应对气候变化——城市森林树种选择思考园林资讯

中国园林网9月28日消息：当今我们依然缺乏气候变化对城市树木影响的知识，很少将气候变暖的科学预测和城市森林研究相结合，对城市森林树种的科学认识不足。作者提出需理性地理解树种规划和树种选择的关系、乡土树种和外来树种的关系、树种丰富度和均匀度的关系、行道树单一性栽植和多树种栽植的关系、树木生长动态和立地的关系、树木生长和气候变化的关系、树种选择和群落配植的关系，需要通过科学研究提出一个具有前瞻性的城市树种名单,建立更合理的树种选择模式来应对城市环境和未来的环境变化。

2014年IPCC报告指出，气候变暖是全球气候变化的主要特征，引起海平面上升、极端灾害性气候频发、生物多样性减少等一系列问题，已经并将持续对自然和人类系统产生重大影响，并将城市列入了气候变化风险的主要区域。一系列与气候变化相关的风险因子，如台风、风暴潮、高温热浪、极端降水、内陆和沿海洪水、干旱等对城市已经并将继续构成严重风险，许多风险因子发生的强度和频率呈现增加的趋势。而最近提出的适应气候变化的城市规划理论指出，绿色基础设施同城市道路、给排水等基础设施一样，对适应气候变化至关重要。

减缓全球气候变暖途径有：通过降低能源消耗来减少向大气排放温室气体，提高从大气中吸收和除去温室气体的能力。绿色植物兼有这两方面的功能，森林则是绿色植物中功能最强者，而城市森林的作用不容忽视。城市森林不仅对改善城市生态环境、增进居民身心健康、提高城市经济活力起关键作用，在缓和温室效应、减缓气候变暖方面也有重要作用。据Nowak估算:美国的城市森林(市区范围)吸收C02的量相当于全国森林的8%，因此必须构建和维护一个结构稳定、健康生长的城市森林生态系统，其基础是树木正常生长、保持健康、延长寿命、增强功能。

气候变暖对城市森林的影响

气候变暖将影响地球上几乎所有物种的时空动态、种间关系及其对环境的适应能力。对城市森林树木的影响极为明显，主要包括：树种分布发生变化，树木生长（物候）受到影响，树木生长减缓，寿命变短、而管护更新的投入增加，影响以树木为寄主的病虫害种群动态及其危害能力，灾害性气象导致对树木的损伤，一些树种会失去原有的生长环境而最终消失。具体表现为：

城市植物区系变化加速。相对于自然环境，城市植物区系的变化更快，这是自然因素和人为活动叠加的结果，主要是引种导致的外来树种增加迅速。据北京市2003年统计，6～8年引种植物128种，1990年约有园林植物359种，到2009年增至615种；传统应用的竹类只有2种，现在增至50余种。气候暖会导致管理者对极端低温失去警惕，忽略可能出现新的环境胁迫问题，从而非理性地扩大树种选择范围，不断扩大的引种导致城市外来植物增多。

城市树木光合作用下降、生长量降低。主要是气温升高本身造成的影响，而病虫害是部分原因，可导致成年树木吸收CO2量减少12%左右，可能会过高评价城市树木吸收CO2的功能。

影响树木的物候。气候变暖树木展叶和开花提前、生长期延长。据阿诺德树木园的研究，1980—2002年树木开花时间较1900—1920年早了8 d。徐文铎预测，平均气温上升1 ℃，沈阳城市树木开花提前5 d。据作者观察，从20世纪的60年代至今，合肥市中心紫荆开花至少提前了10 d，悬铃木落叶推迟了15 d。

现在的城市树种不能适应未来气候条件。 Mcbride根据气候模型预测，在加州中部城市，至2100年现在常用树种的90%将不再适应。

我国城市森林树种的基本情况

目前我国城市森林树种的丰富度总体上来说还是比较高的，在引种驯化、选种育苗方面都取得了很大成就，各城市都可列出一个长长的树种名单。但有几个问题需要注意：

城市树木种群结构不够合理。在多数城市中，仅少数几个树种成为城市森林的主体，如北京，国槐、银杏、毛白杨、加杨、小叶杨、旱柳、垂柳、刺槐等占了落叶乔木总量的53％；合肥市中心，女贞、香樟、红叶李、广玉兰、二球悬铃木、国槐等10种阔叶树，占了整个阔叶树木的819%。

城市森林树种的趋同性明显。有人评说我国的城市 “千城一面”，这不仅表现在建筑，城市绿化也是如此，绿化模式雷同、树种选择相似。据史琰对我国21个城市的研究，在建成区中按重要值排在前三位的，香樟、大叶榕、小叶榕、悬铃木、国槐、银杏、榆树、枫香、白蜡、加杨、水杉、侧柏等17个优势树种的数量，占全部树木的30%～60%。

所谓“流行”。城市绿化常常会追逐 “流行”，譬如对色彩树种、低纬度树种的“情有独钟”，对棕榈科树种的追风等等，导致过于依赖引种。结果是，许多传统的优良树种却不再应用。20世纪50年代上海的传统绿化树种，如榧、刺楸、肥皂荚、上海黄檀等都已很少应用，或已消失。

城市树种更替较快。造成这个结果的原因很多，如城市改造、城市立地条件导致树木死亡率高、选择了不适合的树种必须更新等等。因此，有的城市同一条街道的行道树在几年中竟发生多次变化。

苗木需求与供给侧脱节。苗圃业者常常培育周期短、开发容易、流行的树种，结果设计者希望选用的乡土树种、珍稀树种常常无苗木来源。

城市树种规划、选择研究的简单回顾

我国城市树种的选择与规划很早就为业界所重视，早在20世纪30年代，造园学家陈植在镇江伯先公园计划中（1931年）就列出了可种植的树种名录，毫不夸张地说这份名单还要优于今天的许多树种规划。另外如范肖岩的造园法（1935年），莫朝豪之园林计划(1937年)等都有树种规划。50年代，吴中伦先生最早提出园林树种选择和规划问题，1979年中国园艺学会开展城市园林树种探讨，建设部组织了“城市园林树种调查、引种和选种”的研究； 80年代，吴中伦提出了“一个城市树种规划的宏观方向及研究背景”；90年代陈有民主持完成“中国城市园林一树种一区域规划”，又在2006年完成了《中国园林绿化树种区域规划》；现在有许多学者将城市绿化树种选择提高到战略问题对待，指出城市树种选择是影响整个城市设计的大问题。据文献记载，至2013年全国至少有113个城市已完成树种规划研究，但作者检索了近期发表关于树种选择的1 000余篇文章，只有2篇明确涉及考虑气候变化的影响，可见对于气候变化与树种选择的关系还没有受到真正关注。

树种选择的思考

城市环境本来就有它的特殊性，其气候、土壤、植被都不同于原生环境，还由于城市空间格局的人为性，导致立地复杂、生境多样，城市树木更易受到各种环境胁迫和人为活动的影响，因此城市森林构建时的树种选择、配植以及后续管理和养护，一直是城市林业的主要内容之一。

树种选择首先考虑立地因子，包括环境因素和种植限制因素，也必须分析能否适应今后有变化的环境；另外还有经济和社会服务及功能方面的考量。在城市树种选择上有几个问题需要我们思考。

树种规划与树种选择。一般情况下树种规划是较大尺度范围的，如一个城市、一个公园、一个小区，都可有树种规划，但这只是提供了在相应尺度下可供选择的树种名单，并不等于这些树种都能适应某一个具体的立地环境。而选择树种即是针对具体立地而言的小尺度活动，必须考虑立地环境、适应性，空间、景观和功能要求等等因素。目前，我们更多关注树木本身特点，而对与周围环境的协调性或适应性缺乏研究，特别是对于树木生长动态与生长空间，及相伴植物的竞争关系较少考虑。当然，树种选择首先必须遵循“适地适树”原则，然而“地”和“树” 之间的平衡是相对的、动态的，应贯穿于树木整个生长过程。在城市绿化中还有一种说法叫“改地适树”，那是需要采用各种措施使树木生长与立地环境达到平衡，其作用是不应被过度夸大的。

基调树种和树种丰富度及优势度。按现在的城市绿地系统规划要求，树种规划一般提出基调树种4~6种、骨干树种20余种、其他一般树种。这个规划模式对城市树种选择的影响极大。笔者一直在思考何谓“基调树种”、是否有必要提“基调树种”,拿景观生态学来理解，基调应是基质、背景，是面积占50%以上的主体部分。如是，即使一个城市的绿化树种有几百种，树种的丰富度是提高了，但实际种植的主要是“基调树种”或“骨干树种”，反复种植少数几个树种，树种均匀度就低了。这不是真正意义上的生物多样性，显然是不符合现在大力提倡的生物多样性保护战略。

乡土树种和外来树种。乡土树种最适合当地气候土壤环境，因此我们强调应多用乡土树种。但国内外的研究都表明，外来物种比重高是城市植物区系的一个主要特点，我国的大部分城市也如此。这是因为，一方面我们为了提高效果而太多依赖引种；而另一方面，客观地讲对于城市中的有些立地环境来说，外来树种比乡土树种更适应,选择外来植物也是“适地适树”的结果，而在气候变暖的情况下选择外来树种的机会还会增加。因此，在我们强调选择乡土树种的时候，又不能一味的排斥外来树种，必须掌握适度的比例，而在构建更接近自然的群落时应首先选择乡土树种。

另外，关于乡土树种的界定，不应只局限于本地(行政区划范围)，可理解为同一个植被带、或亚带的数值，以扩大选择的范围。

理性对待彩叶树种。最近十几年兴起一股彩叶树种的热潮，在植物配置、景观设计、风景林改造等等项目中，都把增加色彩作为主要内容。其实，几乎所有的树种在不同季节都会有一定的色彩变化，真正常彩的树种并不多，而且与气候、土壤条件有关。色彩树种的应用也需考虑适度，更要打破单一的应用模式,注意色彩的配置、以点景为主不宜过多。当然最重要的是开发当地彩叶树种，引种彩色树种必须进行栽培试验。

行道树的单树种栽植和多树种栽植模式。城市行道树栽植一直有单一树种（Monoculture）和多树种（Polyculture）2种模式,前者统一整齐、方便管护，后者从生物多样性和结构稳定方面考虑，是20世纪30年在美国发生荷兰榆树病导致大量美国榆树行道树死亡后提出的。现在，提出根据生物多样性的原则规划行道树结构，原则是不要过于依赖少数的几个树种，如美国Michigan州规定一条街的行道树至少要分属4个属，2株同一树种的树木不应相邻种植，但这个标准比较高，在大多数城市难以实现。

环境胁迫加剧及灾害性天气增加对树木的影响。气候变化表现为暖冬、夏季降雨减少但暴雨增加，炎热天数增加，如上海在增温的大背景下，成灾台风的生成频数会继续增加，这对行道树影响最大，应把耐热、抗旱、抗风、保持水土功能作为行道树选择的考虑因素，如树木根系特点、固着性、抗风害、受损后的更新及保持水土功能等。

基于树种功能的选择。据Nowak对美国10个城市的研究，城市森林树木每年直接减少PM25的量达到475～645 t，而通过降温减低能源消耗、减少大气光化学反应能间接减少大气二次污染物。但此功能在不同树种间有较大差异，取决于树木体量、叶面积、叶面结构等。而且有的树种因释放单萜、异戊二烯等生物挥发性有机化合物（BVOC），再与大气中的其他污染物发生化学反应而生成二次污染物成为PM25的源,这是树种选择必须慎重考虑的。

树种选择和群落配植。用于群落配置的树种选择，不能只考虑树形搭配、色彩变化等景观效果。不仅应考虑组成种之间的生态位，即种间的生态关系和竞争，还需考虑今后群落结构动态变化与树木生长之间的关系，创造类似森林的生长环境，减少树木养护及群落调控措施的使用，维持相对稳定的群落结构。

城市森林结构稳定性与树种选择。整个城市森林结构是动态变化的过程，不同经营方法、开发规划、土地利用的变化、决策层的作用等都会引发城市森林结构变化，而树种结构的合理与否也是影响城市森林结构稳定的一个因素。在满足上述树种选择要求外，还需得到社会公众的认同与支持，树种组成应能充分提供生物多样性的支持。目前，美国城市林业采用一个公式《Diversification formula》来决定树种的比例，属于同一个科的树木不宜超过10%，属于同一个种的树木不宜超过5%。

需要进一步深入研究的问题

对城市森林树种的科学认识。在森林经营中，我们对主要造林树种已有很多研究，可基于它们的生理生态、生长特性实施科学经营。但城市森林树种数量多、来源复杂，对于多数树种依然停留在感性认识的阶段，因此应加强对主要树种的基础研究。

预测未来至少50年城市树木对气候变暖导致干旱的反应。全球气候变暖成为人类活动必须面对的问题，城市森林经营也不例外，必须研究城市树木对未来气候变化的反应，为应对未来变化选择树种提供科学依据。

通过科学研究，提出一个具有前瞻性的城市树种名单。植物园应成为研究主力，如芝加哥植物园的研究结果，将银杏列为最适应未来城市环境的树种，其次有美国榆树的2个品种及美洲椴、美洲黄栌、香槐、鹅掌楸、七叶树、美国紫树等，而适合作为行道树的有榉树、水杉、落羽杉、朴树、国槐、美国皂荚、黄金树，其中有产于我国的几个树种。美国DNowak等开发的I-Tree Tools，建立基于1 585个树种的数据库，该工具结合城市气候变化模型，可作为应对气候变化的树种选择工具

将气候变暖的科学预测和城市森林研究相结合。我们依然缺乏气候变化对城市树木影响的知识，在树种选择时缺乏对气候变化的考虑。因此，不仅在树种选择方面，在城市森林宏观布局、城市森林评价、管护等方面都必须与气候变化的影响相结合开展研究。

科学评测和研究城市森林的功能。城市森林功能与树种组成、树木生长情况、叶面积量、分布格局等以及必要的管护等多种因素有关，需要综合分析、客观评价。如上所述，有的树种挥发有机挥发物而成为污染源，选择需要加大养护的树种会增加能源消耗，反而可能成为碳源。

树种选择模式

鉴于上述分析，作者提出了城市树种的选择模式，纳入气候变化的影响、并作为一个重要的因素。为构建健康、稳定、高功能的城市森林生态系统，在树种规划和选择上，要协调设计者、种植者、使用者、供给者的意见。

作者简介：吴泽民（1944-），男，教授，博士生导师，主要研究方向为城市林业，E-mail：zeminwu2@qq.com