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J ENVIRON MANAGE

花匠小妙招
2025-01-04 22:19

J ENVIRON MANAGE | 杨永川教授团队发表城市公园草本观赏植物入侵风险相关的研究论文

生物多样性期刊之声 2024年08月03日 21:10 北京

以下文章来源于生物多样性与生态保育，作者胡四维

生物多样性与生态保育.

生物多样性与生态保育领域最新研究进展介绍、保育理论与实践的案例分享和讨论。

本文约800字，阅读大概需要7分钟

重庆大学杨永川教授团队在Journal of Environmental Management 上发表题为“Herbaceous ornamental plants with conspicuous aesthetic traits contribute to plant invasion risk in subtropical urban parks”的研究论文，研究评估了中国亚热带城市（重庆）的363个城市公园的草本观赏植物入侵风险，同时分析了人类在城市公园中选择草本观赏植物的审美偏好，并探索了观赏特征与入侵风险的关系。

论文第一作者为研究组博士胡四维，通讯作者为杨永川教授，论文共同作者廖睿燕为该研究野外工作的主要贡献者。

研究背景与方法

植物入侵威胁着全球变化下的生物多样性保护和生态系统维护。入侵植物影响着本地生态系统的稳定，在全球入侵物种数据库（Global Invasive Species Database，2023 年）记录的入侵生物中，入侵植物占了一半之多。由于全球化，迁移到新地区的非本地物种数量空前增加，这在很大程度上加剧了植物入侵。全球观赏园艺是植物入侵的一个主要途径。城市公园是接收外来观赏植物的主要场所。观赏植物的文化和美学服务对人类福祉至关重要，同时也带来了生物入侵的附带风险。了解城市公园中的非本地观赏植物是否会带来入侵风险，对于制定适当的管理对策以应对相关的挑战（生物入侵问题）和机遇（如城市生态系统服务）至关重要。

该研究将中国长江流域的一个亚热带城市重庆作为研究地，调查了城市中363 个公园的草本观赏植物。研究分两步完成了综合的入侵风险评估，首先对研究区域城市公园中存在的所有外来物种进行了基于植物本身特性的入侵风险评估。然后，应用物种分布模型模拟出高入侵风险的物种的潜在栖息地，并绘制了入侵植物适生区地图。另外，该研究还对植物的观赏特征进行了定量分析，以解读人类审美偏好在选择草本观赏植物中的作用。

图1 研究区区位及城市公园分布（左），基于植物特性的入侵风险评估流程（右）。

研究结果与讨论

研究在 363 个城市公园中记录了 245 种草本观赏植物，包括 126 种（51.43%）本地物种和 119 种（48.57%）外来物种（其中 12 种已被确认为中国的高风险外来入侵植物）。与国内其他城市横向对比发现，该外来物种比例能反映现阶段我国城市公园引种植物的大致水平。然而，根据对中国主要城市的研究记录，城市自生植物中外来自生草本植物（18.66%）的比例要低得多。这种情况表明，人类有意引进的植物促进了外来物种在城市公园中占用更多的空间和资源，而非促进本地物种的应用。

图2 (a) 草本观赏植物在系统发育树中的分布；(b) 城市公园中不同来源（本地或非本地）物种的种植频率-密度分布；(c) 各大洲非本地物种的来源。

对119种外来草本观赏植物的入侵风险评估发现，有44种具有较高的入侵风险。隶属于 21 科 34 属，其中 18 种（40.91%）属于菊科和禾本科。菊科种子通常具有便于远距离传播的附属结构；禾本科植物的种子可以混入谷物产品中，并通过人类运输工具带到遥远的地方。因此，这两个科在入侵生物学中都备受关注。城市公园中现有的草本观赏植物构成了一个潜在的入侵物种库。SDMs模拟显示重庆市的主城区（西南部）和东南部更易成为入侵热点，其原因可能与主城区大量的公园促进的繁殖压力以及南部较温暖的气候相关。

表1 在 363 个取样城市公园中，44 种 "外来入侵 "物种的入侵概率和种植频率。

图3 对 44 种高入侵性草本观赏植物进行 MaxEnt 模拟后得出的重庆当前气候条件下 "外来入侵物种"分布热力图。

根据入侵风险评估，研究将公园草本观赏植物分为了3类：本地物种，外来非入侵物种，外来入侵物种。

人类的偏好选择了具有更高花卉观赏价值的外来物种，这也是许多外来入侵物种的特点。它们包括更显眼的花（花大叶小）、更鲜艳的花色（红色、黄色）和更高的花卉多样性。这些结果与城市公园使用者对绿地设计中观赏植物物种的偏好和情感认知是一致的。外来入侵物种还表现出更长的花期。有研究发现，花色艳丽和花期长是影响居民对玫瑰观赏性看法的重要因素。此外，园艺师也倾向于选择花期较长的品种，以创造出长期的景观效果。然而，花期通常被认为是与繁殖压力密切相关的繁殖性状，这一点在入侵风险评估框架中被广泛强调。

图4 三类草本观赏植物的观赏性状比较：（a）观赏类型，（b）株高，（c）花朵大小，（d）叶片大小。

图5 草本观赏植物的花色特征：（a）所有物种在 RGB 色彩空间中的分布；（b）三类植物的花色频率分布；（c）三个物种组的花色多样性；以及（d）三个物种组的花期长度。

图6 三类植物观赏特征的主成分分析

这项工作为草本观赏植物的入侵风险评估提供了一种综合方法，并为了解人类对观赏植物的偏好做出了定量分析。城市公园是潜在入侵植物的巨大物种库。在未来选择观赏植物之前，进行严格的风险评估并制定明确的筛选标准对平衡生态系统健康、稳定性和美学需求至关重要。

编辑 | 胡四维

Hu, S., Jin, C., Liao, R., Huang, L., Zhou, L., Long, Y., Luo, M., Jim, C. Y., Hu, W., Lin, D., Chen, S., Liu, C., Jiang, Y., & Yang, Y. (2023). Herbaceous ornamental plants with conspicuous aesthetic traits contribute to plant invasion risk in subtropical urban parks. Journal of Environmental Management, 347, 119059.

封面图片，文内图片源自原文