综述：从物种选择到性能表现：地中海盆地粗放型绿色屋顶适宜性综述

《Sustainability》：From Species Selection to Performance: A Review of Extensive Green Roof Suitability in the Mediterranean Basin

　　

地中海粗放型绿色屋顶越来越被认为是用于气候适应和城市可持续性的基于自然的解决方案，但植物选择在很大程度上仍然基于有限的耐旱物种。本研究批判性地评估了在地中海粗放型绿色屋顶上测试的植物物种的生物多样性、生物地理组成和性能。研究人员对2010年至2025年间发表的118项研究进行了系统分析，确定了属于48个科的340个分类群，同时从92项研究中提取了物种级别的性能数据。研究工作主要集中在意大利、希腊和西班牙，揭示了整个地中海盆地存在显著的地理偏差。物种库主要由地上芽植物和肉质分类群组成，特别是景天科，而地中海特有种的代表不足。尽管本土物种占大多数出现记录，但超过一半的测试分类群属于地中海外分布区类型，表明地理一致性仅是部分的。性能评估主要集中在存活率、生长和抗旱性上，而繁殖、生物多样性结果和生态系统服务很少被评估。一些地中海本土物种，包括意大利蜡菊、鼠尾草、白鲜牛至和海茴香，表现出与常用景天属物种相当的性能，突显了未充分利用的区域植物群的潜力。该综述支持从基于建植的植物选择向生态一致的方法转变，将生物多样性、生物地理亲和性、生态系统功能和长期韧性整合在一起。

1. Introduction
城市地区日益受到气候变化的挑战，特别是气温上升、降水模式改变和城市热岛效应加剧。基于自然的解决方案作为提高城市可持续性和适应性的关键方法受到关注。绿色屋顶因其提供热缓解、雨水调节、栖息地提供和生物多样性支持等多重生态系统服务而被广泛实施。地中海地区被广泛认为是气候变化热点，夏季炎热干燥，太阳辐射强，极端气候事件频发，这些条件强烈影响植被的建植和性能。因此，识别能够确保长期屋顶性能和韧性的抗旱适应物种成为研究重点。植物选择是绿色屋顶成功的关键决定因素，在粗放型绿色 roofs中，由于基质浅和灌溉有限，干旱胁迫加剧。地中海盆地生态系统是全球主要生物多样性热点之一，其植物演化出对干旱、强光、贫瘠土壤和周期性热胁迫的适应性，这些特征与屋顶环境高度匹配。然而，EGRs仍然主要依赖有限的耐旱多肉植物，特别是景天属和日中花属物种。越来越多的证据表明，整合更广泛的本土地中海物种可以在保持性能的同时改善生态系统多功能性。物种丰富的混合物在提供多重生态系统服务方面优于单一栽培。物种选择越来越被视为旨在最大化环境性能和生态系统价值的生态设计过程。尽管已有研究提供了生态和功能框架，但缺乏在真实屋顶条件下物种性能的直接实验验证。本研究旨在评估地中海EGRs中植物分类群的多样性、生物与分布区组成、研究的适宜性维度以及具有重复性能证据的分类群。

2. Materials and Methods
2.1. Bibliographic Search
研究人员通过Web of Science和Scopus数据库检索了2010年1月至2026年5月间的文献，搜索词涵盖植物生物多样性与地中海粗放型绿色屋顶等组合。分析包括在EGRs系统上测试特定植物物种的基于田间的实验研究，且地理位置限于地中海盆地。排除了缺乏直接实验证据的模拟和建模研究。经过去重和筛选，最终纳入118项研究，并收集了物种选择、性能结果及适用性信息。

2.2. Floristic Species Dataset
植物区系评估基于文献综述中的物种列表。整合去重后建立数据库，并使用Plants of the World Online (POWO)等数据库进行命名更新和消歧。为每个分类群分配生物地理、分类和结构描述符，包括植物科、基于Raunkiaer系统的生活型、地理原产范围及对应的分布区类型。通过比较物种原产范围与测试国家评估其本土性。

2.3. Performance Species Dataset
性能数据集构建选取了明确报告物种特异性性能评估的文献。由于研究间的异质性，应用了协调程序，将原始性能指标聚类为代表主要研究变量的宏观类别。植物性能维度包括存活率、生长/覆盖率、繁殖、耐旱性（水分需求）、耐热性和耐盐性及美学价值。系统性能维度包括热调节、节能、水管理、空气质量-CO₂封存和生物多样性。采用统一的五级定性-定量量表协调异质证据，使用序数锚点而非固定数值截断值进行评分。

2.4. Statistical Analysis
统计分析评估了植物区系数据集和物种性能，并评估了地理频率及物种在各国的出现情况。使用分类群和记录两个计数单位。计算每科丰富度及每物种记录数，使用基尼系数测量使用均匀度。拟合候选离散频率分布并使用赤池信息量准则（AIC）进行比较。分析分布区类型与实验地点以评估地理一致性。计算各国本土份额及证据加权均值评估物种性能。

3. Results
3.1. The Data Set
综述收集了118项研究，其中90项提供物种级别性能数据。研究地理分布高度不均，意大利贡献最多，其次是希腊和西班牙，这三国占总数的近80%。2013至2014年间研究活动显著扩张，2018年达到峰值，随后保持相对稳定。

3.2. Taxonomic Composition of the Species Pool
经命名标准化后，共记录340个植物分类群，分属48个科。唇形科、景天科和菊科物种最丰富，但景天科在实验使用中占主导地位。景天科在科内的使用高度集中，依赖于少数关键分类群。零截断泊松对数正态分布最能拟合观察到的物种使用频率分布，表明实验使用集中在少数分类群上。超过半数分类群仅在单项研究中出现，最常测试的物种为岩景天和景天。

3.3. Biological (Life-Form) and Chorological Spectra
Raunki?r生活型谱强烈由地上芽植物主导，占总物种库的40.6%，反映了低矮多年生肉质植物的广泛使用。地下芽植物和一年生植物占比较低。分布区类型谱与地中海生物地理背景仅部分对应。地中海分类群占物种库的42.1%，而超半数属于地中海外分布区类型。地中海特有种仅占2.9%。

3.4. Nativeness and the Alien/Invasive Load
73.2%的出现记录涉及研究国本土物种。然而，国家层面的本土性与地中海生物地理亲和性并不完全重叠。仅栽培的外来种占所有记录的20.5%。此外，记录到22个入侵或潜在入侵分类群，最常使用的是食用冰花和伪堪察加景天，其出现主要集中在意大利和西班牙。

3.5. How Species Suitability Has Been Measured
各项研究评估的性能维度平均为2.8个。生长/覆盖率是最常报告的属性，其次是存活率、抗旱性和繁殖。热调节是评估最多的系统性能指标，而生物多样性极少被评估。存活率和生长/覆盖率在得分上最倾斜于最高类别。百里香、意大利蜡菊和岩景天表现出最均衡的性能。多种本土地中海物种在多个维度上的得分与传统景天属物种相当甚至更高，而某些物种如绒毛卷耳在存活、生长和繁殖方面得分较低。

4. Discussion
4.1. Research Trend and Evidence Gaps
2014年以来，专注于测试地中海条件下植物性能的实验研究快速增长。然而，证据集中在意大利、希腊和西班牙，存在持续的地域偏差。地中海东部和南部尽管拥有高度多样的旱生植物群，但在实验研究中代表性严重不足。此外，大多数研究侧重于短期建植指标，长期植被动态和生态系统功能研究不足。

4.2. Geographical Coherence of Mediterranean EGRs Species Pools
尽管分类群多样性较广，但研究主要集中于少数反复测试的物种。物种库显示出与地中海生态系统的部分生态一致性。地上芽植物的主导地位反映了EGRs的环境过滤作用。地下芽植物和一年生植物代表性不足。地中海特有种很少被使用。当前物种库主要受园艺过滤影响，商业可用且历史悠久的物种获得了不成比例的实验关注。一些本土物种表现出高得分，表明可通过更广泛的功能策略实现成功的屋顶植被。

4.3. Beyond Survival: Functionality and Biodiversity
物种选择主要关注存活和耐旱性，而生态系统服务关注不足。仅少数本土物种被评估生态系统服务。生物多样性是评估最少的维度之一。植被持久性应被视为先决条件而非设计目标。研究指出，仅22项研究同时测量了植物和系统结果，例如通过热通量测量量化热干预，外保温可将夜间热损失从198.6 W m^?2降至54.2 W m^?2。未来研究应采用标准化框架报告多项指标，以支持多功能本土物种的循证选择。

4.4. Species Selection and Ecological Risk: Towards Ecologically Coherent Mediterranean Green Roofs
尽管偏好本土物种，但植物选择仍严重依赖园艺和非本土分类群。一些导致屋顶建植成功的性状也可能在相邻自然栖息地中促进入侵性。食用冰花尽管被广泛认为是入侵植物，但仍被频繁使用。物种选择不应仅依赖性能指标，还应考虑入侵风险和生态兼容性。经济约束和供应链动态影响区域物种选择，本土野生多年生植物缺乏苗圃部门支持，限制了其采用。研究的局限性在于性能指标的定性和异质性质。

5. Conclusions
本综述确定了地中海气候下EGRs的众多分类群，并突出了对有限物种和性能指标的研究集中。许多本土地中海物种表现良好，支持植物调色板多样化。目前选择主要基于存活率和抗旱性，长期动态、繁殖持久性和生态系统服务仍缺乏评估。未来研究应扩展到研究不足的本土分类群，直接评估生态系统服务，并采用标准化指标，以支持未来气候变化情景下具有韧性、区域适应性的绿色屋顶系统的发展。