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摘要： 文章以上海化工區典型生境类型的自生植被为研究对象，通过全面踏查和样方调查法，调查不同生境类型植物种类及其组成特点。研究结果表明：1）上海化工区共记录自生植物57科145属192种，以草本植物为主（达141种）;自生植物以上海原生种占比最高（达67.71%），其与归化种、入侵种、栽培种的比例约为10∶8∶4∶1。2）比较7个主要生境类型的自生植物组成及典型群落结构，其中废弃道路、废弃农地的植物种类较为丰富，而在水泥和石缝间的植物种类最少;同时，土壤型废弃道路的矮蒿群落的多样性指数较高，而湿地芦苇群落多样性指数最低。依据清除—诱导—利用途径，对城市自生植被进行类型划分，探讨自生植被分类管理措施，提出自生植物的选择应用建议，以期为培育城市生物多样性和构建近自然植物群落提供参考。
关键词： 城市自生植被，植物多样性，生境异质性，植被潜力，植被管理
DOI： 10.12169/zgcsly.2020.11.03.0001
Characteristics and Utilization Potential of Spontaneous Vegetation in Shanghai Chemical Industry Park
Chen Ying1，2Dai Xingan1Zhang Qingfei2Zhou Kaixu1，2Hu Fangliang3
（1.School of Landscape Architecture， Central South University of Forestry and Technology，
Changsha 410004， China;
2.Shanghai Chenshan Botanical Garden， Shanghai 201602， China;
3.Shanghai Julong Green Development Co. Ltd， Shanghai 200090， China）
Abstract：This study takes the spontaneous vegetation at the typical habitats in Shanghai Chemical Industry Park to investigate the plant species and their compositions in different types of habitats using comprehensive investigation and quadrat method. The results are as follows： 1） A total of 192 species belonging to 145 genera and 57 families are identified there， dominated by 141 species of herbs. The species endemic to Shanghai has the highest proportion at 67.71%， and The ratio of the native species to naturalized species， alien invasive and cultivated species is 10∶8∶4∶1. 2） The comparative study of the species composition and typical community structure of spontaneous vegetation from 7 different habitats finds that abandoned roads and agricultural wasteland have the relatively rich plant species， while the cement and stone crevices have the least plant species; and the diversity index of Artemisia lancea community in soil-type abandoned roads is higher， while that of Phragmites communis community in wetland is the lowest. Using the clearance-induction-utilization approach， the urban spontaneous vegetation is categorized， and the management measures of every category of spontaneous vegetation are discussed， based on which the suggestions on the selection and application of spontaneous plants are proposed. This study is expected to provide references for the cultivation of urban biodiversity and close-to-nature plant communities.
Keywords：urban spontaneous vegetation， plant diversity， habitat heterogeneity， vegetation potential， vegetation management 自生植被一般指自然定居生长的植物群体[1] ，而城市自生植被指城市环境自然生长繁衍的植物群体[2-3] ，具有自我繁衍、抗污染、适应性强的特点且能体现一定地域特色。国外对于城市自生植被的研究较早，早期以自然植被与城市发展的关系展开[4] ，突出以提高城市生物多样性为目的的自生植被区域保护、强调自生植被的生态服务功能等[3，5] ;同时提出自生植被的美学价值，探讨自生植被管理在城市可持续景观中的意义[6] ，如Norbert等[7] 提出以自然植被为基础的创新型城市绿化设计。近年来，我国越来越关注城市绿地的自然野趣、地域特色构建，探讨近自然群落生态设计[8] 、节约型城市绿地营造等[9] ，重视曾作为清除对象的杂草的生态及利用价值，从城市公园自生植被物种组成、群落类型和时空分布[10-11] 、城市进程下多梯度的杂草分布特点及多样性研究[12-13] ，逐步延伸至生态服务功能的探索，挖掘自生植被多方面的价值[14] 。李仓拴等[15] 提出以“自愈力演替—人工改良—自然力演替—人工管理维护”的群落改良设计途径;陈春谛等[16] 强调自生植物在城市立面空间的自发性低维护景观;李晓鹏等[10] 挖掘不同季节群落组的可持续生态群落;Cervelli等[17] 试图探究城市化背景下的自生植被生境异质性与干扰环境的关系。
本文选取自生植物种类比较丰富的城市边缘区为调查区域，并针对生境异质性自生植被特征及管理研究比较薄弱的状况，通过对上海化工区的自生植物种类编目及不同生境典型自生植物群落样方调查，分析其组成与群落结构特点，探讨其在生态绿化的价值和潜力，提出不同生境自生植被管理及自生植物选择策略，促进城市生物多样性培育和城市绿地生态健康发展。
1 研究方法
1.1 植物调查
上海化工区位于杭州湾北岸，上海市金山、奉贤2区的交界处（121°28′E，30°49′N）。1996年9月开始围海造地，占地面积29.4 km2 ，是国家新型工业化产业示范基地和国家生态工业示范园区。园区除了园林绿地外，还包括大面积的荒地和废弃地，生境类型多样。由于化工区对人员进入管理严格，人为干扰少，自生植被发育良好，甚至防浪堤等人工构筑物缝隙也被自生植被覆盖。根据上海化工区自生植被分布特征，重点选择废弃道路、废弃村庄、废弃农地、自然湿地、河道及防浪堤等自生植被，并参考田志慧等[12] 、陈晓双等[13] 对植被生境的划分，将调查区域的自生植被生境划分为湿地、河岸边缘、水泥和石缝间、废弃道路（包括砾石型和土壤型）、房屋废弃地、废弃农地共7个类型。通过全面踏查法，于2019年秋季和2020年春季进行相同区域的2次植物种类记录;同时，选取不同生境下的代表性自生草本植物群落进行面积为2 m×2 m的样方调查，记录不同自生植物群落的生境位置、植物种名、株数，采用目测法计算群落总盖度及种群盖度，并测量植株高度等。
1.2 数据处理
在对调查物种进行鉴别及分类的基础上，依据《上海维管植物检索表》及《The Checklist of the Naturalized Plants in China》区分各物种的来源[18-19] ，将调查到的自生植物划分为上海原生种、外来归化种（不含入侵种）、入侵种、栽培种。
根据《中国外来入侵植物名录》将调查到的入侵类自生植物划分为4个等级，即1级，恶性入侵种;2级，严重入侵种;3级，局部入侵种;4级，一般入侵种[20] 。同时，对典型群落样地的生物多样性指数进行计算[21] 。
2 结果与分析
2.1 自生植物种类组成
上海化工区共调查到自生植物57科145屬192种，包括乔木17种、灌木13种、草本植物142种、藤本植物16种以及水生植物4种。草本植被作为主要植被类型，种类最多，占总种数的73.96%，乔木、灌木大多分布于废弃时间较长的地块，呈现自然演替的进程。藤本植物种类较多，这与调查区域生境类型比较多样有关。
自生植物物种数量排名靠前的有禾本科（31种）、菊科（29种）、豆科（15种），皆为广布科，而单种科共计24科，达42.11%，说明自生植物在科的水平上物种异质性较高。从占比最大的草本植物科分布情况看，主要以禾本科、菊科占优势，这2科种类占草本植物总数的42.86%。
2.2 自生植物物种来源及入侵性
从自生植物物种来源上看，其原生种占据优势，占种数的67.71%;其次是归化种和入侵种，共49种，归化率16.78%;此外，还调查到部分栽培种，仅占6.77%。原生种、归化种、入侵种及栽培种的比例约为10∶8∶4∶1，其中，外来入侵种虽然仅占总种类的17.19%，但由于其适应能力超强而在一些荒地强势蔓延，数量及盖度明显高于其他类植物，如湿地内的加拿大一枝黄花（ Solidago canadensis ）和钻叶紫菀（ Aster subulatus ），从而呈现少量入侵种占据大面积植被空间的现象，对乡土自然植被发育造成不利影响。
将外来入侵植物进行入侵等级的划分，包括1级10种（恶性入侵种），2级7种（严重入侵种），3级2种（局部入侵种），4级14种（一般入侵种）。调查区域以恶性入侵种和一般入侵种为主，恶性入侵种包括钻叶紫菀、加拿大一枝黄花、小飞蓬 （ Conyza canadensis ）、苏门白酒草（ C.sumatrensis ）、小蓬草（ Erigeron canadensis ）、春飞蓬（ E . philadelphicus ）、喜旱莲子草（ Alternanthera philoxeroides ）、圆叶牵牛（ Ipomoea purpurea ）、三裂叶薯（ I. triloba ）、凤眼蓝（ Eichhornia crassipes ） 等;达到2级入侵以上的自生植物种类占51.52%，在植被管理上，应进行分类管理、科学防控。 2.3 不同生境自生植被组成及群落结构
2.3.1 不同生境类型自生植物组成
因人为干扰程度、群落演变时间、土壤环境的差异，不同生境类型自生植物呈现出物种组成结构的异质性分布，如表1所示。
由表1可知，在各生境类型中，自生植物原生种均占据优势，物种比例均大于58%;其次是入侵种，除湿地占19.23%之外，其他生境类型均在20%以上;归化种较少，除房屋废弃地、废弃农地分别占15.38%和9.09%外，比例多在6%以下;而栽培种主要分布为废弃农地。
通过对不同生境类型进行比较分析，结果显示：水泥和石缝间的硬质基质对植物生存胁迫更为苛刻，适宜该生境的植物种类明显较少，定居繁衍的植物具有很强的环境适应能力，以原生种为主。拆迁房屋废弃地种类比较丰富，该生境遗留人为干扰痕迹，存在部分人工栽植乔灌种源更新群落，归化种最多。调查的废弃道路分土壤和砾石面2类，由于砾石面生境较恶劣，土壤型废弃道路提供的土壤养分能满足多数植物，出现上海原生或归化的乔灌木物种，也是入侵类植物主要分布的生境类型;虽砾石型废弃道路的人为干扰相对较少，植物种类较为丰富，但以归化类草本植物为主，原生草本植物受抑制。调查的湿地存在陆地化现象，加拿大一枝黄花、钻叶紫菀等恶性入侵种侵入芦苇群落，水位控制是维护本土种芦苇群落稳定性的基础。此外，河道边缘也发现入侵类藤本自生植物（如三裂叶薯），但更多的是芦苇（ Phragmites australis ）、芒（ Miscanthus sinensis ）与加拿大一枝黄花混生和竞争。调查的原小区废弃农地遗留有菜地，具有明显的人为特征，栽培种种类最多，包括较多的逃逸植物，如呈野生状态的西瓜（ Citrullus lanatus ）、番茄（ Lycopersicon esculentum ）、野萝卜（ Daucus carota ）等。
根据自生植物在不同生境类型的分布状况，统计植物的分布频率（图1），结果发现调查区域内的植物呈现异质性分布。仅出现在1种生境类型的物种最多，为86种，占总物种的44.79%，主要是废弃道路的乔灌木、河道边缘的水生植物、农地的蔬菜类植物;出现在7种生境类型的物种有6种，其中原生种和入侵种各3种，即鸡矢藤（ Paederia scandens ）、葎草（ Humulus scandens ）、乌蔹莓（ Cayratia japonica ）、钻叶紫菀、加拿大一枝黄花、野老鹳草（ Geranium carolinianum ）;分布在5个和6个生境类型的原生种为狗尾草（ Setariaviridis ）、芦苇、毛茛（ Ranunculus japonicus ）、牛膝（ Achyranthes bidentata ）、蛇莓（ Duchesnea indica ）、猪殃殃（ Galium aparine ）等，而入侵种多为春飞蓬、喜旱莲子草、白车轴草（ Trifolium repens ）。
总之，河道边缘、水泥和石缝间、湿地的原生种比例较大，可挖掘适应性强的自生植物;河道边缘的原生种和入侵种的比例均较高，种间竞争激烈，应适当进行人为调控;而房屋废弃地及农地的归化种和入侵种比例较大。
2.3.2 不同生境类型自生植物群落
上海化工区自生植物群落主要是以单优势乡土种，或乡土种与恶性入侵种共同构成的草本群落，因入侵种的强侵入性和乡土种的强适应性，群落平均高度普遍高于人为管理的非自生植物群落，总体生长势较好。乡土类自生草本以菊科蒿属，禾本科的五节芒（ M. floridulus ）、牛筋草（ Eleusine indica ）、芦苇等占据优势，且豆科救荒野豌豆（ Vicia sativa ）辅助修复生境，构树（ Broussonetia papyifera ）等乡土树种以更新苗形式在群落演替进程发挥作用，促进演替进展。在乡土种与恶性入侵种组成的群落中，两者密度、平均高度、盖度均差异不大，加拿大一枝黄花、钻叶紫菀等植物的入侵性是使群落内其他乡土植物发育受到限制的重要原因。房屋废弃地主要是两大群落类型：一种是由入侵种（如白车轴草、春飞蓬）组成的入侵型群落;种是由豆科植物救荒野豌豆为优势种构成的修复型群落。群落总盖度均超过100%（表2）。
土壤型废弃道路的矮蒿群落丰富度指数表现最高，农地中的牛筋草+狗尾草群落次之，两者在群落物种组成上均以本地植物为主。而湿地的单优势芦苇群落和河道边缘的本地与入侵竞争型的加拿大一枝黄花+芒群落丰富度较低。同时，辛普森及香农指数基本一致，且在湿地的芦苇群落和河道边缘的加拿大一枝黄花+芒群落均较低，而在其他生境差异不显著。从不同生境下的各群落均匀度指数看，芦苇为主的湿地均匀度最低;而农田废弃地存在多种低盖度的归化类及野生状态的草本植物，调查的牛筋草+狗尾草群落均匀度较低;河道边缘的加拿大一枝黄花+芒群落则最高，为外来种与本地种竞争的结果。各生境类型群落的物种分布较平均（图2）。
总体而言，废弃道路多为以本地草本或乔木更新苗为优势种构成的自生植物群落，多样性指数总体较高;房屋废弃地多为房屋拆迁后遗留的硬质路面，归化类植物较多，不少豆科植物定居生长，群落总体多样性较高。而河道边缘由于存在外来入侵水生植物，其他植物生长受限;湿地则因生境退化，原生的芦苇群落生境遭到破坏。后2类生境的多样性指数最低。
2.4 自生植被管理
城市绿地植物群落的形成与发展是“人工形成—自然进程—人工调控”的动态过程[22] 。根据场地自生植被来源及入侵程度的差异性，将自生植被管理划分为清除型、调控型、诱导型3种类型。植被管理应采取不同的措施，优化植物群落结构，提升生态服务功能（表3）。
2.4.1 清除型植被
入侵类植物由于其强适应性、高生长速度及繁殖力，侵占着本地植物生长空间，不仅生态景观价值低下，也严重影响生态系統的结构和功能，应及时控制乃至清除以恶性入侵为主的植被（如加拿大一支黄花、钻叶紫菀等）。 2.4.2 调控型植被
除了严重危害生境的入侵种需要强制清除外，可以根据自发性植物长势及其与周边的群落关系，采取人工调控手段进行植被管理，如局部及一般入侵类观赏植被（如南苜蓿、阿拉伯婆婆纳、圆叶牵牛等）、归化类及逃逸类野生状态的自生植被（如美丽月见草、野胡萝卜等），可以通过适当保留并调控其长势丰富城市植物景观。保护和营造城市内部及边缘区的野性自然是连接人和自然之间的重要纽带[23] ，在植被管理上应减少原有场地的人为干预，尊重植被的自然演替，选择性保留部分自发性植物，吸引鸟类、蝴蝶等野生动物，在提高城市生物多样性的同时，提升居民对自然野态的审美。
2.4.3 诱导型植被
在生境修复方面，利用植被吸附转化重金属、净化水质等功能，以人工诱导和强化等形式，针对受损地的污染类型、程度的差异，诱导不同的自生植物修复受损系统，促进受损场地的自愈能力。因上海化工区呈现不同程度的污染或土壤贫瘠问题，一方面要注意保护场地上自然再生的植被，另一方面要選择能够适应并改善受污染土壤及水环境的植物，如利用吸收氮磷营养盐的沉水类自生植被（如苦草）改善水体富营养化，利用根系发达的超富集水生植物（如慈姑）吸附转化重金属，而缓解城市土壤退化和贫瘠化可选择救荒野豌豆、白车轴草等固氮类自生植被。
在栖息地恢复方面，促进自生植被的进展演替有助于形成生态系统的初级食物链。自生的乔灌木（如繁叶型、有果型）可以为鸟类等野生动物提供食物来源和栖息地;林下自发性乡土植被能保持地表覆盖和土壤湿度，为昆虫等小型动物提供适宜栖境;花类自生植被（如菊科、豆科、唇形科、玄参科类）可以作为蜜源供给蜜蜂等其他传粉者，保证群落生态系统健康运行[3] 。上海化工区形成了废弃道路、湿地、河道等多种近自然栖息地，通过诱导毛茛、红蓼 （Polygonum orientale） 、木贼（ Equisetum hyemale ）、连钱草 （Glechoma longituba） 、白茅 （Imperata cylindrica） 、水苏 （Stachys japonica） 、盒子草 （Actinostemma tenerum） 、柳叶菜 （Epilobium hirsutum） 、紫菀 （Aster tataricus） 等湿生类自生植物的发育，形成野趣的湿地及河岸景观;保护废弃道路，提供野生动物栖息地和食源的乔灌木，促进鸟嗜和蜜源野花生长发育，如白屈菜 （Chelidonium majus） 、紫花香薷 （Elsholtziaargyi） 、风轮菜 （Clinopodium chinense） 、千里光 （Senecio scandens） 、虎耳草 （Saxifraga stolonifera） 、诸葛菜 （Orychophragmus violaceus） 、鼠尾草 （Salvia japonica） 、紫堇 （Corydalis edulis） 、蜀葵 （Althaea rosea） 、蛇莓等。
在景观营造方面，可拓展自生植物在城市内林下、林缘、水边等生境，诱导适应性强、观赏性较好的自生植物繁衍和定居。花器官显著、植株体量稍大（如打碗花）的自生植物具有较好的单体观赏价值;而花体较小、花序较稀疏的自生植物（如草木樨），果量较多且颜色醒目的有果类植被（如茅莓），以及株型叶型等同时具有观赏性的自生乡土植被（如狗尾草属类）则更适用于群体观赏。利用不同季节观赏特征显著的自生植物可培育低维护的野花群落景观，如春天开花的早开堇菜 （Viola verecunda） 、蒲公英 （Taraxacum mongolicum） 、三叶委陵菜（ Potentilla freyniana） 等，夏天开花的石蒜 （Lycoris radiata） 、夏枯草（ Prunella vulgaris） 、藿香 （Agastache rugosa） 、紫苜蓿 （Medicago sativa） 等，秋天开花的野菊、马兰 （Kalimeris indica） 、爵床 （Rostellularia procumbens） 等，并适当补植野趣类观赏植物，控制美观度较低的自生植物，形成季节性特色乡土植物景观。
3 讨论
3.1 自生植被利用潜力
城市自生植被作为城市植被的重要组成部分，长期以来被视为杂草而清除的偏见使其利用潜力难以被挖掘和利用。“自然、生态、野趣”越来越成为绿地营造的目标和趋势[9] ，探讨自生植被的利用潜力具有理论价值和现实意义。
在生态价值层面，自生植物是场地自愈的产物[15] ，从墙缝石隙到废弃地，随着时间的延长，自生植物不断自播繁衍，植被演替让硬质空间逐步恢复自然植被，对修复受损系统、重建动物栖息地、培育城市生物多样性等具有重要贡献;而且，自生植物的美学、教育价值也不可忽视，通过挖掘特色观赏特性的自生植物，可以培育自然野趣景观，而浓郁的乡土趣味能唤起人们对自然的热爱，激发市民的体验与参与，达到自然教育的作用。同时，自生植被无需人工播种栽培，或仅需很少的资源就可形成极具韧性的植物群落[14] ，还可以利用自然力保持群落更新演替[15] ，这种对城市环境的强适应性以及群落种间关系的动态演变，使自生植物具有可持续应用潜力。
3.2 自生植被利用挑战
开展自生植被管理，挖掘和利用自生植被，构建自发性和低维护管理的可持续近自然植物群落，是城市生物多样性培育和自然野趣绿地营造的重要途径。当然，自生植物的挖掘和利用也存在一些风险和困难。
首先，入侵类自生植物大多为风力传播，易通过种子传播对周边栽培植物景观产生影响;而且，入侵植物的传播途径与非入侵外来植物相比，更为多样，如水力传播、动物吞食和果实弹力的方式，对其他本地或栽培植物将产生危害。因此，自生植物的应用不仅要考虑其观赏价值与生境适应性，还应结合自生植物种子扩散方式与能力，针对不同的生境和景观造景需求，筛选合适的自生植物[24-25] 。 其次，不同于人工栽植的速成景观，自生植物群落演化具有长期性，且在审美观念上，人们往往视野生状态的景观为杂乱无章。因此，一方面要合理调控物种组成，或适当混植观赏植物，增强自生植被的观赏性;另一方面要普及自然生态美，让市民有机会参与和体验自生植被的演变过程，培育人们对自然野趣时序之美的欣赏和向往。
最后，自生植被在建构城市自然认知、文化认同、地域情感等方面具有独特意义。如何充分发挥城市自生植被的潜力与价值，并融入城市生态建设之中丰富“生态之城”和“人文之城”的内涵，还需要更多的关注、研究和实践。
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Abstract：This study takes the spontaneous vegetation at the typical habitats in Shanghai Chemical Industry Park to investigate the plant species and their compositions in different types of habitats using comprehensive investigation and quadrat method. The results are as follows： 1） A total of 192 species belonging to 145 genera and 57 families are identified there， dominated by 141 species of herbs. The species endemic to Shanghai has the highest proportion at 67.71%， and The ratio of the native species to naturalized species， alien invasive and cultivated species is 10∶8∶4∶1. 2） The comparative study of the species composition and typical community structure of spontaneous vegetation from 7 different habitats finds that abandoned roads and agricultural wasteland have the relatively rich plant species， while the cement and stone crevices have the least plant species; and the diversity index of Artemisia lancea community in soil-type abandoned roads is higher， while that of Phragmites communis community in wetland is the lowest. Using the clearance-induction-utilization approach， the urban spontaneous vegetation is categorized， and the management measures of every category of spontaneous vegetation are discussed， based on which the suggestions on the selection and application of spontaneous plants are proposed. This study is expected to provide references for the cultivation of urban biodiversity and close-to-nature plant communities.
Keywords：urban spontaneous vegetation， plant diversity， habitat heterogeneity， vegetation potential， vegetation management 自生植被一般指自然定居生长的植物群体[1] ，而城市自生植被指城市环境自然生长繁衍的植物群体[2-3] ，具有自我繁衍、抗污染、适应性强的特点且能体现一定地域特色。国外对于城市自生植被的研究较早，早期以自然植被与城市发展的关系展开[4] ，突出以提高城市生物多样性为目的的自生植被区域保护、强调自生植被的生态服务功能等[3，5] ;同时提出自生植被的美学价值，探讨自生植被管理在城市可持续景观中的意义[6] ，如Norbert等[7] 提出以自然植被为基础的创新型城市绿化设计。近年来，我国越来越关注城市绿地的自然野趣、地域特色构建，探讨近自然群落生态设计[8] 、节约型城市绿地营造等[9] ，重视曾作为清除对象的杂草的生态及利用价值，从城市公园自生植被物种组成、群落类型和时空分布[10-11] 、城市进程下多梯度的杂草分布特点及多样性研究[12-13] ，逐步延伸至生态服务功能的探索，挖掘自生植被多方面的价值[14] 。李仓拴等[15] 提出以“自愈力演替—人工改良—自然力演替—人工管理维护”的群落改良设计途径;陈春谛等[16] 强调自生植物在城市立面空间的自发性低维护景观;李晓鹏等[10] 挖掘不同季节群落组的可持续生态群落;Cervelli等[17] 试图探究城市化背景下的自生植被生境异质性与干扰环境的关系。
本文选取自生植物种类比较丰富的城市边缘区为调查区域，并针对生境异质性自生植被特征及管理研究比较薄弱的状况，通过对上海化工区的自生植物种类编目及不同生境典型自生植物群落样方调查，分析其组成与群落结构特点，探讨其在生态绿化的价值和潜力，提出不同生境自生植被管理及自生植物选择策略，促进城市生物多样性培育和城市绿地生态健康发展。
1 研究方法
1.1 植物调查
上海化工区位于杭州湾北岸，上海市金山、奉贤2区的交界处（121°28′E，30°49′N）。1996年9月开始围海造地，占地面积29.4 km2 ，是国家新型工业化产业示范基地和国家生态工业示范园区。园区除了园林绿地外，还包括大面积的荒地和废弃地，生境类型多样。由于化工区对人员进入管理严格，人为干扰少，自生植被发育良好，甚至防浪堤等人工构筑物缝隙也被自生植被覆盖。根据上海化工区自生植被分布特征，重点选择废弃道路、废弃村庄、废弃农地、自然湿地、河道及防浪堤等自生植被，并参考田志慧等[12] 、陈晓双等[13] 对植被生境的划分，将调查区域的自生植被生境划分为湿地、河岸边缘、水泥和石缝间、废弃道路（包括砾石型和土壤型）、房屋废弃地、废弃农地共7个类型。通过全面踏查法，于2019年秋季和2020年春季进行相同区域的2次植物种类记录;同时，选取不同生境下的代表性自生草本植物群落进行面积为2 m×2 m的样方调查，记录不同自生植物群落的生境位置、植物种名、株数，采用目测法计算群落总盖度及种群盖度，并测量植株高度等。
1.2 数据处理
在对调查物种进行鉴别及分类的基础上，依据《上海维管植物检索表》及《The Checklist of the Naturalized Plants in China》区分各物种的来源[18-19] ，将调查到的自生植物划分为上海原生种、外来归化种（不含入侵种）、入侵种、栽培种。
根据《中国外来入侵植物名录》将调查到的入侵类自生植物划分为4个等级，即1级，恶性入侵种;2级，严重入侵种;3级，局部入侵种;4级，一般入侵种[20] 。同时，对典型群落样地的生物多样性指数进行计算[21] 。
2 结果与分析
2.1 自生植物种类组成
上海化工区共调查到自生植物57科145屬192种，包括乔木17种、灌木13种、草本植物142种、藤本植物16种以及水生植物4种。草本植被作为主要植被类型，种类最多，占总种数的73.96%，乔木、灌木大多分布于废弃时间较长的地块，呈现自然演替的进程。藤本植物种类较多，这与调查区域生境类型比较多样有关。
自生植物物种数量排名靠前的有禾本科（31种）、菊科（29种）、豆科（15种），皆为广布科，而单种科共计24科，达42.11%，说明自生植物在科的水平上物种异质性较高。从占比最大的草本植物科分布情况看，主要以禾本科、菊科占优势，这2科种类占草本植物总数的42.86%。
2.2 自生植物物种来源及入侵性
从自生植物物种来源上看，其原生种占据优势，占种数的67.71%;其次是归化种和入侵种，共49种，归化率16.78%;此外，还调查到部分栽培种，仅占6.77%。原生种、归化种、入侵种及栽培种的比例约为10∶8∶4∶1，其中，外来入侵种虽然仅占总种类的17.19%，但由于其适应能力超强而在一些荒地强势蔓延，数量及盖度明显高于其他类植物，如湿地内的加拿大一枝黄花（ Solidago canadensis ）和钻叶紫菀（ Aster subulatus ），从而呈现少量入侵种占据大面积植被空间的现象，对乡土自然植被发育造成不利影响。
将外来入侵植物进行入侵等级的划分，包括1级10种（恶性入侵种），2级7种（严重入侵种），3级2种（局部入侵种），4级14种（一般入侵种）。调查区域以恶性入侵种和一般入侵种为主，恶性入侵种包括钻叶紫菀、加拿大一枝黄花、小飞蓬 （ Conyza canadensis ）、苏门白酒草（ C.sumatrensis ）、小蓬草（ Erigeron canadensis ）、春飞蓬（ E . philadelphicus ）、喜旱莲子草（ Alternanthera philoxeroides ）、圆叶牵牛（ Ipomoea purpurea ）、三裂叶薯（ I. triloba ）、凤眼蓝（ Eichhornia crassipes ） 等;达到2级入侵以上的自生植物种类占51.52%，在植被管理上，应进行分类管理、科学防控。 2.3 不同生境自生植被组成及群落结构
2.3.1 不同生境类型自生植物组成
因人为干扰程度、群落演变时间、土壤环境的差异，不同生境类型自生植物呈现出物种组成结构的异质性分布，如表1所示。
由表1可知，在各生境类型中，自生植物原生种均占据优势，物种比例均大于58%;其次是入侵种，除湿地占19.23%之外，其他生境类型均在20%以上;归化种较少，除房屋废弃地、废弃农地分别占15.38%和9.09%外，比例多在6%以下;而栽培种主要分布为废弃农地。
通过对不同生境类型进行比较分析，结果显示：水泥和石缝间的硬质基质对植物生存胁迫更为苛刻，适宜该生境的植物种类明显较少，定居繁衍的植物具有很强的环境适应能力，以原生种为主。拆迁房屋废弃地种类比较丰富，该生境遗留人为干扰痕迹，存在部分人工栽植乔灌种源更新群落，归化种最多。调查的废弃道路分土壤和砾石面2类，由于砾石面生境较恶劣，土壤型废弃道路提供的土壤养分能满足多数植物，出现上海原生或归化的乔灌木物种，也是入侵类植物主要分布的生境类型;虽砾石型废弃道路的人为干扰相对较少，植物种类较为丰富，但以归化类草本植物为主，原生草本植物受抑制。调查的湿地存在陆地化现象，加拿大一枝黄花、钻叶紫菀等恶性入侵种侵入芦苇群落，水位控制是维护本土种芦苇群落稳定性的基础。此外，河道边缘也发现入侵类藤本自生植物（如三裂叶薯），但更多的是芦苇（ Phragmites australis ）、芒（ Miscanthus sinensis ）与加拿大一枝黄花混生和竞争。调查的原小区废弃农地遗留有菜地，具有明显的人为特征，栽培种种类最多，包括较多的逃逸植物，如呈野生状态的西瓜（ Citrullus lanatus ）、番茄（ Lycopersicon esculentum ）、野萝卜（ Daucus carota ）等。
根据自生植物在不同生境类型的分布状况，统计植物的分布频率（图1），结果发现调查区域内的植物呈现异质性分布。仅出现在1种生境类型的物种最多，为86种，占总物种的44.79%，主要是废弃道路的乔灌木、河道边缘的水生植物、农地的蔬菜类植物;出现在7种生境类型的物种有6种，其中原生种和入侵种各3种，即鸡矢藤（ Paederia scandens ）、葎草（ Humulus scandens ）、乌蔹莓（ Cayratia japonica ）、钻叶紫菀、加拿大一枝黄花、野老鹳草（ Geranium carolinianum ）;分布在5个和6个生境类型的原生种为狗尾草（ Setariaviridis ）、芦苇、毛茛（ Ranunculus japonicus ）、牛膝（ Achyranthes bidentata ）、蛇莓（ Duchesnea indica ）、猪殃殃（ Galium aparine ）等，而入侵种多为春飞蓬、喜旱莲子草、白车轴草（ Trifolium repens ）。
总之，河道边缘、水泥和石缝间、湿地的原生种比例较大，可挖掘适应性强的自生植物;河道边缘的原生种和入侵种的比例均较高，种间竞争激烈，应适当进行人为调控;而房屋废弃地及农地的归化种和入侵种比例较大。
2.3.2 不同生境类型自生植物群落
上海化工区自生植物群落主要是以单优势乡土种，或乡土种与恶性入侵种共同构成的草本群落，因入侵种的强侵入性和乡土种的强适应性，群落平均高度普遍高于人为管理的非自生植物群落，总体生长势较好。乡土类自生草本以菊科蒿属，禾本科的五节芒（ M. floridulus ）、牛筋草（ Eleusine indica ）、芦苇等占据优势，且豆科救荒野豌豆（ Vicia sativa ）辅助修复生境，构树（ Broussonetia papyifera ）等乡土树种以更新苗形式在群落演替进程发挥作用，促进演替进展。在乡土种与恶性入侵种组成的群落中，两者密度、平均高度、盖度均差异不大，加拿大一枝黄花、钻叶紫菀等植物的入侵性是使群落内其他乡土植物发育受到限制的重要原因。房屋废弃地主要是两大群落类型：一种是由入侵种（如白车轴草、春飞蓬）组成的入侵型群落;种是由豆科植物救荒野豌豆为优势种构成的修复型群落。群落总盖度均超过100%（表2）。
土壤型废弃道路的矮蒿群落丰富度指数表现最高，农地中的牛筋草+狗尾草群落次之，两者在群落物种组成上均以本地植物为主。而湿地的单优势芦苇群落和河道边缘的本地与入侵竞争型的加拿大一枝黄花+芒群落丰富度较低。同时，辛普森及香农指数基本一致，且在湿地的芦苇群落和河道边缘的加拿大一枝黄花+芒群落均较低，而在其他生境差异不显著。从不同生境下的各群落均匀度指数看，芦苇为主的湿地均匀度最低;而农田废弃地存在多种低盖度的归化类及野生状态的草本植物，调查的牛筋草+狗尾草群落均匀度较低;河道边缘的加拿大一枝黄花+芒群落则最高，为外来种与本地种竞争的结果。各生境类型群落的物种分布较平均（图2）。
总体而言，废弃道路多为以本地草本或乔木更新苗为优势种构成的自生植物群落，多样性指数总体较高;房屋废弃地多为房屋拆迁后遗留的硬质路面，归化类植物较多，不少豆科植物定居生长，群落总体多样性较高。而河道边缘由于存在外来入侵水生植物，其他植物生长受限;湿地则因生境退化，原生的芦苇群落生境遭到破坏。后2类生境的多样性指数最低。
2.4 自生植被管理
城市绿地植物群落的形成与发展是“人工形成—自然进程—人工调控”的动态过程[22] 。根据场地自生植被来源及入侵程度的差异性，将自生植被管理划分为清除型、调控型、诱导型3种类型。植被管理应采取不同的措施，优化植物群落结构，提升生态服务功能（表3）。
2.4.1 清除型植被
入侵类植物由于其强适应性、高生长速度及繁殖力，侵占着本地植物生长空间，不仅生态景观价值低下，也严重影响生态系統的结构和功能，应及时控制乃至清除以恶性入侵为主的植被（如加拿大一支黄花、钻叶紫菀等）。 2.4.2 调控型植被
除了严重危害生境的入侵种需要强制清除外，可以根据自发性植物长势及其与周边的群落关系，采取人工调控手段进行植被管理，如局部及一般入侵类观赏植被（如南苜蓿、阿拉伯婆婆纳、圆叶牵牛等）、归化类及逃逸类野生状态的自生植被（如美丽月见草、野胡萝卜等），可以通过适当保留并调控其长势丰富城市植物景观。保护和营造城市内部及边缘区的野性自然是连接人和自然之间的重要纽带[23] ，在植被管理上应减少原有场地的人为干预，尊重植被的自然演替，选择性保留部分自发性植物，吸引鸟类、蝴蝶等野生动物，在提高城市生物多样性的同时，提升居民对自然野态的审美。
2.4.3 诱导型植被
在生境修复方面，利用植被吸附转化重金属、净化水质等功能，以人工诱导和强化等形式，针对受损地的污染类型、程度的差异，诱导不同的自生植物修复受损系统，促进受损场地的自愈能力。因上海化工区呈现不同程度的污染或土壤贫瘠问题，一方面要注意保护场地上自然再生的植被，另一方面要選择能够适应并改善受污染土壤及水环境的植物，如利用吸收氮磷营养盐的沉水类自生植被（如苦草）改善水体富营养化，利用根系发达的超富集水生植物（如慈姑）吸附转化重金属，而缓解城市土壤退化和贫瘠化可选择救荒野豌豆、白车轴草等固氮类自生植被。
在栖息地恢复方面，促进自生植被的进展演替有助于形成生态系统的初级食物链。自生的乔灌木（如繁叶型、有果型）可以为鸟类等野生动物提供食物来源和栖息地;林下自发性乡土植被能保持地表覆盖和土壤湿度，为昆虫等小型动物提供适宜栖境;花类自生植被（如菊科、豆科、唇形科、玄参科类）可以作为蜜源供给蜜蜂等其他传粉者，保证群落生态系统健康运行[3] 。上海化工区形成了废弃道路、湿地、河道等多种近自然栖息地，通过诱导毛茛、红蓼 （Polygonum orientale） 、木贼（ Equisetum hyemale ）、连钱草 （Glechoma longituba） 、白茅 （Imperata cylindrica） 、水苏 （Stachys japonica） 、盒子草 （Actinostemma tenerum） 、柳叶菜 （Epilobium hirsutum） 、紫菀 （Aster tataricus） 等湿生类自生植物的发育，形成野趣的湿地及河岸景观;保护废弃道路，提供野生动物栖息地和食源的乔灌木，促进鸟嗜和蜜源野花生长发育，如白屈菜 （Chelidonium majus） 、紫花香薷 （Elsholtziaargyi） 、风轮菜 （Clinopodium chinense） 、千里光 （Senecio scandens） 、虎耳草 （Saxifraga stolonifera） 、诸葛菜 （Orychophragmus violaceus） 、鼠尾草 （Salvia japonica） 、紫堇 （Corydalis edulis） 、蜀葵 （Althaea rosea） 、蛇莓等。
在景观营造方面，可拓展自生植物在城市内林下、林缘、水边等生境，诱导适应性强、观赏性较好的自生植物繁衍和定居。花器官显著、植株体量稍大（如打碗花）的自生植物具有较好的单体观赏价值;而花体较小、花序较稀疏的自生植物（如草木樨），果量较多且颜色醒目的有果类植被（如茅莓），以及株型叶型等同时具有观赏性的自生乡土植被（如狗尾草属类）则更适用于群体观赏。利用不同季节观赏特征显著的自生植物可培育低维护的野花群落景观，如春天开花的早开堇菜 （Viola verecunda） 、蒲公英 （Taraxacum mongolicum） 、三叶委陵菜（ Potentilla freyniana） 等，夏天开花的石蒜 （Lycoris radiata） 、夏枯草（ Prunella vulgaris） 、藿香 （Agastache rugosa） 、紫苜蓿 （Medicago sativa） 等，秋天开花的野菊、马兰 （Kalimeris indica） 、爵床 （Rostellularia procumbens） 等，并适当补植野趣类观赏植物，控制美观度较低的自生植物，形成季节性特色乡土植物景观。
3 讨论
3.1 自生植被利用潜力
城市自生植被作为城市植被的重要组成部分，长期以来被视为杂草而清除的偏见使其利用潜力难以被挖掘和利用。“自然、生态、野趣”越来越成为绿地营造的目标和趋势[9] ，探讨自生植被的利用潜力具有理论价值和现实意义。
在生态价值层面，自生植物是场地自愈的产物[15] ，从墙缝石隙到废弃地，随着时间的延长，自生植物不断自播繁衍，植被演替让硬质空间逐步恢复自然植被，对修复受损系统、重建动物栖息地、培育城市生物多样性等具有重要贡献;而且，自生植物的美学、教育价值也不可忽视，通过挖掘特色观赏特性的自生植物，可以培育自然野趣景观，而浓郁的乡土趣味能唤起人们对自然的热爱，激发市民的体验与参与，达到自然教育的作用。同时，自生植被无需人工播种栽培，或仅需很少的资源就可形成极具韧性的植物群落[14] ，还可以利用自然力保持群落更新演替[15] ，这种对城市环境的强适应性以及群落种间关系的动态演变，使自生植物具有可持续应用潜力。
3.2 自生植被利用挑战
开展自生植被管理，挖掘和利用自生植被，构建自发性和低维护管理的可持续近自然植物群落，是城市生物多样性培育和自然野趣绿地营造的重要途径。当然，自生植物的挖掘和利用也存在一些风险和困难。
首先，入侵类自生植物大多为风力传播，易通过种子传播对周边栽培植物景观产生影响;而且，入侵植物的传播途径与非入侵外来植物相比，更为多样，如水力传播、动物吞食和果实弹力的方式，对其他本地或栽培植物将产生危害。因此，自生植物的应用不仅要考虑其观赏价值与生境适应性，还应结合自生植物种子扩散方式与能力，针对不同的生境和景观造景需求，筛选合适的自生植物[24-25] 。 其次，不同于人工栽植的速成景观，自生植物群落演化具有长期性，且在审美观念上，人们往往视野生状态的景观为杂乱无章。因此，一方面要合理调控物种组成，或适当混植观赏植物，增强自生植被的观赏性;另一方面要普及自然生态美，让市民有机会参与和体验自生植被的演变过程，培育人们对自然野趣时序之美的欣赏和向往。
最后，自生植被在建构城市自然认知、文化认同、地域情感等方面具有独特意义。如何充分发挥城市自生植被的潜力与价值，并融入城市生态建设之中丰富“生态之城”和“人文之城”的内涵，还需要更多的关注、研究和实践。
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