近日，风景园林学院葛世栋课题组围绕城市绿地生态系统服务量化评估与优化调控开展的研究取得新进展，相关成果分别以“Optimizing urban park ecological benefits: Linking 3D structure to function with LiDAR and GAMs”和“Driving mechanisms and regulation of neighborhood-scale urban forest carbon storage in New York City, USA”为题，发表在国际学术期刊《Ecological Informatics》（一区TOP，IF=8.5）和《Ecological Indicators》（一区TOP，IF=8.7）上。《Ecological Informatics》聚焦生态数据科学、计算生态学及信息技术在生态系统分析中的应用，《Ecological Indicators》侧重生态环境指标的监测、评估与管理转化，研究方向与风景园林和城乡规划领域关注的绿色基础设施评价、生态系统服务量化、空间格局优化和规划决策支撑高度契合。两项研究聚焦城市绿地“结构-功能”关系，综合运用多源遥感数据和机器学习方法，从城市公园和城市邻里两个精细尺度揭示绿地结构对生态效益与碳储量的影响机制，为城市绿色基础设施精细化规划、城市更新和“双碳”目标实施提供了科学依据。
城市绿地是改善城市生态环境、提升城市韧性的重要空间载体，在降温增湿、滞尘减污、固碳释氧、雨洪调蓄等方面发挥着基础性作用。长期以来，城市绿地建设和评价较多关注绿量、绿地率、树木数量等指标，而对林分结构、空间布局和物种组成如何共同影响生态系统服务，尤其是在公园和邻里等精细尺度上的作用机制认识仍不充分。针对这一问题，课题组构建了“多源数据获取-结构特征解析-关键阈值识别-空间情景优化”的研究框架，推动城市绿地生态效益评价从宏观描述向精细量化和规划调控转变。
在城市公园尺度，发表于《Ecological Informatics》的研究以郑州中国绿化博览园为对象，基于约10.8万株树木、121个树种的实测调查数据，结合LiDAR点云、遥感影像和气象环境数据，从水平布局、垂直分层和物种组成三个维度解析林分结构特征，并采用随机森林和广义相加模型评估其对降温、滞尘、固碳、产氧和雨水截留等生态效益的影响。研究表明，绿博园年均综合生态效益约为1.93万元/公顷，其中水平结构对综合生态效益的贡献最大，约占64.5%；冠层盖度对生态效益具有明显非线性阈值效应，综合生态效益对应的适宜冠层盖度约为60%-70%，固碳效益对应的适宜冠层盖度约为40%-50%。研究还发现，在一定条件下，高密度配置中小型乔木比单纯追求大规格树木更有利于提升综合生态效益；基于空间结构优化的情景模拟可使不同生态效益提高约10%-45%。该成果为城市公园植物配置、功能分区和精细化养护提供了可量化、可操作的技术路径。
在城市邻里尺度，发表于《Ecological Indicators》的研究以美国纽约市为案例，将城市空间划分为359个邻里单元，整合LiDAR提取的森林结构信息、遥感指标、生态环境因子、基础设施和社会经济变量，运用相关分析和提升回归树（BRT）模型识别邻里尺度城市森林碳储量的关键驱动因素。研究发现，纽约市不同邻里碳储量差异显著：斯塔滕岛超过40%的邻里碳储量高于2万吨碳，而曼哈顿超过90%的邻里碳储量低于1000吨碳。树木数量和冠层覆盖面积是影响总碳储量的核心因素，总碳储量与二者的相关系数达0.96；景观格局变量可解释总碳储量约95%的空间差异，土壤氮含量和森林冠层覆盖与碳储量呈正相关，道路景观占比等建成环境因子则表现出负向影响。该研究强调，提高邻里尺度绿地覆盖、优化建成区与植被比例、改善景观空间格局，是提升高密度城市碳汇能力的重要途径。
两项研究分别面向中原城市公园和国际大都市邻里单元，研究对象和空间尺度不同，但共同揭示了城市绿地生态价值提升的关键不在于简单增加绿量，而在于根据生态功能目标优化结构、布局和管理阈值。相关成果为城市绿地从“数量扩张”转向“质量提升”和“精准调控”提供了方法支撑，也体现了我校风景园林学科在城市碳中和、绿色低碳发展和生态环境高质量提升领域的持续研究积累。
上述两篇论文第一作者分别为我院2023级研究生赵轶龙和卫梦琪；葛世栋副教授为两篇论文通讯作者，田国行教授为《Ecological Informatics》论文共同通讯作者。我院研究生刘航哲、郑伊杰、刘林沛、任秋坦、屈可欣，教师何瑞珍教授、宋培豪老师、李昂老师、李华威老师、刘畅老师、蒋鹤老师、董娜琳老师等参与研究，湖南省林业局、中国农业科学院农田灌溉研究所、中国建筑节能协会、美国马萨诸塞大学阿默斯特分校、香港中文大学等单位研究人员参与合作。上述研究得到国家自然科学基金项目（32460421）和河南省科技攻关项目（242102320320、242102320330）资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2026.103858
https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2026.115057
（文/ 图/赵轶龙、卫梦琪 审核/张开明 签发/杜露阳）
