達(dá)良俊, 高志文, 楊永川, 宋 坤, 郭雪艷,梁 紅, 夏體淵, 王華鋒, 周 婷, 張代貴,田志慧, 胡遠(yuǎn)東, 賈 博
（1. 華東師范大學(xué) 生態(tài)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 上海市城市化生態(tài)過程與生態(tài)恢復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 上海 200241;2. 華東師范大學(xué) 浙江天童森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站, 浙江 寧波 315114;3. 崇明生態(tài)研究院, 上海 202162; 4. 自然資源部大都市區(qū)國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)創(chuàng)新中心,上海 200062; 5. 重慶大學(xué) 三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 重慶 400045;6. 司法鑒定科學(xué)研究院, 上海 200063; 7. 青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林與林學(xué)院, 山東 青島 266109;8. 昆明學(xué)院 農(nóng)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院, 昆明 650214; 9. 海南大學(xué) 三亞南繁研究院, 海南 三亞 572024;10. 中山大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院 國(guó)家公園與自然教育研究院, 廣州 510275;11. 吉首大學(xué) 生物資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 湖南 吉首 416000; 12. 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所,上海 201403; 13. 東北林業(yè)大學(xué) 園林學(xué)院, 哈爾濱 150040）
植被分類是植被生態(tài)學(xué)研究的重要內(nèi)容之一, 也是植被學(xué)基礎(chǔ)研究成果向應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行轉(zhuǎn)化的橋梁. 1980 年, 《中國(guó)植被》首次提出了一個(gè)較為完整的中國(guó)植被分類系統(tǒng)[1], 為中國(guó)植被分類系統(tǒng)的研究奠定了基礎(chǔ). 其后, 陸續(xù)有不同的植被分類體系方案被學(xué)界討論, 如宋永昌等[2-3]對(duì)中國(guó)植被分類系統(tǒng)提出的一系列認(rèn)知和建議. 此外, 新近《中國(guó)植被志》中也提出了3 個(gè)初步綱領(lǐng)性文件對(duì)植被分類體系進(jìn)行探討[4-6]. 上述分類體系主要在全國(guó)尺度或者省域尺度上開展, 且主要針對(duì)自然植被類型開展.然而, 隨著我國(guó)城市化水平的不斷提升, 城市區(qū)域的自然植被逐漸被城市建筑物和栽培植被替代, 一些經(jīng)歷快速城市化的大都市 (如上海), 其市域范圍內(nèi)僅殘存少量自然植被[7]. 以往基于自然植被的分類體系無法覆蓋城市中植被類型的總和, 且無法體現(xiàn)該區(qū)域栽培植被與城市化之間的關(guān)系, 分類結(jié)果難以用于指導(dǎo)后續(xù)城市綠化的規(guī)劃和建設(shè). 鑒此, 建立具有學(xué)術(shù)科學(xué)性、應(yīng)用可操作性的城市植被分類體系十分必要, 可為城市植被認(rèn)知、保護(hù)、建設(shè)及管理提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐.
盡管城市植被 (urban vegetation) 概念的提出已有四十余年, 但目前仍存在狹義和廣義的兩種認(rèn)知. 前者主要關(guān)注城市中心建成區(qū)的栽培植被[8-9], 后者則認(rèn)為城市植被是城市內(nèi)一切自然生長(zhǎng)的和人工栽培的各種植被類型的總稱[10-12]. 基于以上兩種不同的認(rèn)知, 與自然植被類型劃分以外貌為第一原則及依據(jù)不同, 城市植被類型的劃分依據(jù)也存在兩類不同的觀點(diǎn). 一類是以植被所處不同城市用地的功能類型為第一劃分原則. 如Detwyler 等[8]以美國(guó)城市為研究對(duì)象, 將其劃分為間隙森林、公園-綠地、園林、草坪-間隙草地4 個(gè)類型; 黃銀曉等[9]以京津地區(qū)城市植被為研究對(duì)象的分類體系中, 包含了行道樹-街頭綠地、公園綠地、草地、水體綠地這4 個(gè)類型; 我國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部根據(jù)用地屬性將城市綠地劃分為公園綠地、防護(hù)綠地、廣場(chǎng)用地、附屬綠地及區(qū)域綠地等類型[13]. 此類劃分方法主要是針對(duì)人工栽培起源的植被, 并未涉及自然起源屬性的植被類型. 并且, 此類劃分方式針對(duì)的是城市建成區(qū)范圍內(nèi)人工起源的植被, 而忽略了諸如自然和半自然起源的殘存自然植被和雜草群落, 使其分類體系存在部分缺失.另一類則是強(qiáng)調(diào)植被的起源屬性, 以植被受到的人為干擾程度作為第一劃分原則及依據(jù). Ohsawa 等[14]將日本關(guān)東地區(qū)城市植被按人為干擾的強(qiáng)度劃分為殘存自然植被、雜草群落、栽培植被三大類型; Bornkamm[15]按應(yīng)用栽培度 (指植被因人為影響而遠(yuǎn)離自然植被的程度,grade of hermorobiosis) 將城市植被劃分為自然植被、近自然植被、非自然植被、遠(yuǎn)自然植被、結(jié)構(gòu)組成非常簡(jiǎn)單的植被和特殊的人工植被6 個(gè)類型; Miyawaki[16-18]將城市植被首先劃分為自然植被及替代植被兩大類型, 在此基礎(chǔ)上根據(jù)歐洲植物社會(huì)學(xué)植被分類原理劃分出群綱、群團(tuán)、群叢等下級(jí)單位,并將其應(yīng)用在日本多個(gè)以城市整個(gè)行政區(qū)域?yàn)閷?duì)象的城市植被志書中. 其他學(xué)者也提出過類似的劃分體系, 例如, 蔣高明[19]、高峻等[20]和Miyawaki[21]按植被起源性質(zhì)將城市植被劃分為自然植被、半自然植被和人工植被三大類. 由于栽培植被的物種組成與結(jié)構(gòu)受到人為活動(dòng)和人為意志的影響, 各層優(yōu)勢(shì)種具有高度的多樣性, 群落中物種的組成與生境之間的關(guān)系并不緊密, 很難將其劃分到群叢或者群叢組的水平. 此類劃分方式雖然涵蓋了市域范圍內(nèi)各起源類型的植被, 但未將不同起源類型植被的特殊性納入其中, 使分類結(jié)果過于繁雜, 在后續(xù)的運(yùn)用中存在諸多困難.
郭柯等[5]在歸納綜合《中國(guó)植被》[1]和宋永昌等[2-3]的分類體系的基礎(chǔ)上, 提出了“中國(guó)植被分類系統(tǒng)修訂方案”. 該方案根據(jù)優(yōu)勢(shì)植物生活型、群落布局結(jié)構(gòu)和功能將城市植被劃分為城市森林、城市草地、城市濕地、城市行道樹及城市公園植被五大類. 其結(jié)合了傳統(tǒng)分類原則與城市功能類型, 也應(yīng)屬于綜合型劃分方案的一種 (表1). 此分類方案中城市公園植被與城市森林、城市草地、城市濕地等類型存在包含和交叉的關(guān)系, 分類結(jié)果不利于各植被類型之間的比較研究.
表1 國(guó)內(nèi)外城市植被類型劃分體系比較Tab. 1 Comparison of different urban vegetation classification systems around the world
城市植被的類型劃分在滿足植被生態(tài)學(xué)理論意義的同時(shí), 也應(yīng)發(fā)揮其指導(dǎo)城市植被保護(hù)、恢復(fù)重建及養(yǎng)護(hù)管理的應(yīng)用價(jià)值. 本質(zhì)上, 市域或建成區(qū)均為人為劃定的行政區(qū)范圍, 其并不具有自然屬性的邊界. 鑒于此, 本文認(rèn)同宋永昌[12]廣義城市植被的定義, 即城市植被是城市內(nèi)一切自然生長(zhǎng)的和人工栽培的各種植被類型的總稱. 由于城市存在持續(xù)的高強(qiáng)度的人為干擾, 城市自然植被大多呈片段化、島嶼化的零星狀分布格局, Ohsawa 等[14]將其稱為城市殘存自然植被 (remnant vegetation). 自然植被嚴(yán)格來講是指沒有受到人為干擾而在自然狀態(tài)下發(fā)育生長(zhǎng)的植被[22], 包括氣候頂級(jí)群落、地形頂級(jí)群落、土壤頂級(jí)群落等. 城市的殘存自然植被盡管受到不同程度的人為干擾, 若種類組成、群落結(jié)構(gòu)及功能動(dòng)態(tài)并未發(fā)生基本改變, 此類植被仍可被認(rèn)為屬于廣義的自然植被范疇. 通過對(duì)種類組成、群落結(jié)構(gòu)的調(diào)查分析來診斷群落所處演替階段, 被判定為氣候頂極、地形頂極及土壤頂極的群落屬于自然植被. 城市殘存的自然植被仍保存著較為完整的地帶性, 以及對(duì)區(qū)域地形和土壤的適應(yīng)性特征,是城市區(qū)域本土生物多樣性的核心與生態(tài)源地, 為區(qū)域次生演替提供種源并發(fā)送生物多樣性信息的同時(shí), 也是城市植被恢復(fù)、重構(gòu)近自然型“生命地標(biāo)”的參考藍(lán)本[23-24]. 替代植被包括次生植被和栽培植被. 一般每個(gè)自然植被類型都有數(shù)個(gè)特定的替代植被類型, 替代植被在分布上比自然植被占據(jù)更大的比重, 甚至在大多數(shù)城市區(qū)域自然植被已不復(fù)存在, 余下的城市植被類型均為替代植被. 其中, 次生植被主要指自然植被由于干擾被破壞后所形成的植被類型. 另外, 本文將人為干擾消失后, 進(jìn)入自然次生演替過程的階段性城市人工群落也歸為次生植被范疇. 從外貌上看, 其群落類型包含森林、灌叢、自生雜草群落、沼澤和水生植被.
因此, 從對(duì)區(qū)域植被保護(hù)、恢復(fù)及管理的視角, 按其起源屬性將植被首先劃為自然植被和替代植被, 并按人為干擾強(qiáng)度進(jìn)一步將替代植被劃分為次生植被和栽培植被, 可據(jù)此確定區(qū)域植被保護(hù)的優(yōu)先順序及其等級(jí), 并為植被恢復(fù)重建目標(biāo)的設(shè)定, 以及養(yǎng)護(hù)與管理模式的制定提供指導(dǎo)參考.
2.1 基于“起源-干擾”類型原則的劃分
本文首先以綜合屬性“起源-干擾”作為劃分的基本原則, 將城市植被劃分為自然植被 (natural vegetation)、次生植被 (secondary vegetation) 和栽培植被 (cultivation vegetation) 三大類型, 以體現(xiàn)城市植被與自然植被和農(nóng)業(yè)植被有所不同的特殊性. 而在分類體系中, 針對(duì)“起源-干擾”類型是否需要相應(yīng)地設(shè)立新的高級(jí)分類單位, 需要進(jìn)一步商討, 以期達(dá)成共識(shí).
自然植被下級(jí)單位的劃分采用郭柯等[5]劃分方案, 次生植被中的草本植被 (草地), 采用生活型(植被型) -生長(zhǎng)型 (群系組) -優(yōu)勢(shì)種類型 (群落類型) 三級(jí)分類方法[25-27].
2.2 基于功能類型原則的細(xì)分
對(duì)于栽培植被, 在“起源-干擾”原則之后, 本文建議增加功能類型的新劃分原則, 將栽培植被進(jìn)一步劃分為人工林地植被 (artificial forest land vegetation)、景觀綠地植被 (landscape green land vegetation)、農(nóng)業(yè)植被 (agricultural vegetation) 三大類型. 功能類型之后仍沿用郭柯等[5]劃分方案.其中, 人工林地植被涵蓋了生態(tài)公益林 (水源涵養(yǎng)林、水土保持林、防風(fēng)固沙林和護(hù)岸林等)、經(jīng)濟(jì)林(橡膠林)、果林 (桃林、橘林及梨林等); 景觀綠地依據(jù)住建部于2017 年頒發(fā)的《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》[13]進(jìn)行判定, 其涵蓋了景觀林、行道樹、景觀灌叢、景觀草地及景觀水生植被, 郭柯等[5]分類體系中的城市公園植被也屬于本分類體系中景觀綠地植被的范疇; 農(nóng)業(yè)植被劃分則采用郭柯等[5]分類體系中對(duì)于農(nóng)業(yè)植被的劃分方案.
在具體劃分中, 栽培植被中的森林植被型組, 由于其物種組成與結(jié)構(gòu)受到人為活動(dòng)及人為意志的影響, 各層優(yōu)勢(shì)種具有高度的多樣性, 群落中物種的組成與生境之間的關(guān)系并不緊密, 其劃分到群叢或者群叢組的水平將造成分類結(jié)果過于繁雜, 不利于后續(xù)的應(yīng)用. 因此, 為保證分類體系的實(shí)用性與科學(xué)性, 栽培植被群落在群系及以上的單位上進(jìn)行劃分即可[28-29].
2.3 基于“起源-干擾-功能”類型的劃分方案
本文的中國(guó)城市植被分類體系是基于“起源-干擾-功能”類型為基本原則的綜合型分類體系. “起源-干擾-功能”類型的下級(jí)單位則采用郭柯等[5]的“中國(guó)植被分類系統(tǒng)修訂方案”, 即高級(jí)分類單位基于生態(tài)外貌, 而中、低級(jí)單位則以種類組成和群落結(jié)構(gòu)為原則, 進(jìn)而構(gòu)建“起源-干擾-功能”類型-外貌類型-優(yōu)勢(shì)種類型的城市植被分類體系. 外貌類型可按照等級(jí)高低進(jìn)一步設(shè)置植被型組、植被型和植被亞型等不同分類等級(jí); 優(yōu)勢(shì)種類型可按照等級(jí)高低進(jìn)一步設(shè)置群系組、群系、亞群系、群叢組、群叢等不同分類等級(jí).
本文將城市植被分類體系方案在上海進(jìn)行了應(yīng)用嘗試[25-27,29-31]. 分類結(jié)果表明, 其自然植被類型劃分出4 個(gè)植被型組、5 個(gè)植被型及14 個(gè)群落類型, 主要為分布在沿海大金山島上的常綠闊葉的紅楠(Machilus thunbergii) 群落及落葉闊葉的樸樹 (Celtis sinensis) 群落等[32]; 次生植被類型可劃分為4 個(gè)植被型組、14 個(gè)植被型、46 個(gè)群系組、42 個(gè)群系及154 個(gè)群落類型, 主要為分布于佘山地區(qū)、江灣機(jī)場(chǎng)的跡地森林灌木群落及城市雜草群落, 包括落葉闊葉的麻櫟 (Quercus acutissima)林、雜草群落的代表性群落刺果毛茛 (Ranunculus muricatus) 群落和齒果酸模 (Rumex dentatus)群落等[25,33-34]. 栽培植被的人工林地植被、景觀綠地植被及農(nóng)業(yè)植被等主要分布于外環(huán)林帶、城市建成區(qū)、城市濕地公園及城郊地區(qū)農(nóng)田, 包括人工森林、灌木及草本群落, 群落物種組成多樣, 可被劃分為200 個(gè)以上的群系[28,33,35](表2).
表2 城市植被分類體系及其在上海市的應(yīng)用示例Tab. 2 Urban vegetation classification system and its application in Shanghai
中國(guó)城市植被的研究已經(jīng)歷了三十余年的發(fā)展歷程, 在不同的城市開展了大量的工作, 積累了豐富的群落資料, 但由于一直未能形成統(tǒng)一的分類體系, 致使各研究之間難以進(jìn)行全面的對(duì)比分析和整合, 影響了城市植被生態(tài)學(xué)的快速發(fā)展. 本文的“起源-干擾”劃分原則將更有利于城市管理者確定不同植被類型中植被的保護(hù)優(yōu)先級(jí), 如自然植被中的香樟群落, 其保護(hù)等級(jí)應(yīng)高于栽培植被的香樟群落.其次, 替代植被中的次生植被包含大量的雜草和自生植物群落, 其是城市化的最佳指示類群, 是城市次生演替的先鋒群落. 本文采用生活型 (植被型) -生長(zhǎng)型 (群系組) -優(yōu)勢(shì)種類型 (群落類型) 的三級(jí)分類方法對(duì)雜草和自生植物群落進(jìn)行分類, 可充分體現(xiàn)城市植被的特殊性, 該劃分方案已在哈爾濱、杭州和上海等地被廣泛應(yīng)用[25-27]. 此外, 將栽培植物依據(jù)其功能進(jìn)一步進(jìn)行劃分會(huì)更便于城市管理者快速掌握城市區(qū)域植被的資源狀況, 以利于后續(xù)城市區(qū)域植被的保護(hù)和利用, 發(fā)揮城市植被生態(tài)效益服務(wù)功能. 本文依據(jù)“起源-干擾-功能”類型的植被劃分基本原則, 進(jìn)而構(gòu)建了城市尺度上“起源-干擾-功能”類型-外貌類型-優(yōu)勢(shì)種類型的植被分類系統(tǒng)體系方案, 在對(duì)“中國(guó)植被分類系統(tǒng)修訂方案”補(bǔ)充的同時(shí), 以期與城市植被研究的同行共同探討, 最終形成具有共識(shí)的中國(guó)城市植被分類體系與調(diào)查規(guī)范.
致謝 本文的成稿離不開城市生態(tài)與植被工程實(shí)驗(yàn)室 (Urban Ecology & Vegetation Engineering Science Laboratory,UEVE) 早期從事城市植被研究的各位同仁積累的大量城市樣方數(shù)據(jù)及植被分類的經(jīng)驗(yàn), 在此表示誠(chéng)摯的感謝.
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