城市森林

城市森林是指生长于城市、城镇或郊区的森林或树木群落。广义而言，它可涵盖人类聚居区内及周边生长的任何木本植物群落。 与生态系统同样承袭自原始荒野遗存的森林公园不同，城市森林通常缺乏公共卫生间、铺砌小径等配套设施，有时甚至没有公园特有的清晰边界。城市森林的养护与管理称为城市林业。城市森林可由私人或公共机构所有，部分市政森林可能位于所属城镇之外。 城市森林在人类栖息地的生态中发挥着多重重要作用。除了美化城市环境外，它们还带来诸多效益：既能调节气候、促进经济发展，又能为野生动物提供栖息地，同时为城市居民创造休闲场所。 示例 在许多国家，人们日益认识到城市森林中自然生态的重要性。目前正开展大量旨在恢复和保护生态系统的项目，从简单的停止扫落叶、清除入侵植物，到全面重新引入原生物种和河岸生态系统，不一而足。 有消息称，世界上最大的人造城市森林位于南非的约翰内斯堡。 这座城市坐落于高原草原带，该草地生物群系通常缺乏大量树木，然而约翰内斯堡却依然是一座林木极为茂密的城市，据称拥有1000万棵树木人工引进的树木，并被评为全球树木覆盖率第八高的城市。 里约热内卢还拥有世界上两片最广阔的城市森林，其中一片被某些资料认为是规模最大的。 蒂茹卡森林最为著名。它始于1844年的一项恢复政策，旨在保护森林的自然残余部分，并在先前为种植甘蔗和咖啡而开垦的地区重新造林。 尽管蒂茹卡森林享誉全球，但同城另一片森林的面积约为其著名邻居的三倍：佩德拉布兰卡州立公园占地12,500公顷（30,888英亩），而蒂茹卡森林仅有3,953公顷（9,768英亩）。 大都市区环抱的森林调节着潮湿气候，为城市居民提供休闲场所。连同市内其他七处小型完全保护区，它们共同构成广袤的自然区域，其中包含全长180公里的跨卡里奥卡步道。印度马哈拉施特拉邦孟买市的桑贾伊·甘地国家公园亦是城市森林的典范，其面积约占该市总面积的20%。园内众多动物自由漫游，更坐落着具有重要历史价值的文化遗址——卡内里石窟。内布拉斯加国家森林是美国最大的人工森林，位于内布拉斯加州境内。其林地横跨该州多个县区，全年都是露营爱好者的热门目的地。 美国境内多个城市也主动投资城市森林建设，以提升社区福祉和经济活力。其中尤为突出的城市包括奥斯汀、亚特兰大、纳什维尔、纽约、西雅图以及华盛顿特区。以纽约为例，该市通过在全市范围内种植数百万棵树木，积极应对气候变化挑战。在奥斯汀，私营企业正出于环保和节能目的资助植树活动。 纳什维尔有一家名为“纳什维尔高地环形森林保护联盟”的组织，作为催化剂，它汇聚了众多环保非营利组织的行动力量，其中包括坎伯兰河保护组织、比曼公园之友以及田纳西州环境委员会。纳什维尔拥有全球人口超过50万的城市中规模最大的城市森林。 环境影响 树木能降低气温并减少雾霾 通过建立广阔而健康的城市森林，空气质量可得到显著改善。树木有助于降低城市区域的空气温度和热岛效应。这种降温作用不仅减少能源消耗，还改善空气质量——因为臭氧的形成与温度密切相关。树木降温机制不仅限于直接遮荫：当树木数量庞大时，其分布区域与邻近区域会形成温差。这种温差导致两地大气压强差异，进而产生风力。若森林位于城市周边则称为“城市微风循环”，若位于城市内部则称为“公园微风循环”。这种风力有助于降低城市温度。 随着气温攀升，臭氧的形成量随之增加。 健康的城市森林能降低气温，减少臭氧的形成。 大型遮荫树可使局部环境温度降低3至5摄氏度。 树冠覆盖率每增加1%，正午最高气温的降幅约为0.04至0.2摄氏度。 低温可降低停车场排放量 停车场内遮荫树带来的降温效应可减少停放车辆的蒸发性排放量。未设遮荫的停车场堪称微型热岛，其温度甚至可能高于周边区域。树冠能显著降低空气温度。尽管碳氢化合物排放主要来自尾气，但16%的碳氢化合物排放源于停放车辆燃料输送系统受热产生的蒸发排放。这些蒸发排放以及发动机启动前几分钟的尾气排放，均受局部微气候影响。若停车场车辆处于树荫下，燃料及挥发性塑料产生的蒸发排放将大幅减少。 在树冠覆盖率达50%的停车场停放的车辆，其蒸发排放量比停放在树冠覆盖率仅8%的停车场的车辆低8%。 在树冠覆盖率达50%的停车场停放的车辆，其蒸发排放量比停放在树冠覆盖率仅8%的停车场的车辆低8% 加利福尼亚州戴维斯市，已制定停车场条例，要求铺装区域必须有50%的树冠覆盖率。 冷启动排放 在阴凉的停车场和街道上，沥青路面的挥发性成分蒸发速度更慢。树荫不仅能减少挥发物排放，还能降低路面收缩和开裂现象，从而延长维护周期。维护频率降低意味着减少热沥青（烟雾）排放和重型设备（尾气）排放。这一原理同样适用于沥青基屋面材料。 主动污染物清除 树木还能通过主动从大气中清除污染物来减少污染。叶片气孔——即叶面上的微孔——会吸收污染气体，这些气体随后被叶片内部的水吸收。某些树种更容易吸收污染物，这会对植物生长产生负面影响。理想情况下，应选择能吸收更多污染气体且能抵抗其负面影响的树种。 一项覆盖芝加哥地区的研究发现，1991年树木吸收了约17吨一氧化碳（CO）、93吨二氧化硫（SO₂）、98吨二氧化氮（NO₂）以及210吨臭氧（O₃）。 碳封存 城市森林管理者有时会关注这样一个问题：当使用化石燃料驱动的树木养护设备作业时，其向大气排放的二氧化碳总量，与森林通过吸收空气中的碳并将其以木材形式储存所减少的碳总量相比如何。 颗粒物的拦截 除了吸收有害气体外，树木还充当过滤器，拦截空气中的颗粒物并减少有害颗粒物的含量。这些颗粒物被树木表面及其枝叶捕获。这些颗粒物暂时停留在树木表面，随后可能被雨水冲刷、强风吹散，或随落叶一同坠落地面。尽管树木只是颗粒物的临时宿主，但若没有树木存在，这些暂居的颗粒物将持续悬浮于空气中危害人类。增加树木覆盖率将提升从空气中拦截的颗粒物总量。 枝叶繁茂的大型常绿树木能吸附最多的颗粒物。 芝加哥研究发现，1991年树木清除的直径小于10微米（PM10）的颗粒物约达234吨。 树干直径超过75厘米的大型健康树木每年清除的空气污染物（1.4千克/年）约为直径小于10厘米的小型健康树木（0.02千克/年）的70倍。 雨水径流减少 城市森林和树木通过减缓降雨速度，促进雨水渗入土壤，从而帮助净化水源，自然过滤掉可能进入供水源的污染物。它们减少暴雨径流，减轻洪水灾害，保护周边河流湖泊。 树木还能通过蒸腾作用减轻“灰色”基础设施（如下水道和排水系统）的负担。树木堪称理想选择——其树冠既能拦截雨水（并形成茂密植被），根系又能将大量水分以水蒸气形式回输大气，且占地面积相对较小。 城市野生动物 城市森林中的树木为城市野生动物提供了食物和栖息地。鸟类和小哺乳动物将树木作为筑巢场所，而爬行动物则利用树荫在炎热的夏季保持凉爽。 此外，树木为灌木提供了必要的荫蔽。城市森林不仅保护着陆生动植物，还为需要荫蔽和低温才能生存的鱼类及水生动物提供了生存空间。 富裕社区通常拥有更高的树木覆盖率（包括社区补贴的绿地和私人财产上的树木），这使得城市这些区域的生态效益得以累积；一项针对洛杉矶社区的研究发现，历史上较富裕的城区鸟类多样性更高，而历史上较贫困的城区则栖息着更多的人工环境鸟类。 能源与二氧化碳消耗 城市森林主要通过高效林业实施的间接效应，促进能源消耗和二氧化碳排放的减少。树木提供的荫蔽减少了全年供暖和制冷的需求。 由此实现节能，进而减少发电厂的二氧化碳排放量。[27]计算机模型显示，在美国城市地区种植1亿棵树木可使年能耗降低300亿千瓦时。这一能耗减少相当于节省20亿美元资金。此外，能源需求的降低将使发电厂每年减少900万吨二氧化碳排放。 水过滤 城市森林提供的雨水滞留功能，即使在水资源昂贵或实施节水灌溉的干旱地区，也能带来经济效益。 亚利桑那州图森市一项历时40年的研究便印证了这一点，该研究分析了雨水管理成本的节约情况。据测算，在此期间共节省了60万美元的雨水处理费用。 研究还发现，由于城市森林对能源消耗的影响，当将灌溉所需用水与发电厂用水量进行比较时，净用水量有所减少。 在另一案例中，1990年代末纽约市领导层选择采用自然景观管理方式，而非耗资巨大的水处理系统来净化卡茨基尔/特拉华河流域。如今纽约市民享用的饮用水堪称全球最健康的饮用水之一。 社会学影响 社区健康影响 城市森林为周边社区带来诸多益处。清除空气中的污染物和温室气体是城市推行这项举措的关键原因之一。通过净化空气中的污染物，城市森林能降低哮喘和肺癌的发病风险。 依赖井水的社区也可能通过过滤获得水质改善。 各城市森林提供的配套设施各不相同。部分设施包括供步行或跑步的步道小径、野餐桌以及卫生间。这些健康空间为社区提供了聚会场所，助力居民践行更积极的生活方式。 心理健康影响 居住在城市森林附近对心理健康具有积极影响。作为费城一项实验性心理健康干预措施，研究人员清理了空置地块的垃圾，并有选择性地在部分地块进行绿化改造——种植树木、铺设草坪并安装小型围栏。生活在这些绿化地块附近的低收入居民（收入低于贫困线）报告称抑郁情绪减少了68%，而高收入居民（收入高于贫困线）的抑郁情绪则减少了41%。 生物亲和假说认为人类天生倾向于亲近自然，而注意力恢复理论则进一步证明接触自然能切实改善医疗、学术及其他领域的成果。要实现这些积极效果，合理的规划和社区参与至关重要。 房价上涨与收入增长 除了为社区带来经济效益外，树木也惠及个体业主。房屋景观区或周边种植的树木能提升房产出售时的价值。研究表明，前院种植一棵树可使房屋售价增加7,130美元，并带动周边房产升值。健康的城市森林还与更高收入相关联：在城市森林蓬勃发展的社区，居民收入水平更高，相关就业岗位数量更多，劳动者生产力也更强。 另见 城市群周边发现绿色带 全球多个城市地区的百万植树计划 世界树木城市 城市林业 城市绿地 城市草原 城市造林 城市森林不平等