MDPI Remote Sensing | 城市绿化的全球变迁

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随着城市化进程的不断推进和高密度城市地区的发展，当今世界一半以上的人口居住在城市地区[1]。这使得城市绿化成为当前最贴近人们生活的生态系统类型。城市绿化能够让我们的城市变得更加宜居，在公共卫生和经济上也有着可观的价值。在城市化的进程中，绿化覆盖率下降随着人口和经济的增长接踵而来。然而，也并非所有城市地区的绿化覆盖率都处于下降趋势。

为了更好地量化城市植被及相关生态系统的全球变化，来自新加坡ETH环球环境可持续性问题研究中心 (Singapore-ETH Centre) 的Daniel R. Richards 和 Richard N. Belcher博士在Remote Sensing上发表了他们的研究。该文定义了四种城市植被覆盖度与城市面积变化的大体轨迹 (见图1)：

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灰色扩张 (Grey Extensification)

在人口飞速增长的地区，因为对住宅和工业空间的巨大需求导致土地价格上涨，刺激了城市密集区和郊区的蔓延。

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灰色集约 (Grey Intensification)

在人口持续增长，但受地理或治理因素所限郊区难以扩张的城市地区，对城市用地的大量需求导致城市边界内的致密化和现有城市绿地的减少。

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绿色扩张 (Green Extensification)

在郊区出现的新植被区域。

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绿色集约(Green Intensification)

在一些经济产出停滞不前或下降的城市，废弃的土地为自然植被的生长提供了机会[2]。

图1. 四种城市植被覆盖度与城市面积变化的大体轨迹。

同时，该文利用全球遥感分析，量化了2000年和2015年面积大于15 km²的城市区域的植被覆盖率，比较了以下因素：

◆大于15 km²的城市区域中植被覆盖率的总变化；
◆相对于2000年，2015年均大于15 km²的城市地区植被覆盖的净变化 (Net Change)；

◆城市规模和植被覆盖变化轨迹。

在不同的国家中，行政区划的标准是不同的。为了系统地定义两个不同年份的城市边界，研究者利用了地球资源卫星Landsat影像绘制的全球人类居住网格层[3]，将建筑覆盖率超过20%的所有网格单元定义为“城市”。同时该研究将生态区分为四类：热带森林、温带森林、以草原为主的地区以及植被稀疏的地区 (包括沙漠和苔原)。再从每种生态区类型中随机抽取250个城市区域，以计算样本区域2000年和2014年的标准化差异植被指数 (Normalized Difference Vegetation Index；NDVI)，基于该结果将每个采样城市的植被进行分类[4]。

最终，研究者成功绘制了两个年份的城市植被覆盖图 (2000年：17.6万平方公里；2015年：21万平方公里)，并发现城市植被的总面积自2000年起，每年以1％以上的速度迅速增长。这与城市地区的广泛扩张相互呼应 (2015年比2000年增加了10万平方公里的城市面积)。与之相反的是，城市地区的植被覆盖率从2000年的47％下降到2015年的42％。在本次分析的4,256个城市地区中，有2,307个城市的植被覆盖率显著下降。此下降趋势集中在非洲、亚洲和南美的快速发展的国家，以及地处欧洲的英国、瑞士、德国西部和俄罗斯。尽管植被覆盖总体减少，仍有1,786个城市的植被覆盖率明显增加，如欧洲和北美东部地区。

此外，城市规模和植被覆盖变化轨迹的结果显示为：

◆在4,256个城市地区中，有一半以上的植被覆盖面积减少，城市面积增加，显示出灰色扩张的轨迹；
◆灰色集约式的轨迹变化仅发生在极少数地区；◆对于植被覆盖增加的城市地区，大多数地区的城市面积也都增加了，因此显示了绿色扩张的轨迹；

◆绿色集约式的变化最为少见，因为几乎没有城市表现出面积减少，植被覆盖率增加的特点。

图2. 将自然和城市融为一体的绿色建筑。(图片来源：JOOINN)

发展中国家政府往往在环境方面更优先考虑卫生、健康和经济问题，所以城市快速增长可能会导致郊区扩张和植被丧失[5]。尽管关注这些问题可能会带来短期的发展收益，但城市绿地一旦失去就很难重新创建，从而使未来的城市居民失去了由植被提供的生态系统服务[6]。文章指出，未来的城市发展也将通过为自然和半自然创造空间 (图2)，以及在生活和工作空间中增加植被利用来为城市绿化带来机遇。

参考文献：

1. 《世界城镇化展望报告》：到2050年世界城镇人口将再添25亿, 联合国经济和社会事务部， Available online：https://www.un.org/development/desa/zh/news/population/world-urbanization-prospects-2014.html (accessed on 27 May 2020)

2. Herrmann, D.L.; Schwarz, K.; Shuster, W.D.; Berland, A.; Cha_n, B.C.; Garmestani, A.S.; Hopton, M.E. Ecology for the Shrinking City. Bioscience 2016,66, 965–973.

3. Pesaresi, M.; Freire, S. GHS Settlement Grid Following the REGIO Model 2014 in Application to GHSL Landsat and Ciesin GPW v4-Multitemporal (1975–1990–2000–2015); Joint Research Centre; Available online: https://data.europa.eu/euodp/data/dataset/jrc-ghsl-ghs_smod_pop_globe_r2016a (accessed on 27 May 2020)

4. Hansen, M.C.; Potapov, P.V.; Moore, R.; Hancher, M.; Turubanova, S.A.; Tyukavina, A.; Thau, D.; Stehman, S.; Goetz, S.; Loveland, T.; et al. High-resolution global maps of 21st-Century forest cover change. Science2013, 342, 850–854.

5. Du Toit, M.J.; Cilliers, S.S.; Dallimer, M.; Goddard, M.; Guenat, S.; Cornelius, S.F. Urban green infrastructure and ecosystem services in sub-Saharan Africa. Landsc. Urban Plan. 2018, 180, 249–261.

6. Jim, C. Green-space preservation and allocation for sustainable greening of compact cities. Cities2004, 21, 311–320.

Remote Sensing (ISSN 2072-4292; IF:4.509) 是一个与遥感学科相关的国际型开放获取期刊。其期刊范围涵盖遥感科学所有领域，从传感器的设计、验证和校准，到遥感在地球科学、环境生态、土木建筑等各方面的广泛应用。Remote Sensing采取单盲同行评审，一审周期约为19天，文章从接收到发表仅需2.9天。

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原文出自Remote Sensing期刊

Richards, D.R.; Belcher, R.N.Global Changes in Urban Vegetation Cover. Remote Sens. 2020, 12, 23.

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*文案作者：Bommie Xiong

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