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.

红火蚁Solenopsis invicta是我国重大有害入侵生物,目前我国对于红火蚁的科学研究、防治策略、政策法规多集中于农业领域.虽然红火蚁在林草湿地与城市绿地中也有着广泛分布与巨大危害,但在这些领域的发生特点和防控策略被大大忽视.在林业中,红火蚁的发生与砍伐、火烧和翻土等人为扰动,以及生物多样性、林分郁闭度和土壤裸露程度等自然因素高度相关.人工林中的生物多样性与林分郁闭度较低,人为扰动多,因此人工林内部与周边地区均有较高的红火蚁入侵风险;而在天然林中,红火蚁的巢穴多分布于林缘、林窗及火烧迹地等阳光可以直接照射的区域.此外,苗圃和城市绿地有大量的裸露土壤和人类活动,红火蚁发生风险较高.在人类活动较多的人工林、苗圃和城市绿地,红火蚁主要危害人体健康和基础设施,并直接或间接危害林木.此外,红火蚁的入侵降低了生境中节肢动物的丰度和多样性,并威胁自然保护区和湿地中的野生动物.尽管有研究表明,在某些条件下红火蚁有利于促进种子传播和土壤营养物质循环,但其危害性远远大于可能带来的益处.在林业上,预防红火蚁入侵主要有检疫、监测和防治3个环节.在检疫方面,木材、带土苗木和草皮是可能携带红火蚁需要重点检疫的对象,熏蒸可有效杀灭红火蚁.在监测方面,诱饵法和陷阱法是主要的监测手段,近年来快速发展的遥感和雷达技术也有望在天然草地和城市绿地的红火蚁监测中发挥作用.尽管化学防治是目前最主要的红火蚁防治手段,使用高毒、广谱、难降解的杀虫剂可能危害自然保护区与湿地等生境中的生物多样性,因此有必要研发更加绿色环保的红火蚁防治药剂和方法.

城市绿地受人工干扰形成的生境片断化造成植物种群隔离,影响环境质量以及植物种群的扩散、迁移和生物多样性.基于不同铺装条件造成的臭椿更新苗生境片断化调查数据,采用种群径级结构代替年龄结构、空间核密度估计、空间自相关Moran's I指数分析等方法研究臭椿更新苗的种群结构和空间分布.结果显示:一侧铺装类型地径级范围最大,最大地径在[9 mm,10 mm](D9级)范围内,最大值为9.86 mm;无铺装影响的非片断化样地更新苗多集中在低径级;紧贴母树范围内更新苗更新较差,距母树3-6 m范围内更新现象明显;铺装样地幼苗更新距离明显大于无铺装样地.在自相关关系计算中发现,距离母树越近,空间自相关越明显,Ⅱ、Ⅲ类样地在1-2尺度级上均表现为正相关;大距离尺度上更新苗呈现空间负相关,距离尺度越大,更新苗分离趋势越明显,且空间自相关系数不大.上述结果表明生境片断化对母树周围更新苗数量变化有较显著影响,可根据片断化影响下种群不同的更新距离及分离趋势进行有效的人工保护及利用.

城市绿地土壤是保护城市环境的一个重要生态屏障,在发挥城市生态系统服务功能及改善环境方面具有重要作用.与自然土壤相比,城市绿地的土壤性质发生了显著变化,城市化过程不仅改变了城市绿地土壤的理化性质,更对城市土壤的生物学属性及土壤碳库产生深刻影响,而这些影响在城市随着功能区及土地利用类型的差异呈现出较大的空间变异.文章对近年来我国城市绿地土壤质量研究现状进行了综述,主要从城市绿地土壤理化特性及生物学特性等方面展开论述,并提出了未来我国城市绿地土壤质量研究的展望,以期为城市绿地系统景观规划及土壤环境质量的改善提供理论参考.

近年来,海绵城市建设热潮涌现,这一强调雨洪弹性的领域却极度缺乏对于宏观水平过程的探究,未能系统理解雨洪过程的转变动态.由此,引入用以分析各类型生态过程及景观格局的重要理论——“源-汇”景观理论,以北运河流域洪涝过程的内在作用机制为例,着重强调与探求雨洪过程中“源”景观与“汇”景观的相对性与动态性.研究选取关键的景观因子指标,利用最小累积阻力模型测算雨洪径流动力值与地表景观阻力值,从而分析“源-汇”景观的动态演变特征,结果表明:北运河流域中,作为初始径流“源”的区域集中于蟒山山地以及百望山及阳台山山地,易成为山体径流的源头;在北运河流域范围内,自然排水条件下,产生径流的“源”景观类型比例大小排序为:林地＞公建用地＞道路＞工业及设施用地＞居住用地＞荒地＞绿地＞农田;在5年一遇的重现期状态下,建设用地雨水消纳能力良好,10年以上重现期下其“源”作用偏强.非建设用地中的林用地在5年一遇重现期下“源”作用已很强,农用地一直有很强的“汇”作用.城市绿地在20年一遇的降雨下已有20％变成“源”,其消纳雨水能力有待进一步的观察与实验;在北京城区内涝积水点体现出西多东少、北多南少的特征,径流过程随降雨强度的增大,以由西向东、由北向南的趋势扩散.北京城内洪涝灾害的成因多有缘于山体径流,需尽早探寻合理的手段与对策解决高山林地的径流问题.

城市绿地在美化环境、提升居民生活质量与促进城市可持续发展等方面有重要作用,但当前城市绿地配置时的"被平均"现象已严重违背社会公平与环境可持续发展理念.借助GoogleMap与网络大数据,运用GIS构建城市绿地与小区人口的空间分布,并通过两步移动搜索法测算城市绿地空间可达性供给,在此基础上运用基尼系数与洛仑兹曲线刻画中心城区不同空间尺度下城市绿地的公平性.结果表明:徐州中心城区人均可达性绿地为29.99 m2,总体供给水平较高.小区尺度的绿地分布基尼系数为0.3707,接近警戒线,主要表现为小区以及片区间的绿地不公平.影响绿地空间公平性的因素主要来自两方面:一是城市自然本底条件使绿地分布本身不均;二是城市规划时人口与绿地的空间不匹配导致如老城区及高密度住宅区等的绿地供给水平很低.城市绿地规划建设需要兼顾绿地与人口的空间匹配,尤其减轻土地财政对绿地空间配置的挤压效应,同时还要改进配置决策方式,加强城市绿地规划设计的公众参与.

近自然植物群落对促进城市绿地群落稳定、激活生态系统内部调控机制、丰富生物多样性等具有重要作用.采用数量分类与环境排序的生态学方法,对北京鹫峰低海拔森林植物群落特征与环境影响要素进行研究,提出适于北京地区的近自然植物群落模式.结果 表明:TWINSPAN将10块样地划分为4个植物群丛;样地和主要植物排序与TWINSPAN分类结果一致,以油松、槲树、栓皮栎为优势种的松栎混交林空间分布与海拔和土壤环境因子显著相关,其中土壤环境因子包括pH值、有机质含量、非毛管孔隙度;自然山体土壤与城市绿地土壤在pH值和有机质含量方面存在差异;遵循适生性、科学性与艺术性基本原则,构建形成5个近自然植物群落基本模式.