I-Trees模型在城市绿地生态服务功能评估中的应用探索研究

城市绿地生态系统服务功能对于城市生态系统的可持续发展起到非常重要的作用,如何量化其生态效益,评估其生态服务功能是各国研究的热点。目前,随着科学技术的进步,评估方法已由传统的CTLA法、Burnley法、造林成本法、碳税法等发展到CITY green模型和i-Trees模型测算法。这两个模型在欧美等国家已经得到了广泛的应用,而我国尤其是对i-Trees模型的使用尚未推广。本文主要以i-Tree Eco(UFORE)模型为主,阐述了其在绿地生态系统服务功能(如节能效益、改善空气质量、截留雨水、美学效益等)评估方法上的应用以及研究进展。旨在为引进国外已有模型,使模型本土化,且推广i-Trees模型能在国内森林生态系统服务功能评估上得到广泛应用,提供理论基础和科学依据。

基于i-Tree Eco模型的校园树木生态效益评估研究

为评估上海应用技术大学徐汇校区校园树木生态效益,在对校区树木调研及形态测量基础上,文章运用i-Tree Eco模型来量化固碳释氧、净化空气、雨水截留效益,为校区生态景观研究提供数据。结果显示:共调查校区内323棵树,树高20<h≤25区间数量最多,为101棵,胸径多样性指数为1.30,指数值较高,有利于树木种群内部的更替生长。i-Tree Eco模型年生态总效益约为1.78万元,单株乔木平均年生态总效益约为55.11元,雨水截留经济效益最高,每年约达1.5万元。生态效益结果较好且单株效益值较高,且随着树体生长,经济价值逐年增长,校区应尽早规划出有针对性的树木保护方案。

基于i-Tree模型的湛江市行道树冠层截留雨水效益分析

行道树是城市森林的重要组成部分,在冠层截留降雨方面起着十分重要的作用,研究城市行道树冠层截留雨水的能力和价值有利于对其进行筛选。通过i-Tree tools对湛江霞山区、开发区、赤坎区3个中心主城区的行道树抽样调查,进行定量的冠层截留雨水生态效益分析评估。湛江市区种植有行道树种67种,分别隶属于52个属,其中细叶榕、小叶榄仁、大王椰子、非洲楝、椰子数量最多,除细叶榕之外,其他树种的比例均<10%;行道树胸径范围以7.6~15.2、15.2~30.5、30.5~45.7 cm这3个径级为主,其中胸径15.2~30.5 cm的占42.7%;湛江市行道树叶面积总计8600854 m 2,树冠覆盖面积达2905896 m 2;单株叶面积最大的为黄葛树,其次为非洲楝;湛江市行道树年冠层截留量达689041.96 m 2,获得的经济效益为350.2万元,平均单株年冠层截留降雨量获得的效益为43.4元,其中单株效益最高的是黄葛树,其次是非洲楝,再是细叶榕。较大的叶面积及冠幅对于增强冠层截留雨水能力起到很大作用,在暴雨成灾的南方,可以选择黄葛树、非洲楝和细叶榕这些冠层截留率大的行道树。

基于i-Tree模型的杭州市环西湖景区行道树生态效益分析

主要运用了i-Tree模型对杭州市西湖风景区内环西湖的行道树进行生态效益的分析,统计并量化了2016年杭州市环西湖行道树的改善空气质量、固碳释氧、截留雨水径流、节约能源四个方面生态效益的经济价值。结果表明:杨公堤、南山路、北山街、湖滨路和苏堤道路有行道树10种,共计2733株。其中悬铃木占整个行道树树木总数的70.44%,行道树总体健康状况良好,环西湖行道树年生态效益价值398.53×10~4元,单株行道树加权平均效益为1928元。本研究可为城市行道树种筛选和应用提供一定的参考。

i-Tree模型在城市森林景观绩效量化中的应用评析

i-Tree模型自2006年美国农业部林务局发布以来,被广泛应用于城市森林景观绩效量化。阐述了i-Tree模型的发展背景以及其与景观绩效的关联,并通过收集i-Tree相关国内外文献资料,利用VOS viewer等文献计量可视化软件,结合人工检阅,从景观规划、景观评价、模型适用性比较、公众使用4个方面,对i-Tree模型进行应用评析。最后对i-Tree模型未来的发展趋势、应用方向进行展望,提出可从扩大国际应用、提高量化准确性、增加评价绩效指标类型等角度出发,优化i-Tree模型;同时可从i-Tree模型与其他的研究方法、软件相结合的角度出发,进行更加深入、细化的绩效指标探究。

基于i-Tree模型的郑州市行道树生态效益评估

抽样调查了郑州市道路总长度的10%共128条道路的行道树,运用i-Tree模型对其生态效益进行了评估.结果显示,郑州市行道树共14科20属22种,80%树木胸径10~30 cm,90%树木健康水平为良好以上;总生态效益2 476.77万元,其中截留雨水效益占55.03%,其他依次为碳储存、美学、CO_2吸收、节能和空气质量改善;总生态效益中,悬铃木的贡献率69.43%,其次为国槐和白蜡;单株加权平均效益为2106元/株,悬铃木最高,其次为臭椿、国槐、白蜡和雪松;大叶女贞、银杏和枇杷无论是贡献率还是单株加权平均效益均最低.

基于i-Tree模型的城市绿道生态服务效益研究

为了量化分析城市绿道中树木的各类生态服务效益价值,为未来绿道树种筛选和种植规划提供参考。以宁波市“三江六岸核心区”绿道树种为研究对象,对其树木群落结构组成、胸径分布、树高结构和生长类型进行分析;并运用i-Tree模型进行生态效益评估,将节能效益、固碳效益、改善空气质量效益、截留雨水效益和美学效益值量化为经济价值。结果表明:绿道树种类型丰富(37科54属71种),生长类型多为阔叶落叶型乔木,绿道树木的胸径和高度多数介于15.2~30.5 cm和5.0~10.0 m,处于稳定生长阶段,季相变化较丰富且景观效果较强。通过i-Tree模型评估“三江六岸核心区”绿道年总生态效益值为4287024.54元,其中,美学效益(64.62%)>固碳效益(17.25%)>截留雨水效益(9.79%)>节约能源效益(8.32%)>改善空气质量效益(0.02%)。树种优势度与绿道总生态效益贡献率相关性较强,樟树、银杏、柳树、鸡爪槭的总生态效益贡献率最高,但与单株年生态效益之间没有较强相关性;泡桐(2494.70元·株^-1)、二球悬铃木(1994.49元·株^-1)、枫杨(1824.93元·株^-1)、喜树(1542.23元·株^-1)的单株年生态效益较高,但其数量在绿道中不占优势。建议在选择树种时,将植物挥发性有机物(BVOC)纳入改善空气质量价值评估体系中,推广单株生态效益价值较高的树种应用于绿道中。

基于i-Tree Eco模型的城市森林生态效益评估——以长春水文化生态园为例

文章以长春市水文化生态园为例,运用i-Tree Eco模型对研究区域的城市森林生态效益进行定量评估;结果表明:长春水文化生态园的生态效益为79.96万元/a,单株乔灌木的生态效益分别为109.02元/a、16.51元/a。通过对比城市森林乔灌木配比对经济成本和生态效益之间的关系,发现当乔木、灌木比为35:65时,经济成本和生态效益之间达到均衡状态。

基于i-Tree模型的大型灌区节水改造效益评估研究

为了推动农业发展,对大型灌区节水改造效益进行评估。传统效益评估方法指标选取结果与评估方法适配性较差,导致评估结果可信度较低。针对此问题,设计基于i-Tree模型的大型灌区节水改造效益评估方法。对评估指标体系展开优化设计并计算其权重,结合i-Tree模型构建灌区节水改造效益评估模型。设定实验环节,对新型评估方法展开分析,经实验结果证实,此方法可避免传统方法应用性能问题的产生,提高评估结果可信度。

基于i-tree模型的城市滨河绿化带生态效益评估——以淮安市古黄河景观带为例

以江苏省淮安市古黄河风光带某河段作为研究对象,实地普查了该景观绿化带的树种、胸径等资源情况。运用i-tree模型对滨河绿化带的净化空气效益、碳的储存及固碳效益、产氧量和雨水截留效益共4个方面进行了评估。结果表明:该河段绿化带共有树木7 321株,35个树种,其中水杉、桂花、香樟等5个优势树种占树木总量的57.86%。胸径径级分布以中小胸径( 10~ 20 cm)为主。总生态效益为79 363.49美元,碳储量的效益最高,占总效益的82.32%。其次是固碳效益、净化空气效益、截留雨水效益、产氧效益。水杉的生态效益最高,占总效益的21%。单株加权平均效益的大小排序为榔榆、银杏、榉树、乌桕。本研究为城市管理者如何优化城市滨水区树木管理提供参考。

i-tree模型在城市道路生态功能中的应用研究

道路构成了城市骨架,在城市中发挥着重要作用,而道路绿化是其不可分割的重要组成部分。城镇化的迅速推进使城镇成为居民与自然之间矛盾的聚集地,而道路绿化能够显著解决这一矛盾。它能够产生各种生态效益包括降温增湿、固碳释氧、隔音降噪、滞尘、截留雨水,降低空气中PM2.5含量、PM10含量以及提升负离子浓度等。文章利用i-tree模型(i-tree model street manual)对城市道路绿化进行评估。以城市行道树作为研究对象,分析计算不同区域行道树产生的经营成本和生态效益,用i-tree模型估算出CO_(2)吸收、雨水截留、改善空气质量等其他生态效益与美学效益。利用i-tree模型计算分析得出雨水截留生态效益最大可达90%以上。这些生态效益的计量为城市规划、设计、管理、养护提供了评估依据,能够促进城市的可持续发展。

灯塔灌区节水改造工程绩效综合评估

为解决传统绩效方法可信度低、与指标体系适配度不高的问题,从生态、技术、工程、经济和社会5个层面利用I-tree方法构建评估模型,综合评估了灯塔灌区节水改造工程绩效水平。结果表明:通过对评估体系的优化设计可保证指标与方法的适配性,有效提高评估指标适配度和绩效综合评估可信度,为灌区节水改造方案设计及其绩效评估提供科学依据。

大型灌区节水改造绩效综合评估模型的构建与应用

文章针对传统大型灌区节水改造绩效评估方法与指标选取适配度低,评估结果可信度不高的问题,基于i-Tree模型的评估理论,分别从社会、经济、技术、生态4个层面构建新的大型灌区节水改造绩效综合评估模型,通过优化设计评估指标体系,提高方法和指标的适配度。通过实例验证,新构建的评估模型可解决传统方法指标适配度低的问题,评估指标适配度可提高10%以上,从而提高绩效综合评估的可信度。研究成果对于大型灌区节水改造绩效综合评估提供新方法。

城市街道空间绿地低碳综合效益评估测算与精细化改造研究——以北京新街口片区为例

在中国双碳发展背景下,对于高密度集聚的大城市核心区,城市绿地的直接增汇与间接减碳综合效益突出。以北京新街口片区为研究对象,开展街道空间精细化绿地调查,共抽样18条街道,对3242株行道树精准定位记录,运用i-Tree Streets模型对街道空间低碳综合效益进行评估测算,得出街道空间精细化改造提升建议。研究结果显示,新街口片区调查行道树隶属于18科、21属、26种。从数量上看国槐所占比例最大,占调查树木总数的74%。街道总生态效益价值为1357.711万元,单株平均加权效益总体水平为4188.01元/株。其中,碳储效益占比67.40%,其他效益占比依次是美学效益、CO_(2)吸收效益、节能效益、雨水截留效益、空气质量改善效益。通过对综合效益价值评估测算结果与问题分析,从树种效益综合分析、间接减碳效益提升、全生命周期绿地环境维护管理三方面,提出城市街道空间精细化低碳改造提升策略与建议。

基于i-Tree模型的城市森林经济效益评估

城市森林的生态服务功能对改善城市环境质量具有重要作用,如何量化这些生态服务功能是使城市森林发挥最大效益的一个重要前提。随着科学的发展,对城市森林经济效益评估的量化方法已由传统的CTLA法、Burnley法、碳税法、造林成本法等发展到模型测算法。本文介绍的i-Tree模型是由美国林务局(USDAForest Service)于2006年开发的城市森林效益评估软件,具有许多其他模型如CITYgreen模型等不可替代的优势,在国际城市森林研究中已得到了广泛的应用,但国内尚未推广。本文主要阐述和评价了模型中UFORE和STRATUM两个主要模块的研究及应用进展,通过作者在国内的应用实践,讨论了该模型在中国的应用前景及存在的主要问题,为城市森林管理提供科学依据。

基于i-Tree模型的青岛市南区行道树组成及生态效益分析

本文运用i-Tree模型对青岛市南区的行道树组成体系进行分析,统计并量化了2012年青岛市市南区内行道树截留雨水、CO2吸收和固碳、改善空气质量、节能等生态效益的经济价值。结果表明:市南区主要道路有行道树43种,共计12322株,其中悬铃木、银杏等10种主要树种占整个行道树树木总数的84.4%;行道树胸径径阶分布主要以中(DBH为15～30 cm)、小(DBH<15 cm)胸径为主,分别占53.54%、29.06%;行道树总体健康状况良好,健康树木占总数的97.4%;市南区行道树年生态效益价值2303.2万元,单株行道树加权平均效益为1869元。本研究可为城市行道树种植规划提供参考。

临安钱王陵公园植物群落结构及生态效益分析

【目的】分析浙江省杭州市临安区钱王陵公园植物群落结构,并对其生态效益进行定量评估。【方法】以临安钱王陵公园为研究对象,对公园内32个植物群落资源结构进行实地调查,运用i-Tree模型评估群落节能、吸收二氧化碳(CO2)、改善空气质量、截留雨水等生态效益。【结果】①所调查群落树木共计1 613株,分属39科62属74种;群落结构以复层型为主,呈现出以针阔混交林为主的景观风貌。②群落年生态效益为208 588.16元·a^-1,单株树木平均效益为129.25元·株^-1·a^-1,其中节约能源、吸收CO2、改善空气质量和截留雨水生态效益分别为48 188.80、98 447.36、4 019.84和57 932.16元·a^-1,分别占为23.10%、47.20%、1.93%和27.77%;生态效益总价值最高的是樟树Cinnamomum camphora+广玉兰Magnolia grandiflora-山茶Camellia japonica群落(样地L21),为12 777.60元·a^-1,占6.13%,且该群落在节约能源、吸收CO2、截留雨水3个方面生态效益均为最高;针阔混交型群落生态效益占35.47%,对生态效益价值贡献最大。③落叶阔叶及针叶树种单株平均生态效益较高,落叶阔叶树在节能、吸收CO2、改善空气质量及截留雨水效益方面更具优势。【结论】钱王陵公园植物群落生态效益的高低主要取决于群落内树种的株数、生长类型和平均胸径,针阔混交型群落在生态效益价值方面具有明显优势。图2表4参23。

杭州临安钱王陵公园植物群落的美学效益

以杭州临安钱王陵纪念公园植物群落为研究对象,采用典型取样法选取32个样地,对样地内群落树种组成、胸径等级及群落类型和结构进行调查,运用i-Tree模型对所调查植物群落美学效益进行定量评估分析。结果表明,所调查群落植物种类共计113种,分属于63科98属;群落类型以针-阔混交型为主,群落总体结构层次丰富。所调查群落年美学效益价值为241521.28元,单株树木平均美学效益为149.74元,其中香樟+枫香群落美学效益价值最高,为21683.20元。常绿-落叶阔叶混交型群落在美学效益方面具有较大优势。枫香、三角槭、水杉、黄山栾树、雪松、朴树、马尾松、栓皮栎、山樱花、榔榆等针叶树及阔叶树种单株平均美学效益较高。

北京边缘地区人居林结构、动态变化及生态效益初步分析——以牛栏山-马坡镇为例

【目的】研究人居林结构、动态变化及其所提供的生态效益,为未来农村发展和生态文明建设提供参考。【方法】基于实地抽样调查方法,获取2015年牛栏山-马坡镇人居林结构特征,包括不同类型人居林树种生长指标,不同类型人居林科、属、种情况统计,人居林优势科、属、种分析等。利用高分影像,目视解译2001、2015年人居林树冠覆盖空间格局。采用i-Tree模型,根据实地调查林木信息,计算牛栏山-马坡镇人居林生态效益。【结果】1)2015年研究区人居林共有25个科37个属68个种,其中庭院林科、属、种最多,农田林网科、属、种较少;优势科类以豆科最多,胡桃科、柿树科相对较少;优势属以槐属最多,柿属相对较少;人居林个体数量以国槐最多,毛白杨相对较少。2)2015年相比2001年,人居林树冠覆盖总面积增加842.64 hm^2,增加地区主要分布在中部和东部区域且大斑块增加明显,其中苗木基地林增加最多。14年间人居林树冠斑块从2001年的108 53块增加到2015年的13 048块,平均斑块面积由原来的每块0.04 hm^2增长到0.1 hm^2,除道路林平均斑块面积减小外,其他人居林平均斑块面积均不同程度增大。3)2015年牛栏山-马坡镇人居林碳储量为36 973.77 t,年固碳量为1 325.70 t,年暴雨径流削减量为121 401.56 m^3,年释氧量为3 418.07 t,年清除大气污染物总量为52.36 t。【结论】1)北京市边缘区人居林主要以乡土树种为主,共包含25个科37个属68个种。2)2001—2015年14年间,随着城镇化发展人居林面积并没有减少,反而增多,其主要源于苗木基地林的增加。3)人居林为牛栏山-马坡镇提供了大量生态效益,主要包括固碳释氧、暴雨径流削减和清除污染物等。今后,该地区人居林建设仍要以乡土树种为主,增大人居林平均斑块面积并增加其树冠覆盖总面积,提高生态效益。

基于i-Tree模型的城市小区行道树生态效益评价

【目的】通过行道树生态经济价值分析,了解城市森林中树木发挥的各类生态效益,为校园行道树种植规划以及道路的合理分布提供参考。【方法】调查南京林业大学校园5个区域行道树树种组成、胸径和树高结构以及树木类型,共取得2 350株立木资料,分析研究校园行道树结构组成,并运用i-Tree模型对对校园行道树进行定量的森林效益评估,包括节能效益、净化空气效益、吸收二氧化碳效益、截留雨水效益和美学效益5个方面,并将效益值转化为相应的经济价值。【结果】研究区行道树属于31科49属54种,树木种类多为落叶阔叶型乔木,其中樱花、二球悬铃木、马褂木、樟树和银杏的数量最多;以胸径为≥8～46 cm的树种为主,其中胸径为≥8～15 cm的441株,占18.77%;≥15～30 cm的1 132株,占48.17%;≥30～46 cm的507株,占21.57%。通过i-Tree模型对南京林业大学行道树的总生态效益评估可得,研究区主要道路上的2 350株行道树年创造总效益值为1 023 101.29元,其中校园行道树的美学效益最高,占总效益的65.67%;其次是截留雨水效益,占总效益的17.05%,节能效益占总效益的13.02%;减少CO_2效益与改善空气质量效益比分别占总效益的2.65%、1.61%。各个区域中,教学区为行道树主要种植区,效益最高,占总效益的43.62%;其次是居民区,占总效益的19.43%;行政区、活动区和生活区分别占总效益的15.17%、11.21%和10.56%。不同的树种在各生态效益上的贡献率不同,二球悬铃木、银杏、马褂木、樟树的总生态效益贡献率最高,占总量的比例分别为21.97%、18.09%、14.50%、8.57%,共占生态总效益的63.13%,超过了总效益的一半。【结论】研究区总树种类型丰富,多样性高,但在活动区缺少高大乔木。生活区节能效益和改善空气质量效益低,建议种植枫杨、七叶树等树种。居民区水杉、银杏和二球悬铃木树种分布均匀度最高,所得到的单株效益和总效益均为各区首位。行政区尽管面积和道路长度最小,但杨树种植多区域单株效益较高,区域截留雨水效益最高。