热带特大城市中雨水花园对本土生物多样性的有限且社会不平等贡献研究

本研究针对雨水花园作为基于自然的解决方案(NbS)在促进城市植物多样性方面的潜力与局限展开。研究人员通过社会生态学和空间显式方法，评估了圣保罗30个雨水花园的物种组成，解析了环境、社会经济和管理因素对α和β多样性的影响。结果表明雨水花园平均增加9.3个物种（含4.5种本土物种），但64%的观赏物种为外来种，且管理实践和收入水平显著影响多样性格局。该研究揭示了雨水花园在提升城市生物多样性中的局限性及社会不平等问题，为优化绿色基础设施设计提供了重要依据。

　　

在全球快速城市化的背景下，基于自然的解决方案（Nature-based Solutions, NbS）已成为提升城市气候韧性和生态系统服务的重要策略。作为NbS的典型代表，雨水花园通过植物和微生物的活动促进雨水渗透与过滤，在暴雨管理方面发挥着关键作用。然而，这些绿色基础设施是否真正能够支持城市生物多样性保护，仍缺乏充分的科学证据。特别是在热带特大城市中，雨水花园的生态效益可能受到复杂的社会经济因素和管理实践的制约，其潜在贡献可能既不均衡也不充分。

圣保罗作为南半球最大的 metropolis，面临着重大的环境挑战，包括河流渠化、栖息地破碎化以及气候变化加剧的极端天气事件。该市自2020年起将雨水花园纳入气候行动计划（PlanClima SP），由各submunicipalities负责实施，但缺乏统一的植物选择指南和管理规范。这种分散的决策过程可能导致雨水花园的设计更侧重于水文功能而非生态价值，错失了提升城市生物多样性的宝贵机会。此外，城市中普遍存在的社会经济不平等可能进一步加剧绿色基础设施分布和质量的不均衡，影响其生态效益的发挥。

为系统评估雨水花园对城市植物多样性的贡献，并揭示其背后的驱动机制，研究人员在圣保罗市选择了30个雨水花园，采用社会生态学和空间显式方法，对比分析了花园内部及周边200米半径范围内adjacent areas的植物群落组成。研究通过植被采样、环境变量量化以及社会经济指标整合，探讨了影响α多样性（局地物种丰富度和均匀度）和β多样性（群落间差异）的关键因素。

研究主要应用了以下技术方法：基于1m²样方的植被采样与视觉估测法记录物种覆盖度和多度；结合Google Lens和PlantNet的植物物种鉴定与人工校验；利用QGIS 3.40.1进行空间变量提取与缓冲区分析；通过PERMANOVA和Bray-Curtis指数分析群落差异；运用模型选择（AIC准则）和线性模型检验环境、社会经济及管理变量对多样性的影响。

3. Results

物种组成与多样性贡献

研究共记录1474株植物个体，归属206个物种，其中雨水花园特有物种54个，adjacent areas特有78个，共有物种74个。雨水花园显著增加了研究区的物种丰富度，平均贡献9.3个物种（4.8种外来种，4.5种本土种）。但花园内物种丰富度和Simpson均匀度指数均显著低于周边环境，且64%的观赏植物为外来种，包括4种入侵物种（如Centella asiatica、Hedychium coronarium）。群落 dissimilarity 分析显示，花园与周边区域的Bray-Curtis指数超过50%，表明其形成了 distinct 的植物群落。

多样性驱动因素

环境变量中，草本与灌木覆盖度对花园内所有物种组的丰富度和均匀度均呈显著负效应，可能与 homogenized 草坪的密集型管理有关。距离主干道越近，花园内物种丰富度越高，推测因减少人为干扰（如践踏）所致。社会经济因素中，人均收入（HDI）对花园内外来种丰富度有负效应，对周边区域本土种丰富度有正效应，反映高收入区更倾向于生态友好型 landscaping。管理水平和建筑比例亦正向影响周边区域的本土多样性，凸显社会经济条件对植被格局的调制作用。

4. Discussion

研究表明，雨水花园通过引入新物种（尤其是27种特有本土植物）增强了城市植物多样性，并促进了群落异质性，但其潜力受限于外来观赏物种的dominance和社会经济不平等。高收入区域更优的管理实践和社区参与促进了本土物种的繁荣，而低收入区域则面临绿色基础设施质量不足的问题。入侵物种的引入进一步加剧了长期生态风险，与多项市政保护规划（如PMMA、PLANPAVEL）的目标相悖。

研究结果强调了雨水花园作为NbS的双重性：既能提升生态功能，又可能复制和强化现有的社会不平等。为实现其最大效益，需制定标准化指南，优先选择具有生态功能（如phytoremediation、传粉支持）的本土物种，并加强社区参与和管理协调。尤其在低收入区域，通过激励措施（如税收折扣）促进居民参与维护，可增强环境正义和生态系统服务的可及性。

该研究为热带特大城市绿色基础设施的优化提供了实证依据，突出了跨学科整合（社会-生态视角）在 urban planning 中的重要性，为全球南方城市的可持续发展提供了可借鉴的模式。