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【科技进展】城市生物多样性保育管理的探索及进展

来源：花匠小妙招时间：2024-10-27 03:31

摘要：生物多样性是改善城市人居环境的重要支撑，对促进人与自然和谐共生具有重大意义。但城市化快速发展对城市生物多样性及其生境管理造成了巨大冲击。文中介绍了城市生物多样性的特点及其保育特征，阐述城市生物多样性保护网络、城市动植物生境保护管理、城市物种保育措施等方面的研究热点，分析国内外城市生物多样性保育的探索与实践、城市生物多样性保育的发展机遇等，以期为我国城市区域生物多样性保育管理提供借鉴。

关键词：生物多样性，保育，城市，绿地系统

作者：夏舫郭子良张曼胤闫亮亮李伟王大安崔丽娟

引文格式：夏舫,郭子良,张曼胤,等.城市生物多样性保育管理的探索及进展[J].世界林业研究,2024,37(03):33-39.

生物多样性是维持生态安全、实现社会可持续发展的基础，人类的衣、食、住、行及文化等都与其紧密相关。过去40年，生物多样性丧失尚未得到有效遏制和扭转，仍是全球面临的共同挑战。城市化剧烈地改变了土地利用方式和动植物生境，导致许多城市生物多样性的衰退和同质化。生物多样性作为城市生态系统稳定和健康的基础，直接影响着城市人居环境和生态系统服务。随着人们关注度越来越高，城市生物多样性保育逐渐成为国内外研究的热点和城市生态建设迫切需要解决的任务之一。2016年，联合国住房和城市可持续发展大会通过的《新城市议程》（New Urban Agenda），呼吁进一步增加城市绿色空间、保护城市生物多样性。为推进城市生物多样性科学保育和管理，国内外广泛开展了城市规划设计策略、生物多样性景观设计、区域生物多样性保护网络构建、保育设施建设、设计方法与管理措施等研究。目前国内外对宏观尺度的城市生物多样性分布格局、保护策略、规划设计等研究关注较多，而对小尺度的生物多样性保育管理研究与应用较少。

1 城市生物多样性及其保育特点

城市拥有密集的人口和建设用地，具有极强的扩张性。城市生物多样性面临着建设用地无序扩张，生产生活、旅游休闲等多重威胁，呈现出乡土物种减少、外来物种增加，生物栖息生境破碎化等特征，其保育管理尤为重要。由于城市扩张造成人工构筑物大量取代自然生境，威胁原生植被和乡土物种的生存，同时外来物种引入可以抢占生态位，造成乡土植物消失。很多城市区域的生物多样性结构发生了根本性变化，园林绿地系统和私人花园的物种成为城市生物多样性维持和组成的重要部分。狭域物种的局部灭绝、人工植被的引入等进一步推动了城市生物多样性人工化和同质化，对城市生态系统稳定和生物多样性维持造成了威胁。

城市建筑和道路等不断增多加速了动植物适宜生境的破碎化，使很多自然生境成为隔离孤岛。城市生物多样性保育面临着生境破碎化、连通性低等诸多挑战。小面积生境斑块的水源、食源和隐蔽生境等有限，限制了物种的生存栖息，特别是需要在陆地迁徙的野生动物。生境破碎化也导致适应能力差的物种逐渐消失，生物群落结构趋于简单化，野生动植物种类和数量减少。与自然和半自然生境相比，城市生境单一且破碎化，使其生物多样性普遍较低；近郊、远郊区域的生物多样性要明显高于中心城区。此外，很多野生动植物也在不断适应城市化的环境，融入“城市生活”，成为公众了解自然、认识生物多样性的重要媒介。

因此，城市生物多样性保育要综合考虑人们生产生活和动植物生存繁衍需求，注重城市野境的保护和恢复，同时提高公众对生物多样性的认知和保护意识。人们开始逐渐将生物多样性保育与城市绿化建设结合，融入城市规划和城市景观设计当中，丰富野生动植物微生境、营造多元生境空间，推动城市生态文明建设和可持续发展。

2 城市生物多样性保育研究热点

近年来，城市生物多样性保育受到越来越多的关注，人们在城市生物多样性保护网络、城市动植物生境保护管理和城市物种保育措施等多方面开展了研究和探索。

2.1 城市生物多样性保护网络

城市生物多样性保护网络，即城市绿地生态网络、绿道网络等，是以城市范围内自然绿地和人工绿地等生态空间为载体，致力于保护生物多样性、优化生态网络格局所形成的具有高度连通性的网状空间系统。构建城市绿道网络和生物多样性保护网络有助于提升城市不同生境之间的连通性和流动性，为城市绿地系统物种的迁移扩散、信息交流提供通道，提升城市生物多样性。近些年，国内外学者在城市生态源地识别、生态网络优化、生态廊道建设等方面开展了大量研究。人们普遍采用生境质量评价、物种分布预测模型、形态学空间格局分析等方法来确定生态源地及其面积阈值。并采用生态服务功能评估、保护优先区域分析、生态敏感性分析等来度量确定生态源地的重要性等级。仲启铖等基于社会—生态功能复合评价指标，运用GIS、Invest及景观连接度模型等方法，识别了上海城市绿地生态网络重要源地，支撑其生物多样性保护网络构建。

近年来，城市绿地系统建设越来越关注生物多样性保育功能的提升，特别是在生态空间连通性方面。最小耗费距离模型、生态连接度分析、电路理论等被广泛用于构建景观阻力面，探索生态网络构建成本因素，识别生态廊道、踏脚石、关键节点等，通过多种方法耦合为城市生物多样性保护网络构建提供依据。其中，“源地⁃廊道⁃节点”的生物多样性保护基本框架被广泛应用于城市生态规划、生境保护等研究。通过带状或线性的生态廊道将分散和破碎化的生态源地和斑块进行有效连接，提升生态系统稳定性。我国很多城市已经开展了基于生态网络识别和构建的区域生态安全格局研究。刘俊男等基于电路理论识别了滇池沿岸及昆明城市生境网络的生态“夹点”和“障碍点”，并结合最小耗费距离模型构建了鸟类生境网络，优化城市生物保护格局。其中，基于最小耗费距离模型进行生态网络模拟的方法在城市生物多样性网络构建方面得到了广泛应用。基于图论法和电路理论，并结合情景分析预测手段开展生态连接度评价、生态网络模拟、潜在生态廊道识别，构建城市生物多样性保护网络逐渐成为城市生物多样性保护的研究热点。此外，欧美地区很早就在动物廊道建设领域开展了研究，并将其纳入道路建设规划，已经形成了较为完善的动物廊道建设标准规范。21世纪以来，我国很多道路建设也开始关注野生动物廊道和通道的建设，特别是在穿过自然保护区时。深圳市开展了城市不同生境斑块之间动物廊道构建技术及应用研究，以提升生境连通性。国家标准《陆生野生动物廊道设计要求》（GB/T 43646—2024）的发布将进一步推动城市野生动物廊道的建设发展。

2.2 城市动植物生境保护管理

实现野生动植物生境保护最有效的就地保护方式是建立自然保护地。自从1872年黄石国家公园建立以来，世界各国通过建立国家公园、自然保护区等，开展了野生动植物及其生境保护研究和实践。不同国家和地区根据自身特点不断创新发展生物多样性保护形式。城市及其周边地区往往是野生动植物资源最丰富的区域，在空间上与生物多样性富集区域高度耦合。很多城市也开展了保护地的建设，进行荒野化管理，以实现自然生境功能提升。例如，1999年城市荒野—柏林萨基兰德自然公园被指定为自然和景观保护区；国内的重庆缙云山自然保护区、河北衡水湖自然保护区、浙江杭州西溪国家湿地公园等都属于城市区域自然保护地的典型案例。这些自然保护地很大程度上遏制了城市扩张对自然生态系统的占用和破坏，保留了城市野境。除了保护现存的自然生境外，“再野化”是修复城市野境，实现城市动植物生境保护管理的重要途径。

城市公园和绿地系统建设目标主要是完善城市绿色公共空间体系，缓解城市硬质化带来的生态环境压力。很多城市公园以及绿地建设更多地考虑人类生活需求和偏好，强调景观效果并由人工组合而成，较少考虑野生动植物生境保护修复需求。近年来，很多研究通过追踪、模拟城市土地利用变化对生物多样性的影响，支撑城市动植物生境保护管理。研究表明，城市公园以及绿地系统建设往往会促进乔木林的面积增长，挤占荒草地、湿地、滩地等生境，导致生境多样性下降，引起生物多样性衰退。食源植物丰富、生境类型多样、杂草丛生的微生境往往比精细化管理、环境整洁的公园绿地对野生动植物更友好。而且生物多样性高的生物群落抗干扰能力强，是决定城市绿地系统群落稳定性的关键。

随着人们对生物多样性的不断重视，很多城市在公园和绿地系统近自然植物群落构建、近自然园林营造、生态园林城市建设等方面开展了大量研究探索，如选择乡土植物、控制乔木种植密度、预留人工林窗、增加食源蜜源植物、构建乔灌草复层结构等，推动城市动植物生境保护管理，为昆虫、鸟类等生物提供庇护所。并通过开展城市鸟类、昆虫等野生动物食物选择、寄主植物偏好等研究，分析区域鸟类食源植物组成特征，指导城市动植物生境修复工作。此外，适度减少城市公园和绿地系统的割草、除虫等人工干预，可以促进本地昆虫等动物多样性的提升。而城市野境、生态留野区、动物饮水点等研究逐渐成为热点，减少人类活动的过度干扰，实现城市野生动物及其栖息地保育管理、城市野境修复或重建。

2.3 城市物种保育措施

在高度人工化的城市空间中，生境同质化、破碎化等对野生动物生存繁衍影响较大。野生动物的繁殖、饮水、觅食和隐蔽等空间不足成为制约生物多样性提升的主要因素。而通过将生态设计理念融入城市建设中，采取针对性的生物多样性保育措施，能提升动物栖息地的适宜性、促进野生动物扩散定居。绿色屋顶、绿墙等干预措施融入城市建筑空间，可以兼顾生物多样性，为野生动物营造栖息地，降低城市建设对物种生存的冲击。研究表明，拥有丰富本土蜜源和寄主植物的城市小微绿地能够提供更加稳定和多样的蜜源，实现蝴蝶和蜜蜂等保育，维持昆虫多样性。蜜蜂公交站、生境花园、传粉媒介花园等建设成为城市昆虫多样性保育的重要手段和措施。城市化导致城市区域次级洞巢鸟类可利用的巢穴大量减少，人工巢箱能为次级洞巢鸟类提供更多繁衍场所，提高其繁殖成功率，实现洞巢鸟类保育。

此外，昆虫旅馆、本杰士堆等保育措施能为不同物种提供隐蔽空间和繁殖场所。研究表明，本杰士堆起到了鸟类、小型兽类等动物庇护所的作用，提升了物种多样性，成为城市物种保育的重要选择。昆虫旅馆、蝴蝶屋等也为独居蜂类等昆虫定居繁衍提供了隐蔽场所。人工鸟巢、昆虫旅馆、刺猬屋、蚯蚓塔、本杰士堆、传粉媒介花园等已经成为城市物种保育的重要措施。总体上，城市物种保育主要从保障栖息地面积和连通性、景观异质化程度，以及目标物种适宜生境营造等方面入手。此外，建设以生物多样性为核心的自然教育系统对城市物种保育也是十分必要的，有助于推动实现人与自然和谐共生。

3 城市生物多样性保育的探索与实践

国内外开展了大量的城市生物多样性保育探索实践，很多地区将其纳入城市规划系统当中，同时开展微生境和保育设施建设，以提升城市生物多样性。

3.1 将生物多样性保育管理纳入城市规划系统

公园和绿地系统属于城市最主要的生态空间，已经成为城市生物多样性保护管理的主体，其设计建设对生物多样性的影响受到广泛关注。将生物多样性保育管理纳入城市规划系统，在宏观层面为生物多样性保育管理提供了政策指导。很多国家和地区陆续制定了区域性的发展规划，开展城市生物多样性保护网络构建和绿道建设，比如泛欧洲生态网络、佛罗里达州级绿道网和新加坡绿道等。很多城市也将生物多样性保育管理纳入城市规划及政策体系，通过绿地空间规划、绿道和廊道规划建设、城市生物多样性保护计划等，推动城市发展与生物多样性保育管理的协调。1987年美国就提出了城市绿道的发展计划，此后许多城市相继制定了绿道发展规划，例如波士顿罗斯·肯尼迪绿道、纽约高线公园等。而欧洲的哥本哈根、里斯本、伦敦等城市也制定了绿地空间规划管控方案、生物多样性行动计划等，推动城市动植物及其生境保护修复，例如《柏林绿色城市2030行动计划》《伦敦规划2021》等。这些规划和行动计划将绿色空间建设、物种生境改善、栖息地保护、外来入侵物种管理等作为城市生物多样性保育管理的重要内容，以实现绿地系统建设与城市发展融合。

我国也十分重视城市生物多样性保育管理，将绿色空间网络构建等写入城市总体规划、国土空间总体规划，优先确定生态保护空间、构建生物多样性保护网络。北京、上海、广州等已经开展了城市生态网络、绿色空间生境网络、生物多样性保护网络等建设探索，提出了相应的城市生态空间规划和绿道建设方案等。《北京城市总体规划（2016年—2035年）》首次提出“保护和修复自然生态系统，维护生物多样性”。《北京市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》则进一步明确，“十四五”期间北京要建设600处生物多样性保育小区，包括100处生物多样性保护示范区、500处生态保育小区。此外，很多城市制定了生物多样性保护相关的专项规划和政策文件，进一步明确其保育管理要求，例如园林绿化专项规划、生物多样性保护规划、生态环境保护规划等（表1）。其中，《北京市生物多样性保护园林绿化专项规划（2022年—2035年）》提出了生物多样性保护空间格局优化、生态系统质量提升、城区生物多样性保护等领域的53项重点任务，加强城市生物多样性保育管理。此外，广州、巴黎、洛杉矶等城市加入了世界银行生物多样性城市网络，开展绿色城市和生物多样性保护解决方案的新探索，纳入城市规划并实施。

3.2 加强微生境和保育设施建设丰富城市生物多样性保育途径

城市是区域生态系统的重要组成部分，也是人类与野生动植物共同的家园。为提升生态建设成效，国内外很多城市不断探索动植物友好的城市建设和园林绿化措施，维持城市生物多样性。国际上，围绕城市蝴蝶及其栖息地保护修复开展了大量实践探索，并取得了明显成效。英国蝴蝶保护协会在英国发起了通过撒播和栽植蜜源植物、构建蝴蝶长堤，改善100个蝴蝶主要栖息地、建设10万个蝴蝶栖息地的蝶类保护计划，以及蝴蝶栖息地再野化实践（https://butterfly-conservation.org/our-work/conservation-projects/）。美国纽约的中央公园通过设置传粉昆虫保护区、种植寄主植物和野花草甸，为蝴蝶提供栖息地，推动了城市生物多样性保育（https://www.centralparknyc.org/articles/the-great-monarch-butterfly-migration）。围绕城市生物多样性保育和栖息地设计，人们提出了蜂砖、活海堤、积木鸟巢、城市礁石、垂直森林、漂浮生态系统等微生境和保育设施。比利时安特卫普针对雨燕栖息要求开展了雨燕保育行动，在建筑外层墙壁上打孔、悬挂人工巢箱等，为其提供繁衍空间。近年来，欧美地区积极探索微型森林、微型草地、立体花园、砾石花园等微生境建设，昆虫旅馆、人工鸟巢、刺猬屋等保育设施建设，以满足野生动植物生存繁衍需求，提升城市生物多样性（https://www.wildlifetrusts.org/actions）。此外，北美蝴蝶协会的蝴蝶花园认证计划已经在美国和加拿大认证了超过1.8万个栖息地花园。

国内在北京、上海等城市也已经开始探索野生动植物微生境及其保育设施建设，以实现城市生物多样性保育和提升。2019年上海市开展了近自然生命地标构建的探索实践，采用异龄—复层常绿落叶混交林种植，通过布局建设蝙蝠箱、引鼩栏、生态浮床、蛙类繁殖缸等措施，促进动物多样性提升。近些年，上海市还提出了“生境花园”建设理念，通过引入人工水源、观鸟墙、花境、昆虫箱、枯枝堆等营造微生境，在低强度维护管理下实现生态系统自我演替；上海长宁区计划建设30处生境花园。而北京《关于加强本市绿化隔离地区公园建设和管理的指导意见》（京绿办发〔2021〕75号）则提出在20 hm2（300亩）以上的公园要划定生态保育小区的要求，开展本杰士堆、小微湿地、生境岛等营建，为小型动物提供栖息空间。截至2023年，北京市已建生物多样性保育小区225处。生物多样性保育小区建设内容主要包括小微湿地、灌丛驿站、螺旋花园、本杰士堆和动物饮水点等微生境，以及昆虫旅馆、人工鸟巢、蚯蚓塔等保育设施。2023年，北京市还发布了地方标准《生态保育小区建设指南》（DB11/T 2091—2023）。北京市园林绿化局则印发了《自然带营造和管理技术指南（试行）》，提出自然带是实现城市生物多样性保育的一种重要途径（http://yllh j.beijing.gov.cn/zwgk/fgwj/qtwj/202206/t20220602_2 727996.shtml）。目前北京市已经在郊野公园、平原造林区域、公园及绿地等区域广泛开展了自然带建设，改善动植物栖息环境，促进生态系统自然演替。而魏兰君等以苏南地区为例，构建了凤蝶生态景观、眼蝶生态景观模型，用于当地住宅区绿地、郊野公园、城市森林等的蝴蝶保护。

4 城市生物多样性保育的发展机遇及展望

4.1 发展机遇

生物多样性保育作为生态文明建设的重要内容和抓手，已上升为国家战略。近年来，我国对自然保护地体系进行了整合优化，重新构建了以国家公园为主体、自然保护区为基础、自然公园为补充的自然保护地体系。但在自然保护地外，许多其他形式的生物多样性保育措施也层出不穷，如美国的社区保护地、加拿大的海洋庇护所、日本的特殊绿地保护区等。2010年“爱知生物多样性目标”11中首次提出了其他有效的区域保护措施（other effective area－based conservation measures，OECMs）这一概念，将自然保护地以外的生物多样性保护措施都可以归为这一类，包括渔业管理区、水源保护区域、支撑生物多样性的城市公园、长期禁渔区、宗教圣地等。

2022年12月“昆明—蒙特利尔全球生物多样性框架”确立了全球生物多样性保护的3030目标，即到2023年至少30%的陆地、内陆水域、海岸带和海洋区域得到有效保护。然而仅靠增加自然保护地面积，很难实现这一目标。OECMs作为实现可持续发展的一种规避风险的方式，被视为实现联合国可持续发展目标的重要工具。我国在自然保护地外具有很多潜在的OECMs，包括自然保护小区、湿地保护小区、生态公益林区、水源保护区等。城市区域生物多样性及其保育具有其特殊性，目前我国城市区域已经完成了大量的城市绿地建设，为生物多样性保育提供了条件。但在城市区域大量建设自然保护地是难以实现的，OECMs的提出正好符合城市野生动植物及其生境保护的发展需求，为城市生物多样性保育提供了发展机遇。

同时，我国已经进入生态文明建设，高度重视生物多样性保育工作，要求规范城市绿地建设优化生物多样性保护格局。很多相关法律法规和政策文件中已经明确提及城市生物多样性保护的要求，比如《中华人民共和国长江保护法》《中华人民共和国湿地保护法》等。而且《全国城市生态保护与建设规划（2015—2020年）》将生物多样性保育管理纳入了城市生态保护与建设指标体系，并提出具体目标和任务。我国已在全国开展国家生态园林城市、国家森林城市创建工作，其创建标准明确将城市蓝绿空间占比、城市生态网络建设、生物多样性保护等内容纳入其考核指标体系。这都为我国城市生物多样性保育提供了重要的发展机遇，推动城市生态廊道和生物多样性保护网络构建以及野生动植物保育设施建设。

4.2 研究展望

城市作为大型人类聚居地，森林、湿地等生态空间通常面积较小且呈破碎化分布，成为生物多样性保护的空缺区域。如何平衡城市发展与生物多样性保育之间的关系是一项长期而复杂的任务。目前城市生物多样性保育在野生动植物生境连通性、本土植物群落修复、野生动物食源及其隐蔽空间营造等领域仍面临挑战，缺少系统性研究、技术应用及效果评价研究等。此外，城市生物多样性保育管理不是与人类社会完全隔离的圈地保护，而需要与人类需求建立联系。欧美等国家已经开始通过绿化基金、生态账户等方式，探索公众参与生物多样性保护的多元补偿机制。未来城市生物多样性保育的重点研究领域包括：1）城市生态空间连通性提升及其生态网络构建技术；2）城市生物多样性保育设施设计建设技术及其成效评价；3）城市野境保护管理模式、近自然微生境营造管理模式及成效评价；4）园林绿化外来物种、家养动植物对本土物种及生物群落的影响；5）城市生物多样性保护与公众互动机制和措施等。

第一作者：夏舫，硕士，高级工程师，主要研究方向为生物多样性保护、湿地和野生动植物保护等，E-mail：1355052839@qq.com。

通信作者：崔丽娟，博士，研究员，主要研究方向为湿地生态过程与机理、湿地生态系统服务评价等，E-mail：lkyclj@126.com。

来源：中国林业科学研究院林业科技信息研究所《世界林业研究》2024年第3期

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