2024年12月,王华锋课题组在《Urban Forestry & Urban Greening》期刊(中科院一区TOP期刊,IF=6)发表题为“The Influence of Greening Management and Landscape Patterns on Plant Diversity in Urban Green Spaces in Danzhou, China”https://doi.org/10.1016/j.ufug.2024.128651的研究论文。海南大学硕士研究生朱美惠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。
儋州是我国热带城市生物多样性研究的重点区域,其城市绿地系统(UGS)不仅是海南热带植被多样性的重要组成部分,更是探索热带城市生态系统服务与生物多样性保护的关键领域。儋州地处热带海洋季风气候区,拥有独特的气候条件和丰富的植物资源,其生物多样性在热带城市中具有代表性和研究价值。目前,关于儋州城市生态系统的研究主要集中在绿地分布格局与植被物种多样性特征上,而对社会经济因素、绿化管理实践以及景观格局与植物多样性之间关系的系统评价相对有限。尤其是在解析热带城市不同功能单元对植物多样性驱动机制方面,缺乏综合性和针对性的空间分析。这些研究空白亟需通过对儋州市的深入探索来弥补,为热带城市的生物多样性保护和可持续城市规划提供科学支撑。
本研究旨在通过遥感影像和实地调查,探索海南省儋州市城市功能单元(UFUs)中的城市绿地系统(UGS)与植物多样性的空间分布特征,以填补当前研究的空白。研究的核心目标包括:(1)分析UGS的空间格局,评估乔木、灌木、草本植物、自生植物及栽培植物的物种丰富度;(2)结合土地覆盖类型、社会经济因素、绿地管理方式及景观特征,识别影响城市植物多样性发展驱动因素。通过将儋州市与温带及其他热带城市进行对比,本研究致力于深化对热带城市生态系统中植物多样性规律的认识,为可持续城市规划及生物多样性保护策略提供科学依据。作为一座独具环境特色的热带沿海城市,儋州市为探讨UGS在生物多样性保护及城市韧性提升中的作用提供了宝贵的研究契机。
图1. 儋州市的位置。(a) 中国地图中标注的海南位置,(b) 海南地图中标注的儋州位置,以及 (c) 儋州市的卫星图像,显示了本研究调查的135个城市功能单元(UFUs;样本点)。
本研究通过对儋州市135个城市功能单元(UFUs)内的植物物种数据进行详细调查,系统揭示了不同城市功能单元中植物多样性的空间分布特征及其驱动机制。结果显示,儋州市休闲娱乐区的绿地比例最高,并显著高于其他区域;相比之下,交通区的绿地覆盖率最低,植物种类较为贫乏。草本植物在主要城市功能区占主导地位,而栽培植物的数量显著超过自发植物,反映了人类活动对城市植被结构的深远影响。
图2. 儋州市不同城市功能单元(UFUs)中乔木、灌木和草本植物的物种数量,以及各单元内UGS(城市绿地系统)平均比例。左侧和右侧分别对应主要UFU类型和次要UFU类型。
图3. 儋州市不同城市功能单元(UFUs)中自发植物、栽培植物和总物种的数量,以及各单元内UGS(城市绿地系统)平均比例。左侧和右侧分别对应主要UFU类型和次要UFU类型。
研究进一步发现,乔木物种的丰富度与建筑年代呈显著正相关,体现了“历史遗产效应”——即城市建设历史较长的区域由于经历了更长的植被演替和多样化管理实践,能够支持更多的乔木物种。同时,研究证实了科学的绿化管理措施(如定期浇水、施肥)和高连通性的景观格局在提升城市植物多样性方面的重要作用,这些管理与生态因素相辅相成,为优化城市绿地系统提供了实践依据。
图4.展示了乔木、灌木、草本、自生、栽培以及总物种数量与土地覆盖因素(建筑面积、UGS比例)、社会经济因素(房价、建筑年代、人口密度)、绿化管理因素(浇水频率、施肥次数、维护次数)以及景观格局指数(NP、PD、LSI、CONTAG、CONNECT、COHESION、SPLIT、SHEI)之间的关系。星号表示显著性水平:'' <0.001,'' <0.01,'' <0.05。蓝色代表负相关,红色代表正相关。
作为全球生物多样性保护的热点地区,海南的生态价值及其在热带生物多样性和遗传资源保护中的全球意义不容忽视。儋州市的研究不仅深化了我们对热带城市植被多样性规律的理解,还为热带城市生态系统的保护与可持续发展提供了科学参考。这项研究强调了绿地系统在生态文明建设中的关键作用,同时为城市规划者在制定绿地布局、提升生物多样性、以及增强城市韧性方面提供了宝贵的实证支持。未来,这一研究框架也可推广应用于其他热带城市,为全球范围内的城市生态管理和生物多样性保护贡献更广泛的理论与实践价值。
海南大学热带农林学院王华锋教授研究团队,长期从事城市植物多样性的研究,并取得了一系列原创研究成果。
(图文:王华峰,审核:余文刚)