皇居の生物相
皇居内のコケ類の調査では、蘚類77種、苔類29種、ツノゴケ類1種の計107種が確認された。これまで都内で最も多くのコケ類が確認されているのは自然教育園の52種で、東京都区内で皇居のみで見つかっているコケ類は蘚類14種、苔類9種の23種に及び、皇居のコケ類が生物多様性に富んでいることがわかる。また絶滅危惧種であるコウライイチイゴケ、ヤワラゼニゴケが生育しているなど貴重な種が見られ、人家の周辺などに見られ都市化の指標とされるヒョウタンゴケ、ゼニゴケなどが生育しないといった特色も見られる。
地衣類の調査でも57種の地衣類が確認され、うち3属、5種は日本で初めて見つかった地衣類であった。その大部分は木陰や岩の上に飼育するものであった。他方、第一期調査(1996~2000年度)では、ウメノキゴケ、アカサルオガセなどの大気汚染への耐性が低い大型の地衣類は皇居内では生育しておらず、大都市東京の中心部にある皇居の環境を表している。これが第二期調査(2009~2013年度)になると大型地衣類が4種から16種に増え、ウメノキゴケも見つかった。東京都が2003年に始めたディーゼル車規制による大気汚染改善が寄与したと推定されている。
皇居内のトンボ類については、昭和62年(1987年)、昭和63年(1988年)に行われていた調査結果を併せて8科27種が確認された。続いて平成13年度(2001年)から平成17年度(2005年)まで続けられたモニタリング調査の中で6種が確認され、皇居内からは8科33種のトンボ類が確認された。東京都内の一つの区全体で確認できるトンボ類はおおむね20-30種であり、皇居内からは一つの区全体と同程度の種数が確認されている。また皇居内からは東京23区内からはほぼ絶滅したと考えられていたベニイトトンボ、コサナエ、アオヤンマの生息が確認されるなど、東京の都心に位置し面積も限られる皇居の環境を考えると、皇居のトンボ相は豊かといえる。
皇居のトンボは道灌濠や蓮池濠、生物学御研究所の水田や灌漑施設、吹上御苑内の大池やその周辺の流水、湿地帯などに生息している。そのため静水域や湿地帯を好むトンボは多く見られるが、皇居内の流水は規模が小さすぎる上に流れも遅いため、河川などの流水域に生息するトンボは生息が困難であるためほぼ見ることができないという特徴が見られる。また平成13年度(2001年)から平成17年度(2005年)まで続けられたモニタリング調査では、チョウトンボが皇居内に定着した半面、都市部でも生息が確認できるアカネ類が著しく減少していることが判明した。
皇居内は流水域は欠けるものの、恵まれた自然の中に多くの水域があるトンボ類にとって極めて恵まれた環境下にあり、多くのトンボ類が繁殖している。特にコサナエは東京23区内では皇居以外での繁殖が確認されておらず、また皇居で繁殖したトンボ類が皇居外に移動している可能性も高く、トンボ類の生息地として皇居の存在は貴重である。
天正18年の入城当初は、江戸城の改築は小規模なものを行ったのみであったが、文禄元年(1592年)より西の丸の築造を開始し、その後慶長8年(1603年)、徳川家康が征夷大将軍に任じられ江戸幕府が開かれた後は、全国の諸大名を動員して大規模な江戸城拡張工事が行われることになった(「天下普請」参照)。
江戸城拡張工事の中で、西の丸の地にあった山王社は移転され、吹上御苑の地にあった16の寺も移転された。寺が移転された後、家康は跡地を代官や年寄(後の老中)などの邸とし、その後、1610年代半ばの慶長末期から元和年間にかけて、尾張徳川家、紀伊徳川家、水戸徳川家、駿河徳川家、越前松平家などの徳川御三家・親藩を中心とした約20家あまりの大名家の邸宅も立ち並ぶようになった。この時点で現在の吹上御苑の多くはいったん宅地化したものと考えられている。なお現在の吹上御苑という江戸城本体に極めて近い場所に親藩などの邸宅が建設された理由としては、江戸城の防御面から考えて重要である現在の吹上御苑の地に親藩などの邸を建設することによって防御を固めたとの説が出されている。
江戸城内では天守や多くの殿舎、そして多くの濠が造られた。
トビムシ類は12科74種が確認されている。自然林や人為的影響が小さい二次林で確認されるトビムシ類は50-80種とされ、皇居で確認された74種というトビムシ類は皇居の良好な自然環境を示している。皇居の調査によって確認されたトビムシ類の中には、日本で初めて記録された種が2種確認されたとともに、明治38年(1905年)に横浜で発見されて以降、確認されていなかったタマトビムシが再確認された。
これは清澄山の演習林と皇居が同じ照葉樹林帯にあるとともに、演習林内の森林、草地、水系といった多様な環境と同じような環境を皇居が備えていることを示している。皇居のショウジョウバエ相からは、皇居の環境は全体としては森林的な環境であり、その中に草地や水辺という環境が含まれていると考えられ、そのような環境が豊かな生物多様性を維持していることを示唆している。
また皇居のショウジョウバエの調査からは、マキオショウジョウバエ、フタスジショウジョウバエ、ヒトクシショウジョウバエの3種については皇居内では秋の10月末から翌年の5月頃までは観察されるものの、夏季は高地帯へと移動するためにほとんど見ることが出来ず、また秋季になると皇居に戻ってくることが確認された。そして人工的な環境を好むショウジョウバエの多くも、春から夏にかけて低地から高地へと分布を拡大することがわかってきた。つまり皇居は東京の都市部に囲まれた閉鎖的な自然環境であることは事実であるが、外の自然環境とのつながりも維持されており、皇居の自然環境の維持ばかりではなく皇居外の生態系の維持もやはり重要であることを示している。
皇居内で確認された爬虫類はカメ目のクサガメ、アカミミガメ、スッポン、トカゲ亜目のヤモリ、トカゲ、カナヘビ、ヘビ亜目のアオダイショウ、シマヘビ、ヒバカリである。またカメ目のイシガメ、ヘビ亜目のジムグリはかつての目撃例などから生息している可能性があるとされる。また皇居内の環境はヤマカガシの生息環境として適していると見られるが、これまで確認されていない。これは後述のウシガエルによってヤマカガシの子ヘビが捕食され尽くした結果である可能性が指摘されている。また爬虫類はカナヘビやシマヘビのように極めて確認された数が少ないものがある。
皇居内の両生類の分布は爬虫類以上に特徴的である。皇居内ではサンショウウオ目の生育は確認されず、カエル目でもアズマヒキガエル、アマガエル、ウシガエルの3種しか確認されず、生育しておかしくないニホンアカガエル、トウキョウダルマガエル、ツチガエルは見られない。またウシガエルは皇居内各地で極めて多くの個体が確認されるが、アズマヒキガエルとアマガエルの個体数はウシガエルと比べて多くない。これは明らかにウシガエルが在来種のカエルの生育を強く圧迫した結果と考えられ、皇居内のニホンアカガエル、トウキョウダルマガエル、ツチガエルはウシガエルによって絶滅に追いやられたものと考えられる。またウシガエルの大繁殖は皇居内の昆虫類の生育にも大きな影響を与えている可能性が高い。在来種の爬虫類、両生類の中で欠けた種が見られる原因はウシガエルの大繁殖によるものと考えられるが、皇居内で何らかの理由でいったん数が減少していく種が現れた場合、濠に囲まれた皇居という閉ざされた環境では、周囲から新たな個体が入り込むことが非常に困難であるため、絶滅を防ぐことが困難であることを示している。
皇居内の道灌濠、蓮池濠、人工池である瓢池では、平成8年度(1996年度)から平成11年度(1999年度)にかけて動物性のプランクトン等、微小生物の調査が行われ、続いて平成12年度(2000年度)から平成16年度(2004年度)にかけて継続調査が実施された。
これまでの調査の結果、皇居の内濠である道灌濠、蓮池濠、そして瓢池からは原生動物、輪虫類、鰓脚類、撓脚類が合計63属130種確認された。珪藻類の出現状況と同じく、皇居の内濠と瓢池で確認された淡水性の動物性プランクトンには希少種や特異な分布を示すものは見られなかったが、赤坂御用地の庭園にある池で確認された種は53属87種であり、赤坂御用地の池よりも多くの種が生息していることが明らかとなった。水質の分析からも皇居の内濠は比較的良好な自然状態が保たれていることがわかっており、淡水性の動物性プランクトンの高い生物多様性が保たれた貴重な環境であることが明らかとなった。
また東京都区内とその周辺では自然の湖沼は洗足池、三宝寺池、井の頭池、不忍池などしか見られず、また溜池も少ないため、水質が比較的良好で豊かな生物多様性が保たれている皇居の内濠は、東京都区内やその周辺の中では淡水性動植物の貴重な生息地であるといえる。