城市森林是城市生态系统的重要组成部分,其主体为树木,对于促进城市生态保护,提高人与自然密切关系有着重要意义。近几年,随着人口急剧增加、资源过度消耗、环境不断恶化,学者们展开了对城市森林生态系统服务功能的研究,如何才能对其全面了解并进行恰当估计成为研究的热点之一。北京是我国特大核心城市,其城市生态建设有较高要求,对其城市森林结构与生态服务功能进行评估具有重要意义。本论文以北京市六环外1 km范围内区域为研究范围,通过实地调查不同环路区间、不同类型城市森林分层随机抽样的771个样方、638 168.09 m样线,全面评估了该区域城市森林结构,并基于i-Tree ECO和Street两大模块,分别根据样方及样线数据估算了城市森林生态服务功能及价值。根据森林结构及生态服务功能研究结果,进一步找出二者之间的联系,并提出相应的对策、建议。(1)调查共记录北京市城市森林木本植物50科、106属、159种,丰富度指数平均值为5.25。本地种120种,占总种数的75%。乔木平均胸径19.79 cm,平均冠幅5.38 m,平均树高9.37 m,乔木规格差异不大,重要值前20位的树种胸径均以15.2-30.5cm青年期植株占多数,缺乏幼年期、半成熟期树种。国槐(Sophora japonica Linn.)是北京市应用数量最多的树种,其中,道路附属绿地中应用最广泛,使用数量占该类型总数的27.2%。国槐属于长寿树种,具有较强的污染吸附能力,城市行道树选用此树种有助于形成稳定树冠覆盖,并减少因种植和移除而导致的污染物排放。(2)北京市城市森林生态服务估计年度价值1 047.78亿元,平均42.49万元/hm2。包括节约能源248.16亿元/年;固碳1 477.61万t,价值107.88亿元/年,单位面积固碳59.93t/hm2/年,净固碳2 683.84万t/年;减少径流407 337 788.56 m3/年,价值25.19亿元/年,平均1 652.04 m3/年/hm2;去除污染100 376.56t,价值22.45亿元/年,平均每年0.41t/hm2;美学及其他效益644.09亿元/年。此外,研究区内乔、灌木共计释氧158 648.80t/年,单位面积0.64 t/hm2/年;排放挥发性有机物1 758.29 t/年;碳储量104 366 504 t,价值762.97亿元,平均每公顷碳储量423.28 t。(3)各项生态服务功能及价值总量最高的树种均为国槐。国槐年固碳4 571 940.6 t,占总固碳量的30.94%,价值334 017.83万元/年,年净固碳量8 017 994.9 t,单株固碳量最高的是加杨(Populus×canadensis Moench)(154.75 t/株/年);国槐碳储量共计3 100.07万t,占总碳储量的29.70%,价值226.20亿元,单株碳储量最高的是加杨(144.41 kg/株);国槐年减少地表径流量共计11 898.69万m3,价值73 601.04万元,单株减少径流量最高的是加杨(4.45 m3/株);国槐年度共清除各类污染共计26 094.34 t,占总量的25.70%,价值52 337.12万元,单株清除空气污染量最高的是核桃(Juglans regia Linn.),平均每株清除各类空气污染2.71 kg。(4)北京市城市森林沿城市化发展方向呈现了明显的梯度变化。由城内向城外,物种总数逐渐增多,但多样性却逐渐减少;树木的数量逐渐增多,规格逐渐减小,幼年、青年树的占比随环路向外逐渐增多,壮年、老年树的比例下降。生态服务功能及价值由城内向城外逐渐增多,5-6环外1 km年度生态服务效益总计835.16亿元,价值量最高,其次是4-5环,2-3环生态服务价值最低。(5)各类型城市森林从结构到生态服务功能都有较大差异。道路附属绿地作为分布最广的森林类型,拥有最多的植株数量,乔木平均规格最大,生态服务功能也最高,价值1 127.60亿元。公园拥有最大的斑块面积,其生态服务功能排第2位,价值73 654.76万元。学校与医院附属绿地树种数量最多,生态服务功能排第三位,价值5 164.37万元。居住区及单位附属绿地生物多样性最高,但生态服务功能贡献量最少。(6)树木胸径、树冠覆盖、叶面积、断面积与生态服务功能有较强的相关性。与碳储量、固碳释氧相关性最高的是断面积和胸径;与减少地表径流、降低空气污染相关性最高的是叶面积,其次是树冠覆盖,其中,叶面积与降低空气污染显示了极强的相关性。本研究是首次同时利用i-Tree模型ECO、Street两个模块,对国内大型城市完整的建成区与近郊区开展的城市森林生态服务功能评价工作,并将城市森林按类型、按不同城市发展梯度进行进一步的生态服务功能详细分析,是国内城市森林生态服务功能评估的首例;对研究区域基于0.5 m分辨率的worldview-2卫星影像数据作为城市生态服务功能估算的基础数据,使估算结果与实际情况更为接近;分析了森林结构与其生态服务功能的相关性,建立了目标与对策之间的关系。