全球生态和生物地理：清华大学地学中心杨军教授发表全球城市

9月16日，清华大学地球系统科学研究中心(简称“地学中心”)杨军副教授等在《全球生态和生物地理》(global Ecology and Biogeography)在线发表了题为“全球城市森林的组成相似性取决于尺度”(The compositional similarity of urban forests among the world’s cities is scale dependent)的研究论文。这是清华大学首次在此刊物发文。

该研究揭示了在全球尺度上由城市化所引起的树木种类组成的同质化现象是由空间尺度所决定的，并依此对当前宏观生态学研究中占主流的全球生物同质化观点提出了质疑。杨军副教授是论文的第一作者和通讯作者。论文还得到美国康纳尔大学、捷克国家科学院、美国林务局和北京林业大学的学者的帮助和支持。

生物同质化是指不同地区间生物基因、功能和种类的相似性增加的现象，人类活动影响地球生物圈的标志，是造成全球生物多样性丧失的主要原因，具有重要的生态和进化上的后果：如造成独特基因的丧失，生物种群扩散能力的削弱，和生物群落适应环境扰动的能力降低等。而其中城市化是造成生物同质化的一种主要人类扰动，主要通过城市环境的过滤作用和人类施加的压力导致生物的多样性发生变化。此前的研究结论大多认为城市之间的生物同质化现象已经在全球尺度上发生。但现有研究主要集中在对欧美城市的分析，且依赖于文献数据中的种类的存在信息，缺乏高质量的种类数量信息支持。杨军副教授通过自己调查和与国外合作者合作，建立了采用统一方法实地调查的全球38个城市的城市森林种类和数量信息数据库，并采用了最新的生物多样性数量化分析方法展开本项分析，取得了研究成果。

研究表明城市森林之间的种类组成并没有在全球尺度上表现出显著相似性，具体表现为：在地区尺度上城市森林表现出很高的种类相似度，但在大洲和全球尺度上的相似度依次递减;城市所在地的生态分区、气候、和城市之间的空间距离仍然是引起城市森林种类的组成差异的主要因素，而外来物种对城市森林的生物同质化促进作用并不明显。同时研究还发现在分析中加入种类的数量信息后，城市森林的种类组成相似度在不同尺度上都显著提高，过去仅依赖种类存在信息进行分析的研究会低估城市植被种类组成相似度。

本研究的数据和结论对于回答城市化是否能引发生态系统在全球尺度上的急剧变化和外来物种在生物同质化中的作用等生态学基础问题起到了推动作用，对于全球城市制定城市生物多样性和城市生态安全保护策略具有参考价值。

根据Thomson Reuters的2014年的文献引用报告，《全球生态和生物地理》的影响因子为6.531，在自然地理类中排名第一。该杂志的平均投稿录用率低于20%，在该杂志已经发表的1300余篇文章中，中国作者作为第一作者发表的文章数量不到5%。这是清华大学首篇发表于此刊物的论文。

原文链接：

The compositional similarity of urban forests among the world's cities is scale dependent

原文摘要：

Aim

We examined species composition of urban forests from local to global scales using occurrence and abundance information to determine how compositional similarity is defined across spatial scales. We predicted that urban forests have become more homogeneous world-wide, which should result in minimal scale dependence that is more pronounced for non-native species, especially when considering abundance information.

Location

Thirty-eight cities world-wide.

Methods

We estimated compositional dissimilarities of urban forests, including both spontaneous and cultivated trees, from local to global spatial scales using six dissimilarity metrics. We used redundancy analysis to determine how climate, geographic distance and anthropogenic factors are related to compositional dissimilarity among cities. These analyses were implemented for all species combined and for native and non-native species separately.

Results

The 38 cities contained a median of 77 tree species, with a greater percentage of these classified as native (median = 58%). The similarity of urban forests was scale dependent, declining as the spatial scale increased – an outcome that did not differ when considering native and non-native species separately. Climate, geographic distance and city age were the main factors describing variation in tree species composition among cities. The addition of abundance information resulted in lower dissimilarity across spatial scales.

Main conclusions

Compositional similarity of urban forests is a scale-dependent phenomenon that is not affected by the presence or absence of non-native species, suggesting a limited role for biotic interchange in promoting homogenization. However, compositional similarity across spatial scales increased uniformly with the addition of abundance information, suggesting that patterns of abundance may have greater biological relevance when homogenization trends among urban forests are considered.

DOI: 10.1111/geb.12376

作者：杨军