城市绿地管理对蝴蝶多样性保护的有效性取决于物种功能群

《Urban Forestry & Urban Greening》:The effectiveness of urban green space management on butterfly diversity depends on the species functional groups

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月19日 来源:Urban Forestry & Urban Greening 8.2

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  许多城市正在实施绿化策略以提升栖息地质量、连通性与城市绿地面积,旨在改善生物多样性保护与生态系统服务。然而,这些策略往往缺乏从功能视角评估其促进生物多样性的科学有效性。研究人员以西班牙巴塞罗那市蝴蝶为研究系统,分析栖息地管理、连通性与站点面积是否及如何改善城市

  
许多城市正在实施绿化策略以提升栖息地质量、连通性与城市绿地面积,旨在改善生物多样性保护与生态系统服务。然而,这些策略往往缺乏从功能视角评估其促进生物多样性的科学有效性。研究人员以西班牙巴塞罗那市蝴蝶为研究系统,分析栖息地管理、连通性与站点面积是否及如何改善城市功能多样性。利用贝叶斯结构方程模型(Bayesian Structural Equation Models),研究人员分析了2020至2024年五年间城市管理实践对城市蝴蝶功能群存在与否及丰度的影响。研究人员还进行了事后分析,检验管理对功能多样性指标(RaoQ)以及分类学与系统发育多样性的影响。研究证实降低割草频率对所有功能群均有利。其他管理与景观驱动因子的正或负效应因功能群而异。例如,扩散能力较低、繁殖率较低的特化种主要受割草频率、连通性及植被组成(自生草甸)影响,而广布、高扩散、高繁殖率的泛化种则主要受站点面积影响。功能群间敏感性的差异无法被单一功能多样性指标所捕捉。结果进一步证明低管理强度与植被组成(促进本地草甸、避免草坪)的重要性,并提供新证据:需将特定管理策略与特定功能群(或性状)挂钩,而非依赖全局多样性指标。
研究背景方面,城市化是导致局地与全球尺度生物多样性下降的主要驱动因子之一,城市景观通常由嵌入不宜居建筑基质中的少数适宜但孤立的栖息地斑块构成,造成城市生物多样性整体减少与同质化。过去二十年城市生态学研究虽揭示面积、连通性与管理是动物物种城市生物多样性的关键决定因子,但多数城市绿化管理举措(如巴塞罗那绿色与生物多样性计划)缺乏科学评估。同时,管理并非对所有物种等同起效,城市群落偏向少数“城市利用者”,而特化种与低迁移种常缺失或低丰度,且现有研究多单独或加性评估管理措施,忽视并发因素的联合效应与性状依赖响应。在此背景下,研究人员以蝴蝶为生物指示类群,探讨管理、连通性、面积如何异质性作用于不同功能群,弥补功能视角下城市绿地管理评估的空白。
《Urban Forestry》刊发的该研究由研究人员基于巴塞罗那29个城市绿地、2020至2024年公民科学监测(uBMS项目)获取的42个形态种21410条观测展开。关键技术方法包括:依据Pla-Narbona等定义的七项生态性状将物种聚类为FG2(定居中间特化种)、FG3(中间迁移特化种)、FG4(广布高迁移泛化种)功能群;以标准化年丰度指数(rbms包广义加性模型拟合物候偏移)量化各站点年丰度;景观变量采用修正Hanski连通性指数(Ci=∑j≠ipj×exp(?α×dij))估算500米尺度连通性;管理变量包括割草频率(低1至2次、中5至6次、高16至20次/年)与四类植被组成比例(原生野花草甸P-grass、原生草本Herb-grass、集约草坪C3-grass、观赏非本地V-grass);统计框架为贝叶斯结构方程模型(Bayesian SEM,brms包,4链各10万迭代),对植被比例用Beta分布、对功能群存在与丰度用 hurdle lognormal 分布(零值过程与条件丰度双分量),群落水平补充RaoQ、Shannon(H)、Faith系统发育多样性(PD)的高斯响应模型,所有预测变量z标准化,VIF<2.6。
研究结果部分,3 结果(Results)下:研究人员发现FG2、FG3、FG4在城市绿地中的存在概率依次为0.12、0.35、0.55,FG4丰度均值最高(28),FG2与FG3相近(17、14)。3.1 景观、管理与物种功能群(Landscape, management and species functional groups)表明,低割草频率对FG2存在概率直接正向且强于连通性,站点面积经P-grass间接提升FG2丰度;中割草频率直接强提升FG3存在,连通性与面积直接正影响FG3,V-grass降低其存在;FG4存在与丰度主要受站点面积直接驱动,割草频率作用较弱。事后分析显示RaoQ、H、PD在群落水平对管理的响应未能还原功能群间敏感性分化。
讨论与结论翻译:城市绿地管理对蝴蝶多样性保护的有效性取决于物种功能群。降低割草频率惠及所有功能群,但其他管理(植被组成)与景观驱动(连通性、面积)效应因功能群性状组合而异——低扩散低繁殖特化种响应割草、连通性与自生草甸,广布高繁殖泛化种响应站点面积。全局功能多样性指标(如RaoQ)无法捕获此种组间变异。研究提供低管理强度与本地草甸偏好(规避C3草坪)的实证,并创新指出管理策略应锚定特定功能群或性状组合,而非仅凭分类学或全局功能多样性指标指导城市绿化。
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