張淑菁 王 成

中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所/國家林業(yè)和草原局城市森林研究中心 北京 100091

城市發(fā)展給環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)帶來深刻的影響,被認(rèn)為是威脅生物多樣性的主要因素之一。但植物、昆蟲、鳥類等不同類群生物多樣性的研究往往得到不同的結(jié)果,比如對(duì)昆蟲多樣性的研究表明,隨著城市化發(fā)展,城市不透水地表覆蓋增加、棲息地破碎化、城市熱島效應(yīng)加劇、土壤污染加重,城市昆蟲多樣性逐漸減少[1]；而對(duì)植物多樣性的研究發(fā)現(xiàn),隨著人們對(duì)城市生態(tài)安全的認(rèn)識(shí)和親近自然的需求不斷增加,城市森林、濕地等綠色空間的建設(shè)不斷加強(qiáng),城市內(nèi)的低植物多樣性狀況在許多城市已經(jīng)得到了改善,甚至出現(xiàn)城市內(nèi)部比周邊地區(qū)植物多樣性高的現(xiàn)象。同時(shí),一些學(xué)者認(rèn)為城市在全球生物多樣性保護(hù)工作中可能發(fā)揮重要作用[2]。因此,城市生物多樣性保護(hù)需要得到重視,且其變化比較復(fù)雜,需要更全面系統(tǒng)的研究,在這種情況下對(duì)已有研究進(jìn)行總結(jié)是很有必要的。

歐洲的城市化比較早,并且在城市發(fā)展中非常注重保護(hù)森林、濕地等自然生態(tài)空間,許多城市都擁有較豐富的城市森林資源[3]。歐洲也是現(xiàn)代植物學(xué)的起源地,早在19世紀(jì)就有比較不同城市之間的植物區(qū)系、城市規(guī)模與植物區(qū)系的關(guān)系、城市植物區(qū)系的歷史變化等方面的研究[4]。歐洲城市生物多樣性相關(guān)的研究更是涵蓋了植物、昆蟲、鳥類等各個(gè)生物類群,積累了豐富的研究經(jīng)驗(yàn)和研究成果。因此,本研究對(duì)1998年以來歐洲各國有關(guān)城市生物多樣性研究的554篇文獻(xiàn)進(jìn)行整理分析,在歸納歐洲城市生物多樣性研究總體特征的基礎(chǔ)上,梳理了歐洲城市生物多樣性的具體研究內(nèi)容和應(yīng)注意的問題,最后總結(jié)出未來城市生物多樣性研究的發(fā)展趨勢,以期為我國城市生物多樣性研究、實(shí)踐和開展國際合作提供借鑒參考。

1 歐洲城市生物多樣性研究的總體特征

1.1 研究成果的年際變化

近20年來,歐洲有關(guān)城市生物多樣性的研究成果整體上呈現(xiàn)逐漸增多的趨勢(圖1),1998—2005年只有零星的研究成果發(fā)表,2006年開始逐漸增多,2014年、2017年和2020年是發(fā)表相關(guān)研究成果的3個(gè)高峰期,表明城市生物多樣性的研究日益受到重視。

圖1 歐洲城市生物多樣性研究數(shù)量的年際變化

1.2 研究成果的國家和地區(qū)分布

從地理分布看,研究數(shù)量從多到少依次是中歐249篇、西歐191篇、南歐119篇、北歐83篇和東歐18篇；從具體國家分布看,研究最多的國家是德國(83篇),其次是英國(78篇)、法國(71篇)、意大利(55篇)、波蘭(55篇)和瑞士(47篇)。

研究文獻(xiàn)集中分布在中歐、西歐和南歐的發(fā)達(dá)國家,如德國、英國和法國。此外,由于自然氣候和地形地貌條件的差異,中歐、西歐和南歐地區(qū)的生物資源也更加豐富。因此,經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)且生物資源本底豐富的地區(qū)和國家是研究城市森林與生物多樣性的“熱點(diǎn)”區(qū)域。

1.3 研究對(duì)象

從歐洲城市生物多樣性的研究對(duì)象來看,研究最多的是節(jié)肢動(dòng)物,其次是鳥類和植物,而節(jié)肢動(dòng)物相關(guān)研究中又以昆蟲綱為主,昆蟲綱則以鞘翅目、膜翅目和鱗翅目最多(圖2)。對(duì)研究文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)涉及研究類群的關(guān)鍵詞中,與植被、鳥類、鞘翅目、膜翅目和傳粉昆蟲相關(guān)的詞匯出現(xiàn)頻率較高。

圖2 各生物類群研究文獻(xiàn)數(shù)量/篇

2 歐洲城市生物多樣性研究的具體內(nèi)容

2.1 城市植物多樣性研究

如圖3所示,歐洲城市植物多樣性的研究成果在2017年達(dá)到了一個(gè)峰值,之后研究數(shù)量有所下降。來自德國的相關(guān)研究最多,其次是意大利、瑞士和英國。

圖3 歐洲城市植物多樣性研究時(shí)空動(dòng)態(tài)

1)城市比鄉(xiāng)村擁有更豐富的植物物種。城市可以容納一部分本地物種,甚至可以作為某些瀕危物種的避難所,并且由于擁有豐富的外來物種,與周邊鄉(xiāng)村相比,城市的植物物種豐富度更高,但城市不能完全代替自然、半自然環(huán)境[5]。

2)相比于氣候、地形等自然環(huán)境因素,城市植物組成受棲息地類型和人為活動(dòng)影響更大[6]。棲息地面積是植物組成的重要影響因素,城市中需要更多的大面積綠地以維持植物多樣性[7],但小塊綠地可能對(duì)保護(hù)鄉(xiāng)土植物更重要[8]。半自然土壤有利于植物物種多樣性[9],而不透水地面、受人為擾動(dòng)嚴(yán)重的土壤則不利于植物物種多樣性。就人為活動(dòng)而言,降低修剪頻率更有利于維持草地的高物種豐富度[10]。

3)城市植物區(qū)系存在同質(zhì)化趨勢。Wittig等[11]對(duì)歐洲多個(gè)國家行道樹周邊區(qū)域的植被組成進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)存在明顯的同質(zhì)化趨勢。對(duì)德國城市植物區(qū)系的研究也表明城市中的物種豐富度很高,但大多是功能相似的植物物種[12]。不同城市的植物組成更加相似,同一個(gè)城市內(nèi)部的植物特性、功能也更加相似,這將會(huì)導(dǎo)致生物同質(zhì)化。

4)植物多樣性對(duì)整個(gè)城市生物多樣性的維持發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用。植物作為第一營養(yǎng)級(jí),是生態(tài)系統(tǒng)的基石,作為食源或隱蔽所會(huì)影響更高營養(yǎng)級(jí)的生物多樣性,比如Theodorou等[13]發(fā)現(xiàn)蜜蜂的多樣性與開花植物的豐富度呈正相關(guān)。

2.2 城市甲蟲多樣性研究

甲蟲,一般指鞘翅目昆蟲,其中分布廣泛、種類豐富的步甲(Carabidae)常被用作生物指示指標(biāo)。作為更高營養(yǎng)級(jí)的捕食性昆蟲,步甲在自然界生態(tài)平衡和害蟲控制方面起著重要作用[14],并且步甲飛行能力較弱,對(duì)城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量要求更高；此外,步甲更傾向于通過改變分布的方式而不是生理適應(yīng)的方式應(yīng)對(duì)環(huán)境變化[15],因而步甲多樣性可指示環(huán)境變化和棲息地質(zhì)量。如圖4所示,歐洲城市甲蟲多樣性的研究成果主要來自德國、意大利、法國、瑞士以及芬蘭。

圖4 歐洲城市甲蟲多樣性研究時(shí)空動(dòng)態(tài)

1)隨著城市化程度增加,步甲科昆蟲?；N減少、泛化種增加,且城鄉(xiāng)之間步甲豐富度和豐度差異不顯著[16]。有研究表明,在城市化程度較高的區(qū)域,小型、雜食性、具飛行能力的甲蟲物種數(shù)量可能更多[17],而不是更能體現(xiàn)生物指示作用的捕食性、不具備飛行能力的甲蟲物種。

2)高度城市化對(duì)所有的地面甲蟲均產(chǎn)生負(fù)面影響,棲息地下層植被結(jié)構(gòu)和地表環(huán)境對(duì)甲蟲影響顯著。Vergnes等[18]研究認(rèn)為不透水地表率的閾值是70%,達(dá)到該閾值時(shí)對(duì)所有甲蟲均不利。棲息地結(jié)構(gòu),如草本植物蓋度、地表覆蓋類型等對(duì)甲蟲多樣性具有一定影響[16]。研究表明,與單一物種構(gòu)成的草坪相比,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的城市自然、半自然草地的甲蟲多樣性更高[19]；較高的棲息地連通度[20]和適宜的地表溫濕度[21]對(duì)于維持甲蟲群落也很關(guān)鍵。此外,休閑娛樂活動(dòng)[22]、人為管理也會(huì)對(duì)甲蟲豐富度產(chǎn)生負(fù)面影響,如頻繁修剪[19]。

3)城鄉(xiāng)甲蟲群落之間產(chǎn)生了分化。Knop[23]研究表明,城鄉(xiāng)甲蟲群落之間產(chǎn)生了分化,城市形成了一個(gè)與周邊農(nóng)村甲蟲群落有顯著差異的鞘翅目物種組合,甚至在排除?；N之后,兩個(gè)群落的差異更明顯。這表明導(dǎo)致城鄉(xiāng)之間甲蟲群落差異的因素可能更為復(fù)雜,而不僅僅是由于城市對(duì)?；N產(chǎn)生的負(fù)面影響。

2.3 城市傳粉昆蟲多樣性研究

傳粉昆蟲由于具有不可替代的高生態(tài)價(jià)值而一直被廣泛關(guān)注,研究發(fā)現(xiàn)城市可能是傳粉昆蟲重要的避難所[24]。如圖5所示,2014年、2016年和2020年為3個(gè)研究高峰期,這些研究成果主要來自波蘭、英國、法國、瑞典和德國。傳粉昆蟲主要是來自膜翅目、雙翅目、鱗翅目和鞘翅目的部分昆蟲,其中研究最多的是膜翅目和雙翅目,其次是鱗翅目。

圖5 歐洲城市傳粉昆蟲多樣性研究時(shí)空動(dòng)態(tài)

1)相比于鄉(xiāng)村地區(qū),部分傳粉昆蟲更適應(yīng)城市環(huán)境。城市化對(duì)傳粉昆蟲的影響比較復(fù)雜:一方面城市化會(huì)威脅傳粉昆蟲的生存,另一方面城市又可能成為某些傳粉昆蟲的重要棲息地[25]。一般來說,蜜蜂更適宜城市環(huán)境,城市可作為其生存的避難所,但并非所有傳粉昆蟲都是如此[26]。傳粉昆蟲對(duì)城市環(huán)境的適應(yīng)能力也有所差異:不同種的個(gè)體對(duì)城市環(huán)境的適應(yīng)能力與其生態(tài)特性息息相關(guān),如Banaszak-Cibicka等[27]發(fā)現(xiàn),峰類的筑巢方式、社會(huì)習(xí)性、對(duì)食物資源的需求等均會(huì)影響物種對(duì)城市的適應(yīng)能力。

2)影響傳粉昆蟲多樣性變化的指標(biāo)也是多樣的。景觀尺度的指標(biāo)似乎不如局地尺度的指標(biāo)更能解釋傳粉昆蟲的多樣性變化[28],這可能與傳粉昆蟲活動(dòng)的空間范圍有關(guān)。研究表明,局地尺度的開花植物豐度、豐富度是對(duì)傳粉昆蟲多樣性影響最大的指標(biāo),開花植物豐富度高的環(huán)境是傳粉昆蟲的避難所；其次,景觀尺度的不透水地表率會(huì)對(duì)傳粉昆蟲多樣性產(chǎn)生影響,尤其在不透水地表率大于50%地區(qū),大多數(shù)傳粉昆蟲的生存均受到威脅[29]。此外,開花植物的來源對(duì)蜜蜂影響不顯著,雖然更傾向利用本地物種,但蜜蜂也可充分利用外來種,尤其是當(dāng)該外來種的花期更長的情況下[30]。蜜蜂對(duì)外來植物的充分利用可能也是其適應(yīng)城市環(huán)境的原因之一。氣候變化、城市熱島效應(yīng)對(duì)傳粉昆蟲的多樣性也會(huì)產(chǎn)生一定影響,但目前相關(guān)研究尚不充分,此處不再詳述。

2.4 城市鳥類多樣性研究

歐洲對(duì)城市鳥類多樣性的研究主要來自英國、德國、西班牙、波蘭等國家,研究成果數(shù)量在2021年達(dá)到最高峰(圖6)。

圖6 歐洲城市鳥類多樣性研究時(shí)空動(dòng)態(tài)

1)鳥類豐富度隨城市化程度增加而降低[31],且物種組成性狀更加趨同。城市鳥類群落中泛化種較多,專化種較少[32]。雜食性物種更適應(yīng)城市環(huán)境,個(gè)體數(shù)量甚至隨土地利用強(qiáng)度的增加而增加,但肉食性鳥則相反[33]。城市鳥類功能多樣性隨著城市化程度增加也更低[34]。

2)城市內(nèi)綠色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)鳥類豐富度有積極作用。研究表明,綠道和綠地的鳥類要比住宅區(qū)和市中心更豐富,綠色廊道甚至還保護(hù)了一些稀有物種[35-36]。棲息地面積是關(guān)鍵,研究發(fā)現(xiàn)鳥類豐富度和豐度隨綠地面積和天然林的面積增加而增加[37],水體的存在也有利于保護(hù)城市鳥類多樣性[38]。研究還發(fā)現(xiàn),林分結(jié)構(gòu)如灌木和喬木覆蓋率對(duì)鳥類多樣性有積極影響[36],而林下植被和地面的清理活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生消極影響[39]。

3)適應(yīng)城市環(huán)境的鳥類多依賴人為食源。居民對(duì)鳥類的喜愛度較高,對(duì)鳥類的主動(dòng)喂食活動(dòng)在歐洲很常見[40]。喂食活動(dòng)促進(jìn)了城市鳥類的豐富度,同時(shí)一些原本缺乏食源的外來種因此有了定居的機(jī)會(huì),并可能促進(jìn)疾病的傳播而對(duì)鳥類健康不利[41]。此外,城市垃圾也是城市鳥類的食源之一[42]。

2.5 城市哺乳動(dòng)物多樣性研究

歐洲對(duì)城市哺乳動(dòng)物的研究在2020年達(dá)到高峰,研究數(shù)量相較于以上幾個(gè)生物類群較少,主要集中在英國、法國和德國(圖7)。主要研究對(duì)象 包 括 蝙 蝠(Chiroptera)[43-44]、歐 洲 刺 猬(Erinaceus europaeus)[45-46]、猞猁(Lynx lynx)[47]、紅狐(Vulpes vulpes)[48]等。

圖7 歐洲城市哺乳動(dòng)物多樣性研究時(shí)空動(dòng)態(tài)

1)城市哺乳動(dòng)物多樣性的研究方法不斷完善,公民科學(xué)越來越受重視。城市哺乳動(dòng)物多樣性研究的調(diào)查方法多種多樣,如公民科學(xué)[45]、衛(wèi)星定位頸圈追蹤[49]、紅外相機(jī)拍照[7]及模型估測[46]等,還可以通過巢穴的分布情況來反映穴居哺乳動(dòng)物的分布[50]。蝙蝠的調(diào)查方法除了公民科學(xué)之外[43-44],還有誘捕[51]和超聲波監(jiān)測[52]。

2)城市哺乳動(dòng)物物種數(shù)量與城市化程度呈負(fù)相關(guān),棲息地質(zhì)量和棲息地連通性的影響比較大。哺乳動(dòng)物中有些物種甚至可以從個(gè)體水平上對(duì)城市環(huán)境產(chǎn)生適應(yīng)性[53],因而其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較為復(fù)雜?？傮w來看,城市哺乳動(dòng)物群落中敏感種少、適應(yīng)城市環(huán)境的物種多[54]。研究表明,城市中的小型哺乳動(dòng)物基本都受到棲息地破碎化和棲息地斑塊面積小的影響和限制[48]。此外,夜間人造光對(duì)光敏物種[52]以及夜間活動(dòng)的物種[55]產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。

3 歐洲城市生物多樣性保護(hù)與恢復(fù)實(shí)踐

3.1 政策及戰(zhàn)略

作為歐洲2020戰(zhàn)略的一部分,歐盟生物多樣性戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào)2020年的首要目標(biāo)是停止歐盟生物多樣性的喪失和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)退化[56]。2013年發(fā)布的歐洲綠色基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略吸引了許多歐盟成員國的參與,為城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和發(fā)展提供了政策保障[57]。各國積極參與生物多樣性保護(hù)事業(yè),如瑞士在2012年發(fā)布實(shí)施了生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略[58]。

公民參與方面,除了研究人員開展的各類公民科學(xué)項(xiàng)目之外,部分城市還注重公民對(duì)綠地的管理。如瑞典斯德哥爾摩設(shè)計(jì)正式與非正式管理重疊的保護(hù)模型,強(qiáng)調(diào)公民對(duì)分配花園、私家花園、高爾夫球場等地的非正式管理的重要性[59]。

3.2 實(shí)踐項(xiàng)目

GLOBENET項(xiàng)目于1998年在赫爾辛基啟動(dòng)[15],目的是了解人類活動(dòng)對(duì)生物多樣性的影響,以步甲為研究對(duì)象,調(diào)查其多樣性及其沿城鄉(xiāng)梯度的變化,該項(xiàng)目已經(jīng)在世界多國開展[17]。

在歐洲的城市生物多樣性研究中,公民科學(xué)項(xiàng)目無處不在,如在英國[43]、瑞士[45]等地開展的數(shù)據(jù)收集項(xiàng)目。通過培養(yǎng)公民科學(xué)家,既增強(qiáng)了公民對(duì)生物多樣性保護(hù)的認(rèn)識(shí),也為科學(xué)研究提供了充足且多樣的數(shù)據(jù)支撐。

此外,將科學(xué)研究的結(jié)果進(jìn)行落地是保護(hù)城市生物多樣性的關(guān)鍵環(huán)節(jié),研究與實(shí)踐相結(jié)合主要從兩方面展開:一方面通過研究結(jié)果指導(dǎo)實(shí)踐,如根據(jù)低維護(hù)更有利于增強(qiáng)生物多樣性的研究結(jié)果,在瑞典馬爾默市開展了對(duì)城市綠地低管護(hù)狀況進(jìn)行評(píng)估的活動(dòng)以控制綠地的管護(hù)強(qiáng)度[60]；另一方面通過研究結(jié)果評(píng)估實(shí)踐的可行性或效益,如Beaugeard等[35]對(duì)尼奧爾的生態(tài)廊道建設(shè)效果進(jìn)行了調(diào)查,結(jié)果表明廊道的存在對(duì)該市鳥類產(chǎn)生了積極作用,驗(yàn)證了其綠色管理的有效性。

4 城市生物多樣性研究應(yīng)注意的問題

4.1 城市生物多樣性的梯度規(guī)律

“梯度”一詞在城市生物多樣性的研究中十分常見,然而梯度的不同會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)果的差異。例如,城市-城郊-鄉(xiāng)村梯度與城市-近自然-自然梯度是有所不同的,同樣是城鄉(xiāng)梯度,鄉(xiāng)村是農(nóng)業(yè)型還是生態(tài)型也是有所區(qū)別的,這在研究中需要格外注意,否則很容易引起誤會(huì)。比如,在對(duì)城市蜜蜂多樣性的研究中,在城市與自然或城郊進(jìn)行對(duì)比時(shí),城市是不利環(huán)境[27],而城市與鄉(xiāng)村,尤其是與農(nóng)業(yè)型鄉(xiāng)村進(jìn)行對(duì)比時(shí),城市則成了避難所[24]。

沿同一梯度,不同生物類群也有著不同的規(guī)律。在一定范圍內(nèi),隨著城市化程度增加,植物與部分傳粉昆蟲的豐富度和豐度有所增加,甲蟲豐富度變化不顯著,鳥類和哺乳動(dòng)物的豐富度均隨之降低。當(dāng)城市化程度達(dá)到一定閾值時(shí),所有類群多樣性均下降。

4.2 不同生物類群對(duì)城市環(huán)境的響應(yīng)

不同生物類群的多樣性與城市生態(tài)環(huán)境的關(guān)系是不一樣的。植物受人為活動(dòng)和偏好的影響最大,多種多樣的外來植物占據(jù)大量空間,增加了城市植物物種豐富度,但實(shí)際上無法完全代表城市生態(tài)質(zhì)量。昆蟲等動(dòng)物受人為直接影響則小得多,主要受城市環(huán)境的影響,以蜜蜂為代表的傳粉昆蟲受開花植物多寡的影響最顯著、步甲受地面環(huán)境影響最大,因而昆蟲或其他動(dòng)物的多樣性或許更能代表城市生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣。Muller等[61]也強(qiáng)調(diào),隨著荒野性的增加,植物的豐富度其實(shí)是降低的,而鳥類、無脊椎動(dòng)物的多樣性是增加的,因而僅僅致力于增加植物豐富度是不足夠的。

在歐洲城市生物多樣性研究中,對(duì)植物的研究從2017年之后有減少的趨勢,而對(duì)各種動(dòng)物類群的研究開始增加,這可能是因?yàn)樵陂L期的研究過程中,越來越多的學(xué)者發(fā)現(xiàn)植物多樣性并非是展示城市生物多樣性的最佳指標(biāo),因而開始尋找更多樣化的指標(biāo)以期更全面地展示城市生態(tài)質(zhì)量。另外,歐洲各國對(duì)植物多樣性研究開展較早,且城市綠地發(fā)展較為成熟,相關(guān)研究也逐漸飽和。最后,多學(xué)科交叉也促進(jìn)了城市生物多樣性研究對(duì)象的多樣化,更多的調(diào)查、研究方法被城市生物多樣性研究人員采用,如公民科學(xué)的方法,從而促進(jìn)了城市動(dòng)物多樣性的研究。

4.3 城市生物的同質(zhì)化問題

生物同質(zhì)化包括種類組成、基因和功能3個(gè)層面,其中種類組成的同質(zhì)化被看做是外來種對(duì)本地種的取代,常表現(xiàn)為泛化種對(duì)專化種的取代[62],而這正是城市生物多樣性的特點(diǎn)。

據(jù)相關(guān)研究,城市鳥類群落有較明顯的同質(zhì)化傾向[32]。在城市間,由于外來物種的大量使用,植物組成也更加同質(zhì)化,但城市內(nèi)植物同質(zhì)化現(xiàn)象卻并不顯著。Kuhn等[63]指出這可能與外來種引入的時(shí)間長短有關(guān),引入時(shí)間較久的外來種才會(huì)導(dǎo)致城市生物同質(zhì)化。這提醒我們,從長遠(yuǎn)考慮,控制城市中的外來種、保護(hù)?；N、避免生物同質(zhì)化是很有必要的。

除了種類組成上的同質(zhì)化之外,城市生物還存在功能同質(zhì)化的問題,組成城市生物群落的物種在系統(tǒng)發(fā)育上位置相似,有著適應(yīng)城市環(huán)境的相似特性,承擔(dān)著相似的功能,這比種類組成同質(zhì)化更隱蔽,而實(shí)際上降低了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

5 歐洲城市生物多樣性研究發(fā)展趨勢

5.1 多尺度研究的疊加

對(duì)城市生物多樣性產(chǎn)生影響的因素可以根據(jù)不同尺度進(jìn)行劃分。在景觀尺度上,以土地利用影響為根本,并常通過城鄉(xiāng)梯度的形式展示出來[31,50]；在城市尺度上,城市內(nèi)綠地的數(shù)量、大小、分布情況和不透水地表率是主要影響因素；在綠地尺度上,綠地的類型、綠地結(jié)構(gòu)、人為干擾程度等因素是限制生物多樣性的關(guān)鍵。

城市生物多樣性也隨尺度變化而呈現(xiàn)一定規(guī)律性。當(dāng)不透水地表覆蓋率達(dá)到一定閾值,各類群生物多樣性均降低[18,29]；城市內(nèi)綠地?cái)?shù)量多、面積大、連通度強(qiáng),則生物多樣性更高[20,37]；人為干擾低、結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的綠地也更容易維持高生物多樣性[16]。

不同生物類群有各自的特點(diǎn),因而對(duì)不同尺度指標(biāo)的響應(yīng)有所差異。如Brunbjerg等[64]研究表明蜜蜂只對(duì)小尺度的植被組成敏感,而鳥類則受到大尺度植被特征的影響。因此,要實(shí)現(xiàn)豐富的多類群生物多樣性,需要從多個(gè)尺度、多個(gè)角度加以考慮,并根據(jù)研究對(duì)象的生活尺度進(jìn)行研究分析。

5.2 多領(lǐng)域研究的鏈接

保護(hù)生物多樣性是全球的事,有必要從更大的時(shí)空尺度去考慮其價(jià)值以及保護(hù)的緊迫性,也需要從生物類群之間、物種之間千絲萬縷的聯(lián)系之中找出保護(hù)的方法和可能性。城市生物多樣性的研究不應(yīng)只局限于植物一個(gè)類群,也不應(yīng)只關(guān)注豐富度和豐度等多樣性指標(biāo),種間關(guān)系同樣重要。

研究人員常常由于背景知識(shí)的差異而各自為戰(zhàn),導(dǎo)致不同生物類群之間的研究很難相互聯(lián)系。在歐洲554篇有關(guān)城市生物多樣性的研究中,涉及動(dòng)植物兩界的研究只有6.3%,涉及多個(gè)門和多個(gè)目的生物多樣性研究分別有9.0%和11.6%,Nielsen等[65]的綜述結(jié)果也表明有75.8%的研究只涉及一個(gè)生物類群。城市是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),食物鏈、食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)結(jié)構(gòu),使不同生物相互促進(jìn)、相互制約,忽視物種間關(guān)系的研究很難明確物種多樣性背后的機(jī)制,而不利于城市生物多樣性的保護(hù)。

此外,歐洲國家在對(duì)城市生物多樣性的研究過程中,除了關(guān)注生物多樣性沿城市化梯度的變化規(guī)律和影響生物多樣性的主要因素之外,還對(duì)生物特性、生物功能多樣性、生物同質(zhì)化以及城市生物多樣性與人為活動(dòng)之間的關(guān)系等進(jìn)行研究,既豐富了研究內(nèi)容,也增加了研究深度。

5.3 多學(xué)科研究的融合

自然科學(xué)是城市生物多樣性研究的主要內(nèi)容,但不是全部。城市是人居環(huán)境,與居民生產(chǎn)生活息息相關(guān)。從社會(huì)科學(xué)的角度,對(duì)居民需求、偏好考量是城市生物多樣性保護(hù)中不可缺少的一環(huán)。

在此基礎(chǔ)之上,還要明確不僅僅是城市生物多樣性可以為城市和城市居民帶來什么,還有城市可以為生物多樣性做什么,比如城市對(duì)昆蟲傳粉的需求很低,但城市可以作為保護(hù)傳粉昆蟲的“避難所”[24]。城市的發(fā)展保證了居民的舒適和利益,而這不代表它對(duì)自然就只能是糟糕的負(fù)面影響,Cavin[66]也曾強(qiáng)調(diào),要解決反城市偏見,將城市與自然完全對(duì)立的想法忽視了城市的保護(hù)價(jià)值,也嚴(yán)重限制了保護(hù)措施的實(shí)施,首先要認(rèn)可城市的生態(tài)價(jià)值,然后協(xié)調(diào)人與其他生物的關(guān)系,以創(chuàng)造一個(gè)人與自然和諧共生的宜居城市。

城市居民也可以是保護(hù)生物多樣性的主力軍,從歐洲多個(gè)國家的公民科學(xué)項(xiàng)目中就可見一斑,這些項(xiàng)目依靠城市公民的力量,為科研提供數(shù)據(jù)支撐,公民也在此過程中對(duì)身邊的生物有了更深入的了解和認(rèn)識(shí),從而對(duì)生物多樣性保護(hù)政策更加認(rèn)可和支持。

5.4 理論與實(shí)踐的對(duì)接

城市是一個(gè)特殊的生態(tài)系統(tǒng),要在確保居民利益的前提下采取生態(tài)保護(hù)行動(dòng),既要了解居民需求、為居民服務(wù),如Carrus等[67]就生物多樣性對(duì)居民個(gè)人福祉的影響進(jìn)行了研究,表明生物多樣性可以促進(jìn)居民幸福感的提升；又要協(xié)調(diào)居民生活與生態(tài)保護(hù)活動(dòng)的矛盾,如私家花園中大量外來物種帶來高觀賞價(jià)值的同時(shí)存在一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[68],開發(fā)本土觀賞植物資源,評(píng)估不同外來物種的入侵風(fēng)險(xiǎn)或許是有益的。

然而在現(xiàn)有研究中,將研究結(jié)果、結(jié)論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐措施的還較少。隨著研究的不斷深入,研究結(jié)果大量涌現(xiàn),如何讓理論研究成果指導(dǎo)實(shí)踐,并在實(shí)踐中得到檢驗(yàn)是需要思考的問題?？茖W(xué)研究要從實(shí)際出發(fā),為解決實(shí)際問題而行動(dòng)。實(shí)踐過程中也要注意研究結(jié)果的應(yīng)用和檢驗(yàn),從而為后續(xù)研究、實(shí)踐提出新的問題和需求。