内蒙古地区城市化对生物多样性的影响及维护措施

高明新　潮洛濛　阿斯茹

摘要：内蒙古地区分布丰富的生态系统类型，保存着许多孑遗物种、珍稀物种和特有种属，且具有生态屏障功能，是我国生物多样性的关键地区之一。伴随着城市化在全球范围内的迅速发展，内蒙古城市化水平显著提高，并对生物多样性和生态系统的功能造成了深刻的影响。内蒙古城市化引起了土地利用和土地覆盖变化，导致生境破碎化，造成物种空间分布格局发生变化。此外，城市化进程中的人为活动，也改变了城市区域植物区系的组成和物种多样性。因此有必要采取相关措施，保护城市化进程中的生物多样性。

关键词：城市化；生物多样性；影响；维护；内蒙古地区

中图分类号：X22 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2016）04-0001-08

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2016.04.001

Abstract：Inner Mongolia region has rich ecosystem types and preserved many relic species， rare species and endemic species and has the function of ecological barrier， is one of the key areas of our biodiversity. With the rapid development of urbanization in the world， the urbanization level of Inner Mongolia has been greatly improved， and it has a profound impact on the biodiversity and ecosystem function. Inner Mongolia urbanization has caused the change of land use and land cover， resulting in habitat fragmentation， and the changes in the pattern of species spatial distribution. In addition， the human activities in the process of urbanization have also changed the composition of plant flora and species diversity in the urban area. So it is necessary to take some measures to protect the biological diversity in the process of urbanization.

Key words：Urbanization；Biodiversity；Effect； Maintenance；Inner Mongolia

引言

随着社会经济的发展，加速了城市化进程。全球城市人口的比例预计将从2010年的51.6%增加到2050年的67.2%（UN，2012），而全球建筑面积将增加三倍（Angel，2011）。世界各地城市化导致了景观格局的巨大变化以及对生物多样性、生态过程和区域可持续发展造成了深远的影响（Forman，2008；Schneider et al.，2015；Wu，2014），其中城市化对生物多样性的影响，是人们关注的焦点问题（Crane et al.，2005），同时城市化也被认为是引起当地物种快速减少和灭绝的主要的原因之一（Luniak，1994；McKinney，2006）。过去，发达国家（欧洲、北美、日本、澳洲等）已经有很多研究（McKinney，2006），而发展中国家这方面的研究较少（Pauchard et al.，2006）。我国学者王献溥（1996）很早就对这方面进行了探讨（王献溥，1996）；李俊生等（2005）在概述了城市化对生物多样性影响的基础上， 为今后对这方面的定量研究提出了几点建议（李俊生等，2005）；此外，许多学者从城市化对植物多样性（马克明等，2001；彭羽等，2007，2012）、鸟类多样性（邓娇等，2014）、昆虫多样性（叶水送等，2013）的影响等方面都进行了研究。同时，随着人们保护生物多样性意识的增强，国内外也颁布了一些保护政策，并得到大力实施。比如农田恢复工程（英国）、退耕还林还草工程和天然林保护工程（中国）等，都对当地生物多样性的保护具有重要意义。内蒙古作为生态敏感区、生态功能区，其城市化进程对生态系统及生物多样性的作用尤为重要，直接影响区域生态安全。本文从内蒙古城市化对生物多样性的影响方面进行综述，旨在为内蒙古地区城市化进程中生物多样性的保护提供参考。

1 生物多样性及城市化的作用

1.1 生物多样性的作用

生物多样性是生物及其环境相互作用共同形成的生态综合体，它不仅包括地球上所有的生物（植物、动物和微生物），也包括所有的生态系统，是所有与其相关的生态过程的总和（McNeely，1992；马克平，1993）。它具有物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性三个层次，其中物种多样性是其核心内容（魏辅文等，2014）。生物多样性对人类乃至整个生物圈都具有重要作用。首先，生物多样性能够调节和维持生态系统的平衡，如植物的光合和呼吸作用，动物对种子和花粉的传播作用；其次，生物多样性具有保持土壤肥力、涵养水源和调节局地气候等重要作用，如缓解城市热岛效应；第三，生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础（马克平，2015），为人们提供了食物、纤维、木材、药材和多种工业原料，与人类衣、食、住、行的诸多方面都密切相关；最后，生物多样性具有重要的科学研究价值，如尽可能多的基因，可以为育种提供更多可供选择的机会。

1.2 城市化的作用

1.2.1 引起土地利用/覆盖发生变化

城市化发展的一大特征就是人口和大部分生产、生活要素向城市不断集聚，于是人们对各种生产、生活用地以及城市功能的需求也随之增加，导致城市在空间上的扩展（边学芳等，2005），而城市空间的扩展是土地利用转变的直接驱动力（毛齐正等，2013）。城市边缘地区土地覆盖类型中耕地、林地、草地等土地类型大幅度地减少，取而代之是高密度的城市建筑用地、交通用地，其中耕地大面积减少的最主要原因就是非农建设用地的占用（耿玉环等，2007）。又如内蒙古新兴的资源开发型城市——乌海市，就是在一望无际的草原中发展起来的；同时城市化也导致大部分城市的土地利用结构不合理，具有生产、生活用地面积大、园林绿化面积小的特点（舒琳，2010）。

1.2.2 引发生境条件变化

首先，城市化改变了城市气候条件。城市建筑物密集、道路桥梁密度大，对风的阻力较大，风速弱，热量散失难、城市温度较高，易引发城市热岛效应；其次，城市下垫面发生变化。城市建筑物和道路所选材料多为沙石、沥青和混凝土，地面过度硬化、不透水现象明显、土壤功能下降；同时，城市空气组成发生变化。城市机动车辆、工业企业数量多，城市大气中二氧化碳、二氧化硫、氧化氮和臭氧等有害气体含量高，大气污染现象明显；此外，城市景观功能定位发生变化。城市是一个以人为主体、具有不同功能分区的复杂生态系统，城市不仅有金融商业区、工业区、居民区、文教区，还有城市游览区、农业区和各种花园、庭园、公园等绿地系统，这些不同的城市功能区使城市生境呈现出高度的破碎性（Kendle et al.，1997）。

1.2.3 改变人文环境需求

城市化使越来越多的居民生活在城市中，造成城市人口膨胀，一方面城市化给城市居民提供了各种各样的物质文明和精神文明的享受，但同时也导致了他们缺乏对自然生态系的了解和认识，甚至与之隔绝（Miller，2006）。而城市居民通常获得亲近自然的机会较少，大部分的人也只能从电视或媒体上去获得对自然的间接感受，这种对自然生态系统的疏远，也使人们缺乏对自然生态系统的认识和热爱，更不会关心本土物种消失所带来的各种问题（Adams，1987；Miller，2006），环保意识薄弱。城市化进程中人们亲近自然的体验和经历逐渐丧失，被认为是导致生物多样性丧失的根源之一（Miller，2006）。

2 内蒙古地区生物多样性及城市化特点

2.1 内蒙古地区生物多样性特点

内蒙古土地面积广阔，跨越了不同的自然地带，具有生态系统类型丰富且复杂的特点，保存着天然的针叶林、阔叶林、草甸、草原、荒漠以及荒漠沙地、荒漠绿洲、沼泽、湿地、河流、湖泊等生态系统类型（李静等，2008）。

内蒙古地区物种具多样性，不仅保存着若干古老的孑遗物种和珍稀生物，还分布着一些特有种属（李静等，2008）。比如，在内蒙古东部森林-草原交错带富有高的生物多样性（王庆锁等，2000），我国一些稀有的北极高山植物、北方针叶林植物在内蒙古大兴安岭北部山区也有分布（李静，2008），而内蒙古特有生物种主要集中分布于西鄂尔多斯—东阿拉善（刘书润等，1997）。鄂尔多斯西部的荒漠区分布的四合木（Tebratna mongolica）、半日花（Helianthemum soongolicum）、锦刺（Potaninina monglica）、沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）、革苞菊（Tugarinovia mongolica）等都为珍稀物种，其中四合木、半日花都为当地特有物种，其余多为古地中海变迁的残遗珍稀孤种植物（苏金华等，2006）。

内蒙古地区属半干旱、干旱大陆性气候，生态环境极为脆弱，是我国生态环境保护的关键地区，起着生态屏障的作用（杨光梅等，2007），同时地跨“三北”，与蒙古国、俄罗斯联邦相连，是跨界生物多样性保护的重要区域。

2.2 内蒙古地区城市化特点

2.2.1 内蒙古城市化水平在上世纪80年代开始显著提高，经历了较快—缓慢—快速发展的城市化过程

1980-1989年是内蒙古城市化发展较快的时期，年均增长2.7%，因为随着改革开放，大量的农村人口涌向城市谋求更好的发展，使从事工业、服务业的人员比重明显提高，同时有效地提高了国内生产总值，推动了城市化进程；而1990-1999年期间内蒙古城市化增长出现缓慢现象，年均增长1.29%，主要是部分地区产业结构不合理，在长期的发展过程中限制了其产业的生产总值，没能与国内生产总值同步增长，在此期间国家又对城市人口的统计标准做出调整，使城市人口比重明显下降，影响了城市化真实水平；伴随着西部大开发战略的实施，2000-2011年期间是内蒙古城市化水平的快速发展时期，年均增长2.71%（乌敦等，2011）；此外，从2002年开始，内蒙古经济快速发展，国内生产总值的增长率连续八年全国第一，城市化水平和质量在经济快速增长的推动下不断提升。内蒙古的城市化水平在2011年达到56.2%，与全国平均城市化水平相比，超出了7.9个百分点（赵秀清等，2015）。

2.2.2 内蒙古城市化水平在空间上具有较大的地域差异性

由于内蒙古地理位置特殊，地跨西北、华北和东北这三大区域，按照这三大区域可将其划分为内蒙古西部区（乌海市、巴彦淖尔市和阿拉善盟）、内蒙古中部区（包头市、呼和浩特市、鄂尔多斯市、乌兰察布市和锡林郭勒盟）和内蒙古东部区（赤峰市、通辽市、呼伦贝尔市和兴安盟）（赵秀清等，2015）。这样的分布格局使内蒙古的城市化水平在空间上呈现出显著的地域差异性，整体上呈现出中西部偏高、东部低的宏观分布格局，同时具有“呼包鄂”金三角经济圈综合城市化水平明显凸起的空间分异现象（乌敦等，2009），并以高的集聚能力、工业化程度和发展速度为特征（杨光梅等，2007），而东部地区的经济产业主要以畜牧业、农业为主，制约了城市化的快速发展。

3 内蒙古地区城市化对生物多样性的影响

3.1 加剧景观格局变化，造成生境破碎化

城市化导致了景观格局组成的多样性、地理空间的复杂性同时增加了生境破碎化（Wu et al.，2011；Wu，2000），使物种的景观分布格局呈现出由乡村或城市周边保护区向城市中心区，城市中的许多分类单元包括植物（Kowarik，1995）、鸟类（Blair，1996；Blair，2001；Cam et al.，2000）、昆虫（Denys et al.，1998；McIntyre，2000）以及哺乳类动物（Mackin-Rogalska et al.，1988）的物种多样性呈现出明显的递减趋势。

以内蒙古鄂尔多斯特有的蒺藜科单种属植物四合木（Tetraena mongolia）为例，甄江红对四合木分布区景观格局进行研究发现，1997-2005年四合木分布区景观格局趋于破碎，景观结构更加复杂，工矿及城镇用地面积大幅度增长，同时，工矿发展和城市化进程中不合理的土地利用方式是造成四合木减少及其分布区景观格局变化的直接原因（甄江红等，2009）。而秦山等人对乌海市四合木小灌木景观分布格局研究发现，伴随着城市化的快速发展，距离城区越近，人为干扰越严重，景观越为破碎，斑块越不规则，同时距离城市中心越近，四合木分布面积越小，生境破碎化程度越高（秦山等，2014）。

3.2 城市区域植物区系发生变化

城市化过程的不断加剧和人类活动长期影响，城市区域自然植被中少年生草本植物在城域区系中占有数量优势，其中，杂草作为特殊的自然植被类型，在市域植被结构中发挥着重要作用。城市硬化地面的不断扩大，工程建设中的排水措施，城市生境旱化；人们有意识的改造环境，如除草、践踏、倾倒杂物等；同时，城市物质流动高、人类流动量大、交通运输业发达；而杂草对这种高强度、高频度的人为干扰具有强适应性和高的可塑性，即使在强烈的城市化进程中也能很好的生存和繁衍，在城域自然生长植物区系中占有一定优势度。

雍世鹏等（1999）对呼和浩特市域植物区系和植被调研分析后发现，市域内自然植被所占面积比例较小，一、二年生杂草广布种对呼和浩特市域自然生长植物区系的构建起主要作用，虽然仍具有地带性草原植物区系的特性，但是随着城市化进程的不断加快、人为活动和干扰的增强，这种自然植物的作用必然将会进一步显著减弱（雍世鹏等，1999）。

3.3 城市物种多样性发生变化

城市绿地中外来物种的引进对城市本土物种所占比例及物种多样性起到重要影响。城市在规划过程中城市绿地的建设往往人为的引进一些具有观赏价值的植物，外来植物品种得到大面积的种植，造成大量的本土物种直接被外来引进种代替，且引入的数量和速率远远超过了本地物种消失的速率（Sax et al.，2005）。韩轶等人（2005）通过对包头市绿化树种调查分析表明，包头市城市绿化树种中乡土树种较少，占全部绿化树种的 41%，而引进树种占59%。无论常绿树种、落叶树种、乔木树种或灌木树种，引进种都大于乡土种（韩轶等，2005）。

城市鸟类物种丰富度低，且多为伴人物种。石春芳研究了呼和浩特市区鸟类物种多样性后发现，与城郊鸟类栖息地相比，城市居民区鸟类密度、丰富度指数、生物量较低，其中家鸽（Columba Livia Gmelin）的数量最多，其次都是一些伴人物种，如楼燕（Apus apus）、树麻雀（Passer montanus）、家燕（Hirundo rustica）、喜鹊（Pica pica）等，同时在城市中心商业区，拥有最低的鸟类物种多样性（石春芳，2005）。Marzluff（2001）对世界许多城市鸟类多样性分布格局概述后，认为城市化是导致城市中心区鸟类物种丰富度下降的最主要的驱动力之一（Marzluff，2001）。

同时，城市建设中的干扰作用，常常使本地物种生境遭到破坏，改变了其正常的群落演替和竞争机制，使其在竞争中处于不利地位（Byers，2002），而外来物种往往具有高适应能力，生长繁殖速度快，扩散传播能力强的特点，从而有利于它们的入侵，易于取代本土物种占据新的生态位（Shea et al.，2002）。内蒙古包头、呼和浩特市的城市绿化中国槐是较为常见的引进种，适应性较强，不论是作为行道树还是庭园树均生长良好，能发挥较好的绿化效果；而已引种的火炬树（Rhus typhina），在呼和浩特市各大公园给本土植被的正常生长和繁殖带来了威胁，造成了严重的生物入侵（陈德力格呼，2011）。

4 城市化过程中生物多样保护措施

4.1 正确评估地区生物多样性特点和功能

依据现有的生物多样性评价体系和标准，选择适当的评价指标，遵循科学性、代表性、实用性原则，进行地区生物多样性详细的调查、评估和监测，对地区生物多样性做出正确的评价，并对地区生物进行科学的等级分类，有助于我们了解地区生物多样性特点及功能，并且有针对性地进行保护，更能有效地达到保护生物多样性的目的。

4.2 开展生物多样性保护的景观生态规划

景观生态规划就是利用景观生态学原理及相关的科学知识，遵从景观规划的四大原则（自然优先原则、持续性原则、针对性原则、综合性原则），将原有的景观类型和新的资源成分重新分配、组合，构建人与自然相协调的新的景观格局，实现整体景观功能最优化和生态保护效益最大化的目的。合理的景观规划也给生物多样性保护提出了最有效的解决方案。保护生物多样性的合理景观生态规划可以通过保护核心栖息地、建立缓冲区、构筑廊道、增加景观异质性和引入或恢复栖息地等来实现（俞孔坚等，1998）。

4.3 合理设计城市绿地系统的群落组成和结构

虽然城市被认为是人工干扰过的生态系统，但城市绿色空间为城市居民提供了重要的生态系统服务。如净化空气，涵养水源，防止水土流失，减轻噪音污染，提供动植物栖息地，提高房地产价值，改善邻里关系和景观美学，增强人体心理健康等（Wu，2014），不仅如此，城市绿地系统的“沃岛效应”也对保护生物多样性具有重要作用。

有研究发现随着经济水平和人们生活质量的提高，对城市绿地系统的需求增加，城市绿化在城市建设中的作用会愈来愈引起人们的普遍关注，人们不仅会花费更多的时间和资金构建绿地植被（Hope et al.，2003），而且更加强调保留天然森林和自然景观，并强调乡土物种的选择和合理配置（王献溥，2000）。要因地制宜地的对城市绿地系统进行景观规划，尤其要以本土物种为主，对乔木、灌木、草本和藤本植物进行合理、科学的空间搭配，构建层次分明的植被群落结构。既能有效的恢复原有生境，又能创造出具有绿化、美化、香化和抗污染特性的城市新景观，还能为城市动物提供栖息地，从而达到保护城市生物多样性的目的。

4.4 科学评价引进及合理利用引进种

外来物种又可称为非土著物种，人们往往认为外来物种都是不好的东西，具有危害性，将外来物种一概“污名化”，但实际上外来引进物种不等同于外来入侵物种。早在新石器时代人类社会就开始不断地将别处的植物、动物物种引进到自己的家园，并进行培育或种植。然而某些外来物种的引进不但没有对当地的生态系统造成危害，反而在特定的时期给引入地带来了巨大的经济效益。而我们应该警惕的只是其中的一少部分，就是所谓外来入侵物种，即破坏生态系统平衡、给人类健康和其他物种生存繁衍带来威胁的外来种，比如水葫芦、紫茎泽兰、互花米草等。所以科学的评价引进物种，并合理利用引进物种，对防治物种入侵，保护生物多样性及生态安全尤为重要。

4.5 加强教育宣传，提高人们保护意识

保护生物多样性，绝不仅仅是政府和科学家的事情，它是一项关乎每个公民的长期且艰巨的历史任务，应该从提高公民保护生物多样性的意识开始（吴人坚，2001）。首先，树立生物多样性的保护意识应该从学龄前儿童的教育入手，并且在小学和中学的教科书中要逐渐加深生物多样性保护的相关内容，形成一个深刻的认识过程。亦可在城市绿地和公园内设置宣传标牌，对动植物种类、特点、生活习性进行简要说明，加深人们对城市物种的了解。政府和环保人员应有目的、有计划的创办一些人与自然亲近的活动，既能使人们参与其中，又能起到保护的目的。

4.6 利用城市居民的需求，保护绿地生物多样性

伴随着城市化进程步入快速发展阶段，城市在性质、功能及其规模结构等方面都发生了巨大的变化。尤其是城市规模的不断扩大使城市外围的一些绿色空间（如，草地、林地等）被大量的工业用地、密集的楼群、硬化地面所代替，造成绿地系统大面积减少，甚至消失，生态环境逐渐恶化，污染加剧。于是人类开始慢慢认识到城市绿地系统的重要性，城市绿地不仅能提供重要的社会、经济、美学（Chiesura，2004）和健康（Ulrich，1984）等方面的量变效益，也可以让城市居民在公园绿色空间中感受“回归自然”（Fuller et al.，2007）。所以如今人们对城市绿地的功能需求不仅体现在游憩休闲，也体现在城市绿地的生态服务功能、社会文化传播功能、保护生物多样性功能和其具有的价值功能等。

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收稿日期：2016-07-29

基金项目：国家自然科学基金项目（31060117）；内蒙古自然科学基金项目（2015MS0325）.

作者简介：高明新（1991-），女，内蒙古赤峰市人，内蒙古大学硕士研究生，主要研究方向为城市生态学.