城市生物多样性保护研究述评

钟 乐

杨 锐*

薛 飞

人类活动是造成全球生物多样性下降的最主要原因[1]。城市是高强度人类活动与丰富生物多样性并存的区域[2]。当前已进入“城市世纪”(Urban Century)[3]，城市化对生物多样性持续造成重大影响：全球12%的陆地脊椎动物栖息于29个生态区中，其中的城市面积占比已超1/3[4]。

城市生物多样性指“在人类聚居地内及其边缘发现的生物(包括遗传变异)和栖息地的多样性和丰富性”[5]。城市生物多样性保护的意义重大。首先，它有助于积极应对城市化所带来的各类污染加剧、践踏破坏严重、生物入侵等现象，以及由此导致的生态系统负担加重、自然栖息地丧失等恶果，进而削减甚至消弭城市化对生物多样性的负面影响[6]。其次，城市的物种多样性普遍高于乡村地区[7]，有助于爱知生物多样性目标的实现。最后，它所转化的生态系统服务能显著提升公民的健康和福祉[8]，有助于提升城市生活质量。

中国正处于城镇化快速发展的阶段，迫切需要进行城市生物多样性保护的研究与实践。实际上，国家城市建设主管部门早在2002年就明确规定将生物多样性保护规划作为城市绿地系统规划的指定章节[9]。在生态文明建设成为中国特色社会主义“五位一体”总体布局之一的当下，城市生物多样性保护迎来新的发展机遇。本文对中外城市生物多样性保护的相关研究进行历时性、共时性分析，总结经验与不足，以便为后续研究提供借鉴。

1 数据和方法

检索数据库分别为集中了英文研究成果的Web of Science(WOS)核心合集(1900—2019年)和集中了中文研究成果的中国知网(CNKI)，检索时间为2019年9月1日。对研究结果所代表的国际研究和中国研究分别进行历时性、共时性的比较分析，检索方式、结果、数据用途和研究方法见表1。

表1 国际研究、中国研究的检索信息和分析方法

2 城市生物多样性保护的研究历程

2.1 文献发表特征

国际研究中，“城市生物多样性”首次作为研究术语完整出现是在1992年“生物多样性公约”缔约国大会第一次会议(COP1)之后[10]。研究文献的早期年均发表量不足10篇，1999年后呈现出指数增长。其研究类别聚焦于环境科学、生态科学、城市科学、地理科学、管理学、生物科学等。

中国的研究最早起源于1993年，虽逐年有所波动，但总体而言呈线性增长趋势。在发文量排名前30位的核心期刊中，风景园林类期刊发文量占总文献数的9.88%，位列第三，但每种风景园林期刊的平均发文量高达16.5篇，几乎为位列第二的生态类期刊的2倍，显然，风景园林学科在城市生物多样性保护研究中扮演了重要的角色。

2.2 关键词演变特征

以关键词的演变趋势为依据可将中外研究都划分为起步期、发展期、拓展期和提升期4个阶段，每个阶段的表现和特征都不尽相同。比较而言，中外研究的发展有一定的相似性，其差异性表现在：1)中国研究的起步期相对较长，而快速增长的趋势相对弱；2)国际研究与科学前沿热点紧密结合，中国研究较多响应国家战略、政策走向(图1)。

图1 研究关键词的时间线演变图(钟乐绘)

3 城市生物多样性保护的研究现状

3.1 基础性研究

3.1.1 关键影响因素研究

影响城市生物多样性的因素众多(表2)。其中，城镇化主要通过改变土地利用类型、重塑景观格局，以及改变气候、水文等生态过程而对生物多样性产生影响。但城镇化所造成影响的强度尚存争议。中国研究表明，在受城镇化影响的各类型生态系统服务中，生物多样性所受的负面影响最弱[11]。更有甚者，合理的城镇化通过建设绿色基础设施、引导改变生产生活方式等举措还会对生物多样性造成正面影响[12]。

表2 研究中指出的城市生物多样性的关键影响因素

3.1.2 科学评估研究

城市生物多样性评估是进行保护的基础。由于地处人口中心，城市生物多样性评估有其自身特性，因此在国际研究中新的方法被不断开发，包括城市生境生物多样性评估(UrHBA)[32]、保护评估和优先排序系统(CAPS)[33]，以及得到广泛认可的城市生物多样性指数(CBI)[34]。有不少方法充分体现了公众参与，如基于公共参与式地理信息系统(PPGIS)的调查评估[35]、结合城市生境分类方案和公民科学数据的评估框架[36]等。

中国研究更多聚焦于制图方法，包括生境服务定量化空间制图[37]、融入植被结构因子的生态单元制图[38]等。

3.1.3 分布格局研究

掌握城市生物多样性的分布格局及其影响因素是实现有效保护的关键。国际研究认为城市生物多样性热点区除传统的城市绿地类型外，还包括荒地[39]、棕地[40]等未利用地或弃置地，砖石墙[41]、排水系统[42]等工程设施。

中国研究表明了城市生物多样性并非均匀分布。城区与郊区[43]，以及城区内部的天然林和人工林之间[44]表现出植物多样性的差异。城市区域的森林、农田、城市、沿海湿地等不同斑块[45]，以及城市内的公园绿地、居住区绿地、公共设施绿地、防护绿地等不同类型绿地[46]，存在昆虫多样性的差异。

3.2 应用性研究

3.2.1 规划策略研究

规划能改变城市形态和空间格局，对城市生物多样性保护意义重大。国际研究指出规划的首要原则是强调生物多样性优先[47]，关键在于通过建构区域、城市及社区等不同空间尺度的绿色基础设施将各类绿地联结成网络[48-49]，所采用的规划方法中，广被认可的是系统保护规划(SCP)[50]。

中国研究主要围绕法定规划体系展开，聚焦于4个方面：1)城乡规划，通过优化城乡景观格局实现生物多样性保护的城乡规划理想[51]；2)保护类规划，包含强调植物选配和动物栖息地构建的城市绿地系统规划和城市生物多样性保护规划[9，52]；3)恢复类规划，强调自然恢复为主，并侧重栖息地、食物和干扰控制[53]；4)生态廊道规划，规划重心在于联结现有绿地以形成不同尺度的景观保护网络[54]。在技术方法层面，作为城市生态网络构建的关键，通过生态连接度筛选[55]、最小累积阻力模型[56]建构廊道的研究较多见。

3.2.2 设计策略研究

设计尺度的研究更为丰富。在国际研究中，对亲生物设计的探讨集中在公园、河流、街道、建筑、基础设施等方面[57]。美国、英国、澳大利亚、德国、新西兰等不同国家的设计策略被深入剖析[58]。生态设计(ecological design)更是研究的热点[59]。

中国的研究一方面是对国外经验的介绍[60-61]，另一方面是针对多种绿地类型展开(表3)。但与前述在规划策略方面展开的研究类似，同样忽视了其他各类潜在生境。

表3 各类型绿地的设计策略

3.2.3 管理策略研究

管理的重要性不言而喻。国际研究指出管理的首要问题是消弭科学研究和政策制定之间的鸿沟[66]，应将科学研究转化为明确、具体、可量的保护目标和政策[67]，而促成这一转化的最有效方法就是由管理者推动并协调各利益相关方的行动[68]。由于市民态度对保护管理措施的实施效果有显著影响[69]，因此测度公众感知和态度[70]的研究相继展开。

中国研究聚焦于城市、野生动物2个维度。在城市维度，需完善生态补偿机制、政策环评和规划环评机制等内容[71]，推进生态资源资产化过程[72]，并探索绿色基础设施的反馈、评估、绩效考核与管理机制[73]。在城市野生动物维度，应强调包含体制、法制、规划、科技、宣传等内容的物种管理、生境管理[74-75]。此外，城市绿地的管理方法和强度会对生物多样性造成显著影响，如公园绿地由于相对较高的农药喷洒和拔草频率会导致昆虫个体数量和丰富度降低[76]。

4 述评

4.1 中外研究的比较

总体而言，在城市生物多样性保护研究领域，中外研究表现出一定的差异性。国际研究有着更宽广的视野，强调科学研究对于城市生物多样性保护、规划、设计、管理等的支撑，在基础性研究、应用性研究的各个方面都展开更为深入的探索；突破城市边界的桎梏，讨论城市建成区内、外的各类型潜在生境的协同作用；突破维度边界的局限，广泛探讨隶属于空间维度和社会维度的各类科学问题。中国的研究虽也取得了丰富的成果，但与国际研究相比还存在一定差距，主要体现于如下3个方面(图2)。

图2 中外研究的比较(陈钧泽绘)

1)研究对象存在差异。中国的城市生物多样性保护研究呈现出典型的“轻两头、重中间，轻协同、重法定”的特征。“轻两头、重中间”是指以空间尺度划分，相关研究更为重视中观层面的城市尺度、城乡区域尺度，较为忽略微观尺度和宏观尺度。但实际上窗台、阳台、屋檐等各类微空间都有可能成为生物庇护所，增加城市生物多样性，而宏观层面的省域尺度、国土尺度的协同思考对于自上而下地构建城市生物多样性保护体系非常重要。“轻协同、重法定”是指相关研究更聚焦于法定规划和法定开放空间，这是由于受到以往城乡二元体制观念的束缚及中国特有的城市建设、管理制度的影响，因此在城市尺度上多关注位于城市建成区边界内部且被划定为城市建设用地的各类城市绿地，忽略了弃置地、未利用地及立体绿化等其他各类潜在生境的研究；在区域尺度上，也只有被纳入了《城市绿地分类标准》中的风景游憩绿地、生态保育绿地、区域设施防护绿地、生产绿地等各类区域绿地才会被协同考虑，对于农、林、水等同样可能成为高生物多样性分布区域的用地类别关注不够。相较之下，国际研究则不局限于空间尺度和城市绿地，而是广泛地关注生物多样性分布的各类潜在空间。

2)研究内容存在差异。首先体现在对于公众参与的态度上，国际研究较重视发动公众力量，强调公众自下而上地参与城市生物多样性保护，因此对于公众态度测量、公众意愿感知方面的研究较多；且更为重视城市生物多样性保护的基础性研究对于规划、设计、管理等实践应用的科学支撑，因此围绕调查和评估等开发并实践了众多的方法技术，尤其以吸引公众广泛参与的“公民科学家”类方法技术最有特色。而中国研究则对于公众参与的关注不足，更强调基于专家判断的评估模式和政府力量主导、自上而下地进行城市生物多样性保护实践，体现在具体的方法技术上则是多关注空间制图层面。其次，由研究对象存在差异性所决定，中外研究在城市生物多样性的分布格局、规划策略、设计策略、管理策略等方面都表现出明显不同，国际研究实现了对于城市绿地及其他各类潜在生物多样性载体的广泛关注，而中国研究则未能突破法定规划、法定开放空间及城市绿地类型的桎梏。

3)研究维度的差异。相对而言，国际研究突破了空间维度的局限，强调城市生物多样性的基础性研究对其管理政策制定的支撑，因此较重视如何将科学研究转化为具体支撑路径的讨论，并延伸拓展到产权制度、管理方式、设计风格、施工工艺等更为具体、深层的多元维度。而中国的研究更多地专注于物质空间本身及其操作的方法技术层面，虽已注意到需紧密结合管理、资金等的体制、机制建设，但多停留在提出问题、总结问题的阶段，尚未对如何进一步落实并展开实践操作进行具体讨论。

4.2 中国研究的拓展方向建议

综合前述，中国城市生物多样性保护研究未来的拓展方向可能包含以下几方面。

1)研究对象的拓展。

突破法定规划和法定公共开放空间的局限，将研究对象从城市绿地延展到城市区域内各类潜在生境，研究尺度从中观层面延展到微观的微空间和宏观的省域乃至国土，探索不同类型、不同尺度的潜在生境协同形成体系化保护的途径。一方面需要从城市内拓展到城市外，涵盖城乡区域范围内的森林、河湖、湿地、农田等各类并未纳入城市绿地范畴，但在城市生物多样性保护中同样发挥着重要作用的绿色空间；另一方面需要从传统城市绿地拓展到各类潜在生境，包含屋顶、墙面等垂直绿化，棕地、荒地等弃置地或未利用地，阳台、窗台、屋檐等微空间等；再者就是需要突破城乡区域尺度，从市域、省域乃至国土的层面思考建构城市生物多样性的体系化保护。

2)研究内容的拓展。

加强基础性研究、应用性研究的内容拓展，并与研究尺度、研究维度的拓展相结合。在基础性研究方面，强调调查、评估、影响机理等基础性研究对城市生物多样性保护规划、设计、管理实践的支撑作用，面向实践具体需求开展不同空间尺度、不同类型载体的城市生物多样性的现状评估、特征分析、影响梳理、监测反馈等；在应用性研究方向，应面向中国的城市立地条件、发展阶段、管理体制等，开发、应用城市生物多样性保护的新方法、新技术。

3)研究维度的拓展。

加强体制机制、公众参与的相关研究，探索多元化的科学研究对于保护管理的支撑路径。一方面需要从空间特征、属性、策略的研究拓展到深层次体制、机制问题的讨论，广泛、深入地探讨在中国独特的城市土地管理制度下的城市生物多样性管理政策、资金机制等，并且开展体制机制具体操作、实施的设计；另一方面需要开展公众参与的相关研究，包括公众态度测量、公众意愿感知及公众参与调查评估方法、技术的开发等，将关注视角从城市管理者、规划师拓展到各利益相关方、市民、全体国民，乃至广泛的国际交流与合作。

5 结语

中国的城市生物多样性保护正同时面临巨大的挑战和发展契机，挑战在于中国在未来数十年中城镇化仍将持续高速发展，机遇则是生态文明建设、美丽中国建设、建立国土空间规划体系、建立以国家公园为主体的自然保护地体系等国家战略的实施。本文在回顾中外城市生物多样性保护相关研究的基础上，总结了取得的经验，剖析了存在的问题，提出了拓展的方向，为后续的相关研究提供了基础。在“城市世纪”中，不仅需要展开更多、更持续、更深入的研究与实践，实现城市中人与生物多样性的共存、共生、共发展，更重要的是要加强宣教和引导，帮助城市管理者树立正确的生态观和生物多样性认知，并“融入所有政策”，唯有此，才能够营建出更美丽、更和谐、更生态的城市人居环境，更为全球贡献出城市生物多样性保护的中国智慧。

致谢：感谢华中农业大学风景园林系硕士研究生陈钧泽、吴非为本文研究所做的工作。