关键词:城市和社区林业,城市森林,效益和价值,历史,成就,问题,趋势,美国
美国城市林业发展已较为成熟,在过去的20年里经历了行道树管理、逐步认识到树木在城市生态系统中的作用、将城市森林作为城市基础设施进行建设与管理三个比较明显的阶段。本文介绍了美国城市林业建设的兴起、发展和成就,美国城市森林与城市树木的经济、生态、环境和社会效益。分析了美国城市和社区林业建设中存在的问题和今后的发展趋势。
美国是世界上面积最大的国家之一,国土面积约962.9万平方公里,总人口大约为2.8亿(The World Factbook 2002)。其中除夏威夷和阿拉斯加外的48个大陆州总面积约为808万平方公里,林木覆盖率为32.8%(Dwyer et al. 2000)。在美国,城市和社区森林是由行道树、广场绿化、片林、机关绿化、城市公园、运动场、庭院花园、高速公路绿化等组成的。据美国农业部林务局(USDA-FS)(Dwyer et al. 2000)最新调查,48个大陆州城区(Urban area)占美国总国土面积的3.5%,占美国人口的75%,城市林木覆盖率为27.1%,约有38亿株树木;大城市区(包括郊区县)占总面积的24.5%,总人口的80%,平均林木覆盖率33.4%,大约有744亿棵树。城市森林与美国绝大多数的生活与生产息息相关。
1.城市林业的历史
城市和社区林业是美国历史不可分割的组成部分。1872年植树节的创立标志着人们认识到植树造林和树木保护的重要性。1962年,总统户外休闲资源评估委员会(Presidents Outdoor Recreation Resources Review Commission,ORR)下设城市林业信息处。1965年,由美国第一夫人积极发起全国范围的美化运动促成了“白宫国家美景会议”的建立。与此同时,美国林务局副局长Philip Thornton倡导了城市林业项目。1967年美国农业部林务局跨部门工作组提出了一个具有划时代意义的“城市和社区林业议案”。
1972年修定的协作森林经营法案,通过城市和社区林业议案,但联邦预算并没有从资金上予以支持。1978的协作林业协助法案中扩大了联邦政府对城市林业的支持力度,法案授权农业部部长为国有林业工作者提供经费和其它相关支持,以鼓励各州为地方政府提供信息和技术服务。该年为城市和社区林业投入350万美元的经费支持。但是,在以后的10多年中,联邦政府对城市林业的投资并没有多大的改变,到1984年城市林业得到的资助实际下降到了150万美元(Casey and Miller 1988)。
联邦政府对城市林业的支持成为1990年的农场法案(the 1990 Farm Bill)的部分内容,这从根本上改变了美国管理城市和社区森林建设。1990年,国会通过了由布什总统提出的一个为期10年的全国性植树造林计划—“美国美景(America the Beautiful)”。其目标是在全美的每一个村落、城镇、城市种植和增加树木(USDAFS,1991)。该法案的1219条(城市和社区林业协助),将基本法案的第2105款(合作林业协作法案)修改为:
●扩大林务局与州政府共同管理城市林业资金使用和技术支持的授权;
●将城市林业资金从1990年的270万美元提高到1993年250万美元。
●建立一个由农业部部长任命的、15人组成的国家城市和社区林业咨询委员会(NUCFAC)
●建立国家树木信托基金(NTT)。
国家树木信托基金设立的目的是:动员志愿者组织、提高公众对树木及其效益的认识、提供资金、联合市民与企业支持当地的植树造林和城市森林教育计划。
为实现1990年农场法案提出的城市森林建设目标,USDA林务局委托国际树木栽培协会(ISA)开展了城市林业研究和城市林业建设目标的调查研究。1990年10月出版了“20世纪90年代全国城市林业研究计划”,其中包括90年代城市林业研究需求、城市林业研究计划、以及优先研究领域(ISA 1991)。
1991年美国国会将城市森林建设预算提高到2100万美元,在50个州以及哥伦比亚特区、波多黎各、太平洋群岛等设立城市林业协调员,并成立了相应的城市林业委员会,加强了城市森林能力建设,推动城市森林营造、管理、保护自愿者活动的开展(Schoeneman and Doyle 1992)。
NUCFAC在1993年完成了全国城市和社区林业战略规划,1994年3月完成其行动计划。为了加强NUCFAC、国家林务员、非赢利组织、市政和其它专业组织之间的协作,美国林务局提出了“未来城市和社区林业发展:构件健康生态系统,创建充满活力社区”的战略指导意见,其中阐述了城市森林建设面临的问题和机遇,成为美国直至2005年城市森林建设的指导性文件(USDAFS,1996)。
城市林业的重要性在第7次美国森林大会上得到广泛的认可(1996a and 1996b),并对城市林业建设存在的问题以及发展方向进行了深入的研讨。
2、城市森林建设的主要成就
在美国开展的城市林业计划在很大程度上改善了社区的生产和生活条件,同时也催化了当地居民去管理当地的资源。这种受权还有利于民间组织参与到影响社区的许多其他的问题中。在全国范围内有大约8200个社区、将近40万名志愿者参与了城市和社区林业建设(USDAFS,1998)。
投入:近年来,用于城市和社区林业建设的联邦预算已经将近3500万美元。USDA林务局与国有林林务工作者共同协作来领导城市和社区自然资源的管理。在联邦财政和政策的引导下,州立林业机构、民间的非盈利组织、保护组织和专业组织参与了7000多个基于社区的志愿者组织,他们通过改善城市和社会森林来改善社区环境。每年NUCFAC和USDA林务局都对全国城市森林建设的成就进行总结。
自1992年以来,国家树木信托基金(www.nationaltreetrust.org)已经在全国50个州和哥伦比亚特区种植了1000多万株树。超过50.4万的志愿者通过他们的社区植树造林项目与国家树木信托基金建立了伙伴关系,78.3多万学生通过“共同成长”活动栽植了他们自己的树木。
城市森林资源:USDA林务局最近完成了48个大陆州的首次城市森林资源评估(Dwyer et al. 2000)。评估结果表明,大城市区和城区平均林木覆盖率分别为33.4%和27.1%,与全美48个大陆州的平均林木覆盖率32.8%非常接近。这说明城市和城市化发展同样可以保证较高的林木覆盖率。这个评估结果将是美国城市森林随时间变化动态变化评估的基线。
为了量化城市森林效益,美国林业(一个非盈利的民间保护组织,www.americanforests.org)开发了基于地理信息系统(GIS)软件CITYgreen进行城市生态系统分析。美国林业采用这是软件正在对美国城市森林效益进行分析评价,目前已完成了包括亚特兰大、新奥尔良、休斯顿、华盛顿特区和圣安东尼奥州20多个城市的生态分析。这些分析将城市森林改善空气质量、碳储存和吸收、能量利用、防洪控制等生态效益转化为经济价。这些分析结果对于提高公众对城市树木和森林效益的认识起到了十分重要的作用。最重要的是,这些分析结果帮助各层次的决策者认识到城市绿色基础设施的价值,并可作为制订科学的城市绿色基础设施管理决策提供依据,以实现全国范围内建设一个健康的社区和干净的环境。CITYgreen正成为许多城市、居民绿化组织、中学、高等教育机构城市林业和环境教育的工具。
教育:在过去的20年中城市林业高等教育也得到了较快的发展。国际树木栽培协会(ISA,1995)编篡了世界范围内所有提供城市林业及其相关领域课程高等教育机构(大学、社区学院、同等学历机构)的数据库。在美国,大约有26个州的50个教育机构提供城市林业相关课程,以培养城市林业专业人员,并为城市林业和相关领域专业人员提供职业培训。
研究:在联邦、州以及私人资金的支持下,许多研究机构都开展了城市林业的相关研究(如USDA林务局、环境保护局、专业机构、高等院校以及地方团体),取得令人瞩目的成就,为目前美国开展城市森林建设提供了技术支持。通过实施美国农业部城市和社区林业基金项目、NUCFAC的挑战成本分摊基金项目、芝加哥气候改良项目、USDA-FS国家城市森林评估项目等,USDA林务局在城市林业研究和信息传播起领导作用。
3、城市森林的效益和价值
城市和社区林业资源为决大多数的美国人提供着巨大的生态、环境、社会和经济效益,其中包括减轻大气污染、节约能量、碳贮存、提升房地产价值、减少热岛效应、提供休闲娱乐空间、提供野生生物栖息、隔离光线和声音的屏障、提供审美情趣等等。许多关于美国城市森林效益和价值的研究收录在USDA-FS和全国国有林林务员协会(National Association of State Foresters)的联合出版物中(Qi et al. 1998),以及国际树木培植协会的出版物中(ISA 1993)。Nowak et al.(2002)最近的研究表明:美国48个大陆州城市森林总补偿价值估计约为2.4万亿美元(补偿价值表示树木破坏给其所有者的经济补偿)。北美广泛采用树木委员会和景观评价者协会(CTLA 2000)提出的树木的补偿价值的计算方法。
美国城市森林效益一般都可以定量计算,并以价值的形式给出。例如,在亚特兰大市区覆盖率为29%城市森林生态经济效益包括:每年防洪效益价值为8590万美元;每年减轻大气污染物价值为4700万美元;每年节约能量价值为282万美元;碳储存量达到800万吨,每年碳的吸收为58000吨(American Forests, 2001)。最近对路易斯安娜州新奥尔良市城市生态系统的分析表明,目前该市林木覆盖率为24.5%,其效率包括:每年减少1294吨大气污染物,净价值为7103美元;每年防洪效益价值为741万美元;碳储存为130万吨和每年碳固定为10000吨(American Forests, 2002)。
污染的空气威胁着大众健康、财产、动物和植物的生命安全。树木可以通过吸滞尘埃和吸收大气中的有害气体来减少大气污染。例如:林务局(Nowak 1994a)的研究表明,1991年芝加哥城市森林吸收掉15吨CO,84吨SO2,89吨NO2,191吨O3和212吨小于10微米的尘埃,减少大气污染物价值为920万美元。大气中CO2和其它“温室”气体含量的增加,吸收一定波长的大气辐射导致大气的温度升高。通过建设布局合理的城市森林,一方面吸收和存贮大气的碳,另一方面也可以节约能源消耗从而减少化石燃料释放的CO2。芝加哥的城市森林大约贮存了560万吨的碳(Nowak 1994b)。Rowntree and Nowak(1991)曾估计美国的城市森林大约贮存了8亿吨碳,且每年以650万吨的速度增加。按控制每吨碳排放28美元的成本计算(California Energy Commission 1993),美国城市森林碳贮存和碳固定效益价值为220亿美元。因此,城市森林的建设是抵消城市大气CO2浓度增加的一个十分有效的途径。
4、城市林业面临的问题
在美国有超过45000个社区建立了城市和社区森林,目前美国正经历着人口从东北和中西部向南部和西部迁移。少数民族人口的增长速度比Anglo快。在过去的10年中,超过30%人口变化是由于移民引起的。此外,人口老龄化和预期偏高的女性比例(Murdock 1995)。
随着人口的增长和迁移,每年几千英亩农村土地变为城市用地,城市发展不断侵占剩下的开敞空间。在1995年至1990年间,美国48个州大都市的面积增加了2倍,市区面积在过去20-25年间增加了1倍(Dwyer et al. 2000)。城市扩张对郊野和城市边缘地带的压力引起了森林覆盖率下降、生物多样性降低、大气质量和水质量下降、野生生物栖息地消失等问题。另外,由于居民迁出和投资下降,城市中心区环境条件下降。经济压力、社会稳定性和环境压力导致了城市森林健康状况显著恶化。Moll and Young(1992)研究表明,行道树的死亡数比每年栽植的数量要多,市中心树木的平均寿命只有13年。预算削减和养护跟不上造成了城市森林健康恶化,城市森林建设不能满足城市生态需求,据美国森林的最新研究表明,目前美国城区尚需6.34亿株树木(Moll,2001)。
荷兰榆树疾病、舞毒蛾、天牛、枯萎病、干旱、火灾、暴雨、污染、生物多样性降低和建设项目破坏是目前日益老化的美国城市森林面临的威胁。这些威胁在小城镇和大都市都在一定程度上存在。各种资源、经济、立法、生态、管理等方面存在的问题逐步导致了城市和社区森林康下降,而且有时是十分严重的。
在许多城市,因为领导对城市森林的巨大效益认识不足,导致城市森林建设经费投入不足。过去几年城市森林建设经费投入不足已经引起城市森林面临较为严重的危机。地方政府机构削减导致了城市森林管护投入大幅减少,城市森林得不到及时的检查、修剪和病虫害防治,此外,预算削减首先是减少城市植树造林规模。
城市森林营造、保护、管理要求有一定的经济投入。对美国1228个社区城市森林管理项目和管理人员的调查表明,尽管市政管理者相信城市森林在美化城市和提高居民生活质量方面的重要作用,但从1987年到1994年间,用于城市森林建设和管理的市政预算呈明显的下降趋势(Tschantz and Sacamano 1994)。
寻求多渠道的资金投入来维护健康、高效的城市森林对于社区而言是至关重要的。因此,公众的支持是城市森林建设成功的重要保障,市民不仅可以影响市政预算,还可以通过志愿者项目为城市森林建设出钱、出力、或其它资源。全国民间团体的广播网(Networks)为持续的社区活动提供支持,和为那些开始开发自己本地的优势的新志愿者组织提供帮助。全国草根数群的联合,如社区树木的联合在对全美国城市和村镇的城市和社区林业种植和管理上起着很重要的作用。志愿者行动是维护城市森林资源和城市森林建设的重要力量之一。
加强对青年、公众、私人企业和决策者城市森林建设的教育是十分重要的。国家战略规划(NUCFAC 1993)中指出,公众参与和职业培训对于加强城市和社区森林建设是非常重要的。因此,结合全国城市林业教育项目在青年人中开展城市森林建设实践,利用各种媒介特别是网络宣传城市林业,增强公众对城市林业建设认识,也是目前要进一步开展的工作。
5、城市森林发展趋势
美国全国城市和社区林业战略规划(NUCFAC 1993)的目标是建立可持续的城市和社区森林,并逐步提高城市生态系统的健康和功能。城市林业未来所面对挑战是仍然是如何鼓励各种规模的城市合理地种植、维护和保护树木,从而来保证夏天更加凉爽、冬天更加温暖、更加清洁的空气和水、更加安静的街道、更加和谐的邻里关系、创造更多的社区就业机会、更加强劲的城市经济,即创造一个更加和谐优美的城市环境。
国家城市和社区林业战略规划在其行动计划中提出了6条措施,其中包括:1)大众推广;2)市政和志愿者项目;3)职业培训;4)设立基金;5)开展调查研究;6)建立个人与公众的伙伴关系。城市森林的健康取决于该计划的成功实施。
1996年USDA林务局提出的城市和社区林业项目战略导向是确保国家战略规划成功实施的重要保障。“构建健康生态系统,创建充满活力社区”是美国林务局针对城市和社区林业管理存在的问题而采取的战略措施。在投资方面,除继续积极争取联邦预算在城市森林建设的投入外,还应广开渠道积极吸引传统和非传统投资渠道以及私营部门对城市林业建设的资金投入。
美国全国国有林林务员协会1994年发表的声明中提倡“城市和社区林业的生态学管理方法”,认为城市中的居民、树木、森林、绿色空间和其他相关的自然资源的相关关系是城市系统的动脉。联邦、州、地方各级政府应当与社区领导、地方企业及志愿者团体共同协作,积极推动将城市森林建设纳入城市规划、公园管理、城市发展和城市财政预算中。倡导保护、建设、维护多功能、可持续的城市森林生态系统的公共道德规范。采用生态学方法来管理美国的城市森林不仅可以实现城市环境的可持续发展,更重要的是它可以改善城市居民的生活条件(NASF 1994)。美国森林(1996)和国家战略规划(NUCFAC 1993)提出了美国未来城市森林发展前景:
●为所有社区建立可持续发展的城市森林。这些森林将提供就业机会、保障更加健康的经济发展、促进更富活力的社区、大大改善生态环境;
●将自然生态系统纳入基础设施建设。从规划、设计、施工、维护到投资全过程充分考虑到城市森林的生态环境功能,建设可持续发展的城市社区;
●加强城市森林研究和新技术的应用,定量计算城市森林价值,并以此来推动公共政策的改进以及提高城市森林建设的专用资金;
●继续制订城市生态系统生物多样性战略规划;
●通过对居民管理、公众教育来增强人与自然的亲和度以及增加城市森林建设投资力度,倡导和实现健康、可持续的城市生态系统;
●增加有组织的植树造林活动,促进公共部门和私有机构之间的协作为公众参与提供更多机会。
最近Dwyer等(2000)完成的美国全国城市森林评价表明,城市森林资源的重要性和城市环境变化的强大动力构成了实现城市森林管理可持续发展至关重要的问题。Dwyer(2003)等人提出了一个城市森林动态规划与管理辅助决策模型,其核心是如何通过对城市森林资源采取“协同性”和“适应性”管理措施来实现城市生态系统的可持续性。
基于目前的发展和存在的问题,美国城市林业发展趋势主要包括:
●在实施NUCFAC制订的国家城市林业战略规划,鼓励加强联邦、州、地方和私有机构的合作;
●建立国家、区域和地方计划和激励措施来帮助社区实施���市森林资源的生态管理。
●采用先进的信息技术(如基于地理信息系统GIS的CITYgreen软件、高分辨率遥感技术和全球定位系统)提高对未来城市绿色基础设施的可预见性。
●制定州和地方城市森林长期和高效的管理规划,实现城市森林资源生态、经济和社会效益的最大化;
●增加联邦、州和地方各级政府用于城市林业管理、教育和研究的财政预算;
●开发和支持国家、区域和地方各级城市林业教育项目,提高对城市林业的公众意识,促进公众参与城市森林建设;
●鼓励和支持高等教育机构和专业机构通过学历教育和提供培训,来培养满足国家城市森林资源管理的专业技术人才;
●继续支持和扩大城市林业研究和示范工程。在国家科技发展战略规划中增加城市林业研究和技术转让的资金支持;
●支持和鼓励建立市民志愿者组织,并充分肯定其在城市林业项目实施中以及维护充满活力和健康的城市生态系统中的所起的重要作用。
●制订鼓励所有社区减少、再生和再利用城市森林废弃木材和剩余废料的具体措施;
●制订社区防灾减灾的具体措施,以减少自然和人为灾害造成的损失。
张志强
张志强博士,1999年获北京林业大学与奥地利联邦水土资源管理研究所联合培养博士学位,并留校任教。现任北京林业大学水土保持学院及水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室副教授、中国林学会森林水文与流域治理分会理事。
主持或参加国家"七五"至"十五"生态林业工程科技攻关研究项目、"十五"森林生态网络城市林业领域的科技攻关项目、中国工程院重大咨询项目、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、北京市自然科学基金面上项目,中美城市林业交流项目、中美森林生态系统碳水通量研究等国际合作项目。
曾多次赴美国、奥地利、德国、芬兰、法国、澳大利亚、新西兰、
韩国等国家进行合作研究、参加学术会议和专业考察。
获国家科技进步二等奖1项、省部级科技进步二等奖1项。
单独或合作出版专著6部,在《生态学报》、《林业科学》、《应用生态学报》、《J.AridEnvironments》、《J.Hydrology》、《自然资源学报》等国内外知名刊物上发表论文50余篇。
主要从事生态水文、流域管理、城市林业规划等方面的教学与科研工作。