城市生态廊道构建理念及关键技术

城市生态廊道构建理念及关键技术

达良俊1,2,3 余 倩1 蔡北溟1

1 华东师范大学环境科学系 上海 200062

2 上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室 上海 200062

3 浙江天童森林生态系统国家野外科学观测研究站 上海 200062

文章归纳了城市生态廊道的概念和内涵，重点讨论了廊道的生境和通道功能，分析了城市生态廊道建设中存在的宽度确定、群落配置和廊道连接等关键技术问题，并针对上海目前分布的主要6种野生兽类确定了合理的廊道宽度，提出了以近自然理念为指导，配置城市“地标性”植物群落的廊道构建模式，并借鉴国外研究成果，提出“生态道路（eco-road）”建设的初步设想。

1 城市生态廊道的主要功能

生态廊道(Ecological Corridor)是一种与相邻两边环境不同的线状或带状斑块区域[1]，具有保护生物多样性、过滤或阻抑物质、防止水土流失、防风固沙、调控洪水等生态服务功能[2]，是支撑生态体系运作的重要一环[3]。城市生态廊道是具有生态功能的城市绿色景观空间类型，由纵横交错的沿道路、河流林带系统构成，并与绿色节点有机结合，形成城市生态网络系统[4-5]。

作为城市生态廊道主体的林带，基本功能主要分为两方面：第一是生态功能，第二是景观美学功能。

笔者认为林带更应被赋予重要的生境（h a b i t a t）功能与通道（c o n d u i t）功能，即为野生动物的生存和繁殖提供所需的资源(食物、

庇护所、水)和环境条件，在提供栖

息空间的同时，成为其移动及传递生

物信息的通道。在个体水平上，是动

物日常活动及季节移动的通道[6]；由

于能够提高斑块间物种迁移率，方

便不同斑块个体间的交配[7]，在种群

水平上，它又是种群扩散、基因交

流，乃至气候变动时物种在分布区

域间迁移的通路，对生物多样性的

保护起到了重要作用。

2 城市生态廊道构建中需解决的

关键技术问题

近年，森林城市成为城市生

态建设的一个重要环节和步骤，贵

阳、沈阳、长沙、成都、广州、杭

州、威海、宝鸡、临安、无锡等地

相继开展包括片林、沿河沿路、环

工业区、环城镇林带在内的城市森

林建设，取得了重大成就[8]。上海

从2003年起开始现代城市森林发

展规划研究，除大型片林之外，

规划建设了宽1000m的环淀山湖、

宽500m的黄浦江两岸水源涵养

林，长97k m宽500m的外环林带，

长23.5k m宽30～200m不等的张家

浜滨水绿带，城市森林面积已达

11.63%。

由于林带的建设大都集中于

景观、防污染隔离或部分游憩功能

的追求，在规划设计、建设实施及

经营管理的三个层面，忽略了林带

的生态廊道功能。在人们关注城市

生物多样性，甚至尝试让乡土动物

回归故土、恢复区域原有动物相

（fauna）的当今，已建成的林带在

功能上略显欠缺。因此，如何对已

建林带生态廊道化以及构建具有生

态廊道功能的林带，是当前城市森

林建设中必须考虑和亟待解决的关

键科学、技术问题。在具体的实践

中，林带宽度、群落配置、林段连

接是目前城市生态廊道建设的瓶颈

问题。

2.1 林带宽度的设计

宽度是城市生态廊道设计中

需要考虑的重要问题之一，对其生

态功能的发挥有着重要的影响。宽

度过窄的廊道会对敏感物种不利，

所产生的边缘效应(edge effect)会

降低边缘种和内部种的数量，也会

影响廊道中物种的分布和迁移[9]；

但廊道也不宜过宽，否则促使生物

在两侧间的运动，从而增长动物的

行走时间，增加暴露于捕食者的机

会，而在城市土地资源异常紧缺现

状下，既不符合省地原则，又难以

操作实现。

如何科学合理确定具有生态廊

道功能的林带宽度是关键的科学技

术问题。

2.2 植物群落的配置

植物群落是构成林带的基本单元，其多样性以及结构配置对林带生态廊道功能的发挥起着重要作用。而城市林带植物群落的构建目前普遍存在群落类型单一、结构配置不合理、乡土树种利用率低、自然度不高等问题[10]。

林带建设大都运用规则式布局模式，区段内群落类型单一；群落构建多采用纯林式种植模式，结构配置不合理，“乔灌草藤”结合不充分；高强度的管护造成灌木层和草本层的不足甚至缺失，直接影响到群落的更新，无法形成自循环、自维持机制[11]。

在植物选择、群落配置上，外来引入树种比例较大，乡土植物考虑不足，造成林带过于人工化，自然度不高，缺乏乡土气息。上海中心城区绿地植物群落多样性研究结果表明，也存在上述问题。

因此，如何构建适宜本土动物栖息、繁衍，也能被动物认知、认可的“地标性”植物群落是城市生态廊道的又一关键技术问题。

2.3 廊道的连接

连接度(connectivity)是指生态廊道上各点的联接程度，是廊道在空间上、功能上及物质流动上的连续性，包括廊道与廊道、廊道与斑块、斑块与斑块之间的连接。对于野生动物来说，廊道必须是一个在结构和功能上的连续体。研究表明动物在连续点上物种的通过率要比非连续点高得多。廊道缺口（g a p）是物种迁移中很大的障碍，由于它的开放性，以及其中的非生物条件，会导致一些动物迁移过程中的高死亡率[12]。人类活动使城市林带被道路、河流、建筑物等“寸断”，形成被分割的林段，并未贯通连接在一起，严重制约、阻碍了栖息于其中的移动能力较弱的

两栖爬行类及兽类的活动、移动范

围，强行的穿越甚至引起道路杀伤

（r o a d-k i l l）[13]，影响生物信息的

传递与交流，无法发挥生态廊道的

功能。

如何有机连接“寸断化”的林

段，贯通林带并形成结构与功能完

整的城市森林网络体系也是亟待解

决的关键技术问题。

3 上海城市生态廊道建设尝试与

思考

3.1 以保护兽类为目标种的生态

廊道宽度设计

生态廊道的边缘效应对于其宽

度具有很大的影响，同时廊道内部

及周边的栖息地质量、人类利用廊

道的方式、目标保护物种和廊道的

长度等因素也对廊道的宽度具有决

定性作用[2,9]，所以在构建城市生

态廊道时，必须先确认需保护的目

标野生动物[14]，根据特征确定廊道

宽度，以求能在满足基本功能的同

时也发挥保护野生动物的功能。

国内外学者对于生态廊道的规

模即最小宽度的设定一直持不同意

见。在日本,针对不同的保护动物

计算出了相应的生态廊道宽度，如

黑熊为10km，日本猕猴为数公里，

日本赤狐为1km[15]。朱强等[2]总结已

有研究成果，针对不同的目标动物

种归纳出具针对性的生态廊道适宜

宽度（表1）。

笔者于2004年以上海市重点

野生保护兽类为对象，根据由井、

Harrison基于动物活动圈直径的计算

公式，并结合Marcelo对动物体重的

考虑，提出各重点野生保护兽类生

态廊道的建议宽度(表2，表3),其

与朱强等的结果基本一致。

在此基础上，达良俊等[6]结合

重点野生保护兽类在上海的具体分

布情况，对城市森林网络体系中生

表1 不同目标生物种生态廊道的适宜宽度

宽度功能及特点

3~12m廊道宽度与鸟类的物种多样性之间基本无相关性；基本满足保护无脊椎动物种群功能

12~30m对于鸟类来说，12m是区别线状和带状廊道的宽度阈值；能够包含鸟类多数的边缘种；满足鸟类迁徙；保护无脊椎动物种群

和小型哺乳动物

30~60m含有较多鸟类边缘种；基本满足动物迁徙以及生物多样性保护的功能；保护两栖、爬行和小型哺乳类动物

60/80~100m对于鸟类来说，具有较大的多样性和较多的内部种

100~500m保护鸟类和生物多样性较为合适的宽度

≥600~1200m含有较多鸟类内部种；能够满足中等及大型哺乳动物的迁移；

能创造自然的、物种丰富的景观结构

态廊道的沿河流、沿道路林带的宽

度分别进行了设计。在一级河流两

侧建设200m宽的防护林带，以满

足分布较广的动物活动的需求；而

豹猫、猪獾、貉多分布于松江佘山

所在的上海西南地区，在这些重点

区域，规划了淀山湖周围1000m以

上的大型生态保护林带，黄浦江中

上游及其干流两侧各500m宽的水

源涵养林带。针对沿道路林带，

外环线外侧建设500m宽的大型林

带；在郊环线的快速干道两侧，各

规划250m宽的林带；其它快速干

道和主要公路两侧规划100～200m

宽的林带，以求在改善生态环境的

同时，也能为黄鼬、刺猬、华南兔

等小型兽类提供迁移的通道。

12

表2 上海市野生保护动物特征及分布

名称特点分布数量

豹猫(Felis bengalensis)中型野生兽类，重2～3kg，

行动圈面积约225 hm2金山、松江、奉贤、青浦

分布最广

松江约120只，全郊区约400只

猪獾(Arctonyx collaris)中型野生兽类，重15kg，

行动圈面积约74 hm2在郊区零星分布，除佘山外，

松江和奉贤也有分布

佘山地区估计不少于100只

刺猬(Erinaceus europaeus)重0.3~1kg，分布密度

为212.18只/km2(行动圈

面积约8.2 hm2)所有郊县都有分布，崇明

最多

全市约2.7万只

貉(Nyctereutes procyohoides)中型野生兽类，重5～7kg，

行动圈面积40 hm2

在郊区零星分布，除佘山外，

在松江和奉贤也有分布

佘山地区估计约50只

黄鼬(Mustela sibirica)小型皮毛兽，重0.3～0.6k g，

平均巢区面积为17hm2宝山、崇明、嘉定、金山

较为集中

全市估计2万多只

华南兔(Lepus sinensis)重1～2.5kg，平均密度为

24.2只/km2（行动圈面积

为4.2 hm2）

金山分布最广郊区估计有1.2万只

表3 上海市野生保护动物最小廊道宽度

种名体重/kg行动圈面积/hm2廊道最小宽度W/m建议宽度/m

2W2=S W=D体重<2 kg的动物/m

豹猫2~322510611693>1901000~1700猪獾1574608971—600~1000

刺猬0.3~18.2202323190200~300

貉5~740447714—450~700

黄鼬0.3~0.617292465190200~450

华南兔1~2.5 4.2145231190150~250

3.2 以近自然为理念的城市“地标性”植物群落构建

近自然森林理念，源于日本著名生态学家宫胁昭（Miyawaki）教授提出的“环境保护林”概念，其核心是生态学的群落演替和潜在自然植被理论，关键技术是选择乡土树种即区域潜在自然植被主要建群种和优势种，采用容器育苗手段，应用模拟自然、接近自然的配置及种植手法。所形成的群落具结构完整、多样性丰富，生物量高、生态效益显著、“少人工管护型”等特点。其既能表征区域自然植被特色，烘托城市自然、地理环境[16]，又能被乡土动物所认知、认可，并栖息、繁衍、迁移其中，是城市又一类具生命的自然地标。

根据本地气候和土壤条件，上海城市“地标性”植物群落类型，应定位于含有落叶成分的常绿阔叶林，沿河及低洼地以落叶阔叶林为

主。在树种选择上优先选用乡土树

种和适应上海生境条件的驯化种，

在乔木层采用常绿树红楠、青冈、

苦槠、女贞、落叶树苦楝、旱柳、

乌桕、枫杨、枫香、朴树等乡土树

种，灌木层则采用海桐、小蜡、构

骨冬青、大叶黄杨等耐阴常绿树

种，同时也应根据不同观赏特性和

栽培条件增加灌木树种数量和种类，

如金银忍冬、接骨木和牡荆等，此

外，还可选择蜜源和鸟嗜植物，吸引

昆虫和鸟类在林带中栖息[11]。遵循

植物的生态位和生长规律以及群落

演替规律，采用近自然型模式，实

施“动态型”群落配置与建设。在

群落管理上，应以“零管护”和少

管护为目标，提倡近自然型的管理

模式，尽可能使整个群落处于自维

持、自循环状态，在取得低管理成

本的同时，不打扰、破坏野生动物

栖息空间与生境。

在上海，相继开展了城市近自

然型“地标性”植物群落建设的尝

试并获得了成功。从2000年至今，

在上海浦东地区、外环林带、大学

新校区生态实验林，用模拟自然、

接近自然的种植模式建造了多个乔

木层为红楠、青冈、青栲等 ,灌木

层为女贞、海桐、大叶黄杨等的示

范地，目前群落已形成一定规模，

在无人管护条件下发育良好，正在

成为上海城市极具生命力的自然物

地标。

综上，“地标性”植物群落的

建设在技术上是可行的，其群落结

构合理，可以实现自我更新、自我

维持，生态效益显著，后期管护成

本低廉，并成为本土动

3.3 关于生态道路建设

生态道路是保护及善待生物与

自然的道路建设工程。20世纪70年

13

代末，以保护生物生存栖息环境为目标的道路设计指南以及设计规范的面世。目前生态道路建设仅局限于对珍稀濒危动物保护的特例上，尚未普及到保护其伴生种以及一般物种层面上。研究探索我国生态道路建设的机制与技术体系不久亦将提到城市生态建设议程。在这里不再论述，笔者将另文专门讨论。

4 结语

近年，上海在尝试“引獐归家”工程，旨在使獐这种本属上海本土的，但在城市化进程中消失的动物重归故里[17]，已开始在外环林带的近自然型“地标性”植物群落林段中进行放养试验，目前已有个体开始繁殖，市民称赞说“獐回家了”。但由于大部分的林段自然度不高且被人为隔离，故只能对其进行圈养，在整个外环林带中的长期定居和自由迁移尚无法实现。

当前也有人提出将离家多年的喜鹊重新引入城区。鉴于目前现状，本土动物过早引进，可能欲速不达。

咎其根源，主要是由于城市中的主体是人，城市规划建设均从人的角度出发，以期达到人类利益的最大化，并没有考虑到人与自然的和谐共处，城市需要保证人类自身的利益，让人的生活更美好，也需要身边的生物朋友与我们为伍，提供其良好的栖息空间。

如何应用近自然理念，构建“地标性”植物群落景观，将生态廊道有机融入到城市规划建设之中，还需要职能部门的重视以及规划师和生态学者的共同努力。

Concepts and Key Techniques for Construction of Ecological Corridors in Urban Area:

Da Liang jun1.2,3, Yu Qian1, Cai Bei ming1（1.D e p a r t m e n t o f E n v i r o n m e n t

Science, East China Normal University,

Shanghai200062, China;2.Shanghai Key

Laboratory for Ecology of Urbanization

Process and Eco-restoration, East China

Normal University, Shanghai　200062,

China；3.Tiantong National Forest

Ecosystem Research Station, Shanghai　

200062, China）

Abstract: The concept and implications

of urban ecological corridors were

summarized, highlighting the habitat

and pathway functions of the corridors.

Key technical issues in construction of

ecological corridors such as setting up

the width of corridors, the compositions

of communities, and connection between

corridors were analyzed. For six main

species of wild beasts in Shanghai,

reasonable corridor widths for them

were determined. A model of corridor

construction was proposed to configure

urban “landmark” plant communities,

according to the guidelines of close-to-

nature concept. A premature idea was

proposed on construction of “eco-road”

by referring to research achievements in

foreign countries

Key words: Biodiversity conservation;

Width of corridor; Community structure;

Cropping patterns; Eco-road

致谢：在论文写作过程中，本教研室

张凯旋、商侃侃、宋坤、郭雪艳、施

文、王婕等同学给予了建议和帮助，

在此表示诚挚的感谢!

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收稿日期：2010-05-10

基金项目：“十一五”国家科技支撑

计划重点项目（2008BAJ10B04）、华

东师范大学“211工程”三期重点学科

建设项目、日本文部科学技术省项目

（S0801024）及国家自然科学基金面

上项目(40971041)。

作者简介：达良俊，日本国立千叶大

学理学博士，华东师范大学环境科学

系、上海市城市化生态过程与生态恢

复重点实验室教授，从事城市生态学

和植被生态学研究。

14