LA专题 | 靳程 胡四维 胡远东 杨永川 | 中国城市绿化树种多尺度相似性格局

全文刊登于《风景园林》2022年第1期 P29-36

靳程，胡四维，胡远东，杨永川.不同地理尺度下中国城市绿化树种多样性的均质化特征[J].风景园林，2022，29（1）：53-58.

中国城市绿化树种多尺度相似性格局

靳程

女 / 重庆大学环境与生态学院在读博士研究生 /研究方向为城市化生态环境效应及生态修复

胡四维

女 / 重庆大学环境与生态学院在读博士研究生 / 研究方向为城市化生态环境效应及生态修复

胡远东

男 / 博士 / 东北林业大学园林学院副教授 /研究方向为风景园林规划与设计、城市生态与生态设计、城市生物多样性

杨永川*

男 / 博士 / 重庆大学环境与生态学院教授 /研究方向为植物群落结构与动态、珍稀濒危植物生存对策及保育、城市化生态环境效应及生态修复

作者写作心得 

摘要：城市绿化建设是保护和提升城市生物多样性的重要途径。绿化树种多样性的均质化对城市生物多样性维持带来不可忽视的影响。以中国36个主要城市的城市绿化树种为研究对象，按树种起源分为乡土树种、省外树种、国外树种和栽培树种4类，分别探究其在全国尺度和气候带尺度下的均质化特征，以明晰中国城市绿化树种均质化特征在不同地理尺度下的差异，并揭示在不同地理尺度下中国城市绿化树种均质化现象的主导树种类型。结果发现：全国尺度下，城市绿化树种均质化现象具地理尺度效应，主要由栽培树种和国外树种主导；气候带尺度下，以北亚热带城市绿化树种均质化程度最高，中亚热带和暖温带次之，南亚热带和中温带最低，虽然仍由栽培树种和国外树种主导，但乡土树种与省外树种也有一定贡献。研究结果可为制定普适性的解决措施以缓解中国城市绿化树种均质化现象、保护和提升城市生物多样性提供参考依据。

关键词：城市化；绿化树种多样性；生物均质化；全国尺度；气候带尺度

0 引言

大量研究发现，在快速城市化背景下城市绿化存在诸多问题，绿化树种均质化现象就是其中之一。生物均质化常被视为生物多样性丧失的表现，其中绿化树种均质化即为不同地区城市绿化树种组成越来越相似。造成此均质化现象的原因多样，有研究表明人们对树种某些特性（如生长快速、易于繁殖、观赏性良好和外来热带起源等）的偏好可能是主要原因；也有研究表明，城市绿化树种均质化现象具有地理尺度效应，与外来树种的存在与否无关。这2种原因截然不同，其对应的解决措施也必然不同。因此，在快速城市化导致城市生物多样性降低、城市生物均质化进程加快的背景下，探究不同地理尺度下城市绿化树种均质化特征及其成因至关重要，能够为建设更具生态效益的绿色基础设施提供理论指导。

中国城市绿化树种均质化问题，近些年已经获得了较多关注，研究尺度涉及全国尺度、流域尺度和局部尺度。其中，已有研究证实了长江流域城市绿化树种均质化程度较高，且主要由国外树种和栽培树种贡献。还有研究探讨了社区、城市和省份3个尺度上苏浙沪三省居住区绿化植物均质化特征，由于该研究整体地理尺度较小，各省份间乡土植物组成相似，反而增加了省间均质化程度。然而，尚未有研究关注中国全国尺度城市绿化树种均质化程度和特征，不同地理尺度下城市绿化树种均质化现象由哪类树种主导，也待进一步论证。

本研究以中国36个主要城市的绿化树种为研究对象，将绿化树种按地理来源划分为不同类型，在全国尺度和气候带尺度下探究不同类型绿化树种组成相似性，并进行对比，以揭示中国城市绿化树种均质化的整体格局，并探明在不同地理尺度下主导城市绿化均质化现象的树种类型。本研究能够为减缓中国城市绿化树种均质化现象并维持城市生物多样性提供理论基础，也能为风景园林相关从业人员全面认识中国城市绿化树种均质化现象提供一定帮助。

1 研究区域与方法

1.1 研究区域

本研究区域涵盖全国36个主要城市，分别为各地省会、直辖市及计划单列市。参照《中国气候》划分研究城市的气候带，其中海口属于边缘热带；澳门、福州、广州、南宁、厦门和深圳属于南亚热带；长沙、成都、重庆、贵阳、昆明和南昌属于中亚热带；杭州、合肥、南京、宁波、上海和武汉属于北亚热带；北京、大连、青岛、沈阳、石家庄、太原、天津、西安和郑州属于暖温带；长春、哈尔滨、呼和浩特、兰州、乌鲁木齐和银川属于中温带；拉萨和西宁属于高原温带。由于边缘热带和高原温带分别仅包含1~2个城市，所以分别将之并入南亚热带和中温带进行分析。

1.2 研究方法

本研究采用文献调查法对全国36个主要城市的绿化树种名录进行整合，根据树种地理来源将绿化树种划分为乡土树种、省外树种、国外树种和栽培树种；采用Jaccard相似性指数（J值）表征城市间各类型绿化树种组成的相似性，之后分别在全国和气候带尺度下比较各类型树种的均质化程度（图1）。统计方法上：使用广义相加模型（Generalized additive models, GAMs）拟合全国尺度下各城市间不同类型绿化树种J值与地理距离间的关系；采用秩和检验和多重比较分析方法（Dunn’s Kruskal-Wallis Multiple Comparisons, DunnTest），进行各项比较分析。所有分析和绘图在R语言（版本4.0.3）中完成。

1 本研究技术路线

2 结果

2.1 绿化树种来源

中国36个主要城市的绿化树种中，乡土树种比例最高，其次为省外树种和国外树种，栽培树种比例最低（图2-1）。各气候带城市绿化中乡土树种比例相差无几，但以中亚热带最高；省外树种和栽培树种比例由南向北呈递增趋势，以温带最高；与省外树种和栽培树种相反，国外树种比例由南向北呈递减趋势，以南亚热带最高（图2-2）。

2 全国（2-1）和气候带（2-2）尺度下各类型绿化树种比例

2.2 不同地理尺度下树种组成的相似性特征

在全国尺度下，各类型绿化树种J值均呈现沿地理距离增加而减少的趋势（图3-1），其中以栽培树种J值最高，其次为国外树种，乡土树种和省外树种J值较低（图3-2）。此外，值得一提的是，省外树种与乡土树种J值曲线在地理距离阈值小于1 300 km时，以乡土树种较高，在阈值超过1 300 km后，以省外树种较高，且省外树种J值曲线逐渐与国外树种重叠（图3-1）。

3 全国尺度下各类型绿化树种 J 值

3-1 全国尺度下各类型绿化树种 J 值与城市地理距离间关系

3-2 全国尺度下各类型绿化树种 J 值比较

在气候带尺度下，北亚热带城市绿化树种组成相似性显著高于其他气候带，中亚热带和暖温带次之，南亚热带和中温带城市绿化树种组成相似性最低（图4-1）。其中，国外和栽培树种组成相似性在各气候带都维持在较高水平。而部分气候带中，乡土和省外树种组成相似性同样较高，如暖温带的乡土树种和北亚热带的省外树种（图4-2）。

4 气候带尺度下各类型绿化树种 J 值

4-1 不同气候带 J 值比较

4-2 气候带尺度下各类型绿化树种 J 值比较

3 讨论

3.1 全国尺度城市绿化树种均质化特征

全国尺度下，城市绿化树种均质化呈现随地理距离增加而衰减的特征，且栽培树种和国外树种加剧了城市绿化树种均质化程度（图3）。在本研究中，全国尺度下城市绿化树种均质化特征虽也呈现出地理尺度效应，但对比各类型绿化树种组成相似性，发现栽培树种组成相似性显著高于其他3类树种，而国外树种组成相似性也显著高于乡土树种与省外树种，因此全国尺度下栽培树种和国外树种均会加剧城市绿化树种均质化程度，以栽培树种为甚。然而，目前大多研究在探究城市绿化树种均质化问题时，往往着重强调外来树种，对栽培树种的关注较少，这可能是因为栽培树种在城市绿化中总体比例较低，所以未引起重视（图2-1）。但是，本研究发现栽培树种与国外树种比例在多个气候带中无显著差异，尤其是在温带地区（图2-2）。因此，在探究城市绿化树种均质化问题时，栽培树种也应该得到足够的关注。

全国尺度下乡土与省外树种组成相似性虽然均较低，但在不同地理距离上具有不同表现（图3-1）。在地理距离阈值小于1 300 km时，乡土树种组成相似性高于省外树种，这可能是因为在地理距离较小时，城市间乡土树种库较为相似，导致城市绿化中乡土树种组成相似性较高。在地理距离阈值超过1 300 km后，省外树种组成相似性高于乡土树种，且其J值曲线逐渐与国外树种重叠（图3-1），这说明与国外树种相似，部分省外树种在中国跨地区跨气候带共享。因此，在尺度较大时，乡土树种确实能减缓城市绿化树种均质化现象，而某些广泛使用的省外树种可能会加剧城市绿化树种均质化现象。

3.2 气候带尺度城市绿化树种均质化特征

气候带尺度下，城市绿化树种均质化程度以北亚热带为中心分别向南北降低（图4）。其中北亚热带城市绿化树种组成相似性相对较高（图4-1），这可能是因为地理尺度效应。

在5个气候带中，北亚热带城市分布最为集中，两两间地理距离较短，导致其树种组成相似性偏高。同样的，中温带城市绿化树种组成相似性相对较低（图4-1），也是因为该气候带内城市分布较分散，两两间距离较长，各城市自然环境物种库间存在差异，且绿化树种交易流通不便捷，因而导致其树种组成相似性偏低。此外，南亚热带城市绿化树种组成相似性相对较低（图4-1），可能是因为南亚热带环境条件（降水与温度）较好，适宜植物生存，使其城市绿化植物物种库较大，可供选择的绿化树种较多；且该地区本身生物多样性丰富，也可为城市绿化提供更多的选择。

气候带尺度下，乡土树种与省外树种对城市绿化树种均质化现象也有一定贡献。气候带尺度下，栽培和国外树种组成相似性还是较高，不过部分气候带中乡土与省外树种组成相似性也较高，甚至与栽培树种或国外树种无显著差异（图4-2）。这说明，气候带尺度下，目前城市绿化树种库中的乡土树种与省外树种同样也对城市绿化树种均质化现象有一定贡献。因此，在气候带尺度下探讨城市绿化树种均质化问题时，乡土树种和省外树种也应被纳入考虑，以全面理解城市绿化树种均质化现象，为后续解决措施的制定提供更全面的数据支撑。

4 结语

本研究结果发现城市绿化树种均质化现象虽具有地理尺度效应，但对比不同类型绿化树种组成相似性，发现国外树种与栽培树种对城市绿化树种均质化贡献较大，甚至在气候带尺度下，乡土树种与省外树种对城市绿化树种均质化也有一定贡献。这说明，不管是国外树种和栽培树种，还是乡土树种与省外树种，在人类偏好的选择下，均呈现均质化趋势，只是程度不同。然而，目前关于城市绿化树种均质化的研究大多着重关注国外树种的影响，乡土树种、省外树种及栽培树种对城市绿化树种均质化的贡献较少被提及。此外，已有研究指出国内引种对外来物种积累模式有巨大影响，特别是对中国这样的大型国家而言，所以省外树种作为国内的“外来树种”也应受到与国外树种相同的重视。

基于人类偏好形成的城市绿化树种库必然是局限的，为从根本解决城市绿化树种均质化问题，需要整个园林行业及社会的配合，从苗圃、园林景观设计人员到公众均应做出改变。苗圃应将部分精力用于地方特有树种的培育；而园林景观设计人员应更多地使用地方特有树种，打造“近自然”城市景观，以此与苗圃配合形成合力，形成良性循环。公众也应接受更多的自然科普教育，更多地与本土自然接触以加强与本土自然的联系，从而提高对乡土树种尤其是地方特有树种的认可度。

图表来源：

图 1~4 由作者绘制。

为了微信阅读体验，文中参考文献标注进行了删减，详见杂志。

参考文献

[1] United Nations. World Urbanization Prospects: The 2018 Revision[R]. New York: United Nations, 2018.

[2] MCKINNEY M L. Urbanization as a Major Cause of Biotic Homogenization[J]. Biological Conservation, 2006, 127(3): 247-260.

[3] GRIMM N B, FAETH S H, GOLUBIEWSKI N E, et al. Global Change and the Ecology of Cities[J]. Science, 2008, 319(5864): 756-760.

[4] CELIS-DIEZ J L, MUNOZ C E, ABADES S, et al. Biocultural Homogenization in Urban Settings: Public Knowledge of Birds in City Parks of Santiago, Chile[J]. Sustainability, 2017, 9(4): 485.

[5] ROZZI R, ARMESTO J J, GOFFINET B, et al. Changing Lenses to Assess Biodiversity: Patterns of Species Richness in Sub-Antarctic Plants and Implications for Global Conservation[J]. Frontiers in Ecology and the Environment, 2008, 6(3): 131-137.

[6] WILLIAMS N S G, SCHWARTZ M W, VESK P A, et al. A Conceptual Framework for Predicting the Effects of Urban Environments on Floras[J]. Journal of Ecology, 2009, 97(1): 4-9.

[7] QIAN S, QI M, HUANG L, et al. Biotic Homogenization of China’s Urban Greening: A Meta-Analysis on Woody Species[J]. Urban Forestry and Urban Greening, 2016, 18: 25-33.

[8] WARD S G, AMATANGELO K L. Suburban Gardening in Rochester, New York: Exotic Plant Preference and Risk of Invasion[J]. Landscape and Urban Planning, 2018, 180: 161-165.

[9] YANG J, LA SORTE F A, PYSEK P, et al. The Compositional Similarity of Urban Forests among the World’s Cities is Scale Dependent[J]. Global Ecology and Biogeography, 2015, 24(12): 1413-1423.

[10] 住房和城乡建设部.2016年城乡建设统计公报[J].城乡建设，2017（17）：38-43.

[11] WEBER E, LI B. Plant Invasions in China: What is to be Expected in the Wake of Economic Development?[J]. Bioscience, 2008, 58(5): 437-444.

[12] VAN KLEUNEN M, DAWSON W, ESSL F, et al. Global Exchange and Accumulation of Non-native Plants[J]. Nature, 2015, 525(7567): 100-103.

[13] MCKINNEY M L. Do Human Activities Raise Species Richness? Contrasting Patterns in United States Plants and Fishes[J]. Global Ecology and Biogeography, 2002, 11(4): 343-348.

[14] GONG C, CHEN J, YU S. Biotic Homogenization and Differentiation of the Flora in Artificial and Near-natural Habitats Across Urban Green Spaces[J]. Landscape and Urban Planning, 2013, 120: 158-169.

[15] YAN P, YANG J. Species Diversity of Urban Forests in China[J]. Urban Forestry and Urban Greening, 2017, 28: 160-166.

[16] ZHU Z X, ROEDER M, XIE J, et al. Plant Taxonomic Richness and Phylogenetic Diversity Across Different Cities in China[J]. Urban Forestry and Urban Greening, 2019, 39: 55-66.

[17] JIN C, ZHENG M M, HUANG L, et al. Co-existence between Humans and Nature: Heritage Trees in China’s Yangtze River Region[J]. Urban Forestry and Urban Greening, 2020, 54: 126748.

[18] 徐志虎，宋坤，秦俊，等.长三角新建居住区景观绿化植物组成的相似性[J].生态学杂志，2009，28（10）：1956-1959.

[19] 王思瑶，刘艳红，贺志龙.太原市城区不同类型绿化园林植物结构及相似性分析[J].中国农学通报，2017，33（10）：59-66.

[20] 丁一汇.中国气候[M].北京：科学出版社，2013.

[21] LA SORTE F A, MCKINNEY M L, PYSEK P. Compositional Similarity Among Urban Floras Within and across Continents: Biogeographical Consequences of Human-mediated Biotic Interchange[J]. Global Change Biology, 2007, 13(4): 913-921.

[22] JENERETTE G D, CLARKE L W, AVOLIO M L, et al. Climate Tolerances and Trait Choices Shape Continental Patterns of Urban Tree Biodiversity[J]. Global Ecology and Biogeography, 2016, 25(11): 1367-1376.

[23] CHEJANOVSKI Z A, WIENS J J. Climatic Niche Breadth and Species Richness in Temperate Treefrogs[J]. Journal of Biogeography, 2014, 41(10): 1936-1946.

[24] SVITOK M, HRIVNAK R, KOCHJAROVA J, et al. Environmental Thresholds and Predictors of Macrophyte Species Richness in Aquatic Habitats in Central Europe[J]. Folia Geobotanica, 2016, 51(3): 227-238.

[25] VITULE J R S, OCCHI T V T, KANG B, et al. Intra-country Introductions Unraveling Global Hotspots of Alien Fish Species[J]. Biodiversity and Conservation, 2019, 28(11): 3037-3043.

[26] 达良俊，李艳艳，章君果，等.关于上海城市“地标性”植物群落建设的思考[J].城市问题，2009（8）：37-39.

[27] 林良任，陈莉娜，福铭.增进城市地区生物多样性：以新加坡模式为例[J].风景园林，2019，26（8）：25-34.

[28] 袁兴中，贾恩睿，刘杨靖，等.河流生命的回归：基于生物多样性提升的城市河流生态系统修复[J].风景园林，2020，27（8）：29-34.

[29] 达良俊，许东新.上海城市“近自然森林”建设的尝试[J].中国城市林业，2003，1（2）：17-20.

[30] BALLOUARD J-M, BRISCHOUX F, BONNET X. Children Prioritize Virtual Exotic Biodiversity over Local Biodiversity[J]. Plos One, 2011, 6(8): e23152.

[31] ROZZI R, PICKETT S T, PALMER C, et al. Linking Ecology and Ethics for a Changing World[M]. New York: Springer, 2013.

[32] 下村彰男，刘铭.日本地域景观的独特性及其可持续管理[J].风景园林，2019，26（9）：109-118.

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文章编辑 王一兰

微信编辑 刘芝若

微信校对 刘昱霏

审核 曹娟

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