《Urban Ecosystems》：Ground?dwelling beetle communities in newly established suburban yards: an exploration of early responses to landscape design
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人们对设计具有社会与生态效益的韧性城市环境的兴趣日益增长。尽管有这一趋势，住宅景观管理往往通过偏好草坪和观赏花坛而简化植被，忽视了多层次乡土植物结构。此类做法可强烈影响生物多样性，尤其是对环境变化敏感的昆虫。城市是新物种引入的热点区域，这可能进一
摘要专业翻译
人们对设计具有社会与生态效益的韧性城市环境的兴趣日益增长。尽管有这一趋势，住宅景观管理往往通过偏好草坪和观赏花坛而简化植被，忽视了多层次乡土植物结构。此类做法可强烈影响生物多样性，尤其是对环境变化敏感的昆虫。城市是新物种引入的热点区域，这可能进一步影响本地动物群，然而住宅景观中的定量评估仍然稀缺，尤其是在生态群落刚刚开始建立的新开发住宅区。为弥补这一空白，研究人员评估了住宅景观选择对近期郊区开发中地表甲虫群落的影响，比较了以乡土植物为主、无草坪的地块与由草坪和观赏植物组成的邻近常规景观。在季节早期，乡土景观中的甲虫多样性和功能丰富度较高，但在较暖月份转向常规景观。草坪单一栽培支持了最高的非本地物种存在，尤其在夏季，表明季节动态在单个住宅地块尺度上强烈塑造甲虫群落。由于这些住宅景观是近期建立的，群落模式可能仍在形成中。以乡土植物为主、无草坪景观的生态效益可能随时间推移而增强，因为演替过程使乡土植被及相关类群得以建立。总体而言，研究结果为土地开发项目提供了实践指导，强调纳入区域乡土植物并减少草坪单一栽培可在新郊区土地开发中增强城市本地生物多样性。
论文解读文章
一、研究背景与问题
快速城市化对生物多样性构成重大挑战。人类人口增长加速栖息地退化，对物种持续生存及其提供的生态系统服务产生负面影响。过去一个世纪的城市发展以低密度设计、单一用途分区和以汽车为中心的规划为特征，将景观剧烈改造为同质化城市景观，导致自然栖息地破碎化与丧失。住宅开发通常用不透水表面和新建景观庭院取代原有自然植被，这些景观提供的栖息地资源少于原始植被，导致动物多样性和丰度下降。在受影响的类群中，昆虫的消失速度比植物和脊椎动物更为惊人，城市化被认为是这一趋势的主要贡献者之一。
在昆虫类群中，甲虫（Coleoptera）尤其适合理解城市化与住宅景观如何影响生物多样性。甲虫占据广泛的营养角色和生态功能，可作为环境变化的有效生物指示物。地表甲虫直接与土壤、枯枝落叶、植被及地面层栖息地的其他组分相互作用，而这些组分受景观管理实践的强烈改造。然而，与传粉者及其他地上昆虫类群相比，甲虫群落对不同住宅景观管理实践的响应仍了解较少。
住宅庭院占城市面积的相当大比例，不同城市的研究估计私人花园约占城市土地面积的25%和所有绿地的50%。许多住宅庭院设计使用非本地观赏植物，常与简化植被结构相结合。大多数住宅景观设计优先考虑草坪，在美国草坪表面估计覆盖163,812 km2。单一栽培草坪为野生动物提供有限的食物和庇护所，显著降低其生态价值。此外，过度浇水、化肥、除草剂和杀虫剂的过量施用不仅增加管理需求，还导致地下水污染。
尽管推广乡土植物种植和承认住宅景观为重要生态空间的举措已获得动力，但现有城市生物多样性研究多集中于一般城市绿地或较老、较成熟的社区。位于佛罗里达州中部Sunbridge开发项目提供了解决这一空白的难得机会，因为其包含具有对比景观方法的新建住宅社区。Weslyn Park采用强调乡土植物和减少草坪覆盖的替代景观方法，而Del Webb更依赖常规草坪和观赏植物景观。研究人员预测甲虫群落组成在两种景观方法间存在差异，并假设以乡土植物为主的景观将支持比草坪和观赏植物为主的景观更高的甲虫物种丰富度和功能多样性。
二、研究内容与结论
本研究聚焦于Sunbridge开发项目中的两个社区，位于美国佛罗里达州圣克劳德市，横跨奥兰治县东南部和奥西奥拉县北部。该亚热带地区经历季节性气候模式，旱季（11月至4月）平均气温15–24°C，平均降水量约20.2 mm；雨季（5月至10月）气温23–31°C，平均降水量62.5 mm。历史上，高地地区以松树平林生态系统为主，以长叶松和湿地松为特征。
研究人员在Weslyn Park选取11个样板房，其景观以乡土植物为主（>75%乡土植物覆盖）、无草坪，以松针覆盖地面；在Del Webb选取14个业主自住房屋，其景观以圣奥古斯丁草为主，并设有带松树皮覆盖物的观赏植物花坛。两个社区相距约1.6 km，均靠近自然区域。开发时间相似和地理位置邻近便于直接评估植物选择和景观实践对甲虫群落的影响，同时有效控制土壤类型、干扰后时间、景观背景和气候条件。
研究人员采用改良的NEON陷阱捕捉协议，在每个住宅随机部署4个陷阱，春季（2023年3月13–20日）、夏季（6月20–27日）和秋季（9月19–26日）各放置7天。甲虫通过二分检索表鉴定至物种水平，无法鉴定至物种水平的个体归入形态种。功能性状包括成虫食性（杂食性、捕食性、植食性、菌食性、腐食性）、扩散能力（长翅型或短翅型）、体型（小型<10 mm；中型10–15 mm；大型>15 mm）和幼虫发育基质偏好（土壤、腐烂有机物、活植物、真菌）。
研究共采集1,044只甲虫，分属24科74个分类单元。其中75.9%鉴定至物种或属水平。Weslyn Park以乡土植物为主的景观共采集494只甲虫，分属49个分类单元；Del Webb常规景观共采集550只甲虫，分属50个分类单元。冗余分析（RDA）表明景观风格和月份解释了群落组成结构变异的较大部分，前两轴分别解释约束方差的61.2%和20.7%。
三、主要研究方法
研究人员使用了以下关键技术方法：冗余分析（RDA）用于量化景观风格和采样月份对甲虫群落组成变异的贡献；广义线性混合模型（GLMM）用于检测活动密度和物种丰富度在不同景观风格、植被类型和植被结构间的差异；二项式广义线性混合模型用于分析本地和非本地甲虫出现概率；指示物种分析（Indicator Species Analysis）用于识别与不同植被类型相关的候选分类单元；功能多样性分析使用mFD包计算功能丰富度（FRic）、功能均匀度（FEve）和功能发散度（FDiv）等指标；功能β多样性采用基于S?rensen的相异度并分解为周转和嵌套组分。样本来自2023年春季、夏季和秋季三个季节，涵盖25个住宅庭院。
四、研究结果
甲虫活动密度和分类丰富度
与多变量模式一致，甲虫群落表现出随景观设计而异的明显季节变化。Weslyn Park乡土景观的活动密度在3月达到峰值（313只），随后在9月急剧下降（65只）；Del Webb常规景观在6月达到峰值（271只）。物种丰富度也随季节和景观风格变化：Weslyn Park在3月支持最高丰富度（48个分类单元），Del Webb在6月达到峰值（36个分类单元）。最佳支持模型显示3月乡土景观的活动密度约为常规景观的两倍，而6月常规景观显著增加；植被类型与月份的交互作用表明3月花坛活动密度低于乡土植被，而6月和9月草坪显著高于乡土植被和花坛。物种丰富度方面，3月乡土植被支持高于花坛和草坪的丰富度，而6月和9月草坪支持最高丰富度。
本地和非本地甲虫出现模式
本地甲虫出现概率最佳模型仅包含植被类型。花坛支持的本地甲虫出现显著低于乡土植被，出现概率约为其三分之一；草坪与乡土植被在本地甲虫出现方面无显著差异。估计出现概率在乡土植被（0.66）和草坪（0.68）中相似，但花坛中明显较低（0.40）。探索性指示物种分析识别出多个与草坪相对强关联的本地分类单元，包括Ahasverus rectus、Xantholininae sp. A、Acanthinus scitulus、Lithocharodes ruficollis和Euconnus sp. A。
研究共记录10种非本地物种，占所有分类单元的13.5%。非本地甲虫出现最佳模型包含植被类型与月份的交互作用。6月和9月草坪中非本地甲虫出现显著高于乡土植被和花坛，而3月各植被类型无差异。预测概率在6月草坪中最高（0.68），而乡土植被（0.09）和花坛（0.22）中较低。指示物种分析识别出三种与常规景观草坪相对强关联的非本地物种：Gondwanocrypticus platensis、Heteroderes amplicollis和Vacusus parvus。
非本地甲虫出现最佳模型包含草坪覆盖与月份的交互作用。3月各草坪覆盖等级间无差异，而6月在51–75%草坪覆盖区域的出现显著高于无草坪覆盖区域。预测概率在6月51–75%草坪覆盖下增至0.88。
功能多样性
在常规和乡土景观中，捕食性食性均高度代表，分别占32%和28.5%。关于基质偏好，腐烂有机物是最常见特征，常规景观占66%，乡土景观占61.3%。长翅型甲虫在两类景观中均占优势。
五、讨论与结论
研究人员指出，由于这些住宅景观是近期建立的，群落模式可能仍在形成中。以乡土植物为主、无草坪景观的生态效益可能随时间推移而增强，因为演替过程使乡土植被及相关类群得以建立。研究结果强调，草坪单一栽培在夏季支持最高的非本地物种存在，表明季节动态在单个住宅地块尺度上强烈塑造甲虫群落。总体而言，研究结果为土地开发项目提供实践指导，强调纳入区域乡土植物并减少草坪单一栽培可在新郊区土地开发中增强城市本地生物多样性。
