多尺度视角下人类活动对城市野生草本植物种类构成的影响机制

Under global urbanization, the abundant species of urban wild (or spontaneous) herbs play an important role in urban biodiversity, ecological services and environmental wellbeing. However, recently researches on how human activies affect urban wild herb species composition still remain to be further studied. Wide range of habitat destruction and species loss occurred due to lack of knowlege on how to protect and use urban wild herbs. As widly accepted, activities to protect and use wild herbs, e.g. managing, planning, designing activities, concerns multi-scale processes.Thus in this project, multiple characteristics of species composition would be used instead of species diversity, which is insufficient to correlate complicated ecological processes with urban plant species features, and multiscale analysis would be introduced into research on the effect mechanisms of species composition, in order to overcome the problem that the complicated effect mechanisms of human activities on plant species composition cannot be reasonably explained at a single scale. Xiamen is selected as a case study. Based on the "Human Ecosystem Framework", multiscale mechanisms affecting species composition of urban wild herbs will be explored through hierarchical partitioning, variation partitioning, hierarchical linear models, canonical correspondence analysis, and multivariate regressions, by data of socio-economic factors and human activities. The results from this project will provide an important reference for the protection and management of urban wild herbaceous plants, which is important for the sustainable development of cities.

城市野生草本植物蕴藏着大量物种，在全球城市化的背景下，对城市生物多样性、生态系统健康与环境质量起着重要作用。但因其影响机制的研究还有待深入，对城市野生草本植物的保护和利用缺乏科学依据，造成大范围的生境破坏和野生草本物种资源流失。通过规划、设计、管理、养护等多尺度的人类活动，保护城市野生草本植物是目前的主要途径。本项目以厦门市为实验区，基于"人类生态系统框架"，采用社会、经济与人类活动多源数据，从样方、斑块、功能小区和城市区四个空间尺度，采用种类构成的多种特征代替多样性指标，解决单纯多样性指标很难与复杂生态过程相耦合的问题；采用多尺度分析方法，解决单一尺度不能反映多尺度复杂影响机制的问题；通过等级分解、方差分解、多元线性分析、典范对应分析、多元拟合等方法，揭示城市野生草本植物种类构成的多尺度影响机制，为城市野生草本植物的保护与管理提供理论依据，对城市可持续发展具有重要意义。

城市野生草本植物对城市生物多样性、生态系统健康与环境质量起着重要作用，其影响机制的研究为保护和利用城市野生草本植物提供重要的理论依据。本项目以厦门市为案例，通过社会调查、文献调研、植被调查等途径获取了87项社会经济因子、35项人类活动及人工环境因子以及植被相关14项指标的数据，从样方、样地斑块、绿地类型和城市区四个空间尺度，分析了城市野生草本植物的种类构成特征；并通过等级分解、加权线性回归、多元拟合等方法，基于3种途径（社会经济因素间接影响种类构成特征、社会经济因素直接影响种类构成特征以及人类活动直接影响种类构成特征），揭示各尺度上影响城市野生草本植物种类构成的主要驱动因子与影响关系，探讨各种途径的特征尺度和不同尺度间的差异性，总结人类活动的多尺度作用途径。本次调查共记录野生草本植物45科148属203种，占调查物种数的42.7%。样方、样地和行政区等不同尺度上多样性、来源结构等种类构成特征差异显著。行政区尺度上社会经济因素直接影响植物多样性的最主要因子是2011年第二产业增长率，对野生草本植物多样性的单独贡献量和联合贡献量分别达到13.5%和72.3%。通过2011年第二产业增长率和2012年房地产投资额增长率建立了该尺度上的拟合模型。人类活动对种类构成特征的影响涉及样地尺度和样方尺度。植被覆盖的或旧的足迹是样地尺度上对野生草本植物丰富度影响最大的因子，单独贡献量达到18.8%；盖度均值是样方尺度上影响最大的因子，单独贡献量达到7.3%。通过主干道数量、周围公共服务用地比例和植被覆盖的或旧的足迹盖度建立了样地尺度上的拟合模型；通过盖度均值和盖度最大值建立了样方尺度上的拟合模型。另外，还筛选出社会经济因素间接影响种类构成特征的6个主要因子。本项目的研究方法为人类为主导的城市环境中分析城市植物种类构成的影响机制提供一种新思路，相关结果为城市植物多样性的研究以及规划、设计、管理与养护的实施提供一定的理论依据。