城市森林作为重要的城市绿色基础设施和生态系统的重要组成部分,在改善城市生态环境、保护生物多样性、提高城市综合竞争力方面,具有无法替代的地位。快速城市化背景下,从不同尺度对城市森林结构和功能进行多维度生态质量系统研究及评估,并诊断其制约因素,提出应对措施,将有利于构建布局合理、结构健全、功能高效的城市森林。本研究以上海市域为研究区域,城市森林为研究对象,在分析森林斑块空间分布格局的基础上,通过对全市201个城市森林样点,816个样方进行群落学调查,测算主要物种的三维绿色体积绿量、叶面积指数、生物量及净增生物量等物质生产相关功能,旨在从景观、群落和个体水平上揭示上海城市森林结构和功能现状及空间差异,阐明其主要环境影响因素及结构和功能之间的耦合关系;并据此对上海城市森林在景观空间布局、物种组成、群落结构和生态功能多个维度上进行了问题诊断和生态质量综合评价,探讨低效城市森林的恢复途径和重建方法,以期为上海城市森林后续建设和改造提供理论基础和实践参考。主要结论如下:（1）上海城市森林空间分布格局基于2015年8月遥感影像和2014年上海森林资源分布图,对上海森林斑块信息进行提取和解译,并分析其景观空间格局,结果表明:上海城市森林主要以巨型斑块和大型斑块分布为主;城乡梯度上,森林面积总量呈现出远郊>近郊>中心城区的格局,但森林覆盖率近郊优于远郊和中心城区;景观尺度上,不管从景观构成还是景观指数方面看,上海城市森林景观生态质量均低下,存在破碎化程度较高、景观连接度较差、景观斑块边界整齐单一、斑块间生态过程联系较弱等问题。（2）上海城市森林物种组成与群落类型基于201个样地和816个样方的调查,共记录维管植物126科405属567种,其中原生种246种,占总种数的43.4%;外来种仅22种,且21种为草本植物。不同生活型间,草本植物种数最多,为250种;常绿阔叶乔木虽仅占总种数的5.8%（33种）,但累计频率高达14.4%,尤以香樟（Cinanamomum camphora）和女贞（Ligustrum lucidum）累计频率最高。上海城市森林群落类型丰富,从森林起源和人为干扰影响角度,归属于自然次生林、近自然林、人工次生林和人工林4大森林类型;其中以常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林和落叶阔叶林为主,常绿阔叶林群落类型较少,但少数群落类型,如香樟群落,分布面积很广;人工林中群落类型丰富,但缺少在自然次生林中常见的群落类型,如青冈（Cyclobalanopsis glauca）群落等。（3）上海城市森林群落结构特征上海城市森林群落物种丰富度较高,丰富度为1-2种和3-5种的分别占10%,6种以上的占80%,其中6-10种的占27.2%,11-15种的占25.1%,15-20种占15.7%,20种以上的占12.8%;将森林群落中的植物归类后发现,原生种的丰富度>栽培种和栽培逸生种>外来种;将森林按垂直结构划分后,乔木层、大灌层、小灌层和草本层丰富度分别为2.49、3.46、3.66和7.64;按森林类型划分,近自然林的丰富度>人工次生林>自然次生林>人工林,人工林丰富度指数显著低于前三者;在城乡梯度上,群落内原生种丰富度由中心城区至远郊逐渐增加。上海城市森林整体群落垂直结构较为完整,以复层性结构为主;但近郊、人工林和防护绿地中乔灌草结构比例显著低于其他类型,且以纯林为主。总体上,木本植物胸径介于7～25 cm之间,属于中幼林;近郊、人工林和防护绿地的胸径变异系数和高度变异系数显著低于其他类型。近22%的人工林个体密度偏高,而其他森林类型均处于适宜水平。本研究中71.7%样方其林下有木本植物更新个体,分属于54科102属124种,占林木层总物种数的40.3%;其中混交林和垂直结构丰富的群落中更新物种较丰富。自然次生林中占优势的糙叶树（Aphananthe aspera）、青冈、红楠（Machilus thunbergii）等物种在人工林中较为少见,表明种源是限制林下自然更新的重要因素;此外,CCA分析表明土壤pH、容重、有机质含量及乔木层盖度,是影响更新层物种组成的环境因素。（4）上海城市森林物质生产功能上海城市森林单位面积三维绿色体积绿量为5.79m3/m2,叶面积指数（LAI）平均为35.89,单位面积生物量和单位面积年净增生物量分别为13.02kg/m2和1.75kg/m2/a;具有复层垂直结构的森林群落其4个指标均大于垂直结构简单的群落。人工次生林在叶面积指数、单位面积生物量和单位面积净生物量3个指标方面均为最高,自然次生林的单位面积体积绿量为最高。在城乡梯度上,四个指标均为中心城区>远郊>近郊,反映了城市环境梯度和群落结构城乡差异的综合影响。上海城市森林常见物种的物质生产功能存在种间差异,4个指标均为乔木>灌木>草本、针叶树>阔叶树、原生种>外来种。此外,物质生产功能在种内存在差异,并主要受其所在地群落结构和环境因子的影响:LAI、净生物量（ABM）分别与个体密度、林冠层郁闭度呈显著负相关;落叶树种相较于常绿树种,对环境变化更为敏感,其LAI和ABM与大气污染指标,如PM_2.5、SO₂、NO₂有显著关联,且与土壤土壤容重正相关、与土壤有机质负相关。（5）上海城市森林生态质量诊断选取上述研究中相关指标,采用主客观赋权法,构建上海城市森林生态质量综合评价体系,包括2个次目标层,其中近自然度目标层包括5个准则层、共35个指标,景观结构目标层包括2个准则层、共8个指标;运用该评价体系对上海城市森林生态质量进行评估,结果表明:基于景观-群落尺度,上海城市森林生态质量总体低下,以中心城区最低,黄浦区最差,崇明区和松江区较好。基于群落尺度,近自然度综合评价值介于0.092～0.616,平均值为0.374,整体处于近自然度Ⅲ级,即中度低效水平,其中混交林显著高于其他群落类型,垂直结构丰富的群落高于垂直结构单一的群落;城乡梯度上,近郊显著低于远郊和中心城区;人工林显著低于自然次生林、近自然林、人工次生林3种森林类型;防护林显著低于其他绿地类型;按照近自然度综合评价值的划分标准,自然次生林在近自然度V级（良好）以上高达87.5%,因而可以选择自然次生林作为上海低效人工林近自然恢复的参照系。（6）低效森林生态恢复对策与途径基于上海城市森林近自然度综合评价的结果,针对低效森林存在的问题,提出了生态恢复对策与途径:首先综合自然区划、森林生态敏感程度以及主导功能定位、环境质量等因素,划分若干生态恢复单元,并基于各生态恢复单元森林的近自然度等级,确定恢复目标;其次,低效森林恢复改造应兼顾"适生境适群落"和"适功能适群落"两个原则,不同生态恢复单元选择适宜性植物种类和群落类型;此外,低效森林恢复改造宜结合多种技术,包括土壤修复技术和抚育间伐、封育补植和更新改造等森林管理措施。