蘇芝敏，張紅星*，任玉芬，趙娟娟，郭培培，孫旭，王效科，歐陽志云，逯非，周偉奇

1.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心，城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室，北京100085

2.北京京津冀區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化與綜合治理國家野外科學(xué)觀測研究站，北京100085

3.西南大學(xué)，園藝園林學(xué)院，重慶 400715

4.生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院，北京 100012

引 言

隨著城市的不斷發(fā)展，城市綠地已成為人類接觸大自然的主要場所。城市植物是城市綠地的主要組成部分，是其他城市野生生物生存的重要載體和依托[1]。城市植被可為野生動物提供直接的食物和庇護(hù)所。但是，由于人類對植物的偏好而對城市綠地進(jìn)行人為設(shè)計和管理，自然景觀受到嚴(yán)重的破壞，城市植物的種類組成和多樣性發(fā)生了重大的改變[2-3]，進(jìn)而影響到其他城市生物的多樣性。因此，城市植物多樣性的長期定點監(jiān)測與研究對保護(hù)城市生物多樣性具有重要的意義。

北京是我國的首都，新中國成立后其城區(qū)面積迅速擴(kuò)張[4]，城市化速度之快堪稱典型。城區(qū)龐大的道路和建筑系統(tǒng)擠占了大量的自然空間，人類活動的干擾使城市植物在種類、區(qū)系、來源、生活型和群叢等方面都發(fā)生了巨大的變化[5]，但是鮮有對其進(jìn)行長期系統(tǒng)的監(jiān)測。中國科學(xué)院植物研究所主要在《北京植物志（1992年修訂版）》的基礎(chǔ)上，結(jié)合其他文獻(xiàn)資料和實地調(diào)查，對北京地區(qū)的維管植物名錄進(jìn)行整理和更新，最終形成北京維管植物編目和分布數(shù)據(jù)集[6]，對北京區(qū)域植物多樣性研究具有重要的參考價值。但是，這類生物資源名錄往往更加關(guān)注自然生態(tài)系統(tǒng)中的物種，對于人口密集區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)注有限。因此，有必要針對北京城區(qū)中的植物物種名錄進(jìn)行梳理。

北京城市生態(tài)系統(tǒng)研究站于2001年建站，并于2003年開展城市植物物種抽樣調(diào)查[7]，經(jīng)過多年的探索和改進(jìn)，形成適合城市綠地植物特點的調(diào)查方法和指標(biāo)體系[8-10]；在此基礎(chǔ)上，逐步構(gòu)建包含301個樣點、8種綠地類型（公園、單位、商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、河道、社區(qū)公園、苗圃、道路）的北京城市生態(tài)系統(tǒng)植物長期監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)（圖1），并于2007、2014和2020年開展全面的植物物種調(diào)查[11-14]。本數(shù)據(jù)集整理了3次系統(tǒng)調(diào)查的城市維管植物物種數(shù)據(jù)，為深入研究城市生態(tài)系統(tǒng)植物種類構(gòu)成及分布格局提供本底資料，為城市生物多樣性保護(hù)和城市綠地景觀規(guī)劃等提供數(shù)據(jù)支撐，對推動我國城市生態(tài)學(xué)研究具有重要意義。

1 數(shù)據(jù)采集和處理方法

1.1 調(diào)查地點概況

北京市地處華北平原的西北邊緣，毗鄰渤海灣，上靠遼東半島，下臨山東半島。東南部為平原，一般海拔在20-60 m；西北部為燕山、太行山山地，一般海拔在1000-1500 m。氣候類型為暖溫帶半濕潤氣候，年均氣溫10-12℃，年均降水量500 mm。北京總面積16410 km2，包括16個行政區(qū)縣，其中2個核心城區(qū)（東城、西城），4個近郊區(qū)（朝陽、海淀、豐臺、石景山），10個遠(yuǎn)郊區(qū)縣（房山、大興、通州、順義、昌平、平谷、密云、懷柔、延慶、門頭溝）。據(jù)《北京植物志》（1992年修訂版）統(tǒng)計，北京地區(qū)有維管植物169科898屬2088種[15]。本數(shù)據(jù)集的調(diào)查區(qū)域為北京市五環(huán)路以內(nèi)的建成區(qū)（39°45′-40°2′N, 116°11′-116°33′E），面積為 670 km2，涉及 2 個核心城區(qū)和 4 個近郊區(qū)。

1.2 調(diào)查方法

根據(jù)城市綠地的特點，城市植物長期監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)主要以綠地斑塊為取樣單位，采用分層隨機(jī)抽樣調(diào)查法和網(wǎng)格調(diào)查法相結(jié)合進(jìn)行樣點篩選布局[16-17]。利用遙感影像將北京市五環(huán)內(nèi)區(qū)域劃分為2 km× 2 km的網(wǎng)格。在每個網(wǎng)格中隨機(jī)選取若干個樣點，在樣點內(nèi)的綠地斑塊設(shè)置20 m × 20 m或者大小為400 m2的樣方進(jìn)行喬木和灌木調(diào)查。根據(jù)《北京市城市園林綠化普查資料匯編》（2005）[18]公布的每種土地類型面積權(quán)重來確定每種城市綠地類型內(nèi)的樣方取樣數(shù)。在每個400 m2樣方內(nèi)再隨機(jī)選取3-5個1 m × 1 m的小樣方開展草本植物調(diào)查。對于面積較小、不能滿足400 m2的綠地斑塊，則進(jìn)行全斑塊調(diào)查。本植物物種數(shù)據(jù)集是基于2007、2014和2020年在北京城區(qū)中開展的實地調(diào)查結(jié)果整理而成。2007年調(diào)查了192個樣點（928個樣方），2014年調(diào)查了300個樣點（300個樣方），2020年調(diào)查了258個樣點（258個樣方）。

圖1 北京城市生態(tài)系統(tǒng)研究站植物長期監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)Figure 1 The long-term monitoring network for the plants of Beijing Urban Ecosystem Research Station

1.3 數(shù)據(jù)整理

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查記錄、拍攝照片憑證及標(biāo)本憑證整理北京城區(qū)植物物種名錄。植物中文種名稱主要根據(jù)《中國植物志》（1959-2004）[19]和《北京植物志》（1992年修訂版）確定，對于三次調(diào)查結(jié)果中出現(xiàn)兩個或多個不同名稱實際是同一物種時，合并為一條記錄并統(tǒng)一名稱，并在 iPlant植物智（http://www.iplant.cn/）進(jìn)行科名、屬名和拉丁名的比對、訂正和補(bǔ)充。植物生活型根據(jù)《中國植物志》（1959-2004）、《北京植物志》（1992年修訂版）以及iPlant植物智的記錄進(jìn)行區(qū)分。

2 數(shù)據(jù)樣本描述

2.1 植物物種名錄

北京城區(qū)植物物種名錄數(shù)據(jù)表記錄有130科535屬1059種植物。本數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)內(nèi)容共包括10個字段，分別是序號、科中文名、科拉丁名、屬中文名、屬拉丁名、種名、種拉丁名、生活型、記錄年份和備注（如表1）。

表1 數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)示例Table 1 Example for the datasheet structure

根據(jù)植物物種名錄數(shù)據(jù)集，菊科、禾本科、薔薇科、豆科、唇形科、百合科、木犀科、莎草科、楊柳科、茄科和忍冬科植物是北京城區(qū)中的物種多樣性最高的10個科，前5個科的單科物種數(shù)均高于60種，菊科植物甚至達(dá)到121種（圖2）。優(yōu)勢物種包括國槐、油松、毛白楊、圓柏、銀杏、刺槐、白皮松等喬木，大葉黃楊、金葉女貞、月季、紫葉小檗、小葉黃楊、連翹等灌木，草地早熟禾、狗尾草、麥冬、馬唐等草本植物。由于城市綠地的功能和服務(wù)對象不同，各類功能綠地的植物種類結(jié)構(gòu)有所差異。植物豐富度以公園綠地最高，其次是公共設(shè)施綠地和居住區(qū)綠地。公園綠地、防護(hù)綠地和道路綠地的喬木植物多樣性高于灌木和草本；公共設(shè)施綠地和居住區(qū)綠地的草本植物多樣性高于灌木。

2.2 監(jiān)測樣點列表

北京城市生態(tài)系統(tǒng)研究站植物長期監(jiān)測樣點列表包括北京城區(qū)五環(huán)路內(nèi)的301個城市綠地，數(shù)據(jù)字段包含樣點編號、綠地類型、地點、經(jīng)度和緯度等信息。根據(jù)城市綠地功能將301個綠地分為公園、居住區(qū)、道路、單位、河道、商業(yè)區(qū)、社區(qū)公園和苗圃8種綠地類型。其中，公園綠地的樣點數(shù)量最多，達(dá)到90個；居住區(qū)和道路次之，分別有61個和57個；苗圃數(shù)量最少，僅有8個（圖3）。各類型之間的樣點數(shù)量差異主要與不同類型綠地在城區(qū)中的總數(shù)差異有關(guān)。

圖2 北京城區(qū)中單科物種數(shù)排名前十植物科Figure 2 Top 10 plant families with most species in Beijing urban areas

圖3 不同城市綠地類型監(jiān)測樣點數(shù)量Figure 3 The number of monitoring plots among different types of urban green space

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和評估

為保證城市植物觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量，北京城市生態(tài)系統(tǒng)研究站采取以下數(shù)據(jù)質(zhì)量控制措施：

（1）制定了《城市生態(tài)系統(tǒng)生物調(diào)查觀測規(guī)范與方法》，不同時間、不同人員采用統(tǒng)一的調(diào)查觀測指標(biāo)體系和調(diào)查方法。

（2）制定了物種鑒定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，開展物種鑒定及觀測的理論和實踐培訓(xùn)，提升調(diào)查人員的業(yè)務(wù)能力。

（3）成立數(shù)據(jù)質(zhì)量控制小組，對數(shù)據(jù)進(jìn)行多級循環(huán)校對和審核。

4 數(shù)據(jù)價值

城市植物是城市生物多樣性的重要組成部分。本數(shù)據(jù)集收錄了自2007年以來分布于北京城區(qū)各功能綠地中的喬灌草植物物種名錄，是開展城市植物多樣性格局演變研究、探索生物多樣性及生態(tài)保護(hù)的基礎(chǔ)資料。長期持續(xù)監(jiān)測城市植物多樣性，對開展城市生物多樣性時空格局演變規(guī)律及城市化的驅(qū)動機(jī)制研究具有重要意義。

致 謝

感謝參與野外調(diào)查的工作組成員和志愿者的辛苦付出。