住宅道路边缘栖息地花园对城市昆虫多样性的提升：澳大利亚墨尔本一项配对前后-对照-影响（BACI）研究

《Journal of Applied Ecology》：Enriching streetscape habitat for urban insects: A before–after-control-impact study in Melbourne, Australia

　　

住宅道路边缘（residential road verges）是城市环境中丰富但被低估的绿色特征。随着研究人员努力识别城市中新的保护空间，利用住宅道路边缘提供的空间进行栖息地添加以支持城市动物群存在机会。研究人员在澳大利亚墨尔本实施了一项配对的前后-对照-影响（before–after-control-impact, BACI）实验，以评估住宅道路边缘栖息地花园（habitat gardens）对蜜蜂、甲虫、蝴蝶和蛾生物多样性的价值。这些花园专门为已知栖息于该地区的昆虫设计，并包括幼体和成体营养、巢穴和庇护所资源。在添加栖息地花园后，影响样点（impact sites）的昆虫多度（abundance）为对照（controls）的七倍，物种丰富度（species richness）约翻倍。然而，该效应在昆虫分类单元（taxa）间不一致：蜜蜂响应最大，其次为甲虫。研究人员未检测到蝴蝶和蛾对该处理的响应。蜜蜂的物种丰富度和多度与栖息地花园中花卉的物种丰富度和盖度（cover）呈正相关，本土蜜蜂持续在 Goodenia ovata、Wahlenbergia spp. 和 Brachyscome multifida 的花上觅食。综合与应用：研究人员证明，住宅道路边缘的栖息地花园能够支持比传统草坪边缘更高的昆虫多度和物种丰富度。由于道路边缘占城市绿地的相当大比例，将草坪边缘转化为栖息地花园代表了一种可扩展且实用的城市昆虫生物多样性提升策略。作为土地所有者和政策制定者，地方政府处于独特位置，可通过鼓励或促进居民改善道路边缘来实现这一改变。考虑到支持道路边缘栖息地促进昆虫生物多样性的证据，这些花园也可被纳入市政生物多样性战略。

研究背景：全球昆虫生物多样性正快速下降，传粉、养分循环和生物防治等生态系统服务受到威胁。城市化、农业集约化、气候变化和污染导致自然栖息地丧失、破碎化和隔离，城市中心昆虫物种丰富度可能低于周边乡村。然而，城市也可为保护提供机会，通过缓解栖息地丧失、破碎化和隔离，对城市区域进行生物多样性改造。住宅道路边缘（residential road verges）是城市中丰富但被低估的绿地；在澳大利亚墨尔本，道路边缘占公共绿地三分之一以上，当地称为“自然条带”（nature strips），通常由私人维护的公共土地，多为修剪草坪和行道树，缺乏下层植被和花卉资源，对昆虫传粉者价值有限。已有小规模城市绿地添加花卉可提升昆虫，但针对住宅道路边缘的稳健实验证据仍少。因此，研究人员开展配对前后-对照-影响（before–after-control-impact, BACI；一种比较干预前后与对照/影响样点的实验设计）实验，评估专门设计的街道栖息地花园对蜜蜂、甲虫、蝴蝶和蛾的价值，并探索昆虫与植物资源的互作。

研究设计、结论与意义：研究人员在墨尔本内北 Merri-bek 市，于2022—2025三个季节阶段实施配对BACI：before（2022—2023）、after1（2023—2024）、after2（2024—2025），14个影响样点与100—200 m外、同面积、同行道树种的对照配对。影响样点在2023年5—6月添加栖息地花园，对照维持传统草坪。结果表明，栖息地花园使影响样点昆虫总多度约七倍于对照，物种丰富度约翻倍；蜜蜂响应最大，甲虫延迟响应，蝴蝶和蛾无持续响应。该研究证明住宅道路边缘栖息地花园可支持更高昆虫多度和丰富度，为城市昆虫保护提供可扩展、实用的策略，并支持地方政府将自然条带花园纳入生物多样性战略。

关键技术方法：采用配对前后-对照-影响（BACI）设计，在澳大利亚墨尔本Merri-bek市开展三阶段（before、after1、after2）调查。通过在线意向表和定向传单招募居民，从应答者中选14个影响样点，配对100—200 m外同面积、同行道树种的对照；影响样点于2023年5—6月种植由11种本土植物组成的栖息地花园，对照不干预。对蜜蜂、甲虫、蝴蝶和蛾进行非破坏性调查，记录与植物资源的互作。数据分析采用贝叶斯框架，包括含处理×阶段交互的双因素方差分析（ANOVA）、Poisson广义线性混合模型（GLMM）和生态互作网络；以log₁₀(x+1)转换数据。

研究结果：
3.1 概要：通过三阶段调查，共记录1828头昆虫，隶属62个物种、形态种或其他分类单元；before 553头，after1 824头，after2 451头（仅两轮）。总多度不受日期、时间或温度影响，随花园面积增加、随湿度下降，但部分关系不确定；物种丰富度随季节增加，随一天时间推移和湿度增加而下降。这些时间变量在处理间分布均匀，未实质影响总体结果。
3.2 昆虫多度：通过BACI双因素ANOVA，before阶段对照与影响相似；after1影响样点总多度增加；after2总多度约7倍于对照（95% CI 4.24—12.13）。蜜蜂响应最大，约5倍（95% CI 3.22—8.09）；甲虫延迟，after2约3倍（2.18—5.12）；蝴蝶和蛾初始较小，after2无效应。
3.3 昆虫物种丰富度：before无差异；添加花园后总丰富度增加。蜜蜂丰富度约翻倍（95% CI 1.46—2.28）；甲虫after2为1.60倍（1.24—2.07）；蝴蝶和蛾各阶段无实质效应。
3.4 植物-昆虫相互作用：在影响样点after1和after2，花卉盖度和物种丰富度与昆虫多度、丰富度正相关。蜜蜂在所有变量上表现相似；甲虫丰富度与花卉盖度正相关，多度和丰富度与花卉物种丰富度正相关；蝴蝶和蛾多度与丰富度随花卉物种丰富度增加，但丰富度关系不确定。Goodenia ovata涉及最多互作（381次），多为蜜蜂访花；Wahlenbergia spp.和Brachyscome multifida类似。Acacia brownii、Correa reflexa、Kennedia prostrata和Arthropodium strictum未观察到与昆虫互作。

讨论部分：
4.1 自然条带栖息地添加后的昆虫响应
4.1.1 蜜蜂：蜜蜂响应最大、最快、最一致。种植后1年内，影响样点本土蜜蜂多度为对照5倍。蜜蜂生活史快，依赖花卉资源供成体和幼体营养，因此迅速利用花卉盖度和丰富度高的人工花园。本土Lasioglossum spp.常与Goodenia ovata、Brachyscome multifida、Myoporum parvifolium和Wahlenbergia spp.花互作。Apis mellifera虽为超级泛化采集者，但未像本土蜜蜂一样受益，支持采用本土植物支持本土传粉者。
4.1.2 甲虫：甲虫响应延迟，after1无效应，after2多度3倍。甲虫常利用植被和地面资源庇护而非访花，因此与花卉资源关系混合；不同功能群对同一栖息地变量反应不同。覆盖物、凋落物和地面栖息地利用差异也是原因；研究准备时移除表层10 cm草坪和土壤可能移除甲虫，导致延迟。
4.1.3 蝴蝶和蛾：响应更可变，初始多度增加后下降且无实质效应。Lycaenidae在所有阶段和处理中最多；它们会访Goodenia ovata、Brachyscome multifida和Myoporum parvifolium花，也取食对照丰富的引入种Trifolium repens。蝴蝶和蛾可能利用较少修剪的草坪和草地，减少修剪频率也可能有益。
4.2 持续存在的知识空白：这是少数在道路边缘实验研究蜜蜂、甲虫和蝴蝶响应的研究。需在不同地点和分类群开展实验，理解特定类群对街道栖息地操纵的响应。研究无法推断种群水平效应；该研究为住宅街景改造提供概念验证，未来应扩展到街道或邻里尺度，以评估种群或集合种群影响及作为城市绿地走廊的潜力。
4.3 结论与管理意义：道路边缘在城市中丰富且未充分利用，是城市绿化行动的重要空间。添加自然条带栖息地花园后，影响样点昆虫多度平均增加7倍，物种丰富度翻倍，且不同昆虫类群响应不同。该证据支持在街景中添加复杂开花植被，重申道路边缘对城市绿化的价值。地方议会作为土地所有者和政策制定者，可鼓励和促进居民建立自然条带花园，并纳入市政生物多样性战略。

研究结论翻译：这项研究为越来越多来自墨尔本 Bell et al.、Brown et al. 以及墨尔本以外 Dániel-Ferreira et al.、Halbritter et al.、Heneberg et al.、Saarinen et al. 的证据增添了内容，表明昆虫传粉者会利用适当设计的道路边缘栖息地进行觅食和庇护。该研究是最早在住宅道路边缘开展此类工作之一；在墨尔本，这些道路边缘是私人维护的公共土地。地方议会作为土地所有者和政策制定者，处于有利位置，可以鼓励和促进居民在自然条带中建立栖息地花园或类似设施。鉴于支持自然条带栖息地促进昆虫的证据，议会应将自然条带花园纳入生物多样性战略，作为实现目标和支持当地野生动物的机制。研究人员的发现进一步证明，道路边缘，尤其是通过多种花卉资源增强的道路边缘，能够有益于昆虫传粉者。尽管更广泛的种群水平效应尚待阐明，但这些丰富且未被充分利用的空间对自然保护的价值显然不应被忽视。道路边缘在城市中无处不在，为城市绿化行动提供了可扩展的机会，可增加栖息地的数量、质量和连通性。考虑到全球昆虫下降速率以及它们提供的生态系统服务的重要性，这项工作对于理解如何在城市中支持昆虫传粉者至关重要。