基于遥感的城市公园绿地生态系统服务研究

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　　（1.青岛理工大学  建筑与城乡规划学院，山东  青岛  266033;2.北京市社会科学院  经济研究所，北京  100101;3.西南林业大学  大数据与智能工程学院，云南  昆明  650224）
　　[摘要]城市公园绿地对于城市空气、气候、污染、秩序和空间格局等都有着不可忽视的作用。以山东省青岛市的城市公园绿地为研究对象，对比不同年份、不同区县、不同街道的城市公园绿地-鉴于公园绿地对城市空气、气候、烟尘、噪音和城市景观格局的重要作用，借助于Arcgis平台提取城市公园绿地的空间位置、面积大小和形状等各类基础信息，运用等效替代法、碳税法等多种方法对城市公园绿地固碳服务价值等11个城市生态功能系统服务指标进行统计分析，对不同年份、不同区县和不同街道等多方面对于城市公园绿地生态系统服务价值进行比较，从而综合评价城市公园绿地生态系统服务价值。
　　[关键词]公园绿地;生态服务价值;遥感
　　[中图分类号]X826 [文献标识码]A
　　城市生态系统是指人类集中居住、建筑物及各种人工基础设施大面积占据土地表面的区域。城市生态系统，归根结底来讲就是城市中不同生态系统类型组成的城市景观。在生态系统服务研究中，城市生态系统通常情况下是指城市内部能够为人类提供各项服务的绿色基础设施，即植被与水体，包括公园、庭院花园、菜地、单株乔木、森林、湿地、河流、溪流、池塘、湖泊等。分析城市生态系统服务价值既包括它所提供的生态、环境等自然服务价值类型，也包括社会、经济、文化与公众福利等社会服务价值类型。
　　1 前言
　　随着城市化水平的提高，城市各项基础设施所承受的压力也越来越大，在可持续发展战略提出以前，由于人口过度集中对于环境造成的污染与破坏已经产生了难以恢复的负效应，逆城市化现象开始出现，因为环境污染产生的各种环境问题也开始影响人们的生活。2016年，山东省城镇化率达到了59.02%，而作为“双核”之一的青岛，当时的外来人口就多达百万。另外，青岛市城镇化率更是高达71.53%，成为山东省首个城镇化率超过70%的城市。
　　然而，越来越多的人意识到环境保护和身体锻炼等的重要性，评价城市公園绿地的生态系统服务价值就显得尤为重要。本文主要是以青岛市城市公园绿地为例分析，结合城市化水平、人口变化数据和现有的城市公园绿地分布的时空变化特征，通过数学建模建立评价城市公园绿地生态服务价值水平的指标体系，以青岛市内的主要行政区为标准划分评价区域，对于各区域的城市公园绿地生态服务价值进行评估分析。
　　生态系统服务价值是指人类从生态系统获得的所有惠益，包括供给服务、调节服务、文化服务以及支持服务等。
　　2 生态系统服务价值评估方法
　　2.1 碳税法
　　本文主要利用碳税法来估算青岛市城市公园绿地固态释氧服务价值指标，首先利用工业制氧过程中需要花费的货币价值来估算释氧服务价值。因青岛市的绿地植被净初级生产力较难获得，所以选择用北京市的相关数据来代替估算青岛市城市公园绿地的固碳价值与释氧价值（北京市市区的气候土壤水等自然环境条件类似于青岛市）。
　　2.2 等效替代法
　　本文主要利用等效替代法来估算青岛市城市公园绿地对城市热岛效应的缓解服务价值，主要通过查找气象局相关数据获得青岛市近几年来的城市温度变化情况，并求出城市中森林对于城市温度变化的作用价值，以使用制冷器降低相同温度时所产生的能耗值来等效替代城市森林对于城市温度变化的作用价值，从而估算青岛市城市公园绿地对于生态系统的服务价值。
　　2.3 公式估算法
　　本文主要是去往有关部门官网或者相关部门以及相关文献查找所需要的数据然后利用公式进行估算，可以使用这一方法进行估算的有滞尘服务价值、吸收有害气体服务价值、减弱噪声服务价值、涵养水源服务价值和保育土壤服务价值等。
　　3 生态系统服务价值指标体系构建
　　综合考虑之后，本文选取的评估体系包含三个功能：生态、经济和社会功能;指标类别划分为两个层次：一级指标有6个，包括有如固碳释氧、水源涵养、保育土壤、吸收有害气体、净化大气环境和调节小气候等6个;二级指标有11个，包括有固碳、释氧、蓄积水量、吸收二氧化硫气体、吸收氮氧化合物气体等11个。
　　4 青岛市公园绿地生态系统服务价值分析
　　通过数据的查找与相关指标的分析，对青岛市城市公园绿地生态系统服务价值从如下几个方面开展分析。
　　4.1 不同年份公园绿地生态服务价值分析
　　2016年年末，青岛市常住总人口920.4万人，增长1.18%;其中，市区497.07万人，增长1.40%。公园绿地面积8194hm2，公园个数151个，人均公园绿地面积18.6m2。
　　从1997到2007年11年间青岛市公园绿地个数变化波动不大，平均每年增长1.3个左右;但2006～2007年间和2015～2016年间分别增长了26个和64个，说明青岛市公园个数呈现不规律趋势增长。青岛市公园绿地面积变化在1997～2016年间平均以每年382.63hm2的数量增长，其中2016年公园绿地面积增长量高达3392hm2。1997～2007年间，青岛市人均公园绿地面积增长缓慢，从2008～2015年公园绿地增长处于一个平缓上升状态，根据《2016年中国国土绿化状况公报》数据，全国人均公园绿地面积13.5m2，青岛市的人均公园绿地面积是达标的。
　　综合青岛市公园个数、面积和人均面积三个指标来看，2016年波动最大，公园绿地面积陡然剧增，缘由是2016年是“十三五”规划开局之年，市环保局积极贯彻中央生态环境保护方针，因此大力促进青岛市公园绿地保护与建设。 　　4.2 不同区县、街道公园绿地生态服务价值分析
　　本文主要的研究区域为李沧区、市北区和市南区。截至2016年，市北区辖19个街道、李沧区辖11个街道、市南区辖10个街道，三区共辖40个街道。由各街道公园绿地的统计数据可知：九水街道、湘潭路街道、金门路街道、八大关街道的城市公园绿地分布最广。计算各街道公园绿地各指标数据可得：市南区的八大关街道位居第一，因为中山公园等绿化率较高的公园都位于该街道，故八大关街道的公园绿地生态服务价值高达12691.32万元;而李沧区的九水街道由于位置得天独厚，世园会等大面积公园绿地分布，故九水街道居于第二位，生态服务价值为10313.15万元。
　　4.3 青岛市公园绿地服务价值总量估算
　　可得青岛市公园绿地生态系统服务价值量：1997年到2016年，青岛市的城市公园绿地生态服务价值由2267万元增长至19394万元，20年的时间，青岛市城市公园绿地生态服务价值增长了1.70亿元。在各项指标中，2016年，青岛市城市公园绿地生态系统服务价值中固碳价值、释氧价值以及吸收Nox价值较高，其中固碳价值量3010万元、释氧价值量5760万元、吸收Nox价值量4980万元，而滞尘价值量、吸收SO2价值量、降低温度价值量、减弱噪声价值量等指标占比较小，分别为7.3%，1.1%，8.1%，12.2%。
　　5 结论与建议
　　经过一系列的分析可得，青岛市人均公园绿地拥有量较为可观，但是，对于不同区县、不同街道的城市公园绿地面积等却极不平衡。生态系统服务价值最高的街道分别为八大关街道>九水街道>湘潭路街道>金门路街道>海伦路街道>虎山路街道，但是许多街道的公园绿地分布极少，只有少量的街旁绿地，所以服务价值量也偏小。
　　由于存在许多研究数据不可获取以及不可量化等因素，所以估算的生态服务价值必然偏小。但是本文的研究方向不是强调哪一个指标的服务价值高，而是不同区县以及不同街道的公園绿地总的生态服务价值，比较具有相对性。
　　因此，对于本文的分析结果，关于青岛市城市公园绿地有以下建议。
　　5.1 应充分开发利用本地区丰富的园林植物资源
　　为了解决青岛市城市公园绿地过于集中于中山公园等较大公园在内的八大关街道，政府需要进行大力宣传，把青岛市丰富多彩的园林植物体现到道路绿化、居民居住小区绿化、街头游园绿化、河道绿化、垂直绿化及广场绿化等各个方面。
　　5.2 应尽力消除不同区县和街道间的公园绿地不平衡现象
　　政府和相关单位应该采取一定的措施，消除这种青岛市公园绿地面积和建设水平的不平衡。分析得知，市南区大部分城市绿地是以海岸线为景观线展开的，所以可以在市北、李沧等城区以河流景观线进行城市绿地的规划和建设，在青岛形成“南海北河”的格局，建设过程中要特别强调贯彻和坚持植物多样化原则。
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