综述：生物滞留设计中鳞翅目丰度与多样性作为生态系统功能的定量测量

这篇综述创新性地提出将鳞翅目（Lepidoptera）幼虫宿主植物支持的物种数量作为生物滞留设施（bioretention basins）设计的量化指标，填补了工程学与生态学交叉领域的知识空白。通过系统分析水文调节、营养保留等核心功能与鳞翅目多样性的关联，为城市雨水管理设施（如雨花园、渗透池）的生态优化提供了可操作框架，尤其强调植物选择对能量流动（如食物链）和栖息地供给的关键作用。

生物滞留系统的生态功能重构

传统生物滞留设计主要关注水文调控和污染物截留，而最新研究揭示了其在城市生态系统中的潜在价值。鳞翅目（蝴蝶和蛾类）因其在能量传递和授粉中的关键作用，成为评估生物滞留设施生态功能的理想指示类群。

城市化与昆虫衰退的危机

全球数据显示，鳞翅目物种正经历多大陆范围的衰退，如比利时29%的物种已灭绝。城市化导致的栖息地碎片化、氮富集和微气候变化是主要驱动因素。生物滞留设施作为城市"生态岛屿"，其设计选择可能加剧或缓解这一趋势。

营养富集的生态权衡

计算表明，生物滞留系统接受的氮负荷（100-300 kg N/ha/yr）接近农业施肥水平。这种富集环境会筛选出适应高氮条件的植物，进而影响鳞翅目群落组成。例如，沼泽白栎（Quercus bicolor）支持511种鳞翅目幼虫，而紫锥菊（Echinacea purpurea）则不支持任何物种。

鳞翅目作为功能指示器

鳞翅目多样性可综合反映四大生态系统功能：

1. 水文调节：植物根系影响渗透率
2. 能量流动：幼虫将植物生物量转化为鸟类食物
3. 营养保留：氮在植物-昆虫系统中的循环
4. 栖息地供给：微生境异质性（如砾石、坡度变化）

设计实践创新

墨尔本案例显示，保留落叶层（>5cm）可使节肢动物多样性提升40%。建议设计时：

• 优先选择高支持力的本地植物（如冬青属Ilex支持43种）
• 构建湿度梯度（推荐2-5%侧坡）
• 减少人为干扰（每年维护≤2次）

未来研究框架

亟待解决的关键问题包括：

• 水文目标与生态功能的量化权衡
• 气候变化下植物-昆虫物候匹配
• 城市尺度廊道网络的优化设计

这些发现为将生态工程（eco-engineering）理念融入城市雨水管理提供了新范式，标志着从单纯"处理设施"向"多功能生态节点"的范式转变。