苏格兰城市植物区系的显著物种丰富性：城市化对生物多样性的影响与保护启示

这篇综述通过分析BSBI和BSS数据库（1970-2023），验证了苏格兰城市植物区系比周边乡村更具物种丰富性（如格拉斯哥和爱丁堡分别记录1141和1226种维管植物），且外来种占比超50%。研究揭示了城市化通过生境异质性、热岛效应（UHI）和人为传播促进物种多样性，同时指出城市植物偏好高pH、富营养化生境的特性，为《苏格兰生物多样性战略（2024-2030）》提供了科学依据。

　　

背景

城市化作为全球现象，显著改变了植物生存环境。苏格兰85%人口居住在城市（占国土面积8%），其城市生境以人为构建的线性特征（如墙体、道路）和微气候（如热岛效应）为特点。早期研究提示城市植物多样性可能高于乡村，但机制尚不明确。

假设与方法

研究团队提出两大假设：

1. 城市区域物种数超过邻近乡村；
2. 外来种在建成环境中更常见。
   数据来源包括：

• 英国与爱尔兰植物学会（BSBI）1970-2023年数据库；
• 苏格兰植物学会（BSS）2015-2023年“城市植物区系”项目。
  采用10×10 km网格单元对比五大城市（格拉斯哥、爱丁堡等）与匹配乡村区域的物种组成，并通过物种累积曲线（R Studio的vegan包）评估记录完整性。

结果

物种丰富度差异：所有城市区域物种数均显著高于乡村（如爱丁堡城市1226种 vs. 乡村732种），且外来种占比超50%（乡村<40%）。物种累积曲线显示数据覆盖充分。
功能性状分析：城市特有物种（urbanites）多具以下特征：

• 偏好碱性（pH 7-8）、富营养化土壤（Ellenberg N值>6）；
• 种子质量轻（便于风力扩散）；
• 耐旱性（与热岛效应相关）；
• 71%为外来种，多源自温暖石灰岩地区（如南欧）。
  生境特异性：BSS数据显示，建筑生境中外来种占比最高（如墙生植物Cymbalaria muralis），而道路、花园以本地种为主。

讨论

驱动机制：

1. 生境多样性：城市包含墙体、废弃地、公园等异质化生境；
2. 人为干预：园艺引入、建材（如石灰砂浆）创造适生条件；
3. 微气候：热岛效应使城市年均温比乡村高1°C（卫星数据佐证）。
   政策意义：研究支持苏格兰政府2024年生物多样性战略，建议通过“种植绿篱、避免人工草坪”等措施提升城市生态功能。

数据局限性

BSBI数据虽为“黄金标准”，但存在记录者偏差；乡村区域因农业集约化导致本底物种数偏低，可能放大城乡差异。

结论

苏格兰大城市通过生境异质性、热岛效应和人为传播成为物种多样性热点，但需警惕外来种对本地生态系统的潜在影响。未来研究需结合长期气候数据，解析城市化与全球变化的交互作用。

（注：全文数据已公开于BSBI官网和爱丁堡大学数据仓库，符合开放科学规范。）