胡四維 楊永川 靳 程 周禮華

重慶大學(xué)三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 400045 重慶

城市化被認(rèn)為是全球生物多樣性喪失的主要原因之一,世界上55%的人口生活在城市地區(qū),如何建設(shè)生態(tài)城市、增強(qiáng)城市可持續(xù)發(fā)展的能力成為城市研究的重要議題。生物多樣性是人類(lèi)賴(lài)以生存的基礎(chǔ),也是社會(huì)發(fā)展的基石,城市森林生物多樣性是城市生物多樣性的關(guān)鍵組成部分,同時(shí)也是城市森林貢獻(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基礎(chǔ)。從引入城市森林的概念到開(kāi)展森林城市創(chuàng)建活動(dòng),中國(guó)城市森林科學(xué)研究與森林城市建設(shè)已經(jīng)走過(guò)了20多年的歷程,已成為我國(guó)城市生態(tài)建設(shè)的重要方向[1-3]。建設(shè)高質(zhì)量城市森林有助于開(kāi)展城市森林生物多樣性保育工作而城市森林生物多樣性保育工作能夠科學(xué)有效的進(jìn)行往往依賴(lài)于城市森林生物多樣性研究,包括開(kāi)展生物多樣性普查,了解城市生物的種類(lèi)、多樣性特征、分布動(dòng)態(tài),以及分析城市森林生物多樣性的影響因素等[4]。

多年來(lái),國(guó)內(nèi)外的學(xué)者從不同的研究角度對(duì)“城市林業(yè)”的經(jīng)營(yíng)對(duì)象“城市森林”的概念及內(nèi)涵進(jìn)行了探討[5],各國(guó)、各領(lǐng)域的理解多有不同。“城市林業(yè)”概念出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代的北美地區(qū),簡(jiǎn)單歸納為“是人口集中地區(qū)森林經(jīng)營(yíng)原則的應(yīng)用”,60年代末引入我國(guó)[6]。2012年,國(guó)家林業(yè)局發(fā)布了《國(guó)家森林城市評(píng)價(jià)指標(biāo)》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),將“城市森林”明確定義為:“在市域范圍內(nèi)以改善城市生態(tài)環(huán)境,滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求,促進(jìn)人與自然和諧為目的,以森林和樹(shù)木為主體及其周?chē)h(huán)境所構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)[7]。”而中國(guó)的城市森林建設(shè)實(shí)踐先于理論,2004年,“國(guó)家森林城市”建設(shè)開(kāi)始行動(dòng),至2014年年末,全國(guó)開(kāi)展城市森林建設(shè)實(shí)踐城市已有653個(gè)(直轄市4個(gè)、地級(jí)市288個(gè)、縣級(jí)市361個(gè))[1],“城市森林”的概念也隨著森林城市的建設(shè)實(shí)踐在國(guó)家層面明確了其關(guān)注重點(diǎn),2019年最新發(fā)布的《國(guó)家森林城市評(píng)價(jià)指標(biāo)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中將“城市森林”定義為:“城區(qū)及其周邊所有森林、樹(shù)木及其相關(guān)植被的總和[8]。”森林城市評(píng)價(jià)指標(biāo)體系也從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的4大方面(城市森林網(wǎng)絡(luò)、城市森林健康、城市林業(yè)經(jīng)濟(jì)和城市生態(tài)文化),細(xì)化到對(duì)地級(jí)及以上城市和縣級(jí)城市分別制定不同的具體指標(biāo),值得注意的是生物多樣性一直是森林城市指標(biāo)體系中的重要部分[7-8]。

結(jié)合中國(guó)城市林業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及森林城市建設(shè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),本文將“城市森林”作為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),其生物多樣性的研究范疇則包含了城市森林內(nèi)的植物、動(dòng)物和微生物。在城市森林建設(shè)及相關(guān)研究發(fā)展的20多年間,從開(kāi)始調(diào)查城市森林資源,分析其組成、結(jié)構(gòu),到研究城市森林的生物多樣性特征,再到探索城市森林生物多樣性的影響因素,一些類(lèi)群還發(fā)展到在國(guó)家尺度討論中國(guó)城市森林生物多樣性的概況和特征。然而,從多類(lèi)群的角度去探討城市森林生物多樣性的研究較少,本文從城市森林中多類(lèi)群的生物多樣性概況及其影響因素兩個(gè)方面討論該領(lǐng)域的研究進(jìn)展,以期從中理解城市森林生物多樣性保育的重點(diǎn)問(wèn)題,進(jìn)而為如何建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的城市提供支撐。

1 城市森林生物多樣性概況及特征

1.1 城市森林植物多樣性

植物多樣性作為城市森林生物多樣性的基礎(chǔ)已經(jīng)被廣泛研究。近20年來(lái),中國(guó)單個(gè)城市森林植物多樣性的研究迅速增加,其中被關(guān)注的熱點(diǎn)城 市 當(dāng) 屬 北 京[9-10]、上 海[11-12]、廣 州[13]、深圳[14],其經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí),綠色基礎(chǔ)設(shè)施和城市森林建設(shè)均得到大力發(fā)展；同時(shí),在全國(guó)城市森林建設(shè)過(guò)程中,多地開(kāi)展了城市森林的基礎(chǔ)調(diào)查研究,這為跨城市尺度的城市森林生物多樣性研究提供了支持。在國(guó)家尺度上,已有研究將中國(guó)257個(gè)城市的城市森林相關(guān)研究進(jìn)行綜合,結(jié)果發(fā)現(xiàn)中國(guó)城市森林木本植物2 640種(不含變種),其中喬木1671種,灌木743種,木質(zhì)藤本226種,單個(gè)城市的城市森林木本植物平均物種數(shù)為128種[15]。另外,長(zhǎng)江流域城市的木本植物物種數(shù)為244～319種[16],氣候地理背景、豐富的生物資源與較完善的城市森林建設(shè)實(shí)踐可能是長(zhǎng)江流域城市森林物種較為豐富的原因?？傮w而言,中國(guó)城市森林木本植物物種數(shù)相對(duì)自然分布的木本植物比例較低,說(shuō)明中國(guó)城市森林的物種多樣性還有很大的提升空間[17]。

中國(guó)城市森林植物物種組成的空間格局被總結(jié)為“距離衰減格局”和“緯度格局”,即城市間物種組成的相似性隨著距離的增加而減小,同時(shí)同一氣候帶內(nèi)城市物種組成更加相似[15]。中國(guó)城市森林應(yīng)用頻率較高的樹(shù)種包括垂柳(Salix babylonica)、圓柏(Juniperus chinensis)和櫻桃李(Prunus cerasifera)等；物種數(shù)量較多的科包括薔薇科(Rosaceae)、豆科(Fabaceae)和楊柳科(Salicaceae)等[18-19]。在包含木本及草本植物的研究中,中國(guó)城市森林鄉(xiāng)土物種最豐富的科也是薔薇科,外來(lái)物種最豐富的科是菊科(Asteraceae),此外,在靠近沿海的南方城市,作為外來(lái)植物的棕櫚科(Arecaceae)在城市森林中更為豐富[20]。

鄉(xiāng)土植物對(duì)城市生物多樣性的友好性已經(jīng)被多項(xiàng)研究證實(shí),即全國(guó)的城市森林鄉(xiāng)土植物物種占比為76.02%,單個(gè)城市外來(lái)木本植物的中位數(shù)比例為20.69%[17],說(shuō)明中國(guó)城市森林鄉(xiāng)土植物占比較高。然而,有研究發(fā)現(xiàn)沿海城市的外來(lái)物種表現(xiàn)出更高的占比[20],這可能與頻繁的貿(mào)易往來(lái)相關(guān)。再者,外來(lái)物種的引種和由人為偏好主導(dǎo)的物種選擇在長(zhǎng)江流域?qū)е铝肆饔虺叨鹊臉?shù)木均質(zhì)化[16]。相關(guān)研究表明:中國(guó)城市森林綠化樹(shù)種均質(zhì)化現(xiàn)象具有地理尺度效應(yīng),主要由栽培樹(shù)種和國(guó)外樹(shù)種主導(dǎo)；氣候帶尺度下,以北亞熱帶城市綠化樹(shù)種均質(zhì)化程度最高,中亞熱帶和暖溫帶次之,南亞熱帶和中溫帶最低[21]。因此,栽培物種的應(yīng)用以及外來(lái)物種的引入在城市森林建設(shè)的過(guò)程中都需要進(jìn)行嚴(yán)格的選擇,近自然森林建設(shè)成為當(dāng)下高質(zhì)量城市森林建設(shè)的重要途徑[22],且已有研究表明近自然森林建設(shè)實(shí)踐為城市森林生物多樣性帶來(lái)了諸多益處,特別是對(duì)鄉(xiāng)土資源的利用[4,23]。

此外,城市森林植物多樣性研究偏好于某些生境,如校園、公園和道路等。最新的城市綠地研究提供了中國(guó)143個(gè)城市中286個(gè)大學(xué)校園和118個(gè)公園的維管植物的多樣性數(shù)據(jù)集,該數(shù)據(jù)集總共包含5 915種植物(約占中國(guó)所有維管植物物種的18%)[24]。有研究重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)校園擁有較高的植物多樣性,即在面積不到中國(guó)總面積的0.000 8%的校園中,卻發(fā)現(xiàn)了10%左右的中國(guó)維管植物物種,且保有一定數(shù)量的瀕危物種,發(fā)揮著類(lèi)似于植物園的生物多樣性保育功能[25]。還有研究通過(guò)匯總國(guó)內(nèi)59個(gè)城市的行道樹(shù),記錄到309個(gè)樹(shù)種,其中很大一部分是非本地樹(shù)種(40.6%)且大多數(shù)城市只以少數(shù)幾種樹(shù)為主,表明現(xiàn)今國(guó)內(nèi)的城市街道可能構(gòu)造了對(duì)生物多樣性不友好的植物群落[26]。綜上,不同類(lèi)型的城市森林植物多樣性特征及其發(fā)揮的功能不盡相同,若要制定生物多樣性保育措施還需要對(duì)適宜性和可行性進(jìn)行評(píng)估。

1.2 城市森林動(dòng)物多樣性

在被稱(chēng)為“混凝土森林”的城市中,城市森林為城市中的動(dòng)物提供了適宜的棲息地以及食物來(lái)源,其中,鳥(niǎo)類(lèi)、獸類(lèi)、昆蟲(chóng)支持著城市森林的地上動(dòng)物多樣性；土壤動(dòng)物及微生物貢獻(xiàn)了地下生物多樣性。越來(lái)越多的學(xué)者關(guān)注這些類(lèi)群在城市森林中的多樣性,希望通過(guò)對(duì)其的了解來(lái)構(gòu)建生物多樣性友好的城市森林生態(tài)系統(tǒng)。

鳥(niǎo)類(lèi)作為城市生態(tài)系統(tǒng)健康的重要指標(biāo),其在城市中的多樣性和對(duì)城市化的響應(yīng)引起了全球生態(tài)學(xué)家的關(guān)注。目前,大量觀鳥(niǎo)愛(ài)好者的參與和相關(guān)數(shù)據(jù)平臺(tái)的建立讓城市森林中鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)據(jù)的獲取變得相對(duì)容易[27],也有助于構(gòu)建城市森林鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)。中國(guó)關(guān)注鳥(niǎo)類(lèi)多樣性較多的城市包括北京[28]、上海[29]、南京[30]等地,多數(shù)研究在城市公園和大學(xué)校園中開(kāi)展[17]。有研究報(bào)道,在140個(gè)公園中共發(fā)現(xiàn)了495種鳥(niǎo)類(lèi)(占所有中國(guó)鳥(niǎo)類(lèi)的36%),這些鳥(niǎo)類(lèi)物種的系統(tǒng)發(fā)育多樣性和功能多樣性分別占所有中國(guó)鳥(niǎo)類(lèi)的49%和80%,且包含了一定數(shù)量的極危和瀕危物種[31]。另外一個(gè)涉及300多個(gè)大學(xué)校園的調(diào)查報(bào)道,每個(gè)校園平均擁有66種鳥(niǎo)類(lèi),同樣包括許多特有物種和瀕危物種[32]。城市尺度的鳥(niǎo)類(lèi)研究表明,隨著城市森林距離中心城區(qū)距離的增加,鳥(niǎo)類(lèi)群落的多樣性和豐富度會(huì)隨之增加[33]；同時(shí)隨著局部城市森林面積的增加,鳥(niǎo)類(lèi)種類(lèi)愈加豐富[34]。

除了被廣泛關(guān)注的鳥(niǎo)類(lèi),城市中的獸類(lèi)也受到人們的關(guān)注,但獸類(lèi)對(duì)生境變化敏感,由于城市中較高的人為干擾,其總體數(shù)量較少。隨著野生動(dòng)物對(duì)城市化的響應(yīng)與適應(yīng)以及相關(guān)生物多樣性監(jiān)測(cè)的開(kāi)展,上海[35]、香港[36]、深圳[37]等地報(bào)道了其城市內(nèi)的獸類(lèi)多樣性現(xiàn)狀,其中大多數(shù)小型獸類(lèi)(鼠、鼬等)活動(dòng)范圍廣,多活動(dòng)于居住區(qū)、學(xué)校、工廠等伴人區(qū)域,而非典型的城市森林中[38],野豬、貉、松鼠等中大型獸類(lèi)被報(bào)道得較多?？傮w而言,城市森林獸類(lèi)的相關(guān)研究相對(duì)較少。

另外,昆蟲(chóng)也是城市森林生物多樣性的重要組成部分,其種類(lèi)繁多、形態(tài)各異[39],城市中典型的類(lèi)群包括蝴蝶、蜻蜓、步甲、螞蟻等[40]。國(guó)內(nèi)多有研究關(guān)注城市地區(qū)的昆蟲(chóng)多樣性,城市綠地是重點(diǎn)研究區(qū)域,但尚沒(méi)有大尺度的昆蟲(chóng)多樣性研究,北京、廣州、上海在城市森林中開(kāi)展的昆蟲(chóng)研究較多(圖1 A)。北京、成都的城市綠地昆蟲(chóng)多樣性研究發(fā)現(xiàn),雙翅目、半翅目、膜翅目昆蟲(chóng)在綠地中屬于優(yōu)勢(shì)類(lèi)群。在有限的研究中,可以看到害蟲(chóng)的多樣性相對(duì)于傳粉類(lèi)群和天敵昆蟲(chóng)更高(圖1 B),同時(shí)蝴蝶的研究數(shù)量較多,國(guó)內(nèi)關(guān)于蝶類(lèi)的研究已經(jīng)有一定的基礎(chǔ),開(kāi)展更大尺度的多樣性研究將有助于人們對(duì)該類(lèi)群的認(rèn)識(shí)。

圖1 國(guó)內(nèi)城市森林昆蟲(chóng)多樣性相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量(A)及不同研究對(duì)象的多樣性情況(B)

土壤動(dòng)物是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分之一,地下生態(tài)學(xué)的發(fā)展使土壤動(dòng)物的生態(tài)功能日益凸顯。國(guó)內(nèi)土壤動(dòng)物群落研究已在城市的多類(lèi)生境中開(kāi)展起來(lái),但城市不同土地利用類(lèi)型和不同功能區(qū)因植被覆蓋、管理方式、人為干擾強(qiáng)度等不同而使其土壤理化性質(zhì)差異明顯,進(jìn)而導(dǎo)致土壤動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)有所不同,有研究綜合對(duì)比了城市不同生境中土壤動(dòng)物的多樣性情況,發(fā)現(xiàn)城市森林(公園綠地、林地)能支持更高的城市土壤動(dòng)物多樣性[41],這主要與城市森林具有合適的棲息環(huán)境以及豐富的植被有關(guān)。由于土壤動(dòng)物分類(lèi)鑒定難度較高,在分析土壤動(dòng)物群落的工作中,大多數(shù)研究涉及綱、目、科等高分類(lèi)等級(jí),或通常以類(lèi)群作為多樣性量化單位?，F(xiàn)有關(guān)土壤動(dòng)物研究較多的地區(qū)為上海、長(zhǎng)春、成都、北京[42-72](表1),其中長(zhǎng)春市和成都市的土壤動(dòng)物研究呈現(xiàn)出更精細(xì)的分類(lèi)鑒定水平。同時(shí),城市尺度的研究還表明,綠地土壤動(dòng)物垂直分布呈現(xiàn)表聚性,土地利用方式、土壤理化條件、季節(jié)等均是影響土壤動(dòng)物多樣性和豐富度的因素[41,46]。

表1 國(guó)內(nèi)城市森林土壤動(dòng)物多樣性相關(guān)研究現(xiàn)狀[42-72]

表1 (續(xù))

1.3 城市森林微生物多樣性

微生物是驅(qū)動(dòng)土壤元素生物地球化學(xué)循環(huán)的引擎,涉及碳、氮、磷、硫的生物地球化學(xué)循環(huán)為城市森林的植物提供養(yǎng)分,對(duì)于城市森林生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性具有重要意義[73]。土壤微生物是土壤中最重要的分解者、污染物的凈化器、全球變化的調(diào)節(jié)器、維系地上-地下相互作用的紐帶以及活性物質(zhì)的資源庫(kù)[74],同時(shí),城市森林土壤微生物與城市土壤生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)緊密聯(lián)系,對(duì)人體健康產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

相較于不易受到人類(lèi)干擾的自然土壤微生物,城市森林土壤微生物具有較高的異質(zhì)性。國(guó)外有研究表明,公園土壤微生物多樣性顯著高于森林土壤,且公園土壤細(xì)菌和真菌群落受到公園年齡和植被類(lèi)型的影響[75]?，F(xiàn)有城市森林土壤微生物的研究主要在北京、上海等城市開(kāi)展[76-85](表2),研究類(lèi)群包括細(xì)菌和真菌,且大多數(shù)在城市的公園中進(jìn)行采樣。有研究對(duì)中國(guó)16個(gè)城市的公園土壤進(jìn)行采樣,通過(guò)16sRNA基因測(cè)序的方法,首次在跨城市尺度揭示了城市森林土壤微生物多樣性,該研究顯示變形菌門(mén)、放線菌門(mén)、酸桿菌門(mén)、浮霉菌門(mén)、綠彎菌門(mén)、擬桿菌門(mén)是城市森林土壤微生物中最主要的6個(gè)門(mén)類(lèi)[85]。不同區(qū)域的細(xì)菌群落組成差異來(lái)自于各類(lèi)群的相對(duì)豐度,而不是分類(lèi)群類(lèi)型的差異,例如:由于海拔和溫度的影響,中國(guó)西部的城市森林土壤中的微生物優(yōu)勢(shì)菌門(mén)是放線菌門(mén),而異于一些東部城市表現(xiàn)出的變形菌門(mén)占優(yōu)勢(shì)[86]。另外,微生物群落中具有大量的低豐度分類(lèi)單元,由這些微生物組成的部分被稱(chēng)為微生物“稀有生物圈”[87],其在增強(qiáng)土壤微生物功能多樣性,減弱干擾事件的影響以及維持生態(tài)系統(tǒng)健康方面具有重要作用,跨城市尺度的研究同樣表明各個(gè)城市的土壤都有自己的稀有分類(lèi)群[85]。

表2 國(guó)內(nèi)城市森林土壤微生物相關(guān)研究現(xiàn)狀[76-85]

2 城市森林生物多樣性影響因素

影響生物多樣性的因素主要分為環(huán)境、人類(lèi)活動(dòng)和生物因素3大類(lèi)。氣候、土壤、地理等環(huán)境因素主導(dǎo)生物多樣性的大尺度格局；人類(lèi)活動(dòng)是影響城市生物多樣性最為深遠(yuǎn)的因素,以城市化進(jìn)程最為典型；此外,生物本身是相互作用的,植物-動(dòng)物-微生物作為城市森林生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者-消費(fèi)者-分解者必然互為一體、相輔相成。城市森林生物多樣性也受這3大類(lèi)因素影響(圖2)。

圖2 城市森林生物多樣性影響因素模式

2.1 環(huán)境及人類(lèi)活動(dòng)對(duì)城市森林生物多樣性的影響

根據(jù)區(qū)域尺度的城市森林生物多樣性研究結(jié)果,溫度和降水對(duì)中國(guó)城市森林植物物種組成起主導(dǎo)作用[15,20]；同時(shí)城市所在地的海拔、溫度變化、降水、公園面積是與中國(guó)140個(gè)城市公園中鳥(niǎo)的種類(lèi)、種群、系統(tǒng)發(fā)育和功能多樣性最相關(guān)的4個(gè)變量[31]；此外,城市地理位置、平均降水、年均溫、年均相對(duì)濕度、日照時(shí)間、土壤pH值、土壤性質(zhì)是與中國(guó)16個(gè)城市的城市公園土壤微生物中細(xì)菌群落變異顯著相關(guān)的因素[85]?？梢?jiàn),即使是在高度人為干擾的城市中,主導(dǎo)城市森林生物多樣性大尺度格局的依然是氣候、土壤及地理等環(huán)境因素。

在城市尺度上,對(duì)城市森林產(chǎn)生更深遠(yuǎn)影響的過(guò)程是人類(lèi)活動(dòng)驅(qū)動(dòng)的城市化進(jìn)程。現(xiàn)今的城市被描述為“混凝土森林”,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市中大量的建筑、道路、景觀、工程占地導(dǎo)致了城市森林的片段化和破碎化,城市景觀將城市森林逐漸隔離成一個(gè)個(gè)面積有限的孤島,致使城市森林生物多樣性損失重大[88]。棲息地的喪失,城市森林周邊的噪音、燈光、環(huán)境污染,以及人類(lèi)在城市森林內(nèi)部的不當(dāng)活動(dòng)均影響著城市森林中的動(dòng)植物和微生物多樣性[89]。城市森林破碎化被認(rèn)為是引起內(nèi)部生物多樣性降低的一個(gè)重要因素:首先,破碎化的城市森林極大地影響了動(dòng)植物之間的相互作用,即由于城市森林之間產(chǎn)生的隔離,導(dǎo)致一些植物的傳粉、種子傳播受限,以及一些動(dòng)物的遷徙、繁殖活動(dòng)受阻,隨之一些物種在城市區(qū)域逐漸消失[90]；其次,破碎化的城市森林斑塊邊緣擴(kuò)大,這可能增加外來(lái)物種的入侵概率,從而通過(guò)強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)侵占本地物種空間,改變生物多樣性結(jié)構(gòu),進(jìn)而對(duì)生物多樣性產(chǎn)生不利影響[91]；再者,珍稀瀕危植物的分布也受到破碎化景觀的影響,這可能造成地方甚至區(qū)域生物多樣性的損失[92]。

人類(lèi)活動(dòng)驅(qū)動(dòng)了城市化進(jìn)程,同時(shí)也主導(dǎo)了城市森林建設(shè)過(guò)程,該過(guò)程對(duì)城市森林生物多樣性的影響具有雙面性。一方面,通過(guò)20多年的城市森林建設(shè),城市森林覆蓋率在多個(gè)城市呈現(xiàn)上升趨勢(shì),多地也報(bào)道了城市森林的建設(shè)成果,其中生物多樣性的增加就是重要成效之一[93]；另一方面,建設(shè)至今的城市森林也出現(xiàn)了一定的問(wèn)題,如上海城市森林的植物出現(xiàn)"孑遺化"現(xiàn)象,即物種組成上單科單屬植物占主導(dǎo)地位,其主要原因是大多數(shù)木本植物在物種選擇上較為單一[94]。長(zhǎng)江流域城市木本植物,以及中國(guó)253個(gè)校園的植物研究表明,城市森林存在樹(shù)種組成的均質(zhì)化現(xiàn)象,這多歸因于園林綠化市場(chǎng)和城市規(guī)劃者傾向于選擇利潤(rùn)高且具有觀賞特征的綠化植物,同時(shí)為了追求物種層面的多樣性,在城市森林建設(shè)中使用了大量的外來(lái)物種,而忽視了鄉(xiāng)土植物的應(yīng)用[16,95]。一個(gè)地區(qū)的生物多樣性保護(hù)應(yīng)該是保護(hù)這個(gè)地區(qū)歷史上形成的群落多樣性、物種多樣性和遺傳多樣性,而外來(lái)物種的盲目使用違背了這一意愿[5]。大量的園林綠化工作者從事城市森林的日常管理工作,包括進(jìn)行周期性的澆水、除草、殺蟲(chóng)、修枝剪葉等,其初衷必然是為了城市森林植物能更好地存活生長(zhǎng),特別是那些氣候適宜性低、自維持能力弱的物種,但這些過(guò)程中不乏有影響整體生物多樣性的因素:其一,殺蟲(chóng)劑和除草劑的使用削弱了昆蟲(chóng)的活動(dòng)能力,影響其與植物的相互作用過(guò)程,同時(shí)也減少了一些以昆蟲(chóng)為食源的鳥(niǎo)類(lèi)的數(shù)量[96]；其二,是由于城市森林是大量自生植物生長(zhǎng)的重要場(chǎng)所,自生植物以草本植物為主,具有高的多樣性和豐富的本地物種[97],但高強(qiáng)度的除草、弋割工作,在無(wú)形中降低了自生植物多樣性,在其中棲息或者取食的昆蟲(chóng)也隨之減少[98-99]。一些研究還發(fā)現(xiàn),GDP越高的城市,往往代表了更高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,其在綠化管理方面擁有更高的強(qiáng)度,進(jìn)而影響了城市森林生物多樣性,而這個(gè)影響可能有積極的方面也有消極的方面[100]。

2.2 生物的相互作用對(duì)城市森林生物多樣性的影響

城市森林中的植物群落作為生產(chǎn)者以及棲息地的載體,對(duì)其他類(lèi)群的生物多樣性有決定性的作用。植物的物種組成、群落結(jié)構(gòu)及多樣性等都會(huì)影響動(dòng)物類(lèi)群。有研究認(rèn)為,在上海植物多樣性更高的小區(qū)內(nèi),其野生動(dòng)物也會(huì)隨之增加[101]；還有研究表明,植物通過(guò)影響鳥(niǎo)類(lèi)的生境和食物影響鳥(niǎo)類(lèi)的多樣性,保留原生鄉(xiāng)土植物和大型樹(shù)木的地區(qū)能支持更豐富的鳥(niǎo)類(lèi)物種,林冠覆蓋率增加,復(fù)雜的垂直空間和多樣的植物種類(lèi)組合產(chǎn)生不同類(lèi)型的植物空間和棲息地類(lèi)型,吸引不同的鳥(niǎo)類(lèi)物種,相應(yīng)地也會(huì)形成更豐富的鳥(niǎo)類(lèi)群落[102]；與蜜蜂、蝴蝶等傳粉昆蟲(chóng)多樣性密切相關(guān)的因素是開(kāi)花植物的數(shù)量和多樣性[103],同時(shí)多樣性高的植物群落具有相對(duì)較少的園林害蟲(chóng)及蚊蟲(chóng)。對(duì)于地下生物而言,不同植被類(lèi)型凋落物層混合度和植物群落組成復(fù)雜程度能夠提高大型土壤動(dòng)物群落多樣性水平,林齡和植物建群種的差異對(duì)城市綠道土壤動(dòng)物群落產(chǎn)生了不同程度的影響[104]；多樣性豐富的植物群落還可以驅(qū)動(dòng)土壤中微生物的多樣性及群落結(jié)構(gòu)[87]。

城市森林中的其他生物類(lèi)群對(duì)植物多樣性同樣產(chǎn)生影響,但很少有研究專(zhuān)門(mén)在城市森林中探討這個(gè)問(wèn)題,這一過(guò)程可以類(lèi)比自然生態(tài)系統(tǒng)。首先,昆蟲(chóng)和鳥(niǎo)類(lèi)以及一些哺乳動(dòng)物均可以為植物傳播種子,這將有助于自生植物多樣性的增長(zhǎng)；其次,鳥(niǎo)類(lèi)及獸類(lèi)的糞便可以為植物提供養(yǎng)分,同時(shí)土壤動(dòng)物和微生物通過(guò)分解植物凋落物為植物提供養(yǎng)分,充足的土壤養(yǎng)分可以促進(jìn)更多樣化的植物群落；再次,一些天敵昆蟲(chóng)可以制約害蟲(chóng),從而減少植物的病蟲(chóng)害,進(jìn)而穩(wěn)定植物的多樣性；最后,動(dòng)物類(lèi)群取食植物的同時(shí)也可以調(diào)節(jié)植物種群的大小,提高植物抗性,有助于植物群落的穩(wěn)定。

3 研究展望

全面了解城市森林生物多樣性及其影響因素是城市森林生物多樣性保育研究中最基礎(chǔ)也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié),本文就這兩部分對(duì)當(dāng)今的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)與探討,可以看到城市森林是城市生物多樣性的潛在資源庫(kù),豐富多樣的動(dòng)植物、微生物可以為城市生物多樣性提供保障,同時(shí)在理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)下,城市森林將實(shí)現(xiàn)生態(tài)友好的建設(shè)與發(fā)展?；诔鞘猩稚锒鄻有缘难芯楷F(xiàn)狀,我們對(duì)城市森林生物多樣性有一個(gè)綜合的認(rèn)知,特別是在植物多樣性方面,而動(dòng)物類(lèi)群及微生物類(lèi)群的研究在更加廣泛的區(qū)域研究中還存在很大的空缺,以至于現(xiàn)階段還很難總結(jié)出其地域性差異。因此,提出以下展望:首先,學(xué)者們應(yīng)進(jìn)一步探索多類(lèi)群的城市森林生物多樣性,要對(duì)多類(lèi)群生物進(jìn)行編目并建立數(shù)據(jù)庫(kù)；其次,應(yīng)采取合理配置植物群落、建立生物廊道、增加野生動(dòng)物棲息地等措施,以減弱城市森林的破碎化對(duì)城市森林生物多樣性所帶來(lái)的負(fù)面影響,并將基于這些措施的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化并落實(shí)到城市森林生物多樣性保育工作中；最后,應(yīng)構(gòu)建近自然的植物群落,建設(shè)生物多樣性友好且具有正向生物互作的城市森林,并將成熟的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)推向城市建設(shè)與管理部門(mén)。