哈尔滨公园景观健康评价体系构建——以黑龙江森林植物园为例

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城市公园绿地是城市中最具活力、最具生命力的公共空间,随着我国生态建设的深入推进,城市绿色空间的营建由传统的重“量”发展到今天的重“质”。单纯以满足数量、面积、基本建设指标的思路已经不能适应社会发展与民生要求,健康的、可持续的城市公园绿地是公众健康的需求、是公园自身与城市绿色系统平衡的必然。我国城市公园建设的快速发展,迫切需要从科学角度对公园健康领域开展研究,引导城市公园建设向着健康、可持续的方向发展。本研究以哈尔滨中心城区公园和黑龙江省森林植物园为主要研究对象,利用LocaSpace Viewer三维数字地球管理系统、航空DOM图像解析,对其景观斑块类型、形态、景观结构进行分析,同时结合公园景观结构、生物物理状况、生态效益及社会价值四个方面构建城市公园景观健康评价体系并对黑龙江省森林植物园展开健康评价研究,其研究结果如下:  (1)基于已有的国内外研究成果,对景观健康的评价方法、概念及内涵、影响因素进行归纳和总结。提出了公园景观健康构成的四个层面:景观结构健康、生物物理健康,生态效益及社会价值健康。  (2)分析了哈尔滨城市公园绿地现状,利用LocaSpace Viewer三维数字地球管理系统,对主城区公园绿地景观格局指标进行分析,阐明了其生态学意义,并提出哈尔滨未来城市公园建设的重点。  (3)总结已有研究成果及进行专家咨询,提出构建公园景观健康评价体系的基本原则及标准。利用巴特利特球度检验统计提出景观健康指标,利用因子分析各个阶段的特征根与方差贡献表,验证指标层级因子的选择,依据因子载荷矩阵将较大载荷,相关性较强的因子进行归类。最后构建完成目标层(公园景观健康评价)、指标层(景观结构指标、生物物理指标、生态效益指标、社会价值)、因子层(由28个因子)3层次公园健康景观评价体系。利用AHP法确定各层级之间的权重,结合已有的研究成果和相关规范,制定评价标准。  (4)黑龙江省森林植物园植物群落的调查分析结果可知,调查样方内共有植物97种,灌木种类数量总类最多,灌、草、乔三种类数量分别为41种,37种和28种。常绿与落叶比为0.24,针叶与阔叶比0.31,植物园中84.5%乔木达到健康状况,灌木健康水平到达89.9%。森林植物园土壤的物理性状特点为:容重大,孔隙度小,持水量小,保水、供水能性差,处于亚健康状态,土壤健康问题不容忽视。  (5)基于ArcGIS技术平台,利用DOM图像对森林植物园斑块进行解析。结果表明,黑龙江省森林植物园共有7个类型的斑块。2009与2014不同时期图像解析比较,景观斑块数量大幅度降低、景观基质发生改变由09年的密林斑块变为14年的疏林与密林斑块,廊道未发生改变,仍以园区中的道路为主。通过综合指数法对森林植物园景观健康安全做出评价,从评价结果看,健康和很健康区域占整个植物园的主体,分别到达69.90%和75.06%,除不健康区域面积增加外,病态和亚健康区域面积呈减少趋势,整体健康趋势向好。  (6)针对植物园景观生态效益的健康评价研究,主要选取了当今绿地生态效益研究领域相关的因子(绿地空气中二氧化碳浓度、负氧离子浓度、菌落数量)作为绿地生态健康的参考因子。研究结果显示:不同类型绿地CO2浓度日变化呈现随时间先下降后上升的变化趋势;从整体变化幅度看,植物群落结构复杂的绿地类型生态效益显著。不同类型群落绿地生长季CO2浓度的日变化、季节变化与温度、湿度、大气压强具有相关性,其季节变化动态在不同类型样地中存在差异。CO2浓度与地表土壤温度、空气温度的相关性高于其他因子。通过与城市内样地CO2浓度(5、7、9月)比较可知,森林植物园平均浓度为379.30μmol/mol,市区平均浓度为399.27μmol/mol,显著低于城市。负氧离子的观测结果表明,样地群落的郁闭度与负氧离子浓度呈显著或极显著相关,负氧离子浓度与空气温度无显著相关性,结合森林植物园群落分析数据,园内空气质量平均到达A-B级。公园绿地样点真菌日变化先下降后升高,细菌浓度呈现先升高后降低的特征。植物园绿地样点真菌平均浓度为176CFU·m-3,细菌日均浓度为97CFU·m-3,植物园绿地夏季空气真菌浓度最高,平均值为142CFU·m-3,夏季空气真菌浓度在三季中最高,秋季其次,春季浓度最低。细菌平均浓度相比,春季浓度值最低,而夏季浓度值最高。  (7)利用层次分析法和模糊数学法对森林植物园景观健康进行评价,其景观健康指数为0.720,均呈现健康水平。四个层级健康状况水平分别为景观结构亚健康、生物物理亚健康、生态效益健康、社会经济健康。针对森林植物园健康评价结果,景观结构、生物物理、生态效益和社会价值提出了景观健康管控对策。建议减小草地斑块的面积,或者改变草地单一层次的结构。改善斑块边界的连接度,改善土壤物理状况,在用地方面严格控制园内不合理的土地开发利用,加强外围边界绿化,做好公园周边城市土地的规划利用,严格管控建设类型和强度。
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