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【编辑推荐】为探究城市化对无脊椎动物的影响,研究人员以鞘翅目(Coleoptera)为重点,分析城市公园无脊椎动物群落组成。发现城市化梯度两端公园的无脊椎动物多样性差异显著,靠近大型绿地的公园物种丰富度更高,建议增强植被异质性以保护生物多样性。
城市化进程如同无形的手术刀,正不断切割着地球的生态肌理。当钢筋水泥的森林取代自然植被,当道路与建筑构成的不透水表面(Impervious Surface)蚕食着生物栖息地,全球范围内的昆虫正经历着前所未有的危机 —— 栖息地破碎化、物种组成同质化以及多样性锐减。据不完全统计,全球已有超过 75% 的陆地昆虫种群数量呈下降趋势,而城市作为人类活动最剧烈的区域,其生态系统中的无脊椎动物群落变化尤为引人关注。在这样的背景下,来自新西兰奥塔哥大学(University of Otago)的研究团队聚焦城市公园这一典型 urban green space,试图解开城市化强度与无脊椎动物多样性之间的复杂关联,相关成果发表于《Urban Ecosystems》。
研究团队以新西兰达尼丁市(Dunedin)的 20 个城市公园为研究对象,依据周边不透水表面比例将城市化强度(Urbanization Intensity, UI)划分为 4 个等级(Level 1-4),并结合公园植被类型(草坪主导 vs 灌木主导)、距大型绿地(>30 ha,如自然保护区)的直线距离等参数,系统分析了无脊椎动物的丰富度、相对丰度和多样性。研究采用陷阱诱捕(Pitfall Traps)、灌木敲击(Shrub Beating)和吹吸式采样(Blower-Vac Sampling)等方法收集样本,并通过广义线性模型(GLMs)和非度量多维标度分析(NMDS)等统计学手段解析数据。
研究结果
城市化梯度对无脊椎动物群落的影响
研究发现,无脊椎动物的希尔 - 香农指数(Hill-Shannon Number, Hill q=1)在城市化强度最低的 Level 1 公园(均值 3.85±0.24)与最高的 Level 4 公园(均值 2.59±0.26)间存在显著差异(p<0.001),表明高强度城市化会导致多样性下降。尽管物种丰富度的变化未达显著水平,但 Level 3 公园的丰富度均值(4.08±0.41)略高于 Level 1(3.17±0.55),暗示中等强度城市化可能存在复杂的生态效应。
鞘翅目昆虫的特异性响应
鞘翅目作为研究重点,其群落组成在不同城市化梯度呈现分化趋势。NMDS 分析显示,Level 4 公园的鞘翅目群落与其他组别差异显著,而靠近大型绿地的公园中,本土物种如 Ctenognathus otagoensis(步甲科)的丰度更高。此外,灌木主导的公园中鞘翅目家族丰富度(均值 1.58±0.98)高于草坪主导公园(1.13±0.98),表明植被结构复杂性对甲虫多样性至关重要。
植被类型与绿地连通性的作用
灌木主导的公园在无脊椎动物分类群丰富度(9.42±1.2 vs 7.23±1.2, p=0.002)和相对丰度上均优于草坪主导公园,揭示了植被异质性(Vegetation Heterogeneity)的生态价值。同时,距大型绿地越近的公园,其无脊椎动物多样性指数(Hill q1)越高(p=0.0007),表明绿色走廊(Green Corridors)对物种扩散和群落维持具有关键作用。
结论与讨论
本研究证实,城市化强度通过改变栖息地质量和连通性对无脊椎动物群落产生显著影响,高强度城市化(如不透水表面 > 50%)会突破生态阈值,导致多样性不可逆下降。尽管草坪并非完全 “生态荒漠”,但其支持的物种丰富度显著低于灌木或森林片段。研究同时强调,大型绿地作为 “生态庇护所”,可通过促进物种扩散提升周边公园的生物多样性。
对于城市规划者而言,该研究提供了重要的实践指导:在城市绿化中增加本土灌木比例、构建垂直结构复杂的植被群落,并通过绿色走廊连接孤立绿地,可有效增强 urban parks 的生态韧性。这些措施不仅能维持生态系统服务(如传粉、分解),还能为 urban-sensitive 物种提供生存空间,缓解城市化与生物保护的矛盾。正如研究指出,“提升植被异质性与连通性,是在城市中守护生物多样性的关键一步”。未来研究可进一步拓展至更长时间尺度和更多地理区域,为全球城市生态修复提供更普适的科学依据。