度。在此基础上，文章分析了城市森林建设管理和科学研究中尺度不匹配带来的问题，并提出了应对策略。

　　王成， 中国城市林业 发表时间：2021-08-26

　　关键词：城市森林，森林城市，建设范围，研究尺度，空间错配

　　城市森林从 20 世纪 90 年代初引入到中国，经过 30 多年的发展，在理论和实践上都有了非常丰富的积累，从最初的以森林树木为主体推进城市生态建设，到今天面向整个城市地域甚至城市群尺度建设城市森林生态系统，更加注重为城市健康可持续发展和居民品质生活提供多种服务，以城市森林为内容、以森林城市为手段的城市生态建设已经成为中国推进绿色城市化发展的理论与实践创新[1-3]。在此过程中，许多学者对城市森林建设和研究的范围进行了深入的探讨，但一直存在不同的意见[4-8]。首先，这涉及到城市森林概念的科学性问题。什么是城市森林?一个是形态上的，包括森林面积大小、结构组成、起源，也就是由哪些成分来构成，比如行道树、散生树木等算不算城市森林的组成部分;另一个是空间上的，主要是由中心城区向外延伸到多远的距离，也就是空间边界范围有多大，郊区森林是否也都纳入城市森林。其次，城市森林建设和研究的范围涉及到城市森林的管理权限问题[9]，这个问题对于我国以部门条块分割、各司其职的管理体制来说，城市森林范围往往引发谁来建、归谁管等部门利益和职责问题，也会反过来影响学术研究的走向和认知，引发各种矛盾[10];同时也带来研究尺度与建设范围不匹配的空间错配问题，进而影响科技对城市森林发展的支撑能力。因此，在我国城市森林事业发展到今天，特别是森林城市成为国家战略以后，城市森林的范围问题值得进一步探讨和明确。

　　1 关于城市生态建设方向及其对城市森林的要求

　　改善城市生态环境是我国生态文明建设的重要内容。目前，我国城市生态建设正经历着观念和路径的巨大转变，主要包括以下 3 个方面：

　　1)城市生态建设思路更加强调生态系统观。这主要体现在城市生态建设从过去相对碎片化的修复治理向注重生态系统的整体性和功能性转变[2]。党的十八届五中全会《建议》提出要“筑牢生态安全屏障，坚持保护优先、自然恢复为主，实施山水林田湖生态保护和修复工程，构建生态廊道和生物多样性保护网络”，这充分体现了生态建设尊重自然规律和恢复生态系统整体性和功能性的思想。对于城市生态建设来说，一个核心问题是把城市有限的绿色生态空间充分建设好、利用好，通过保护和恢复城市森林生态系统来解决城市的生态病，为城市可持续发展和城市化地区居民的身心健康提供生态保障。2016 年，习近平同志专门提出要着力开展森林城市建设，要求“搞好城市内绿化，使城市适宜绿化的地方都绿起来;搞好城市周边绿化，充分利用不适宜耕作的土地开展绿化造林;搞好城市群绿化，扩大城市之间的生态空间”，就是要在城市内部、城市周边、城市之间 3 个尺度开展城市森林建设。城市森林既是保障城市自身安全的城市生态系统，也是助力建设美丽中国的区域生态系统。2020 年，森林城市纳入到《森林法》，目前全国已有 455 个城市开展了国家森林城市创建工作。

　　2)城市生态建设实践更加强调科学绿化观。这主要体现在城市绿化从过去比较任性的长官意志和部门工作行为，向尊重地域森林景观风貌和公众感受的科学绿化转变[11-13]。我国城市绿化建设投入巨大，取得了很大成绩，但也暴露出很多弊端，比如绿化过度设计，过度追求景观化、奢侈化、外来化，挖田造湖、移植天然大树进城、大量使用断头苗、盲目引进外来植物等问题比较突出。对于城市绿化建设，习近平同志曾多次指出，要让居民看得见山、望得见水、记得住乡愁，提倡乡土树种，少搞奇花异草。2021 年 6 月 2 日，国务院办公厅出台了《关于科学绿化的指导意见》，明确提出 10 项任务，其中有 4 项与城市生态建设有关，特别是第 8 项任务以“节俭务实推进城乡绿化”做标题，全面阐述了城乡绿化的最新要求，提出“选择适度规格的苗木，除必须截干栽植的树种外，应使用全冠苗”“尊重自然规律，坚决反对‘大树进城’等急功近利行为，避免片面追求景观化，切忌行政命令瞎指挥，严禁脱离实际、铺张浪费、劳民伤财搞绿化的面子工程、形象工程”，要求住房城乡建设部、自然资源部、国家林草局、交通运输部等按职责分工负责。

　　3)城市生态建设目标更加强调人与自然和谐观。这主要体现在城市绿化建设目标从绿起来、美起来，向生物多样性丰富、人与自然和谐的生态家园转变。我国城市绿化已经基本实现了绿起来、美起来，下一步更理想的目标是建设人与自然和谐、鸟语花香的城市，是要活起来，让城市成为人与动植物共同的家园。无论是森林城市、生态城市、生态园林城市，还是韧性城市、生物多样性城市，都有建设健康稳定、功能高效城市自然生态系统的共同追求。因此，城市森林规划建设和科学研究的目标更高了、视野更宽了、要求更多了。2016 年，原国家林业局在前期森林、湿地、荒漠 3类生态站建设的基础上，编制发布了《国家陆地生态系统定位观测研究网络中长期发展规划(2008-2020)》，把城市生态站正式列入其中，重点围绕城市森林开展定位监测研究，这标志着我国生态系统监测研究从以自然生态系统为主，向着同时关注城市复合生态系统的跨越。

　　2 城市森林建设范围和研究尺度

　　城市森林建设和研究都需要满足城市可持续发展和居民健康生活的多种需求。城市森林生态系统的建设范围和研究尺度既是一个学术问题，也是一个实践问题，两者只有相匹配，才能促进城市森林事业的健康发展。

　　2.1 城市森林建设管理的 2 种范围

　　城市森林生态系统的建设通常包括 2 种范围，即自然涵盖范围和人为管理范围(表 1)。

　　从表 1 可以看出，不同的空间范围有不同的生态系统建设目标，也与管理部门职能有关，在城市森林生态系统建设中，这些空间范围是确定部门任务分工和相互协作的主要依据。

　　2.2 城市森林科学研究的 5 个尺度

　　目前城市森林科学的研究存在个体、群落、建成区、郊区、城近郊区、市域行政区、城市群等多个尺度，实际研究当中会针对不同尺度的问题和需求，开展城市森林的相应尺度研究，其中个体、地块(群落)、城近郊区、市域行政区和城市群 5 个尺度的研究是比较重要的。

　　1)个体尺度。这个尺度的研究主要是为城市森林建设中植物材料选择、培育和管理服务。主要研究内容包括不同类型植物的生态功能、生长发育规律、观赏价值差异，及不同植物的文化价值、健康状况等[8,14]。重点回答城市森林不同植物材料的生态服务功能、植物选择和培育、植物生长发育、植物物候、植物净化能力、植物降温能力、植物景观特征、植物抗逆性等问题。

　　2)地块(群落)尺度。这个尺度的研究主要是为城市森林地块的设计、营造和经营服务。主要研究内容包括不同类型森林生态功能、生长发育规律、生物多样性差异、景观效果等。重点回答城市森林的物候及景观变化、结构变化(树种组成，斑块组成、景观构成与季相变化等)、小气候等环境变化、生物多样性变化(鸟类，动物)等问题[8,14-18]。

　　3)城近郊区尺度。这个尺度的研究主要是为优化城市森林格局、保护恢复城郊森林、建设生态廊道等服务。在中国，通常所说的“城市”是指“建成区”，而城近郊区(建成区及近郊区)通常是指人们在现实生活中可以看到、感受到，从空中或者卫星影像上按照建筑连续度、密度等可以大概圈定出的一个范围。在欧美，城近郊区通常是指与人口密度有关的城市功能区(functional urban area)[19]。但城近郊区不是单独划出来的行政管理单元，在空间范围上很难界定出来，与相关的管理数据也很难匹配起来[20-21]。在这个尺度上，通常采用高分辨率的卫星遥感数据来解译分析城市森林信息和进行空间定位，主要研究内容包括城市森林分布格局、不同城市森林斑块类型比重、不同树种比例、树冠覆盖等，分析森林树木与城市和居民的相互关系。主要回答城市森林结构(树种组成、斑块组成、景观构成与季相变化等)，以及城市森林对城市热岛、污染净化、生物多样性、居民健康(居民区森林与疾病、肥胖、犯罪、邻里关系)的影响等问题[8,21-22]。

　　4)城市行政区尺度。这个尺度的研究主要是为在市域范围内建设总量适宜、布局合理的城市森林生态系统服务，注重城市生态系统的整体性、功能性和森林城市建设活动的可实施性[5,7,9,11-12]。这就需要城市森林科学研究把整个城市作为一个“超级大样地”，利用卫星遥感获得的空间数据，分析城市发展过程中市域内生态空间的动态变化和需求，为城市管理者提供有关城市森林建设的决策支持。主要研究内容包括森林空间的动态变化、不同生态斑块类型比重、生态廊道状况、城市森林对生物多样性承载力状况等。主要回答城市化对森林的影响、城市梯度下的森林变化、城市森林空间分布格局、城郊森林景观风貌(斑块组成、景观构成与季相变化等)、城市森林的生物多样性承载力、城市森林生态服务状况等问题。

　　5)城市群尺度。这个尺度的研究主要是顺应我国城市群发展趋势，为城市群生态建设提供基于城市森林的解决方案，在城市群地域范围内建设总量适宜、布局合理的城市群森林生态系统，注重城市群区域生态系统的整体性、功能性和森林城市群建设活动的可实施性[2,23-26]。城市群尺度的城市森林建设主要以景观生态学、城市生态学、保护生物学等基础理论为指导，综合分析城市群区域的生态格局及其演变规律，在城市群形成过程中，区域内森林、湿地等蓝绿生态空间的变化，以及森林湿地生态系统对城市群的生态服务功能，为森林城市群建设提供理论和技术支撑。主要回答区域生态系统破碎化问题，城市之间蓝绿生态空间数量、类型及其格局，生产、生态、生活“三生” 空间的结构比重与空间布局，区域生物多样性(鸟类，动物)保护及其影响因素，区域生态廊道甄别与保护恢复，以及城市森林与跨区域污染控制等城市群发展所产生和面临的生态问题。

　　3 城市森林建设管理和科学研究中尺度不匹配带来的问题

　　城市森林生态系统建设是一个多尺度森林空间的耦合过程，在不同的空间尺度上出现的问题需要在对应的尺度范围上来解决。许多生态问题的产生是我们应对中出现了空间错配，例如城市绿化建设通常是单个地块规划设计和建设为主的相对碎片化工程，缺少基于生态系统整体性功能性的顶层设计，导致多年累积起来的地块模式雷同，缺少整体性和系统性;一些鸟类、野生动物是靠多栖息地、跨区域活动来维持的，需要大尺度生态系统规划建设来解决，而我们常常沉迷于小尺度的观测分析，在地块尺度上探讨区域生物多样性丧失问题，采取的应对措施也是空间错配的。

　　1)城市绿化的小尺度管理建设导致城市生态系统结构碎片化。城市绿化项目通常是碎片化规划、碎片化建设，从而导致结构碎片化问题，在大尺度上缺少生态系统整体性。

　　2)城市绿化的小尺度规划建设导致城市生态系统成分同质化。由于是碎片化立项，从而导致项目雷同规划、雷同建设，带来同质化问题，在大尺度上缺少生态系统功能性。

　　3)城市生态的小尺度科学研究缺乏代表性而导致研究成果局地化。以样地为观测手段的传统生态学方法被借用到城市森林生态系统研究，但由于城市空间包括生态空间的高度异质性，在少数地块上(即使是大样地)研究很难回答和解决城市森林生态系统的森林资源总量、空间分布格局、生物多样性状况等问题。样地尺度的数据回答的仅仅是这类样地的问题，提出的技术对策和建设方案也往往只是局域尺度上的。

　　4)城市生态的大尺度科学研究缺乏落地性而导致研究成果无用化。以宏观遥感数据为支撑的景观生态学方法被应用于城市森林生态系统研究是非常好的，但许多研究只停留在生态安全评估、生态风险预测、热岛格局变化等层面，缺少与行政管理尺度和行业工作职责范围的衔接，提出的问题多、趋势多、批评多，缺少可落地的实施对策。

　　4 结语

　　城市处在人类活动空间与自然生态空间相互作用的最前沿，城市森林建设不再是单纯的绿化美化，更重要的是重建和恢复以森林树木为主体的自然生态系统，因此，在高度人工化和人口密集的城市地区这是一项非常具有挑战性的工作。城市森林的科学研究更应具备实用性和可操作性，能够切实指导实践，核心是解决城市森林实践中的理论和技术问题，把城市生态空间建设、管理和使用好。中国城市森林生态系统存在着上述科学研究范围与建设管理范围的差异。科学研究范围的优点是能够体现城市森林的核心价值和内涵，是城市森林建设的先锋地带，可以揭示城市森林与城市发展的相互影响，但这些范围是不断变化的，空间界线不清晰，与行政管理范围不匹配，造成一些建设项目和对策难以落实。城市规划管理是以行政单元组织的，而行政单元划分往往照顾了自然、经济、文化的联系，有管理的便捷性，也符合城市复合生态系统的特点。如何把科学研究范围与建设管理范围衔接起来，是中国城市森林生态系统建设必须解决的问题。从中国生产实践的角度来看，城市森林生态系统建设的重点和难点都在城近郊区，而从实践角度来看，在城市行政区范围推进比较顺畅，也涵盖了前者，只是具体建设内容设置上可以侧重一下城近郊区。因此，在行政区范围开展城市森林建设，相较于严格意义上的城市森林概念来说范围偏大，但从应对城市发展的负面影响和满足生态环境需求来说是合适的，可以兼顾城市生态系统科学研究范围与建设管理范围，在实践中更具有可操作性，更符合中国城市实际和国情。

　　城市森林生态系统的建立，既有生态空间的历史留存，也有满足新需求、应对新问题的修复再造，建设管理范围与科学研究范围的匹配可以避免“你说你的，我干我的”两层皮问题，让科学研究更好地为城市森林建设实践服务。