城市绿地与居民健康福祉密切相关,绿地暴露所带来的多重健康效益已经成为耦合城市生态与健康科学的前沿热点议题.尽管绿地健康效应的综述研究并不鲜见,但是目前仍缺乏基于统一理论框架视角下对绿地暴露健康效益的系统综述.近期提出的暴露生态学作为一个耦合"自然生态系统-生态暴露-健康效应"框架体系,能够全面剖析、归纳已有绿地暴露健康效应研究,并指引未来相关领域研究发展.因此,研究在暴露生态学研究视域下,在主体-现实,客体-现实,主体-虚拟,客体-虚拟界面下进行了研究进展的综述分析,并指出了研究截面(尺度)单一、阈值研究与虚拟(及多感官)研究不足等问题.最后提出了未来研究展望:(1)构建跨时空、多尺度的绿地暴露测度模型,并量化绿地健康之间的因果效应;(2)构建阈值模型,分析健康促进的绿地暴露主体阈值与客体阈值;(3)探索绿地特征、暴露方式和剂量、多感体验对健康的影响.研究成果可以进一步加深对相关领域前沿与不足的认识,也可以进一步促进暴露生态学理论体系的丰富和完善.

城市自然通过提供各种生态系统服务直接或间接影响人群的生理和心理健康,在创造健康的生活环境方面起着至关重要的作用,从生态系统服务角度探究自然环境与健康的关系已成为当前的重要议题.为全面了解城市自然与人群健康的研究现状,以Web of Science TM核心合集和CNKI为数据源,依托CiteSpace对2003-2023年间国内外城市自然与人群健康效应及其相关概念进行可视化分析,发现研究呈以下特点:(1)国内外相关文献数量总体呈现上升态势;(2)国外该领域研究机构分布较为紧密,合作强度也较高,我国科研机构和学科间的研究协作有待进一步加强;(3)对主要关键词进行聚类分析,发现研究重点集中在城市自然与心理健康、城市热岛、生态系统服务以及自然可达性等方面;(4)近三年突现词统计分析表明未来我国的研究重点将从以往探讨城市自然的健康影响结果转至城市绿地等自然空间对健康的促进机理上.在此基础上根据健康受益方式,从生态系统服务视角将城市自然促进人群健康效应的路径分为直接路径(生态调节服务、生态支持服务)和间接路径(生态文化服务),并从使用机会、使用动机和易用性三方面分析自然使用这一中介因素的调节机制.城市自然在城市规划与风景园林设计等方面作用显著,其健康促进功能的相关成果将为城市可持续发展与健康的人居环境建设提供理论基础和多学科视角的科学依据.

城市扩张所导致的绿地减少、生态环境退化等问题,影响碳达峰、碳中和(简称"双碳")目标的实现."城市双修"通过对被破坏的城市自然生态系统的恢复与重建,有效发挥森林、草原、湿地和土壤的固碳作用,以及优化城市及社区更新方式,改变居民出行和生活方式,有助于城市碳汇能力提升和碳排放的降低.基于2005-2021年我国287个地级市的非平衡面板数据,运用交错双重差分模型评估"生态修复、城市修补"(简称"城市双修")政策的碳减排效应.研究发现:(1)"城市双修"政策使城市碳排放显著降低了 5.6％,但该效应有3年的滞后期;(2)机制分析揭示了城市绿地的增加是"城市双修"政策实现"双碳"目标的重要途径,绿地面积每增加1000hm2,城市碳排放降低1.5％;(3)异质性分析表明"城市双修"政策会扩大碳排放最高和最低城市之间的碳排放差距,城市的生态基础、财政基础以及政策执行力度会影响"城市双修"政策的碳减排效力,并对位于经济发达的东部地区的城市的碳减排助推作用更强.研究据此提出了充分总结推广试点经验、系统推进城市低碳转型、因地制宜开展"城市双修"工作等对策建议.

在快速城市化背景下,都市圈正面临生态系统服务供需错配的风险.探究多重供需风险的格局、关系及驱动因素,对支撑区域生态风险的高效管理具有重要意义.以武汉都市圈为例,本研究量化2000、2010和2020年各乡镇6种典型生态系统服务的单一/综合供需风险率,采用自组织特征映射网络与最优参数地理探测器分别识别生态系统服务供需风险簇和综合风险的影响因素.结果表明:2000-2020年间,武汉都市圈典型生态系统服务供需风险空间格局差异明显.粮食供应服务、产水服务、碳固存服务和绿地休憩服务的供需风险均上升,而土壤保持服务和水质净化服务的供需风险下降.综合生态系统服务供需风险由0.41增至0.45,呈"核心区增加、边缘区降低"趋势.研究期间,武汉都市圈存在综合极高风险簇(B,)、综合高风险簇(B2)、水质净化高风险簇(B3)与粮食供应-土壤保持风险簇(B4),风险类型主要由B3簇向B2簇、B2簇向B1簇转化,表明供需风险组合类型增加、强度增强.植被覆盖度、夜间灯光指数和人口密度是综合供需风险空间分异的主要影响因子.基于生态系统服务供需簇开展生态风险评估,可为区域多重风险问题的管控提供高效可靠的途径.

城市公园绿地为居民提供了重要的生态系统文化服务,在促进居民身心健康和提高社会福祉方面发挥着关键作用.以典型山地城市重庆中心城区为例,构建供需匹配评估体系,利用多源数据量化供给与需求,识别供需平衡与协调发展关系.结果表明:①重庆市中心城区城市公园绿地生态系统文化服务供需具有显著空间异质性,供给呈北高南低、分散布局的格局,需求呈中心高、外围低的格局;②生态系统文化服务供需失衡特征显著,其中52.38％的组团文化服务供给滞后,33.33％的组团属于供给超前状态;供需耦合协调指数平均值为0.50,协调发展程度空间分布呈"中心高、外围低"格局;③综合分析供需均衡与耦合协调结果发现,由于供给超前导致了外围城市组团的失调发展,而城市中心区域组团在供给滞后状态下维持了中等水平协调发展程度.总体来看,重庆市中心城区各组团存在不同程度的公园绿地生态系统文化服务供需错配,基于评估提出针对性的城市公园绿地优化策略,可为公园绿地的合理配置与规划提供重要支持.

目前,花粉过敏性疾病在国内外城市中均具有较高发病率.作为城市居民生活的基本单元,社区对居民健康有重要的影响.因此,社区尺度的花粉致敏风险评估研究是提升居民健康的重要抓手.鉴于此,研究从花粉产生的植物本体角度和影响花粉传播的空间环境角度系统地综述了影响社区花粉致敏风险的相关因素,并进一步梳理了花粉致敏风险的评估方法.研究发现:在空间尺度上,目前国内外评估花粉致敏风险相关方法主要应用于微观的植物尺度与宏观的城市尺度,在中观尺度的应用仅局限于校园、公园中的绿地,尚未对社区进行研究;在评估因素上,现有评估方法多关注植物自身因素,如树木高度、冠幅等因素,而较少涉及诸如通风、温湿度等环境因素;然而社区中环境条件复杂,建筑环境不容忽视,因此了解植物与环境的综合作用对于社区花粉致敏风险的评估至关重要.基于上述发现,提出未来建立适宜社区尺度的致敏评估方法的可能途径:首先应建立适用于评估社区常用植物的统一标准数据集,在综合考虑植物因子、社区环境因子和临床患病率等各类因子的基础上建立社区花粉致敏风险评估方法,还可利用可视化技术建立包含社区三维特征的模型来模拟社区花粉分布及扩散规律,确立社区尺度下花粉致敏风险评估方法,降低社区花粉致病率,进一步提升居民健康水平.

城市自生草本植物的物种多样性和功能多样性直接影响城市生态系统的功能和稳定性,但目前相关研究依然很缺乏.以深圳市为例,基于建成区600个1hm2样地的现场调查数据,分析自生草本植物的群落结构、物种多样性、群落功能特征及功能多样性.结果显示:①调查共记录自生草本植物61科178属273种,其中多年生草本占54.6％,乡土植物占65.6％.②占明显优势的功能特征有中小型叶(91.85％)、草质叶(42.59％)、纸质叶(32.96％)、叶片无毛或近无毛(56.67％)、中等密度绒毛(40.37％)、叶面较粗糙(52.59％)、花期4-6个月(50.78％)、果期4-6个月(49.22％)、干果(86.03％).③群落类型间功能丰富度FDp、功能离散度Rao二次熵差异极显著(P＜0.01)、功能均匀度FEve差异显著(P＜0.05).④公园绿地的物种多样性指数明显高于其他三类绿地;不同绿地类型间的功能丰富度和功能离散度在滞尘、降噪、降温增湿及生物多样性保护方面都有极显著差异(P＜0.01),功能均匀度只在滞尘及生物多样性保护方面差异极显著(P＜0.01).⑤各功能多样性指数均与Margalef指数、Simpson指数及Shannon-Wiener指数呈极显著正相关关系(P＜0.01).研究结论和方法为维护城市生态系统稳定性、建设生态宜居城市、促进城市可持续发展提供理论依据.

尽管城市绿地能够改善空气质量,但由于实践中缺乏统一的绿地分类系统,很难从优化绿地植被结构的角度出发调节城市空气质量.因此,为了探究北方城市不同绿地削减大气颗粒物浓度效果的差异,构建了一套融入植被结构因子和物种组成的绿地分类系统,基于该分类系统,在北京、西安、宝鸡选取了 5类共同常见的植被结构绿地类型,通过卫星图像判读与实地监测相结合的方式,探究了不同本底环境、植被结构、植物多样性、气象因子和时间因子对大气颗粒物浓度(PM2.5与PM10)的影响.结果表明:(1)城市绿地率对大气颗粒物浓度造成显著影响,绿地率越高的本底环境内颗粒物浓度越低,即多绿本底＜灰绿参半本底＜灰色本底;(2)植被结构和植物多样性水平显著影响绿地的滞尘能力,北方城市中半开敞绿地的滞尘能力最好,其次为半闭合绿地与闭合绿地,开敞绿地滞尘能力最弱,植物多样性的增加将导致绿地内颗粒物浓度增加;(3)不同植被结构绿地内的大气颗粒物浓度受气象因素的显著影响,随温度和风速的增大而减小,随湿度的增大而增大;(4)北方城市绿地大气颗粒物浓度存在明显的季节和日变化规律,一年内大气颗粒物浓度在夏季最低,冬季最高;一天之内颗粒物浓度在8:00-10:00最低.上述研究结果以期为今后不同本底环境下以削减大气颗粒物浓度为导向的北方城市绿地规划与设计提供理论依据和实践方法.

城市绿地对美化城市、改善城市环境质量起着重要作用,科学度量城市人居绿地环境可为城市合理规划提供决策依据.首先利用Google Earth Engine平台进行天津市地物分类,然后利用路网数据建立POI居住点的可达范围,在此基础上采用格网法与因子分析法,综合城市绿地面积、生长状态、景观格局指数等指标,构建居住点可达绿地质量评价模型,最终,在居住点可达范围内应用评价模型,对天津市人居绿地环境质量进行评价.结果表明:经过因子分析,得到的可达绿地面积-生长状态因子、可达绿地形状因子和可达绿地破碎度因子在反映居住点可达绿地质量时具有代表性;中心城区与滨海新区居住点可达范围内植被覆盖度低、形状不规则且分布破碎.环城区越靠近中心城区,居住点可达范围内绿地面积越小、分布越破碎,越靠近远郊区,居住点可达范围内绿地面积越大,形状越规则.远郊区受自然条件的影响,居住点可达范围内植被生长旺盛、分布连贯且形状规则;天津市北部居住点可达绿地质量较好,中部及东南部较差,天津市居住点可达绿地质量从优至劣为:远郊区>环城区>滨海新区>中心城区.研究结果可为生态城市评估和绿地系统监测提供方法基础.

照明提升城市夜间安全与活力,是城市建设的重要因素.但近年来夜间照明的迅速蔓延,改变了城市自然环境的光周期与光分布范围,造成光污染生态风险.其中,趋光昆虫受到的胁迫尤为显著,城市绿地昆虫种类与数量急剧下降,进而通过级联效应,引发城市绿地生态系统失衡问题.昆虫是典型的生态指示种和光敏动物,明确昆虫的光谱趋性差异,筛选出对昆虫趋光性友好的光谱,可为生态光源的研发提供依据,从而降低城市照明的生态风险.已有研究较多采用实验室内实验箱的设置方法,探究某一特定昆虫属种的趋光行为,尚缺乏对特定生境下的昆虫群落和典型昆虫目的光谱趋性研究.因此,研究在天津市津南区天津大学北洋园校区绿地系统开展野外人工光诱捕昆虫实验,以野外诱捕昆虫的种类与数量为判定依据,分析各光谱的昆虫趋性差异.野外诱虫实验以7种窄光带光谱(单色光)为研究对象,采用相对评价法,设置趋光昆虫最敏感的紫外光(Ultraviolet,369 nm)为对照组.结果表明,天津城市绿地生境中,4类典型趋光昆虫为双翅目(61.1％)、半翅目(19.7％)、鞘翅目(11.1％)、鳞翅目(5.7％)类,占诱捕总量的97.6％;对照紫外光(Ultraviolet,369 nm),4种典型昆虫总体的趋性敏感光谱排序及趋性概率为:远红色光(Far Red,740 nm)0.5％＜深红色光(Deep Red,660 nm)2.0％＜橘红色光(Red Orange,627 nm)9.0％＜青色光(Cyan,500 nm)22.8％＜绿色光(Green,519 nm)22.9％＜蓝紫色光(Royal Blue,447 nm)27.6％＜蓝色光(Blue,478 nm)40.1％;绝对生态光谱为红光,相对生态光谱为青色光(Cyan,500 nm)和蓝紫色光(Royal Blue,447 nm).在全面推进入与自然和谐共生的现代化建设阶段,研究将有助于生态光源的开发、生态保护和城市光生态建设的提升.