城市微綠地生物多樣性：價值、影響因素與提升途徑

王云才 王若靜 盧星昊

（1.同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院，上海 200092；2.教育部生態(tài)化城市設計國際合作聯(lián)合實驗室，上海 200092；3.同濟大學高密度人居環(huán)境生態(tài)與節(jié)能教育部重點實驗室，上海 200092）

城市化過程造成全球生物多樣性銳減，而綠地是城市物種的重要棲息地。在有限城市生態(tài)空間中建設大型綠地成本昂貴，微綠地因其選址方便、布局靈活對生態(tài)空間具有補充作用。為全面認知微綠地生物多樣性的研究成果與規(guī)律，對現(xiàn)有研究進行綜述，并將目前有關(guān)微綠地生物多樣性的研究分為三個方向：（1）城市微綠地生物多樣性價值；（2）城市微綠地生物影響機制；（3）城市微綠地生物多樣性提升途徑。通過對39篇文獻的系統(tǒng)評價與薈萃分析，結(jié)果表明：（1）高度城市化地區(qū)是微綠地生物多樣性研究的熱點區(qū)域。（2）鳥類研究的文獻數(shù)量居于首位，哺乳動物研究數(shù)量最低，微綠地的豐富植被群落能支持昆蟲多樣性，也能為城市鳥類提供食物來源。（3）植被覆蓋度、植被多度與面積因子的研究頻次較高。其中，面積、綠地率、植被豐度與植被多度與微綠地生物多樣性呈正相關(guān)，不透水面面積與噪音則呈負相關(guān)。（4）通過提高植被豐度、增強棲息地連通性等途徑能有效促進微綠地生物多樣性提升。文獻綜述結(jié)果可以為微綠地生物多樣性提升制定科學的生境營造與布局規(guī)劃策略。

微綠地；生物多樣性；城市；系統(tǒng)評價；薈萃分析

城市化造成物種棲息地喪失是全球生物多樣性銳減的重要原因[1]。人工棲息地的創(chuàng)造可以為野生動植物提供棲息場所，以減輕城市化的負面影響，研究表明在全球54個案例城市中將近1/3的城市存在鳥類瀕危種[2-4]。綠地作為城市重要的棲息地類型，其面積、質(zhì)量與數(shù)量是影響生物多樣性的關(guān)鍵因素[5]。對于高度城市化地區(qū)而言，綠地正趨于碎片化與分散化，有限的生態(tài)空間及高昂的建設成本限制了大型綠地的開發(fā)，在此背景下學界愈發(fā)認識到微空間對于城市生物多樣性的支持價值，尤其是微綠地（micro green space）對城市整體生物多樣性結(jié)構(gòu)性與功能性的補充作用[3,6-7]。

微綠地所指代的綠地類型在不同語境下有所差異。英文語境中[8-9]，微綠地不僅包括pocket park、small urban gardens and mini-parks等小尺度開放空間，也包括urban farming/gardens、allotment gardens等城市花園，以及部分街頭綠地如street workout parks、plazas、green street strips/greenways等。在中文語境下[9-10]，微綠地包括口袋公園、社區(qū)公園、小型游園、街旁綠地及附屬綠地等。目前，國內(nèi)外對于微綠地的面積大小沒有明確的界定，現(xiàn)有文獻選取微綠地的面積介于0.01～5 hm2之間，空間特征為具有一定植被覆蓋，并能夠提供游憩功能?，F(xiàn)有研究已表明微綠地具有多種生態(tài)系統(tǒng)服務功能，如為人群提供游憩服務，恢復精神壓力以及改善城市微氣候[11-12]，同時微綠地也能對生物多樣性起到支持作用，相關(guān)研究已取得初步進展[7,13-14]。

不同尺度綠地的構(gòu)成、結(jié)構(gòu)及功能有所差異，使得綠地的群落構(gòu)成具有尺度分異特征，目前有關(guān)綠地生物多樣性的研究已涵蓋區(qū)域尺度至棲息地尺度[15-18]。在現(xiàn)有綜述文獻中，已有城市綠地對生物多樣性影響的探討[5]，以及特定類型綠地如非正規(guī)綠地及校園綠地生物多樣性價值的綜述[19-20]，然而有關(guān)微綠地生物多樣性的綜述仍然欠缺。在此背景下，本研究綜合國內(nèi)外研究成果，首次全面性地對微綠地生物多樣性展開系統(tǒng)評價與薈萃分析，旨在解決以下問題：（1）微綠地對于城市生物多樣性的價值；（2）城市微綠地生物多樣性影響因素；（3）微綠地生物多樣性的提升途徑。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 文獻獲取與篩選

本研究在Web of Science中以檢索式TS=（“small green space*” OR “small park*” OR “pocket park*” OR “small urban green area*” OR “garden*”） AND TS=（“biodiversity*”） AND TS=（“city*” OR “urban*”）對英文文獻進行檢索（匯總時限為1995年1月-2023年8月），以“微綠地”“微生境”“口袋公園”“花園”“生物多樣性”“城市”等作為關(guān)鍵詞在CNKI進行交叉組合檢索（匯總時限為1995年1月-2023年8月），共納入英文文獻1 713篇，中文文獻428篇。瀏覽文獻標題、關(guān)鍵詞與摘要，并按以下標準對文獻進行篩選（圖1）：（1）文獻類型為研究論文或綜述，篩除會議論文、研究報告等；（2）研究內(nèi)容需與微綠地生物多樣性相關(guān)；（3）綠地面積符合研究對微綠地的定義；（4）研究對象用地性質(zhì)具備公共性，篩除私家花園等綠地類型；（5）研究對象位于城市。最終納入符合標準的文獻共39篇，其中英文文獻30篇（包括29篇研究論文，1篇綜述），中文文獻9篇（包括6篇研究論文，3篇綜述）。

1.2 文獻數(shù)據(jù)分析

本研究采用系統(tǒng)評價與薈萃分析的方法對文獻數(shù)據(jù)進行定量分析。在對39篇文獻系統(tǒng)評價基礎上，進一步從19篇有關(guān)微綠地生物多樣性影響因素的研究中篩選出可以進行薈萃分析的文獻。物種豐度（Richness）、多度（Abundance）與香農(nóng)多樣性指數(shù)（SHDI）是用來衡量生物多樣性的常用指標，選擇檢索文獻中提供的物種豐度指標與環(huán)境變量間的相關(guān)性系數(shù)r（Pearson correlation coefficient r）作為效應量，其中共4篇文獻在正文或附件中提供了r值。對未提供r值的文獻，采用轉(zhuǎn)換線性回歸系數(shù)以及利用文獻附錄提供的數(shù)據(jù)計算r值的方式進行數(shù)據(jù)補充，最終可用于薈萃分析的文獻共10篇，篩除研究頻次少于3的因子后共9項環(huán)境因子用于薈萃分析[5]。為使r更接近于正態(tài)分布，對r值進行Fisher’s z轉(zhuǎn)換，計算見公式（1）（2）（3）[5]。

式中，z為經(jīng)Fisher’s z轉(zhuǎn)換后的相關(guān)性系數(shù)r。

式中，Vz為z的方差；n為樣本數(shù)量。

式中，SE為z的標準誤。

由于不同城市樣本間差異較大，研究將呈現(xiàn)較大異質(zhì)性，因此選擇隨機效應模型進行薈萃分析[21]，并采用Q、I2檢驗薈萃分析結(jié)果的異質(zhì)性，計算過程在R中應用“metafor”包完成。

2 結(jié)果分析

2.1 文獻總體特征

對文獻進行整體分析，其研究成果可以分為三個方面：（1）微綠地的生物多樣性價值；（2）微綠地生物多樣性的影響因素；（3）城市微綠地的生物多樣性保護與提升。微綠地生物多樣性價值研究內(nèi)容多為物種調(diào)研及群落分析。近半數(shù)論文（19篇，占比52.78%）對微綠地鳥類多樣性形成機制進行探討。相比之下，有關(guān)微綠地生境營造的研究較少（3篇）。

檢索文獻中微綠地涵蓋口袋公園、公共廣場、份地花園、社區(qū)花園、道路帶狀綠地、專類花園、校園綠地等多種類型。如表1所示，研究對象主要分布于北美、東亞、歐洲和大洋洲，其中美國（9篇）與中國（6篇）是研究的主要案例地。其次為英國（3篇）、波蘭（2篇）、瑞士（2篇）、西班牙（2篇）、澳大利亞（2篇）與馬來西亞（2篇）。微綠地更受城市化水平較高地區(qū)的重視，美國微綠地研究數(shù)量最多的城市為紐約（3篇），也包括華盛頓（1篇）、洛杉磯（1篇）及波士頓（1篇）等經(jīng)濟發(fā)展水平較高的城市。中國文獻研究對象頻次以上海為首（4篇），其次為北京（1篇）及哈爾濱（1篇）。

表1 各國家微綠地生物多樣性研究（文獻研究區(qū)域可包含多國）Tab.1 Research quantity on micro green biodiversity in different countries(including multi-national studies)

2.2 微綠地的生物多樣性價值

檢索文獻中微綠地物種研究對象結(jié)果如圖2，表2所示，鳥類（19篇）、昆蟲（9篇）、植物（6篇）與哺乳動物（1篇）。其中，哺乳動物在微綠地中受關(guān)注較少，僅有1篇文獻針對特定物種澳大利亞曼哲拉西南袋貍，分析其生境影響因素。

表2 微綠地物種調(diào)研結(jié)果Tab.2 Species survey results of micro green space

圖2 微綠地生物多樣性研究成果Fig.2 Research achievements in biodiversity of micro green space

昆蟲豐度均值僅次于植物（70.38±41.42），蜜蜂及蝴蝶是微綠地昆蟲多樣性研究數(shù)量最多的物種。如Fetridge等[27]與Matteson等[35]分別在紐約城市花園中觀察到蜜蜂110種與54種。微綠地昆蟲多樣性的研究成果主要來自于美國，小型城市花園是美國重要的綠地組成，作為半自然棲息地，城市花園的外來物種比例較高，植物豐富度的提升可以支持昆蟲多樣性，如地被覆蓋和花卉多樣性可以提升花園蜘蛛豐度[51]。

鳥類是微綠地生物多樣性研究中最常被研究的物種，其研究成果主要來自于馬來西亞、美國、西班牙、英國與中國。檢索文獻中以色列特拉維夫市微綠地中調(diào)查到鳥類物種數(shù)量最高為65。微綠地中鳥類多為邊緣種[29]，常棲息于指狀、網(wǎng)絡狀的空間，能夠適應城市較為開放、復雜的城市環(huán)境。鳥類食性則多為食蟲與雜食性，場地豐富的植物群落為小型節(jié)肢動物提供棲息空間，成為食蟲鳥類的重要食物源[4,23,40]。雜食性鳥類食性廣泛，能利用人類活動遺留的食物殘渣等作為食物源，適應能力較強。除常見種外，微綠地也存在部分瀕危種，如在西班牙阿夫雷拉的小型份地花園中觀測到6種當?shù)貫l危鳥類，墨西哥帕丘卡的微綠地中記錄到1種當?shù)厥芡{鳥類。

植物通常在微綠地中保持著較高的物種多樣性，文獻微綠地植物平均豐度為256.17±232.63，其中Clarke等[25]在美國洛杉磯社區(qū)花園中觀測到植物豐度最高為707種。研究表明，微綠地的植物多樣性與其所在區(qū)域的經(jīng)濟情況相關(guān)[33]。在人工精心營造與高品質(zhì)管理的驅(qū)動下，份地花園、社區(qū)花園具有較高植物多樣性，其物種類型以觀賞與可食植物為主。

總體而言，微綠地作為城市快速擴張情景下重要的綠地類型，由于高品質(zhì)的景觀營造與管理，使其保持較高的植物多樣性。多樣化的植物花期與花色能夠吸引更多傳粉昆蟲，進而提升昆蟲豐富度。盡管微綠地的物種易受人類活動干擾，部分對城市適應性較強的物種能夠從人類活動所遺留的食物殘渣中獲取食物源，在微綠地中保持較高種群數(shù)量。

2.3 微綠地生物多樣性的影響因素

2.3.1 影響因子研究頻次

有關(guān)微綠地生物多樣性影響因素的19篇文獻所涉及的環(huán)境因子共69項，可分為4個維度（圖3）：（1）微綠地構(gòu)成特征因子；（2）微綠地鄰域環(huán)境因子；（3）微綠地植被特征因子；（4）微綠地周邊建成環(huán)境特征因子。以微綠地構(gòu)成特征因子而言，微綠地面積是最受重視的因子（n=13），多項研究結(jié)果表明綠地面積是制約生物多樣性的首要因子[39,52]。部分學者關(guān)注到更微觀的景觀要素如墻體、柵欄、花壇等。對于鄰域環(huán)境特征因子，學者主要關(guān)注微綠地緩沖區(qū)范圍的水體要素。在植被特征因子中，喬木覆蓋度（n=14）與喬木多度（n=14）研究頻次最高，地被覆蓋度（n=13）次之。同時有研究進一步細致劃分物種類型，探討本地與外來物種對微綠地生物多樣性的影響。周邊建成環(huán)境因子如建筑要素、交通路網(wǎng)、噪音等多為城市干擾要素，對微綠地生物多樣性具有負面影響。

圖3 微綠地生物多樣性影響因子研究頻次Fig.3 Frequency of research on micro green space biodiversity impact factors

2.3.2 影響因子薈萃分析結(jié)果

（1）影響因子與鳥類豐度關(guān)系的薈萃分析。如圖4所示，本研究從10項有關(guān)環(huán)境因子對鳥類豐度影響的文獻中提取相關(guān)性系數(shù)r，共9項因子被分為4個維度參與薈萃分析。其中有7項因子對鳥類豐度具有促進作用：微綠地面積（z=0.27，95%CI=0.04～0.50，p<0.0001）、綠地率（z=0.51，95%CI=0.33～0.69，p<0.0001）、植被豐度（z=0.29，95%CI=0.01～0.58，p=0.042）、植被多度（z=0.28，95%CI=0.11～0.45，p=0.002）、喬木覆蓋度（z=0.19，95%CI=-0.01～0.40，p=0.066）、灌木覆蓋度（z=0.35，95%CI=0.12～0.58，p=0.003）與地被覆蓋度（z=0.08，95%CI=-0.17～0.34，p=0.514）。兩項因子與鳥類豐度呈負相關(guān)：不透水面面積（z=-0.31，95%CI=-0.58～-0.04，p=0.0234）、噪音（z=-0.10，95%CI=-0.39～0.20，p=0.525）。

（2）異質(zhì)性檢驗。綠地構(gòu)成維度三項指標微綠地面積（Q=12.206，I2=42.65%）、綠地率（Q=4.483，I2=10.78%）與不透水面面積（Q=0.63，I2=0.00%）均無異質(zhì)性，薈萃分析結(jié)果較優(yōu)。植被多樣性維度兩項指標植被豐度（Q=1.665，95%CI=0.01～0.58，I2=0.00%）與植被多度（Q=0.788，95%CI=0.11～0.45，I2=0.00%）無異質(zhì)性。植被覆蓋維度指標植被覆蓋包括喬木覆蓋度（Q=26.259，I2=58.11%）、灌木覆蓋度（Q=13.334，I2=55.00%）與地被覆蓋度（Q=12.677，I2=60.56%）結(jié)果具有異質(zhì)性，而干擾因子噪音（Q=0.091，I2=0.00%）結(jié)果無異質(zhì)性。總體而言，除綠地覆蓋維度的指標仍需更多文獻進一步證明與微綠地生物多樣性的相關(guān)性外，其余因子分析結(jié)果較優(yōu)。

（3）偏倚分析。本研究以Egger’s線性回歸檢驗發(fā)表偏倚，各項因子的p值均大于0.05（表3），表明結(jié)果不存在發(fā)表偏倚。

表3 Egger’s檢驗結(jié)果Tab.3 The results of Egger’s

3 微綠地生物多樣性提升途徑

3.1 微觀營造：微綠地生境物種適宜性提升

微綠地的建設受限于周邊場地，邊緣效應較強，建筑、道路對場地干擾較強，在微綠地中提高植被覆蓋可以適當減緩城市對綠地內(nèi)生物群落的影響。植物多樣性與鳥類、昆蟲等物種多樣性呈正相關(guān)，在有限面積下，可以通過景觀營造的方式提高植被豐度。研究表明具有樹洞的植被群落具有更高的鳥類豐度[14]，對微綠地景觀營造而言，可以通過人工設計的方式構(gòu)建小型鳥類筑巢裝置，為物種提供隱蔽的棲居空間。盡管人類活動將對鳥類造成負面影響，但人群游覽過程所遺留的食物殘渣為部分雜食鳥類提供了覓食機會，在景觀空間中適當構(gòu)筑餐吧可以為鳥類提供部分食物源。

3.2 整體布局：微綠地對生態(tài)網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)性補充

高度連通的生態(tài)網(wǎng)絡有利于物種的擴散與遷移，以城市尺度而言，微綠地作為高密城市中的低成本綠色基礎設施組件，起到生態(tài)墊腳石作用。綜合考慮場地本身生境特征、面積及場地間的距離合理營造小微生境，通過近自然的城市森林建設方法合理配置植物資源與結(jié)構(gòu)，提高場地原生物種占比及生境結(jié)構(gòu)多樣性，可以將城市大中型斑塊有效連通，促進種群間的互動，提升城市棲息地的連通性，從而保證生態(tài)網(wǎng)絡的完整性和連續(xù)性。

4 結(jié)論

城市綠地對維持生物多樣性具有重要作用，微綠地能夠在高密度城區(qū)靈活布局成為建設用地緊張情景下的重要的生態(tài)空間類型。通過系統(tǒng)評價與薈萃分析對城市微綠地生物多樣性研究進行回顧，得到以下結(jié)論：（1）哺乳動物、昆蟲、鳥類及植物是城市微綠地主要受關(guān)注的物種類型，鳥類的研究數(shù)量居首位，哺乳動物受關(guān)注較少，此外微綠地通常具有較高植物多樣性；（2）高度城市化地區(qū)是微綠地生物多樣性研究的熱點區(qū)域；（3）植被覆蓋度、植被多度與面積是微綠地生物多樣性研究中關(guān)注較多的影響因子；（4）微綠地面積、綠地率、植被豐度與植被多度對于微綠地生物多樣性具有促進作用，而不透水面面積與噪音對微綠地生物多樣性呈負面影響，植被覆蓋維度因子薈萃分析結(jié)果具有異質(zhì)性，需要進一步研究加以佐證。有關(guān)微綠地生物多樣性價值與影響因素的研究已取得初步成果，然而以生物多樣性保護與提升為導向的微綠地生境營建與布局規(guī)劃的研究成果仍然欠缺，可以在未來進一步探討。

注：文中圖表均由作者繪制。