張冬梅 羅玉蘭 張 浪 傅仁杰 有祥亮 尹麗娟

（上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院，城市困難立地生態(tài)園林國(guó)家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家林業(yè)和草原局城市困難立地綠化造林國(guó)家創(chuàng)新聯(lián)盟，上海城市困難立地綠化工程技術(shù)研究中心，上海 200232）

植物物種生物多樣性對(duì)于城市綠地生物多樣性的維護(hù)和促進(jìn)具有重要意義，是構(gòu)建健康、穩(wěn)定的城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。生物多樣性的精準(zhǔn)調(diào)查評(píng)價(jià)是對(duì)城市綠地實(shí)施科學(xué)規(guī)劃管控、保護(hù)性提升，推動(dòng)城市可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，而制定科學(xué)的調(diào)查方法是基礎(chǔ)。以上海中心城區(qū)公園綠地、防護(hù)綠地、附屬綠地為例，按照綠地規(guī)模、綠地形狀、空間布局、植被類型及其生態(tài)服務(wù)功能，采取樣方法、網(wǎng)格法、樣點(diǎn)法等樣地設(shè)定方法，選定上海世博文化公園28個(gè)微樣地、272條主干道道路綠地樣段、34處商服附屬綠地，采用全面普查、重點(diǎn)調(diào)查、專項(xiàng)調(diào)查等方法，對(duì)綠地新優(yōu)植物、骨干樹種、基調(diào)樹種、入侵物種、古樹名木、立體綠化植物種類開展調(diào)查。形成了一套有代表性且可操作性強(qiáng)的植物物種調(diào)查方法，為城市綠地生物多樣性水平科精準(zhǔn)價(jià)、新建綠地新優(yōu)植物開發(fā)利用，以及已建綠地植物物種多樣性保護(hù)性提升提供科學(xué)依據(jù)。

公園綠地；道路綠地；附屬綠地；植物物種；生物多樣性；調(diào)查方法

城市綠地是城市生物多樣性水平的重要載體，植物物種生物多樣性對(duì)維持城市生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、提高城市生態(tài)效益和服務(wù)功能具有重要意義[1-3]。城市綠地多屬于人工植物群落，綠地規(guī)模和功能、植物群落結(jié)構(gòu)、物種種類和數(shù)量因土地屬權(quán)、用地現(xiàn)狀、人口增長(zhǎng)、生活需求、交通發(fā)展等多重因素疊加影響發(fā)生變化，生物多樣性水平也存在不穩(wěn)定性[4]。不同的城市綠地類型，其生物多樣性水平差異明顯。

2002年，中國(guó)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部按照城市綠地主體功能發(fā)布了《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T 85-2002），將城市綠地分為5大類：公園綠地、生產(chǎn)綠地、防護(hù)綠地、附屬綠地和其他綠地；2011年、2017年，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)和中國(guó)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部相繼發(fā)布了《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50137-2011）和《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T 85-2017），仍將城市綠地分為5大類，增加了廣場(chǎng)綠地、區(qū)域綠地類型，其他綠地類型具體化，將生產(chǎn)綠地調(diào)整至區(qū)域綠地范疇[5]；2019年，新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市綠地規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51346-2019）將城市綠地進(jìn)行分類為4大類：公園綠地、防護(hù)綠地、廣場(chǎng)用地、附屬綠地，將距離中心城區(qū)較遠(yuǎn)的風(fēng)景游憩綠地、生態(tài)保育綠地、防護(hù)性綠地以及生產(chǎn)綠地等歸并至其他4類綠地類型中。該分類標(biāo)準(zhǔn)更突顯了城市綠地的空間分布及其生態(tài)服務(wù)功能特征（表1）。

表1 城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)歸納Tab. 1 Induction of classification standards for urban green spaces

研究表明，城市綠地因其類型及規(guī)模、植物群落結(jié)構(gòu)、景觀連接度、外來(lái)物種、水體、周邊環(huán)境及管控措施等，在植物物種生物多樣性水平上差異很大[6]。陳穎等[7]對(duì)比分析了上海2000–2020年4種城市綠地239個(gè)植物群落，城市綠化面積迅速增加，植物種類不斷豐富，綠地應(yīng)用的植物栽培種、優(yōu)勢(shì)種種類呈現(xiàn)出由熱帶植物向溫帶植物過(guò)度的變化趨勢(shì)；對(duì)上海環(huán)城綠帶的物種多樣性研究發(fā)現(xiàn)，因樹種單一、群落結(jié)構(gòu)單調(diào)、人為干擾程度小，物種數(shù)量變化和植物群落結(jié)構(gòu)變化均較小[8]；而對(duì)上海中心城區(qū)居住區(qū)附屬綠地新優(yōu)植物應(yīng)用調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隨著建成時(shí)間變化，不同的用地面積、居民人數(shù)有所區(qū)別，植物種類在數(shù)量、觀賞性、功能性和地域文化性方面差異明顯[9]。因此，城市綠地生物多樣性調(diào)查評(píng)價(jià)需采取不同的方法和指標(biāo)體系。

1 城市綠地植物物種生物多樣性調(diào)查方法研究現(xiàn)狀

2002年，國(guó)家建設(shè)部發(fā)出了關(guān)于加強(qiáng)城市生物多樣性保護(hù)工作的通知，要求各地開展生物資源調(diào)查。2009年，國(guó)家林草局發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《自然保護(hù)區(qū)生物多樣性調(diào)查規(guī)范》（LY/T1814-2009），規(guī)定了調(diào)查范圍、周期、內(nèi)容、方法以及調(diào)查對(duì)象，為林業(yè)部門主管的自然保護(hù)區(qū)科學(xué)考察提供依據(jù)。2020年，中國(guó)生物多樣性保護(hù)與綠色發(fā)展基金會(huì)發(fā)布團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《生物多樣性調(diào)查與監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》（T/CGDF00001-2020），規(guī)范了水（水系、徑流量等）、土（地形、地勢(shì)、土壤等）、氣（溫度、降水、CO2、N2等）、生物（動(dòng)物、植物、微生物等）的調(diào)查和監(jiān)測(cè)，提供了調(diào)查區(qū)域內(nèi)的生物多樣性本底調(diào)查對(duì)象及要求。2021年10月，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳在《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)生物多樣性保護(hù)的意見》中提出，要持續(xù)推進(jìn)生物多樣性調(diào)查監(jiān)測(cè)，完善生物多樣性調(diào)查監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，形成統(tǒng)一有序的全國(guó)生物多樣性保護(hù)空間格局。2023年，國(guó)家生態(tài)環(huán)境部編制多個(gè)關(guān)于生物多樣性觀察技術(shù)、生物多樣性綜合觀測(cè)站建設(shè)方面的導(dǎo)則或標(biāo)準(zhǔn)，以進(jìn)一步加強(qiáng)生物多樣性保護(hù)。同年，中國(guó)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《城市生物多樣性調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》，對(duì)城市市域和城鎮(zhèn)開發(fā)邊界內(nèi)植物、動(dòng)物、微生物生物多樣性的調(diào)查指標(biāo)體系及調(diào)查方法進(jìn)行了規(guī)范，但聚焦城市中心城區(qū)綠地植物物種多樣性調(diào)查缺乏實(shí)證。

城市綠地植物物種受地域、時(shí)間、類群分布格局，加上人為活動(dòng)因素干擾，為城市綠地植物多樣性調(diào)查研究增加了一定的難度[10]。近些年，在城市綠地生物多樣性系統(tǒng)調(diào)查多集中在植物種類的調(diào)查[11-15]、保護(hù)[16-17]及評(píng)價(jià)[18-23]，樣地樣方設(shè)定及調(diào)查方法不統(tǒng)一，調(diào)查結(jié)果差異很大。吳麗娟[22]根據(jù)北京五環(huán)內(nèi)“圈層+放射”城市結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用“米字”形樣線，在環(huán)線的交叉點(diǎn)對(duì)街道、居住區(qū)等附屬綠地進(jìn)行植物物種多樣性調(diào)查；吳雍欣[23]以北京市18個(gè)縣（區(qū)）為單元開展植物、外來(lái)物種的調(diào)查；成夏嵐等[24]選取?？谑芯C合公園、街旁綠地、城市帶狀公園、道路綠地、居住區(qū)附屬綠地等33個(gè)面積大于2 hm2的綠地，在線路調(diào)查的基礎(chǔ)上，設(shè)定樣地調(diào)查植物種類、數(shù)量、頻率、生長(zhǎng)狀況等；楊云峰等[25]在上海選擇有代表性25個(gè)公園綠地，選取一、二級(jí)園路作為主線路調(diào)查觀賞草種類；徐幼榕等[26]在社區(qū)公園網(wǎng)格法布設(shè)樣點(diǎn)（間距30 m），在樣點(diǎn)中心設(shè)20 m×20 m樣方，在樣方中心及4個(gè)角點(diǎn)處設(shè)置1 m×1 m小樣方，調(diào)查自生草本植物種類。在植物生態(tài)學(xué)研究中，樣地大小按照植被類型設(shè)定，如：森林群落100 ～2 500 m2、灌叢或高草群落25 ～100 m2、中低草本群落1～25 m2[27]。

目前，針對(duì)城市綠地植物物種生物多樣性的調(diào)查尚未形成一套普遍適用的樣地樣方設(shè)定和物種調(diào)查規(guī)范。本研究通過(guò)文獻(xiàn)查詢及研究實(shí)踐，匯總了一套城市綠地樣地設(shè)立及調(diào)查方法（表2）。

表2 城市綠地樣地設(shè)立及調(diào)查方法匯總Tab. 2 Summary of establishment and investigation methods for urban green space sample plots

2 上海城市綠地植物物種生物多樣性調(diào)查實(shí)證

本研究選擇上海中心城區(qū)有代表性的公園綠地、防護(hù)綠地、附屬綠地三種綠地類型，分別采取樣方法、網(wǎng)格法、樣點(diǎn)法設(shè)立樣地，采用全面普查、重點(diǎn)調(diào)查、專項(xiàng)調(diào)查等方法（表3），開展生物多樣性調(diào)查分析。

表3 三種城市綠地生物多樣性調(diào)查實(shí)踐Tab. 3 Investigation and analysis of biodiversity in three typical urban green spaces

2.1 大型公園綠地生物多樣性調(diào)查

2.1.1 樣地設(shè)定及調(diào)查方法

利用樣方法在上海中心城區(qū)選定上海世博文化公園（占地29 hm2）大型公園綠地作為樣地，通過(guò)無(wú)人機(jī)獲取俯瞰圖，結(jié)合園區(qū)內(nèi)立地類型、植物群落類型及建園骨干樹種種類，劃定28個(gè)樣方（圖1）。針對(duì)28個(gè)樣方，采用四邊形微樣地法調(diào)查骨干樹種生長(zhǎng)狀況，四邊形微樣地法是在抽樣測(cè)點(diǎn)上對(duì)包括中心樹在內(nèi)5株樹的坐標(biāo)、胸徑、樹高等進(jìn)行測(cè)量，其有效克服了傳統(tǒng)方法數(shù)據(jù)獲取周期長(zhǎng)，效率低，精度差的缺點(diǎn)，提高效率與精度，縮短周期，實(shí)現(xiàn)林分的精準(zhǔn)測(cè)量。具體步驟為：首先目測(cè)最大的骨干樹木為領(lǐng)導(dǎo)中心木，其次在其周圍選取4棵觀測(cè)木，然后將距離領(lǐng)導(dǎo)木1號(hào)樹最遠(yuǎn)的一顆樹定義為第5棵樹，連線2 ～5棵樹根基組成四邊形微樣地，最后調(diào)查微樣地骨干樹種生長(zhǎng)狀況。

圖1 上海世博文化公園樣地的28個(gè)樣方分布及生物多樣性調(diào)查方法Fig. 1 28 sample plots distribution and biodiversity investigation methods of Shanghai World Expo Cultural Park

2.1.2 調(diào)查結(jié)果與分析

（1）骨干喬木樹種應(yīng)用頻度。28個(gè)植物群落中包括了9個(gè)骨干喬木樹種。包括香樟（Cinnamomumcamphora）、無(wú)患子（Sapindusmukorossi）、烏桕（Sapiumsebiferum）、廣玉蘭（MagnoliaGrandiflora）、水杉（Metasequoiaglyptostroboides）、銀杏（Ginkgo biloba）、櫸樹（Zelkova serrata）、 東方杉（Taxodiummucronatum×Cryptomerafortunei）、黃山欒樹（Koelreuteriabipinnata‘integrifoliola’）。其中香樟出現(xiàn)頻度最高，達(dá)到44%，銀杏、無(wú)患子超過(guò)10%，水杉、櫸樹為9%，其余4種頻度較低（圖2）。

圖2 9個(gè)骨干喬木樹種出現(xiàn)頻度Fig. 2 Frequency of appearance of 9 backbone tree species

（2）植物群落類型、面積及郁閉度。28個(gè)植物群落分為5個(gè)不同類型，分別為常綠闊葉林群落、落葉闊葉林群落、落葉闊葉林+常綠闊葉林群落、針葉林群落以及針葉+常綠闊葉林群落。各群落類型及占地面積比例見圖3。5個(gè)群落類型郁閉度不同，針葉林群落以及針葉+常綠闊葉林群落最大，為0.7，其次為常綠闊葉林群落0.68，落葉闊葉林+常綠闊葉林群落為0.6，郁閉度最小的為落葉闊葉林群落0.47。

圖3 不同群落類型占地面積比例Fig. 3 The proportion of land occupied by different community types

2.2 道路綠地生物多樣性調(diào)查

2.2.1 樣地設(shè)定及調(diào)查方法

按照上海市行政區(qū)劃的8個(gè)中心城區(qū)，采用網(wǎng)格化隨機(jī)布點(diǎn)方法，依次劃分布點(diǎn)亞區(qū)、繪制網(wǎng)格圖、查隨機(jī)數(shù)表、落圖布點(diǎn)。（1）根據(jù)8個(gè)行政區(qū)全部或部分區(qū)域的面積和形狀，以道路輪廓清晰可辨為標(biāo)準(zhǔn)，兼顧布點(diǎn)操作方便、調(diào)查工作量適中劃分布點(diǎn)亞區(qū)，并確定各亞區(qū)計(jì)劃布點(diǎn)數(shù)量。（2）在A4紙上按1∶10 000的比例計(jì)算劃出70個(gè)網(wǎng)格圖（3 cm×3 cm），查隨機(jī)數(shù)表：按照任意指定數(shù)表中某一位置數(shù)字（第*行、第*列），按從左向右、從上向下選取隨機(jī)數(shù)字（如遇重復(fù)數(shù)字或超出“編號(hào)01–70”范圍的數(shù)字則棄之不用），直至取夠樣本數(shù)（落圖布點(diǎn)數(shù)）為止（圖4）。（3）最終確定市域范圍內(nèi)的有效道路綠地272條。在選定的樣地（道路）上，沿路左右及兩側(cè)各100 m，如遇十字路口，4個(gè)方向各50 m路段進(jìn)行調(diào)查。

圖4 網(wǎng)格化隨機(jī)布點(diǎn)Fig. 4 Grid based random point layout

2.2.2 調(diào)查結(jié)果與分析

采用重點(diǎn)調(diào)查及專項(xiàng)調(diào)查，對(duì)選定的272條道路行道樹骨干樹種、上海市花白玉蘭應(yīng)用狀況進(jìn)行調(diào)查。從應(yīng)用頻度來(lái)看，常見行道樹種類排前三的依次為懸鈴木、香樟、銀杏，分別占比41.19%、27.76%、4.48%；常見樹種前10的依次為懸鈴木、香樟、銀杏、黃山欒、櫸樹、女貞、喜樹、柳樹、無(wú)患子、杜英，分別占比41.19%、27.76%、4.48%、4.48%、3.58%、1.79%、1.79%、1.49%、1.49%、1.19%（圖5）。從“四化”樹種的應(yīng)用情況來(lái)看：觀花樹種占4.81%，主要是櫻花、白玉蘭；色葉樹占6.65%，銀杏、櫸樹、無(wú)患子居多；珍貴樹種占0.74%，主要是椴樹、梓樹。

圖5 行道樹種類及應(yīng)用頻度Fig. 5 Types and application frequency of roadside trees

2.3 商服區(qū)附屬綠地

2.3.1 樣地設(shè)定方法

根據(jù)2009年10月上海市商務(wù)委員會(huì)和上海市規(guī)劃與國(guó)土資源管理局聯(lián)合公布的《上海市商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)布局規(guī)劃綱要（2009年–2020年）》，規(guī)劃在全市構(gòu)建三級(jí)商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)體系：市級(jí)商業(yè)中心（14個(gè)），地區(qū)級(jí)商業(yè)中心（外環(huán)線以內(nèi)22個(gè)、外環(huán)線以外28個(gè)）和社區(qū)級(jí)商業(yè)中心。選擇14個(gè)市級(jí)商業(yè)中心和20個(gè)地區(qū)級(jí)商業(yè)中心（外環(huán)線以內(nèi)）為樣地（表4），基于綠地所屬區(qū)化、建成年代、綠地形狀，利用衛(wèi)星地圖劃定綠地植被調(diào)查區(qū)域。

表4 商服區(qū)附屬綠地基本情況Tab. 4 RBD basic information

2.3.2 調(diào)查結(jié)果與分析

對(duì)新優(yōu)植物種類及應(yīng)用頻度的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，附屬綠地中新優(yōu)植物應(yīng)用樹種共152種。其中，喬木類62種，灌木類84種，藤本類6種（表5）。共調(diào)查到喬木樹種6 603株，其中香樟1 074株，占16.3%；櫻花918株，占13.9%；數(shù)量達(dá)到400 ～500株的樹種為銀杏、法國(guó)梧桐、垂絲海棠等。常綠喬木2 512株，落葉喬木4 091株，常綠樹種與落葉樹種比為3∶5。84種（品種）灌木樹種中，排列在前三位依次為紅葉石楠7 307 m2，占15.1%；瓜子黃楊6 911 m2，占14.3%；金森女貞6 114 m2，占12.7%。應(yīng)用面積在1 000 ～4 000 m2以上的為紅花檵木、杜鵑、金邊大葉黃楊、海桐、灑金珊瑚。從應(yīng)用頻度來(lái)看，前10為桂花、香樟、紅花檵木、杜鵑、櫻花、金邊大葉黃楊、紅葉石楠、瓜子黃楊、金森女貞和茶花、銀杏。新優(yōu)植物應(yīng)用種類偏少。

表5 商服區(qū)附屬綠地樹種應(yīng)用頻度Tab. 5 Application frequency of tree species in RBD

3 結(jié)論與討論

國(guó)內(nèi)城市綠地建設(shè)普遍存在著“重景觀、輕本質(zhì)”的現(xiàn)象，鄉(xiāng)土樹種應(yīng)用逐漸減少，外來(lái)樹種及栽培品種應(yīng)用數(shù)量增多，自然生境逐步喪失，城市生態(tài)系統(tǒng)也由于人類的活動(dòng)而變得更為脆弱[28]。加強(qiáng)對(duì)城市綠地生物多樣性長(zhǎng)周期性的調(diào)查及監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)，及時(shí)完善適生植物資源數(shù)據(jù)庫(kù)和信息系統(tǒng)，對(duì)城市公園建管適生植物選擇，保障城市綠地生物多樣性穩(wěn)步提升意義重大。

科學(xué)的調(diào)查方法是對(duì)綠地生物多樣性水平做出精準(zhǔn)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。綠地類型不同，其生物多樣性的表征也有差異。衛(wèi)星圖像和遙感技術(shù)已成為城市大型公園綠地植被監(jiān)測(cè)及生物多樣性參數(shù)獲取的主要工具。北京市在中心城區(qū)核心綠地、建成區(qū)綠地、平原林地及山區(qū)水源保護(hù)林地設(shè)置綜合觀測(cè)區(qū)和多個(gè)輔助觀測(cè)點(diǎn)，形成“一站多點(diǎn)”的生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系；上海建成105個(gè)城市森林生態(tài)國(guó)家定位觀測(cè)研究站點(diǎn)；李程等[29]將遙感調(diào)查與地面調(diào)查協(xié)同的調(diào)查方法與單獨(dú)使用遙感調(diào)查或地面調(diào)查技術(shù)所獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，提出協(xié)同調(diào)查能顯著提高綠地指標(biāo)的準(zhǔn)確性、調(diào)查的時(shí)效性；何榮曉等[30]利用遙感數(shù)據(jù)與樣方實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，建立了?？诔鞘芯G地植物多樣性遙感監(jiān)測(cè)數(shù)學(xué)模型，用于監(jiān)測(cè)研究區(qū)植物多樣性的空間分布狀況；有研究對(duì)自然保護(hù)區(qū)和濕地等綠地，采取衛(wèi)星圖像和遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)植被覆蓋和變化趨勢(shì)，建立基于多種生境條件下的生物多樣性預(yù)測(cè)模型、預(yù)警技術(shù)體系和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制[31]，結(jié)合云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息化手段，整合各級(jí)各類資源數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，完善生物多樣性保護(hù)與監(jiān)測(cè)信息云平臺(tái)[32]；有報(bào)道稱，針對(duì)種類單一、休閑設(shè)施較多的社區(qū)花園、附屬綠地等小型公園采取靈活的調(diào)查方法更有效。有研究利用無(wú)人機(jī)激光掃描技術(shù)，對(duì)附屬綠地中的立體綠化植物種類進(jìn)行調(diào)查[32]。目前，本方法僅對(duì)居住區(qū)及商服區(qū)附屬綠地的新優(yōu)植物種類進(jìn)行了調(diào)查，對(duì)和居民生活質(zhì)量息息相關(guān)的致敏植物的調(diào)查方法尚待完善。

本研究采用樣方法、網(wǎng)格法、樣點(diǎn)法等樣地設(shè)定方法，選定上海中心城區(qū)人口高密區(qū)的大型公園綠地、主干道路綠地、居住及商服綠地，在綠地樣地的選擇方面更側(cè)重于和人居環(huán)境的密接相關(guān)性，以及對(duì)居民的社會(huì)服務(wù)功能性，靈活運(yùn)用生物多樣性的全面普查、重點(diǎn)調(diào)查、專項(xiàng)調(diào)查等方法，創(chuàng)新了四邊形微樣地建群骨干樹種調(diào)查方法，旨在形成一套有代表性且可操作性強(qiáng)的城市綠地植物物種調(diào)查方法，為特大城市更新區(qū)搬遷地、垃圾填埋場(chǎng)等困難立地高效園林綠化生物多樣性水平科精準(zhǔn)價(jià)、新建綠地新優(yōu)植物開發(fā)利用，以及已建綠地植物物種多樣性保護(hù)性提升提供科學(xué)依據(jù)。

注：圖1底圖源自百度地圖，圖4由上海測(cè)繪院編制，其余圖表均由作者繪制。