上海溶剂厂植物多样性与群落结构研究

摘    要：城市野境具有独特的生物多样性和自然野趣景观，对促进城市生态恢复具有重要意义。经过10余年的再野化过程，原上海溶剂厂形成人工栽培绿化树木与自生植被镶嵌生长的分布格局，呈现人工绿地自然化、建筑和构筑物被植被立体覆盖等城市野境景观。

共调查到植物104科247属312种，原生种和自生植物比例分别为54.81%、56.73%，明显高于一般公园绿地；再野化促进更新苗的发育，植物群落结构趋于多层而复杂，各群落α多样性指数较高。通过植被管理，促进植物多样性自然恢复能力与潜力，发挥再野化对城市棕地生态修复和后工业自然景观营造的作用。

 

城市野境(urban wildness)是城市内部或周边区域中自然过程占主导的土地，人类对其的开发和控制程度相对较低，允许在一定程度上发生自然演替的生态过程[1]。城市野境作为城市自然恢复地，通过再野化过程和机制，形成独特的生物多样性结构，对促进城市绿地生态化与自然化具有重要借鉴意义。再野化(rewilding)是指通过减少人为干扰，提升特定区域中的荒野程度，提升生态系统韧性和维持生物多样性[2]，强调生态修复的过程导向和动态性，发挥自然力量在生态修复中的作用，能为生态保护和修复提供新理念、新思路和新方法[3]。再野化的研究与实践主要源于北美洲和欧洲，早期主要关注荒野的自然保护和生态修复[3-4]。

 

自20世纪90年代以来，西欧与北美地区开始启动城市植被再野化的相关研究与应用，城市植被再野化的关注焦点逐渐转向自生植物的管理及应用[5]。利用再野化途径和方式，可以促进城市植被的自然化，形成独具地域特色的城市野境景观，如瑞士苏黎世的伊榭尔公园(Irchel Park)通过设计让植被自然演替，形成动态荒野景观与城市空间的互动[6]；杭州江洋畈生态公园利用生境岛保留自然植被，促进自然演替过程，形成地域特色明显的城市荒野景观[7]；伦敦的一些废弃铁路、货场、厂房等通过植物自播和植被自然演变，逐步形成城区块状或带状野境，成为城市自然地(nature areas)，如原堆煤场改造而成的Camley Street Natural Park、原火车货场改造而成的Gillespie Park、弃用铁路路基改造而成的Parkland Walk等[8]。

 

城市工业废弃地主要指曾为工业生产用地和与工业相关建设的其他用地，使用过后遭到废置的城市空间，这些废弃地见证了一个城市的经济发展和历史光辉[9]。工业废弃地往往具有较大规模，随着人为干扰和控制的减少，自然演替过程显现，逐渐形成自然植被，有可能恢复城市野境，但目前鲜见相关的研究报道。

 

本文以经过10余年再野化过程的原上海溶剂厂为研究对象，调查厂区自然野境的植物多样性和群落结构，分析城市野境植物多样性形成特征，探讨植物多样性自然恢复能力与潜力，为合理保育和利用城市野境提供依据，为城市废弃地修复提供思路。

 

 

1.1  研究地概况

 

上海溶剂厂的前身是1935年创办的中国酒精厂，位于上海市浦东新区黄浦江畔，该厂曾是远东规模最大、设备最先进的酒精厂，后来成为有机化工原料厂。因2010年上海世界博览会建园而拆除，现仅存上海溶剂厂近代建筑群遗址。

原上海溶剂厂占地面积约16hm2，绿地面积约占45%。20世纪90年代初，由于工厂经营状况不佳而停产，厂区处于闲置和封闭状态，呈工业废弃地状态(图1)，厂区绿地长达10余年未进行人工养护和干预，绿地的自然更新和发育过程明显，形成比较典型的工业自然地(industrial nature)[10]。

 

1.2  研究方法

 

 

采用全面踏查方式，在春、夏、秋季进行跨年度的4次实地调查，记录厂区维管束植物种类，并编目。

 

选取厂区绿地的4个代表性植物群落，进行群落学调查。厂区绿地群落斑块较小，以10m×10m的样方进行调查，详细记录样方的植物种类，测定乔木数量、高度和胸径；各样地设置4个2m×2m小样方进行灌木层调查, 4个1m×1m小样方进行草本层调查, 记录灌木和草本层的株(丛) 数、高度、盖度等。

 

1.2.2  数据分析

 

1)物种重要值。

 

用于说明某个种在群落中的优势程度，计算公式如下：

 

乔木层重要值=(相对多度+相对显著度+相对高度)/3

 

灌草层重要值=(相对频度+相对多度/盖度+相对高度)/3

 

2)α多样性指数。 

 

α多样性是指群落内物种的多度，本次采用物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数。

 

物种丰富度指数：S=样方内物种数

 

式中，Ni为种i的个体数；N为群落中全部物种的个体数；S为物种数目；Pi为属于物种i的个体在全部个体中的比例。