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揭示沿海岛屿城市公园植物多样性的多因子驱动机制:以中国福建省为例
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Global Ecology and Conservation 3.5
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针对沿海岛屿城市化进程中生态系统扰动加剧、植物多样性维持机制不明的问题,本研究以福建省24个岛域公园为对象,通过多尺度调查与结构方程模型(SEM)分析,发现公园年龄(Ag)、绿地比率(GR)和道路比率(RR)通过"遗产效应"和景观破碎化双重路径塑造多样性格局,为岛域生态修复提供了量化依据。
随着全球海岸带城市化进程加速,岛屿生态系统正面临前所未有的压力。作为海陆交互作用形成的特殊生态单元,岛屿植被长期受到盐雾侵蚀、台风干扰等自然胁迫,而快速城市化带来的生境破碎化更使其雪上加霜。然而,现有研究多聚焦自然岛屿系统或内陆城市公园,对兼具海陆双重胁迫特征的岛域城市公园植物多样性维持机制认识不足。这一知识空白严重制约了岛域生态系统的科学管理,亟需建立融合自然与人为因子的综合分析框架。
福建农林大学的研究团队在《Global Ecology and Conservation》发表的研究填补了这一空白。研究团队选取福建省4个典型岛屿的24个城市公园,采用分层随机抽样法设置137个乔木样方(20m×20m)、548个灌木样方(5m×5m)和685个草本样方(1m×1m),记录515种维管植物数据。通过冗余分析(RDA)和结构方程模型(SEM)等多元统计方法,整合公园特征(面积A、年龄Ag)、景观格局(绿地比率GR、道路比率RR)、气候因子(年日照时数ASH)和社会经济(房价AHP)等17个驱动因子,首次系统解析了岛域公园植物多样性的多尺度驱动网络。
主要技术方法包括:1)基于GF-2遥感影像(分辨率3.24m)提取公园景观参数;2)采用分层随机抽样进行植物群落调查;3)运用方差膨胀因子(VIF)检验消除变量共线性;4)通过冗余分析(RDA)识别关键驱动因子;5)构建结构方程模型(SEM)解析因子互作路径。
研究结果揭示:
3.1 物种组成
记录515种维管植物中栽培种占63.50%,其中乔木栽培比例高达93.10%,草本层则呈现相反趋势(自发种占61.11%)。厦门岛栽培种比例(72.85%)显著高于琅岐岛(自发种43.72%),反映城市化梯度差异。
3.2 植物多样性
琅岐岛总物种丰富度(TSR)显著高于其他岛屿(P<0.05),小镇公园(ST)的自发种均匀度(S-J)达0.90。公园年龄(Ag)与自发种多样性呈显著正相关,支持"遗产假说"。
3.3 驱动因子综合效应
RDA分析显示Ag、GR、ASH和RR是核心驱动因子。SEM模型(CFI=0.983)证实:GR每增加1单位可使物种丰富度(R)提升0.368,而ASH通过经济因子间接降低多样性;RR虽提升均匀度(J)0.497,但通过减少GR使R下降。
3.4 驱动路径
距离海岸(DS)每增加1km,栽培种多样性上升0.393,揭示海岸带环境过滤效应。经济因子(AHP)呈现"双刃剑"效应:虽提高维护投入(MPC≈13.99¥/m2
),但通过增加RR间接降低GR。
讨论部分指出,岛域公园植物多样性受"时间积累-空间配置-经济调控"三维度协同影响。较之内陆公园,其特殊性体现在:1)盐雾胁迫导致乔木层高度依赖人工选育(如木麻黄Casuarina equisetifolia);2)海风促进草本自发种扩散(菊科41种);3)道路网络(RR)通过"边缘效应"加速入侵种(如马缨丹Lantana camara)扩散。研究建议:保留历史公园植被基底,构建耐盐植被缓冲带,并将日照因子纳入植物配置标准。
该研究创新性地建立了岛域城市公园"自然-社会"耦合分析模型,其提出的绿地连通性优化方案已被纳入《福建省海岛生态修复技术指南》。未来需结合微气候监测(如ENVI-met模拟)和苗圃资源普查,进一步完善岛域植被恢复的理论体系。
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