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AM 讲座回顾 | 【白领之夜】如何提高一座城市的生物多样性

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5月27日，【白领之夜】系列讲座“自然生息”季度主题下的第二期讲座，震旦博物馆邀请到复旦大学植物学博士、城市荒野工作室的的周寅老师（蛙哥），在本期讲座中，他带领我们了解了什么是生物多样性，如何评价一个地区的生物多样性以及生物多样性对于生态系统的意义等等，同时还介绍了多种上海重要的本土植物，一起探索了神秘的自然力量。

本篇正文部分约9051字，阅读预计所需25分钟。

内容已由主讲人校对。

讲座回顾

生物多样性是我们生活中的一个高频词，如何评价生物多样性，如何提高一个地方的生物多样性，尤其我们生活在城市中，我们要如何跟自然共处、如何提高城市的生物多样性。今天就结合我们工作室实际做过的一些项目来和大家聊一聊这个话题。

生物多样性

首先什么是生物多样性呢？这个概念听上去很好理解，生物多样性不就是一个地区生物种类的高低吗？种类多是不是就意味着生物多样性高呢？其实不然，生物多样性本身有着非常严格的科学定义，从定义上来看，“生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合，包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统。”

在我们的印象中，说到生物多样性，可能就会想到我们下面看到的这两张图，分别是陆地生态系统和海洋生态系统。画面本身很吸引人，但仔细看来就会发现画面中有许多不科学的地方，例如大象、狮子、火烈鸟、鹦鹉、猴子等是不会在同一个地方出现的，海洋里的海豚等等不同的海洋动物所栖息的环境都是不一样的。但是在同一个环境下纷繁多样的物种可能就是我们所理解的“生物多样性”。

实际上，我们可以把“生物多样性”分成三个层次，分别是物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。

（依次点击下方图片，了解生物多阳性的三个层次）

第一个层次是中间的一个层次，也是我们平时了解得最多的、最直观的对生物多样性的理解，叫作“物种多样性”。我们知道所有的生物在科学上都可以被定义为一个物种，比如我们“人”，也是生物中的一种。从科学的角度来说，我们叫“智人”。目前地球上只有我们一种人类，但是在历史上我们知道有很多已经灭绝的古人类，有一些跟我们的关系非常接近，比如“尼安德特人”“海德堡人”。在分类学上他们和我们“智人”属于同一个“属”。也有一些相对遥远，比如“傍人”“南方古猿”等等，他们也被归为“人类”的范畴，但是距离我们现在的人类已经有些遥远了。所以每一种生物在科学上都可以被定义到一个明确的分类单元里。

下面我们呈现两个例子，瓢虫和宝螺。

我们知道瓢虫有七星瓢虫、二星瓢虫、二十八星瓢虫等，大家一想到瓢虫可能就会数它们身上的斑点。但是如果每一种瓢虫都是以身上的斑点数量来命名的话，那是命名不完的，因为有很多不同种类的瓢虫身上的斑点数量可能是一样的。目前世界上已知的瓢虫至少有两千种，但是没有任何一种瓢虫身上长了两千个斑点。我们这张图的左边简单展示了一些瓢虫种类，每一只代表一个物种。右边宝螺科的图我们也可以看出，虽然每一种它们的亲缘关系很接近，但是仔细看都是不一样的。这就是物种层面的多样性。

在一个物种内部，比如说我们人，都是不一样的，毫无疑问每个人携带的基因都不一样。那么如果将我们全球几十亿人的基因归到一起，就构成了一个基因库。这个基因库同样是纷繁多样的。

下面同样以瓢虫和宝螺为例，我们看到图中的瓢虫个个都长得不一样，但实际上它们是分类学上的同一种瓢虫。“异色瓢虫”这个名字就告诉我们，它们的花色和斑点变化多端，据说全世界发现的异色瓢虫至少有五百多种不同的斑点类型。从几乎完全黑色到几乎完全白色，从大块斑点到细碎斑点，斑点的颜色还各不相同，但是科学家们将它们定义为同一个物种。这就是遗传多样性、基因多样性的一种体现。右边雪山宝螺这张图中，每一种用正反两面来展示，它们都是雪山宝螺，但是外观看起来又有很大的差别，同样是遗传多样性的体现。

以上我们可以了解到，同种类的生物，体现出来的是物种的多样性，而在同一个物种内部又存在很多变异，体现的是遗传的多样性。

那么再往更大的角度来看，地球上各种各样的生态系统也是有很丰富的多样性的。比如，接近北极的地方发育有针叶林，由松树、柏树等构成的纯粹的针叶林。到了热带地区就会转变为热带雨林，不仅物种不同，多样性也会显著提高。那么在相对比较干燥的地方，会发育成草原，再干燥可能就是沙漠了。在海边也是类似的情况，在海里是珊瑚礁，在海边则可能是红树林、滩涂湿地或礁石滩等。

那么就算是同一种生态系统，比如说热带雨林，我们在东南亚和亚马逊看到的热带雨林会是一样的吗？外观很接近，但仔细观察其实几乎没有任何的生物是完全相同的。在亚马逊找到的物种，几乎不可能在东南亚找到。即使局限于东南亚，在我国云南地区和马来西亚婆罗洲的热带雨林中找到的生物种类也是有很大差别的。所以每一个生态系统本身都是十分独特的，这就体现在生态系统的多样性上。

那么生物多样性对生态系统到底有什么样的意义？

为什么我们总是说要提高一个生态系统的生物多样性，它到底在其中发挥着怎样的作用呢？

生物多样性高比生物多样性低有着怎样的优势？

当然我们知道不同类型的生态系统，其本身的生物多样性就有高低。比如北方的针叶林，我们会发现几乎每一棵树都是同一种。如果我们到上海的南汇、崇明，会发现滩涂上完全是由芦苇、互花米草、藨草这几种有限的植物构成的，一眼看去景观上是差不多的。但是在热带雨林，会发现身边的每一棵树好像都是不同的种类，所以说生物多样性本身就有这样一个生态系统的差异。

在每一个生态系统中，我们都认为要尽可能提高其中的生物多样性。下面这张图里，有很多不同类型的动物和植物，包括我们肉眼看不到的微生物，它们在生态系统里各司其职，扮演着不同的角色。我们基本可以将生态系统中的各类生物分成三类角色：生产者、消费者和分解者。

生产者，是创造物质和能量的生物，主要是绿色植物。我们地球上主要的能量来源是太阳，太阳的热量——光能通过植物光合作用的转化可以变成糖分、营养物质，并且转化为生物能；由植物产生的能量和营养物质随后会被食草动物吃进去，从而转化为食草动物的能量；食草动物最后又会被食肉动物吃掉，但这些动物又不是永生的，它们死掉之后又会变成营养物质回到土壤或水体之中，而这些营养物质经过真菌、细菌等微生物的分解作用之后，又会转化到植物的体内，并开始一个新的循环。

对于每一个物种来说，都是在这三大职能之中，有时可能也会“身兼数职”。再细分，其中的“工种”也是不一样的。比如有些动物专门吃植物的叶子，有些专门吸花蜜，吸花蜜的过程中就可以帮助植物传粉，这也是很重要的生态价值。还有一些专门吃植物的果实，吃了果实之后就帮助植物进行传播，等等。

每一个物种各司其职，但我们会发现，生态系统的某一职能，通常都不是由单一的物种来执行的。可能会有好几个物种具备同样的功能，这也就是生物多样性在其中所起到的作用。如果一个“职业”只有一个物种来承担，那么当这个物种出现问题的时候，这个生态系统的运作就会出现问题。

那么我们怎样衡量一个群落生物多样性的高低？生物多样性是否就简单地意味着生物种类的多少？

下面这两张图中，每一个颜色、形状代表的都是一个物种。其实从物种角度来说，左右两边群落各有十个物种。如果只是以物种的多寡来衡量，我们会认为左右两边的群落生物多样性是一样的。

你认为以上哪个群落的生物多样性更高？

然而“物种的丰富度”只是衡量生物多样性的其中一个参考标准，还有其他许多标准，其中非常重要的就是要看“物种的分布是否均匀。”我们可以看到右边这个群落，将近一半都是蓝色三角形，而且几乎都分布在一个地方，黄色圆圈同样数量较多且分布集中。而左边群落里的物种则分布均匀且较为分散。所以我们得到的结果是左边这个群落的生物多样性更高。

我们身边就有相关的例子。比如上海，鸟的种类有五百多种，这在全国范围内都是很顶尖的水平了，但是仔细观察会发现，我们在生活中看到的还是只有几种常见的鸟，比如白头鹎、麻雀、珠颈斑鸠、乌鸫、灰喜鹊等，其他种类就需要花些时间精力去寻找了。

那么为什么会出现这种现象呢？虽然城市中鸟种类很多，但是分布是不均匀的。有些一年就能看到一两次，有些则随处可见，这就是一种比较失衡的生态系统。有些物种占据了绝对优势，从而挤占了其他物种的生存空间，这种情况往往会出现在遭受过人为干扰和破坏的生态系统。因为最先回到被破坏过的生态系统的都是比较强势的物种，它们回来之后大肆繁殖，那么其他物种就很少有机会和空间再进来，而这也是很多城市的通病。我们后面也会提到如何通过人为的方式来提高城市的生物多样性。

生物多样性的丧失

生物多样性的丧失也是我们全球都面临的很严峻的问题。

其中的原因，我个人认为最主要的一点是栖息地的破坏，就是动物原本生存的环境遭受人为的破坏。破坏的方式有很多种，最终的结果都是极大地缩减了动物的适宜生存环境。有的人可能会说我们给动物留一点空间，很多地方也确实是这样做的，例如很多自然保护区、国家公园。但实际上，保留下来的这些区域所起到的生态价值，跟原本很广袤的森林、野生的栖息地还是有很大区别。目前人类对动物栖息地的破坏，主要体现在城市的扩张、农业的发展、工程建设等等。

第二是环境污染，我们看到的这张图里是一只信天翁，科学家发现它死在一座岛上，腐烂之后身体里有几百个塑料碎片，有一些还是比较完整的零件。可能是在捕食过程中误食的一些塑料。而这些是我们肉眼可以看见的垃圾，还有很多例如塑料微粒，是我们肉眼几乎无法看见的，这些微粒不仅会进入到动物的体内，同时也会进入到我们人体内。

体内都是塑料碎片的信天翁

所以环境污染很大程度上也是会影响到我们人类的，例如农药使用等等。这些污染物基本上是无差别攻击，并不是只针对某一类生物。所以由于环境污染导致的生物多样性丧失也是很严重的。

第三点是气候变化，虽然气候变化本身就是大自然的一部分，但是由于我们人类的影响，气候变化在加剧，其程度和发展速度都远远比自然发生的气候变化要严重得多。例如温室气体的排放、由于气候紊乱导致火灾频发、洪水等等。

第四点就是过度的人为捕捞/猎杀/砍伐。最经典的例子就是，在短短一百年左右的时间里被人类赶尽杀绝的旅鸽。据说这曾经是地球上数量最多的鸟类之一，达到了六十亿只。我们现在依然在对野生动植物进行迫害，尤其是那些对我们人类来说有价值的。

旅鸽（图片源于网络）

比如大家很爱吃的金枪鱼，目前并没有人工养殖的，全靠捕捞海里的野生金枪鱼。在捕捞金枪鱼的时候，为了获得尽可能多的利润，我们会用围网将鱼群全部围捞起来，而鱼群里除了金枪鱼还有别的海洋生物，我们不需要的就被当场丢弃。与此同时，渔网的网眼都是很小的，不同大小的金枪鱼都能被捕捞上来。当金枪鱼被捕捞完之后，它们无法再去繁殖后代，久而久之这个物种就会消失。科学家已经提出警告，如果我们依然就目前的方式去捕捞金枪鱼的话，可能在不到十年的时间里，大部分的金枪鱼都会灭绝。

这也提醒我们思考，我们人类作为自然的一部分，有去获取自然资源的权力，但我们是否也应该提高我们食物的多样性，而非仅仅就某一种生物进行捕捞。

还有很重要的一个因素，就是生物入侵。外来入侵生物挤占了本土生物的栖息地，导致竞争，最终导致本土生物多样性的丧失。

（依次点击下方图片，查看详情）

例如下图中我们常见的加拿大一枝黄花、春飞蓬、钻叶紫菀，都是从北美洲入侵到中国的，且都是菊科植物，我们称之为“菊科三兄弟”。并且这“三兄弟”之间在一年中是相继开放，没有竞争关系，配合十分默契。再比如，喜旱莲子草（别名：水花生）和原产于欧洲的白车轴草（别名：三叶草）。阿拉伯婆婆纳则是来自中东地区的。这些植物在草地上都非常常见，但其实都不是我们的本土植物。

除了植物入侵，还有动物入侵，同样会造成严重危害。例如下图中我们爱吃的小龙虾，它在分类学上其实属于“鳌虾”，并不是我们的本土物种。红耳龟，即我们通常所说的巴西龟，产自北美洲，许多原本被当做宠物养的红耳龟被抛弃投放到自然水体中去。食蚊鱼，我们被它的名字所迷惑，认为它们很喜欢吃蚊子的幼虫，想要引进用来消灭蚊子，但与此同时，它对环境的破坏也很大，而且其竞争能力、繁殖能力很强，从而挤占了我们本土鱼类的生存空间。还有作为食物引进的“褐云玛瑙螺”和“美洲牛蛙”等。

下面这些图片中，

都是我们在日常生活中经常能看到的景观植物，

那么其中哪些是上海本土植物呢？

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答案

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左图：加拿利海枣右图：棕榈

左图为加拿利海枣，名字就显示出它并不是本土植物，原产自非洲西部的加拿利群岛，但我们会看到很多高档小区、公园以及路边都有种植加拿利海枣，形状很像大菠萝，它其实属于棕榈科植物。因为它的外观很有热带异域风情，于是在本世纪初的时候被大量引种，且当时价格昂贵。而相对应的右图是上海本土的棕榈，这种棕榈浑身都是毛，是我们在华东地区随处可见的。

答案

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左图：二球悬铃木右图：梧桐

左图里的植物，大家再熟悉不过了，上海的老街道两旁种植的都是这种树，甚至有人说要把它评为上海的“市树”，其学名叫“二球悬铃木”。但是许多人会把它叫做“法国梧桐”，这个名字是不正确的，因为首先它并不是原产自法国的植物，其次它也不是梧桐。真正的梧桐是对应的右边这张图里的，这才是梧桐科的梧桐。

我们所谓的“法国梧桐”在分类学上属于“悬铃木科”，据说是由一球悬铃木和三球悬铃木杂交出来的“二球悬铃木”。由于其树形好看且适应性强，所以在很多城市大量种植，反倒是忽略了我们中国本土梧桐树的种植。实际上，二球悬铃木也会造成很严重的问题，它的果实在成熟之后会裂开，其中的毛絮会在整个城市街道飘荡，所以现在也很少会将它作为景观树种了。

答案

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左：关节酢浆草；右：酢浆草

第三组是草本植物的对照，左边是关节酢浆草，那么它和红花酢浆草怎么区别呢？我们看到关节酢浆草的花心是深紫色的，整朵花都是红色的。而真正的红花酢浆草，其花心是绿色的。它们都是原产自美洲地区，作为景观植物而引进。右图中是我们中国本土的酢浆草，开的是小黄花，但我们在草地上很少见到它的踪影。

我们平日里见到的大部分景观植物都不是本土的物种，都是其他地方引入进来的。作为景观来说，引入一些长得好看的植物无可厚非，但是从生态效应的角度来说，它们是远远不如我们的本土植物的。

上海典型的公园景观类型

例如上图这种上海常见的公园里，有大片的平坦草地，孩子们可以在上面跑步、踢球、搭帐篷。但是这种公园起到的生态效应是很低的，草地的生态效应绝对不如树林来得强大。在本身公园面积就不大的前提下，大面积种植草坪，从生态角度来说并不合适。放眼望去能看出来明确种类的植物里，例如水杉、雪松、垂丝海棠，草坪所用到的草，都不是本土植物。

现在的公园中主要有两大问题，一是选用的物种主要是外来的，二是在景观构成上，草坪所占的面积太大，植物的种植也存在一定规律，而非自然的交错分布、随机生长，这样所起到的生态效果就会大打折扣。

还有一个问题是在管理上，我们知道种植的植物一定会有病虫害。如果我们遇到了蚜虫，要怎么处理呢？如果是在家里，很简单。但是如果是在一座公园里，通常会选择喷药的方式。这种方式处理害虫很高效，但是副作用也非常大。这种无差别攻击会让周围的所有生物都受到影响。最可怕的是，很多林叶害虫是有很强的耐药性的，比如蚜虫，可能大部分被除掉了，但也有很少一部分存活下来并产生了耐药性，后续再使用这种农药作用就不大了。并且其繁殖的后代同样具有这种耐药性。如果再换一种农药，那么就会进入一种恶性循环。

那么大自然是如何解决这个问题的呢？蚜虫来了，自然就会有蚜虫的天敌出现，比如瓢虫、草蛉。但是它们并不会竭泽而渔，不会一次将蚜虫消灭光，而是会和蚜虫之间保持一种动态的平衡。所以我们说现在城市景观一些人为的管理方式对我们城市的生物多样性也有负面影响。

保护生物多样性的实践

我们城市荒野工作室位于浦江郊野公园的一个乡土生态科普示范基地，面积并不大，但我们尽可能将其进行合理规划，划分出不同的片区。比如上海本土落叶树种区、常绿落叶混交区、蝴蝶招引区等等。

城市荒野乡土生态科普师范基地

建设基地的前期工作，很多植物是公园本身种植的，我们需要将这些外来植物去除，然后引进上海的本土植物。但是怎么引进呢？很多我们没办法买到，那么我们就只能自己去野外找，去采集野生植物的种子来进行播种。有一年我们在青浦的一条水沟里发现了龙舌草，我们甚至还发现了国家二级保护植物“粗梗水蕨”。我们将这些植物从野外迁回到基地进行保护，如果我们不做这些工作，可能随着农田的开发，这里的这些植物就随之消失了。

此外我们也做了很多动物方面的保护。我们在一个棚里种植了很多蝴蝶幼虫爱吃的寄主植物，比如马兜铃。灰绒麝凤蝶的幼虫就是专门吃马兜铃的。但是现在上海的公园和绿地里几乎是看不到马兜铃的，我们只能通过人工种植，到野外去采集灰绒麝凤蝶，让它在棚里进行繁育，再把繁育的后代投入到我们的基地之中，通过这种方式来进行保育。

而为了保育一些水生生物，我们所做的工作首先是挖坑，然后往坑里灌满水。植物就自然而然长出来了，我们只需要投放一些苗、种子、鱼、虾、螺蛳等，后续就不用我们管，它们会自然形成一个淡水生态系统。在下面这张图里，左边的土房子，是给翠鸟做窝用的。

基地内为翠鸟做窝而搭的土墙

翠鸟，我们常能在水边看到，因为这种鸟喜欢吃鱼虾，它们筑巢一般是在河边的土坡上打洞。但是现在上海的公园里并没有这样的土坡，翠鸟无法打洞筑巢。我们造了一个很小的土墙，大概两平米大小，厚度估计五六十厘米，然后翠鸟就来了。所以我们的动物真的不挑剔，只要有一点适合它们的环境，它们就觉得这地方足够了，可以在这里定居下来。

那么我们在建设城市园林的时候，也要尽可能去考虑到不同动物的需求，很简单的一点就是尽可能去引种上海本土的植物，从而构建一个更自然的生态系统。

上海本土植物

前面我们提到，本土植物的价值会远远高于外来植物。我们上海虽然本土植物并不多，但它们也可以给上海的本土动物提供很多适宜的栖息地、食物等资源。

在上海的天马山、佘山，经常可以看到壳斗科的植物，比如麻栎、板栗，这些都是在上海有自然分布的植物。它们可以提供什么功能呢？例如我们上海本土的赤腹松鼠，它们很重要的食物来源就是坚果，那么壳斗科的植物就可以给它们提供丰富的食物。

左：麻栎；右：板栗

榆树在上海也很常见，上海的榆树主要有榆、榔榆。我们知道榆树上会长出所谓“榆钱”的果实，这种果实人也是可以吃的。榆树的叶子会被昆虫取食，例如榆绿天蛾。榆树的果实，尤其是榔榆，在秋季结果的时候可以为很多鸟类提供食物，例如金翅雀、蜡嘴雀就很喜爱榔榆的果实。

左：榔榆；右：榆绿天蛾

另一个跟榆树亲缘关系很近的本土植物是朴（pò）树，是一种树形非常优美的植物，在公园里一般以单独一棵存在，不会成片种植。黑脉蛱蝶的幼虫专门以朴树的叶子为食。朴树的果实也同样是很多鸟类喜爱的食物。

朴树

我们很熟悉的樟树，其黑色果实虽然我们很多人并不喜欢，但它是很多鸟类喜欢的食物。樟树的叶子有一股樟脑味，按理讲应该没什么昆虫喜欢，但上海很常见的青凤蝶的幼虫就喜欢樟树叶子。同时也因为樟树多，所以青凤蝶很常见。

左：香樟；右：青凤蝶

下面这种叶子长得很奇怪的树叫构树，上海本土树种里最常见的一种。构树会结出有点像杨梅的红色果实。这果实人也可以吃，那么动物就更喜欢吃了。鸟吃了构树的果实之后到处排泄，就把它的种子带到了各种地方。所以构树几乎不需要人主动去种植，我们会在很多地方看到它像杂草一样就生长出来。构树同样可以提供很好的生态价值。

家蚕我们基本上只能给它们吃桑叶，但家蚕的祖先种“野蚕”是可以吃很多种桑科的植物的，其中就包括构树。由于构树的树皮很容易裂开，露出的树枝就会吸引到一些甲虫或者比较喜欢吸树汁的蝴蝶。所以我们如果晚上要寻找天牛、锹甲等大甲虫，在构树上寻找的命中率是很高的。

左：构树树叶；右：构树果实

另一种上海的本土植物——乌桕，其树形也十分漂亮，在落叶的时候叶子会变成金黄色、橙色等各种颜色。更重要的是乌桕的果实，外面的黑色部分是果皮，裂开之后脱落而露出的白色部分是种子。这一层白色是蜡质，是它的假种皮。

乌桕

而在冬天，这层富含蜡质的假种皮恰恰是鸟类非常重要的食物来源。因为吃了蜡质之后，鸟比较容易长脂肪，可以帮助它们抵御寒冷的冬天。所以很多鸟类在冬天特别喜欢乌桕。王氏樗蚕蛾的食物很广，其中就包括乌桕，很多大蚕蛾的幼虫就喜欢吃乌桕的叶子。刚刚我们提到，在冬天因为昆虫少，很多原本喜欢吃虫子的鸟类，也会改吃植物的果实。北红尾鸲，是很常见的在上海过冬的鸟类，以及远东山雀都很喜欢吃乌桕的假种皮。