城市生物多样性监测：促进全球可持续城市发展的当务之急

城市，常被视为“水泥森林”，但正日益被认为是生物多样性的重要枢纽。从公园、花园到闲置地块和绿色屋顶，城市环境承载着惊人数量的动植物生命。监测这种生物多样性不仅仅是一项学术活动，更是为未来创造可持续、有韧性且宜居的城市的关键一步。

为何要监测城市生物多样性？

在城市区域监测生物多样性的益处是多方面的：

• 生态系统服务：城市生物多样性对重要的生态系统服务贡献巨大，包括授粉、空气和水净化、碳封存以及温度调节。监测使我们能够理解和量化这些益处。例如，柏林城市花园中的蜜蜂种群为周边地区的授粉做出了重要贡献，促进了当地的粮食生产。
• 公共健康与福祉：研究表明，接触绿色空间和生物多样性可以改善身心健康。监测生物多样性有助于识别可以增强以改善公众福祉的区域。一项在东京进行的研究发现，仅仅是观看树木就能降低参与者的压力水平。
• 物种保护：随着自然栖息地的减少，城市可以成为受威胁或濒危物种的避难所。监测有助于识别这些避难所并实施有针对性的保护措施。例如，游隼已成功适应在全球许多城市的摩天大楼上筑巢。
• 适应气候变化：城市生物多样性在减缓气候变化影响（如热浪和洪水）方面发挥着至关重要的作用。绿色基础设施，如绿色屋顶和城市森林，可以帮助调节温度和吸收雨水。监测有助于评估这些策略的有效性。例如，新加坡的“花园城市”倡议利用广泛的绿色空间来对抗城市热岛效应。
• 为城市规划提供信息：监测为城市规划者提供了宝贵的数据，以便就土地使用、开发和保护做出明智的决策。通过了解物种的分布和丰度，规划者可以最大限度地减少开发的负面影响，并最大化绿色空间的效益。
• 社区参与：生物多样性监测可以吸引当地社区参与保护工作，培养管理意识和责任感。公民科学项目，即志愿者收集动植物数据，是提高认识和促进保护的有力工具。

监测城市生物多样性的方法

可以采用多种方法来监测城市环境中的生物多样性，从传统的实地调查到尖端技术：

传统实地调查

这涉及在实地直接观察和识别动植物。这种方法劳动强度大，但能提供关于物种组成和丰度的详细信息。

• 植物调查：识别和绘制不同城市栖息地的植物物种。
• 动物调查：进行鸟类计数、昆虫调查和哺乳动物诱捕，以评估动物种群。
• 栖息地评估：评估不同栖息地（如公园、花园和湿地）的质量和范围。

例如：在伦敦的一个公园进行鸟类调查，记录观察到的鸟类数量和种类。这些数据可以与历史记录进行比较，以追踪鸟类种群随时间的变化。

遥感

使用卫星图像、航空摄影和其他遥感技术来绘制植被覆盖图、识别栖息地类型并监测土地利用的变化。这种方法对于大规模监测特别有用。

• 植被指数：计算植被指数，如归一化植被指数（NDVI），以评估植被的健康和密度。
• 土地覆盖分类：对不同的土地覆盖类型进行分类，如森林、草地和建成区。
• 变化检测：识别土地覆盖随时间的变化，如森林砍伐或城市化。

例如：使用卫星图像监测巴西圣保罗市区的扩张及其对周围绿色空间的影响。

声学监测

记录和分析声景，以检测不同物种（特别是鸟类和昆虫）的存在和活动。这种方法是非侵入性的，可用于监测偏远或难以进入区域的生物多样性。

• 自动录音设备：部署自动录音设备，长时间捕捉声景。
• 声音分析软件：使用软件识别和分类不同的声音，如鸟鸣和昆虫叫声。
• 生物多样性指数：根据声景数据计算生物多样性指数。

例如：使用声学监测追踪纽约市城市公园中的蝙蝠种群，识别蝙蝠活动最频繁的区域。

环境DNA（eDNA）

从水或土壤等环境样本中收集和分析DNA，以检测不同物种的存在。这种方法非常灵敏，可用于检测稀有或难以捉摸的物种。

• 水样：从河流、湖泊和池塘收集水样，以检测水生生物的存在。
• 土壤样本：从不同栖息地收集土壤样本，以检测陆地生物的存在。
• DNA测序：对从环境样本中提取的DNA进行测序，以识别不同物种。

例如：使用eDNA检测日本京都市区溪流中濒危蝾螈的存在。

公民科学

让当地社区参与数据收集和分析。这种方法可以显著扩大生物多样性监测的规模和范围，并提高公众的认识和参与度。

• 在线平台：使用iNaturalist和eBird等在线平台收集和分享生物多样性观察记录。
• 社区工作坊：组织工作坊，培训志愿者掌握生物多样性监测技术。
• 数据验证：实施质量控制措施，以确保公民科学数据的准确性。

例如：使用iNaturalist记录世界各地城市公园中的动植物物种，创建一个全球城市生物多样性数据库。

城市生物多样性监测面临的挑战

尽管城市生物多样性监测非常重要，但它仍面临若干挑战：

• 栖息地破碎化：城市景观常被道路、建筑和其他基础设施分割，使物种难以在栖息地之间移动。
• 污染：空气、水和土壤污染会对生物多样性产生负面影响，减少物种的丰度和多样性。
• 入侵物种：入侵物种会排挤本地物种，破坏生态系统并降低生物多样性。
• 资金缺乏：生物多样性监测常常资金不足，限制了监测工作的范围和持续时间。
• 数据管理：管理和分析生物多样性监测产生的大型数据集可能具有挑战性。
• 标准化：缺乏标准化的监测协议，使得难以在不同城市和地区之间比较数据。

克服挑战

为了克服这些挑战，可以实施以下几种策略：

• 创建绿色廊道：建立绿色廊道，如绿色屋顶、绿墙和植被水道，以连接破碎的栖息地并促进物种迁移。例如，纽约市的高线公园（The High Line）就是一个成功的绿色廊道案例，为动植物提供了栖息地。
• 减少污染：实施减少空气、水和土壤污染的措施，如推广可持续交通、改善废物管理和修复受污染场地。
• 管理入侵物种：制定并实施控制和根除入侵物种的策略，如清除入侵动植物和恢复本地栖息地。
• 争取资金：倡导增加对生物多样性监测和研究的资助。这可能涉及与政府、非政府组织和私营部门合作。
• 开发数据管理系统：开发用户友好的数据管理系统，以存储、分析和共享生物多样性数据。
• 标准化监测协议：制定标准化的监测协议，以确保不同城市和地区之间的数据可比性。像IUCN和UNEP这样的组织可以在推广标准化协议方面发挥作用。
• 促进社区参与：通过公民科学项目和教育计划，让当地社区参与生物多样性监测和保护工作。

成功的城市生物多样性监测项目案例

全球有几个城市已经实施了成功的生物多样性监测项目：

• 新加坡：新加坡的“花园城市”倡议包括一个全面的生物多样性监测项目，追踪整个城市的动植物种群变化。
• 伦敦：大伦敦管理局的生物多样性战略包括一个监测项目，追踪关键栖息地和物种的状况。
• 纽约市：纽约市公园和娱乐部在公园和自然区域定期进行生物多样性调查。
• 巴西库里提巴：以其绿色空间闻名的库里提巴积极监测其城市生物多样性并提倡生态意识。
• 南非开普敦：开普敦在其市区内实施各种生物多样性监测项目，特别关注其独特的凡波斯植被。

城市生物多样性监测的未来

未来城市生物多样性监测的特点可能是更多地使用技术、更广泛的社区参与以及更综合的城市规划和保护方法。

• 人工智能（AI）：AI可用于自动化生物多样性数据的分析，例如从图像或声音中识别物种。
• 物联网（IoT）：IoT传感器可用于监测环境条件，如温度、湿度和污染水平，为生物多样性数据提供有价值的背景信息。
• 大数据分析：大数据分析可用于识别生物多样性数据中的模式和趋势，为理解城市化和气候变化的影响提供见解。
• 虚拟现实（VR）：VR可用于创造沉浸式体验，提高人们对城市生物多样性的认识并促进保护。

结论

城市生物多样性监测对于创建可持续、有韧性且宜居的城市至关重要。通过了解物种的分布和丰度，我们可以就城市规划、保护和气候变化适应做出明智的决策。虽然存在挑战需要克服，但监测生物多样性的益处远大于成本。通过拥抱新技术、促进社区参与和标准化监测协议，我们可以确保城市成为生物多样性的避风港，成为人与自然和谐共存的地方。

让我们共同努力，为子孙后代打造更绿色、更健康、生物多样性更丰富的城市。

可行的见解

• 支持当地的公民科学倡议：参与您所在城市的监测项目。
• 倡导绿色基础设施：鼓励您当地政府投资公园、绿色屋顶和其他绿色空间。
• 减少您的环境足迹：节约用水、减少污染并支持可持续发展的企业。
• 教育自己和他人：了解城市生物多样性的重要性，并与他人分享您的知识。
• 种植本地物种：为您的花园选择本地植物，以支持当地野生动物。