CITYgreen模型对长沙市城市森林生态系统的效益评价研究

论文摘要

城市森林是“城市之肺”,是城市生态建设的主体,是构建和谐城市的重要内容,具有净化空气、涵养水源、保持水土、减少噪音、美化环境、调节气候的特殊功能。长株潭城市群是我国“两型社会”的试验田,城市森林在构建“两型社会”中发挥着重要作用。因此,研究长沙市森林生态系统的生态效益具有重要的示范性和实践意义。本文应用Arcview GIS软件和CITYgreen模型,以长沙市天际岭国家森林公园为研究对象,采用遥感图像和野外调查相结合的方法,在生态系统尺度上,分析了天际岭国家森林公园内森林的碳储存与碳吸收、净化大气及减少暴雨径流的生态效益,在群落尺度上,分析了天际岭国家森林公园内的马尾松、杉木、枫香、樟树共12块样地内的2026棵树木清除大气污染物及碳储存和碳吸收的生态效益及经济价值。结果如下：1.通过野外调查,结合Arcview GIS地理信息系统软件和CITYgreen模型,对天际岭国家森林公园及树木进行数字化,建立了树木与土地覆盖类型等数据库,构建了城市森林管理信息系统。2.用CITYgreen模型估算出天际岭国家森林公园每年碳储存总量为6896.36t,每年碳吸收总量为53.69t,折算植被碳储存经济价值约为1.73×106元,年碳吸收经济价值约为1.35×104元。每年能净化2331.08kg O3,782.24kg SO2, 1207.51kg NO2,2162.77kg PM10,258.08kg CO,总经济价值为2.52×105元。洪峰流量为164.63m3/s,减少暴雨径流总量为5.7×104m3,减少暴雨径流经济价值为5.7×104元。3.通过CITYgreen模型对天际岭国家森林公园马尾松、杉木、樟树、枫香4个群落的生态效益进行了分析,马尾松群落中,树木清除大气污染物的总经济价值为1336.45元。马尾松清除O3、SO2、NO2、PM10、CO污染物的能力均最强,清除能力最弱的树种为苦楝；单株木清除大气污染物的经济价值顺序为马尾松>枫香>樟树>苦楝。马尾松树种的总碳储存量为32.27t,经济价值为8111.42元,碳吸收量为0.74t/a,经济价值为186.67元。杉木群落中,树木清除大气污染物的总经济价值为948.95元。山矾清除O3、SO2、NO2、PM10、CO污染物的能力最强,清除能力最弱的树种为檫树；单株木清除大气污染物的经济价值顺序为山矾>杉木>樟树>大青>檫树。杉木的总碳储存量为10.74t,经济价值为2700.04元,碳吸收量为0.24t/a,经济价值为59.13元。樟树群落中,树木清除大气污染物的总经济价值为464.91元。湿地松清除O3、SO2、NO2、PM10、CO污染物的能力均最强,清除O3、SO2、PM10能力最弱的树种为木荷,清除NO2、CO能力最弱的树种为大青；单株木清除大气污染物的经济价值顺序为湿地松>樟树>枫香>泡桐>山矾>糙叶树>杜英>大青>玉兰>木荷。樟树的总碳储存量为8.28t,经济价值为2081.59元,碳吸收量为0.05t/a,经济价值为11.31元。枫香群落中,树木清除大气污染物总经济价值为809.69元。木荷清除O3、SO2、NO2、PM10、CO污染物的能力均最强,清除能力最弱的树种为大青；单株木清除大气污染物的经济价值顺序为木荷>苦槠>枫香>樟树>山矾>青冈>大青。枫香树种的总碳储存量为7.83t,产生的经济价值为1967.41元,碳吸收量为0.06t/a,经济价值为14.51元。4.对同一树种在不同群落中清除大气污染物的经济价值比较中,樟树单株木清除大气污染物的经济价值为杉木群落>樟树群落>枫香群落>马尾松群落；枫香单株木清除大气污染物的经济价值为马尾松群落>樟树群落>枫香群落；山矾单株木清除大气污染物的经济价值为杉木群落>樟树群落>枫香群落；大青单株木清除大气污染物的经济价值为杉木群落>樟树群落>枫香群落。5.利用CITYgreen模型估算的研究区4个树种的生态效益大小顺序为马尾松>杉木>樟树>枫香。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 城市森林的概念
• 1.2 城市森林生态效益的研究概况
• 1.2.1 城市森林固碳功能
• 1.2.2 城市森林减少暴雨径流功能
• 1.2.3 城市森林清除大气污染物功能
• 1.2.4 城市森林节能功能
• 1.2.5 城市森林生态效益研究趋势
• 1.3 城市森林生态效益分析方法
• 1.3.1 国内
• 1.3.2 国外
• 1.4 CITYgreen分析法评价城市森林生态效益
• 1.4.1 C储存和C吸收功能
• 1.4.2 水土保持（减少暴雨径流）功能
• 1.4.3 大气污染物清除功能
• 1.4.4 节能功能
• 1.4.5 树木生长模拟功能
• 1.4.6 行道树及规划等其他方面的应用
• 1.5 研究目的和意义
• 2 CITYgreen模型简介
• 2.1 CITYgreen模型的构成
• 2.2 CITYgreen模型的功能
• 2.3 CITYgreen模型的研究尺度
• 2.4 基础数据库的更新
• 2.4.1 基础数据
• 2.4.2 模型的指标选择
• 2.5 CITYgreen模型的缺陷
• 3 研究区概况
• 4 CITYgreen模型参数设置
• 4.1 基础数据的收集与更新
• 4.2 研究区的数字化
• 4.2.1 研究区在CITYgreen模型中的设置
• 4.2.2 研究区数字化
• 4.3 数据的更新与分析
• 4.3.1 树木层（canopy）的数据更新
• 4.3.2 树种基础数据库的更新
• 4.3.3 CITYgreen模型的分析参数设置
• 5 结果与分析
• 5.1 基础数据库的更新
• 5.2 研究区域统计
• 5.3 城市森林的生态效益——生态系统尺度
• 5.3.1 碳储存与碳吸收
• 5.3.2 净化大气
• 5.3.3 减少暴雨径流量
• 5.4 不同生态系统的生态效益——群落尺度
• 5.4.1 马尾松群落的生态效益
• 5.4.2 杉木群落的生态效益
• 5.4.3 樟树群落的生态效益
• 5.4.4 枫香群落的生态效益
• 6 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢