上海土地整治規(guī)劃之生態(tài)調查與研究

倪田品，黃海峰

（1. 上海市地礦工程勘察（集團）有限公司，上海 200072；2. 自然資源部大都市區(qū)國土空間生態(tài)修復工程技術創(chuàng)新中心，上海 200072）

從2007年十七大報告首次提出“生態(tài)文明”概念，到2015年“綠水青山就是金山銀山”“山水林田湖草生命共同體”等理念提出，生態(tài)文明愈加深入人心。為保護環(huán)境、重建生態(tài)系統(tǒng)，全國土地整治項目正在逐步開展[1]。

上海早在20世紀80年代就已開始以“三集中”為理念的現(xiàn)代意義上的土地整治，并于2011年開展上海首批市級土地整治項目。土地整治目標也從原來單純的“增量提”向錨固城鄉(xiāng)生態(tài)空間等綜合目標轉變[2-4]。聚焦于“田、水、路、林、村”，在提升農業(yè)綜合生產能力及耕地生態(tài)功能的基礎上，整合地方文化、風貌資源、完善休閑游憩設施，配合商業(yè)功能性設施，打造以農耕為特色的市民休閑游憩生態(tài)空間[5]。

截至目前，上海已陸續(xù)開展五批市級土地整治項目，土地整治流程與技術已經(jīng)成熟。但對于土地整治規(guī)劃主要基于新增耕地數(shù)量與基礎設施建設等方面，而對于生態(tài)方面考慮較少。目前對于土地整治規(guī)劃主要體現(xiàn)在經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益三個方面[6-10]，而其中生態(tài)效益大多借助于軟件和數(shù)學模型開展景觀格局分析[11-13]，將土地整治區(qū)域內的農用地、建設用地、生態(tài)景觀作為準則層，選取路面硬化率、耕地率、林地覆蓋率、園林率等指標作為指標層，建立評價體系，設置相應的分值，來指導土地整治規(guī)劃方向[14-17]。而生態(tài)效益不僅僅是這些指標，還包括植物、土壤動物、鳥類、兩棲類、昆蟲[18-22]等生物指標，如景觀水平和干擾因素（噪音、建筑指標等）對鳥類的分布、密度、多樣性和豐富度具有不同程度的影響[23]。所以需要進一步綜合各項生物指標，提高土地整治規(guī)劃的合理性，同時也有助于后期土地整治效果評估提供依據(jù)。

1 調查方法

1.1 區(qū)域概況

項目區(qū)位于上海市金山區(qū)漕涇鎮(zhèn)，東至漕涇鎮(zhèn)沙積村，南臨滬金高速，西至朱漕公路，北至金山區(qū)區(qū)界（圖1）。調查區(qū)域總面積約 365.69 hm2。其中：農用地 275.84 hm2，占比 75.43%，其中耕地 222.41 hm2；建設用地 36.44 hm2，占比9.96%，其中工礦倉儲用地 4.75 hm2，住宅用地 20.77 hm2；未利用地 53.41 hm2，占比14.61%，其中河流水面46.58 hm2。

圖1 調查區(qū)域地理位置圖Fig.1 Geographic location map of the survey area

1.2 調查區(qū)域選取方式

利用遙感圖像，將項目區(qū)的用地類型分為灌溉水田、林地+可調整林地、河流水面、養(yǎng)殖水面、不透水面（宅基地+工業(yè)用地+農村道路）、荒地+其他未利用土地六大類，將項目區(qū)劃分為100m×100m的網(wǎng)格，對每個網(wǎng)格的用地比例進行統(tǒng)計，最后將所有的網(wǎng)格根據(jù)6類用地比例的相似程度進行分組，形成10種用地構成，最后選擇18個代表性樣點進行野外采樣（圖2）。

圖2 樣點劃分及采樣點選擇Fig.2 Sample point division and sampling point selection

1.3 調查方法

本次調查的內容包括植物、鳥類、土壤動物、兩棲類、昆蟲、浮游生物。植物調查參照《野生植物資源調查技術規(guī)程（LY/T 1820-2009）》；鳥類、兩棲類調查方法參照《全國第二次陸生野生動物資源調查技術規(guī)程》；浮游生物調查參照《淡水浮游生物調查技術規(guī)范（SCT 9402-2010）》；土壤動物調查參照《生物多樣性觀測技術導則大中型土壤動物（HJ 710.10-2014）》；昆蟲調查參照《縣域昆蟲多樣性調查與評估技術規(guī)定》。調查時間分兩次，分別在2019年11~12月（冬季）和2020年6月（夏季）進行。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

數(shù)據(jù)處理軟件需要使用R語言、office 2016、Origin 2018、ArcGIS 10.3、IBM SPSS Statistics 26。

2 調查結果與分析

2.1 植物

（1）木本植物

調查區(qū)域共記錄到木本植物35科54屬62種，其中出現(xiàn)頻度大于30%的物種有香樟（Cinnamomumcamphora構樹（Broussonetia papyrifera楝（Melia azedarach女貞（Ligustrum lucidum柑橘（Citrus spp木犀（Osmanthus fragrans野薔薇（Rosa multiflora柿（Diospyros kaki）和小葉黃楊（Buxus sinica var. parvifolia）（表1）。表明上述木本植物在調查區(qū)域綠化過程中應用頻率較高。

表1 木本植物應用頻度Table 1 Application frequency of woody plants

但調查區(qū)域木本植物鄉(xiāng)土種比例低。對于記錄到的62種木本植物，鄉(xiāng)土種有22種，僅占調查區(qū)域木本植物種類的35%。調查區(qū)域的鄉(xiāng)土種木本植物按照常見程度大致為香樟、構樹、楝、女貞、野薔薇、櫸樹（Zelkova serrata樸樹（Celtis sinensis白杜（Euonymus maackii枸杞（Lycium chinense海桐（Pittosporum tobira冬青衛(wèi)矛（Euonymus japonicus棕櫚（Trachycarpus fortunei欒樹（Koelreuteria paniculata桑（Morus alba榔榆（Ulmus parvifolia扶芳藤（Euonymus fortunei石楠（Photinia serrulata小蠟（Ligustrum sinense海州常山（Clerodendrum trichotomum牛奶子（Elaeagnus umbellata合歡（Albizia julibrissin烏桕（Sapium sebiferum。

（2）草本植物

冬季，共記錄到草本植物38科106屬121種，其中牛筋草（Eleusine indica）自生草本植物頻度最高，為94.44%；夏季，共記錄到草本植物42科111屬140種，其中烏蘞莓（Cayratia japonica）自生草本植物頻度最高，為94.44%。

綜合兩次草本植物調查，參考《中國入侵植物名錄》，發(fā)現(xiàn)本區(qū)域入侵植物有38種，包括8種惡性入侵物種，分別為反枝莧（Amaranthus retroflexus鳳眼藍（Eichhornia crassipes加拿大一枝黃花（Solidago canadensis喜旱蓮子草（Alternanthera philoxeroides小蓬草（Conyza canadensis一年蓬（Erigeron annuus圓葉牽牛（Ipomoea purpurea）和鉆葉紫菀（Aster subulatus）等，其中最為常見（出現(xiàn)頻度大于80%）的為加拿大一枝黃花、喜旱蓮子草和小蓬草（表2）。

表2 入侵植物名錄Table 2 List of invasive plants

2.2 鳥類

（1）鳥類種類及數(shù)量

冬季調查共記錄到鳥類21種，隸屬3目15科，共315只次。其中按照居留型劃分，留鳥14種，冬候鳥7種，其中包括19種國家三有保護動物。冬季鳥類群落的物種生物多樣性指數(shù)為2.553，群落均勻度指數(shù)為0.839，群落優(yōu)勢度指數(shù)為0.098。群落優(yōu)勢種是八哥（Acridotheres cristatellus）、白頭鵯（Pycnonotus sinensis）和珠頸斑鳩（Spilopelia chinensis）。

夏季調查共記錄到鳥類21種，隸屬5目14科，共302只次。其中按照居留型劃分，留鳥15種，夏侯鳥5種，冬候鳥1種。包括16種國家三有保護動物。夏季鳥類群落的物種生物多樣性指數(shù)為2.188，群落均勻度指數(shù)為0.719，群落優(yōu)勢度指數(shù)為0.168。群落優(yōu)勢種是麻雀（Passer montanus）、牛背鷺（Bubulcus ibis）和家燕（Hirundo rustica）。參見圖3、圖4。

圖3 冬季（左）和夏季（右）鳥類群落居留型比例Fig.3 Percentage of bird communities in winter (left) and summer (right)

圖4 冬季（左）和夏季（右）鳥類群落的優(yōu)勢種及數(shù)量比例Fig.4 The dominant species and number ratio of bird communities in winter (left) and summer (right)

（2）鳥類生境分布

將觀察到鳥類的棲息地類型分為果園、荒地、建筑、林地、農田和水體邊，發(fā)現(xiàn)夏季和冬季鳥類種類分布相似，荒地和農田中的鳥類種類均為最多，果園和建筑最少。從數(shù)量上看，夏季荒地的鳥類數(shù)量最多，果園的鳥類數(shù)量最少；夏季農田的鳥類數(shù)量最多，水體邊和果園的鳥類數(shù)量最少。冬夏兩季的荒地和農田均為鳥類物種最豐富的棲息地類型，林地次之，水體邊的鳥類豐富度情況變化較大，果園和建筑均為物種最少（表3）。

表3 鳥類與生境之間的關系Table 3 The relationship between birds and habitat

2.3 土壤動物

（1）土壤動物種類及數(shù)量

冬季，大型土壤動物僅在ID為45、82、122、129、237、399、412的樣地中出現(xiàn)，各樣地土壤動物個體數(shù)密度關系為（單位：ind/m2）：ID129（59）＞ID45（22）=ID412（22）＞ID122（15）=ID237（15）＞ID399（7）＞ID82（4），其余樣地土壤動物密度為0。ID129的土壤動物平均密度最高，為59 ind/m2。

夏季，僅ID為219和142的樣地未采到土壤動物（ID219為建筑用地，ID142為水面）, 各樣地土壤動物個體數(shù)密度關 系 為：ID260（978）＞ID45（659）＞ID82（585）＞ID129（356）＞ID334（326）＞ID52（307）＞ID237（159）＞ID193（111）＞ID412（89）＞ID399（74）=ID72（74）＞ID33（67）＞ID232（59）＞ID377（59）＞ID395（44）＞ID122（7）＞ID142（0）=ID219（0）。

總體上來看，在個體密度最高的幾塊樣地中（ID260、ID45、ID82、ID129、ID334），除ID334之外都有一定比例的林地或可調整林地，而ID334的用地類型以農田為主（圖5）。

圖5 不同樣地大型土壤動物密度變化Fig.5 Density changes of large soil animals in different places

（2）土壤動物生境分布

調查結果如表4所示。冬季從Shannon-Wiener多樣性指數(shù)來看，2019年11月ID129樣地多樣性指數(shù)最高，為1.213，說明此樣地的物種較為豐富，群落結構相對復雜。但從均勻度指數(shù)和豐富度指數(shù)來看，ID45和ID122樣地的數(shù)值最高。ID82和ID399樣地中雖然有土壤動物的存在，但由于其物種單一，且數(shù)量只有一個，因此多樣性和豐富度均為0。

表4 各樣地大型土壤動物群落多樣性指數(shù)Table 4 Diversity index of soil macrofauna community in various plots

夏季調查結果發(fā)現(xiàn)，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)較高的樣地為：ID129＞ID237＞ID45＞ID412＞ID52，Pielou均勻度指數(shù)較高的樣地為：ID395＞ID412＞ID33＞ID232＞ID399，Margalef豐富度指數(shù)大小為：ID129＞ID52＞ID45＞ID395＞ID260。整體上看，ID129、ID52、ID45樣地的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Margalef豐富度指數(shù)均位于前列，說明三個樣地土壤動物群落多樣性較高，并且它們都包含林地，說明林地的土壤動物群落多樣性通常較高。而主要用地類型主要為荒地的樣地如ID72、ID232、ID33，土壤動物群落多樣性普遍較低。

2.4 兩棲類

（1）兩棲類種類及數(shù)量

冬季和夏季兩次分別調查到兩棲類135只和63只，隸 屬4科4屬4種。分 別 是 澤 陸 蛙（Fejervarya multistriata）、飾紋姬蛙（Microhyla fissipes）、中華蟾蜍（Bufo gargarizans）和黑斑側褶蛙（Pelophylax nigromaculatus）4種水棲型兩棲動物。樣地中的兩棲類以澤陸蛙為主，為區(qū)域優(yōu)勢種，其他三種屬于“國家保護的有益的或者有重要經(jīng)濟、科學研究價值的陸生野生動物”（圖6）。

圖6 兩棲爬行類物種數(shù)量（左）與兩棲類物種優(yōu)勢度（右）Fig.6 Number of amphibians and reptiles (left) and dominance of amphibians (right)

（2）兩棲類生境分布

調查發(fā)現(xiàn)不同兩棲類的生境分布存在差異性（表5）。澤陸蛙和飾紋姬蛙分布生境較為類似，大多數(shù)發(fā)現(xiàn)于農田及其周圍，植被覆蓋度較高的荒地和林地中同樣有分布。中華蟾蜍主要見于在項目區(qū)北面，分布于農田及靠河的路面和菜地。兩次調查均在項目區(qū)中部河邊的草地上發(fā)現(xiàn)黑斑側褶蛙。調查區(qū)域中部的果園、河流以及干旱的廢棄水塘3個樣方中未發(fā)現(xiàn)任何蛙類，可能與人為擾動有關。

表5 不同樣方兩棲類分布情況Table 5 Distribution of amphibians in different squares

2.5 昆蟲

（1）昆蟲種類及數(shù)量

在夏季調查中共采集昆蟲個體2492頭，屬于11目65科的118種物種。根據(jù)生境類型劃分，發(fā)現(xiàn)河岸帶昆蟲種類最多，同時各類生境中昆蟲的物種豐富度存在一定差異且都遠小于當?shù)氐目偽锓N數(shù)，表明各生境中昆蟲群落物種組成存在較大差異。通過物種豐富度累積曲線分析發(fā)現(xiàn)，樣線數(shù)量增加，昆蟲物種數(shù)的增加速度下降，曲線趨于平緩，表明本次調查取樣較為充分。

在秋季調查中共采集昆蟲個體2313頭，屬于9目51科的76種物種。根據(jù)生境類型劃分，同樣發(fā)現(xiàn)在河岸帶生境中昆蟲種類最為豐富，且各類生境中昆蟲的物種豐富度存都遠小于總物種數(shù)，表明各生境中昆蟲群落物種組成存在較大差異。通過物種豐富度累積曲線分析同樣也發(fā)現(xiàn)，樣線數(shù)量增加，昆蟲物種數(shù)的增加速度下降，曲線趨于平緩，表明本次調查取樣較為充分（圖7、圖8）。

圖7 夏季與秋季調查中不同生境類型中昆蟲物種豐富度Fig.7 Insect species richness in different habitat types in summer and autumn surveys

圖8 夏季（a）與秋季（b）調查中昆蟲物種豐富度累積曲線Fig.8 Cumulative curve of insect species richness in summer(a) and autumn (b) surveys

（2）昆蟲生境分布

使用R語言對昆蟲多樣性進行α多樣性分析，并采用物種豐富度、Shannon-Wiener與Simpson多樣性指數(shù)來反映各條樣線中昆蟲群落的α多樣性水平。

分析結果發(fā)現(xiàn)夏、秋兩個季節(jié)得到的結果相似。不同類型生境間昆蟲物種豐富度存在顯著差異（ANOVA: df1=4,df2=15, F=14.24, p＜0.001），河岸帶中昆蟲物種豐富度顯著高于其他4類生境。Shannon-Wiener與Simpson多樣性指數(shù)的分析結果表明河岸帶、農田和居民區(qū)中的昆蟲多樣性水平較高而荒地與綠化帶中多樣性水平較低，且不同生境類型間這兩種多樣性指標存在顯著差異（ANOVA: Shannon-Wiener指數(shù): df1=4, df2=15, F=13.01, p＜0.001; Simpson指數(shù):df1=4, df2=15, F=5.04, p=0.009）。 參見圖9。

圖9 夏季（綠色圖系）與秋季（橙色圖系）調查中不同生境類型物種豐富度（a）香農威納指數(shù)（Shannon-Wiener）（b）和辛普森（Simpson）指數(shù)（c），不同字母代表的生境類型間存在顯著差異（p＜0.05）Fig.9 Species richness (a), Shannon-Wiener index (b) and the Simpson index (c) of different habitat types in the summer and autumn survey

綜上所述，河岸帶生境具有最高的昆蟲α多樣性，農田和居民區(qū)次之，而綠化帶和荒地中昆蟲多樣性較低。造成這一格局的可能原因是河岸帶為水域與陸地生態(tài)系統(tǒng)的交錯區(qū)，適宜昆蟲生存；同時居民區(qū)中存在大量人工種植的作物如絲瓜等，為昆蟲提供大量食物資源；而綠化帶中可能由于噴灑農藥等管理措施降低了昆蟲多樣性。

2.6 浮游生物

（1）浮游生物種類和數(shù)量

項目區(qū)整體水系浮游植物密度波動范圍為7.94×107~1.55×1011個/L，整個水系浮游植物平均密度為9.49×109個/L，總體來看，水體浮游植物密度較高，存在水華爆發(fā)的風險。其中14號點浮游植被密度最大，為1.55×1011個/L，遠高于其他監(jiān)測點浮游植物密度，主要由藍藻門中偽魚腥藻和魚腥藻密度過大引起，兩種藻類密度和為1.50×1011個/L。

項目區(qū)整體水系浮游動物密度波動范圍為32.5~1047.5個/L。其中輪蟲密度最高，為157.1個/L，橈足類密度次之，為71.3個/L，枝角類密度最低，為20.3個/L。不同監(jiān)測點之間浮游動物密度差存在一定的差異，14號點浮游動物密度最高，為1047.5個/L（圖10）

圖10 浮游動物密度（上：浮游植物；下：浮游動物）Fig.10 Density of zooplankton (left: phytoplankton; right: zooplankton)

（2）浮游生物多樣性及水質評價

項目區(qū)整體水系浮游植物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)范圍在0.60~2.58之間，平均值為1.62；浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數(shù)范圍在1.32~2.42之間。用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)評價項目區(qū)整體水系水質，表現(xiàn)為中污染（表6）。

表6 中心河水系 Shannon-Wiener多樣性指數(shù)Table 6 Shannon-Wiener of the central river water system

3 結論及建議

本次調查針對上海土地整治區(qū)域的特性，通過植物、鳥類、土壤動物、兩棲類、昆蟲、浮游生物六個方面對項目區(qū)生態(tài)狀況進行綜合性評價，得到以下結論：

（1）綠化樹種中鄉(xiāng)土植物的應用比例低，并且入侵植物分布范圍廣泛，對當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)存在潛在威脅。建議適當控制入侵植物，加強對鄉(xiāng)土樹種的利用構建多層次、多種類的植物群落，以營造結構穩(wěn)定、功能完善的生態(tài)系統(tǒng)。

（2）鳥類物種多樣性指數(shù)高于上海郊區(qū)農田居民區(qū)平均水平，但難在高度開發(fā)利用和高強度人為干擾的環(huán)境中維持。建議在后期生態(tài)建設中，盡可能保留原有生境類型，并適當增加生境異質化水平，以此提高鳥類物種多樣性。

（3）土壤動物密度在林地或可調整林地較高，而在灌溉水田以及荒地密度較低，可能是由于人為干擾大、土壤條件不穩(wěn)定等原因造成。建議合理規(guī)劃灌溉水田用地面積及耕作條件，盡量利用好荒地和未利用地，合理規(guī)劃用地類型。

（4）在項目區(qū)內調查到4種蛙類，其中黑斑側褶蛙屬于國家保護的有益的或者有重要經(jīng)濟、科學研究價值的陸生野生動物，對農業(yè)生產具有很高的價值，但數(shù)量較少。建議河岸帶增加緩坡，坡岸種植水草，農田及林地中適當構建小型淺水區(qū)，用于黑斑側褶蛙的攝食與棲息。

（5）昆蟲群落在不同生境中物種豐富度與α多樣性指標均存在顯著差異，河岸帶生境具有最高的昆蟲多樣性。建議在生態(tài)規(guī)劃中作為重點營造生境。

（6）浮游生物密度較高，存在水華爆發(fā)的風險。建議在種植多種水生植物（如蘆葦、梭魚草、花葉蘆竹、金魚藻等），增加水生態(tài)生物多樣性，增強水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力。