城市化进程中上海植被的多样性、空间格局和动态响应(Ⅵ):上海外环林带群落多样性与结构特征

以上海市外环林带为研究对象,采用群落学调查的方法调查植物群落177个,结果如下:共记录维管植物87科184属226种,但少数树种主导整个林带,在树种构成上具有明显的集聚性.并且乡土树种应用比例低,乡土树种和外来树种的比例达到了1∶3.群落类型丰富,分为7种植被类型,67个群落类型,以落叶阔叶林和常绿阔叶林为主,但缺乏地带性植被类型.群落物种多样性低,乔木层的平均物种数为1.68,灌木层平均物种数为0.92.群落结构过于简单,多呈中间稀疏两头多的"哑铃型"特征,以"乔木+自然草本"模式最多,林带树木总体生长势一般.

上海市外环林带秋季不同区域土壤动物群落结构

为了解上海市外环林带土壤动物群落的生态特征,于2010年11月对上海市外环林带香樟群落的9个样点进行系统调查。结果表明,共捕获土壤动物5 792头,分属6门12纲26个类群,优势类群有轮虫纲(Rotatoria)、涡虫纲(Turbellaria)、线虫纲(Nematoda)、蜱螨目(Acarina)和弹尾目(Collembola)。区域环境及建成年份对土壤动物密度都有着明显影响:城乡结合部土壤动物密度最高,工业区最低;建成年份越早,土壤动物密度越低。在垂直方向上,土壤动物存在明显的表聚性。各样点间群落相似性并没有明显的规律性,但区域环境对土壤动物相似性有一定影响。不同区域土壤动物多样性规律存在明显差异,建成年份与土壤动物群落多样性也具有明显相关性,城区样点建成年份越早,多样性指数越高,而工业区则相反。由此可见,区域环境对土壤动物存在一定影响,而外环林带的建立能够缩小不同区域之间的差异,为土壤动物群落创造适宜的小生境。

上海城市绿地空气负离子研究

通过测量上海城市外环林带和植物园空气离子、温度、相对湿度、风速及可吸入颗粒物浓度(PM10)等指标,研究分析了城市绿地空气离子与环境因子的相关关系。结果表明:上海外环林带旷地和道路中的空气清洁度指数(CI)为0.29和0.21,处于临界值;林中和林缘的CI分别为0.63和0.67,达到中等清洁程度;上海植物园中平均空气清洁度指数为0.64,最高达到0.83。一天中空气负离子含量的高峰值出现在7:00—8:00,18:00—19:00,低峰值出现在13:00—14:00。空气负离子浓度与空气相对湿度、风速成正相关显著,而与温度、PM10成负相关显著。空气湿度在对城市空气负离子的影响过程中起到了主要作用。建议建设以提高空气质量为目的的城市森林网络系统。

上海环城林带植物群落景观美学评价

以上海环城林带为对象,采用美景度评判法进行不同植被类型的景观评价,评价分为林内景观和林外景观2个空间层次,分别在春、夏、秋、冬4个季节进行。结果表明,林内景观平均值和林外景观的美景度都表现为夏季最高,冬季最低。在不同植被类型的林内景观中,落叶针叶林在不同季节均表现出最高的美景度,竹林的美景度最低;针叶林中,常绿针叶林的美景度四季均低于落叶针叶林;阔叶林中,落叶阔叶林的美景度在春季和夏季高于常绿落叶林,常绿阔叶林在秋季和冬季高于落叶阔叶林;混交林中,除秋季外,针阔混交林的美景度均高于常绿落叶阔叶混交林。

上海环城林带保健功能评价及其机制

选取上海环城林带典型的植物群落,分别在夏季和冬季对群落的温湿度调节、负离子提升、抑菌、降噪和大气净化等保健功能进行测定和评价;同时结合群落结构因子,分析群落结构与保健功能之间的关系,并探讨了群落物种组成和结构特征对保健功能的影响,以期揭示群落保健功能发挥的机制。结果表明:夏季,落叶针叶林池杉群落除抑菌功能以外,在其他保健功能上均具有较好的效果,而落叶阔叶林全缘叶栾树群落和悬铃木群落效果较差,其他类型的群落居中;冬季,常绿阔叶林女贞群落在各种保健功能方面均具有较好的效果,其次为常绿落叶阔叶混交林的全缘叶栾树+香樟群落和杂交杨+香樟群落,其他类型的群落效果较差。群落各种保健功能与群落结构特征的相关性分析表明,叶面积指数和郁闭度在夏冬两季均与多种保健功能呈显著正相关,是指示群落保健功能优劣的重要结构因子。研究结果表明人工森林群落的保健功能可通过调整群落结构来提升,为城市森林的群落建构与管理提供了科学依据。

上海环城林带景观美学评价及优化策略

选取上海环城林带7种植物群落,采用美景度评判法,从林内景观和林外景观2个空间层次和春、夏、秋、冬4个季节,应用数量化理论Ⅰ建立了美景度和各景观因子类目之间的景观评价与预测的多元回归模型,分析了群落的结构特征和季相特征对林内景观以及外貌特征对林外景观的影响,并提出相应的优化对策。结果表明:(1)群落结构特征对林内景观的影响主要因子为胸径(平均胸径和胸径变异系数)、郁闭度和疏透度。在春季,林内美景度随着树木胸径增大而增加;在夏季,郁闭度增大会提升林内美景度;在秋季,胸径变异小的群落具有更高的林内观赏性;在冬季,疏透度对林内景观美景度影响最大。(2)群落季相特征对林内景观的影响,在各季节表现亦不同。在春季,黄色、紫色等明度较高的色相和开花量适中的群落美景度最佳;在夏季,生长势好、林冠层变化小以及树干清晰度高的群落具较高的美景度,且观花可显著提高夏季林内美景度;在秋季,色彩越纯美景度越高;而在冬季,树皮颜色深的群落美景度高。(3)群落外貌特征对林外景观有显著影响,其中林冠线对林外景观美景度影响最大,其次为林缘线。具有起伏不大林冠线和自然流畅林缘线的植物群落美景度高。旨在通过对典型植被群落不同季相的美景度评价,对上海环城林带的群落景观进行定量的评价,进而为不同情景下的群落结构优化提出相应的对策,为城市森林的群落建构与管理提供科学依据。

上海环城林带夏季大气污染净化作用及其与林带宽度的关系

对上海市环城绿带宝山盛宅段与浦东康桥段夏季近地面主要大气污染物(PM_(2.5)、PM_(10)、CO、NO_(2))进行了为期1个月的持续监测,其中,每一样段垂直于高速公路以100 m间隔设置4个监测样点.依据国家《环境空气质量标准》(GB3095—2012),评价各监测点的大气环境质量;并量化了不同宽度林带对不同污染物的净化效益;通过多元线性回归分析,研究了气象条件和环境本底对林带最大净化效益的影响.结果表明:①环城绿带对PM_(2.5)、PM_(10)、NO_(2)有明显的净化作用,对CO起蓄积作用;②当林带宽度为300 m时污染物净化作用达到最大;③林内外湿度差和温度差对林带颗粒物PM_(2.5)和PM_(10)最大净化效益的影响程度较大,环境本底对林带NO_(2)最大净化效益的影响程度较大,湿度差对林带CO最大净化效益的影响程度较大.研究结果可为环城绿带在净化大气方面的林地管护及改造提供理论基础.

上海外环林带森林结构的优化模式

根据城市森林群落结构和森林群落斑块的空间配置要求,调查和分析了上海市外环林带的森林结构,提出了有关城市森林结构设计的基本原则与程序,并针对观赏、环保、生产和文化休闲等城市外环林带的主导功能目标,提出了上海市外环林带优化森林结构模式。

上海环城绿带华泾公园段蛾类昆虫多样性

为了监测上海环城绿带蛾类昆虫多样性的组成及发生动态,2014年至2019年,采用灯诱法对环城绿带华泾公园段蛾类昆虫进行持续监测,并对各年份诱集到的蛾类昆虫进行了多样性分析。结果显示:6年内共监测并鉴定出蛾类92种,分属于18科69属,共计23522头,数量最多的为淡剑灰翅夜蛾,有4238头,占蛾类总数18.02%,其次为斜纹夜蛾,数量达3385头,占蛾类总数14.39%。蛾类多样性分析结果表明,2018年各种多样性指数均较高,而2015年各项指数均处于较低水平。相似性分析结果表明,各年度间相似性系数大多都处于中等相似和极相似水平,说明该区域经过多年的建设已经形成了一个较为稳定的生态系统。

上海环城林带不同植物群落土壤质量综合评价

为探讨不同类型植物群落改良土壤的功能差异，进而为城市森林的群落构建与管理提供科学依据，以上海环城林带7种典型植物群落为对象，以裸地为对照，分层测定了土壤的密度、毛管孔隙度、总孔隙度、有机质、全氮、全磷、铵氮和硝氮等8个理化指标，并采用主成分分析法进行各群落类型间土壤质量的综合评价。结果表明：植物群落对土壤的改良作用主要表现在土壤表层（0-20 cm），不同植物群落改良土壤理化性质的效果存在差异，落叶阔叶林悬铃木群落和落叶针叶林池杉群落的土壤质量指数较高，而落叶阔叶林全缘叶栾树群落的最低，其他类型群落的居中，不同植被类型间并没有表现出明显的规律性。可见，减少人为管护有利于枯枝落叶层的积累及林下草本和幼苗的更新，可以促进土壤质量的综合改善。