城市尺度上植被分类体系方案及其在上海市的运用

以城市为对象编制植被志或植被图有助于城市尺度上的植被管理与保护.我国的植被分类体系主要是以自然植被为主体构建的,且大多集中在全国尺度上或省域尺度上,不适用于城市尺度上的植被分类.并且,强人为干预下形成的植被一直未出现学界公认的分类体系,给城市植被的研究带来了诸多不便.本文基于“起源-干扰-功能”为基本原则的综合型城市植被分类体系,按照植被起源和受人为干扰程度将城市植被分为自然植被、次生植被和栽培植被.栽培植被依据其功能类型进一步划分为人工林地植被、景观绿地植被及农业植被三大类型.下级单位参照1980年《中国植被》的分类系统,并结合新近《中国植被志》编研提出的3个初步纲领性文件,进而构建城市植被分类系统,并对城市植被分类的原则和标准在上海地区进行了应用尝试,以期进一步构建一个兼具学术科学性和应用操作性的城市植被分类体系,为后续城市植被志的编撰,以及城市植被的认知、保护、建设和管理提供理论依据和技术支撑.

平原河网地区土地利用生态适宜性评价——以上海市张江功能区域为例

以上海市张江功能区域为研究对象,借助于ArcGIS和Fragstats的统计分析功能,研究2000～2006年区域土地利用和景观格局动态变化特征,表现为区域工业用地增长过快,水域等自然下垫面明显减少,绿色廊道建设不足,区域景观格局空间分布有待优化。运用生态适宜性评价方法,划分了生态适宜性评价等级及标准,从自然生态和人文生态两个维度,构建了以工业用地,居住用地和河流廊道为主体的土地利用生态适宜性评价指标体系。评价结果表明:生态适宜性综合评价值为0.82,三种用地类型得分处于0.79～0.84之间,均为中度适宜等级;工业和居住用地自然生态建设不足,生物资源保护、环境质量和绿地建设是主要自然限制因子;河流廊道生态效应未能充分发挥,河岸建筑密度、河岸带舒适性、河流廊道连续性和植被结构完整性是主要限制因子。

城市化进程中上海植被的多样性、空间格局和动态响应(Ⅳ):人工植物群落景观与生态协调性评价

针对目前生态与景观效果并重,绿化建设与管护并重,以及节约型的城市绿地建设要求,建立相应的评价指标体系是城市植物群落构建、提升的前提和基础.根据所制定的原则,通过德尔菲(Delphi)专家咨询法,选取评价指标;采用层次分析法确定各级指标的权重,从而构建一个4层次的评价指标体系.对上海市外环以内的中心城区绿地植物群落进行评价.结果表明:51.4%的植物群落没有达到景观效益与生态效益的相协调,主要表现为近自然度不高以及高额的绿地养护成本.为此,应倡导乡土物种的广泛应用,体现乡土特色,构建"地标性"近自然植物群落;提倡近自然型养护与管理模式,降低群落的养管成本.

城镇居住区土地生态适宜性评价与优化对策:以上海市奉贤区为例

以上海市奉贤区为例,综合考虑自然环境、土地利用和服务设施等因素,建立评价指标体系并采用成对比较法确定指标权重,在生态敏感性分析和土地适宜性分析的基础上进行土地生态适宜性评价,在排除A类基本农田和高生态敏感区的前提下,进一步考虑区位、社会和服务功能,选择出适宜建设的区域.研究结果表明:奉贤区适宜进行开发的用地面积占18.88%,可在指导下进行适度开发的用地面积占8.20%,不宜作为城镇居住区用地面积占14.92%,需要对敏感脆弱生态环境进行保护的区域占26.52%,另外有31.49%的区域为基本农田,禁止进行开发.为奉贤区滨海生态区建设与环境保护提供科学依据,对区域整体人居空间布局优化和城市总体规划具有一定参考意义.

上海市水环境生态安全预警评价

针对上海市水环境生态系统在水系分布、水资源及其利用、水污染、水利工程建设和生态系统等方面存在的主要问题,从"状态—压力—响应"指标层出发,建立了上海市水环境生态安全评价指标体系。评价结果显示,2003～2006年上海市水环境生态安全评价综合值逐年上升,表明水环境生态安全总体形势趋于好转;但状态评价值逐年下降,表明上海市水环境生态系统持续受损,而压力评价值和响应评价值的逐年增加是上海市水环境生态安全综合评价值呈上升趋势的重要原因。

城市化对上海市不同地区蚜虫多样性的影响

为掌握上海市不同地区城市化水平对蚜虫多样性的影响,2010和2011年4-6月对上海市中心城区、城郊和远郊3种不同城市化地区蚜虫种类进行了调查,共获得蚜虫标本350号,隶属6科38属61种。统计分析表明:城郊地区蚜虫种类数最多,为43种;市中心城区最少,29种;远郊农村地区种类数介于两者之间。从Shannon-Wiener指数看:城郊地区多样性指数最高,市中心城区最低,远郊农村地区介于两者之间。沿城市化生境梯度,蚜虫多样性呈先增加后减少的趋势。Sorenson相似性分析表明:城郊地区和远郊农村地区相似性系数最高(0.625),具有相同蚜虫种类数最多;市中心城区和远郊农村地区相似性系数最低(0.515),具有相同蚜虫种类数最少。城市化不同发展水平对蚜虫多样性具有显著影响,蚜虫多样性可以作为衡量上海城市化程度的参考指标之一。

上海市环城绿带生态系统服务价值评估

参照《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008),以上海市环城绿带为研究对象,在群落结构特征调查的基础上,对环城绿带温度、负离子、噪音等各项生态指标进行实地测定,并基于以上数据,定量评估上海市环城绿带的生态系统服务价值。结果表明:上海市环城绿带生态系统服务功能的总价值为73 779万元/a;7项生态系统服务价值大小依次为:调节温度>净化大气环境>涵养水源>固碳释氧>森林游憩>生物多样性保护>固持土壤。除了这7项生态系统服务价值,绿带生态系统还具有科普教育、疗养保健、改善民生等社会功能服务价值。为强化上海市环城绿带服务价值,有针对性地提出了相应建议,为绿带后续建设及管理提供一定的科学依据及发展方向。

滨海湿地土壤种子库及其在生态恢复中的潜在价值

滨海湿地是海陆相互作用下形成的特殊生态系统,对其群落更新机制的理解,有助于维护湿地生态系统的稳定和持续发展。土壤种子库是群落潜在更新能力的重要组成部分,可以通过“储藏效应”缓冲外界对生态系统的干扰,对保护物种多样性和维持群落稳定性具有重要价值。本文在阐明土壤种子库形成机制和功能特征的基础上,从土壤种子库的分布格局、与地上植被以及与环境条件之间的关系等方面,阐述了湿地土壤种子库的研究现状,以及土壤种子库在滨海湿地生态系统中的重要地位和存在意义;提出将入侵种影响下的野外自然群落研究和土壤种子库结构研究相结合,深入了解群落更新能力、预测群落未来可能的发展趋势,为全球变化背景下开展被入侵湿地生态系统恢复的教学及探究活动提供科学依据。

快速城市化地区土地利用变化及其对水质的影响——以上海市奉贤区为例

对奉贤区位于城市化发展缓慢发展期、增长期和快速增长期3个时期的2000、2003和2008年土地利用数据分析发现,2008年城镇住宅用地、绿地和工业用地较2000年增长明显,分别上升至2.23%、4.82%和10.08%;农村生产用地和农村住宅用地占全区比例共下降了19.46%,说明奉贤区城市化对土地利用格局影响明显,城镇化建设使农村用地面积大大减少。主要水质指标CODmn、NH3-N和TP与不同半径缓冲区土地利用类型的相关性结果显示,其他建设用地、工业用地等与水质正相关关系显著,而绿地、农村生产用地与水质显著负相关。主要相关性在500 m以下比较明显,随着缓冲半径的增大水质与土地利用/覆盖变化相关性逐渐减弱,说明城市化带来土地利用巨大变化是影响区域河道水环境质量的重要原因。

2019年上海市空气质量特征研究

为了解上海市主要大气污染物浓度水平及其变化规律,该研究依据上海市2019年1月1日-12月31日10个国控点SO_(2)、NO_(2)、PM_(10)、PM_(2.5)、CO和O_(3)逐时观测资料及对应空气质量指数(AQI),分析了上海地区大气污染的时间变化和空间分异特征。研究结果表明:(1)2019年上海市空气质量总体属Ⅱ级良,首要污染物为PM_(2.5)、O_(3)和NO_(2)。从时间上看,5月空气质量最差,9月空气质量最优。年均AQI呈现春季>冬季>夏季>秋季的特征;(2)从空间分布来看,位于市区的徐汇上师大和杨浦四漂监测站点受到传统工业的影响,空气质量较差,而浦东川沙、浦东张江监测站位于城市边缘,空气质量相对较优。作为清洁对照点的青浦淀山湖AQI值较高,大气质量相对较差,PM_(2.5)/PM_(10)值较高,表明青浦淀山湖大气环境主要受到细颗粒物的影响,其空气质量是其所属地理位置、湖泊性质和社会发展3要素综合作用的结果。

基于改进三维生态足迹模型的上海市生态足迹动态研究

生态足迹是评估可持续发展的重要方法,本文采用改进后的三维生态足迹模型对上海市2000-2014年的生态足迹进行动态研究。结果表明,2000-2014年,上海市人均生态足迹、承载力以及赤字均呈下降的趋势,而总生态足迹、承载力以及赤字则呈上升的趋势;化石能源的足迹变化对上海市足迹变化起决定作用,是上海市生态赤字的重要驱动力;人均生态足迹广度呈下降的趋势,略有波动,而人均生态足迹深度呈上升的趋势,波动较大,反映出生态压力逐渐增大。研究结果为上海市可持续发展的决策提供科学依据。

全球城市宜居性评价及发展趋势预测——以上海市为例

全球城市是世界城市化发展的一个必然现象,作为城市发展的高级形态,在社会、经济、文化和政治层面直接影响着全球事务.上海作为中国现代化的引领者,提高宜居性是其建设全球城市的重要目标之一.参考已有的全球城市宜居性评价指标体系,根据现代城市发展特点对指标进行了修正,并以上海市为典型案例,结合全球城市纽约和东京的发展历程,验证了全球城市宜居性发展的N型曲线假说:即随着城市人均收入的增长,城市宜居性经历了"上升-下降-上升"的发展阶段.通过因素分解方法分析了不同发展阶段城市宜居性的主要影响因子,同时采用指数平滑法和Logistic增长模型对上海市未来30年宜居性进行了四种情景预测.以东京为参照,得出了未来30年上海能达到最高宜居性的结论,可为上海全球城市的宜居环境建设提供方向.

上海乡土水生植物资源及其在水生态恢复与水景观建设中的应用潜力

水生植物作为水生生态系统的主体,对发挥水生生态系统的自维持、自循环功能有重要作用。研究通过相关资料的查阅,建立上海地区乡土水生植物名录,并对其科属组成、区系特征、生活型、生长型等进行统计分析。结果表明上海地区乡土水生植物共计35科83属160种(含变种),单属科、单种属的比例较高,均达65%以上;植物区系组成丰富、成分复杂,以热带成分占优势,达64.6%;生活型以挺水植物为主,沉水植物次之,浮水植物最少;生长型类型丰富,以草本型、禾草型居多,20种生长型可进一步归为表征相似生态学特征和功能地位的6个生长型组。在水生态恢复与水景观建设中,仅有68.8%的景观水体有水生植物应用,且应用种类在2种以下的占79.2%。乡土水生植物应用不足,一半以上为观赏性强的外来物种,应用频率较高的为挺水植物,对具有良好净化效果的沉水植物重视不够。因此,在水生态恢复与水景观建设中,建议加强乡土水生植物资源的繁育栽培,在充分利用乡土水生植物资源配置群落的基础上,根据水质的富营养及基底状况,通过不同生长型组水生植物的应用,构建"沉水-浮水-挺水"植物群落复合体,并通过"近自然型"护岸的营造,形成"水生-湿生"复合生态系统。运用植被工程学的原理和方法,采用"生态浮岛"、"生态沉岛"等技术营造水生植被,将强人工化的水景观建成具生命的水生生态系统。

城市公园社会服务空间公平性的定量分析——以上海市中心城区为例

城市公园是城市绿色基础设施的重要组成部分,具有提供休闲娱乐场所、改善居民身心健康等多种社会服务功能.然而,公园服务功能的发挥与其空间格局紧密相关,不合理的"公园—居住区"的空间布局会导致居民在享有公园服务方面的不公平现象.本文为探讨居民享有的城市公园服务与空间格局的关系,引入"空间公平性"的概念,以优化的可达性模型为基础,基于GIS建立了一套公平性评价的定量化方法,提出公园服务效力和居民享有公园的公平性两个指数,并对上海市中心城区在居住区和行政区两个尺度上做了实证研究.研究结果表明:①两个指数能较好地表征城市公园的空间分布和居民享受社会服务的公平性程度;②两个指数计算结果的离散程度比自身的绝对值更有价值,可以横向比较区域内部的公平性差异程度;③本方法突破传统指标只能在区域尺度上统计平均水平的局限,能够体现出小尺度上的空间差异,为规划设计提供明确的空间导向和决策支持.

城乡交错带城市森林的景观格局研究——以上海市奉贤区为例

根据2006年上海市奉贤区航空彩红外遥感影像数据,利用GIS技术和景观格局分析软件Fragstats 3.3,分别从斑块组成、类型水平与景观水平分析了奉贤区城市森林的空间景观格局。结果表明:研究区域内城市森林斑块53 286个,面积10 135.6 hm2;按斑块数目来分以小型斑块为主,占总数的64.0%,按面积分以大型斑块为主,占总面积的57.6%。城市森林总体呈现绿地斑块分布不均衡,绿地结构不合理的现状。经济林所占面积最大,斑块聚集程度最高;绿地与林带的破碎化程度高,分布分散;整体景观多样性指数较适中,为7.25,斑块类型丰富;均匀度较高,达0.97;蔓延度指数为46.46,存在着由小斑块控制整个景观的现象。建议调整城市森林的空间布局与结构,提高大中型城市森林斑块,如绿地在城市森林中的比重。

城市水绿复合系统的蚊虫孳生现状及机制分析——以上海市长风公园水体滨岸和外环西段绿地排水系统为例

选取长风公园滨岸带和外环西段绿地排水系统为对象,通过对比分析其蚊幼孳生的效应及成因,为城市水绿复合系统蚊虫的防治提供理论依据.结果表明:由于水质较差、植物遮挡、天敌缺失和光照较弱等原因,外环西段绿地排水系统(劣V类)蚊幼密度显著高于长风公园滨岸带(Ⅳ类)(p<0.05),外环西段绿地排水系统在高峰期蚊幼密度可达157.6条/勺.夏季由于相对封闭且植物生长过密,长风公园菖蒲坑中蚊幼繁殖期较短(春末夏初),但密度较高;而荷花池水面开阔且与银锄湖连通,蚊幼密度较小;铁臂山水池的堆石驳岸亦为蚊幼提供了孳生场所.两区域均有一定的蚊害风险,应根据两者情况采取填坑、开口、卫生治理等蚊虫防治措施.由于蚊虫主要为淡色库蚊,以成蚊形式越冬,两地的血源密度差异导致其蚊幼初次出现的时间相差近20 d.根据冗余分析,蚊幼密度与溶解氧和叶绿素a浓度呈负相关,与NH_4^+-N、TP、BOD_5和COD_(Mn)浓度呈正相关.

快速城市化背景下上海崇明植被覆盖度景观格局分析

通过研究崇明植被覆盖度及其景观特征历时17年的动态变化，再现了城市化进程对自然景观的干扰过程以及生态环境质量的变化．用TM／ETM＋遥感影像解译区域植被覆盖度并进行其等级结构的时空特征分析，结果表明：1989-2006年间，经济发展迅速的崇明，其植被系统经历了从严重破坏到逐步恢复的过程．1989-2001年间，崇明县乡镇区和农场区植被受到破坏都较为严重；2001-2006年间，这种趋势在乡镇区没有根本改变，但农场区在这一期间植被覆盖度增加，植被覆盖度的等级结构也获得改善，而这一过程对全县植被系统的恢复做出了积极的贡献．

上海市南汇东滩围垦后海岸带湿地冬春季水鸟生境选择

2009年12月—2010年5月,对上海市南汇东滩围垦后城市湖泊湿地、实验修复湿地、抛荒湿地等三类人工湿地冬季雁鸭类群落和春季鸻鹬类群落展开调查,并对雁鸭类和鸻鹬类群落特征与相应生境因子进行相关分析。结果显示:三类湿地雁鸭类的种类无显著差异,但密度有显著差异:实验修复湿地是抛荒湿地的3.77倍,是城市湖泊湿地的6.03倍。鸻鹬类种类和密度:实验修复湿地分别是抛荒湿地的2.88和5.70倍。两者种类和密度差异均极显著。雁鸭类种类、密度、Shannon-Wiener多样性指数(H′)与明水面面积显著正相关;种类、H′与植被面积显著负相关;种类、密度、H′均匀度与植被盖度显著负相关;H′与平均水位显著正相关。鸻鹬类种类、密度均与裸露浅滩面积显著正相关。建议对已围垦土地的利用以大中型鱼蟹塘、水田为主,以提供足够的明水面给越冬的雁鸭类栖息。通过割除植被等方法在春季提供一定的裸露浅滩面积供迁徙的鸻鹬类栖息。

上海崇明东滩湿地潮滩梯度下芦苇种群动态分析

芦苇(Phragmites australis)是崇明东滩湿地潮间带的优势种,具有良好的水土保持与净化功能。芦苇种群主要在中、高潮滩呈带状分布,但在低潮滩也有小斑块状分布。作为典型根茎型克隆植物的芦苇种群,在盐沼湿地不同潮滩表现出怎样的种群动态特征,进而反映出怎样的差异化的适应能力,值得深入研究。以分布在崇明东滩湿地低、中、高3个潮滩上的芦苇种群为研究对象,全程定位追踪起始于4、6月的同生群在整个生长季的生长、发育过程,并定量分析它们的动态生命表、生存曲线、生存率和累积死亡率,系统揭示分布于3个潮滩的芦苇种群典型动态特征。结果表明:(1)起始于4月的处于低、中、高3个潮滩上的芦苇同生群,其生存曲线存在差异,它们分别趋近于Deevey-Ⅰ型、Deevey-Ⅱ型和Ⅲ型的过渡型,以及Deevey-Ⅰ型和Ⅱ型的过渡型;(2)起始于6月的处于低、中潮滩上的芦苇同生群,其生存曲线呈现出与4月同生群相似的特征,高潮滩同生群则由Deevey-Ⅰ型和Ⅱ型的过渡型转变成Deevey-Ⅱ型和Ⅲ型的过渡型;(3)经综合分析,高潮滩芦苇同生群稳定性最强,低潮滩同生群相对不稳定,中潮滩同生群在生长初期不稳定而在生长中后期趋于稳定;(4)基于上述研究结果,针对东滩湿地沿潮滩梯度分布的芦苇种群的保育与管理提出了合理建议。

上海大莲湖湖滨带湿地的生态修复

采用改变土地利用模式、水系改造和植被配置等技术开展了上海青浦大莲湖湿地修复示范工程。从2008年8月到2010年3月跟踪调查了土地利用方式、鸟类群落、两栖爬行类、水质等多类指标来对示范工程进行评估。结果表明,实验区生态系统的生境结构和生物多样性组成都发生了明显的变化。实验区内土地利用由主要以人工养殖鱼塘和林地为主的人工湿地(人工鱼塘占50%,林地占25%),转变为以开放性水域和乔灌草相结合的半自然状态下的自然湿地(明水面面积占30%,各类植被群落占50%,人工鱼塘完全消失),植被从只有片段化林地转变为乔木、灌木丛、草本植物及各类水生植物相结合的格局;工程后鸟类种类和数量均高于工程前(新纪录到11种鸟类),鸟类多样性指数和均匀性指数也有明显增加,其中目标鸟类———雁鸭类新增6种,种类和数量都呈显著增加;两栖爬行类种类变化不大,共记录到6科12种,但整体数量比工程前增长了59.1%;水质指标的变化也很突出,与工程前人工鱼塘相比,实验区内水体中总氮(TN)、硝态氮(NO3-N)、总磷(TP)、叶绿素a(Chla)、高锰酸钾指数(CODMn)等主要指标均有显著下降(P<0.05),水质改善显著。由此说明,修复工程改善了大莲湖湖滨带湿地的生态环境,生物多样性得到较好的恢复,呈现出良好的湿地修复效果。