应对气候变化的城市森林空间规划思考

摘 要： 气候变暖导致的极端天气严重影响着人类的生活，也引起我们对城市规划和管理方式的反思。城市森林作为城市的绿色基础设施经过合理规划能够减缓和适应全球气候变化及其不利影响。通过认知城市森林应对气候变化的作用，借鉴国内外城市森林规划实践经验，结合国内城市森林规划建设的现实问题，以减缓和适应气候变化为导向重新思考城市森林的规划模式。详述规划策略、空间布局及管控方法，以求最小化气候变化影响，最大化城市森林综合效益，改善和维持城市可持续生态环境。

关键词：气候变化；减缓和适应；城市森林；空间规划

Abstract：The extreme weather caused by climate warming has a strong impact on human’s life， and leads to our reflection on urban planning and management methods. Urban forest as one of the urban green infrastructure can mitigate and adapt global climate changes with its adverse effect through appropriate planning. This paper rethinks urban forest planning patterns with the goal of mitigation and adaption of climate change through cognizing the beneficial function of urban forest on climate changes， referencing domestic and international practical experience of urban forest planning， combined with domestic issues of urban forest planning and construction. The planning strategies， spatial configuration， and regulation methods is elaborated， hoped to minimize the impact of climate changes ，maximize comprehensive benefits of urban forest ， and maintain urban sustainable ecological environment.

Key words：climate change ； mitigation and adaption ； urban forest ； spatial planning reflection

中图分类号：C912 文献标识码：A

文章编号：1674-4144（2017）-01-46（7）

受到气候变化的影响，日趋频繁的极端温度、强降水、强台风等多种极端天气严重影响着城市，引发洪涝、高温、沙尘暴等灾害。在城市规划领域，国内外学者都做了较多应对气候变化的规划理论探索，如新城市主义、气候变化影响评估、低碳生态城市、适应性规划等[1-3]。城市森林作为城市的绿色基础设施能在应对气候变中发挥重要作用，如减少城市排放的二氧化碳，减小雨洪冲击和污染，减缓城市热岛效应，调节城市局部微气候，降低极端气候事件发生频率，最小化灾害损失。然而目前城市森林规划的内容相对单薄，重指标轻服务，未重视其内在生态适宜性，难以缓解气候变化给城市带来的不利影响，发挥综合的生态社会经济效益。笔者试图梳理城市森林与气候变化的相互作用，借鉴国内外城市森林理论研究与规划实践经验，结合国内城市森林规划建设的现实问题，重新思考城市森林规划模式、规划策略、空间布局和管控方法，以求最小化气候变化的影响，最大化城市森林综合效益，改善和维持城市可持续生态环境。

1 城市森林与气候变化

城市森林的生态服务效益来自其自身的结构和组分，在受到气候变化影响的同时也通过其反射率、气温及降水等的变化对城市局部气候起反馈作用。合理的城市森林规划与管理能提升城市整体生态环境对气候变化的缓冲能力和适应能力，缓解气候变化影响。

1.1 城市森林的概念和范围

城市森林的概念源于20世纪60年代，首先在美国和加拿大兴起，80年代被引入国内。1994年，中国林学会成立城市林业专业委员会，将“城市林业”“城市森林”“城郊型森林”“城乡绿化”“都市林业”“城市国土绿化”“城市园林”“生态园林”“花园城市”等概念统称为“城市森林”[4]。虽然国内外学者对城市森林的概念和范围仍存在部分分歧，但基本上把城市森林共同认定为，在城市及其周边范围内，以木本植物为主，以改善城市生态环境，提供游憩活动场所，促进人们健康，提升城市景观形象等多种功能为目的，具有生态、社会、经济等效益的生物和非生物的综合体，包括树木、小型植被、野生动物、土壤、水、空气和在里面的人等，且与城市体系紧密联系，是城市生态系统的重要组成部分[5-8]。需要强调的是城市森林具有多种服务功能，其首要的生态功能在减缓温室气体排放和缓解与适应气候变化中发挥的重要作用。在范围上城市森林超越了传统的城市绿化范围，把市区、郊区及远郊区作为一个整体来考虑[9]，其组分包括城区绿地、郊区的片林、护路林、河道林、农田防护林、水体等[10]。

1.2 城市森林应对气候变化的作用

城市森林在应对气候变化方面的作用体现在两个方面，一是减缓气候变化，二是适应气候变化。两个方面同等重要。

（1）减缓气候变化。 减缓气候变化是控制减少温室气体排放量，尽可能增加碳汇量，稳定或降低大气中的温室气体特别是二氧化碳的浓度，缓解气候的进一步暖化。城市森林通过植被光合作用，森林土壤等固定有机碳，提高森林覆盖率和绿地率能提升吸收高碳能源消耗所产生的二氧化碳。虽然有学者认为城市森林在直接固碳方面对于城市碳减排贡献率是较低的，但城市森林还可以通过树冠遮荫和蒸腾作用调节温度，减少建筑物制冷与供暖设备的能源消耗从而间接降低碳排放量[11]。

（2）适应气候变化。为缓解气候变化的影响，自然或社会系统对气候变化已有的或可能发生的影响会做出一种调节，以降低相关极端情况的脆弱性或增加其弹性，这被称为适应性规划[12]。需要适应的全球气候变化影响包括温度变化、海平面上升、降雨量变化、热带风暴、物种减少等环境状态。城市森林能具体适应性作用包括：恢复和促进城市水循环过程，缓解洪涝、干旱与水环境污染；减少地表辐射，增湿降温，防风降尘，遮阳避光，调节微气候，提升环境舒适度[13]；通过森林绿道，引导低碳出行方式和健康游憩活动；保存生物栖息地，保障物种多样性；促进低碳生态的环境教育等。

2 国内外城市森林规划实践

2.1 国外城市森林规划实践

20世纪70年代美国马里兰州南部地区就开始编制城市森林规划[14]。之后英国、加拿大、澳大利亚受到影响也开始了城市森林的规划实践，通过政府部门和地方团体的合作，对在建成区内和建成区外，以及公有和私有土地上的所有树木进行规划和管理（表1）。

普遍的方法和程序是先对现有树木的进行详细调查，检定、库存并记录城市森林的健康和状态，再以此为基础确定规划目标，提出完成目标的策略。

国外的城市森林规划都有比较注重现状树木调查，不仅关注数量指标，而且还关注质量问题，注重公众参与以及政府、公共机构、非利益团体、私有机构之间的协作。不同国家规划的侧重点不同。美国的城市森林规划如西雅图、波特兰比较片中城市建成区的树木管理和维护，对公园和行道树树木的调查非常翔实，按城市土地利用（居住，商业，工业，交通，开放空间，自然区域等）进行分类管理。欧洲的城市森林规划如伦敦、多伦多强调社区间的协作，长期并最大化社会、环境和经济回报。澳大利亚的城市森林规划如悉尼、墨尔本则较关注弹性、健康、多样的森林，并与开放空间规划、水敏性城市设计（WUSD）及城市集水区策略（City as a Catchment strategy， 2009）联系。

国外应对气候变化的城市森林规划，关注气候变化给树木带来的影响，包括生物物理特征的变化、水需求的变化和疾病虫害等。普遍的气候响应框架为：合作――脆弱性评估――森林适应性资源――示范项目。

2.2 国内城市森林规划实践

国内于20世纪80年代后期引进国外的城市森林概念，并在90年代后期得到广泛认同和传播，对城市森林的功能、生态服务价值、作用机理和评价方法等展开研究[22]。大部分研究在城市森林景观格局特征，生态服务功能与生态效益，绿量研究，森林植被类型和植被群落结构的碳汇能力、蓄水能力、碳储存量估算等方面。

在21世纪初期进入城市森林建设的规划与实践阶段，上海、北京、广州、成都、重庆等城市相继开展了城市森林规划和建设。2004年启动了“国家森林城市”的评定程序，依托每年举办的“中国城市森林论坛”来授予“国家森林城市” [4]。国内城市森林规划的普遍流程也是从现状调查开始，制定规划目标、指标、范围和期限，结构规划和总体布局，分类规划，确定重点建设项目，制定实施政策与管理等，但注重指标、口号和形象工程，建设成本大，在规划目标、范围、内容等方面尚未达成共识，编制方法各异。

3 应对气候变化的城市森林规划的思路探讨

3.1 国内既有城市森林规划不足以应对气候变化

虽然国内城市森林规划已经如火如荼进行了十多年，编制方法和指标体系已相对完善，但笔者认为既有规划思路仍然不足以应对气候变化，难以缓解气候变化给城市带来的不利影响，最大化发挥其综合的生态社会经济效益。具体体现在以下几个方面：

（1）在前期基础资料搜集和树木调查阶段未足够重视对当地气候情况的认识，包括温度、降水量、日照、风力风向、空气湿度及极端天气等，也未对城市碳排放清单进行搜集和估算。因此难以确定适宜的规划目标、策略及措施。

（2）未重视把环境单元特别是不同尺度的流域单元或城市间成区内部的集水单元作为城市森林空间组织的基本单位。人工划定或依托各级行政边界的管理单元与环境单元错位，使得森林内在生态系统割裂，自然生态过程被破坏和阻隔。

（3）重指标轻服务，盲目追求规范指标，缺少对使用需求及社会经济导向的考虑，难以适应气候变化影响（高温、干旱、内涝、水短缺、污染等）下城市栖息者的多样性和包容性使用需求与生态、社会与经济的综合公共效益。

（4）未分析和评估城市森林生态系统的内在适宜性，规划流于形态和形式，难以实现城市森林空间结构布局与功能的高度耦合，主观圈画绿地和盲目造林，忽视内在功能性低碳生态环节，使得建设与维护成本高昂。

（5）城市森林空间涵盖土地宽泛，分属城市建设、国土、农业、林业、水利、园林、交通等不同管理系统，各部门职责分散，管理意图各异，导致城市森林内在生态系统被众多部门人为分割管理。

3.2 应对气候变化的城市森林规划思路

3.2.1 规划内涵与模式

应对气候变化的城市森林规划是以低碳生态城市、城市碳氧平衡、适应性规划、流域规划与管理、森林景观恢复等理论为依据，以气候变化影响为主要切入点，在充分调查城市碳排放状况、气候环境要素以及现状林木情况的基础上，对城市森林的总体数量、功能结构、空间布局与形态、植被群落等方面进行综合的减缓和适应性规划。应对气候变化的城市森林规划应依托自然生态过程（特别是流域生态过程），与城市基础设施相结合，能够满足城市栖息者（人和动物）适应不同气候环境要素的多样性和包容性需求，并在减少资源消耗的同时尽可能减小人工建设带来的环境负荷，让自然做工，规划建设低成本投入和低碳过程维护。从现状调查与分析、确立规划目标、制定规划方案、方案比较与选择、管控与实施等方面形成对应气候环境要素的减缓和适应性规划模式（图1）。

应对气候变化的城市森林规划模式，有以下几方面重点：

（1）多目标复合：城市森林以生态目标优先，保护森林流域过程和植被群落，保护生物多样性，同时兼顾社会、经济和安全目标，综合效益目标与气候适应子目标相结合。（2）多尺度结合：城市森林的概念经过发展涉及尺度跨度较大，从市域、城市规划区、中心城区到建设区应把握各个尺度的规划架构和规划重点，以及上下相邻尺度之间的关系。（3）建设区与非建设区全覆盖：城市的非建设区的绿色森林空间与城市内部建设区进行功能整合，促进城市生态系统的“新城代谢”，保障城乡区域碳循环、水循环、能量循环、物质循环等自然过程。（4）环境单元与规划单元耦合：环境单元特别是流域单元是保证森林内在自然生态过程连续的基本单位，规划单元边界的划定需尽量包含环境单元，维护其完整性。（5）多功能承载：与灰色基础设施结合，提供城市通风、排水、调温、增湿、遮阳、防灾、动物栖息、游憩、交通等多功能需求，作为绿色基础设施提升城市环境质量与舒适度。（6）动态适应性：通过景观自组织性和恢复性设计增强城市森林的适应性，承载气候变化的压力，保障城市森林建设、运行、维护的全过程低碳节约。

3.2.2 规划策略和空间布局

应对气候变化的城市森林规划策略需围绕四个方面的内容展开：生物多样性、水、碳储存、文化与教育（表2）。生物多样性越小，森林受气候变化的影响就越大。增加生物多样性能增加更适应未来气候树木的可能性，维持地方生态系统功能。水的策略包括水资源需求、水环境生态，水安全，适应气候变化影响下用水量和水资源变化，保护森林流域生态过程，促进植被恢复，加强建设区的雨洪渗透、过滤和储存。碳储存是城市森林减缓气候变化的直接贡献，阻止森林碳流失到大气中，在增加区域内总碳储量的同时还需注意高大乔木的种植和维护，提升碳密度。文化和教育是城市森林应对气候变化的间接贡献，但却非常重要，通过森林文化的认同和环境教育，能引导低碳生态的出行方式、游憩活动及其它生活方式，进而减少碳排放，也是社会经济目标之一。

在规划目标和策略引导下进行城市森林空间布局，重点在以下四个方面：

（1）城乡生态空间一体化区域，布置生态踏脚石恢复碎片化森林景观，人工基础设施廊道和自然蓝绿廊道相结合，通过水系林网、道路林网、农田林网等复合林网构筑城乡整体森林景观生态网络。

（2）根据城市森林与气候要素的城乡梯度特征，从郊区、边缘区到建设区，对应减缓和适应气候变化的四大策略（生物多样性、水、碳储存、文化与教育），对不同功能类型的城市森林进行分类空间规划和布局（表3）。

（3）加强城市边缘区的森林补给与生态维育，城市边缘区作为城市“生态呼吸”的咽喉区能方便流入和合理消化输出健康的自然物质流，利用自然能减少城市综合耗能，将郊区洁净空气导入城市，同时也是环境敏感区和生态脆弱区，需注重关键衔接节点的生态维护。

（4）在城市建设区内，选择适宜性用地，利用本土植被发展乔灌草垂直植被群落结构，争取结构上空间上效益最大化。发展低冲击绿地建设模式，布置吸水、净水、储水的生态基础设施，包括雨水花园、街边沼洼池、植被过滤带、季节性湿地等。

3.2.3 管控方法

城市森林由于涵盖广泛，分属城市建设、国土、农业、林业、水利、园林、交通等不同部门管理，各部门的管理重点不同，管控难度较大，需分级控制、分类引导和分步实施。管控内容可分为五个方面：总量控制、结构控制、功能引导、指标控制和形态控制（表4）。与城市总体规划衔接，落实“减缓适应”导向下的人均功能需求总量，进行指标的定量控制；落实城市森林在区域尺度的“基质-斑块-廊道”结构，进行定形的结构控制，再在细分的环境单元或城市片区上进行功能引导。与城市控制性详细规划衔接，落实“减缓适应”相适应的指标体系，如多样性指数、郁闭度、树冠覆盖率、农田林网密度等；落实社区、街区尺度上城市森林的形态控制。

4 结语

城市森林作为城市的绿色基础设施能够有效应对全球气候变化及其不利影响，作用体现在减缓和适应两个方面。应对气候变化的城市森林规划应依托自然生态过程，能够满足城市栖息者适应不同气候环境要素的多样性和包容性需求，并在减少资源消耗的同时尽可能减小人工建设带来的环境负荷，规划建设低成本投入和低碳过程维护。调整既有规划思路，建立减缓和适应导向的城市森林规划模式，围绕生物多样、水、碳储存、文化教育这四个重点方面展开策略引导、空间布局，并进行总量、结构、功能、指标、形态的管控，将有助于缓解气候变化带来的诸多问题。

参考文献：