上海土地整治规划之生态调查与研究

倪田品，黄海峰

（1. 上海市地矿工程勘察（集团）有限公司，上海 200072；2. 自然资源部大都市区国土空间生态修复工程技术创新中心，上海 200072）

从2007年十七大报告首次提出“生态文明”概念，到2015年“绿水青山就是金山银山”“山水林田湖草生命共同体”等理念提出，生态文明愈加深入人心。为保护环境、重建生态系统，全国土地整治项目正在逐步开展[1]。

上海早在20世纪80年代就已开始以“三集中”为理念的现代意义上的土地整治，并于2011年开展上海首批市级土地整治项目。土地整治目标也从原来单纯的“增量提”向锚固城乡生态空间等综合目标转变[2-4]。聚焦于“田、水、路、林、村”，在提升农业综合生产能力及耕地生态功能的基础上，整合地方文化、风貌资源、完善休闲游憩设施，配合商业功能性设施，打造以农耕为特色的市民休闲游憩生态空间[5]。

截至目前，上海已陆续开展五批市级土地整治项目，土地整治流程与技术已经成熟。但对于土地整治规划主要基于新增耕地数量与基础设施建设等方面，而对于生态方面考虑较少。目前对于土地整治规划主要体现在经济效益、社会效益和生态效益三个方面[6-10]，而其中生态效益大多借助于软件和数学模型开展景观格局分析[11-13]，将土地整治区域内的农用地、建设用地、生态景观作为准则层，选取路面硬化率、耕地率、林地覆盖率、园林率等指标作为指标层，建立评价体系，设置相应的分值，来指导土地整治规划方向[14-17]。而生态效益不仅仅是这些指标，还包括植物、土壤动物、鸟类、两栖类、昆虫[18-22]等生物指标，如景观水平和干扰因素（噪音、建筑指标等）对鸟类的分布、密度、多样性和丰富度具有不同程度的影响[23]。所以需要进一步综合各项生物指标，提高土地整治规划的合理性，同时也有助于后期土地整治效果评估提供依据。

1 调查方法

1.1 区域概况

项目区位于上海市金山区漕泾镇，东至漕泾镇沙积村，南临沪金高速，西至朱漕公路，北至金山区区界（图1）。调查区域总面积约 365.69 hm2。其中：农用地 275.84 hm2，占比 75.43%，其中耕地 222.41 hm2；建设用地 36.44 hm2，占比9.96%，其中工矿仓储用地 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。

图1 调查区域地理位置图Fig.1 Geographic location map of the survey area

1.2 调查区域选取方式

利用遥感图像，将项目区的用地类型分为灌溉水田、林地+可调整林地、河流水面、养殖水面、不透水面（宅基地+工业用地+农村道路）、荒地+其他未利用土地六大类，将项目区划分为100m×100m的网格，对每个网格的用地比例进行统计，最后将所有的网格根据6类用地比例的相似程度进行分组，形成10种用地构成，最后选择18个代表性样点进行野外采样（图2）。

图2 样点划分及采样点选择Fig.2 Sample point division and sampling point selection

1.3 调查方法

本次调查的内容包括植物、鸟类、土壤动物、两栖类、昆虫、浮游生物。植物调查参照《野生植物资源调查技术规程（LY/T 1820-2009）》；鸟类、两栖类调查方法参照《全国第二次陆生野生动物资源调查技术规程》；浮游生物调查参照《淡水浮游生物调查技术规范（SCT 9402-2010）》；土壤动物调查参照《生物多样性观测技术导则大中型土壤动物（HJ 710.10-2014）》；昆虫调查参照《县域昆虫多样性调查与评估技术规定》。调查时间分两次，分别在2019年11~12月（冬季）和2020年6月（夏季）进行。

1.4 数据处理方法

数据处理软件需要使用R语言、office 2016、Origin 2018、ArcGIS 10.3、IBM SPSS Statistics 26。

2 调查结果与分析

2.1 植物

（1）木本植物

调查区域共记录到木本植物35科54属62种，其中出现频度大于30%的物种有香樟（Cinnamomumcamphora构树（Broussonetia papyrifera楝（Melia azedarach女贞（Ligustrum lucidum柑橘（Citrus spp木犀（Osmanthus fragrans野蔷薇（Rosa multiflora柿（Diospyros kaki）和小叶黄杨（Buxus sinica var. parvifolia）（表1）。表明上述木本植物在调查区域绿化过程中应用频率较高。

表1 木本植物应用频度Table 1 Application frequency of woody plants

但调查区域木本植物乡土种比例低。对于记录到的62种木本植物，乡土种有22种，仅占调查区域木本植物种类的35%。调查区域的乡土种木本植物按照常见程度大致为香樟、构树、楝、女贞、野蔷薇、榉树（Zelkova serrata朴树（Celtis sinensis白杜（Euonymus maackii枸杞（Lycium chinense海桐（Pittosporum tobira冬青卫矛（Euonymus japonicus棕榈（Trachycarpus fortunei栾树（Koelreuteria paniculata桑（Morus alba榔榆（Ulmus parvifolia扶芳藤（Euonymus fortunei石楠（Photinia serrulata小蜡（Ligustrum sinense海州常山（Clerodendrum trichotomum牛奶子（Elaeagnus umbellata合欢（Albizia julibrissin乌桕（Sapium sebiferum。

（2）草本植物

冬季，共记录到草本植物38科106属121种，其中牛筋草（Eleusine indica）自生草本植物频度最高，为94.44%；夏季，共记录到草本植物42科111属140种，其中乌蔹莓（Cayratia japonica）自生草本植物频度最高，为94.44%。

综合两次草本植物调查，参考《中国入侵植物名录》，发现本区域入侵植物有38种，包括8种恶性入侵物种，分别为反枝苋（Amaranthus retroflexus凤眼蓝（Eichhornia crassipes加拿大一枝黄花（Solidago canadensis喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides小蓬草（Conyza canadensis一年蓬（Erigeron annuus圆叶牵牛（Ipomoea purpurea）和钻叶紫菀（Aster subulatus）等，其中最为常见（出现频度大于80%）的为加拿大一枝黄花、喜旱莲子草和小蓬草（表2）。

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

2.2 鸟类

（1）鸟类种类及数量

冬季调查共记录到鸟类21种，隶属3目15科，共315只次。其中按照居留型划分，留鸟14种，冬候鸟7种，其中包括19种国家三有保护动物。冬季鸟类群落的物种生物多样性指数为2.553，群落均匀度指数为0.839，群落优势度指数为0.098。群落优势种是八哥（Acridotheres cristatellus）、白头鹎（Pycnonotus sinensis）和珠颈斑鸠（Spilopelia chinensis）。

夏季调查共记录到鸟类21种，隶属5目14科，共302只次。其中按照居留型划分，留鸟15种，夏侯鸟5种，冬候鸟1种。包括16种国家三有保护动物。夏季鸟类群落的物种生物多样性指数为2.188，群落均匀度指数为0.719，群落优势度指数为0.168。群落优势种是麻雀（Passer montanus）、牛背鹭（Bubulcus ibis）和家燕（Hirundo rustica）。参见图3、图4。

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

图4 冬季（左）和夏季（右）鸟类群落的优势种及数量比例Fig.4 The dominant species and number ratio of bird communities in winter (left) and summer (right)

（2）鸟类生境分布

将观察到鸟类的栖息地类型分为果园、荒地、建筑、林地、农田和水体边，发现夏季和冬季鸟类种类分布相似，荒地和农田中的鸟类种类均为最多，果园和建筑最少。从数量上看，夏季荒地的鸟类数量最多，果园的鸟类数量最少；夏季农田的鸟类数量最多，水体边和果园的鸟类数量最少。冬夏两季的荒地和农田均为鸟类物种最丰富的栖息地类型，林地次之，水体边的鸟类丰富度情况变化较大，果园和建筑均为物种最少（表3）。

表3 鸟类与生境之间的关系Table 3 The relationship between birds and habitat

2.3 土壤动物

（1）土壤动物种类及数量

冬季，大型土壤动物仅在ID为45、82、122、129、237、399、412的样地中出现，各样地土壤动物个体数密度关系为（单位：ind/m2）：ID129（59）＞ID45（22）=ID412（22）＞ID122（15）=ID237（15）＞ID399（7）＞ID82（4），其余样地土壤动物密度为0。ID129的土壤动物平均密度最高，为59 ind/m2。

夏季，仅ID为219和142的样地未采到土壤动物（ID219为建筑用地，ID142为水面）, 各样地土壤动物个体数密度关 系 为：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）。

总体上来看，在个体密度最高的几块样地中（ID260、ID45、ID82、ID129、ID334），除ID334之外都有一定比例的林地或可调整林地，而ID334的用地类型以农田为主（图5）。

图5 不同样地大型土壤动物密度变化Fig.5 Density changes of large soil animals in different places

（2）土壤动物生境分布

调查结果如表4所示。冬季从Shannon-Wiener多样性指数来看，2019年11月ID129样地多样性指数最高，为1.213，说明此样地的物种较为丰富，群落结构相对复杂。但从均匀度指数和丰富度指数来看，ID45和ID122样地的数值最高。ID82和ID399样地中虽然有土壤动物的存在，但由于其物种单一，且数量只有一个，因此多样性和丰富度均为0。

表4 各样地大型土壤动物群落多样性指数Table 4 Diversity index of soil macrofauna community in various plots

夏季调查结果发现，Shannon-Wiener多样性指数较高的样地为：ID129＞ID237＞ID45＞ID412＞ID52，Pielou均匀度指数较高的样地为：ID395＞ID412＞ID33＞ID232＞ID399，Margalef丰富度指数大小为：ID129＞ID52＞ID45＞ID395＞ID260。整体上看，ID129、ID52、ID45样地的Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数均位于前列，说明三个样地土壤动物群落多样性较高，并且它们都包含林地，说明林地的土壤动物群落多样性通常较高。而主要用地类型主要为荒地的样地如ID72、ID232、ID33，土壤动物群落多样性普遍较低。

2.4 两栖类

（1）两栖类种类及数量

冬季和夏季两次分别调查到两栖类135只和63只，隶 属4科4属4种。分 别 是 泽 陆 蛙（Fejervarya multistriata）、饰纹姬蛙（Microhyla fissipes）、中华蟾蜍（Bufo gargarizans）和黑斑侧褶蛙（Pelophylax nigromaculatus）4种水栖型两栖动物。样地中的两栖类以泽陆蛙为主，为区域优势种，其他三种属于“国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的陆生野生动物”（图6）。

图6 两栖爬行类物种数量（左）与两栖类物种优势度（右）Fig.6 Number of amphibians and reptiles (left) and dominance of amphibians (right)

（2）两栖类生境分布

调查发现不同两栖类的生境分布存在差异性（表5）。泽陆蛙和饰纹姬蛙分布生境较为类似，大多数发现于农田及其周围，植被覆盖度较高的荒地和林地中同样有分布。中华蟾蜍主要见于在项目区北面，分布于农田及靠河的路面和菜地。两次调查均在项目区中部河边的草地上发现黑斑侧褶蛙。调查区域中部的果园、河流以及干旱的废弃水塘3个样方中未发现任何蛙类，可能与人为扰动有关。

表5 不同样方两栖类分布情况Table 5 Distribution of amphibians in different squares

2.5 昆虫

（1）昆虫种类及数量

在夏季调查中共采集昆虫个体2492头，属于11目65科的118种物种。根据生境类型划分，发现河岸带昆虫种类最多，同时各类生境中昆虫的物种丰富度存在一定差异且都远小于当地的总物种数，表明各生境中昆虫群落物种组成存在较大差异。通过物种丰富度累积曲线分析发现，样线数量增加，昆虫物种数的增加速度下降，曲线趋于平缓，表明本次调查取样较为充分。

在秋季调查中共采集昆虫个体2313头，属于9目51科的76种物种。根据生境类型划分，同样发现在河岸带生境中昆虫种类最为丰富，且各类生境中昆虫的物种丰富度存都远小于总物种数，表明各生境中昆虫群落物种组成存在较大差异。通过物种丰富度累积曲线分析同样也发现，样线数量增加，昆虫物种数的增加速度下降，曲线趋于平缓，表明本次调查取样较为充分（图7、图8）。

图7 夏季与秋季调查中不同生境类型中昆虫物种丰富度Fig.7 Insect species richness in different habitat types in summer and autumn surveys

图8 夏季（a）与秋季（b）调查中昆虫物种丰富度累积曲线Fig.8 Cumulative curve of insect species richness in summer(a) and autumn (b) surveys

（2）昆虫生境分布

使用R语言对昆虫多样性进行α多样性分析，并采用物种丰富度、Shannon-Wiener与Simpson多样性指数来反映各条样线中昆虫群落的α多样性水平。

分析结果发现夏、秋两个季节得到的结果相似。不同类型生境间昆虫物种丰富度存在显著差异（ANOVA: df1=4,df2=15, F=14.24, p＜0.001），河岸带中昆虫物种丰富度显著高于其他4类生境。Shannon-Wiener与Simpson多样性指数的分析结果表明河岸带、农田和居民区中的昆虫多样性水平较高而荒地与绿化带中多样性水平较低，且不同生境类型间这两种多样性指标存在显著差异（ANOVA: Shannon-Wiener指数: df1=4, df2=15, F=13.01, p＜0.001; Simpson指数:df1=4, df2=15, F=5.04, p=0.009）。 参见图9。

图9 夏季（绿色图系）与秋季（橙色图系）调查中不同生境类型物种丰富度（a）香农威纳指数（Shannon-Wiener）（b）和辛普森（Simpson）指数（c），不同字母代表的生境类型间存在显著差异（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

综上所述，河岸带生境具有最高的昆虫α多样性，农田和居民区次之，而绿化带和荒地中昆虫多样性较低。造成这一格局的可能原因是河岸带为水域与陆地生态系统的交错区，适宜昆虫生存；同时居民区中存在大量人工种植的作物如丝瓜等，为昆虫提供大量食物资源；而绿化带中可能由于喷洒农药等管理措施降低了昆虫多样性。

2.6 浮游生物

（1）浮游生物种类和数量

项目区整体水系浮游植物密度波动范围为7.94×107~1.55×1011个/L，整个水系浮游植物平均密度为9.49×109个/L，总体来看，水体浮游植物密度较高，存在水华爆发的风险。其中14号点浮游植被密度最大，为1.55×1011个/L，远高于其他监测点浮游植物密度，主要由蓝藻门中伪鱼腥藻和鱼腥藻密度过大引起，两种藻类密度和为1.50×1011个/L。

项目区整体水系浮游动物密度波动范围为32.5~1047.5个/L。其中轮虫密度最高，为157.1个/L，桡足类密度次之，为71.3个/L，枝角类密度最低，为20.3个/L。不同监测点之间浮游动物密度差存在一定的差异，14号点浮游动物密度最高，为1047.5个/L（图10）

图10 浮游动物密度（上：浮游植物；下：浮游动物）Fig.10 Density of zooplankton (left: phytoplankton; right: zooplankton)

（2）浮游生物多样性及水质评价

项目区整体水系浮游植物Shannon-Wiener多样性指数范围在0.60~2.58之间，平均值为1.62；浮游动物Shannon-Wiener多样性指数范围在1.32~2.42之间。用Shannon-Wiener多样性指数评价项目区整体水系水质，表现为中污染（表6）。

表6 中心河水系 Shannon-Wiener多样性指数Table 6 Shannon-Wiener of the central river water system

3 结论及建议

本次调查针对上海土地整治区域的特性，通过植物、鸟类、土壤动物、两栖类、昆虫、浮游生物六个方面对项目区生态状况进行综合性评价，得到以下结论：

（1）绿化树种中乡土植物的应用比例低，并且入侵植物分布范围广泛，对当地生态系统存在潜在威胁。建议适当控制入侵植物，加强对乡土树种的利用构建多层次、多种类的植物群落，以营造结构稳定、功能完善的生态系统。

（2）鸟类物种多样性指数高于上海郊区农田居民区平均水平，但难在高度开发利用和高强度人为干扰的环境中维持。建议在后期生态建设中，尽可能保留原有生境类型，并适当增加生境异质化水平，以此提高鸟类物种多样性。

（3）土壤动物密度在林地或可调整林地较高，而在灌溉水田以及荒地密度较低，可能是由于人为干扰大、土壤条件不稳定等原因造成。建议合理规划灌溉水田用地面积及耕作条件，尽量利用好荒地和未利用地，合理规划用地类型。

（4）在项目区内调查到4种蛙类，其中黑斑侧褶蛙属于国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的陆生野生动物，对农业生产具有很高的价值，但数量较少。建议河岸带增加缓坡，坡岸种植水草，农田及林地中适当构建小型浅水区，用于黑斑侧褶蛙的摄食与栖息。

（5）昆虫群落在不同生境中物种丰富度与α多样性指标均存在显著差异，河岸带生境具有最高的昆虫多样性。建议在生态规划中作为重点营造生境。

（6）浮游生物密度较高，存在水华爆发的风险。建议在种植多种水生植物（如芦苇、梭鱼草、花叶芦竹、金鱼藻等），增加水生态生物多样性，增强水生态系统稳定性，提高生态系统自我调节能力。