2025年2月,《Land》期刊(中科院二区期刊,IF=3.2)发表题为“Wealth and Altitude Explain Urban Plant Diversity in Residential Areas of Hainan, China”的研究论文。海南大学本科生苏琳珂为该论文的第一作者,王华锋教授为论文的通讯作者。本研究得到国家自然科学基金的资助。

全球快速城市化给生物多样性带来了巨大挑战,城市栖息地碎片化与多样化的景观形式并存。住宅区作为城市生态的重要组成部分,对于理解生物多样性保护机制以及人与自然和谐共生至关重要。此外,生物多样性的梯度分布仍是生态学研究的重点,有助于理解基本的物种 - 环境相互作用。在本研究中,我们对海南岛 15 个县市的 269 个住宅区进行了采样,调查了生物多样性、住宅区特征以及社会经济和环境变量。利用广义线性模型(GLM),通过水平和垂直二维梯度模型,结合箱线图、主成分分析(PCA)、主坐标分析(PCoA)和路径模型,分析了植物驱动因素的异同,以检验这些梯度的存在、分布和性质。我们的研究结果表明:不同植物类型由不同机制驱动;栽培植物主要用于观赏目的,而在农村地区,其食用价值更受重视。城市住宅区植物多样性主要受海拔影响,根本上受经济因素影响。分析确定了影响各种植物类型的驱动因素存在明显差异,并在住宅区建立了植物多样性分布的两个主要梯度:受房价影响的水平梯度和与海拔变化对应的垂直梯度。这两个梯度模型均是社会经济因素的结果,突出了经济发展在塑造城市生物多样性方面的重要作用。

图 1. 海南岛在中国的位置及海南岛行政区划图(不含三沙市),海口市、澄迈县、定安县、临高县、儋州市、白沙黎族自治县、东方市、乐东县、三亚市、五指山市、陵水黎族自治县、万宁市、屯昌县、琼海市和文昌市的采样点(红色圆圈)。此外,本图中的海拔范围指的是本研究中采样点的最高和最低海拔。
研究采用分层抽样选取涵盖多种类型的 238 个海南住宅区样本,实地调查获取植物数据及相关信息,将影响植物多样性的变量分类,运用 Margalef 指数和物种丰富度评估生物多样性,通过 GLM 等多种统计方法分析驱动机制和梯度分布。

图 2. 不同类型住宅区栽培植物价值差异的箱线图。Orn/Cul 代表具有观赏价值的植物占栽培植物的比例,Edi/Cul 代表具有食用价值的植物占栽培植物的比例。“****” 表示 p 值小于 0.0001。

图 3. 不同类型住宅区的箱线图。(A) 按总物种、乔木、灌木和草本划分的不同类型住宅区的 Margalef 指数箱线图。(B) 按栽培物种、自发物种、引入物种和本地物种划分的不同类型住宅区的物种丰富度箱线图。

图 4. 不同海拔区域的箱线图。(A) 按总物种、乔木、灌木和草本划分的不同海拔区域的 Margalef 指数箱线图。(B) 按栽培物种、自发物种、引入物种和本地物种划分的不同海拔区域的物种丰富度箱线图。
研究结果显示,不同植物类型的驱动机制存在差异,如栽培植物在城市和农村的价值侧重点不同。整体上,城市住宅植物多样性主要受海拔影响,根本上受经济因素影响。其中,房价和海拔与物种丰富度显著相关,不同植物类别受影响情况各异,如房价对树木、灌木影响明显,海拔对灌木、草本影响较大;栽培与自发植物、引入与本地物种受不同因素驱动。在水平梯度上,房价影响植物多样性,别墅多样性最高、村庄最低,但部分植物类别有差异;垂直梯度方面,80 米以上区域植物多样性明显增加,海拔通过与社会经济因素的关系间接影响物种多样性。
(图文:王华锋,审核:余文刚)