摘要：从系统科学的立场诠释城市森林的概念，指出城市森林概念的形成是城市生态系统和森林生态系统二者融合的必然，城市森林可定义为“在城市地域内以乔木为主体的人工林”。据此阐明了天然森林、城市森林和城市园林三个概念实体的区别，认为城市森林具备三维绿量和较强的调控环境的机制，对城市环境的改善有不可代替的作用，因而被视为是生态市建设从理想走到现实的又一载体。
关键词：城市森林；城市园林；生态市建设
Abstract：From the view of system science，author discusses the concept of the urban forest and notes that the urban forest is the integration of both urban and forest ecological systems. The urban forest is defined as，“the artifical forest of arbos in the urban region”.author discusses the differences of the natural forest, the urban forest and the city garden. The urban forest has remarkable regulating mechanisms on the environment and is irreplaceable for the environment improvement of cities.urban forest is a carrier which brings the construction of eco-cities from ideal to reality.
Key words：urban forest；city garden；ecological construction of city
中图分类号：C912.8文献标识码：A
文章编号：1674-4144（2011）-06-4（6）
科学创造的性质和规范，今天已发生了根本的变化，问题不仅仅是科学基本概念和规律体系的革新，而且也是科学思维逻辑结构和方式本身的改造，从而表现在对待研究客体新的态度和对研究所作的理论解释，以及如何把现有知识和实践联系起来的原则。笔者感到，这个原则特别适用于当前我国学术界对“城市森林”这个概念的讨论。
1962年，美国肯尼迪政府在户外娱乐和资源调查中，首先使用了“城市森林”（urban forest）这一名词[1]，当时并未给它下了明确的定义，而且和城市森业（urban forestry）的名词混用。“城市森林”一经提出，很快在世界范围内得到广泛的认同，与城市森林相关的英文词汇主要有urban forestry，urban forest，community forest，neighbour woods等。1994年10月，中国林学会将“城市林业”、“城市森林”、“城郊型森林”、“城乡绿化”、“都市林业”、“城市国土绿化”、“城市园林”、“生态园林”、“花园城市”等概念统一的纳入城市森林的概念[2]，但受到国内一些园林方面科学家的反对[3]，结果引起了一些针锋相对的回应[4]，直到目前，对“城市森林”概念的争议并未平息。笔者在本文中，拟从系统科学的立场提出一点看法。
系统科学认为，一项研究工作开始之初，首先需要对它的研究对象加以区别。随着研究工作的进行，往往把一些相关的因素纳入了研究的视野，在工作告一段落时，进行总结，把它们归结为范围比较广的高级单位，这就是系统，所以研究工作的起点和目的，都是系统的构成。笔者认为，在城市学中出现的城市生态系统和在森林科学中出现的森林生态系统这两个本互不相涉的概念，被人们融合在一起，这必然会产生“城市森林”的概念。它是一个范围很广的高级单位，是一个概念性的实体，和它有关的许多因素，都被视为是这个概念实体的组成要素。笔者认为，“城市森林”概念的提出，不仅具有科学方法论方面的学术意义，而且为生态市的建设提供了一个从理想走向现实的又一载体，使之成为一个判别生态市建设水平的标志，这无疑对推动生态市的建设有很重要的意义。
1词意辨析：城市森林是城市地域内以乔木为主体的人工林
对“城市森林”下定义，首先应对“城市”、“森林”这两个传统概念有所革新，必须从系统科学中吸取营养对传统观念有所发展和补充。
按流行了几百年的传统观念，“城市”必须是一个有城墙围起来的区域，在考古学中，对遗址的发掘出现了围墙往往被视为是建造城市的遗迹。但是，这个有围墙才能称为城市的观点已被彻底打破，现代绝大多数城市都没有围墙，就是原有的围墙多被拆除。对城市地域空间的划分，已有了建城区、市区、城乡结合部、边缘区、近郊、远郊等等的提法，它们统统被称为“城市地域”（urban region）。“城市地域”这一般是指中心城市所达到的影响范围，这个范围是受到许多因素如投资区域选择、市场分化、产品流通、产业扩散、技术转让、人才流动、信息交流等等因素共同作用所及的范围，这种影响离中心城市的距离是逐渐减弱的，距离城市中心越近，外部效应就越强。从理论上说，一个具备区域有益效应的城市，对其周围空间范围的影响是无限的，但在现实条件下，当距离达到一定数值时，城市的影响会消失，这个消失处，才是现代城市的边界或无形的围墙。后经人口学家调查研究，得出了人口密度从城市中心向四周逐渐降低的规律。世界各大城市的人口向四周扩散，都服从以下的扩散模式Fx=Foebx，Fx是离城市中心距离人口的密度；Fo是城市中心的人口密度；X是到密度中心的距离；b是斜率，这个城市人口密度同心圆分布法则在形式上和城市场强公式完全一致[5]。这对“城市森林”分布规律的认识有启示，在一般情况下，从城市到乡村，建筑密度、人口密度均会逐渐减少，“城市森林”可用建设用地会逐渐增多，森林覆盖会逐渐提高，以上海为例，位于城市中心地段的黄浦区和卢湾区绿化覆盖率分别为12.1%和16.6%，而位于城市外围的闵行区、嘉定区、松江区等等都超过了40%[2]。这个规律对规划城市森林的布局有指导意义，如在城市中心和近郊，人口密集，人们多喜欢在开放的、精心维护的、视野开阔的林下活动，远郊则可布置一些管理粗放的下木繁茂的防护林。在这里，“城市森林”和“城市”概念已完全不同于被城墙包围的传统的“城市”概念，而是被“城市地域”的概念所取替，也就是说，凡是生长在“城市地域”中的林木，都可以被理解为“城市森林”的组成部分。因为只有采纳“城市森林”这样的名称，才能用于阐述这种林木分布密度呈同心圆递增的现象。上世纪80年代中期，笔者提出过“城市土壤”的概念[5][6]。“城市土壤”这个概念的形成，就和城市人口密度和土地利用强度与模式不同有很大的关系。
现代城市的郊区，是城市不可缺少的部分，它的作用是为城市留有余地，为各种公共设施如垃圾焚烧场、污水处理站等提供场地，也是蔬菜、水果、蛋类、乳类的产地，还是市民用来游览、休憩、观光的场所。所谓郊区化，就是一个人口向四周扩散的过程，郊区最终会被城市化或干脆被中心城市所兼并。在世界上不断的在发生着城市化——郊区化——郊区城市化——新的郊区化的过程[7]。城市化是郊区化的前提，郊区化是城市化的一种形式，因此一谈到城市，把它和郊区割裂开来的传统思维已完全不能适应现代城市发展的实际情况。
“城市森林”和天然森林是有很大的区别的。天然森林的林分构成，是自然选择的结果，随时间延长天然森林会自动的走向顶极群落，其种群结构的复杂性远比人工林高；城市森林的林分是人选择的，种群结构相对简单，有的甚至是纯林，生物多样性远低于天然森林；天然森林物质循环是一个封闭的循环，落叶自然腐败释放养分被重新吸收，城市森林则不然，枯枝落叶多被移走，形成一个开放的循环；天然森林的能量流动是多渠道的，林中生活着许多生物，成为多级捕食者，而人为森林被移去的枯枝落叶往往被一次性焚烧耗散掉；天然森林对林地土壤肥力有反馈功能，人工森林往往要依靠施肥才能茂盛生长，对人工投能有一定的要求，天然森林仅接受太阳能，很少投入人工辅助能量；人工林的建造完全受制于人的意识、制度、资金等社会因素，天然森林除非被大量砍伐，较少受人为影响。凡此种种，都说明天然森林和人工森林是处在两种不同的状态，理应提出“城市森林”的概念以示区别。
“城市森林”和“城市园林”也有很大的不同。从园林的发展历史看，我国古代的所谓园林，并非园与林的合称，即不是园中有林的意思[8]，而是指园的总汇，泛指各种不同的园子及其内部要素如“构石为山”、“高台芳树”、“苑林曲池”、“重阁修廊”、“奇树异草”、“奇兽怪禽”等。建筑在古代园林中有很重要的地位，如唐代贾岛《郊区纪事》上说：“住此园林久，其如未是家”，姚合的《扬州春词》：“园林多是宅，车马少于船”。就古代园林的功能而言，是绝对的“权势人本主义”的，主要是供帝王将相、达官贵人休息游赏之用。园林发展到现代，虽有了各种不同的定义，但主要的论点仍然是：“在一定地域运用工程技术和艺术手段，通过改造地形（或进一步筑山、叠石、湿水），种植树木花草，营造建筑和布置园路等途径创作而成的美的自然环境和游憩境域[8]”，园林建设的这个目的，决定了它对树木的态度，因为高大的乔木有浓密的树冠，可能屏蔽亭台楼阁和假山水榭等美的园林建筑。园林中的树木，仅仅是一种风景的点缀，高大的树木确实妨碍了视野，使园林的开敞空间受影响。当树木和美的建筑发生矛盾时，我国古代的建筑学家一般都舍弃树木，如我国北京的故宫，除御花园外，竟看不到一株树木，除树木会遮蔽建筑有损建筑的风光外，还怕树木会成为刺客或偷盗者的隐身处。到了现代，提出了生态园林的概念，提出要多增树木，但设计思想多受西方生态园林观念的影响，西方对生态园林的定义说法不一，但主要都是强调构建田园城市，主张恢复自然植被。例如30年代在美国建造的林肯纪念园[9]，只是在不同地段上生长着纯种和混生的草类，并未强调树木。90年代在荷兰建成的一些生态公园，也仅仅是在林间空地上做文章，把空地布置成一幅美丽的风景画，这说明就是生态园林的建造，主要目的仍然是风景第一，把生态保护仅视为一个附加的任务。如果说现代生态园林学家在提倡大力发展树木来表示重视生态保护，这种修修补补的提法，还不如提出革命性的口号“城市森林”，让森林进入城市，把城市环境的保护放在第一位更来得妥当。所以不能说“城市森林”是一种多余的提法。
传统地说，天然森林要有一定的面积、高度、密度和生产力，例如联合国（FAO）粮农组织提出过树木集团林冠盖度＞10%，林地面积＞0.5hm2，树木高度＞5m才称为森林；我国林业局提出面积大于或高于0.667 hm2，高度达到2m以上，郁闭度等于或大于0.2和两行以上，行距小于或等于4m或树冠大于10m的林带可视为森林。最近扬州市创森办公室指出所谓国家森林城市是城市生态系统以森林植被为主体，城市生态建设实现城乡一体化发展，各项建设指标达到相应要求并经国家森林主管部门批准授牌的城市。江苏森林城市评价指标有5大类48项，其中主要指标有：森林——天然水面（湿地）面积达40%；城区人均公园绿化面积10m2，城市中心区达5m2以上；森林生态网络水岸绿化率达80%，道路绿化率达80%以上；乡土树种使用数量占80%以上，城市森林自然度不低于0.5；多数市民出门平均500m有休闲绿地；公众对森林城市建设的支持和满意度＞90%等[10]。笔者认为，指标太繁琐不便使用，特别对城市中树木集团的面积不宜做硬性规定，因为城市森林所处的环境和天然森林不同，城市森林处于城市地域、生长条件差，受到高强度的环境压力和稀缺土地的竞争压力及城市植物被碎化的限制，哪怕是一株树木，只要它突现了其功能（如遮阴防晒），也应当被纳入城市森林这个整体性的概念实体的组成中，犹于机体组织器官中的一个细胞，始终都是整体的一个部分。“城市森林”强调的是功能，不必用一定的数量来衡量，只要符合实际，这也是城市森林不同于天然林森林的区别所在。因此，可以对城市森林下定义：“在城市地域内以乔木为主的人工林”，这是“城市森林”最简单最明确的定义，可进一步用数学形式表示：
E=∫(AeB)dt
式中E为城市森林；A为城市地域；e为环境影响；B为乔木主体群落，t为时间。这个表示说明，人们是因为改善环境需要，才将城市与森林联结在一起，突出了城市森林的本质，既不同于天然森林，也不同于城市园林。而且引入了时间因素，因为林木的覆盖率是随时间的延伸增长的，今天的苗木20年后可形成繁茂的森林，有益于子孙后代。
据以上定义，根据主要指标可对城市森林进行评价。虽然国家林业局对国家森林城市申报提出许多项目，要求如要申报市区、郊区林地有关数据如森林覆盖率、蓄积量、林地用地面积、森林布局、人均乔木占有量、城市道路绿化达标率、乡土植物种类比例及森林旅游人数及年收入、古树名木数量等，笔者认为其中最重要的应是林木覆盖率：
森林覆盖率=（森林面积/土地面积）×100%
这个指标反映出城市森林面积占有情况和森林资源丰富程度及实现森林化的指标，成为确定森林经营方案和开发利用的重要依据。
2007年，我国已授予“森林城市”称号的城市有10个（贵阳、沈阳、长沙、成都、包头、许昌、临安、广州、新乡、阿克苏）[11]，这10个森林城市的城市面积差别悬殊，森林覆盖率为25.4%~76.55%，（相应城市面积8169~3125km2）。笔者建议对覆盖率还进行以下的划分：
初级森林城市覆盖率20%~29%
一级森林城市覆盖率30%~39%
二级森林城市覆盖率40%~50%
三级森林城市覆盖率＞50%
三级森林城市一般对城市气候会产生显著的影响，如城市热岛效应会消除。
2城市的返魅：城市对自然的回归
从人与自然的关系看，城市发展的演变经历了不同的阶段，一是“自然本体论”城市，这是人类社会早期形成的城市，完全被自然因素所决定；二是“人文本体论”城市，人的因素在城市发展过程中变得越来越重要，三是“生态本体论”城市，城市中的人、生物和非生物环境通过长期相互作用逐步形成一种和谐均衡的系统，三者的协调发展才会带来整体的繁荣，这就是所谓的“生态市”。生态市应逐步从根本上消除人与自然的对立，恢复人与自然的亲和性和同一性，这是自然的返魅（Reenchantment），城市的返魅就是要在更高的水平上实现对自然的回归[12]。把城市生态系统和森林生态系统融合起来，让森林进入城市，让城市拥抱森林，就是实现这种回归的途径。
城市是人工生态系统，其经济、社会人文特征无可否定，但源于自然生态的有机性也不可丧失。人类起源于森林，还要回归森林，宋代著名学者苏轼曾说：“可使食无肉，不可居无竹”，说明居住环境对人类生活的重要性。城市森林使城市生态系统接近自然状态，其内涵远超出了一般的所谓绿化，而是要创造良好的条件，减轻城市生态系统超负荷的压力。2008年联合国环境规划署（VNEP）发表《大气褐云：亚洲区域评估》指出在印度洋、南亚、东南亚和中国南部上空，存在一个相当美国大小厚度约3km的褐色云团，被命名为亚洲褐云（Asian Brown Clouds），实际上这种因燃烧化石燃料形成的褐色云，并非亚洲所独有，其他各洲都存在，因此2003年中国学者建议改称为大气褐云。一般灰霾天气以城市为中心，目前世界已有13个城市被称为被褐云覆盖的热点城市，其中包括中国的北京、上海和深圳。2008年世界银行公布的《世界发展指标2006》显示，在调查的110个人口超百万的城市中，大气污染最严重的前20个城市，中国占了13
个[12]。褐色云中包含多种毒性湿剂，致癌物和微粒，其中包括小于2.5μm的可吸入颗粒。可吸入物中包括各种各样的飘尘、降尘、粉尘、烟尘、飞灰、烟、雾，化学成分异常复杂，包括合硫氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物和卤素等化合物。中国每年因城市大气污染造成呼吸道门诊病例不低于35万个，急诊不低于680万个，造成了几十万人死亡。中国广州的绿化水平很高，但广州呼吸病症研究所所长钟南山，在接诊中发现，50岁以上的广州人哪怕没有肺部临床症状，但手术开出的肺都是黑黑的，如果肺部是红嫩的，肯定不是广州
人[12]。这种中老年人黑肺现象除吸烟者外，都是每天呼吸城市空气造成的，这说明传统的园林绿化建设对改善城市大气环境效果并不显著。现代环境医学的研究指出，城市化过程是有生态代价风险的，城市的快速发展很难避免产生一些负效应，并直接威胁到人的健康和生命。目前对城市化过程生态风险的定量研究尚不多，但从一些结果看，情况是很严重的。如东南沿海地区小城镇发展极为迅速，对浙江省中部地区一些城镇居民癌症和高血压等“文明病”的调查[13]，如东阳市所辖的巍山镇，镇区面积发展到7.37km2，居民癌症发病率上升与人口密度呈线性关系：y=7.47×10-3 X-0.77（r=0.996 n=9），式中y为癌症发生率（‰），x为当地人口密度（人·km2），与工业产值（VI）也呈线性关系：y=2.32×10-5Vi+1.58 r=0.8536,n=4），高血压病则和交通客运量（Vp万人次）与货运量（Vg，t）呈线性相关，Yn=4.85×10-2Vp-2.76，r=0.9892，n=2），Yn=1.69×10-3Vg-3.60（r=0.988,n=57）。癌症的形成原因虽很复杂，但无可否认和城镇化人口密度上升造成环境污染加剧有关。
曾有学者提出，城市中为什么不能保留一些土地保护有价值的植物群落和动物栖息地？为什么大城市中不能有农田为人提供食物？看来是有道理的。早在19世纪末20世纪初，伴随着一系列的规划思想，如“田园城市”、“卫星城镇”、“有机疏散”概念的提出，城市绿色开敞空间被作为一种控制城市空间结构的工具，以各种形态出现在许多国家的城市规划中。绿色开敞空间规划设计决不应只考虑视觉形象，更重要的是应关注改善城市生态环境功能，和城乡自然环境的联系，以及有特殊价值的自然环境的保护等问题。
3城市森林的器物效应：对城市环境的调控器作用
对一个城市而言，生态基础设施是维护生命土地安全和健康的空间格局，是城市和居民获得持续的自然服务的基本保障，因而应该是城市扩张和土地开发利用不可突破的刚性限制，它必须先于城市建设用地的规划和设计而进行编制，景观安全格局建设是判别和建立生态基础设施的一种途径，通过生态基础设施这种景观和空间语言，使之成为城市规划中可以被规划和控制的过程。从现有各门学科的成果看，让森林进入城市，让城市拥抱森林，是一种最廉价、最切实可行的使生活环境改善从理想走向现实的高效载体。
人们熟知天然森林是生物库、能源库、基因库，碳储库和蓄水库，森林被引入城市，会起着不可代替的清洁城市环境的作用，这种作用可被视为一种调控器的作用，或称为城市森林的器物效应，如它的消尘器作用、消毒器（吸收有害气体）、减声器、降温器、防晒器、保水器、防风器、释氧器、除碳器、杀菌器、防波器（防电磁辐射）、酸雨抑制器、环境监测器等等的器物效应[14][15]，而且对维持生物多样性、增加环境的可观赏性，如片林、树丛、树篱、稀树草坪就具有很高的美学价值。高大的树木和层次丰富的叶片能使10，000m2的绿化空间提供50，000m2以上的叶面积。树木是绿化中减尘最活跃的因子，减尘率可高达90%，不仅因很高的三维绿量庞大的叶面系统吸附空气中的尘埃，而且通过覆盖与防护作用阻滞空气中尘埃的流动和地面重复扬尘。森林植物的解毒能力可使SO2在体内形成的亚硫酸根离子氧化转变成毒性小30倍的硫酸根离子使叶片不受害，同时降低了SO2对人体的毒害。不同立地类型空气中，所含菌量可以有很大的区别，如树木覆盖度为95%，林下草被覆盖度为85%的林地空气含菌量为903个/m3，路边草坪覆盖率为100%、但没有油松覆盖空气含菌量可高达4，000~6，000个/m3。随着树木覆盖率的增加，空气中含菌量减少很显著，如树木覆盖仅5%的闹市区，空气中细菌含量可＞35，000个/m2。人们对于树木有益于人的健康的认识在中国有悠久的历史，直到现代才明白从松树枝干流出的松节油精因含有多种碳氢化合物以及萜品油、萜品醇和萜品油烯，可以杀死寄生在呼吸系统感染的各种微生物。在柳杉林中，夏季没有蚊虫，用稠杏的叶子捣碎放入试管，其中的苍蝇在50秒~150秒内统统死亡，在城市森林树种的安排中多选择这类有抗菌抗虫功能的树木，对居住拥挤的城市居民健康大有裨益，所以说森林是城市中最廉价的空气清洁器。
城市的反魅不仅对拥挤的城市居民的健康有益，而且森林有巨大的间接经济效益。如有估算表明，我国城市森林对环境影响价值可高达1，103.5亿元[11]，可见其潜在经济价值不可忽视。
4城市森林分类和发展方向
对森林进行分类常用的方法是生态、外貌和优势度类型的分类，城市森林有它的特殊性，所依据的不是树木的自然属性，而是反映它在城市地域内的立地位置及其功能，应当是一种实用的分类，以便于识别和管理。初步可提出以下4种类型：
Ⅰ居住地森林
（1）建城区居住地片林；（2）郊区居住地片林；（3）单位地片林；（4）庭院竹林。
Ⅱ公用地森林
（1）街区片林；（2）绿岛片林；（3）行道树片林；（4）公园休憩观赏园林；（5）植物园园林；（6）动物园园林；（7）纪念园园林；（8）博物馆园林；（9）儿童游乐（放风筝）稀树草坪（城市savana）；（10）停车场荫蔽林；（11）保护区自然林。
Ⅲ生产用林
（1）用材林；（2）果园林；（3）林副产品原料林；（4）药材林；（5）苗木圃。
Ⅳ专用防护林
（1）水源保护林；（2）道路防护林；（3）污染隔离林；（4）水土保护林；（5）风沙防护林；（6）农田防护林；（7）工业防护林；（8）河岸保护林；（9）海岸保护林。
因为城市森林主要考虑对城市环境的改善，减少城市居民疾病发生，它的发展方向主要是生态公益林和各类保护林。城市森林在未来的城市发展中，将具有核心空间战略的地位，创建“国家森林城市”已成为各级政府改善城市环境、使一般的绿化向生态层面提升，加强城市综合竞争力的举措。这要求加强城市绿化管理的领导力量，成立城市森林规划管理部门，像上海、青岛、北京、成都等地已先后将传统的园林局和林业局合并，统一管理城乡绿化建设，这个适应形势的变化已暗示传统行业的界限正在开始消融，对推动我国森林城市建设必将发挥重要的作用[16]。
城市森林是一种有价值和使用价值的劳动产品，要求从根本上解决生态效益被社会无偿占用、经济效益得不到应有补偿的问题。国家可以通过合理调节税收改革、采取价外附加的办法提供生态补偿费，附加的幅度可以很小，对受益人的承受力不会产生影响。这就为城市森林可持续发展找到了出路。
参考文献：
[1]彭镇华．上海现代城市森林发展[M]．北京：中国林业出版社，2003．
[2]温全平．城市森林规划理论与方法[M]．南京：南京大学出版社，2010．
[3]2004年12月北京风景园林专家座谈会议发言纪要．“城市森林，违背科学”[N]．中国建设报，2004-12-30．
[4]成华光．“城市森林违背科学？令人惊诧！”[N]．中国绿色时报，2005-03-02．
[5]陈清硕．城市土壤的发生和分类[J]．江苏农学院学报，1986（4）．
[6]陈清硕．长江下游人口密集区农田生态系耗散结构：IV.扬州市城市土壤生态系[J]．江苏农学院学报，1988 （1）．
[7]孙群郎．美国城市郊区化研究[M]．北京：商务印书馆，2005．
[8]胡长龙．城市园林绿化设计[M]．上海：上海科技出版社，2003.
[9]樊国盛，段晓梅，魏开云．园林理论与实践[M]．北京：中国电力出版社，2007．
[10]共建森林城市问答．什么是国家森林城市？国家森林城市主要有哪些指标？[N]．扬州晚报，2011-03-10.
[11]张颖．中国城市森林环境效益评价[M]．北京：中国林业出版社，2010.
[12]周膺，吴晶．生态城市美学[M]．杭州：浙江大学出版社，2009.
[13]王如松，周启星，胡聃．城市生态调控方法[M]．北京：气象出版社，2000．
[14]廖飞勇．风景园林生态学[M]．北京：中国林业出版社，2010．
[15]陈有民．园林树木学[M]．北京：中国林业出版社，2007．
[16]仇保兴．生态文明时代的村镇规划与建设[J]．中国名城，2010（6）．
责任编辑：王凌宇