建设高质量的城市森林是有效缓解和改善城市生态环境问题的重要途径。在城市森林生态网络体系建设和管理过程中,干旱半干旱区现有理论和技术储备远远不能满足城市森林建设的需求,在包括树种选择、林种布局、树种配置、城市森林和绿地质量提升乃至城市森林空间配置技术体系等方面急需开展一系列理论和实践探索。本研究以延安城郊森林、城区绿地(片林)为研究对象,在大量样地调查、树种生物生态学特性测定、室内测试分析、问卷调查、资料收集分析基础上,运用层次分析、SPSS R型聚类分析、数量化理论(I)、通径分析、人工神经网络等方法,研究提出干旱半干旱地区城市森林质量评价标准及指标体系,科学评价延安市城市森林质量；筛选出研究区域适宜的城郊森林、城区片林营建树种,为城市森林建设树种结构配置提供依据；同时,在城市森林质量评价、公众对城市森林建设支付意愿分析和树种选择基础上,总结提出该区域城郊、城区城市森林树种结构优化配置方案以及相应的经营管理措施。主要研究结果如下：(1)依据城市森林质量综合指数F,可将延安市城市(郊)森林质量分为3类：Ⅰ.质量较高的占23.33%,F为0.93～0.46；Ⅱ.质量中等的占56.67%,F值0.42～0.33；Ⅲ.质量较低的占20.00%,F值0.30～0.27。可见,延安市城市森林质量总体上处于中等水平,郊区森林质量处于较高水平,城区片林质量处于较低水平。延安市城市森林质量的高低比例为1：3：1。延安市城市森林质量综合指数F与其林分特征(R2=0.167,p<0.0001)、立地条件(R2=0.623,p<0.0001).服务功能(R2=0.252,p<0.005)和城市森林类型(R2=0.187,p<0.0001)呈正相关关系。综合指数F与海拔和坡度的二元二次曲线拟合度达到极显著水平(R2=0.2267,p=0.0007),拟合方程为z=1.40-0.21x-0.4y-0.002749x2-0.000828y2。在坡度-10～25°时,F随海拔的升高起伏较大,由最低F=0.27(海拔980 m)升至最高F=0.93(海拔1080 m),随后降低再稍回升(1180 m),最后又降低并趋于平缓；在坡度25～50°区间,F随海拔的升高而降低(海拔980～1040 m),在海拔1040～1200 m范围内,F随海拔升高而增加；在海拔大于1200 m时,F随海拔的升高稍有降低后趋于平缓。分析表明,延安市城市森林在阴坡和缓坡质量较高,在阳坡和陡坡质量变化较大。(2)延安市城市森林公众支付意愿11个影响因素与支付意愿有极显著的回归关系(R=0.595,F=46.637>F(11,936)a=0.000=18.596)。回归分析结果表明,森林景点的标准化回归系数最大(1.207),偏相关系数最高(0.232),对支付意愿的影响达到极显著水平(p<0.000)；其次为游客本征(0.384)、目的需求(0.356)、旅行方式(0.308)和感觉评价(0.244),对支付意愿的影响均达到极显著水平(p<0.01)。在11个影响因素中,仅重游次数和涨价意愿对公众支付意愿的影响不显著(p>0.05)。11个影响因素对公众支付意愿作用顺序为：森林景点(1.207)>游客本征(0.384)>目的需求(0.356)>旅行方式(0.308)>感觉评价(0.244)>城市环境(0.178)>月收入(0.138)>居住地(0.112)>重游次数(0.098)>通讯网络(0.063)>涨价意愿(0.028)。选取20%的样本进行神经网络训练分析,表明客观因素对公众支付意愿有不同程度影响。其中,81.82%的客观因素对游客支付意愿的影响显著(p<0.05),另外,54.55%的因素影响达极显著水平(p<0.01)。并且,目的需求等主观因素也强烈影响公众支付意愿。(3)通过测定树种抗旱性(植物叶片结构、水势日变化、光合速率、蒸腾速率日变化、光合水分利用效率和主要水分生理参数)、耐寒性(植物过氧化物酶活性、可溶性蛋白含量和丙二醛含量)和抗污染性能力(树种抗SO2污染、吸收重金属污染和滞尘能力)等指标,采用层次分析法综合评价延安市城市森林树种。研究提出最适宜该区域的15种主要树种为龙爪槐(0.1421)、侧柏(0.1344)、国槐(0.1265)、樱花(0.0924)、垂柳(0.0912)、臭椿(0.0860)、金叶女贞(0.0719)、旱柳(0.0657)、紫叶李(0.0581)、油松(0.0545)、榆叶梅(0.0257)、云杉(0.0221)、桃树(0.0125)、刺槐(0.0097)、贴梗海棠(0.0070)。(4)延安市城市森林林分密度与土壤速效磷极显著相关(p<0.01),与土壤有机质和全磷显著相关(p<0.05),但与土壤pH、速效钾、全氮、全钾、硝态氮和铵态氮无显著相关性。植物Margalef指数与全磷呈显著正相关；其余植物的多样性指数(Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Simpson指数)与土壤养分的相关性不显著。土壤水分状况是划分延安市城市森林立地条件类型的主导因子。据此,提出利用地形因素外部特征的组合来划分立地类型。根据样地调查结果,多数处于阳平顶、阳上陡、阴上陡的林分亟需调整结构；阳下陡、阳上缓、阴下缓的林分多数需要调整林分结构；处于阳下缓、阴上缓的林分多不需调整。(5)在树种筛选、立地条件分析的基础上,提出城区绿化树种结构配置方法。以风景林类型为主的结构配置可适当增加常绿针叶树,以提升景观效果,在延安宝塔山、凤凰山和清凉山等地,配置栓皮栎、刺槐、侧柏、油松、国槐、山桃等树种。公共绿地,可选用龙爪槐、国槐、垂柳、紫叶李、樱花、榆叶梅、刺柏、紫丁香、贴梗海棠、金叶女贞等。纪念地绿地,在延安市政治、文化等方面占有特殊重要地位,可配置国槐、榆叶梅、紫叶李、旱柳、刺槐、紫丁香、刺柏、龙柏、龙爪槐等。专用附属绿地,多集中在学校等系统,可选用龙爪槐、紫叶李、樱花、榆叶梅等。城郊森林结构主要配置以防护林,要根据各种地形特点,配置不同树种。梁峁顶部应采取抗风、耐寒、耐旱的树种,侧柏、臭椿等。在梁峁坡应配置以护坡林和种植护坡草地,国槐、桃等；梁峁坡和沟坡护坡林常以乔、灌混交林较好,龙爪槐、栾树、金叶女贞、月季等。(6)根据城市自然条件、资源状况和经济发展现状,选择正确的经营方向以及合理配置林分,是城市森林发展的基本保证。适时对城市森林更新复壮,改造低效林,加强林分抚育管理和保护林地枯枝落叶层,以建立良好的森林空间结构,是延安城市森林经营管理的基础性工作。