山地城市綠色廊道生態(tài)化建設(shè)緩解熱島效應(yīng)*
——以拉薩市為例

劉煒 趙爾平 雒偉群 劉愛(ài)華

（西藏民族大學(xué) 西藏光信息處理與可視化技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 咸陽(yáng) 712082）

0 引言

城市是人們集中居住、生活和生產(chǎn)的地域空間，是地球表層物質(zhì)流、能量流、人口流與信息流交換最為活躍的場(chǎng)所，是一個(gè)自然—經(jīng)濟(jì)—社會(huì)的動(dòng)態(tài)的復(fù)合巨系統(tǒng)。當(dāng)前，拉薩市正經(jīng)歷著城市化進(jìn)程，城郊景觀格局發(fā)生了歷史性變化。城市化進(jìn)程深刻改變了本區(qū)土地利用方式，使得拉薩市景觀的自然屬性和過(guò)程發(fā)生劇烈、甚至是不可逆轉(zhuǎn)的改變。以水、植被、土壤等為要素的自然景觀不斷被改造，而由水泥、瀝青、化工材料、金屬材質(zhì)等為要素人工景觀則迅速增加，形成了全新的城市景觀。隨著城市化進(jìn)程的不斷演進(jìn)，相伴而生的生態(tài)環(huán)境變化從局地、區(qū)域影響著城市表層原始的自然現(xiàn)象和生態(tài)學(xué)過(guò)程。這一過(guò)程會(huì)引發(fā)眾多的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，如導(dǎo)致地表水分蒸騰減少、地表徑流增加、土壤侵蝕量與泥沙運(yùn)移量增大、對(duì)自然景觀隨意侵害、感熱存儲(chǔ)與交換增加、地下水水質(zhì)惡化、空氣質(zhì)量下降［1-2］等；同時(shí)還伴有人口密度增大、交通擁堵等一系列社會(huì)民生問(wèn)題。

城市熱島效應(yīng)是指由于人為原因改變了城市地表的局部溫度、濕度、空氣對(duì)流等因素，從而導(dǎo)致城市局地氣候變化的現(xiàn)象。在拉薩市，隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，在人工景觀取代自然景觀、城市景觀取代農(nóng)村景觀的過(guò)程中，地表覆蓋材料的變化導(dǎo)致地表熱輻射、熱存儲(chǔ)和熱傳遞等發(fā)生改變；城市生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)人口聚集、采石取土、毀壞植被、工業(yè)能耗以及機(jī)動(dòng)車熱排放規(guī)模和強(qiáng)度增大，都導(dǎo)致人工熱量空間配置明顯變化，這些變化都以熱島效應(yīng)（Urban Heat Island Ef?fect）的形式表現(xiàn)出來(lái)。近10 年來(lái)在拉薩市的熱效應(yīng)顯著增加了夏季高溫天氣出現(xiàn)的頻率，甚至形成高溫災(zāi)害，導(dǎo)致城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降，空氣污染物難以擴(kuò)散。這些環(huán)境變化及社會(huì)問(wèn)題對(duì)拉薩市的能耗結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、公共健康以及公共安全等方面都產(chǎn)生了深刻影響。當(dāng)前，拉薩市熱島效應(yīng)問(wèn)題已經(jīng)成為拉薩城市促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與氣候生態(tài)環(huán)境之間良性相互作用，提高公共健康水平，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素［3-4］。有鑒于此，在當(dāng)前拉薩市不斷城市化背景下，開(kāi)展基于綠色廊道生態(tài)環(huán)境建設(shè)緩解熱島效應(yīng)的研究具有十分重要的意義。

1 拉薩市熱島效應(yīng)成因

拉薩市地處91°00′～91°27′E，29°52′～29°83′N之間，屬大陸性高原季風(fēng)半干旱氣候。拉薩市城區(qū)面積77.9km2，城區(qū)人口近57 萬(wàn)。拉薩市熱島效應(yīng)產(chǎn)生的主要原因有三點(diǎn)：（1）隨著城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，拉薩市不透水面（柏油路和水泥路面）不斷擴(kuò)張，越來(lái)越密集分布，而與此同時(shí)城市生態(tài)景觀（綠地、土壤和水體）的覆蓋面積在不斷縮減。不透水面比綠地、土壤和水體具有更大的吸熱率和更小的比熱容，因此其吸熱快，增溫快。綠色景觀覆蓋面積的縮減使得蒸發(fā)作用持續(xù)減弱。（2）拉薩市主城區(qū)高層建筑物林立，建筑密度大，風(fēng)速減低，熱量不易散失的，并向四周和大氣中大量輻射。（3）拉薩市主城區(qū)人口稠密、工商業(yè)集中，居民生活、工業(yè)生產(chǎn)和交通工具釋放大量廢熱。以上諸因素使得拉薩市主城區(qū)氣溫普遍高于周圍的郊區(qū)氣溫。

2 拉薩市綠色廊道

景觀生態(tài)學(xué)中綠色廊道是指由生物群落與自然生態(tài)環(huán)境共同構(gòu)成，以各類植被為主的帶狀景觀結(jié)構(gòu)，其形態(tài)的長(zhǎng)寬比大且彎延曲折伸展，這種形態(tài)可促進(jìn)景觀斑塊內(nèi)部與外圍環(huán)境之間的物質(zhì)、能量和生物流交換，因此，綠色廊道具有源、匯、傳導(dǎo)、生境、過(guò)濾的功能。在人為擾動(dòng)強(qiáng)烈的拉薩市主城區(qū)，綠色廊道主要包括拉薩河綠色廊道，綠化帶廊道，道路綠色廊道等以各類植被為主的生態(tài)型廊道，它們共同構(gòu)建出了拉薩市山水自然景觀的基本骨架，使得本市自然景觀單元能夠以這個(gè)骨架為基底不斷發(fā)展延伸，在實(shí)現(xiàn)能量、物質(zhì)和生物流交換交互的同時(shí)，有效改善局地氣候，緩解熱島效應(yīng)，提升生態(tài)服務(wù)價(jià)值。在本研究中，通過(guò)對(duì)高空間分辨率遙感圖像進(jìn)行了一系列處理制作出解譯底圖，進(jìn)而獲取了拉薩河綠色廊道，綠化帶廊道，道路綠色廊道空間分布及配置信息。

3 生態(tài)化建設(shè)策略

生態(tài)化建設(shè)是指針對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)，按照最大效率發(fā)揮生態(tài)效能的原則，采用生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行原則（共生與競(jìng)爭(zhēng)、適應(yīng)及循環(huán)流動(dòng)）的進(jìn)行建設(shè)的模式。針對(duì)拉薩市綠色廊道的生態(tài)化建設(shè)，可以從拉薩市景觀格局尺度的立場(chǎng)出發(fā)，依據(jù)綠色廊道所處的地理位置和原本的自然景觀基底，以及所承擔(dān)生態(tài)功能的重要性，按照“先上水、后綠化”的思路［7-8］，采取適宜性建設(shè)措施，力求改善綠色廊道的結(jié)構(gòu)完整度和連通性，增強(qiáng)其調(diào)節(jié)城市局地氣候，緩解城市熱島效應(yīng)的作用。這其中有六項(xiàng)建設(shè)性要點(diǎn)有：

3.1 提升拉薩市城郊景觀斑塊之間連續(xù)性

通過(guò)分析多期拉薩市遙感可以發(fā)現(xiàn)，拉薩市主城區(qū)經(jīng)過(guò)多年的不斷擴(kuò)張，使得本區(qū)內(nèi)自然景觀斑塊面積不斷減小、破碎度不斷增大，城市主城區(qū)內(nèi)的自然殘留斑塊孤立無(wú)“源”，破壞了拉薩市的山水景觀格局與原本城郊生態(tài)景觀斑塊之間的連續(xù)性，顯著影響了其調(diào)節(jié)城市局地氣候的效能。因此，需要在拉薩市主城區(qū)與郊區(qū)之間建立生態(tài)化綠色廊道，使得拉薩市主城區(qū)中的自然景觀斑塊從郊區(qū)自然景觀斑塊處（如拉魯濕地）得到“源”，構(gòu)建自然景觀斑塊與山水景觀格局之間的物質(zhì)、能量和生物流交換通道，促進(jìn)拉薩市城郊景觀格局的完整度，由此在保持拉薩市內(nèi)山水景觀格局演進(jìn)可持續(xù)性的同時(shí)，增強(qiáng)其調(diào)節(jié)城市局地氣候，緩解城市熱島效應(yīng)的效能，維護(hù)城市原本的自然景觀格局和郊區(qū)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)拉薩市生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展的持續(xù)支持能力。

3.2 增強(qiáng)拉薩市綠色廊道節(jié)點(diǎn)的生態(tài)功能

在拉薩市綠色廊道綠心的附著節(jié)點(diǎn)是綠地公園等一些大型的綠色斑塊（如羅布林卡風(fēng)景區(qū)、宗角祿康公園、全民健身體彩公園等）。作為城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的樞紐，這些重要節(jié)點(diǎn)分布格局的一個(gè)主要缺點(diǎn)是各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連通性低且整體結(jié)構(gòu)形式單一，完整度低，降低了綠色廊道節(jié)點(diǎn)發(fā)揮最大效率的生態(tài)功能，減弱了其調(diào)節(jié)城市局地氣候，緩解城市熱島效應(yīng)的作用。特別是近些年拉薩城市化進(jìn)程使得以水、植被、土壤等為要素的生態(tài)斑塊不斷被改造，而由水泥、瀝青、化工材料、金屬材質(zhì)等為要素人工景觀斑塊則迅速增加，這導(dǎo)致拉薩市主城區(qū)內(nèi)的綠色廊道節(jié)點(diǎn)斑塊不斷縮減、間斷、消失。此外，在長(zhǎng)期人工綠化建設(shè)所構(gòu)建的節(jié)點(diǎn)綠地斑塊中，種植的樹(shù)種較少，層次單一，由此導(dǎo)致各節(jié)點(diǎn)綠地斑塊生境的綜合生態(tài)服務(wù)功能有限。因此，應(yīng)當(dāng)整體規(guī)劃拉薩市生態(tài)化建設(shè)綠色廊道節(jié)點(diǎn)，以發(fā)揮綜合生態(tài)效能為原則，運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行基本原則，依據(jù)局地的不同自然屬性構(gòu)建重要綠色斑塊節(jié)點(diǎn)，增強(qiáng)其調(diào)節(jié)城市局地氣候，緩解城市熱島效應(yīng)的作用，此外還可以對(duì)局地生物棲息及空間活動(dòng)起到庇護(hù)作用，并豐富區(qū)域生態(tài)物種多樣性。

3.3 基于拉薩河廊道斷面分區(qū)進(jìn)行生態(tài)化建設(shè)

拉薩河是拉薩市的天然低溫生態(tài)廊道和生物物種多樣性生態(tài)敏感區(qū)域。充沛凈化的河流水體、植被覆蓋良好的河岸生態(tài)景觀對(duì)調(diào)節(jié)拉薩市氣候以及局地小氣候起到了特別重要的作用。當(dāng)前，在拉薩市應(yīng)主要對(duì)納金大橋至青藏鐵路拉薩大橋之間的貢布堂、拉薩大橋左岸、慈覺(jué)林、2 號(hào)閘左岸和右岸、拉薩火車站、拉薩市環(huán)衛(wèi)局等7 段位置重點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)化建設(shè)。按照廊道斷面拉薩河廊道可分為河流水體、水體影響帶（包括水-濕地-旱地自然生境的水陸過(guò)渡空間區(qū)域）、河岸綠化緩沖帶這3 個(gè)部分。對(duì)于拉薩河流水體，當(dāng)前特別注意減少污物排入，抬高水位，補(bǔ)充拉薩河地下水，增強(qiáng)其本身以及對(duì)水體影響帶、河岸綠化緩沖帶增加局地增濕降溫效能。

水體影響帶是具有顯著降溫特性、物種多樣性以及邊緣效應(yīng)的生態(tài)交錯(cuò)帶，能夠?qū)_河流水體起到凈化滯流和儲(chǔ)蓄調(diào)節(jié)的作用。在建設(shè)水體影響帶時(shí)，應(yīng)當(dāng)依據(jù)河水流速的阻滯程度，以及對(duì)水體影響帶預(yù)期凈化程度來(lái)構(gòu)建不同河段位置的水體影響帶的寬度?？梢栽诶_河城區(qū)中段20公里范圍內(nèi)，規(guī)劃建設(shè)多個(gè)攔河閘擋水工程。此外，對(duì)于裸露的河灘地應(yīng)通過(guò)種植地皮花卉、喬灌木使原本荒蕪的地表形成濱水生態(tài)景觀，發(fā)揮其綜合生態(tài)效能，這對(duì)于增加周邊空氣濕度、降低氣溫，以及減少風(fēng)沙流動(dòng)、保護(hù)生物多樣性，參與水中金屬解毒過(guò)程能夠起到積極作用。

拉薩河岸綠化緩沖帶能夠防止水土流失，阻隔過(guò)濾一定程度的人為擾動(dòng)和污物侵入拉薩河流水體，配合水系形成適宜的局地小氣候，并維持河流廊道內(nèi)物種空間水平運(yùn)動(dòng)的持續(xù)性。應(yīng)當(dāng)將河岸綠化緩沖帶與水體影響帶、綠化帶廊道相結(jié)合，從模擬天然濕地群落構(gòu)成和凈化水質(zhì)角度考慮進(jìn)行一體化建設(shè)，選擇適宜植被群落物種，促進(jìn)拉薩河廊道構(gòu)成形態(tài)完整、連通度高，具有顯著增濕降溫的水源涵養(yǎng)地和生物多樣性保護(hù)地。

3.4 確保拉魯濕地的水源供給維護(hù)景觀結(jié)構(gòu)完整性

拉薩市拉魯濕地位于主城區(qū)的西北角，形態(tài)呈東西向不規(guī)則長(zhǎng)帶狀。拉魯濕地因河流淤積形成，覆蓋面積達(dá)685 公頃，增濕降溫效能顯著且動(dòng)植物資源豐富。作為“自然空調(diào)”“天然氧吧”“城市之肺”，拉魯濕地在調(diào)節(jié)拉薩市氣候、緩解熱島效應(yīng)以及涵養(yǎng)水源、維持生物多樣性等方面起到特別重要的作用。然而，拉薩市由于多年基建擴(kuò)張、挖排水渠以及圍墾、放牧等因素，拉魯濕地周邊水土流失嚴(yán)重，導(dǎo)致濕地開(kāi)放水面面積被侵占，破壞濕地植被。目前，濕地北部已有零星荒漠化現(xiàn)象出現(xiàn)。這使得拉魯濕地的景觀結(jié)構(gòu)完整性度被破壞，其緩解熱島效應(yīng)、涵養(yǎng)水源以及維持生物多樣性的效能被不斷削弱。因此需要特別加強(qiáng)對(duì)拉魯濕地的生態(tài)化建設(shè)，當(dāng)前應(yīng)在東北端沉砂池西部建設(shè)節(jié)水工程，在低洼區(qū)域堵截來(lái)水，提升水位，將從北干渠和中干渠引來(lái)的水流到拉魯濕地北部和東部部分缺水區(qū)域，以確保拉魯濕地的水源的供給。此外，還需要持續(xù)不斷監(jiān)測(cè)水體特性，采取必要的措施改善濕地地表水與地下水之間的聯(lián)系,防止生活污水和化學(xué)物質(zhì)流入濕地水體造成污染。

3.5 科學(xué)確定綠化帶廊道寬度增強(qiáng)生態(tài)連通性

城市綠化帶廊道是由本底為自然景觀或人工景觀的植物群落構(gòu)成，廊道內(nèi)生長(zhǎng)良好的植被能夠有效減弱城市熱島效應(yīng)，并具有保護(hù)局地生物多樣性和改善生態(tài)環(huán)境的效能。此外，城市綠化帶廊道為當(dāng)?shù)孛癖娺M(jìn)行游憩觀賞并提供視覺(jué)及心理上的良好體驗(yàn)。在拉薩市通過(guò)實(shí)地調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，植被覆蓋良好的綠化帶廊道對(duì)調(diào)節(jié)拉薩市氣候以及局地小氣候，緩解城市熱島效應(yīng)具有十分重要的作用。城市綠化帶廊道內(nèi)的各類植被還能夠通過(guò)光合作用吸收大量二氧化碳并釋放出氧氣，其自身構(gòu)建的綠色空間還可以對(duì)區(qū)域煙塵、粉塵、沙塵具有十分明顯的阻擋過(guò)濾與吸附作用。因此，在拉薩市核心區(qū)域（羅布林卡—布達(dá)拉宮—拉薩濱河公園區(qū)域），改善綠化帶廊道的組成與配置構(gòu)造，能夠?qū)_市自然生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)修復(fù)以及提高生態(tài)效能起到重要的促進(jìn)作用，有利于緩解熱島效應(yīng)，改善維護(hù)拉薩市生態(tài)健康與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展［9-10］。

當(dāng)前在拉薩市，綠化帶廊道建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域應(yīng)包括城關(guān)區(qū)香嘎溝、奪底溝、嘎巴溝和達(dá)孜區(qū)白納溝這4條溝域生態(tài)化建設(shè)，以及貢嘎機(jī)場(chǎng)路沿線山體沙化治理、拉林高速沿線綠化、拉日鐵路沿線綠化和那拉高速沿線綠化，南山和北山的沙棘林和速生槐林建設(shè)。在上述重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行綠化帶廊道生態(tài)化建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)生態(tài)學(xué)邊緣效應(yīng)寬度和預(yù)期容納物種多樣性的規(guī)模設(shè)計(jì)線狀或帶狀綠化帶廊道的寬度，并選擇與自然斑塊相適宜的本地物種和已馴化外來(lái)物種作為廊道生長(zhǎng)物種，提高廊道的連通性，增強(qiáng)生態(tài)暢通性，同時(shí)降低廊道景觀要素的異質(zhì)性，促進(jìn)生物空間運(yùn)動(dòng)和能量、物質(zhì)和生物流交換交互，從而使得廊道綜合生態(tài)功能持續(xù)提升，有利于不斷改善增濕降溫效能。此外，在綠化帶廊道生態(tài)化建設(shè)過(guò)程中注重地被—灌木—喬木的多層次配置，需明確每層的優(yōu)勢(shì)種與附屬種，同時(shí)在水平分布上應(yīng)成群布置各物種，以增強(qiáng)種群競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)在自然生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)作規(guī)律支配下的可持續(xù)發(fā)展。

3.6 分層設(shè)置林帶建設(shè)道路綠色廊道

城市交通廊道網(wǎng)絡(luò)在城市主城區(qū)不同位置蔓延，而道路綠色廊道則依附于這個(gè)網(wǎng)絡(luò)，使之在能夠城市內(nèi)部各個(gè)人口密集的重要位置（居民區(qū)與城市商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)混雜）的地域全面延展。道路綠色廊道在遮陰避陽(yáng)降溫增濕、保護(hù)生物多樣性、維護(hù)拉薩市內(nèi)山水景觀格局完整性與可持續(xù)性方面，其效能低于拉薩河流廊道、綠化帶廊道。然而，在改善人口密集地生態(tài)環(huán)境，防止灰塵、粉塵以及噪音污染源擴(kuò)散，構(gòu)建能量、物質(zhì)和生物流交換通道方面，道路綠色廊道具有獨(dú)到的、不可替代的作用。在拉薩市居民區(qū)與商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)混雜的地域進(jìn)行道路綠色廊道生態(tài)化建設(shè)時(shí)，特別注意喬木—灌木—地被層配置組合。通過(guò)設(shè)置分層林帶，并取樹(shù)冠大分枝低且樹(shù)葉葉片大重疊排列的堅(jiān)硬樹(shù)種，有利于提升遮陰避陽(yáng)降溫增濕效果。同時(shí)，綠色廊道還能夠降低噪音污染，并通過(guò)減低風(fēng)速阻止灰塵、粉塵污染物快速擴(kuò)散而沉積于分泌粘性油脂及汁液樹(shù)葉表面，此外，道路綠色廊道還可以為民眾休憩并提供視覺(jué)及心理上的良好感受。特別是在夏季，由于近在咫尺的道路綠色廊道帶來(lái)的心理上的良好感受，可以有效增強(qiáng)人們耐熱抗躁的能力，抵御對(duì)熱島效應(yīng)的不適感受，促進(jìn)公共健康。

4 結(jié)論

目前拉薩市城市化進(jìn)程不斷深入，使得城市不透水面面積逐年擴(kuò)張，高層建筑物群分布越來(lái)越多，以及城市人口密度等原因?qū)е吕_市城市熱島效應(yīng)逐年加劇。植被覆蓋良好的城市對(duì)于調(diào)節(jié)拉薩市局地氣候，緩解城市熱島效應(yīng)具有十分重要的作用。為此，本文提出的六項(xiàng)要點(diǎn)對(duì)改進(jìn)拉薩市綠色廊道生態(tài)化建設(shè)，改善拉薩市綠色景觀結(jié)構(gòu)和植被配置提供理論依據(jù)，并為拉薩市熱環(huán)境管理提供科學(xué)支持。